Mục tiêu của đề tài Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức Fe(III) với 4-phenylthiosemicacbazon salixylandehit là nghiên cứu tổng hợp phức chất của Fe(III) với 4-phenylthiosemicacbazon salixylandehit; nghiên cứu cấu trúc và một số tính chất của các hợp chất tổng hợp được bằng phương pháp phổ hồng ngoại; sử dụng phổ khối lượng như một công cụ quan trọng để khẳng định cấu trúc phức,.... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Trang 1BO GIAO DUC VA DAO TAO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU’ PHAM
NGÔ KIM NHÂN
TÔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẦU TRÚC
VA THAM DO HOAT TINH SINH HQC CUA PHỨC Fe(III)
VỚI 4-PHENYLTHIOSEMICACBAZON SALIXYLANDEHIT
Chuyên ngành: HÓA VÔ CƠ
Mãsố :60440113
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS DUONG TUAN QUANG
Trang 2LOI CAM DOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi,
các số liệu và
quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trưng
thực, được các đồng tác giá cho phép sử dụng và chưa từng được
công bồ trong bắt kỳ một công trình nào khác
Tác giả luận văn
Trang 3) “Gái xin bay ti long bict on sau sac tei thay gide PGS CS
Dung Tin Quang da on ta bring din gi dt tong qu
OF th thực hit vas hean thank luin van
Géi xin chain thank cim œm quý thấy cé gido khoa Hea lạc
tuảng đại he Su wham Hut; da tao mei điều kitn thutn lei cho (ái
‘thong suét qua tink hee tap va tae hien luan van
“ái xin cảm œm gia dink, ban be da ding vien, givin di, tao mei
đâu kiện thuận lei nhat cho tei hoan thanh luận nản nay
Hué, ngay 20 thing 9 nam 2016
Cae gid btn van
Trang 4
MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời Cam Đoan Lời Cảm Ơn Mục lục Danh mục các chữ viết tắt Danh mục các BaNg 6 Danh mục các sơ đồ Danh mục các hình 2.22222222222122 + Chương 1 TÔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về sắt 1.1.1 Trạng thái tự nhiên 1.1.2 Một số ứng dụng và vai trò sinh học của sắt 1.1.3 Một số tính chất lý-hoá của sắt 1.1.3.1 Tính chất vật lý 1.1.3.2 Tính chất hoá học — : 1.1.4 Một số phát minh phức Sắt(III) 1.2 Giới thiệu về salixylandehit
1.2.1 Một vài tính chất của salixylandehit
1.2.2 Điều chế, ứng dụng
1.3 Thiosemicacbazit và Thiosemicacbazon hư
1.4 Phức chất của kim loại chuyển tiếp với các Thiosemicacbazit
1.5 Phức chất của kim loại chuyển tiếp với Thiosemicacbazon
1.6 Ứng dụng của thiosemicacbazit, thiosemicacbazon và phức chất của chúng Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Phương pháp phổ khối lượng
2.1.1 Phổ khối lượng trong việc xác định cấu trúc co 2.1.2 Xác định cụm pic đồng vi trong phổ khối lượng theo phương pháp tính toán
2.2 Phương pháp đo độ dẫn điện dung dịch
Trang 52.3.1 Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định a S28
2.3.2 Thử khả năng gây độc tế bào 29
2.3.3 Tinh két qua 29
Chương 3 ĐÓI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 30
3.1 Đối tượng nghiên cứu 7 30
3.2 Kỹ thuật thực nghiệm 30
3.3 Thực nghiệm " „.30
3.3.1 Tông hợp 4-phenylthiosemicacbazon salixylandehil „30,
3.3.2 Tổng hợp phức chất giữa 4-phenylthiosemicacbazon salixylandehit
voi Fe(III) 30
Chương 4 KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN 33
4.1 Phổ khối lượng và cấu trúc của phối tử 33
4.2 Phổ khối lượng và cấu trúc của phức chất 37
4.2.1 Mẫu phức NHAN12-7.0 237
4.2.2 Mẫu phức NHANI I-4.S 40
4.2 Độ dẫn điện của dung dịch phức chắt ¬ —.-
4.3 Hoạt tinh sinh học của phối tử và phức chất 4
4.3.1 Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 43
43.2 Thirkha ning gây độc tế bảo Keeeeerrrrsooeoo.4ể
KẾT LUẬN 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO 47
Trang 6DANH MUC CAC Ki HIEU VA CAC CHU VIET TAT Kí hiệu và viết tắt H;4phthsa [Fe(H4phthsa)Cl›H:O] [Fe(H4phthsa)Cl;] MS DMSO DME 'Viết đầy đủ 4-Phenylthiosemicacbazon salixylandehit Phite tao thành giữa 4-phenylthiosemicacbazon Salixylandehit vé6i Fe(I))
Phite tạo thành giữa 4-phenylthiosemicacbazon Salixylandehit v6i Fe(IHI)
Mass Spectrum (Ph6 khdi lượng)
Trang 7DANH MUC CAC BANG
Bang 4.1 Tỉ lệ các pic đồng vị trong cụm pic ion phan tir va ion manh của Ha4phthsa 34 Băng 4.2 Tỉ lệ các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử và ion mảnh của phức [Fe(H4phthsa)CI›H,O] "¬ ene BB Bang 4.3 Ti lệ các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử và ion mảnh của phức [Fe(H4phths)Cl›] - 4
Bảng 4.4 Độ dẫn điện của các dung dịch phức chất 4
Trang 8Sơ đồ I.I Sơ đồ 1.2 Sơ đồ 1.3 Sơ đồ 1.4 Sơ đồ 1.5 Sơ đồ 1.6 Sơ đồ 3.1 Sơ đồ 4.1 Sơ đồ 4.2 Sơ đồ 4.3 ĐANH MỤC CÁC SƠ ĐỎ Sự tạo thành hợp chất thiosemicacbazon „14
Sự tạo thành phối tử 4-phenyithiosemicacbazon salxylandehit 4
Sự tạo phức của thiosemicacbazit 1s
Sơ đồ tạo phức của thioscmieacbazon 2 cing (R: H, CHs, GHs, C4HL 17 Mô hình tạo phức của thiosemicacbazon 3 cảng và công thức cấu tạo
của phức chất giữa thiosemicacbazon và một số kim loại chuyền tiếp 18
Sự hình thành thiosemicacbazon 4 cang 18
'Quy trình tạo phức 552-2222 enn
Sơ đồ phân mảnh của H;4phthsa 36
Sơ đồ phân mảnh của phức [Fe(H4phthsa)CI:H;O]~ Mẫu NHANI12-70 39
Trang 9DANH MUC CAC HÌNH
Trang 10
MO DAU
Hóa học phức chất là một lĩnh vực rộng lớn Với tiềm năng ứng dụng không,
chỉ trong hoá học mà còn cả trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp, nông nghiệp,
y học, đời sống hiện nay, tổng hợp và nghiên cứu phức chất là một trong những
hướng phát triển cơ bản của Hóa học Vô cơ hiện đại
Đã từ lâu hoạt tính diệt nắm, diệt khuẩn của thiosemicacbazit và các dẫn xuất
thiosemicacbazon đã được biết đến và do vậy một trong số chúng đã được dùng làm
thuốc chữa bệnh Sau khi phát hiện ra phức chất cis-platin [Pt(NH;);Cl;] có hoạt
tính ức chế sự phát triển ung thư thì nhiều nhà hoá học và được học chuyển sang
nghiên cứu các thiosemicacbazon cũng như phức chất của chúng với kim loại nhóm 'VIIIB nhằm tìm ra những hợp chất có khả năng chống ung thư mới
Hiện nay, việc nghiên cứu các phức chất của thiosemicacbazon với các kim
loại chuyên tiếp đang là lĩnh vực thu hút nhiêu nhà hoá học, dược hoc, sinh — y hoc
trong và ngoài nước
Các đề tài trong lĩnh vực này rất phong phú bởi sự đa dạng về thành phản, cấu
tạo, kiểu phản ứng và khả năng ứng dụng của các thiosemicacbazon đặc biệt là hoạt
tính kháng nắm, kháng khuẩn, kháng virus cũng như khả năng ức chế sự phát triển khối u
Các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào việc tổng hợp mới các
thiosemicacbazon và phức chất của chúng với các ion kim loại khác nhau, nghiên
cứu cấu tạo của phức chất bằng các phương pháp khác nhau và khảo sát hoạt tinh sinh học của chúng Trong một số công trình gần đây, người ta còn khảo sát một số
ứng dụng khác của thiosemieacbazon như tính chất điện hoá, hoạt tính xúc tác, khả
năng ức chế ăn mòn kim loại
Mục tiêu của việc khảo sát hoạt tính sinh học là tìm kiếm được các hợp chất có hoạt tính cao, đồng thời đáp ứng tốt nhất các yêu cầu sinh - y học khác như không
độc, không gây hiệu ứng phụ, không gây hại cho các
Trang 11
Để đóng góp một phần nhỏ vào lĩnh vực này, tôi chọn đề tài: “Tổng hợp,
nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức Fe(IH) với 4-phenyl thiosemicacbazon salixylandehit”
Nội dung đề tài tập trung nghiên cứu những vấn đề sau:
- Tổng hợp phức chất của Fe(III) với 4-phenylthiosemicacbazon salixylandehit + Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và pH tạo phức
+ Khảo sắt tỉ lệ giữa kim loại với phối tử
~ Nghiên cứu cấu trúc và một số tính chất của các hợp chất tổng hợp được
bằng phương pháp phổ hồng ngoại
~ Sử dụng phô khối lượng như một công cụ quan trọng đề khăng định cấu trúc
phức
~ Đo độ dẫn điện, ghi phô khối lượng đề xác định cấu trúc phức
~ Tiến hành thử hoạt tính sinh học để thăm dò khả năng kháng nắm, kháng
khuẩn cũng như khả năng ức chế tế bào ung thư của các phức chất dựa trên việc xác
Trang 12Chương 1 TONG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ SÁT
1.1.1 Trạng thái tự nhiên
Sắt là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trên Trái Đất (sau AI) đứng
hàng thứ tư về hàm lượng (sau O, Sỉ và AI), chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ Trái Đất [7]
'Ký hiệu: Fe là từ viết tắt của ferrum, tên Latinh của sắt
Sắt có 4 đồng vị tự nhiên ổn định là: *“Fe (5,8%), “Fe (91,7%), "Fe (2,2%),
**ƑFe (0,3%) [20]
Sắt được tách ra từ các mỏ quặng sắt và rất khó tìm thấy nó ở dạng tự do Để thu được sắt tự do, các tạp chất phải được loại bỏ bằng phương pháp khử hóa học Các loại quặng sắt quan trọng gồm:
Quảng hematit đỏ chứa Fe;O; khan Quảng hematit nâu chứa Fe;O,.nHO
„ là quặng giàu sắt nhất, nhưng hiếm có trong
Quặng manhetit chứa Fe;O, tự nhiên
Quang xiđerit chứa FeCO,,
Quang pirit sit chita FeS [20]
Ngoài ra, khoảng 5% các thiên thạch chứa hỗn hợp sắt-niken Trung bình
trong 20 thiên thạc từ không gian vũ trụ rơi xuống Trái Đắt, có một thiên thạch sắt
“hiên thạch sắt thường chứa đến 90% Fe; 8,5%Ni và 0,5% Co [6]
Sắt là thành phần của hemoglobin và sắt còn dự trữ dưới dạng Feritin (là phức hợp giữa Fe và protein) Trong động vật, sắt nằm dưới dạng chehutuza và nó là
thành phần chính tạo máu động vật [23]
1.1.2 Một số ứng dụng và vai trò sinh học của sắt
Trong tắt cả các kim loại khai thác được thì sắt là có giá trị quan trọng Hầu hết các ngành kĩ thuật hiện đại đều có liên quan tới việc sử dụng sắt và hợp kim của sắt
Trong công nghiệp, các hợp kim của sắt đóng vai trò chủ chốt trong các lĩnh
vực: quốc phòng, xây dựng, giao thông vận tải, chế tạo máy, sản xuất dụng cụ và đồ
Trang 13vật, sản xuất mực viết, thuốc nhuộm vải; FeCl; được dùng làm chất keo tụ khi làm sạch nước, làm xúc tác cho quá trình tổng hợp hữu cơ
Sắt có vai trò rất cần thiết đối với mọi cơ thê sống, ngoại trừ một số vi khuẩn Hầu hết lượng sắt có trong cơ thể đều tồn tại trong các tế bào máu, kết hợp với protein tạo thành hemoglobin Hemoglobin mang oxi tới các tế bảo của cơ thể Do
vậy khi thiếu Fe, hàm lượng hemoglobin bị giảm gây nên bệnh, bệnh này là bệnh
thiếu máu do thiếu hụt sắt Cơ thể thiếu sắt sẽ bị thiếu máu nhất là đối với phụ nữ và trẻ em Việc thừa sắt cũng gây ảnh hưởng xấu cho tim, gan, khớp và các cơ quan khác, nếu tích trữ quá nhiều có thể gây nguy cơ ung thư
Sắt là nguyên tố quan trọng cho sự sống và công nghiệp Vì vậy người ta tìm nhiều biện pháp đẻ tách và làm giàu nguyên tố này [20]
1.1.3 Một số tính chất lý-hoá của sắt 1.1.3.1 Tính chất vật lý
Sất đơn chất là kim loại dẻo, màu trắng xám, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, dễ rèn, dat và gia công cơ học khác Tính chất cơ học phụ thuộc nhiều vào độ tỉnh khiết của nó và hàm lượng của các nguyên tố khác ngoài sắt
Một số đại lượng vật lí quan trọng: Khối lượng riêng: 7,87 g/cmỶ Nhiệt độ nóng chảy: 1539,5°C "Nhiệt độ sôi: 2880°C Nhiệt độ thăng hoa: 418 KJ/mol Độ âm điện: 1,83 Độ dẫn điện: 10 (Hg = 1) Nang lượng ion ha: I, =7,9 eV; In = 16,18 eV, I; = 30,63 eV [8] 1.1.3.2 Tính chất hoá học Sắt là kim loại có hoạt tính hóa học trung bình, số oxi hóa thường gặp là +2, +3 Trong không khí khô, sắt bị thụ động nhưng trong không khí ẩm, sắt dé bi oxi
hóa và bị phủ một lớp sắt hiđrat màu nâu, xốp nên không bảo vệ được sắt khỏi bị oxi hóa tiếp tục Khi đun nóng, sắt tác dụng với hầu hết các phi kim Sắt tạo thành
hai dang hop chat la Fe(II) va Fe(III)
Trang 14Muối sắt (II) được tạo thành khi hòa tan sắt vào trong các dung địch axit trừ axit nitric Muối của Fe°° với axit mạnh như clorua, sunfat dễ tan trong nước còn muối của các axit yếu như sunfua, cacbonat khó tan Khi tan trong nước, muối Fe”"
ở dạng [Fe(H:O)/]ˆ' màu lục nhạt
on Fe`" và hợp chất của nó rất phổ biến Hợp chất Fe(III) có
ác hợp chất Fe(III) sẽ bị khử thành hợp chất Fe(II) hoặc
sắt tự do Trong các phản ứng hóa học này, ion Fe`' có khả năng nhận I hoặc 3 oxi hóa Khi tác dụng với các chất khử, electron, tùy thuộc vào chất khử mạnh hay yếu: a" Fe +le > Fe™ Fe + 3e— Fe
Đa số muối Fe(III) dễ tan trong nước cho dung dịch chứa ion bát diện [Fe(H:O)s]Ï” có màu tím nhạt Muối Fe(IHI) bị thủy phân mạnh nên dung dịch có màu vàng nâu Muối Fe(III) có thể được điều chế trực tiếp từ phản ứng của sắt với các chất oxi hóa mạnh như Cl›, HNO;, H;SO, đặc nóng, hoặc phản ứng của các hợp chất Fe(III) với axit [§]
1.1.4 Một số phát minh phức Sắt(H1)
Sắt là một kim loại chuyển tiếp có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3đ4sỶ, Fe" là 3dỄ Sự tồn tại một lượng lớn obitan d trống làm cho sắt có khả năng tạo
nhiều phức bn
Đa số các phức chất của sắt đều ở dạng bát diện Chẳng hạn M;[Fe(CN);], M:[(Fe(SCN),], M:[Fe(F,)J Một số rất ít có hình tứ diện như M[FeCl,] với M là kim loại kiềm thô Những phức chất bát diện thường có spin cao, trừ những phức
tạo nên với phối tử trường mạnh có spin thấp như [Fe(CN),]`, [Fe(phen);]"“ (ở đây
phen là o-phenantrolin) [16]
Phức chất của sắt được tổng hợp đầu tiên là xanh Beclin vào năm 1704 có thành phần là KCN.Fe(CN);.Fe(CN)›, được Đixbac (người điều chế sơn màu cho các họa sĩ ở Beclin) tổng hợp được có màu xanh prutxơ Đến nay nhiều phức chất
sắt đã được nghiên cứu tông hợp
Kali ferixianua (K;[Fe(CN),]) là một thuốc thử thông dụng trong phòng thí
Trang 15Đây là một trong những phức chat bén nht cia Fe(III), c6 tính oxi hóa mạnh nhất trong môi trường kiểm
Ton Fe** trong dung dich tác dụng với ion thioxianat SCN' tạo nên một số phức
chất thioxianato màu đỏ đâm, thường sử dụng phản ứng đó để định tính và định
lượng ion Fe`" ngay cả trong dung dịch rất loãng
Kali trisoxalatoferit Ka[Fe(CzO,)›].3H:O là chất dạng tỉnh thể đơn tà màu lục, tan trong nước Dưới tác dụng của ánh sáng nó biến thành muối sắt (II) và giải phóng khí CO;
2K;|Fe(CạO,)ạ] ——_ 2Kz[Fe(C¿Oj;] + KạC;O, + CO;
Tính chất quang học đó được ứng dụng để san ¡n các bản vẽ
Một số hợp chất của Fe cũng có tằm đặc biệt quan trọng đối với sự sống Nồng độ sắt trong cơ thê cao nhất so với các kim loại chuyển tiếp khác Cơ thể người đòi
hỏi một lượng sắt lớn cho quá trình hoạt động sng bình thường Tùy thuộc vào bản chất của phối tử mà phức chất đi vào cơ thể ở mức oxi hóa +2 (Hemoglobin - một hợp chất phức của sắt có tầm đặc biệt quan trọng đối với sự sống va myoglobin ),
+3 (katalaza và oxiadaza), có mức oxi hóa trung gian (xitocrom) [1 1]
Riêng phúc cia Fe(III) với phối từ thuộc họ thiosemicacbazit và
thiosemicacbazon, trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên
cứu tổng hợp Sau đây có thể nêu một vài hợp chất phức giữa thiosemicacbazon với
Fe(III) đã được tổng hợp, nghiên cứu như [Fe(HFEPT);]Cl; (HEPT: 2-focmylpiriđin
bazon), [Fe(HAPT)(APT)]CI› (HAPT: 2-axetylpiriđin thiosemicacbazon
[30], [Fe(Pranthas),][FeCl,] (Hpranthas: 2-axetylpiriđin-N(4), N(4)-(butan-1.4-điyl) thiosemicacbazon) [31], [Fe(C;H;N,S);]X.nH:O (C;H;N;S là piriđin-2-cacbandehit
thiosemicacbazonat, X: CI,ClO,, NOs, PF,) [24]
1.2 GIỚI THIỆU VE SALIXYLANDEHIT
1.2.1 Một vài tính chất của salixylandehit
Salixylandehit (tên IUPAC là 2 - hydroxybenzandehit) là hợp chất hóa học
với công thức phân từ C;HO› Cùng với 3-hydroxybenzandehit và 4-
hydroxybenzandehit, nó là một trong ba đồng phân của hydroxybenzandehit Công thức cầu tạo:
thiosemi
Trang 16s &
Là chất lỏng nhờn không màu, có mùi hạnh nhân đắng ở nồng độ cao hơn và
có một hương thơm đặc trưng ở nồng độ thấp hơn Nhiệt độ nóng chảy 1-2°C, nhiệt
độ sôi 196-197C, ít tan trong nước, tan nhiều trong rượu và ete
Salixylandehit thể hiện đầy đủ tính chất hóa học của hợp chất cacbonyl ở
nhóm ~CHO [15], [22]
1.2.2 Điều chế, ứng dụng
Nó
thể được điều chế từ phenol và chloroform bằng cách nung nóng với natri hydroxit hoặc kali hydroxit trong một phản ứng Reimer-Tiemann: OH OH O CHCl; cr" — 3KOH Vì nó có mùi thơm nên được sử dụng trong công nghệ sản xuất nước hoa [14], [19] 1.3 THIOSEMICACBAZIT VA THIOSEMICACBAZON
Thiosemicacbazit la chất kết tinh màu trắng, nhiệt d6 néng chay 181 +183°C, có công thức cấu tạo như sau: a= 118,8° b=119/ c= 121° d= 122,5°
Cac nguyén tir N?, N°, N° C và S hầu như nằm trên một mặt phẳng Liên kết C=S có độ bội nhỏ hơn 2, liên kết C-N”” và C-N?” có độ bội lớn hơn 1, còn các liên kết khác có độ bội gần bằng I
Ở trạng thái rấn, trong phân từ thiosemicacbazit cũng như phân từ
thiosemicacbazon, nguyên tử S va N°) nam 6 vi tri rams với nhau qua liên kết C- N? Nguyên nhân của hiện tượng này là do có sự xuất hiện liên kết hiểro
NOH._NO
Trang 17
Khi thay thế một nguyên tử hiđro nhóm N‘H) bang cae géc R khác nhau ta
thu được các dẫn xuất của thiosemicacbazit Ví dụ như 4-phenyl thiosemicacbazit, 4-etyl thiosemicacbazit, 4-metyl thiosemicacbazit,
'Khi phân tử thiosemicacbazit hay sản phẩm thế của nó ngưng tụ với các hợp
chất cacbonyl sẽ tạo thành các hợp chất thiosemicacbazon theo sơ đồ 1.1: (R””: H, CH¡, C:H‹, C4H: ) RỐT X2 + H.ÀT—Ñ—c—NHR* ý ` H H N—N—C—NHR" Rr H | § I H,0 OHH I i ‘So dé 1.1 Sw tgo thanh hgp chat thiosemicacbazon tế Ax Vì thế trong số các Phản ứng tiến hành trong môi trường axit theo cơ cÌ
nguyên tử N có thiosemicacbazit cũng như dẫn xuất thế NÍ” của nó chỉ có nguyên
tử NỈ?” là mang điện tích âm nên trong điều kiện bình thường, phản ứng ngưng tụ
chỉ xây ra ở nhóm NH, hidrazin [4],
Trang 18Với sự đa dang về tính chất và phong phú về số lượng của các hợp chất cacbonyl, có thể tổng hợp được rất nhiều thiosemicacbazon khác nhau Mặt khác,
thiosemicacbazon lại có nhiều hoạt tính sinh học quí cũng như có khả năng phối trí với nhiều kim loại tạo ra những phức chất có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như xúc tác [18], [39], [40], [41]; phan tích [27]; y hoc [10], [23], [24], [25], [32] Vi vậy, ngày cảng có nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu tổng hợp các thiosemicacbazon mới 14 PHỨC CHAT CUA KIM LOẠI CHUYÊN TIẾP VỚI CÁC THIOSEMICACBAZIT
Jesen là người đầu tiên nghiên cứu và tổng hợp các phức chất của
thiosemicacbazit [26] Trong phức chất của thiosmicacbazit với Cu(II) ông đã chỉ raring
Trong các hợp chất này thiosemicacbazit phối trí hai càng qua nguyên tử S và N của nhóm hiđrazin (N?H;)
Trong quá trình tạo phức phân tir thiosemicacbazit có sự chuyển cấu hình từ
trans sang cấu hình cis, đồng thời xảy ra sự chuyển nguyên tử H từ nhóm imin (-NH) sang nguyên tử S và nguyên tử H này bị thay thể bởi kim loại Do đó sự tạo thành phức phải xảy ra theo sơ đỗ l 3: NH &C NH, “⁄ Nh Dong Thin Dang Thi YSZ Ầ INS Sy HN TN teans
So dé 1.3 Swe tạo phức của thiosemicacbazit
Cũng trong nghiên cứu phức chất của Ni(II), Cu(II), PI(II), Pd(I), Co(II) [13], [16], [31] và Zn(II) [14] với thiosemicacbazit bằng các phương pháp từ hoá, phổ
Trang 19hấp thụ electron, phô hắp thụ hồng ngoại, các tác giả cũng đưa ra kết luận: liên kết
giữa phân tử thiosemicacbazit với nguyên tử kim loại được thực hiện trực tiếp qua nguyên tử S và nguyên tử N của nhóm NÍ?H;; đồng thời khi tạo phức phân tử thiosemicacbazit tồn tại ở cầu hình cis
Theo các tài liệu [8], [13], [23], trong đa số các trường hợp thiosemicacbazit tổn tại ở cấu hình cis và đóng vai trò như một phối tử hai càng, như vậy có xu
hướng thể hiện dung lượng phối trí bằng hai và liên kết được thực hiện qua nguyên
tử S và NẺ' của nhóm hidrazin Đề thực hiện sự phối trí kiểu này cần phải tiêu tốn
năng lượng cho quá trình di chuyển nguyên tử H của nhóm N°'H sang nguyên tử S
'Năng lượng này được bù trừ bởi năng lượng dư do việc tạo thêm một liên kết và hiệu ứng đồng vòng
Tuy nhiên trong một số ít các trường hợp do khó khăn về mặt lập thể,
thiosemicacbazit đóng vai trò như một phối tử một càng và giữ nguyên cấu hình
trans, khi đó liên kết được thực hiện qua nguyên tử S Ví dụ điển hình vẻ kiểu phối
trí này ta có thể liệt kê là phức thiosemicacbazit của Ag(), Cu (II), Co(IJ) [13], [I6]
Sau công trình của Jensen là hàng loạt các thông báo về sự tạo phức của
thiosemicacbazit với các kim loại chuyển tiếp khác, tuy nhiên mãi đến năm 60 của thế kỷ này, việc nghiên cứu phức chất của kim loại chuyển tiếp mới trở thành hệ thống
1s PHUC CHAT CUA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI
THIOSEMICACBAZON
'Hoá học phức chất của các kim loại chuyển tiếp với các thiosemicacbazon bắt đầu phát triển mạnh sau khi Domagk nhận thấy hoạt tính kháng khu
thiosemicacbazon [41] Để làm sáng tỏ cơ chế tác dụng ấy của thiosemicacbazon ìn hành thử hoạt của một
người ta đã tổng hợp các phức chất của chúng với các kim loại và tính kháng khuẩn của các hợp chất tổng hợp được
Phức chất của thiosemicacbazon sở đĩ cũng được quan tâm nghiên cứu nhiều bởi tính đa dạng của các hợp chất cacbonyl Nó cho phép thay đổi trong một giới hạn rất rộng bản chất các nhóm chức cũng như cấu tạo hình học thiosemicacbazon
Cũng như thiosemicacbazit, các thiosemicacbazon có khuynh hướng thê hiện cung lượng phối trí cực đại
Trang 20phức thì phối tử đóng vai trò như phối tử hai càng giống thiosemicacbazit Ví dụ:
thiosemicacbazon của benzandtchit, xyclohexanon, axetophenon, octanal, menton
dang thon ang tio! phục chat
.Sơ đồ 1.4 Sơ đồ tạo phức của thiosemicacbazon 2 càng (R: H, CHy CH Cis
Trong công trình nghiên cứu của mình, các tác giả [13], [25], [33] đã đưa ra
cấu tạo của phức 2 cảng giữa Pt(II) với 4-phenyl thiosemicacbazon furaldehit và
phức giữa Pd(II) với 4-phenyl thiosemicacbazon 2-axetyl piridin như sau
Onn OO
¬" soy *
“Oo “oO
Nếu ở phần hợp chất cacbonyl có thêm nguyên tử có khả năng tham gia phối
trí (D) và nguyên tử này được nối với nguyên tử N-hiđrazin (N€') qua hai hay ba
nguyên tử trung gian thì khi tạo phức phối tử này thường có khuynh hướng thể hiện
như một phối tử ba càng với bộ nguyên tử cho là D, NẺ), S Một số phối tử loại này
là các thiosemicacbazon hay dẫn xuất thiosemicacbazon của salixylanđehit (au.,
hay Hyphthsa), isatin (Hsthis hay Hppthis), axetylaxeton (Hsthac hay Hapthac),
pyruvic (H›thpy hay H;pthpy)
Trong phức chất của chúng với các ion kim loại Cu?", Co”", Ni”", PẺ" phối
tử này tạo liên kết với bộ nguyên tử cho là O, S, N cùng với sự hình thành vòng 5 hoặc 6 cạnh [4], [6], [13] Mô hình tạo phức của các phối tử thiosemicacbazon ba
cảng và các ví dụ cụ thể đã được các tác giá [4], [13] xác định như sau:
Trang 21
b) ©) a
So dé 1.5 Mô hình tạo phức của thiosemicacbazon 3 càng và công thức cầu tạo của phức chất giữa thiosemicacbazon và một số kim loại chuyễn tiếp
4, a’ M6 hinh tạo phúc của thiosemicacbazon 3 cing
b Phức vng phẳng Ni(thae)H;O' © Phức vuông phẳng Pt(Hthsa)Cl
4d Phức vuông phẳng Cu(Hthis)Cl
Các thiosemicacbazon bốn càng được điều chế bằng cách ngưng tụ hai phân tử thiosemicacbazit với một phân tử hợp chất đicacbonyl HẠ 8 tN to » Ne, — ae So dé I.6 Sự hình thành thiosemicacbazon 4 cùng
Các phối tử bốn càng loại này có bộ nguyên tử cho là N, N, S, S và cũng thường có cấu tạo phẳng và do đó chúng chiếm bốn vị trí phối trí trên mặt phẳng xích đạo của phức chất tạo thành
Trang 22sở thiosemicacbazit là ngưng tụ 2 phân tử hợp chất cacbonyl với một
thiosemicacbazit khi có mặt ion kim loại - phản ứng trên khuôn Trong phản ứng loại này, cả hai nhóm NH; của thiosemicacbazit đều tham gia phan ứng ngưng tụ
Trong môi trường kiềm khi có mặt Ni”, Cu” thiosemicacbazon
salixylandehit có khả năng ngưng tụ với salixiandehit theo nitơ có nhóm amit để tạo
thành phối tử bốn càng mà ở điều kiện thường phản ứng ngưng tụ phân tử
salixylandehit thứ hai này không xảy ra Công thức chung của các phúc chất tạo thành được mô tả dưới day:
M: Vo NP, Cut: R= CHy Chg H
Nói chung, trong đa số các trường hợp, phần khung thiosemicacbazon déu tham gia phối trí qua hai nguyên tử cho là S và NŸ” để tạo thành vòng 5 cạnh như
mô hình dưới đây:
M M
rang:
“Trong đa số các trường hợp, các thiosemicacbazon luôn có xu hướng thể hiện
số phối trí cực đại Tuỳ vào phần hợp chất cacbonyl mà thiosemicacbazon có thể là phối tử 1 càng, 2 càng, 3 càng hay 4 càng Trong một số ít trường hợp, do khó khăn về hoá lập thể, các thiosemicacbazon mới thể hiện như phối tử một cảng [24], [25]
Trong công trình [42] 3+thiosemicabazonisatin (IH-
thiosemicarbazone) được nghiên cứu rộng rãi vì chúng có các hoạt tinh sinh học h lole-3- quan trọng, từ 1-methylisatin-3-thiosemicarbazone được tìm thấy là có hoạt trong điều trị bệnh đậu mùa Thuốc thiosemicarbazone có thể ngăn chặn sự phát triển của virus
Trang 23Trong công trình [1], [13] tác giả đã nghiên cứu sự tạo phức của Co với 4- phenylthiosemicacbazon isatin Cu thé OO 4 Ï cl CN [Co(H4phthis);|CL Trong công trình [l9] tác giả đã nghiên cứu quá trình tổng hợp
thiosemicacbazon từ các anđchit và xeton có nguồn gốc tự nhiên là xitronenlal, menton và các phức của chúng Đây là một nhóm chất hứa hẹn có hoạt tính phong
Trang 24Trong cơng trình [1§] tác giả đã nghiên cứu sự tạo phức của Fe(II) và Fe(III)
với thiosemicacbazon điaxetylmonoxim Các phức này có khả năng ức chế mạnh tế bào ung thư gan Cấu trúc phức:
NH;
IFe(H;thdi)SO,H;O| [Fe(Wthdi)CI›H;O|
Ở Việt Nam, trong công trình [2], [3], [4], [5], [1I], [12], [13], [19] các tác giả
đã công bố khả năng kháng khuẩn cũng như khả năng ức chế tế bảo ung thư của một số thiosemicacbazon và phức chất kim loại của chúng
1.6 UNG DUNG CUA THIOSEMICACBAZIT, THIOSEMICACBAZON VA
PHUC CHAT CUA CHUNG
Thiosemicacbazit, thiosemicacbazon và phức chất của chúng có cấu tạo phân tử đa dạng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau
R.Munthy đã sử dụng thiosemicacbazon hidroxi axetophenon trong việc xác
định hàm lượng Pd bằng phương pháp trắc quang Bằng phương pháp này có thể
xác dinh duge Pd trong khoảng nồng độ 0,042 -10,600 ¿:g/1 [32] Kim loại này cũng
được xác định bằng phương pháp chiết-trắc quang dựa trên cơ sở tạo phức của nó
với 4-phenylthiosemicacbazon thiophenanđehit, phức này có thể chiết vào
cloroform từ môi trường axit H;SO¿ sau khi lắc khoảng 10 phút Định luật Beer
được tuân theo trong khoảng nồng độ của Pd từ 0,04 ~ 6,00 g/l [30]
Năm 1995, Offiong đã nghiên cứu tác dụng chống ăn mòn của 4-
phenylthiosemicacbazon 2-axetylpyriđin (2AP4PTSC) và 4-etylthiosemicacbazon
2-axetylpyriđin (2AP4ETSC) đối với thép nhẹ (98%Fe) [18] Kết quả cho thấy hiệu
quả ức chế cực đại của 2AP4PTSC đạt 80,67% còn của 2AP4ETSC đạt 74,59%
Trang 25Năm 1999, Sivadasan Chettian và các cộng sự đã tổng hợp những chất xúc tác gồm phức chất của thiosemicacbazon với một số kim loại chuyển tiếp trên nền
polistiren [18] Đây là những chất xúc tác di thể cho hiệu suất cao, chúng được sử
dụng trong phản ứng tạo nhựa epoxy từ cyclohexen và stiren
Ngoài các ứng dụng nêu trên, người ta còn đặc biệt quan tâm tới hoạt tính sinh
học của các thiosemicacbazon và phức chất của chúng Hiện nay người ta có xu
hướng nghiên cứu các phức chất trên cơ sở thiosemicacbazon với mong muốn tìm kiếm được hợp chất có hoạt tính sinh học cao, ít độc hại để sử dụng trong y được, nhất là khả năng ức chế tế bảo ung thư
Năm 1950 Hamre và các cộng sự phát hiện ra rằng khi cho chuột uống các dẫn xuất này thì có khả năng chống được sự lây bệnh neurovaccinial [14] Đây là nghiên cứu đầu tiên về hoạt tính chống virut của thiosemicacbazon Kể từ đó, ngày càng có nhiều công trình công bố liên quan đến loại hợp chất này
Các nhà khoa học Ấn Độ đã thử lâm sàng dẫn xuất thiosemicacbazon N-metyl isatin-J (methisazon) Nghiên cứu này được xem như là bằng chứng về hoạt tính chống vi rút hữu hiệu của thiosemicacbazon trên cơ thể của con người [30]
Có những thiosemicacbazon đã được dùng làm dược phẩm như:
thiosemicacbazon p-axetaminobenzandehit (thiocetazon-TB 1), thiosemicacbazon 4-
etylsunfobenzanđehit, thiosemicacbazon của pyriđin 3 và pyriđin 4 được dùng để
chữa bệnh lao TB1 được xem là thuốc chứa bệnh lao hiệu nghiệm nhất hiện nay
"
MC-E-N-Ệ tig
°
Trang 26Thiosemicacbazon của monoguanyl hidrazon có khả năng diệt khuân gam
dương Phức chất của thiosemicacbazit với các muối clorua của mangan, niken, coban đặc biệt là kẽm được dùng làm thuốc chống thương hàn, kiết lị, các bệnh đường ruột và diệt nắm [2] Phức chất của Cu(II) với thiosemicacbazit có khả năng ức chế sự phát triển của tế bao ung thu [41]
'Thiosemicacbazon của 2-axetylpyriđin và một số phức kim loại của chúng đã
được nghiên cứu Các tác giả nhận thấy rằng chúng có khả năng kháng sốt rét,
kháng khuẩn, kháng vi rút [A4], [35]
Offiong cùng cộng sự đã nghiên cứu hoạt tính sinh học của 4-
phenylthiosemicacbazon 2-axetylpyridin (Ac-4Ptsc) cũng như các phức tạo thành từ
phối tử này với một số kim loại chuyển tiếp Kết quả cho thấy chúng có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẫn ngay cả ở nồng độ thấp Trong đó phức Cu(II) thể
hiện hoạt tính mạnh nhất, có kha ning khang Proteus, Klebsiella-Enterobacter,
Salmonella typhi, S aureus, Shigella, Pseudomonas, E coli va Streptococcus Đối với phức của Ni(I) thì hầu hết các loại khuẩn trên bị ức chế như nhau Tuy nhiên tác động đối với Shigella và Pseudomonas bởi các phức của Ni(I) chưa
được phát hiện [36]
Phức chất của 2-metylthiosemicacbazon 2-axetylpyridin (Ac-2Mtsc), 4-
metylthiosemicacbazon 2-axetylpyridin (Ac-4Mtsc) va 4-phenylthiosemicacbazon 2-axetylpyriđin (Ac-4Ptsc) với các kim loại nhóm platin cũng đã được nghiên cứu
134] [35]
'Kết quả thử hoạt tính sinh học cho thấy khả năng kháng khuẩn của chúng tăng
theo day:
Phức của Ac-4Mtse > phite ciia Ac-4Ptsc > phite ciia Ac-2Mtse
“Trong khi đó trật tự xét theo kim loại là:
Phức của Ru(IIJ) > PI(D) > IrdD > Pd(D > R(t)
LH Hall va các cộng sự nhận thấy rằng phức của Cu(II), Co(II) voi
thiosemicacbazon 2-ftrandehit có độc tính mạnh chồng lại sự phát triển của các tế
bảo ung thư ở người như ung thư biểu mô tử cung, ung thư buồng trứng, ung thư
Trang 27Các tác giả cho rằng các phức này đã ức chế các quá trình tổng hợp trong sự
chuyển hoá axit nucleic dẫn đến sự giảm lượng đeoxynucleotit chuyển hoá thành
ADN Khi ủ các tế bào bệnh bạch cầu LI210 với các phức này ở nồng độ 100 „M:
trong 24 giờ thì sẽ gây nên sự phân mảnh ADN và làm chết tế bào
'Năm 2000, D Horton và O Varela đã tổng hợp phức ciia Cu(II), Pt(I), Pad) với 3-deoxyl 1,2-bis (thiosemicacbazon) của D-glueoza [22]
rên
M~=Cu, Pt, Pd
Các phối tử cũng như các phức này đã được thử hoạt tính chống vi rút bệnh bại liệt loại 1 ở tế bảo ung thư tiền thận khi Kết quả cho thấy phối tử này không có khả năng ức chế, nhưng các phức Cu, Pt và Pd của nó thì có khả năng ức chế vi rút
trên với các giá trị IC‹o tương ứng là Š,8; 10,5 và 14.4 „g /m/
Ở Việt Nam, trong công trình [1], [2], [3], [4], [8] các tác giả đã công bố khả
năng kháng khuẩn cũng như khả năng ức chế tế bào ung thư của một số
thiosemicacbazon và phức chất kim loại của chúng với kim loại chuyển tiếp như
Cu, Mo, Ni,
Trang 28Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIEN CUU
2.1 PHƯƠNG PHÁP PHO KHOI LƯỢNG
2.1.1 Phỗ khối lượng trong việc xác định cấu trúc
Trong việc nhận dạng một hợp chất, có thể nói thông tin quan trọng nhất là trọng lượng phân tử Phổ khối lượng là phương pháp phân tích duy nhất cung cấp
thông tin này một cách chính xác tới 4 số sau dấu phẩy (với máy độ phân giải cao)
Ở thế ion hố 9-14eV thì khơng có một ion nào có số khối lớn hơn ion phân tử được tạo thành Vì vậy, khối lượng của ion năng nhất, không kể đến sự đóng góp của
đồng vị sẽ cho ta khối lượng phân tử qui tròn với máy khối phô phân giải thấp và
khối lượng phân tử chính xác với máy khối phổ phân giải cao
Một số đặc điểm phổ khối lượng của các hợp chất có thể dự đoán từ các quy
luật sau đây:
Xác suất cắt mạch tại nguyên tử cacbon mạch nhánh thì: bậc 3>bậc 2 > be 1
Điện tích dương có xu hướng bị giữ tại C mạch nhánh (ion carbonium),
Nếu phân tử chứa liên kết đôi thì sự cắt mạch thường xảy ra ở vị trí j Hop chat vòng thường chứa các pic có số khối đặc trưng cho vòng
Một chất có pic mẹ mạnh thì phân tử thường chứa vòng Vòng càng bền thì
cường độ pic cảng lớn Thường dùng để tìm vòng benzen
Các vòng bão hoà cắt mạch nhánh ở C„, Trong quá trình phá vỡ vòng, xác suất của sự mat đi 2 nguyên tử cacbon trong vòng lớn hơn rất nhiều so với xác suất mắt đi I nguyên tử Nếu vòng có nối đôi gắn với mạch nhánh thì sự cắt mạch lại xảy ra ở vị trí B tính tới vòng Ở hợp chất dị nguyên tố thì sự cắt mạch xảy ra ở liên kết B tinh tir dị nguyên tổ đó
© hop chất chứa nhóm cacbonyl thì sự gãy thường xảy ra tại nhóm này và điện
tích dương thường tồn tại ở phần cacbonyl
Sự có mặt của Cl, Br, S, Sỉ được suy ra từ đặc điểm hàm lượng đồng vị khác
Trang 29thể được phát hiện từ các chênh lệch về khối lượng khác thường sinh ra từ một vài ion mảnh trong phổ
Đối với phức chất, phương pháp phổ khối lượng đã góp phần một cách tích cực trong việc khảo sát thành phần và cấu trúc của chúng, đặc biệt là các phức có
phối tử là những hợp chất hữu cơ
Một đặc điểm nổi bật trong phổ khối lượng của các hợp chất phối trí là các cụm pic đồng vị có tỉ lệ đặc trưng cho sự có mặt của các kim loại trung tâm và các
phối tử Dựa vào đặc điểm của cụm pic phân tử (số vạch và tỉ lệ các pic đồng vị) và
đặc điểm của các pic mảnh chúng ta có thể phân tích được thành phần và cấu trúc của phức chất
2.1.2 Xác định cụm pic đồng vị trong phổ khối lượng theo phương pháp tính toán
'Hợp chất phức thường được tạo thành từ các nguyên tố có nhiều đồng vị khác nhau Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhận dạng dễ dàng các mảnh ion
Giả sử có 1 nguyên tố gồm 2 đồng vị A;, A; Trong phân tử có n nguyên tử
của nguyên tố này, khi đó theo lí thuyết thì xác suất để có mặt n nguyên tử khác nhau của nguyên tố đó sẽ được tính như sau:
Số nguyên tử A, n nl n-2 nx 2 1 0
Số nguyên tử A; 0 1 2 x n-2 al n
Xác suất Pi npệp; " š "C(piTpị "C;pipi” Tp,
Xác suất này là các số hạng khai triển của biểu thức (p, + p›)", °C, là hệ số của
nhị thức
Trang 302.2 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ DẪN ĐIỆN DUNG DICH
Đo độ dẫn điện mol 41 là độ dẫn điện của dung dịch chứa một mol hợp chất
phức chất, đặt giữa hai điện cực song song cách nhau 1 em Còn gọi là độ dẫn điện
phan tir n= Vz 1000 (ohm cm? mol!)
Trong đó: V Ia thé tich (lit) trong đó hòa tan 1 mol hop chit 7 la d6 din dign riêng của dung dịch (uS/cm)
Nhờ phép đo độ dẫn điện dung dịch có thể tìm được số lượng ion mà phức
chất phân li ra, từ đó giới hạn số lượng công thức giả định khi nghiên cứu cấu trúc
của một phức chất mới
Độ dẫn điện của dung dịch phức phân li thành 2 ion bằng khoảng 100 ohm'”
cmẺ mol, của phức chất phân li thành ba ion khoảng 250 ohm'.cmẺ mol”, thành
bốn ion khoảng 400 ohm”.em.mol” Đối với phức chất có bản chất trung hoà điện thì độ dẫn điện rất bé
2.3 PHƯƠNG PHÁP THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC:
2.3.1 Thử hoạt tính kháng vỉ sinh vật kiểm định Việc thử hoạt tính kháng vi sinh vật
1: Thử định tí
khoanh giấy lọc tẩm chất thử theo nồng độ tiêu chuẩn
Bước 2: Các mẫu cho hoạt tính (+) ở bước 1 sẽ được tiến hành thử tiếp ở bước
êm định được tiến hành theo 2 bước:
Bước ih theo phương pháp khuếch tán trên thạch, sử dụng
2 để tính ra nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) theo phương pháp hiện đại của Vander Bergher va Vlietlinck (1991), MCKane & Kandel (1996) tiến hành trên các phiến vi lượng 96 giếng
Các chủng vi sinh vật kiểm định bao gồm: Vi khuẩn Gr (-), Vi khuẩn Gr (+),
Nam soi, Nam men
Đọc kết quả sau khi ủ các phiến thí nghiệm trong tủ ấm 37°C/24 giờ cho vỉ
khuẩn và 30°C/48 giờ đối với nắm sợi và nắm men
Kết quả dương tính là nồng độ mà ở đó không có vi sinh vật phát triển Mẫu thô có giá trị MIC < 200 „g/m/ được xem là có hoạt tính
Mẫu tỉnh có giá trị MIC < 50 /g/øử được xem là có hoạt tính
Trang 31
Chuong 3 DOI TUQNG NGHIÊN CUU VA HUẬT THỰC NGHIỆM 3.1 DOL TUQNG NGHIÊN CỨU
Trong luận văn này, tôi nghiên cứu phức tạo thành giữa Fe(II) với phối tử 4- phenylthiosemicacbazon salixylandebit
3.2 KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
Phổ khối lượng được đo trên máy LC-MSD-Trap-SL (Nhật), Viện Hoá học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Độ dẫn điện dung dịch được đo trên máy EC300, Viện Hoá học, Viện Khoa
học và Công nghệ Việt Nam
Hoạt tính sinh học của phức được đọc trên máy ELISA ở bước sóng 495- S15nm tại Phòng Sinh học Thực nghiệm, Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3.3 THỰC NGHIỆM
3.3.1 Tổng hợp 4-phenylthiosemicacbazon salixylandel
Hòa tan 8,35 gam 4-phenylthiosemicacbazit vào hỗn hợp gồm 30 m etanol
tỉnh khiết và 20 ml nude cat, thêm 1ml axit axetic khan
“Thêm từng giot salixylandehit vào hỗn hợp trên (1 ml) Khuấy trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng trong vòng 30 phút dé phan ứng xảy ra hoàn toàn Khi đó có
những tỉnh thể mịn màu trắng tách ra
Lọc thu tỉnh thể, rửa nhiều lần bằng hỗn hợp etanol ~ nước Sau đó, rửa lại
bằng nước rồi làm khô trong bình hút ẩm chứa silicagel
3.3.2 Tống hợp phức chất giữa 4-phenylthiosemicacbazon salixylandehit với
Fe)
Trang 33Miu NHANII-4.5
Hoa tan 1,3525 gam FeCl,.6H;0 vio 20ml nước cắt
Hoa tan 1,3500 gam 4-phenylthiosemicacbazon salixylandehit vao 20 ml ctanol tỉnh khiết
Trộn hai dung dịch lại với nhau và điều chỉnh tới pH = 4-5 bằng dung dịch
HCI 0,1M
'Hỗn hợp phản ứng được đun hồi lưu khoảng 2h ở 40C Từ dung dịch sẽ tách ra những tỉnh thể mịn màu đen Để lắng khoảng 1h, lọc thu tinh thể và rửa nhiều lần bằng hỗn hợp ctanol-nước, etanol Sau đó, rửa lại bằng nước rồi sấy và làm khô trong bình hút ẩm chứa silicagel
Mẫu NHANI2-7.0
Hòa tan 1,3525 gam FeCl›.6HzO vào 20ml nước cất
Hòa tan 2/7000 gam 4-phenylhiosemicacbazon salixylandehit vào 20 ml
etanol tỉnh khiết
Trộn hai dung dịch lại với nhau và điều chỉnh tới pH = 7-8 bing CH;COONa
khan
'Hỗn hợp phản ứng được đun hồi lưu khoảng 2h ở 40C Từ dung dịch sẽ tách
ra những tỉnh thể mịn màu nâu đen Để lắng khoảng lh, lọc thu tỉnh thể và rửa
nhiều lần bằng hỗn hợp etanol-nước, etanol Sau đó, rửa lại bằng nước rồi sấy và
làm khô trong, bình hút ẩm chứa silicagel
Quá trình tổng hợp các phức được tiến hành nhiều lần, thay đổi điều kiện phản ứng như: nhiệt độ đun hồi lưu, pH và thay đối tỷ lệ mol giữa chúng đề tìm điều kiện
kết tỉnh phù hợp nhất Lấy mẫu để đo phổ khối lượng, đo độ dẫn điện mol và thứ
hoạt tính sinh học
Trang 34Chương 4 KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN
"Phối tử 4-phenylthiosemieacbazon salixylandehit được tạo thành khi thực hiện phản ứng ngưng tụ gitta 4-phenylthiosemicacbazit với salixylandehit Sản phẩm tạo
thành là những tỉnh thể màu trắng, ánh kim Phối tử tạo phức với Fe(III) thu duge
tỉnh thể màu xám đen hoặc màu đen Các phức này bền trong không khí, không tan
trong nước nhưng tan trong một số dung môi hữu cơ như dimetylfomamit (DMF),
dimetylsunfoxit (DMSO)
4.1 PHO KHOI LUQNG VA CAU TRUC CUA PHOL TU
Để xét đoán cấu trúc phân tử của một hợp chất chưa biết cần phải phân tích tỉ
mi phổ khối lượng Phân tích phổ khối lượng là quy kết cho mỗi pic trên phổ một
mảnh phân tử xác định và chỉ rỡ sự tạo thành ion mảnh đó từ đó rút ra những kết
luận về cấu tạo phân tử Do đó, chúng tôi sử dụng phô khối lượng để xác định cấu
trúc phức chất
Phổ khối lượng của H;4phthsa được trình bày trên hình 4.1
Sự xuất hiện cụm pie m/z = 271, m/z = 272, m/z = 273 phù hợp với số khối của phân tử C,;H,;ON;S ứng với các đồng vị khác nhau
Toate TBI TALON
= F3 z sp +” 0
Hinh 4.1 Phổ khối lượng của phối tử H;4phuhsa - Mẫu NHA-LIGAND
Từ ion phân tử bị mắt đi một nhóm ~C,H; làm xuất hiện cụm pic m/z = 194,
195, m/z = 196 ứng với ion [C;H,ON;S]', mất một nhóm -C,H,OH làm xuất
Trang 35
hiện cum pie m/z =178, m/z =179, m/z = 180 ứng với ion [CsH,N3S]* và cum pic
mvz = 151, m/z= 152, m/z =153 ứng với mảnh ion [C;H;N2!
Ngoai ra trong phô khối lượng còn xuất hiện các pic m/z = 120, m/z = 92, m/z
= 77, m/z = 65 tương ứng với các mảnh chỉ chứa thành phần hữu cơ: C;H,ON”,
C¿H¿N”, Cols’, CsHs* Tỉ lệ phần trăm các pic theo lý thuyết và thực nghiệm được
đưa ra ở bang 4.1
"Bảng 4.1 Tỉ lệ các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử:
và lon mảnh cũa H24pluhsa Các mảnh của phối tử Me) M+1(%) M+2(%) H;4phthsa TN LT TN LT CuHUONS [ 27 100 | 16/61 1748 624 5.86 C;HUON;S 194 100 | 1023 | 1085 S03 49 HANGS 178 100 | T223 | T091 457 498 C;H„N;S 151 100 | 1036 S49 449 +82 C;HVON 120 100 | 7391 8.73 x x CoHN 9 100 | 7414 761 271 x CH; 77 100 | 756 6.13 x x Ca; 65 100 | 574 S68 x x
TN: thực nghiệm; LT: lí thuyết; x: bỏ qua (quả nhỏ)
Vi dy: Tinh tỉ lệ phần trăm giữa lý thuyết và thực nghiệm của C;H„N;OS € có 2 đồng vị: 'ÄC (98,90%) và '*C (1,103) N có 2 đồng vị: '*N (99,63%) và ÉN (0,379) S c6 3 ding vi: 7S (95%), *S (0,8%) va “S (4,2%) H có 2 đồng vị: 'H (99,98%) và 7H (0,02%) © có 2 đồng vị: ''O (99,89%) và ''O (0,294) * Tinh theo lý thuyết:
Ap dung công thức tính xác suất:
al m!
S= TP: p wi ded
Trang 36M=271 "C,H ÉN;O3%S XS= eo, 989" > 0,9963'.0,95 = 0,805 Cụ; 0.989°0,011-5,0,9963'0,95 9,059,102 I2 N:OSS 1212) "CuHi4N,"N:0"S, XS~ 2 0,089" -È" 0,996!0,003720,95 < 3,330,102 it "Caths!NsOMS xS-tHlo, 989" 3 0,9963'0,042 =3,558.10° PC CN; ÊN,OS xs it 50,9890,011: 50,9963: 0,0037.0,95 ~ 1,391.10” 1C, ¬- xs= 14! 9,989"0,011 2! 0,9963"0,008 1n 3 = 1,055.10" BCuH NÊN OS xs-ito, 989" = 0,9963*.0,0037.0,008 = 7,550.10 3 Nếu xác suất của M là 100% thì xác suất của M+2 là: 9,059.10" + 3,330.10" +3,558.10° 41,391.10" +1,055.10" 4 7,580 102 9904 «5 9605 0,805
* Tink theo thực nghiệm: dựa vào Phụ lục 1
Nếu xác suất của M (271) là 100% thì xác suất của M+2 là
ĐỒ 0kseses
“Thực hiện tính tương tự tỷ lệ các pic dng vi trong cum pic ion phân tử và ion
mảnh của Hz4phthsa
Trang 384.2 PHO KHOI LUQNG VA CAU TRUC CUA PHUC CHAT 4.2.1 Mẫu phức NHAN12-7.0 'Phô khối lượng của mẫu phức sắt (III) tạo thành được trình bày ở h 4.2 Roepe TED Cae MONET O ca g gia ga W R Hình 4.2 Phổ khối lượng của phức [Fe(Háphthsa)CI;H,O] — Mau NHANI2-7.0
Su xuat hién cum pic voi m/z = 414, m/z = 415, m/z = 416, m/z = 417, m/z = 418, phù hợp với số khối của phân tử phức chất ứng với các đồng vị khác nhau Tỉ lệ picM, M+ 1,M+2, M+3 và M +4 phủ hợp với lí thuyết
Trong phổ khối lượng xuất hiện pic m/z = 396, m/z = 397, m/z = 398, m/z = 399, m/z = 400 ứng với ion [C¡HzON;SCbFel" do tách loại một phân tử H;O từ ion hign cum pic m/z = 361, 362,
phân tử Từ mảnh này tách một nguyên tử clo thì x( 363 ứng với ion mảnh [C,Jf;ON;SCIEe]"
Mảnh có míz = 337, 338, 339 ứng với ion [CạH,O,N;SCI;Fe]ˆ do mắt đi nhóm ~ C,H; từ ion phân tử Từ mảnh này tách một nhóm —NI thì xuất hiện cum pic m/z = 322, 323, 324 ứng với ion mảnh [C/H,O;N;SCI;Fe]”
Sự phá vỡ một phần phức dẫn đến sự xuất hiện của pic m/z = 270 ứng với ion
phối tử [C,;H,zON;S]", từ mảnh này mắt đi một nhóm -C,H; làm xuắt hiện cụm pic
míz = 194 ứng với ion [C;HyON;S]", sau đó ion này tiếp tục bị phá vỡ ở liên kết N-
Trang 39
N và mắt đi một nhóm (CH,-NH-CS-NH) lam xuat hién pic m/z = 120 ứng với ion
[C;H¿ON]” Ngoài ra còn thấy các pic phân mảnh khác xuất hiện trong quá trình ban pha phan tử phức
Một số kết quả tính toán tỉ lệ giữa các pic được trình bày ở bảng 4.2 Các số
liệu cho thấy có sự phủ hợp cao giữa lý thuyết và thực nghiệm, chứng tỏ sự quy kết
của chúng tôi là đáng tin cậy
"Bảng 4.2 Tĩ lệ các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử: