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치환기를 가진 일곱 자리 질소-산소(N4O3)계 리간드 합성과 전이금속(II) 이온 착물의 안정도상수 결정

Synthesis of Heptadentate Nitrogen-Oxygen Ligands (N4O3) with Substituting Groups and Determination of Stability Constants of Their Transition Metal(II) Complexes

김선덕|설종민|이도협
대한화학회|2010.10|대한화학회지 (Journal of the Korean Chemical Society)|제54권 제5호|pp. 541-550

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질소-산소(N4O3)계 리간드양성자 단계 해리상수착물 안정도상수N4O3 heptadentate ligandStepwise dissociation constantsStability constants
주제분류화학

초록

새로운 일곱 자리 질소-산소(N4O3)계 리간드 N,N'-Bis(2-hydroxybenzyl)-1,3-bis[(2-aminoethyl)amino]-2-propanol (H-BAP·4HCl)를 합성하였다. H-BAP·4HCl의 페놀 수산기의 para위치에 브롬, 염소, 메톡 시기 및 메틸기를 가진 Br-BAP· 4HCl, Cl-BAP·4HCl, CH3O-BAP·4HCl 및 CH3-BAP·4HCl 염산염을 합성 하였다. 각 리간드의 화학구조는 C, H, N 원소분석법, 1H-NMR 및 13C-NMR 분광법, 적외선 분광법 및 질량분석법을 통하여 확인하였다. 합성된 N4O3계 리간드의 전위차 적정 법을 이용하여 계산된 양성자 단계 해리상수는 여섯 단계의 해리상수(logKn H)값을 나타내었고, 각 리간드의 양성자 총괄 해리상수 (logβP) 값은 Br-BAP < Cl-BAP < H-BAP < CH3O-BAP < CH3-BAP의 순서로 para Hammett 치환기상수(σp) 값의 순서와 역순으로 잘 일치하였다. 각 리간드들과 전이금속(II) 이온들의 착물 안정도상수(logKML) 값의 크기순서는 Co(II) < Ni(II) <Cu(II) > Zn(II) > Cd(II) > Pb(II)로 나타났다. 이때 각 리간드들과 전이금속(II) 이온들의 착물 안정도상수 값은 리간드의 총괄해리상수 값의 크기순서와 같은 경향을 나타내었다.

Abstract

A new N4O3 heptadentate ligand, N,N'-Bis(2-hydroxybenzyl)-1,3-bis[(2-aminoethyl)amino]-2-propanol(H-BAP·4HCl)was synthesized. The hydrochloric acid salts of Br-BAP·4HCl, Cl-BAP·4HCl, CH3O-BAP·4HCl and CH3-BAP·4HCl containing Br-, Cl-, H-, CH3O- and CH3- groups at the para-site of the phenol group of the H-BAP were synthesized. The structures of the ligands were confirmed by C. H. N. atomic analysis and 1H NMR, 13C NMR, UV-visible and mass spectra. The elemental stepwise protonation constants(logKn H) of the synthesized N4O3 ligands showed six steps of the proton dissociation. The orders of the overall dissociation constants(logβp) of the ligands were Br-BAP < Cl-BAP < H-BAP < CH3O-BAP < CH3-BAP. The orders agreed well with that of Hammett substituent constants(σp). The calculated stability constants(logKML) between the ligands and transition metal ions agreed well with the order of the overall proton dissociation constants of the ligands but they showed a reverse order in Hammestt substituent constants(σp). The order of the stability constants between the transition metal ions with the ligands were Co(II) <Ni(II) < Cu(II) > Zn(II) > Cd(II) > Pb(II).

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