Condensation of 2-chloropyridinium chloride with thiourea: Structure of the resulting product and its use as a brightener in nickel plating electrolytes

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The protonated form, 2-chloropyridinium chloride, was synthesized and characterized spectroscopically for the first time to eliminate the influence of the basic nitrogen center in pyridine on the stability of the resulting isothiuronium salt. This compound readily condensed with thiourea to form the corresponding isothiuronium salt. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy (1H and 13C) revealed that the salt exists as two stable conformers differing in the orientation around the C2–SC(NH2)2 bond. These conformers are most clearly distinguished in the 13C NMR spectra by the chemical shift of the C4 signal in the pyridine ring relative to its position in neutral 2-chloropyridine. The presence of two stable conformers, determined by an additional basic center in the α-position, may represent a general pattern for this class of compounds. The synthesized pyridinium isothiuronium chloride was investigated as a brightener in a nickel plating electrolyte. Preliminary tests using a Hull cell identified an effective concentration range of 0.10–0.45 g/L and operational current densities of 3–20 A/dm2. The addition of the agent at 0.40–0.45 g/L to a sulfate nickel plating electrolyte produced bright nickel coatings with high current efficiency, low porosity, and increased hardness. The microhardness of the coating was found to increase with the additive concentration.

About the authors

V. A. Grabelnykh

A.E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: venk@irioch.irk.ru
ORCID iD: 0000-0003-1067-7755

N. G. Sosnovskaya

Angarsk State Technical University

Email: sosnina148@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8815-9280

A. A. Istomina

Angarsk State Technical University

Email: alenaist@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3107-6975

A. I. Albanov

A.E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: albanov@irioch.irk.ru
ORCID iD: 0000-0002-7267-5416

N. A. Korchevin

A.E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Angarsk State Technical University

Email: venk@irioch.irk.ru

N. V. Istomina

Angarsk State Technical University

Email: prorector@angtu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5266-1527

I. B. Rozentsveig

A.E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Irkutsk State University

Email: i_roz@irioch.irk.ru
ORCID iD: 0000-0001-7817-7816

References

  1. Lukevits É. Pyridine derivatives in the drug arsenal (150 years of pyridine chemistry) // Chemistry of Heterocyclic Compounds. 1995. Vol. 31. P. 639–650. doi: 10.1007/BF01169065.
  2. Abbas H.-A.S., El Sayed W.A., Fathy N.M. Synthesis and antitumor activity of new dihydropyridine thioglycosides and their corresponding dehydrogenated forms // European Journal of Medicinal Chemistry. 2010. Vol. 45, no. 3. P. 973–982. doi: 10.1016/j.ejmech.2009.11.039.
  3. Dyadyuchenko L.V., Dotsenko V.V. Synthesis of isoxazolopyridine derivatives (microreview) // Chemistry of Heterocyclic Compounds. 2021. Vol. 57. P. 627–629. doi: 10.1007/s10593-021-02959-7.
  4. Леонтьев Т.Н., Лебедева А.Ю., Федорова О.А. Синтез и изучение спектральных свойств стириловых красителей на основе бензотиазола и пиридина // Успехи в химии и химической технологии. 2015. Т. 29. N 7. С. 114–116. EDN: ULVPPR.
  5. Brown C.M., Kitt M.J., Xu Z., Hean D., Ezhova M.B., Wolf M.O. Tunable emission of iridium(III) complexes bearing sulfur-bridged dipyridyl ligands // Inorganic Chemistry. 2017. Vol. 56, no. 24. P. 15110−15118. doi: 10.1021/acs.inorgchem.7b02439.
  6. Shi S., Lei P., Szostak M. Pd-PEPPSI: a general Pd-NHC precatalyst for Suzuki–Miyaura cross-coupling of esters by C–O cleavage // Organometallics. 2017. Vol. 36, no. 19. P. 3784–3789. doi: 10.1021/acs.organomet.7b00565.
  7. Kokina T.E., Glinskaya L.A., Piryazev D.A., Eremina Y.A., Naumov D.Y., Larionov S.V., et al. Synthesis and structures of Cui,II complexes with a 2,2´-bipyridine derivative bearing a (+)-3-carene moiety // Russian Chemical Bulletin. 2018. Vol. 67. P. 1251–1260. doi: 10.1007/s11172-018-2209-1.
  8. Lebedeva O.V., Chesnokova A.N., Badlueva T.V., Sipkina E.I., Rzhechitskii A.E., Pozhidaev Yu.N. Hybrid ion-exchange membranes based on heteroaromatic sulfonic acid derivatives // Petroleum Chemistry. 2015. Vol. 55. P. 333–338. doi: 10.1134/S0965544115040040.
  9. Lebedeva O.V., Sipkina E.I., Pozhidaev Yu.N. Adsorption of platinum(IV) by a composite based on silicon dioxide and copolymer of 4-vinylpyridine and 2-hydroxyethylmethacrylate // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2017. Vol. 53. P. 80–84. doi: 10.1134/S2070205117010130.
  10. Sipkina E.I., Lebedeva O.V., Pozhidaev Y.N., Oborina E.N. Adsorption of platinum(IV) onto composites based on silicon dioxide and vinyl acetate/1-vinylimidazole and vinyl acetate/4-vinylpyridine copolymers // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2017. Vol. 53. P. 657–662. doi: 10.1134/S2070205117040207.
  11. Сосновская Н.Г., Истомина Н.В., Богданова И.Н., Розенцвейг И.Б., Тюрин М.Д., Корчевин Н.А. Влияние условий процесса и структуры органических добавок на формирование и свойства покрытий при электрохимическом никелировании // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2024. Т. 60. N 6. С. 629–653. doi: 10.31857/S0044185624060064.
  12. Шептицка Б. Влияние органических соединений на электрокристаллизацию никеля // Электрохимия. 2001. Т. 37. N 7. C. 805–810. EDN: IYPVHM. 13. Ушаков И.А., Никонова В.С., Полынский И.В., Князева Л.Г., Полынская М.М., Анциферов Е.А. Исследование эффективности ингибиторов коррозии на основе производных изотиурониевых солей // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2021. T. 11. N 2. C. 326–332. doi: 10.21285/2227-2925-2021-11-2-326-332. EDN: VBVSIX.
  13. Полынский И.В., Князева Л.Г. Исследование воз можности использования изотиурониевых солей как ингибиторов коррозии // Успехи в химии и химической технологии. 2021. Т. 35. N 5. С. 89–91. EDN: WPWBCC.
  14. Иванова А.О., Сосновская Н.Г., Никонова В.С., Леванова Е.П., Попов С.И. Использование добавок изотиурониевых солей в технологии блестящего никелирования // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2017. Т. 7. N 4. С. 136–141. doi: 10.21285/227-2925-2017-7-4-136-141. EDN: YMQFTF.
  15. Сосновская Н.Г., Истомина Н.В., Синеговская Л.М., Розенцвейг И.Б., Корчевин Н.А. Электроосаждение блестящих никелевых покрытий из сульфатного электролита в присутствии изотиурониевых солей // Гальванотехника и обработка поверхности. 2019. Т. 27. N 4. С. 4–11. doi: 10.47188/0869-5326_2019_27_4_4. EDN: MHXVSI.
  16. Грабельных В.А., Богданова И.Н., Сосновская Н.Г., Истомина Н.В., Руссавская Н.В., Кондрашов Е.В.. Особенности конденсации 2-хлорпиридина с тиомочевиной. Строение образующихся продуктов и их влияние на свойства покрытий при электрохимическом никелировании // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. N 4. С. 498–505. doi: 10.21285/2227-2925-2022-12-4-498-505. EDN: NSNWDX.
  17. Levanova E.P., Grabel’nykh V.A., Vakhrina V.S., Russavskaya N.V., Albanov A.I., Korchevin N.A., et al. Synthesis of new 2-(alkenylsulfanyl)pyrimidine derivatives // Russian Journal of Organic Chemistry. 2014. Vol. 50. P. 429–433. doi: 10.1134/S1070428014030221.
  18. Cossar B.C., Fournier J.O., Fields D.L., Reynoids D.D. Preparation of thiols // The Journal of Organic Chemistry. 1962. Vol. 27, no. 1. P. 93–95. doi: 10.1021/jo01048a024.
  19. Кандалинцева Н.В., Просенко А.Е., Добченко О.И., Стоянов Е.С. Синтез галогенидов S-алкилизотиурония по реакции тиомочевины с ω-(4-гидроксиарил)галогеналканами // Журнал органической химии. 2001. Т. 37. N 9. C. 1317–1320.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).