ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА МАКРОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСОВ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ С СОПОЛИМЕРОМ АКРИЛАМИДА И АКРИЛАТА НАТРИЯ МЕТОДОМ СПЕКТРОСКОПИИ ЯМР  13С

Методом спектроскопии ЯМР  13C установлено, что в состав макромолекулярных комплексов микроэлементов (меди, кобальта) с сополимерами акриламида и акрилата натрия в качестве лиганда входит только карбоксилатная функциональная группа макромолекулы. Показано, что высокая лабильность исследованных комплексов препятствует установлению их количественного состава методом спектроскопии ЯМР  13C. При определении качественного состава макромолекулярных комплексов методом спектроскопии ЯМР  13 C условия проведения эксперимента (в первую очередь отношение концентраций функциональных групп сополимера, участвующих в комплексообразовании, и ионов металлов) необходимо подбирать с учетом величины парамагнитности иона микроэлемента. Обнаружено, что на взаимодействие ионов меди с карбоксилатной группой сополимера с образованием макромолекулярного комплекса
влияет рН раствора. При переходе от нейтральной среды к кислой (рН  5) взаимодействие усиливается, а в щелочной среде (рН  9) комплекс практически не образуется.

макромолекулярные металлокомплексы, сополимер акриламида с акрилатом натрия, спектроскопия ЯМР 13C, парамагнитные ионы Cu(II), Mn(II), Co(II)

1. Wöhrle, D. Metal Complexes and Metals in Macromolecules: Synthesis, Structure and Properties / D. Wöhrle, A. D. Pomogailo. – Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 2003. – 685 p.

2. Бектуров, Е. А. Полимерные комплексы и катализаторы / Е. А. Бектуров, Л. А. Бимендина, С. Кудайбергенов. – Алма-Ата: Наука 1982. – 192 с.

3. Synthesis and characterisation of a polyacrylamide–polyacrylic acid copolymer hydrogel for environmental analysis of Cu and Cd / W. Li [et al.] // React. Funct. Polym. – 2002. – Vol. 52. – P. 31–41.

4. Synthesis, characterization, and polychelatogenic properties of poly(acrylic acid-co-acrylamide) / B. L. Rivas [et al.] //J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem. – 1997. – Vol. 35. – P. 2461–2467.

5. Xie, J. Absorbency and adsorption of poly(acrylic acid-co-acrylamide) hydrogel / J. Xie, X. Liu, J. Liang // J. Appl. Polym. Sci. – 2007. – Vol. 106. – P. 1606–1613.

6. The preparation and characterization of poly(acrylic acid-co-methacrylamide) gel and its use in the non-competitive heavy metal removal / S. Cavus [et al.] // Polym. Advan. Technol. – 2009. – Vol. 20, N 3. – P. 165–172.

7. Lockhart, T. P. Chemical properties of chromium / polyacrylamide gels / T. P. Lockhart // SPE Adv. Tech. Ser. – 1994. – Vol. 2,N 2. – P. 199–205.

8. Crosslinking reaction of polyacrylamide with chromium (III) / M. Han [et al.] // Polym. Bull. – 1995. – Vol. 35, N 1–2. – P. 109–113.

9. Polyacrylamide in agriculture and environmental land management / R. E. Sojka [et al.] // Adv. Agron. – 2007. – Vol. 92. – Р. 75–162.

10. Гелеобразование в водных растворах функционализированных полиакриламидов /Л. П. Круль [и др.] // Материалы. Технологии. Инструменты. – 2011. – Т. 16, № 3. – С. 85–89.

11. Фомина, Е. К. Фазовое состояние водных растворов сополимеров акриламида с акрилатом натрия в присутствии ионов меди, цинка и марганца / Е. К. Фомина, Л. П. Круль, Е. В. Гринюк // Журн. прикл. химии. – 2015. – Т. 88, № 9. – С. 1359–1363.

12. Влияние ионов Сu2+, Zn2+, Mn2+ на водопоглощение полиэлектролитных гидрогелей на основе гидролизата полиакрилонитрильного волокна / Е. К. Фомина [и др.] // Журн. прикл. химии. – 2014. – Т. 87, № 9. – С. 1345–1350.

13. Francois, J. Spectroscopic study (U.V.-visible and electron paramagnetic resonance) of the interactions between synthetic polycarboxylates and copper ions / J. Francois, C. Heitz, M. Mestdagh // Polymer. – 1997. – Vol. 38, N 21. – Р. 5321–5332.

14. Hiraoki, T. 13C paramagnetic shift of Co(II)–poly(d-glutamic acid) complex / T. Hiraoki, M. Kaneko, K. Hikichi // Polym. J. – 1979. – Vol. 11, N 7. – P. 591–593.

15. Hiraoki, T. 13C and water proton-nuclear magnetic relaxation of Cu(II)-poly(d-glutamic acid) complex in aqueous solution / T. Hiraoki, M. Kaneko, K. Hikichi // Polym. J. – 1979. – Vol. 11, N 5. – P. 397–403.

16. Исследование механизма взаимодействия карбоксилированного полиакриламида с ацетатом хрома (III) методом спектроскопии ЯМР 13С / Л. П. Круль [и др.] // Журн. общ. химии. – 2013. – Т. 83, вып. 11. – С. 1829–1834.

17. Шахно, О. В. Определение состава макромолекулярных металлокомплексов в полиэлектролитных гидрогелях на основе функционализированных полиакриламидов, сшитых ацетатом хрома (III) / О. В. Шахно, Е. В. Гринюк, Л. П. Круль // Докл. НАН Беларуси. – 2013. – Т. 57, № 3. – С. 63–69.

18. Metal polymer complexes based on functionalized polyacrylamide / L. P. Krul [et al.] //Advances in plastics technology – APT ’13. Editor: A. Pajak. Institute for Engineering of Polymer Materials and Dyes, Paint and Plastics Department, Gliwice, Poland. – 2013. – P. 79–88.

19. Полимеры синтетические водорастворимые «ВРП-3» : ТУРБ 00280198.024–99 : дата введения в действие 01.02.1999. – 1999. – 13 с.

20. SNF Floerger : chemistry : flocculants. – Mode of access: http://www.snf-group.com/en/chemistry/flocculants – Date of access: 23.02.2016.

21. Влияние концентрации едкого натра на химический состав гидролизата нитрона Д / Круль Л. П. [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 1999. – № 4. – С. 95–97.

22. Исследование структуры продуктов щелочного гидролиза полиакрилонитрильного волокна нитрон Д методом спектроскопии ЯМР / Л. П. Круль [и др.] // Журн. прикл. химии. – 2003. – Т. 76, вып. 7. – С. 1006–1008.

23. Cookson, D. J. Optimal conditions for obtaining quantitative 13C NMR data / D. J. Cookson, B. E. Smith // J. Magn. Reson. – 1984. –Vol. 57, N 2. – P. 355–368.

24. Yokoi, H. Interaction modes between heavy metal ions and water-soluble polymers. 2. Spectroscopic and magnetic reexamination of the aqueous solutions of cupric ions and poly(acrylic acid) / H. Yokoi, S. Kawata, M. Iwaizumi // J. Amer. Chem. Soc. – 1986. – Vol. 108, N 12. – Р. 3361–3365.

25. Химия координационных соединений: учеб. пособие / Н. А. Костромина, В. Н. Кумок, Н. А. Скорик; под ред. Н. А. Костроминой. – М.: Высш. шк., 1990. – 432 с.