Sintesi di nuovi composti di cobalto
Il cobalto è stato studiato da molti scienziati nel corso degli anni. Questi lavori hanno portato a molti composti di cobalto. Per esempio, Kumar e Garg sintetizzarono complessi di cobalto(II) di basi Schiff tetradentate del tipo CoL.
La chimica dei complessi di cobalto ha attirato molta attenzione negli ultimi anni a causa delle loro applicazioni, tra l’altro, in sistemi biologici come agenti antimicrobici e antibatterici (studi sul DNA e studi di citotossicità)
Alcuni di questi lavori sono stati menzionati come segue. Nel 1952, la prima attività biologica dei composti di cobalto è stata conosciuta dove i composti di cobalto (III) della senape bidentata si muovono come se fossero agenti selettivi dell’ipossia. Poi, alcuni composti hanno dimostrato un’attività significativa contro i ceppi batterici e contro le linee cellulari di leucemia e linfoma. In seguito, molti studi sono stati condotti sulle attività antimicrobiche, antifungine e antiossidanti dei composti di cobalto.
Entro il 1960, diversi nuovi composti complessi di cobalto (III) di ligandi facilmente ossidabili sono stati preparati e identificati. Questi erano sali di ammine di cobalto, complessi di carica interna e una varietà di cobalti. La formula strutturale era Na3. 3H2Oche era la formula più semplice.
È stato riportato che la cobalto (II) ftalocianina (CoPc) e i suoi derivati mostrano attività catalitica per molte reazioni. Hanno confrontato le attività catalitiche delle specie CoPc con quelle degli altri complessi di ftalocianina di metallo di transizione di prima fila. Hanno anche dimostrato che gli elettrodi di carbonio vetroso modificati con CoPc catalizzano l’ossidazione di o – cresolo, m – cresolo, p – cresolo, 4 – clorofenolo, 2 – clorofenolo e feno. Il rivestimento con CoPcspecies ha aumentato la stabilità del GCE (elettrodo di carbonio vetroso modificato con cobalto (II) ftalocianina).
È stato dimostrato che una forma complessa di cobalto (III) era un catalizzatore attivo per l’ossidazione selettiva degli alchilaromatici usando l’aria. L’aria è stata usata come fonte di ossigeno in assenza di solvente.
Park et al. hanno riportato la sintesi di tipi di “soluzione solida” e “core-shell” di Co – Ptnanoleghe ben definite più piccole di 10 nm. La formazione di queste leghe è stata effettuata tramite reazioni di transmetilazione redox. Co2(CO)8 e Pt(hfac)hexafluoroacetylacetlacetonate sono stati generati nella formazione di leghe di tipo “soluzione solida” come le nanoparticelle CoPt3 (Figura 1). Le nanoparticelle ottenute erano moderatamente monodisperse. Park et al. hanno riportato per la prima volta l’uso di reazioni di transmetilazione redox per la sintesi di due diversi tipi (soluzione solida e core-shell). Vari tipi di nano-lega possono essere sintetizzati con questo tipo di strategia di transmetalazione redox. È possibile soddisfare i requisiti della prossima generazione con leghe magnetiche, a causa delle dimensioni delle particelle monodisperse inferiori a 10 nm.
Figura 1.
Synthetic routes of core-shell and solid solution type nanoalloys via transmetalation reaction.
Quando metalli puri come Fe, Co e Ni e le loro leghe metalliche utilizzate nel magnetismo, è difficile usarli a causa della loro ossidazione in aria. Inoltre, questa difficoltà aumenta quando la dimensione delle particelle diventa più piccola. Quindi, la stabilità delle particelle aumenta con una varietà di metodi. Uno di questi è la deposizione di gusci isolanti sulla superficie delle nanoparticelle. Una procedura che porta a nanoparticelle di Co stabili all’aria è stata effettuata da Gedanken et al. Hanno preteso che la formazione di un guscio di carbonio sulla superficie delle nanoparticelle aumenta la stabilità. Ma le particelle acquisite non erano uniformi.
Kobayashi et al. hanno informato che si trattava di una procedura che permette la preparazione di nanoparticelle di Co di varie dimensioni in soluzione acquosa e il loro rivestimento con gusci di silice ben definiti. Hanno trovato un metodo chimico facile per la sintesi e la stabilizzazione di nanoparticelle di Co magnetiche e amorfe. Queste nanoparticelle di Co erano circondate da gusci omogenei di silice. Questo nuovo tipo di nanoparticelle magnetiche composite ha delle applicazioni potenziali, sia nel campo dei ferrofluidi che nei supporti di stoccaggio magnetici. L’assemblaggio controllato di nanoparticelle di CoSiO2 è attualmente studiato da Kobayashi et al.
Il meccanismo di formazione della struttura tubolare di Co3O4 è stato studiato da Li et al. e hanno presentato un’ipotesi. Hanno preparato i nanotubi di Co3O4 mediante calcinazione di nanofili di cobalto elettrodepositati incorporati in un modello di allumina anodica (AAT). I processi di ossidazione, di transizione di fase, di evaporazione e di ricristallizzazione si credeva una volta che avessero giocato un ruolo chiave nella formazione dei nanotubi di Co3O4. Scientificamente, è stato un caso degno di nota e questi nanotubi ottenuti trovano anche una vasta gamma di applicazioni nell’industria .
È stata studiata l’attività antimicrobica in vitro dei complessi di cobalto(II). Questi ligandi erano , dove L1 = aminobenzimidazolo, L2 = 1 – benzil – 2 – aminobenzimidazolo, L3 = 1 – (4 – metilbenzil) – 2 – aminobenzimidazolo. Tutti loro e i loro complessi di cobalto (II) sono stati esaminati in attività antimicrobica in vitro contro Pseudomonas aeruginosa, Bacillussp., Staphylococcus aureus, Sarcina lutea e Saccharomyces cerevisiae. Hanno trovato che nessuno dei composti era importante impressionante contro il lievito Saccharomyces cerevisiae, ma il complesso 2-aminobenzimidazolo era efficiente, che ha moderatamente frenato la crescita del lievito. Allo stesso modo, tutti i ligandi e i loro complessi sono stati valutati per le attività uno per uno e hanno trovato che nel caso del benzimidazolo, il nucleo aveva il gruppo 4-metilbenzilico all’atomo N1, l’attività antimicrobica aumentava. Hanno concluso che i ligandi sostituiti e il cobalto possono avere un ruolo nell’attività antimicrobica.
È stato riportato che la sintesi di nanoparticelle di cobalto utilizzando un reattore polimerico microfluidico dalla riduzione di CoCl2 in tetraidrofurano (THF) utilizzando litio hydrotriethylborate (LiBH(C2H5)3 come agente riducente e 3 – (N, N – dimethyldodecylammonia)propanesulfonate (SB12) come stabilizzatore. Hanno studiato le condizioni sperimentali come la velocità di flusso, il tempo di crescita e la procedura di estinzione. Hanno trovato che le nanoparticelle di Co con strutture principalmente fcc erano composte con un alto livello di energia cinetica (ad esempio, alta velocità di flusso). Le nanoparticelle di Co con strutture principalmente hcp sono state preferite quando è stato condizioni con un basso livello di energia cinetica (ad esempio, basso tasso di flusso) e breve tempo di crescita. Ma, la struttura cristallina delle nanoparticelle di Co passava alla fase metastabile, mentre le nanoparticelle di Co generate al basso livello cinetico crescevano per un tempo più lungo. Questo sostiene che controllando la cinetica di reazione, acquisito nanoparticelle con diverse strutture possono utilizzare come potenziale applicazione in reattori microfluidici.
Ingersoll et al. effettuato catalizzatori di nichel-cobalto-boruro (Ni – Co – B) con un metodo di riduzione chimica e la loro reazione di idrolisi catalitica con soluzione alcalina NaBH4. Hanno mirato a progettare un efficiente generatore di idrogeno per applicazioni di celle a combustibile portatili. La temperatura di reazione nell’idrolisi della soluzione alcalina NaBH4, una funzione delle concentrazioni di NaOHe NaBH4 sono state valutate nel loro lavoro. Il tasso di generazione di idrogeno è stato esaminato utilizzando il catalizzatore (Ni – Co – B). Il tasso di generazione di idrogeno è stato aumentato con concentrazioni inferiori di NaOH nella soluzione alcalina NaBH4 ed è diminuito dopo aver raggiunto un valore massimo al 15 wt.% di NaOH.
Nel 2008 sono state studiate le nanoparticelle di cobalto mediante decomposizione termica in presenza di TPP e oleilammina. Le particelle di cobalto ottenute erano stabili in solventi di idrocarburi all’ossidazione dell’aria e avevano una cristallinità cubica di cobalto. I cicli di isteresi dei campioni ottenuti sono risultati avere un comportamento magnetico morbido, una maggiore coercitività (Hc) e una minore magnetizzazione di saturazione (Ms) rispetto ai materiali sfusi. Dopo aver avuto contatto con l’aria, il ciclo di isteresi delle nanoparticelle di Co ha rivelato anche proprietà ferromagnetiche magnetizzazione di saturazione (Ms) e coercitività (Hc) valori di circa 56.2 emu/g .
Bruijnincx e Sadler studiato la progettazione di farmaci anticancro modernista a base di metallo che includono la letteratura recente. Molte nuove possibilità per i farmaci anticancro sono stati guadagnati bassa tossicità sistemica e capacità di venire dalla cima della resistenza ai farmaci. Nel loro lavoro è stato presentato con diversi esempi di offerta promettente. Questi studi hanno causato l’espansione della cassetta degli attrezzi della chimica inorganica medica.
È stato studiato con tre specie di batteri, al fine di trovare l’attività della base di schiff e dei loro complessi. In questo lavoro, sono stati trovati i migliori risultati con diametri (30 mm), dovuti all’inclusione dello ione Co(II). Questo è stato dimostrato che i complessi hanno più attività antibatteriche rispetto alle basi Schiff libere.
Kumar e Chandra hanno sintetizzato composti di cobalto che mostrano una significativa attività antifungina.
Pannu et al. hanno sintetizzato 2 e 22H2O. Hanno trovato che quest’ultimo composto ha una risposta magnetica.
La ricerca è stata effettuata nella catalisi del cobalto e hanno ottenuto catalizzatori economici e condizioni più miti per la funzionalizzazione C-H esistente. I loro studi hanno anche aperto la strada a trasformazioni chimiche senza precedenti. In questo studio hanno trovato due risposte a due domande. In primo luogo, i catalizzatori di cobalto a basso valore possono imitare la reattività dei catalizzatori di metalli nobili di transizione all’attivazione C-H. In secondo luogo, nella funzionalizzazione C-H, i catalizzatori di cobalto possono presentare reattività e selettività ineguagliabili e queste proprietà forniscono un modo per subire misteriose e difficili trasformazioni di sintesi, fino ad ora. Gli esempi forniti sono stati l’idroarilazione selettiva ramificata degli stireni, l’orto-alchilazione delle arilimmine con alogenuri alchilici secondari e l’arilzincatura migratoria degli alchini. Il loro lavoro ha fatto emergere nuove difficoltà e possibilità. Era necessario comprendere pienamente il meccanismo di reazione e la natura del catalizzatore per un’ulteriore crescita in questo settore.
Gaëlle et al. hanno sintetizzato e studiato due complessi, un complesso di cobalto (II) 2H2O (1) e un nuovo complesso di Co (III) con un ligando misto nitratoNO3 (2). Hanno esaminato le loro attività antimicrobiche in vitro contro otto patogeni (quattro batteri e quattro specie di funghi). La figura 2 ha mostrato l’istogramma della MIC contro le specie batteriche. I risultati hanno mostrato che i complessi erano molto attivi; tuttavia, il complesso 1 è più attivo verso i batteri, ma il complesso 2 è più attivo verso i funghi. I valori MIC per i complessi sono riassunti nella tabella 3.
Figura 2.
Iistogramma della MIC contro le specie batteriche.
| Specie | MIC(mg/mL) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Co(NO3)26H20 | O-Phen | N3- | Complesso 1 | Complesso 2 | Gentamicina | Nistatina | ||
| Batteri | E. coli | 0,125 | 0,039 | 1,156 | 1,25 | 0,313 | 0,156 | >2.5 |
| P. aeruginosa | 0,625 | 0,039 | 0,078 | 0,078 | 0.313 | 1.25 | >2.5 | |
| S. typhi | 1.25 | 0.039 | 0.156 | 0.156 | 0.625 | 1.25 | >2.5 | |
| S. aureus | 1.25 | 0.078 | 0.625 | 0.625 | 0.625 | 1.25 | >2.5 | |
| Fungi | C. albicansATCC 12C | 0,625 | 0,039 | 1,25 | 0,156 | 1,25 | >2.5 | >2.5 |
| C. albicansATCC P37037 | 0.625 | 0.078 | 0.625 | 0.156 | 0,313 | >2,5 | >2,5 | |
| C. albicansATCC P37039 | 0.625 | 0.156 | 1.25 | 0.156 | 1.25 | >2.5 | >2.5 | |
| C. neoformans | 1.25 | 0.039 | 2.5 | 0.078 | 1.25 | >2.5 | >2.5 | |
Tabella 3.
MIC (mg/mL) dei complessi. Tuttavia, Gaëlle et al. hanno continuato i lavori pertinenti.
Tre nuovi composti di coordinazione del cobalto (II) sono stati riportati (cioè, Co(HL1)Cl (1), Co(HL2)Cl (2) e (3) da Morcelli et al. Le strutture dei complessi (2) e (3) coinvolgevano il gruppo naftilico e contenevano gruppi α e β-naftilici, rispettivamente. Inoltre, i complessi (2) e (3) possiedono più attività del complesso (1). I risultati di questo lavoro hanno mostrato che c’era un effetto dell’isomerismo sull’attività antitumorale. Inoltre, i complessi (2) e (3) hanno aperto la strada alla morte delle cellule tumorali senza colpire le cellule normali. In questo capitolo, è significativo determinare il tipo di struttura del ligando e il tipo di centro metallico sulla citotossicità.
Nel 2016, sono stati sintetizzati tre composti omospin di strutture a catena che erano legati a unità pentagonali bipiramidali di Co(II) (Figura 3). Inoltre, questo lavoro ha dimostrato la preparazione di polimeri di coordinazione di dimensioni superiori.
Figura 3.
Le strutture a catena 1D dei complessi1-3. Gli atomi di idrogeno sono omessi per chiarezza.
Cody et al. hanno sintetizzato due nuovi anioni di metallo tiofosfato, 4- e 3-. Questi nuovi composti hanno indicato che è l’applicabilità della sintesi ionotermica a due nuovi metalli nel sistema tiofosfato. Entrambe le sintesi dimostrano la versatilità della sintesi ionotermica per la preparazione di nuovi composti tiofosfato.
Due nuovi complessi mono e dinucleari di Co(II) e cioè Co(tdmpp)Cl2]2.2H2O(1) e (2) (dove tdmpp141,1,3,3-tetrakis3,5-dimethyl-1-pyrazolylpropane) sono stati preparati da Azizolla Beheshti et al. Questo lavoro ha mostrato che la capacità di inibizione batterica di questi composti aumenta dal tdmpp al complesso dinucleare 2 (Figura 4). Inoltre, è stato dimostrato che i complessi metallici sono più attivi dei ligandi liberi.
Figura 4.
Procedura di sintesi per i composti1e2.
Anche il cobalto è usato come catalizzatore in alcune reazioni. Per esempio, i catalizzatori a base di cobalto sono essenziali nelle reazioni che coinvolgono la sintesi degli eterocicli. Adam et al. hanno effettuato l’idrogenazione catalitica di nitrili ad ammine primarie. Hanno usato Co(acac)3 in combinazione con tris fosfina come catalizzatore. Catalizza l’idrogenazione selettiva dei nitrili per dare le ammine corrispondenti.
Il complesso 1 è stato sintetizzato da Zeinab Asgharpour et al. e supportato con successo su Fe3O4nanoparticelle modificate usando tetraetilorthosilicate (TEOS) e (3 – aminopropyl)trimethoxysilane (APTMS). Inoltre, è stato dichiarato come Fe3O4SiO2APTMS complexnanocatalyst (Figura 5). Era un sistema di catalisi eterogeneo utile che c’erano proprietà di candidati catalizzatori solidi come Fe3O4SiO2APTMS complesso 1 come la facile preparazione, condizioni di reazione mite, alta resa, facilità di separazione del catalizzatore e riciclabilità .
Figura 5.
Passi di preparazione di Fe3O4@SiO2@APTMS@complex 1.
Ko et al. hanno effettuato la preparazione di microsfere cave di ossido di cobalto e seleniuro di cobalto e le loro proprietà di stoccaggio di Na-ioni. Le microsfere cave di seleniuro di cobalto sono state classificate con le microsfere cave di ossido di cobalto. Quindi, è stato applicato come materiale anodico per i NIB. Le microsfere di selenide hanno mostrato un’alta capacità di scarica iniziale e un’alta efficienza Coulombica iniziale, oltre a buone prestazioni ciclistiche e di tasso per lo stoccaggio di Na-ion. Inoltre, avevano strutture che migliorano le proprietà elettrochimiche attraverso l’ottimizzazione del sistema elettrolitico utilizzato per lo stoccaggio di Na-ioni. D’altra parte, le microsfere cave di ossido di cobalto erano favorevoli dal punto di vista della loro alta capacità iniziale e delle basse tensioni per lo stoccaggio di Na-ioni come materiale anodico per i NIB. Avevano prestazioni di ciclaggio e di tasso di leva. Quindi, entrambe queste microsfere sono state agite come un promettente materiale anodico per NIBs.
Mondal et al. hanno preparato NiCoMn misto – Oxidenanorods, che era una sostanza nuova classe per l’applicazione supercapacitor. Hanno effettuato processo di sintesi di NiCoMn misto – Oxidethrough una tecnica idrotermale facile e le loro proprietà capacitive elettrochimiche. Le strutture sono state caratterizzate da XRD e SEM. Una varietà di misurazioni ha mostrato che c’era il potenziale per utilizzare come elettrodi per dispositivi supercapacitor in questa sostanza. Inoltre, è stato considerato che c’erano metodi convenienti per l’estrazione delle materie prime. Pertanto, l’ossido misto è stato preferito come materie prime per applicazioni su larga scala come elettrodi per supercapacitori.
È stato fatto con la fabbricazione di Ni NWs decorati con Co NPs utilizzando la tecnica di incisione e deposizione a due fasi nel 2016. Questo studio ha mostrato che le nanoparticelle si sono disperse sulla superficie delle nanoparticelle come mostrato nella Figura 6. Hanno dichiarato in questo studio che questa tecnica è stata utilizzata per la prima volta per fabbricare nanofili di nichel che sono adornati con nanoparticelle di cobalto.
Figura 6.
Immagini SEM dei NW decorati con nanoparticelle mostrati in (a) e (b). Immagini TEM dei NWs a diverse risoluzioni sono presentati in (c) e (d), che confermano la fabbricazione di successo di Co nanoparticelle-decorati Ni nanofili con diametro di ~ 60 nm.
Montazerozohori et al. sintetizzato un nuovo nanostrutturato cobalto (II) bromuro complesso con un bidentato Schiff base ligando. La dimensione delle particelle del complesso in nanodimensione mediante analisi XRD e SEM è mostrata nelle figure 7 e 8.
Figura 7.
Schema XRD di nanoparticelle CoO/Co3O4.
Figura 8.
Immagine SEM di nanoparticelle CoO/Co3O4.
E’ stata mostrata, in un altro lavoro del 2017, una nuova tecnologia di rivestimento a secco per la sintesi del catalizzatore Co/Al2O3 senza solventi e trattamento termico. I catalizzatori rivestiti a secco sono stati presentati come comparabili ai catalizzatori convenzionali impregnati chimicamente. La figura 9 mostra una forma sferica di Co/Al2O3.
Figura 9.
Morfologia dei catalizzatori preparati in “Picomix” e per impregnazione tradizionale: Al (colore blu) e Co (colore verde).
Przyojski et al. hanno sintetizzato due nuovi complessi di cobalto(II) con 7-azaindolo. Hanno Co(II) in un ambiente tetraedrico distorto. Le unità asimmetriche dei complessi sono mostrate nelle figure 10 e 11.
Figura 10.
Unità asimmetrica di ,1. Gli ellissoidi termici sono mostrati al 50% di probabilità. Codice colore: C, grigio; Cl, verde; Co, blu scuro; H, bianco; N, blu.
Figura 11.
Unità asimmetrica di ,2. Gli ellissoidi termici sono mostrati al 50% di probabilità. Codice colore: C, grigio; Cl, verde; Co, blu scuro; H, bianco; N blu.
Quattro nuovi complessi 1,2,3 e 4 (sul = sulindac, 2 – ampy = 2 – amino piridina, 1, 10 – phen = 1, 10 – fenantrolina e 2, 9 – dimeph = 2, 9 – dimetil – 1, 10 – fenantrolinawere preparato e caratterizzato da Shalash e Abu Ali . Questi nuovi complessi sono stati valutati per determinare l’attività contro i batteri Gram-positivi (Staphylococcus epidermidis, S. aureus) e Gram-negativi (Bordetella, Escherichia coli) e le specie di lievito (Saccharomycesand Candida) utilizzando il metodo di agar well-diffusion. I risultati hanno indicato che solo il complesso 4 è stato efficace contro il lievito. Inoltre, tutti loro hanno più attività antibatterica contro i batteri Gram-positivi rispetto ai batteri Gram-negativi.
Hassanzadeh et al. hanno studiato il cobalto Schiff base complex-modificato CPE contenente tensioattivo cationico. Questo complesso potrebbe aumentare la risoluzione e la selettività delle risposte voltammetriche di DA e AA. Inoltre, era impegnativo distinguere i picchi voltammetrici di DA e AA. Ha ottenuto la migliore risoluzione rispetto ai precedenti lavori riportati. Questo lo rende adatto per la rilevazione simultanea di questi composti. Inoltre, la preparazione era semplice, la selettività e la sensibilità accettabili, il limite di rilevamento era basso e la riproducibilità. Tutti questi hanno reso il sistema preparato molto efficace nella produzione.
(bdmpzm = bis(3, 5 – dimethylpyrazol – 1 – yl methanwas sintetizzato ed è stato integrato con nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT) e nafion su un elettrodo di carbonio stampato schermo (SPCE) da Nagles et al. Hanno studiato la sua attività elettrocatalitica per l’ossidazione della dopamina (DA). Le misurazioni sono state effettuate con o senza il complesso di cobalto e confrontate con l’elettrodo modificato. La DA nelle urine umane è stata misurata dal nuovo sensore ottenuto nella gamma di 83, 0-93, 0. A causa del complesso di cobalto in questo elettrodo, c’è stato un aumento della corrente anodica e un cambiamento nel potenziale di ossidazione per la DP. Inoltre, a differenza di altri metodi convenzionali, l’analisi è stata fatta in breve tempo.
Gli studi sul cobalto continuano a causa del fatto che hanno una grande varietà di funzioni e molte applicazioni, soprattutto nel settore sanitario. Purtroppo, i derivati del cobalto non sono ancora stati studiati come farmaceutici. Fino ad ora, l’unico farmaco a base di cobalto è Doxovir che è un complesso di base Schiff di Co(III) e anche il suo meccanismo non è completamente compreso.