Příprava a charakterizace derivátů přemostěného cyklamu a jejich komplexů s železem a manganem

Veronika FIALOVÁ

Bachelor's thesis

Synthesis and characterization of cross-bridged cyclam derivatives and their complexes with iron and manganese

Abstract:

Bakalářská práce se zabývá syntézou a charakterizací vybraných makrocyklických ligandů odvozených od přemostěného cyklamu tzv. cross-bridged cyklamu, a to ligandů s dvěma protilehlými dusíky substituovanými methylovými, benzylovými nebo 2-pyridylmethylovými skupinami (L1, L2 a L3). Během syntézy strukturně nového ligandu L3 se podařilo připravit i jeho monosubstituovaný analog s pouze jedním 2-pyridylmethylovým ramenem L3a. Oba nové ligandy byly detailně charakterizovány pomocí multinukleární 1D a 2D NMR spektroskopie. Pomocí pH-NMR titrace byly pro ligand L3 stanoveny protonizační konstanty pK2 = 8,59 a pK3 = 0,46, extrémně vysokou hodnotu pK1 nebylo možné určit s daným experimentálním vybavením. Dále byly v rámci práce připraveny manganatý, železnatý a měďnatý komplex ligandu L3, které byly charakterizovány pomocí elementární analýzy a hmotnostní spektrometrie. U měďnatého komplexu byla změřena jeho rychlost disociace v silně kyselém prostředí pomocí změny absorbance ve viditelné oblasti spektra. Fitováním získaných dat byl vypočten poločas rozpadu měďnatého komplexu poločas rozpadu = 4,4 minuty, jehož hodnota je nejkratší v porovnání s komplexy se strukturně podobnými ligandy odvozenými od cross-bridged cyklamu. Zkoumání především strukturních a magnetických vlastností připravených komplexů je předmětem dalšího studia.

Abstract:

The bachelors thesis deals with the synthesis and characterization of selected macrocyclic ligands based on cross-bridged cyclam, i.e. ligands with two opposite nitrogen atoms substituted by methyl, benzyl or 2-pyridylmethyl groups (L1, L2 and L3). During the synthesis of structurally new ligand L3, its monosubstituted analogue with only one 2-pyridylmethyl pendant arm was prepared as well. Both new ligands were characterized in details by multinuclear 1D and 2D NMR spectroscopy. Protonization constants for ligand L3, pK2 = 8,59 and pK3 = 0,46, were determined by pH-NMR titration, but extremely high value of pK1 was not accessible under experimental conditions. Furthermore, in the frame of the thesis, manganese(II), iron(II) and copper(II) complexes of L3 were prepared and characterized by elemental analysis and mass spectrometry. The rate of the copper(II) complex dissociation in acid media was measured by a change of absorbance in visible spectra. The half-time of the complex dissociation, half-time = 4.4 minutes, was obtained from the fitting of these data. Its value is the shortest observed among the copper(II) complexes with structurally similar ligands based on cross-bridged cyclam. Description of especially structural and magnetic properties of prepared complexes is a main point of further studies.

Keywords

cross-bridged cyklam, tetraazamakrocyklus, ligand, komplex, pyridin, železo, mangan, měď

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 5. 2015

Accessible from:: 7. 5. 2015

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry / CH-BI