Способ получения аланината меди (II) в присутствии цинка

Изобретение относится к области химии, в частности к способу прямого синтеза координационных соединений из металла в компактном состоянии и комплексообразователя в присутствии растворителя и применяемому для получения металлокомплексных соединений, защиты металлов от коррозии, селективного выделения и утилизации цветных, в том числе драгоценных, металлов из шламов, отработанных катализаторов и других отходов производства.

Известен способ получения аланината меди(II) при взаимодействии метанольных растворов аланина и гидроксокарбоната меди(II) (см. кн. Новаковский М.С. Лабораторные работы по химии комплексных соединений. - Харьков: Из-во Харьковского ун-та. - 1972, стр. 80). Однако метанол негативно влияет на здоровье человека, а перед использованием аланината меди(II) в качестве биологически активного вещества необходимо использовать водный раствор, что затрудняет выделение и очистку координационного соединения.

Самым близким по технической сути является способ прямого синтеза аланината меди(II), включающий взаимодействие порошка металлической меди с аланином в воде или диметилформамиде при температуре кипения реакционной смеси в течение 1 часа или при выдерживании указанных реакционных смесей при комнатной температуре в течение 20-30 суток (см. ст. Огородникова Н.П., Старкова Н.Н., Рябухин Ю.И. Прямой метод синтеза комплексов меди(II) с аминокислотами в неводных растворителях. Известия вузов. Химия и химическая технология, 2009. - Т. 52. - Вып. 12. - С. 45-47). При этом выходы комплекса составляют 65-70%, в окисленное состояние переходит 70-72% меди, т.е. предложенный метод является не достаточно эффективным.

Техническая задача - создание способа получения аланината меди(II) путем добавления в реакционную систему дополнительного компонента – восстановителя, с целью повышения эффективности окисления меди и, следовательно, выхода аланината меди(II).

Технический результат - повышение выхода аланината меди(II). Он достигается тем, что в способе, включающем нагревание тонкоизмельчеиного порошка аланина и порошкообразной меди в диметилформамиде при постоянном перемешивании реакционной смеси, декантировании осадка, растворении его, фильтровании раствора, частичном его упаривании, осаждении после охлаждения этиловым спиртом аланината меди(II), фильтровании смеси, промывании комплекса петролейным эфиром, высушивании, в реакционную смесь перед нагреванием добавляют восстановитель, в качестве которого используют порошкообразный цинк, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Способ осуществляют следующим образом. В круглодонную колбу с обратным воздушным холодильником помещают тонкоизмельченный порошок аланина и порошкообразную медь, добавляют диметилформамид в качестве растворителя. Способ отличается тем, что в систему дополнительно вводят порошкообразный цинк в качестве восстановителя. Суспензию нагревают до температуры кипения и выдерживают в течение 2 часов при постоянном перемешивании реакционной смеси. Сине-фиолетовый осадок, образующийся при кипячении смеси, отделяют от горячего раствора декантированием. Затем осадок растворяют в минимальном количестве воды и смесь фильтруют. Водный раствор частично упаривают и после охлаждения, добавляя этиловый спирт, осаждают продукты реакции, которые отфильтровывают. Полученный аланинат меди(II) очищают или перекристаллизацией в минимальном количестве воды, частично упаривая растворы при нагревании до 50°С, или переосаждением из минимального количества воды этиловым спиртом. Затем комплекс отфильтровывают, промывают 3 раза петролейным эфиром, выдерживают в сушильном шкафу при температуре 105°С в течение часа и в эксикаторе с безводным Na₂SO₄ в течение суток. Способ осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Выход комплекса составляет 90%, в окисленное состояние переходит 75-80% меди. Таким образом, цинк способствует окислению меди, но не образует прочное координационное соединение с аланином и не оказывает конкурирующего действия меди. При этом происходит повышение выхода аланината меди(II).

Таким образом, добавление порошкообразного цинка приводит к более эффективному взаимодействию меди с аланином, процесс протекает одностадийно и позволяет получить аланинат меди(II) с более высоким выходом.

Пример 1 осуществления способа. В круглодонную колбу с обратным воздушным холодильником помещают тонкоизмельченный порошок аланина и порошкообразную медь, добавляют воду и двукратный избыток порошкообразного цинка, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Суспензию при постоянном перемешивании нагревают до 90°С в течение 3 часов. Затем раствор отфильтровывают, частично упаривают при температуре 50°С и после охлаждения осаждают из раствора этиловым спиртом аланинат меди(II), который очищают переосаждением из минимального количества воды этиловым спиртом. Затем комплекс промывают 3 раза петролейным эфиром, выдерживают в сушильном шкафу при температуре 105°С в течение часа и в эксикаторе с безводным Na₂SO₄ в течение суток. При этом в окисленное состояние переходит 80% меди, выход аланината меди(II) составляет 90-91%.

Увеличение количества восстановителя - цинка - до двукратного избытка и времени взаимодействия компонентов смеси не приводит к значительному повышению выхода комплекса.

Таким образом, способ позволяет одностадийно с достаточно высоким выходом получать аланинат меди(II) из порошка меди и аланина без использования агрессивных сред и сильных окислителей.

Изобретение может быть применено при получении биологически активных и кормовых добавок. При этом устраняются проблемы усвоения микроэлементов организмами, так как медь вводится в фармакологически активной форме, снижающей токсичность этого металла.

Источники информации

1. Новаковский М.С. Лабораторные работы по химии комплексных соединений. - Харьков: Из-во Харьковского ун-та. - 1972, стр. 80.

2. Огородникова Н.П., Старкова Н.Н., Рябухин Ю.И. Прямой метод синтеза комплексов меди(II) с аминокислотами в неводных растворителях. Известия вузов. Химия и химическая технология, 2009. - Т. 52. - Вып. 12. - С. 45-47.