Alai

Syntetisoituja uusia kobolttiyhdisteitä

Kobolttia ovat tutkineet monet tiedemiehet vuosien ajan. Näissä töissä päädyttiin moniin kobolttiyhdisteisiin. Esimerkiksi Kumar ja Garg syntetisoivat koboltti(II)komplekseja CoL-tyypin tetradentaattisista Schiffin emäksistä. .

Kobolttikompleksien kemiaan on viime vuosina kiinnitetty paljon huomiota niiden sovellusten vuoksi muun muassa biologisissa järjestelmissä, kuten mikrobilääkkeissä ja antibakteerisissa aineissa (DNA-tutkimukset ja sytotoksisuustutkimukset) .

Joitakin näistä töistä mainittiin seuraavasti. Vuonna 1952 tutustuttiin kobolttiyhdisteiden ensimmäiseen biologiseen aktiivisuuteen, jossa kaksikantaisen sinapin koboltti(III)-yhdisteet liikkuvat ikään kuin se olisi hypoksiaa selektiivisiä aineita. Sitten jotkut yhdisteet osoittivat merkittävää aktiivisuutta bakteerikantoja sekä leukemia- ja lymfoomasolulinjoja vastaan. Sen jälkeen tehtiin paljon tutkimuksia kobolttiyhdisteiden antimikrobisista, sieni- ja hapettumisenvastaisista vaikutuksista .

Vuoteen 1960 mennessä valmistettiin ja tunnistettiin useita uusia koboltti(III)-kompleksiyhdisteitä helposti hapettuvista ligandeista. Näitä olivat kobolttiamiinien suolat, sisäisen varauksen kompleksit ja erilaiset koblataatit. Rakennekaava oli Na3. 3H2O, joka oli yksinkertaisin kaava.

Raportoitiin, että koboltti(II)ftalosyaniini (CoPc) ja sen johdannaiset osoittavat katalyyttistä aktiivisuutta monissa reaktioissa. He vertasivat CoPc-lajien katalyyttistä aktiivisuutta muiden ensimmäisen rivin siirtymämetalli-ftalosyaniinikompleksien katalyyttiseen aktiivisuuteen. He osoittivat myös, että CoPc-modifioidut lasihiilielektrodit katalysoivat o-kresolin, m-kresolin, p-kresolin, 4-kloorifenolin, 2-kloorifenolin ja fenolin hapettumista. Päällystäminen CoPcs-lajilla lisäsi GCE:n (koboltti(II)-ftalosyaniinilla modifioidun lasihiilielektrodin) stabiilisuutta .

On osoitettu, että koboltti(III):n kompleksimuoto oli aktiivinen katalyytti alkyyliaromaattien selektiivisessä hapetuksessa ilmaa käyttäen. Ilmaa käytettiin hapen lähteenä ilman liuotinta .

Park et al. raportoivat ”kiinteän liuoksen” ja ”ydinkuoren” tyyppisten hyvin määriteltyjen, alle 10 nm:n kokoisten Co – Ptnanoallojen synteesistä. Näiden seosten muodostuminen tapahtui redox-transmetalaatioreaktioilla. Co2(CO)8 ja Pt(hfac)heksafluoroasetyyliasetonaatti syntyivät ”kiinteän liuoksen” tyyppisten seosten, kuten CoPt3-nanohiukkasten, muodostuksessa (kuva 1). Saadut nanohiukkaset olivat kohtalaisen monodispersiivisiä. Park et al. raportoivat ensimmäisenä redox-transmetalaatioreaktioiden käytöstä kahden eri tyypin (kiinteä liuos ja ydin-kuori) synteesissä. Tällaisella redox-transmetalaatiostrategialla voidaan syntetisoida erityyppisiä nanoseoksia. Seuraavan sukupolven vaatimukset on mahdollista täyttää magneettiseoksilla, koska monodispersioiden hiukkaskoko on alle 10 nm:n mittakaavassa .

Kun puhtaita metalleja, kuten Fe:tä, Co:ta ja Ni:tä ja niiden metalliseoksia hyödynnetään magnetismissa, niiden hapettumisen vuoksi ilmassa niiden käyttö on vaikeaa. Lisäksi tämä vaikeus kasvaa, kun hiukkaskoko pienenee. Niinpä hiukkasen vakaus paranee erilaisilla menetelmillä. Yksi niistä on eristävien kuorien asettaminen nanohiukkasten pinnalle. Gedanken et al. toteuttivat menettelyn, joka johtaa ilmassa stabiileihin Co-nanohiukkasiin. He väittivät, että hiilikuoren muodostuminen nanohiukkasen pinnalle lisää stabiilisuutta. Saavutetut hiukkaset eivät kuitenkaan olleet yhtenäisiä .

Kobayashi et al. ilmoittivat, että kyseessä oli menettely, jonka avulla voidaan valmistaa erikokoisia Co-nanohiukkasia vesiliuoksessa ja päällystää ne hyvin määritellyillä piidioksidikuorilla. He löysivät helpon kemiallisen menetelmän magneettisten ja amorfisten Co-nanohiukkasten synteesiin ja stabilointiin. Näitä Co-nanohiukkasia ympäröivät homogeeniset piidioksidikuoret. Tämäntyyppisillä uudenlaisilla komposiittimagneettisilla nanohiukkasilla on potentiaalisia sovelluksia sekä ferronesteiden että magneettisten tallennusvälineiden alalla. CoSiO2-nanohiukkasten hallittua kokoonpanoa tutkivat parhaillaan Kobayashi et al. .

Li et al. tutkivat Co3O4:n putkimaisen rakenteen muodostumismekanismia ja esittivät hypoteesin. He valmistivat Co3O4-nanoputkia kalsifioimalla anodiseen alumiinioksidipatsaaseen (AAT) upotettuja elektrodeposoituja koboltin nanohiukkasia. Hapettumis-, faasimuutos-, haihtumis- ja uudelleenkiteytymisprosessien uskottiin aikoinaan olleen avainasemassa Co3O4-nanoputkien muodostumisessa. Tieteellisesti se oli huomionarvoinen tapaus, ja nämä saadut nanoputket löytävät myös monenlaisia sovelluksia teollisuudessa .

Tutkittiin koboltti(II)-kompleksien in vitro antimikrobista aktiivisuutta. Nämä ligandit olivat , jossa L1 = aminobensimidatsoli, L2 = 1 – bentsyyli – 2 – aminobensimidatsoli, L3 = 1 – (4 – metyylibentsyyli) – 2 – aminobensimidatsoli. Kaikkia näitä aineita ja niiden koboltti(II)-komplekseja tutkittiin in vitro mikrobilääkeaineita vastaan Pseudomonas aeruginosa, Bacillussp., Staphylococcus aureus, Sarcina lutea ja Saccharomyces cerevisiae. He havaitsivat, että mikään yhdisteistä ei ollut merkittävästi vaikuttava hiiva Saccharomyces cerevisiae -hiivaa vastaan, mutta 2-aminobensimidatsolikompleksi oli tehokas, mikä hillitsi hiivan kasvua kohtalaisesti. Samoin kaikkien ligandien ja niiden kompleksien aktiivisuutta arvioitiin yksi kerrallaan, ja he havaitsivat, että bentsimidatsolin tapauksessa, jonka ytimessä oli 4-metyylibentsyyliryhmä N1-atomilla, antimikrobinen aktiivisuus kasvoi. He päättelivät, että substituoidut ligandit ja koboltti voivat vaikuttaa antimikrobiseen aktiivisuuteen.

Raportoitiin, että koboltti-nanohiukkasten synteesi käyttäen polymeeristä mikrofluidista reaktoria pelkistämällä CoCl2 tetrahydrofuraanissa (THF) käyttäen litiumhydrotrietyyliboraattia (LiBH(C2H5)3 pelkistävänä aineena ja 3 – (N, N – dimetyylidodekyyliammoniakki)propaanisulfonaattia (SB12) stabilointiaineena. He tutkivat kokeellisia olosuhteita, kuten virtausnopeuksia, kasvuaikaa ja sammutusmenettelyä. He havaitsivat, että Co-nanohiukkaset, joilla oli pääasiassa fcc-rakenne, koostuivat korkealla kineettisellä energiatasolla (esim. suuri virtausnopeus). Co-nanohiukkasia, joilla oli pääasiassa hcp-rakenteita, pidettiin parempina, kun olosuhteet olivat matalan kineettisen energiatason (esim. matalan virtausnopeuden) ja lyhyen kasvuajan kanssa. Co-nanohiukkasten kiderakenne siirtyi kuitenkin metastabiiliin vaiheeseen, kun taas matalalla kineettisellä tasolla syntyneet Co-nanohiukkaset kasvoivat pidemmän aikaa. Tämä esittää, että kontrolloimalla reaktiokinetiikkaa, hankitut nanohiukkaset, joilla on erilaiset rakenteet, voidaan hyödyntää potentiaalisena sovelluksena mikrofluidisissa reaktoreissa .

Ingersoll et al. suorittivat nikkeli-koboltti-boridi (Ni – Co – B) katalyyttejä kemiallisella pelkistysmenetelmällä ja niiden katalyyttisellä hydrolyysireaktiolla emäksisellä NaBH4-liuoksella. Heidän tavoitteenaan oli suunnitella tehokas vetygeneraattori kannettavia polttokennosovelluksia varten. Heidän työssään arvioitiin emäksisen NaBH4-liuoksen hydrolyysin reaktiolämpötilaa NaOH:n ja NaBH4:n pitoisuuksien funktiona. Vedyntuotantonopeutta tutkittiin (Ni – Co – B)-katalyytin avulla. Vedyn muodostumisnopeus kasvoi pienemmillä NaOH-pitoisuuksilla emäksisessä NaBH4-liuoksessa ja laski saavutettuaan maksimiarvon 15 wt.% NaOH:ssa.

Vuonna 2008 tutkittiin koboltti-nanohiukkasten käyttämistä TPP:n ja oleyyliamiinin läsnä ollessa tapahtuvassa termisessä hajoamisessa. Saadut kobolttihiukkaset olivat hiilivetyliuottimissa stabiileja ilman hapettumista vastaan ja niillä oli kuutiomainen koboltin kiteisyys. Saatujen näytteiden hystereesisilmukoissa havaittiin pehmeää magneettista käyttäytymistä, lisääntynyttä koersiivisuutta (Hc) ja vähentynyttä kyllästysmagnetisaatiota (Ms) verrattuna bulkkimateriaaleihin. Sen jälkeen, kun ne olivat olleet kosketuksissa ilman kanssa, Co-nanohiukkasten hystereesisilmukka paljasti myös ferromagneettisen ominaisuuden kyllästysmagnetisaation (Ms) ja koersiivisuuden (Hc) arvot, jotka olivat noin 56,2 emu/g.

Bruijnincx ja Sadler tutkivat modernististen metallipohjaisten syöväntorjuntalääkkeiden suunnittelua, joka käsittää myös tuoreen kirjallisuuden. Monet uudet mahdollisuudet syöpälääkkeiden saivat alhaisen systeemisen myrkyllisyyden ja kyvyn tulla huipulta lääkeresistenssin. Heidän työssään esiteltiin erilaisia esimerkkejä lupaavasta tarjonnasta. Nämä tutkimukset aiheuttivat laajennus työkalupakki lääketieteen epäorgaanisen kemian .

Se oli tutkittu kolmen bakteerilajin kanssa, jotta löydettiin aktiivisuus schiff base ja niiden komplekseja. Tässä työssä löydettiin parhaat tulokset halkaisijoilla (30 mm), mikä johtui Co(II)-ionin sisällyttämisestä. Tämä osoitti, että komplekseilla on enemmän antibakteerista aktiivisuutta kuin vapailla Schiffin emäksillä .

Kumar ja Chandra syntetisoivat kobolttiyhdisteitä, joilla on merkittävää antifungaalista aktiivisuutta .

Pannu et al. syntetisoivat 2 ja 22H2O. He havaitsivat, että jälkimmäisellä yhdisteellä on magneettinen vaste .

Tutkimus suoritettiin kobolttikatalyysissä ja he saivat kustannustehokkaita katalyyttejä ja lievempiä olosuhteita nykyiselle C-H-funktionalisoinnille. Heidän tutkimuksensa tasoittivat myös tietä vertaansa vailla oleville kemiallisille muunnoksille. He löysivät tässä tutkimuksessa kaksi vastausta kahteen kysymykseen. Ensinnäkin matala-arvoiset kobolttikatalyytit voivat jäljitellä jalojen siirtymämetallikatalyyttien reaktiivisuutta C-H-aktivointiin. Toiseksi, C – H-funktionalisoinnissa kobolttikatalyytit voivat esittää vertaansa vailla olevaa reaktiivisuutta ja selektiivisyyttä, ja nämä ominaisuudet mahdollistavat toistaiseksi salaperäisten ja vaikeiden synteesitransformaatioiden läpikäymisen. Esimerkkeinä voidaan mainita styreenien haarautuva-selektiivinen hydroarylointi, aryyli-imiinien ortoalkylointi sekundaarisilla alkyylihalogenideilla ja alkyynien siirtyvä aryylisinkitys. Heidän työnsä toi esiin uusia vaikeuksia ja mahdollisuuksia. Reaktiomekanismin ja katalyytin luonteen täysi ymmärtäminen oli välttämätöntä, koska tämän alan kasvu jatkuu .

Gaëlle et al. syntetisoivat ja tutkivat kahta kompleksia, koboltti(II)-kompleksia 2H2O (1) ja uudenlaista Co(III)-kompleksia, jossa on sekaligandin kanssa sekaligandi nitraattiNO3 (2). He tutkivat niiden antimikrobisia vaikutuksia in vitro kahdeksaa patogeeniä (neljä bakteeri- ja neljä sienilajia) vastaan. Kuvassa 2 esitetään histogrammi MIC-arvoista bakteerilajeja vastaan. Tulokset osoittivat, että kompleksit olivat hyvin aktiivisia; kompleksi 1 on kuitenkin aktiivisempi bakteereihin nähden, mutta kompleksi 2 on aktiivisempi sieniin nähden. Kompleksien MIC-arvot on koottu taulukkoon 3.

Kumpikin niistä voi olla kunnon ehdokkaita antibakteeriseksi (1) ja sienilääkkeeksi (2). Gaëlle et al. kuitenkin jatkoivat asiaa koskevia töitä .

Kolme uutta koboltti(II)-koordinaatioyhdistettä raportoitiin (eli Co(HL1)Cl (1), Co(HL2)Cl (2) ja (3) Morcelli et al . Kompleksien (2) ja (3) rakenteissa oli mukana naftyyliryhmä, ja ne sisälsivät α- ja β-naftyyliryhmiä. Myös komplekseilla (2) ja (3) on enemmän aktiivisuutta kuin kompleksilla (1). Tämän työn tulokset osoittivat, että isomeria vaikutti kasvainvastaiseen aktiivisuuteen. Lisäksi kompleksit (2) ja (3) tasoittivat tietä syöpäsolujen kuolemalle vaikuttamatta normaaleihin soluihin. Tässä luvussa on merkittävää määrittää, millainen ligandin rakenne ja millainen metallikeskus vaikuttavat sytotoksisuuteen .

Vuonna 2016 syntetisoitiin kolme ketjurakenteista homospiiniyhdistettä, jotka oli yhdistetty viisikulmaisiin bipyramidaalisiin Co(II)-yksiköihin (kuva 3). Lisäksi tässä työssä osoitettiin korkeamman ulottuvuuden koordinaatiopolymeerien valmistaminen .

Cody et al. syntetisoivat kaksi uutta metallitiofosfaattianionia, 4- ja 3-. Nämä uudet yhdisteet osoittivat, että se on ionotermisen synteesin sovellettavuus kahteen uuteen metalliin tiofosfaattijärjestelmässä. Molemmat synteesit osoittavat ionotermisen synteesin monipuolisuuden uusien tiofosfaattiyhdisteiden valmistuksessa .

Kaksi uutta yksi- ja kaksiytimistä Co(II)-kompleksia, nimittäin Co(tdmpp)Cl2]2.2H2O(1) ja (2) (jossa tdmpp141,1,3,3-tetrakis3,5-dimetyyli-1-pyratsoliylipropaanin tdmpp141,1,3,3-tetrakis3,5-dimetyyli-1-pyrazolylpropaanin tdmpp2.2.2H2O (1) ja (2)), valmistettiin Azizollan Beheshti ym. mukaan . Tämä työ osoitti, että näiden yhdisteiden bakteerien estokyky kasvaa tdmpp:stä kaksiytimiseen kompleksiin 2 (kuva 4). Lisäksi osoitettiin, että metallikompleksit ovat aktiivisempia kuin vapaat ligandit .

Kobolttia käytetään myös katalysaattorina joissakin reaktioissa. Esimerkiksi kobolttipohjaiset katalyytit ovat välttämättömiä reaktioissa, joihin liittyy heterosyklisynteesi. Adam et al. suoritti nitriilien katalyyttisen vetykäsittelyn primääriamiineiksi. He käyttivät katalyyttinä Co(acac)3:a yhdessä trisfosfiinin kanssa. Se katalysoi nitriilien selektiivistä vetykytkentää vastaavien amiinien saamiseksi .

Kompleksi 1 syntetisoitiin Zeinab Asgharpour et al. ja se tuettiin menestyksekkäästi modifioiduille Fe3O4-nanohiukkasille käyttämällä tetraetyyliortosilikaattia (TEOS) ja (3 – aminopropyyli)trimetoksisilaania (APTMS). Lisäksi se todettiin Fe3O4SiO2APTMS-kompleksiseksi nanokatalyytiksi (kuva 5). Se oli hyödyllinen heterogeeninen katalyysijärjestelmä, että kiinteillä katalyyttiehdokkailla, kuten Fe3O4SiO2APTMS-kompleksilla 1, oli ominaisuuksia, kuten helppo valmistaminen, lievät reaktio-olosuhteet, korkea saanto, katalyytin erottamisen helppous ja kierrätettävyys .

Ko et al. suorittivat onttojen kobolttioksidi- ja kobolttiselenidi-mikropallojen valmistuksen ja niiden Na-ionien varastointiominaisuudet. Onttoja koboltti-selenidi-mikropalloja luokiteltiin onttojen kobolttioksidimikropallojen kanssa. Näin ollen sitä käytettiin anodimateriaalina NIB-piireissä. Selenidimikropallot osoittivat suurta alkupurkauskapasiteettia ja suurta alkuvaiheen Coulombin hyötysuhdetta sekä hyviä sykli- ja nopeussuorituskykyä Na-ionien varastoinnissa. Niillä oli myös rakenteita, jotka paransivat sähkökemiallisia ominaisuuksia optimoimalla Na-ionien varastointiin käytettävää elektrolyyttijärjestelmää. Toisaalta onttoja kobolttioksidimikropalloja suosivat niiden korkea alkukapasiteetti ja matalat jännitteet Na-ionien varastointia varten NIB-elementtien anodimateriaalina. Niiden sykli- ja nopeussuorituskyky oli vipuvaikutteinen. Niinpä molemmat näistä mikropalloista toimivat lupaavana anodimateriaalina NIB-piireille .

Mondal et al. valmisti sekoitettuja NiCoMn – Oxidenanorodit, joka oli uuden luokan aine superkondensaattorisovellukseen. He suorittivat prosessin sekoitettujen NiCoMn – Oxidodoranojen synteesiä varten helpolla hydrotermisellä tekniikalla ja niiden sähkökemiallisia kapasitiivisia ominaisuuksia. Rakenteet karakterisoitiin XRD: llä ja SEM: llä. Erilaiset mittaukset osoittivat, että tässä aineessa oli potentiaalia hyödyntää superkondensaattorilaitteiden elektrodeina. Lisäksi katsottiin, että raaka-aineiden louhintaan oli olemassa kustannustehokkaita menetelmiä. Siksi sekoitettua oksidia pidettiin parempana raaka-aineena laajamittaisiin sovelluksiin, kuten superkondensaattorielektrodeihin .

Se tehtiin valmistamalla Ni NWs, jotka oli koristeltu Co NP: llä, käyttämällä kaksivaiheista etsaus- ja laskeutumistekniikkaa vuonna 2016. Tämä tutkimus osoitti, että nanohiukkaset dispergoituvat nanohiukkasten pinnalle, kuten kuvassa 6 on esitetty. He ilmoittivat tässä tutkimuksessa, että tätä tekniikkaa on käytetty ensimmäistä kertaa valmistettaessa nikkelin nanolankoja, jotka on koristeltu koboltin nanohiukkasilla .

Montazerozohori et al. syntetisoivat uuden nanorakenteisen koboltti(II)-bromidikompleksin, jossa on bidentaatti-Schiffin emäsligandi. Kompleksin hiukkaskoko nanodimensiokokoisina XRD- ja SEM-analyyseillä on esitetty kuvissa 7 ja 8 .

Toisenlaisessa työssä vuonna 2017 osoitettiin uudenlainen kuivapinnoitustekniikka Co/Al2O3-katalyytin synteesiin ilman liuottimia ja kuumennusta. Kuivapinnoitetut katalyytit esitettiin vertailukelpoisiksi perinteisiin kemiallisesti kyllästettyihin katalyytteihin. Kuvassa 9 on esitetty Co/Al2O3:n pallomainen muoto .

Przyojski et al. syntetisoivat kaksi uutta koboltti(II)-kompleksia 7-asaindolin kanssa. Niissä Co(II) on vääristyneessä tetraedrisessä ympäristössä. Kompleksien epäsymmetriset yksiköt on esitetty kuvissa 10 ja 11. .

Neljä uutta kompleksia 1,2,3 ja 4 (sul = sulindakki, 2 – ampy = 2 – aminopyridiini, 1, 10 – fen = 1, 10 – fenantroliini ja 2, 9 – dimef = 2, 9 – dimetyyli – 1, 10 – fenantroliini valmistivat ja luonnehtivat Shalash ja Abu Ali . Nämä uudet kompleksit arvioitiin aktiivisuuden määrittämiseksi grampositiivisia (Staphylococcus epidermidis, S. aureus) ja gramnegatiivisia (Bordetella, Escherichia coli) bakteereja ja hiivalajeja (Saccharomycesja Candida) vastaan agar-kuoppadiffuusiomenetelmällä. Tulokset osoittivat, että vain kompleksi 4 oli tehokas hiivaa vastaan. Lisäksi kaikilla niillä on enemmän antibakteerista aktiivisuutta grampositiivisia bakteereja kuin gramnegatiivisia bakteereja vastaan.

Hassanzadeh et al. tutkivat koboltti-Schiffin emäskompleksilla modifioitua CPE:tä, joka sisältää kationista pinta-aktiivista ainetta. Tämä kompleksi voisi lisätä DA:n ja AA:n voltammetristen vasteiden resoluutiota ja selektiivisyyttä. Myös DA:n ja AA:n voltammetristen piikkien erottaminen toisistaan oli haastavaa. Se sai paremman resoluution kuin aiemmat raportoidut työt. Tämä tekee siitä sopivan näiden yhdisteiden samanaikaiseen havaitsemiseen. Lisäksi se oli yksinkertainen valmistus, hyväksyttävä selektiivisyys ja herkkyys, sillä oli alhainen havaitsemisraja ja toistettavuus. Kaikki nämä tekivät valmistetusta järjestelmästä erittäin tehokkaan valmistuksessa .

(bdmpzm = bis(3, 5 – dimetyylipyratsoli – 1 – yl metanwas syntetisoitiin ja integroitiin yksiseinäisten hiilinanoputkien (SWCNT) ja nafionin kanssa seulapainettuun hiilielektrodiin (SPCE) Nagles et al. . He tutkivat sen sähkökatalyyttistä aktiivisuutta dopamiinin (DA) hapettamisessa. Mittaukset tehtiin kobolttikompleksin kanssa tai ilman sitä ja niitä verrattiin muunnettuun elektrodiin. Saadulla uudella anturilla mitattiin DA:ta ihmisen virtsasta alueella 83,0-93,0. Tässä elektrodissa olevan kobolttikompleksin ansiosta DP:n anodinen virta kasvoi ja hapettumispotentiaali muuttui. Lisäksi, toisin kuin muilla tavanomaisilla menetelmillä, analyysi oli tehty lyhyessä ajassa .

Kobolttia koskevat tutkimukset jatkuvat, koska niillä on monenlaisia toimintoja ja monia sovelluksia, erityisesti terveysalalla. Valitettavasti kobolttijohdannaisia ei ole vielä tutkittu farmaseuttisina. Tähän mennessä ainoa kobolttipohjainen lääke on doksoviiri, joka on Co(III) Schiffin emäskompleksi, eikä sen mekanismia myöskään ymmärretä täysin .

.