КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ГАЛОГЕНИДОВ МАРГАНЦА С ПРОТОНИРОВАННЫМ АЦЕТАМИДОМ

Аннотация: Методом препаративного синтеза разработаны лабораторные методики синтеза новых координационных соединений галогенидов марганца с протонированным ацетамидом. Для них определены плотности и температуры плавления.

Ключевые слова: комплексные соединения галогенидов марганца; протонированый ацетамид; квантово-химические расчеты.

Одним из важнейших направлений современной химии является синтез новых соединений, обладающих широким спектром полезных качеств, что связано с необходимостью расширения ассортимента химических соединений, обладающими рядом полезных свойств и их широким применением в различных областях народного хозяйства – химической и металлургической промышленности, медицине и т.д. Немаловажное место в реализации этого направления отводится новому классу разнолигандных координационных соединений, которые могут одновременно сочетать полезные свойства исходных компонентов с вновь приобретенными. Координационные соединения на основе биометаллов и амидов перспективны в качестве органических и аналитических реагентов .

Теоретический интерес к амидам, как объектам фундаментального исследования, вызван, прежде всего, тем, что в их молекулах присутствуют два электронодонорных центра – атомы карбонильного кислорода и аминного азота. Взаимодействие между ними обеспечивает молекулам амидов значительные дипольные моменты и уникальные физико-химические свойства. Изучение растворимости в четырехкомпонентных системах галогенид марганца – неорганическая кислота – ацетамид – вода позволило установить образование в них новых координационных соединений, содержащих в своем составе одновременно три физиологически активных компонента: соль биометалла, ацетамид и неорганическую кислоту.

Знание параметров геометрического строения новых соединений необходимо для определения поведения молекул в различных химических и биохимических процессах. Исходя из того, особая роль отводится методам квантово-химического исследования. В связи с этим, для получения данных характеристик вещества, за основу были взяты квантово-химические расчеты модельных соединений. В данной работе использовался квантово-химический расчет с помощью программы HyperChem 8.0.10.

В качестве модельных объектов были взяты ацетамидные комплексы солей марганца: MnBr2·CH3CONH2, MnBr2·2CH3CONH2, MnBr2·4CH3CONH2, а также их протонированные формы состава: MnBr2·CH3CONH2·НBr, MnBr2·2CH3CONH2·НBr, MnBr2·4CH3CONH2·НBr.

Одним из параметров, характеризующих электронное строение молекул, является эффективный заряд на атомах (q). Зарядовые характеристики в использованном расчетном квантово-химическом методе РМ3 получены по Маликену . Координация ацетамида с катионом марганца и протонирование молекулы ацетамида по атому карбонильного кислорода приводят к изменению электронных характеристик атомов молекулы ацетамида (С, N, О) и молекул данного комплексного соединения.

По результатам сравнительного анализа электронного распределения  в молекулах исследованных соединений, выявлено, что наибольший по величине отрицательный заряд на атоме карбонильного кислорода наблюдается в молекуле ацетамида (0,3586 ед. заряда), а наименьший на одном из атомов кислорода в молекуле бромида тетраацетамидмарганца – 0,0396 ед. заряда). Как показывает проведенный расчет образование химической связи ацетамид – марганец (молекула ацетамида координирована к атому марганца посредством атома кислорода) приводит к постепенному уменьшению отрицательного эффективного заряда на атоме кислорода карбонильной группы амида, по абсолютной величине, по сравнению с молекулой ацетамида.