Alai

Synteza nowych związków kobaltu

Kobalt był badany przez wielu naukowców na przestrzeni lat. Prace te zakończyły się wielu związków kobaltu. Na przykład, Kumar i Garg zsyntetyzowali kompleksy kobaltu(II) z tetradentanowymi zasadami Schiffa typu CoL. .

Chemia kompleksów kobaltu cieszy się w ostatnich latach dużym zainteresowaniem ze względu na ich zastosowanie m.in. w układach biologicznych, takich jak środki przeciwdrobnoustrojowe i antybakteryjne (badania DNA i badania cytotoksyczności) .

Niektóre z tych prac zostały wymienione w następujący sposób. W 1952 r. poznano pierwszą aktywność biologiczną związków kobaltu, gdzie związki kobaltu(III) o bidentatycznej budowie musztardy poruszają się jak środki selektywne w niedotlenieniu. Następnie niektóre związki wykazały znaczącą aktywność wobec szczepów bakteryjnych oraz linii komórkowych białaczek i chłoniaków. Następnie przeprowadzono wiele badań nad aktywnością przeciwbakteryjną, przeciwgrzybiczą i przeciwutleniającą związków kobaltu.

Do 1960 roku przygotowano i zidentyfikowano kilka nowych związków kompleksowych kobaltu(III) z łatwo utleniającymi się ligandami. Były to sole amin kobaltowych, kompleksy o wewnętrznym ładunku oraz różnorodne kobaltany. Wzór strukturalny miał postać Na3. 3H2O, który był najprostszym wzorem .

Donoszono, że kobalt (II)ftalocyjanina (CoPc) i jego pochodne wykazują aktywność katalityczną dla wielu reakcji. Porównano aktywność katalityczną CoPc z aktywnością innych pierwszorzędowych kompleksów ftalocyjaninowych metali przejściowych. Wykazano również, że elektrody węglowe modyfikowane CoPc katalizują utlenianie o – krezolu, m – krezolu, p – krezolu, 4 – chlorofenolu, 2 – chlorofenolu i fenolu. Powłoka z CoPcspecies zwiększyła stabilność GCE (kobalt(II) phthalocyanine-modified glassy carbon electrode) .

Wykazano, że forma kompleksowa kobaltu(III) była aktywnym katalizatorem selektywnego utleniania alkiloaromatów z wykorzystaniem powietrza. Powietrze było wykorzystywane jako źródło tlenu w nieobecności rozpuszczalnika .

Park i wsp. donieśli o syntezie typu „solid solution” i „core-shell” dobrze zdefiniowanych Co – Ptnanoalloys mniejszych niż 10 nm. Tworzenie tych stopów odbywało się poprzez reakcje transmetalacji redoks. Co2(CO)8 i Pt(hfac)heksafluoroacetyloacetonat były generowane podczas tworzenia stopów typu „solid solution”, takich jak nanocząstki CoPt3 (rys. 1). Uzyskane nanocząstki były umiarkowanie monodyspersyjne. Park i wsp. jako pierwsi opisali wykorzystanie reakcji transmetalacji redoks do syntezy dwóch różnych typów stopów (solid solution i core-shell). Różne rodzaje nanostopów mogą być syntetyzowane przy użyciu tego rodzaju strategii transmetalacji redoks. Możliwe jest spełnienie wymagań następnej generacji stopów magnetycznych, ze względu na monodyspersyjne rozmiary cząstek mniejsze niż 10 nm skali .

Gdy czyste metale takie jak Fe, Co i Ni oraz ich stopy metali są wykorzystywane w magnetyzmie, trudno jest je stosować z powodu ich utleniania w powietrzu. Ponadto, trudność ta wzrasta, gdy rozmiar cząstek staje się mniejszy. Dlatego też, stabilność cząstek zwiększa się za pomocą różnych metod. Jedną z nich jest osadzanie powłok izolacyjnych na powierzchni nanocząstek. Procedura prowadząca do uzyskania stabilnych w powietrzu nanocząstek Co została przeprowadzona przez Gedankena i wsp. Udawali oni, że tworzenie węglowej powłoki na powierzchni nanocząstek zwiększa ich stabilność. Jednak uzyskane cząstki nie były jednorodne.

Kobayashi i wsp. poinformowali, że jest to procedura, która pozwala na przygotowanie nanocząstek Co o różnych rozmiarach w roztworze wodnym i pokrycie ich dobrze zdefiniowanymi powłokami krzemionkowymi. Znaleźli oni łatwą metodę chemiczną do syntezy i stabilizacji magnetycznych i amorficznych nanocząstek Co. Te nanocząstki Co były otoczone jednorodnymi powłokami krzemionkowymi. Ten nowy typ kompozytowych nanocząstek magnetycznych ma potencjalne zastosowanie zarówno w dziedzinie ferrofluidów, jak i magnetycznych nośników danych. Kontrolowany montaż nanocząstek CoSiO2 jest obecnie badany przez Kobayashi et al. .

Mechanizm powstawania struktury rurkowej Co3O4 był badany przez Li et al. i przedstawili oni hipotezę. Otrzymali oni nanorurki Co3O4 poprzez kalcynowanie elektrodepozytowanych nanodrutów kobaltu osadzonych w anodowym szablonie z tlenku glinu (AAT). Kiedyś uważano, że procesy utleniania, przemian fazowych, parowania i rekrystalizacji odgrywają kluczową rolę w powstawaniu nanorurek Co3O4. Z naukowego punktu widzenia był to przypadek godny uwagi, a otrzymane nanorurki znajdują również szerokie zastosowanie w przemyśle .

Badano aktywność przeciwbakteryjną in vitro kompleksów kobaltu(II). Ligandami tymi były , gdzie L1 = aminobenzimidazol, L2 = 1 – benzylo – 2 – aminobenzimidazol, L3 = 1 – (4 – metylobenzylo) – 2 – aminobenzimidazol. Wszystkie te związki oraz ich kompleksy kobaltu(II) badano in vitro pod kątem aktywności przeciwdrobnoustrojowej wobec Pseudomonas aeruginosa, Bacillussp., Staphylococcus aureus, Sarcina lutea i Saccharomyces cerevisiae. Stwierdzono, że żaden z badanych związków nie wywierał istotnego wpływu na drożdże Saccharomyces cerevisiae, natomiast skuteczny okazał się kompleks 2-aminobenzimidazolu, który umiarkowanie hamował wzrost drożdży. Podobnie, wszystkie ligandy i ich kompleksy oceniano kolejno pod względem aktywności i stwierdzono, że w przypadku benzimidazolu, którego jądro posiada grupę 4-metylobenzylową przy atomie N1, aktywność przeciwdrobnoustrojowa wzrosła. Wywnioskowali, że podstawione ligandy i kobalt mogą odgrywać rolę w aktywności przeciwdrobnoustrojowej.

Donoszono, że synteza nanocząstek kobaltu przy użyciu polimerowego reaktora mikroprzepływowego poprzez redukcję CoCl2 w tetrahydrofuranie (THF) przy użyciu hydrotrietoboranu litu (LiBH(C2H5)3 jako czynnika redukującego i 3 – (N, N – dimetylododecyloamonia)propanosulfonianu (SB12) jako stabilizatora. Zbadano warunki eksperymentalne, takie jak natężenie przepływu, czas wzrostu i procedurę hartowania. Stwierdzono, że nanocząstki Co o strukturze głównie fcc tworzą się przy wysokim poziomie energii kinetycznej (np. przy dużej szybkości przepływu). Co nanocząstki z głównie hcp struktury były preferowane, gdy to było warunki z niskim poziomie energii kinetycznej (np. niski – przepływ) i krótki czas wzrostu. Jednak struktura krystaliczna nanocząstek Co przechodziła do fazy metastabilnej, podczas gdy nanocząstki Co generowane przy niskim poziomie kinetycznym rosły przez dłuższy czas. Podaje to, że poprzez kontrolowanie kinetyki reakcji, nabyte nanocząstki o różnych strukturach mogą być wykorzystywane jako potencjalne zastosowanie w reaktorach mikroprzepływowych .

Ingersoll et al. przeprowadzili katalizatory niklowo-kobaltowo-borkowe (Ni – Co – B) metodą redukcji chemicznej i ich katalityczną reakcję hydrolizy z alkalicznym roztworem NaBH4. Ich celem było zaprojektowanie wydajnego generatora wodoru do zastosowań w przenośnych ogniwach paliwowych. W pracy oceniano temperaturę reakcji hydrolizy alkalicznego roztworu NaBH4 jako funkcję stężeń NaOH i NaBH4. Szybkość generacji wodoru badano stosując katalizator (Ni – Co – B). Szybkość generowania wodoru wzrastała wraz z niższym stężeniem NaOH w alkalicznym roztworze NaBH4 i malała po osiągnięciu maksymalnej wartości przy 15 % mas.% NaOH.

Do 2008 r. badano nanocząstki kobaltu z wykorzystaniem rozkładu termicznego w obecności TPPi oleiloaminy. Otrzymane cząstki kobaltu były stabilne w rozpuszczalnikach węglowodorowych do utleniania powietrzem i miały kubiczną krystaliczność kobaltu. Na pętlach histerezy otrzymanych próbek stwierdzono, że charakteryzują się one miękkim zachowaniem magnetycznym, zwiększoną koercją (Hc) i zmniejszoną magnetyzacją nasycenia (Ms) w porównaniu z materiałami sypkimi. Po kontakcie z powietrzem, pętla histerezy nanocząstek Co również ujawniła ferromagnetyczne właściwości magnetyzacji nasycenia (Ms) i koercji (Hc) wartości około 56.2 emu/g .

Bruijnincx i Sadler zbadał projekt modernistycznych leków przeciwnowotworowych na bazie metalu, które obejmują najnowszą literaturę. Wiele nowych szans na leki przeciwnowotworowe zyskały niską toksyczność ogólnoustrojową i zdolność do wchodzenia od góry oporności na leki. W ich pracy przedstawiono różne przykłady obiecujących propozycji. Badania te spowodowały rozszerzenie zestawu narzędzi medycznej chemii nieorganicznej.

Badano trzy gatunki bakterii, w celu stwierdzenia aktywności zasady Schiffa i ich kompleksów. W tej pracy stwierdzono, że najlepsze wyniki uzyskano przy średnicy (30 mm), ze względu na włączenie jonów Co(II). Wykazano, że kompleksy wykazują większą aktywność przeciwbakteryjną niż wolne zasady Schiffa. Kumar i Chandra zsyntetyzowali związki kobaltu, które wykazują znaczną aktywność przeciwgrzybiczą. Pannu i wsp. zsyntetyzowali 2 i 22H2O. Stwierdzili, że ten ostatni związek ma magnetyczną odpowiedź .

Badania były prowadzone w katalizie kobaltu i uzyskali opłacalne katalizatory i łagodniejsze warunki dla istniejących C-H funkcjonalizacji. Ich badania utorowały również drogę do bezkonkurencyjnych przemian chemicznych. W badaniach tych znaleźli dwie odpowiedzi na dwa pytania. Po pierwsze, nisko-walentne katalizatory kobaltowe mogą imitować reaktywność katalizatorów metali szlachetnych przejściowych do aktywacji C-H. Po drugie, w funkcjonalizacji C-H, katalizatory kobaltowe mogą prezentować niedoścignioną reaktywność i selektywność, a właściwości te zapewniają drogę do przechodzenia tajemniczych i trudnych transformacji syntezy, jak do tej pory. Jako przykłady podano rozgałęzioną selektywną hydroarylację styrenów, ortoalkilację imin arylowych za pomocą drugorzędowych halogenków alkilowych oraz migracyjne arylowanie alkinów. Ich praca ujawniła nowe trudności i możliwości. Konieczne było pełne zrozumienie mechanizmu reakcji i natury katalizatora ze względu na dalszy rozwój w tej dziedzinie.

Gaëlle i wsp. zsyntetyzowali i zbadali dwa kompleksy, kompleks kobaltu(II) 2H2O (1) i nowy kompleks Co(III) z mieszanym ligandem azotanowymNO3(2). Badano ich aktywność przeciwdrobnoustrojową in vitro wobec ośmiu patogenów (cztery bakterie i cztery gatunki grzybów). Rysunek 2 przedstawia histogram MIC wobec gatunków bakterii. Wyniki pokazały, że kompleksy były bardzo aktywne, jednak kompleks 1 jest bardziej aktywny w stosunku do bakterii, natomiast kompleks 2 jest bardziej aktywny w stosunku do grzybów. Wartości MIC dla kompleksów są podsumowane w tabeli 3.