Alai

Synthetisierte neue Kobaltverbindungen

Kobalt wurde über Jahre hinweg von vielen Wissenschaftlern untersucht. Diese Arbeiten führten zu einer Vielzahl von Kobaltverbindungen. Zum Beispiel synthetisierten Kumar und Garg Kobalt(II)-Komplexe von tetradentaten Schiffbasen des Typs CoL.

Die Chemie der Kobaltkomplexe hat in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen, unter anderem wegen ihrer Anwendungen in biologischen Systemen wie antimikrobiellen Mitteln und antibakteriellen Mitteln (DNA-Studien und Zytotoxizitätsstudien).

Einige dieser Arbeiten wurden wie folgt erwähnt. 1952 wurde die erste biologische Aktivität von Kobaltverbindungen bekannt, bei der Kobalt(III)-Verbindungen mit zweizähnigem Senf sich so bewegen, als seien sie hypoxieselektive Mittel. Danach zeigten einige Verbindungen eine signifikante Aktivität gegen Bakterienstämme und gegen Leukämie- und Lymphomzelllinien. Danach wurden zahlreiche Studien zur antimikrobiellen, antifungalen und antioxidativen Wirkung von Kobaltverbindungen durchgeführt.

Bis 1960 wurden mehrere neue Kobalt(III)-Komplexverbindungen mit leicht oxidierbaren Liganden hergestellt und identifiziert. Dabei handelte es sich um Salze von Kobaltaminen, innere Ladungskomplexe und eine Vielzahl von Kobaltaten. Die Strukturformel lautete Na3. 3H2O, was die einfachste Formel war.

Es wurde berichtet, dass Kobalt(II)phthalocyanin (CoPc) und seine Derivate katalytische Aktivität für viele Reaktionen zeigen. Sie verglichen die katalytischen Aktivitäten der CoPc-Spezies mit denen der anderen Übergangsmetall-Phthalocyanin-Komplexe der ersten Reihe. Es wurde auch gezeigt, dass CoPc-modifizierte Glaskohlenstoffelektroden die Oxidation von o-Cresol, m-Cresol, p-Cresol, 4-Chlorphenol, 2-Chlorphenol und Pheno katalysieren. Die Beschichtung mit CoPcs-Spezies erhöhte die Stabilität der GCE (Kobalt(II)-Phthalocyanin-modifizierte Glaskohlenstoffelektrode).

Es wurde gezeigt, dass eine komplexe Form von Kobalt(III) ein aktiver Katalysator für die selektive Oxidation von Alkylaromaten unter Verwendung von Luft ist. Die Luft wurde als Sauerstoffquelle in Abwesenheit von Lösungsmitteln verwendet.

Park et al. berichteten über die Synthese von „Mischkristallen“ und „Kern-Schale“-Typen von gut definierten Co-Pt-Nanolegierungen mit einer Größe von weniger als 10 nm. Die Bildung dieser Legierungen erfolgte durch Redox-Transmetalisierungsreaktionen. Co2(CO)8 und Pt(hfac)hexafluoroacetylacetlacetonat wurden bei der Bildung von Legierungen des Typs „feste Lösung“ wie CoPt3-Nanopartikeln erzeugt (Abbildung 1). Die erhaltenen Nanopartikel waren mäßig monodispers. Park et al. berichteten erstmals über die Verwendung von Redox-Transmetalisierungsreaktionen für die Synthese von zwei verschiedenen Typen (Mischkristall und Kern-Schale). Mit dieser Art von Redox-Transmetalisierungsstrategie können verschiedene Arten von Nanolegierungen synthetisiert werden. Es ist möglich, die Anforderungen der nächsten Generation mit magnetischen Legierungen zu erfüllen, da die monodispersen Partikel eine Größe von weniger als 10 nm haben.

Wenn reine Metalle wie Fe, Co und Ni und ihre Metalllegierungen im Magnetismus eingesetzt werden, ist es schwierig, sie wegen ihrer Oxidation an der Luft zu verwenden. Außerdem nimmt diese Schwierigkeit zu, wenn die Partikelgröße kleiner wird. Daher wird die Stabilität der Partikel durch eine Reihe von Methoden erhöht. Eine davon ist die Ablagerung von isolierenden Schalen auf der Oberfläche der Nanopartikel. Ein Verfahren, das zu luftstabilen Co-Nanopartikeln führt, wurde von Gedanken et al. durchgeführt. Sie behaupteten, dass die Bildung einer Kohlenstoffhülle auf der Oberfläche der Nanopartikel die Stabilität erhöht. Die erhaltenen Partikel waren jedoch nicht einheitlich.

Kobayashi et al. informierten, dass es sich um ein Verfahren handelt, das die Herstellung von Co-Nanopartikeln verschiedener Größen in wässriger Lösung und ihre Beschichtung mit wohldefinierten Siliziumdioxidhüllen ermöglicht. Sie fanden eine einfache chemische Methode für die Synthese und Stabilisierung von magnetischen und amorphen Co-Nanopartikeln. Diese Co-Nanopartikel waren von homogenen Schalen aus Siliziumdioxid umgeben. Diese neuartige Art von zusammengesetzten magnetischen Nanopartikeln kann sowohl im Bereich der Ferrofluide als auch in magnetischen Speichermedien eingesetzt werden. Der kontrollierte Aufbau von CoSiO2-Nanopartikeln wird derzeit von Kobayashi et al. untersucht.

Der Mechanismus zur Bildung der röhrenförmigen Struktur von Co3O4 wurde von Li et al. untersucht und sie stellten eine Hypothese auf. Sie stellten Co3O4-Nanoröhren durch Kalzinieren von elektrolytisch abgeschiedenen Kobalt-Nanodrähten her, die in ein anodisches Aluminiumoxid-Template (AAT) eingebettet waren. Früher glaubte man, dass Oxidations-, Phasenübergangs-, Verdampfungs- und Rekristallisationsprozesse eine Schlüsselrolle bei der Bildung von Co3O4-Nanoröhren spielen. Wissenschaftlich gesehen war dies ein bemerkenswerter Fall, und diese erhaltenen Nanoröhren finden auch eine breite Palette von Anwendungen in der Industrie.

In vitro wurde die antimikrobielle Aktivität von Kobalt(II)-Komplexen untersucht. Diese Liganden waren , wobei L1 = Aminobenzimidazol, L2 = 1 – Benzyl – 2 – Aminobenzimidazol, L3 = 1 – (4 – Methylbenzyl) – 2 – Aminobenzimidazol. Alle diese Verbindungen und ihre Kobalt(II)-Komplexe wurden in vitro auf ihre antimikrobielle Aktivität gegen Pseudomonas aeruginosa, Bacillussp., Staphylococcus aureus, Sarcina lutea und Saccharomyces cerevisiae untersucht. Sie stellten fest, dass keine der Verbindungen einen nennenswerten Einfluss auf die Hefe Saccharomyces cerevisiae hatte, aber der 2-Aminobenzimidazol-Komplex war effizient, da er das Wachstum der Hefe mäßig hemmte. In ähnlicher Weise wurden alle Liganden und ihre Komplexe einzeln auf ihre Aktivitäten hin untersucht, und es wurde festgestellt, dass im Falle des Benzimidazols, dessen Kern eine 4-Methylbenzylgruppe am N1-Atom aufweist, die antimikrobielle Aktivität zunahm. Sie kamen zu dem Schluss, dass die substituierten Liganden und Kobalt eine Rolle bei der antimikrobiellen Aktivität spielen können.

Es wurde berichtet, dass die Synthese von Kobalt-Nanopartikeln mit Hilfe eines polymeren mikrofluidischen Reaktors durch die Reduktion von CoCl2 in Tetrahydrofuran (THF) unter Verwendung von Lithiumhydrotriethylborat (LiBH(C2H5)3) als Reduktionsmittel und 3 – (N, N – Dimethyldodecylammonia)propansulfonat (SB12) als Stabilisator erfolgt. Sie untersuchten experimentelle Bedingungen wie Durchflussraten, Wachstumszeit und Quenching-Verfahren. Sie fanden heraus, dass Co-Nanopartikel mit hauptsächlich fcc-Strukturen mit einem hohen kinetischen Energieniveau (z. B. bei hoher Fließgeschwindigkeit) zusammengesetzt wurden. Co-Nanopartikel mit hauptsächlich hcp-Strukturen wurden bevorzugt, wenn die Bedingungen ein niedriges kinetisches Energieniveau (z. B. niedrige Durchflussrate) und eine kurze Wachstumszeit waren. Die Kristallstruktur der Co-Nanopartikel ging jedoch in die metastabile Phase über, während die Co-Nanopartikel, die bei niedrigem kinetischen Niveau erzeugt wurden, länger wuchsen. Dies legt nahe, dass durch die Kontrolle der Reaktionskinetik erworbene Nanopartikel mit unterschiedlichen Strukturen als potenzielle Anwendung in mikrofluidischen Reaktoren genutzt werden können.

Ingersoll et al. führten Nickel-Kobalt-Borid (Ni – Co – B) Katalysatoren durch eine chemische Reduktionsmethode und ihre katalytische Hydrolysereaktion mit alkalischer NaBH4-Lösung durch. Ihr Ziel war es, einen effizienten Wasserstoffgenerator für tragbare Brennstoffzellenanwendungen zu entwickeln. Die Reaktionstemperatur bei der Hydrolyse von alkalischer NaBH4-Lösung, eine Funktion der Konzentrationen von NaOH und NaBH4, wurde in ihrer Arbeit bewertet. Die Geschwindigkeit der Wasserstofferzeugung wurde mit einem (Ni – Co – B) Katalysator untersucht. Die Rate der Wasserstofferzeugung stieg mit niedrigeren NaOH-Konzentrationen in der alkalischen NaBH4-Lösung und nahm ab, nachdem sie bei 15 Gew.-% NaOH einen Maximalwert erreicht hatte.

Im Jahr 2008 wurden Kobalt-Nanopartikel durch thermische Zersetzung in Gegenwart von TPP und Oleylamin untersucht. Die erhaltenen Kobaltpartikel waren in Kohlenwasserstofflösungsmitteln gegenüber Luftoxidation stabil und hatten eine kubische Kobaltkristallinität. Die Hystereseschleifen der erhaltenen Proben wiesen ein weichmagnetisches Verhalten, eine erhöhte Koerzitivfeldstärke (Hc) und eine verringerte Sättigungsmagnetisierung (Ms) im Vergleich zu Bulkmaterialien auf. Nach dem Kontakt mit Luft zeigte die Hystereseschleife von Co-Nanopartikeln auch ferromagnetische Eigenschaften Sättigungsmagnetisierung (Ms) und Koerzitivfeldstärke (Hc) mit Werten von etwa 56,2 emu/g.

Bruijnincx und Sadler untersuchten das Design von modernen metallbasierten Krebsmedikamenten, die die jüngste Literatur einschließen. Viele neuartige Chancen für Krebsmedikamente wurden durch eine geringe systemische Toxizität und die Fähigkeit, von der Spitze der Medikamentenresistenz zu kommen, gewonnen. In ihrer Arbeit wurden verschiedene Beispiele für vielversprechende Angebote vorgestellt. Diese Studien führten zu einer Erweiterung des Werkzeugkastens der medizinischen anorganischen Chemie.

Es wurde mit drei Arten von Bakterien untersucht, um die Aktivität der Schiff-Base und ihrer Komplexe zu finden. In dieser Arbeit wurden die besten Ergebnisse bei Durchmessern (30 mm) gefunden, was auf den Einschluss von Co(II)-Ionen zurückzuführen ist. Es wurde gezeigt, dass die Komplexe mehr antibakterielle Aktivitäten haben als die freien Schiffsbasen.

Kumar und Chandra synthetisierten Kobaltverbindungen, die eine signifikante antifungale Aktivität aufweisen.

Pannu et al. synthetisierten 2 und 22H2O. Sie fanden heraus, dass letztere Verbindung magnetisch reagiert.

Die Forschung wurde im Bereich der Kobaltkatalyse durchgeführt und sie erhielten kostengünstige Katalysatoren und mildere Bedingungen für die bestehende C-H-Funktionalisierung. Ihre Studien ebneten auch den Weg für konkurrenzlose chemische Umwandlungen. In dieser Studie fanden sie zwei Antworten auf zwei Fragen. Erstens können niedrigvalente Kobaltkatalysatoren die Reaktivität von edlen Übergangsmetallkatalysatoren bei der C-H-Aktivierung imitieren. Zweitens können Kobaltkatalysatoren bei der C-H-Funktionalisierung eine unvergleichliche Reaktivität und Selektivität aufweisen, und diese Eigenschaften ermöglichen bisher geheimnisvolle und schwierige Syntheseumwandlungen. Als Beispiele wurden die verzweigt-selektive Hydroarylierung von Styrolen, die ortho-Alkylierung von Aryliminen mit sekundären Alkylhalogeniden und die migratorische Arylverzinkung von Alkinen genannt. Diese Arbeiten brachten neue Schwierigkeiten und Möglichkeiten ans Licht. Es war notwendig, den Reaktionsmechanismus und die Beschaffenheit des Katalysators vollständig zu verstehen, um auf diesem Gebiet weiter wachsen zu können.

Gaëlle et al. synthetisierten und untersuchten zwei Komplexe, einen Kobalt(II)-Komplex 2H2O (1) und einen neuartigen Co(III)-Komplex mit gemischtem Liganden NitratNO3(2). Sie untersuchten deren antimikrobielle Aktivitäten in vitro gegen acht Krankheitserreger (vier Bakterien und vier Pilzarten). Abbildung 2 zeigt das Histogramm der MHK gegen Bakterienarten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Komplexe sehr aktiv sind; Komplex 1 ist jedoch aktiver gegenüber den Bakterien, während Komplex 2 aktiver gegenüber den Pilzen ist. Die MHK-Werte der Komplexe sind in Tabelle 3 zusammengefasst.

Beide können als antibakterielle (1) und antimykotische Mittel (2) in Frage kommen. Gaëlle et al. setzten jedoch die einschlägigen Arbeiten fort.

Drei neue Kobalt(II)-Koordinationsverbindungen wurden von Morcelli et al. gemeldet (d.h. Co(HL1)Cl (1), Co(HL2)Cl (2) und (3)). Die Strukturen der Komplexe (2) und (3) beinhalteten die Naphthylgruppe und enthielten jeweils α- und β-Naphthylgruppen. Außerdem besitzen die Komplexe (2) und (3) eine höhere Aktivität als Komplex (1). Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Isomerie einen Einfluss auf die Antitumoraktivität hat. Außerdem ebneten die Komplexe (2) und (3) den Weg für den Tod von Krebszellen, ohne die normalen Zellen zu beeinträchtigen. In diesem Kapitel ist es von Bedeutung, die Art der Struktur des Liganden und die Art des Metallzentrums auf die Zytotoxizität zu bestimmen.

Im Jahr 2016 wurden drei Homospin-Verbindungen mit Kettenstrukturen synthetisiert, die mit pentagonalen bipyramidalen Co(II)-Einheiten verbunden waren (Abbildung 3). Darüber hinaus zeigte diese Arbeit die Herstellung von höherdimensionalen Koordinationspolymeren.

Cody et al. synthetisierten zwei neue Metallthiophosphat-Anionen, 4- und 3-. Diese neuen Verbindungen zeigten, dass die ionothermische Synthese auf zwei neue Metalle im Thiophosphatsystem anwendbar ist. Beide Synthesen zeigen die Vielseitigkeit der ionothermischen Synthese zur Herstellung neuer Thiophosphatverbindungen.

Zwei neue ein- und zweikernige Co(II)-Komplexe, nämlich Co(tdmpp)Cl2]2.2H2O(1) und (2) (wobei tdmpp141,1,3,3-Tetrakis3,5-dimethyl-1-pyrazolylpropan) wurden von Azizolla Beheshti et al. hergestellt. Diese Arbeit zeigte, dass die bakterielle Hemmwirkung dieser Verbindungen von tdmpp bis zum zweikernigen Komplex 2 zunimmt (Abbildung 4). Darüber hinaus wird gezeigt, dass die Metallkomplexe aktiver sind als freie Liganden.

Außerdem wird Kobalt in einigen Reaktionen als Katalysator verwendet. Beispielsweise sind Katalysatoren auf Kobaltbasis bei Reaktionen, die die Synthese von Heterozyklen beinhalten, unerlässlich. Adam et al. führten eine katalytische Hydrierung von Nitrilen zu primären Aminen durch. Als Katalysator wurde Co(acac)3 in Kombination mit Trisphosphin verwendet. Er katalysiert die selektive Hydrierung von Nitrilen zu den entsprechenden Aminen.

Der Komplex 1 wurde von Zeinab Asgharpour et al. synthetisiert und erfolgreich auf modifizierten Fe3O4-Nanopartikeln unter Verwendung von Tetraethylorthosilikat (TEOS) und (3-Aminopropyl)trimethoxysilan (APTMS) getragen. Außerdem wurde er als Fe3O4SiO2APTMS-Komplex-Nanokatalysator bezeichnet (Abbildung 5). Es handelte sich um ein nützliches heterogenes Katalysesystem, das Eigenschaften fester Katalysatorkandidaten wie Fe3O4SiO2APTMS-Komplex 1 aufwies, wie z.B. einfache Herstellung, milde Reaktionsbedingungen, hohe Ausbeute, einfache Katalysatorabtrennung und Rezyklierbarkeit.

Ko et al. führten die Herstellung von hohlen Kobaltoxid- und Kobaltselenid-Mikrokugeln und deren Na-Ionen-Speichereigenschaften durch. Die hohlen Kobaltselenid-Mikrokugeln wurden den hohlen Kobaltoxid-Mikrokugeln zugeordnet. Daher wurden sie als Anodenmaterial für NIBs verwendet. Selenid-Mikrokugeln zeigten eine hohe anfängliche Entladungskapazität und einen hohen anfänglichen Coulomb-Wirkungsgrad sowie gute Zyklus- und Geschwindigkeitsleistungen für die Na-Ionen-Speicherung. Außerdem wiesen sie Strukturen auf, die die elektrochemischen Eigenschaften verbessern, indem sie das für die Na-Ionen-Speicherung verwendete Elektrolytsystem optimieren. Andererseits waren hohle Kobaltoxid-Mikrokugeln aufgrund ihrer hohen Anfangskapazität und niedrigen Spannungen für die Na-Ionen-Speicherung als Anodenmaterial für NIBs vorteilhaft. Sie wiesen eine gute Zyklus- und Ratenleistung auf. Beide Mikrokugeln waren also ein vielversprechendes Anodenmaterial für NIBs.

Mondal et al. bereiteten gemischte NiCoMn-Oxidenanorods vor, die eine neue Klasse von Stoffen für Superkondensatoranwendungen darstellen. Sie führten ein Verfahren zur Synthese von gemischten NiCoMn-Oxidanoden durch eine einfache hydrothermale Technik und ihre elektrochemischen kapazitiven Eigenschaften durch. Die Strukturen wurden durch XRD und SEM charakterisiert. Eine Reihe von Messungen zeigte, dass diese Substanz das Potenzial hat, als Elektroden für Superkondensatorgeräte verwendet zu werden. Außerdem wurde davon ausgegangen, dass es kostengünstige Methoden zur Gewinnung von Rohstoffen gibt. Daher wurde Mischoxid als Rohstoff für großtechnische Anwendungen wie Superkondensatorelektroden bevorzugt.

Es wurde mit der Herstellung von Ni NWs dekoriert mit Co NPs durch die Verwendung von zwei-Schritt-Ätzen und Abscheidung Technik im Jahr 2016 gemacht. Diese Studie zeigte, dass die Nanopartikel auf der Oberfläche der Nanopartikel dispergiert sind, wie in Abbildung 6 dargestellt. Sie erklärten in dieser Studie, dass diese Technik zum ersten Mal verwendet wurde, um Nickel-Nanodrähte herzustellen, die mit Kobalt-Nanopartikeln verziert sind.

Montazerozohori et al. synthetisierten einen neuen nanostrukturierten Kobalt(II)-Bromid-Komplex mit einem zweizähnigen Schiff-Base-Liganden. Die Größe der Partikel des Komplexes in Nanodimensionen wird durch XRD- und SEM-Analysen in den Abbildungen 7 und 8 gezeigt.

In einer weiteren Arbeit aus dem Jahr 2017 wurde eine neuartige Trockenbeschichtungstechnologie für die Co/Al2O3-Katalysatorsynthese ohne Lösungsmittel und Wärmebehandlung gezeigt. Die trocken beschichteten Katalysatoren wurden als vergleichbar mit herkömmlichen chemisch imprägnierten Katalysatoren dargestellt. Abbildung 9 zeigt eine sphärische Form von Co/Al2O3.

Przyojski et al. synthetisierten zwei neue Komplexe von Kobalt(II) mit 7-Azaindol. Sie weisen Co(II) in einer verzerrten tetraedrischen Umgebung auf. Die asymmetrischen Einheiten der Komplexe sind in den Abbildungen 10 und 11 dargestellt.

Vier neue Komplexe 1,2,3 und 4 (sul = Sulindac, 2 – ampy = 2 – Aminopyridin, 1, 10 – phen = 1, 10 – Phenanthrolinund 2, 9 – dimeph = 2, 9 – Dimethyl – 1, 10 – Phenanthrolinwurden von Shalash und Abu Ali hergestellt und charakterisiert. Diese neuartigen Komplexe wurden auf ihre Aktivität gegen grampositive (Staphylococcus epidermidis, S. aureus) und gramnegative (Bordetella, Escherichia coli) Bakterien und Hefearten (Saccharomyces und Candida) mit der Agar-Well-Diffusionsmethode untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass nur Komplex 4 gegen Hefe wirksam war. Außerdem haben alle Komplexe eine stärkere antibakterielle Aktivität gegen grampositive Bakterien als gegen gramnegative Bakterien.

Hassanzadeh et al. untersuchten den Kobalt-Schiffsbasenkomplex – modifiziertes CPE mit kationischem Tensid. Dieser Komplex konnte die Auflösung und Selektivität der voltammetrischen Reaktionen von DA und AA erhöhen. Außerdem war es eine Herausforderung, die voltammetrischen Peaks von DA und AA zu unterscheiden. Er erzielte eine bessere Auflösung als frühere Arbeiten. Damit ist es für den gleichzeitigen Nachweis dieser Verbindungen geeignet. Außerdem war es einfach herzustellen, hatte eine akzeptable Selektivität und Empfindlichkeit, eine niedrige Nachweisgrenze und eine gute Reproduzierbarkeit. All dies machte das vorbereitete System sehr effektiv in der Herstellung.

(bdmpzm = bis(3, 5 – dimethylpyrazol – 1 – yl methanwas synthetisiert und wurde mit einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren (SWCNT) und Nafion auf einer Siebdruck-Kohlenstoff-Elektrode (SPCE) von Nagles et al. integriert. Sie untersuchten ihre elektrokatalytische Aktivität für die Oxidation von Dopamin (DA). Die Messungen wurden mit oder ohne den Kobaltkomplex durchgeführt und mit der modifizierten Elektrode verglichen. DA in menschlichem Urin wurde mit dem neuen Sensor im Bereich von 83,0-93,0 gemessen. Dank des Kobaltkomplexes in dieser Elektrode kam es zu einem Anstieg des anodischen Stroms und einer Veränderung des Oxidationspotenzials für DP. Außerdem konnte die Analyse im Gegensatz zu anderen konventionellen Methoden in kurzer Zeit durchgeführt werden.

Studien über Kobalt werden fortgesetzt, da sie eine Vielzahl von Funktionen und zahlreiche Anwendungen, insbesondere im Gesundheitsbereich, haben. Leider sind Kobaltderivate bisher nicht als Arzneimittel untersucht worden. Bislang ist das einzige Medikament auf Kobaltbasis Doxovir, ein Co(III)-Schiffsbasenkomplex, dessen Mechanismus noch nicht vollständig verstanden ist.