Квадратная кислота и ее комплексы с кобальтом и железом.
Squaric acid
Квадратовая кислота (C4O2(OH)2) – органическое соединение, реагент в химии. Используется для синтеза красителей и ингибиторов ферментов. Свойства и применение.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Сквариновая кислота, также называемая квадратической кислотой из-за того, что ее четыре атома углерода приблизительно образуют квадрат, является дипротной органической кислотой с химической формулой C4O2(OH)2. Конъюгированное основание сквариновой кислоты – это гидрогеноскварат-анион HC4O4−, а конъюгированное основание гидрогеноскварат-аниона – двувалентный скварат-анион C4O4(2−). Это один из оксокарбоновых анионов, состоящий только из углерода и кислорода. Сквариновая кислота является реагентом для химического синтеза, используемым, например, для получения светочувствительных сквараиновых красителей и ингибиторов белковых тирозинфосфатаз.
Squaric acid, also called quadratic acid because its four carbon atoms approximately form a square, is a diprotic organic acid with the chemical formula |C4O2(OH)2. The conjugate base of squaric acid is the hydrogensquarate anion |HC4O4−; and the conjugate base of the hydrogensquarate anion is the divalent squarate anion |C4O4(2−). This is one of the oxocarbon anions, which consist only of carbon and oxygen. Squaric acid is a reagent for chemical synthesis, used for instance to make photosensitive squaraine dyes and inhibitors of protein tyrosine phosphatases.
Химические свойства
Сквариновая кислота — белый кристаллический порошок. Начало термического разложения зависит от различных термодинамических условий, таких как скорость нагрева. Структура сквариновой кислоты не является идеально квадратной, поскольку длины углерод-углеродных связей не совсем одинаковы. Высокая кислотность, с pKa1 = 1,5 для первого протона и pKa2 = 3,4 для второго, обусловлена резонансной стабилизацией аниона. Поскольку отрицательные заряды равномерно распределены между каждым атомом кислорода, дианион сквариновой кислоты полностью симметричен (в отличие от самой сквариновой кислоты) — все длины связей C–C и C–O одинаковы.
Squaric acid is a white crystalline powder. The onset of thermal decomposition depends on the different thermodynamic conditions such as heating rates. The structure of squaric acid is not a perfect square, as the carbon–carbon bond lengths are not quite equal. The high acidity with pKa1 = 1.5 for the first proton and pKa2 = 3.4 for the second is attributable to resonance stabilization of the anion. Because the negative charges are equally distributed between each oxygen atom, the dianion of squaric acid is completely symmetrical (unlike squaric acid itself) with all C−C bond lengths identical and all C−O bond lengths identical.
Комплексы координации
Квадратный дианион ведет себя аналогично оксалату, образуя моно- и полинуклеарные комплексы с ионами твердых металлов. Гидрат скварата кобальта(II) |Co(C4O4)*2H2O (желтый, кубический) можно получить путем автоклавирования гидроксида кобальта(II) и сквариновой кислоты в воде при 200 °C. Вода координирована с атомом кобальта, а кристаллическая структура состоит из кубической упаковки полых ячеек, стенки которых образованы либо шестью скварат-анионами (оставляя пустоту шириной 7 Å), либо несколькими молекулами воды (оставляя пустоту шириной 5 Å). Скварат дигидроксид кобальта(II) |Co3(OH)2(C4O4)2*3H2O (коричневый) образуется одновременно с предыдущим соединением. Он имеет столбчатую структуру, включающую каналы, заполненные молекулами воды, которые можно удалить и заменить, не разрушая кристаллическую структуру. Цепи являются ферромагнитными; в гидратированной форме они связаны антиферромагнитно, а в безводной – ферромагнитно. Приведены данные инфракрасной, электронных и Q-диапазонных спектров ЭПР, а также магнитные восприимчивости. Тот же метод позволяет получить дигидроксид скварата железа(II) |Fe2(OH)2(C4O4) (светло-коричневый).
Squarate dianion behaves similarly to oxalate, forming mono and polynuclear complexes with hard metal ions. Cobalt(II) squarate hydrate |Co(C4O4)*2H2O (yellow, cubic) can be prepared by autoclaving cobalt(II) hydroxide and squaric acid in water at 200 °C. The water is bound to the cobalt atom, and the crystal structure consists of a cubic arrangement of hollow cells, whose walls are either six squarate anions (leaving a 7 Å wide void) or several water molecules (leaving a 5 Å void). Cobalt(II) squarate dihydroxide |Co3(OH)2(C4O4)2*3H2O (brown) is obtained together with the previous compound. It has a columnar structure including channels filled with water molecules; these can be removed and replaced without destroying the crystal structure. The chains are ferromagnetic; they are coupled antiferromagnetically in the hydrated form, ferromagnetically in the anhydrous form. Infrared, electronic and Q Band EPR spectra as well as magnetic susceptibilities are reported. The same method yields iron(II) squarate dihydroxide |Fe2(OH)2(C4O4) (light brown).