1-(2-Окси-5-нитрофенил)-3-изопропил-5-(1 @ -бензилбензимидазолил-2 @ ) формазан в качестве избирательного реагента для спектрофотометрического определения кадмия, цинка, меди,ртути Советский патент 1987 года по МПК C07D235/30 G01N21/78 

1134

Изобретение относится к новому производному бензимидазола, а именно к 1-(2 -окси-5 -нитрофенил)-3-изопро- пил-5-(1 -бензилбензимидазолил-2 ) формазану формулу

ОН

N-M II .N

NOr

и умеренно растворимо п ряде органических растпорителеГ : ацетоне, этаноле, хлороформе, бензоле, нитрометане и др,

П р и м е р 2, Использование 1- (2 -окси-З -нитрофенил)-3-изопропил- 5-( 1 -бензилбензимидагчолил-2 ) форма- зана в качестве аналитического реагента .

15

Для спектрофотометрического определения Си, Zn, Cd и Hg можно испольформазана С в этаноле ( А ,,

зовать раствор 5 10 моль/л

содержания

Zf

ионов Zn

2 +

определе- Cd

ния и Hg

Пример 1. Синтез формазана.

К охлажденному до раствору 2,9 г (0,01 моль) 1-бензилбензимида- золил-2-гидразона изомасляного альдегида в 100 мл изопропилового спирта с 2-3 каплями конц. I1C1 добавляют диазораствор, приготовленный из 2,0 г 2-амино-4-нрггро(Ьенола, 10 мл конц. НС1 и 1,0 г NaNO, в 5 мл воды. После 10 мин вы epжки iia холоду подщелачивают 2 н. NaOH до рН 8-9. Через 5 мпн рН раствора 2 н. 11С1 доводят до нейтральной. Выпавши осадок отфильтровывают, промывают водой, перекрисв качестве избирательного реагента для спектрофотометрического определения кадмия, цинка, меди, ртути.

Цель изобретения - получение новых производных бензимидазола, обладающих избирательными аналитическими свойствами при спектрофотометрическом определении кадмия, цинка, меди, ртути и имеющих более широкий спектр действия.

На фиг. 1 изображены кривые зави- симост 1 оптической плотности от Я ; на фиг. 2 - графики для

таллизовынают из этанола, сушат, ход 3,2г (65Z),T.mi. 136-138 с. - 0,92 (этилацетат).

Найдено, %: С Ь3,4; Н 5,4.

Формазан представляет собой крис- талл ческое вещество красного цвета, устойчивое, при хранении как в кристаллическом состоянии, так и в растворе. Bei iecTBO нерастворимо в воде

510 нм, Г 18,210 фиг. 1,кри

хх

( Я

мокс

510 нм.

вал 1) и I ацетоне 19 к 103).

Изучено комплексообразование в

20 водном этаноле (1:1) с ионами Cu,Hg, Cd, Со, Zn, Fe (II ) и Fe (III), Mn. Реагент образует глубокоокрашенные комплексные соединения только с ионами Си при А 550 нм ( t- 10,0x103,

2Ь фиг. 1, кривая 2), Hg при Я 670 нм (Е 17, фиг. 1, кривая 3), Zn при Я 560 нм ( 11,4,103, фиг. 1, кривая 4), Cd при Д. 650 нм ( 14,, фиг. 1, кри30 вая 5) в различных пределах рН водной фазы, создаваемой аммиачно-аце- татным буфером. Так, Си образует комплекс в интервале рН 6,5-10,0, Hg - 5,0-10,0; Zn - 7,0-10,0; Cd - 5,535 10,0.

Различия рН образования комплексов позволяют без предварительного разделения определять содержание данных металлов как в следующих сочета40 ниях: медь - ртуть, медь - цинк,

медь - кадмий, ртуть - цинк, ртуть - кадмийj цинк - кадмий, так и при их совместном присутствии.

Окраска комплексов развивается

45 мгновенно. Состав комплексов 1L:1M. Помехи со стороны других элементов Fe (II), Fe (ill), Мп, Со не обнаружены. Возможность определения иллюстрируется

50 Приме

lig при совместном присутствии.

К 2 МП анализируемого раствора, содержащего 155 мкг/мл и 108 мкг/мп Си, прибавляют 2 мл бу5g фера рН 5,0 и после перемешивания 20 МП этанольного раствора формаза- на (С 5«10 моль/л). Окраска развивается мгновенно. Измеряют оптическую плотность при Л 670 нм. По грана искусственных смесях, р 3. Определение Си и

фику (фиг.2) определяют солержание

о Ионов HP,

к новой пробе анализируемого раст пора добавляют 2 мл буфера рН 7 и 20 мл этанольного раствора формазана (5 10 моль/л), измерив значение оптической плотности при 670 нм и зная содержание ионов ртути, определяют содержание ионов Си .

Оптическая плотность-А 0,18; рН 5,0. Вычислено для Hg 155 мкг/мл. Получено 15- мкг/мл. А 0,08; рН7,1 Вычислено для 108 мкг/мл. Получено 107 мкг/нл.

П р и м е р 4. Определение Си и Zn при совместном присутствии.

К 2 мл анализируемого раствора, содержащего 212 мкг/мл Си и 66 мкг/мп Zn , прибавляют 2 мл буфера рН 6,5 и 20 мл этанольного раствора формазана ( моль/л), измерив значение оптической плотности при И 670 нм, определяют содержание ионов Си.

К новой порции анализируемого раствора прибавляют 2 мл буфера рН лг 7,0,измеряют значение оптической плотности при Я 66и нм, определяют содержание ионов Zn .А 0,22; ,5.Вычислено для Си 212 мкг/мл Получено 210 мкг/мл; А 0,12; рН - 7,0.Вычислено для мкг/мл . Получено 65 мкг/мп.

П р и м е р 5. Определение при совместном присутствии.

К 2 нп анализируемого раствора,содержащего 166 мкг/мп и 158мкг/ /мл Си , прибавляют 2 мл буфера рН 5,5 и 20 мл этанольного раствора формазана ( м/л), через 2-3 мин, измерив значение оптической плотности при Д 660 нм, по графику определяют содержание Cd

Аналогично для определения содержания А 0,15; рН ,6. Вычислено для Cd 166 мкг/мл. Получено 167 мкг/мп. А 0,16; рН ,0. Вычислено для Си 158 мкг/мп. Получено 155 мкг/мл.

П р и м е р 6. Определение Hg и Zn при совместном присутствии.

К 2 мл анализируемого раствора, содержащего 202 мкг/мл Hg и 107 мкг/мл , прибавляют 2 мл буфера рН ,0 и 20 МП этанольного раствора формазана (5 «10 м/л) , через 2-3 MHHi измерив значение оптиCd

ческоГт плотности при , 670 им. по

9

графику определяют содержание HR

А 0,24; рН ,0. Вычислено для

Hg

2 +

202 мкг/мл. Получено 200 мкг/мл.

К новой порции пробы анализируемого раствора добавляют 2 мл буфера рН ,0 и 20 ко утапольного раствора формазана ( 5 м/л) , через 2-3 мин

определяют значение оптической плотности при Д 660 нм, по графику определяют содержание Zn

А 0,20; рН ,0. Вычислено для Zn 107 мкг/мл. Получено 105 мкг/мл.

Пример7. Определение Hg и Cd при совместном присутствии. К 2 мл анализируемого раствора, содержащего 221 мкг/мл Hg и 166 мкг/ /мл , прибавляют буфер рН 5,0

и 20 мл этанольного раствора формазана ( м/л) . Через 2-3 мин измеряют значение оптической плотности при /I 670 нм, по графику определяют содержание Hg .

А О,26; рН 5,0. Вычислено для tig 221 мкг/мл. Получено 2 1 9 мкг/мл . К новой порции пробы анализируемого растворэ добавляют 2 мл буфера рН 7,0 и 20 мл этанольного раствора формазана (5 м/л), через 2-3 мин, измерив значение оптической плотности при Я 660 нм, по

1-V

графику определяют содержание Cd А 0,15; рН 7,0. Вьиислено для Cd

гц

166 мкг/мп. Получено 165 мкг/мл.

П р и м е р 8. Определение Zn и

0.

Cd при совместном присутствии.

К 2 мл анализируемого раствора, содержащего 199 мкг/мл Cd и 41 мкг/

/мл Zn , прибавляют буфер рН ,0 и 20 мл этанольного раствора формазана ( м/л). Через 2-3 мин измеряют значение оптической плотности при А 660 нм, определяют содержанне ионов Cd по графику.

А 0,18; рН 6,0. Вычислено для Cd 199 мкг/мл.Получено 201 мкг/мп. К новой порции анализируемого раствора прибавляют буфер рН го7,0 и 20 мп

этанольного раствора формазана (5

X 10 м/л). Через 2-3 мин после пере- мещивания измеряют значение оптической плотности при Л 660 нм, по графику определяют содержание Zn . А

Р +

0,08; рН 7,0. Вычислено для Zn 41 мкг/мл. Получено 40 мкг/мл.

Пример 9. Определение Zn ,

9-t З. f 2 -4Cd , Hg , Си при совместном присутствии.

513

К 2 мл анализируемого раствора, содкржащего 114 мкг/мл Hf, ,202 мкг/ /мл Cd - 51 мкг/мл и 78 мкг/мл ,добавляют буфер рН 5,0 и 20 мл этанольного раствораформазана (5х X м/л), через 2-3 мин измеряют значение оптической плотности при нм, по графику определяют содержание Hg .

Аналогично при добавлении буфера рН ,5 определяют содержание ионов кадмия в пробе.

К 2 МП новой порции пробы анализируемого раствора добавляют буфер ,5, 20 мл этанольиого раствора формазана (5 10 м/л), после перемешивания в течение 2-3 мин, измерив значение оптической плотности при 670 нм, по

графику определяют содержание нонон Си

К 2 мл новой порции анализируемог раствора прибавляют буфер рН N 10,0, 20 г-ш этанольнпго раствора формазана (5-10 м/л), через мин, измерив значение оптической плотности при 660 нм, определяют общее содержание ионов Zn ,Cd,Cu Hg в пробе,а путем вычитания находят содержание Zn .

А О, 14. Вычислено для Hg 114 мкг/мл, получено 115 мкг/мл. А и, 18. Вычислено для Cd 202 мкг/мл, получено 20U мкг/мп. А 0,04. Вычис- лено для Си 51 мкг/мл, получено 50 мкг/мл. А - и,14. Вычислено для Zn 78 МКГ/Ш1, получено 75мк1 /мл.

Результаты испытаний представлены в табл. 1 .

Каждый опыт повторен 3 раза. Результаты измерений обработаны методом математической статистики. Получены интервалы значений предельных величин концентраций

210+25мкг/нп;

210+20мкг/мл;

199+15мкг/мл;

107+10мкг/мп.

Статистическая обработка результатов оп 5еделения.

40,28 -10 ; 0,222+0,040 (210t25) мкг/мл,

Дпя Hg

А-А

(А-А )г 10

А-А

(А-А )2 106

40

10,95-10- Si 4,89-10-3

10

S 12,04 10-3. S-, 5,38-10 3 . 0,55.., 14,92-10-5;

гп

U,202-t-U,U15;

(107+10) мкг/мп,

Фактор явности.

Определение Си

Металл

Cu /Металл

HR Zn Cd Ft:

21 2

Fe

7 t

Co , Mn преде;и. ние Иг, Мета:и(

Си

Zn

Cd

1

3t

F« Mn

2

0,5

4,0

1,0

10,0

15,0

HP /металл

2,0

2,0

2,0 10,0 12,0

Определение Zn

2 Металл

л

Zn /Металл

Fe

x ; I

, : |П

12,0 12,5

Основные преимущества предлагаемого соединения по сравнению с известными приведены в табл. 2.

Наряду со свойством селективного комплексообразования с ионами Cd ,

.2+ .. 2-1- „ 2 t

Zn , Си , Kg предлагаемое вещество обладает способностью образовывать эти комплексы в различных пределах рН среды, что позволяет фазработать способ спектрофотометрическо- го определения этих элементов без предварительного разделения. Кроме того, большая синтетическая доступность.

Формула изобретения

1-(2 -Окси-5 -нитрофенил)-3-изо- пропш1-5-( 1 -бензилбензимидазапил-2 ) формазан формулы

Fe

Mn

0,25 0,50 0,20 10,0 9,0

Определение Cd

Металл

Cd VMeтaлл

30

35

1,0 0,5 5,0

в качестве избирательного реагента для спектрофотометрического определения кадмия, цинка, меди, ртути.

Таблица 1

Cd

2-t

Си

Hg

Zn

2 +

Hg

2+

Cd

2 +

Cd

2t

Zn

2Zn

ЛCd

2 +

Hg

Cu

2 объект

Co, Zn, Cu, Hg Bi, Fe (III),

Au, Co, Mn (II), Ni, Sn (II), Pd (II), Pt (II), Bd, Ag, Ti (III), Sb (III) и др.

Известное соединение 1-(5 -метил- тетразолил)-3-фе- нил-5-п-метокси- фенилформазан

Предлагаемое соединение 1-(2 -ок- си-5 -нитрофеншт)- З-изопропил-5-( бензилбензимидазо- лил-2 )формазан

134290110

Продолжение табл.1

0,15 0,16 0,24 0,20 0,26 0,15 0,18 0,08 0,14 0,18 0,14 0,04

166

158

202

107

221

166

199

41

78

202

114

51

167

155

200

105

219

165

201

40

75

200

115

50

JL a A- nJl.Ji,2

Время анализа

Несколько часов

обнаружены

7-10

Си 6,5-10 Hg 5,0-10 Zn 7,0-10 Cd 5,5-10

0,5-2

10-15 мин

Не обнаружены

O.S

О Л 0.3

о, г

0,1

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к 1-(2 -окси-5 -нитрофенил)-3-изопро- пил-5-(1 -бензилбензимидазолил-2 ) формазану в качестве избирательного реагента для спектрофотометрического определения Cd, Zn, Си, Hg. Цель -. получение новых производных указанного класса, обладающих полезными свойствами. Получение формазана ведут из 1-бензилбензимидазолил-2-гидразона изомасляного альдегида в изопропило- вом спирте и диазораствора, приготовленного из 2-амино-4-нитрофенола,концентрированной НС1 и NaNOj), при охлаждении в кислой среде. Смесь подщелачивают NaOH до рН 8-9, затем доводят до нейтральной. Выход 65%, т.пл. 136-138 С. Испытания показывают, что формазан наряду со свойством селективного комплексообразования с ионами Cd , Zn Си Hg обладает способностью образовывать эти комплексы в различных пределах рН среды, что позволяет определять эти элементы без предварительного разделения. 2 ил., 2 табл. f (Л

-B60 ни

0.)

at at

100 wo хо

rtfz -S60xn

№0 WO ХЮ Inf

„ t . бЗОнн Сч г.(670 им

Нд 1 А-670нг1 I f -ббОнц

о if 0}

at

01

юо т т Vrt- й/гг

Составитель Г.Жукова Редактор Н.Бобкова Техред И.Попович Корректоре. Шекмар

Заказ 4602/24 Тираж 371Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

ЮО ISO 300 Г/Ht