(Luận văn) tổng hợp và xác định cấu trúc một số phức kẽm (ii) với dẫn xuất thế n(4) aminylthiosemicarbazone chứa hợp phần quinoline

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHOA HĨA HỌC  KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP SƯ PHẠM HÓA HỌC lu an n va TÊN ĐỀ TÀI: gh tn to TỔNG HỢP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC p ie MỘT SỐ PHỨC KẼM (II) nl w VỚI DẪN XUẤT THẾ d oa N(4)-AMINYLTHIOSEMICARBAZONE lu ll u nf va an CHỨA HỢP PHẦN QUINOLINE oi m z at nh Giảng viên hướng dẫn: TS Dương Bá Vũ z Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Lâm gm @ MSSV: K38 201.056 m co l an Lu n va ac th si ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… lu ……………………………………………………………………………………………… an n va ……………………………………………………………………………………………… tn to ……………………………………………………………………………………………… ie gh ……………………………………………………………………………………………… p ……………………………………………………………………………………………… nl w ……………………………………………………………………………………………… Xác nhận chủ tịch hội đồng d oa Giảng viên hướng dẫn oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ MỞ ĐẦU Ung thư, nay, mối quan tâm to lớn giới; số người mắc bệnh ngày gia tăng mà chưa có liệu pháp chữa trị thật hữu hiệu Điều đặt thách thức to lớn nhà khoa học phải có nghiên cứu góp phần tích cực vào việc tìm liệu pháp hữu hiệu để chữa trị ung thư - cướp hạnh phúc hàng triệu người Một thành tựu mà nhà khoa học có việc tìm thấy lu hợp chất thiosemicarbazone với hoạt tính sinh học đa dạng kháng khuẩn, an kháng viêm, đặc biệt tính kháng khối u với tế bào ung thư Khơng va n vậy, hoạt tính cải thiện dẫn xuất thiosemicarbazone tham gia tạo Nắm bắt thông tin ấy, tiến hành nghiên cứu dẫn xuất ie gh tn to phức với ion kim loại nguyên tố chuyển tiếp đồng, kẽm, platin, v…v… p thiosemicarbazone khả tạo phức chúng với ion kim loại Trong nl w đề tài thực nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất hợp chất oa thiosemicarbazone chứa hợp phần quinoline phức chất chúng với kim loại d kẽm Trong q trình tiến hành, chúng tơi áp dụng phương pháp phổ để xác lu an định biện luận cấu trúc phối tử phức chất tổng hợp Qua nf va hội cho chúng tơi củng cố lại lí thuyết học từ thầy cô oi lm ul khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Tp HCM z at nh z m co l gm @ an Lu n va SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm ac th si [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10 1.1 Từ quinoline đến thiosemicarbazone chứa hợp phần quinoline 10 lu 1.1.1 Giới thiệu quinoline 10 an n va 1.1.2 Hoạt tính ứng dụng 11 tn to 1.1.3 Một số phương pháp tổng hợp hợp chất quinoline 13 ie gh 1.1.3.1 Một số phương pháp tổng hợp hợp chất quinoline 13 p 1.1.3.2 Giới thiệu 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde 15 nl w a) Phương pháp tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde 15 d oa b) Phản ứng chuyển hóa 2-chloro-quinoline-3-carbaldehyde 16 an lu b1) Phản ứng 16 nf va b2) Phản ứng cộng vào nhóm aldehyde 16 oi lm ul b3) Phản ứng oxi hóa nhóm aldehyde 17 b4) Phản ứng ngưng tụ 17 z at nh 1.2 Phức chất thiosemicarbazone 18 z 1.2.1 Sự phát triển hợp chất thiosemicarbazone 18 @ m co l gm 1.2.2 Hoạt tính sinh học thiosemicarbazone phức ion kim loại với thiosemicarbazone 19 1.2.2.1 Hoạt tính kháng u 19 an Lu a) Men khử (Reducase ribonucleotide) 20 Trang ac th SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm n va b) Cơ chế khác 21 si [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ 1.2.2.2 Hoạt tính kháng động vật đơn bào 21 1.2.3 Các nghiên cứu phức chất kẽm với dẫn xuất thiosemicarbazone 23 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 27 CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Nội dung nghiên cứu 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu 28 2.3 Hóa chất dụng cụ 28 lu an 2.3.1 Hóa chất 28 n va 2.3.2 Dụng cụ 28 to gh tn CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 29 p ie 3.1 Thực nghiệm 29 oa nl w 3.1.1 Tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde dẫn xuất 2-quinolone-3carbaldehyde 30 d 3.1.1.1 Tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde 30 lu va an 3.1.1.2 Tổng hợp dẫn xuất: 2-quinolone-3-carbaldehyde 31 ul nf 3.1.2 Tổng hợp dẫn xuất N(4)-aminylthiosemicarbazide 32 oi lm 3.1.2.1 Tổng hợp N(4)-(4-methylpiperidinyl)thiosemicarbazide 32 z at nh 3.1.2.2 Tổng hợp N(4)-morpholinylthiosemicarbazide 33 z 3.1.3 Tổng hợp số phối tử 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde, 2-quinolone-3carbaldehyde với dẫn xuất thiosemicarbazide 34 @ l gm 3.1.3.1 Tổng hợp phối tử 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde-N(4)-(4methylpiperidinyl)thiosemicarbazone (L1) 34 m co 3.1.3.2 Tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)-(4methylpiperidinyl)thiosemicarbazone (L2) 35 an Lu Trang ac th SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm n va 3.1.3.3 Tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)morpholinylthiosemicarbazone (L3) 35 si [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ 3.1.4 Tổng hợp số phức kẽm 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde 2-quinolone3-carbaldehyde với dẫn xuất N(4)-aminylthiosemicarbazide 36 3.1.4.1 Tổng hợp phức kẽm với 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde-N(4)-4-methyl piperidinyl thiosemicarbazone [Zn(L1) ](NO ) ) 36 3.1.4.2 Tổng hợp phức kẽm với 2-quinolone-3-carbaldehyde [N(4)-4-methyl piperidinyl thiosemicarbazone] (Zn(L2) ) 36 3.1.4.3 Tổng hợp phức kẽm với 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)-morpholinyl thiosemicarbazone (Zn(L3) ) 37 lu an 3.2 Thảo luận kết nghiên cứu 38 n va 3.2.1 Phân tích kết tổng hợp phối tử L1, L2 L3 38 tn to 3.2.1.1 Phân tích kết khối phổ MS phối tử L1, L2, L3 38 ie gh 3.2.1.2 Phân tích kết tủa phổ IR phối tử L1, L2, L3 39 p 3.2.1.3 Phân tích kết tủa phổ UV-Vis phối tử L1, L2, L3 43 d oa nl w 3.2.1.4 Phân tích kết phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR phối tử L1, L2, L3 44 an lu a Phân tích kết phổ 1H-NMR phối tử L1 44 nf va b Phân tích kết phổ 1H-NMR phối tử L2 46 oi lm ul c Phân tích kết phổ 1H-NMR phối tử L3 48 z at nh 3.2.1.5 Phân tích kết phổ 13C-NMR, HSQC, HMBC, COSY phối tử L1, L2, L3 49 3.2.2 Phân tích kết tổng hợp phức chất [Zn(L1) ](NO ) , Zn(L2) Zn(L3) 59 z gm @ 3.2.2.1 Phân tích kết tổng hợp phức chất [Zn(L1) ](NO ) 60 l a Phân tích kết phổ MS phức [Zn(L1) ](NO ) 60 m co b Phân tích kết phổ IR phức [Zn(L1) ](NO ) 61 an Lu c Phân tích kết phổ UV-Vis phức [Zn(L1) ](NO ) 62 d Phân tích kết phổ 1H-NMR phức [Zn(L1) ](NO ) 62 n va Trang ac th SVTH: Nguyễn Hồng Lâm si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ e Phân tích kết phổ 13C-NMR, HSQC, HMBC, COSY phức [Zn(L1) ](NO ) 63 3.2.2.2 Phân tích kết tổng hợp phức chất Zn(L2) * 64 a Phân tích kết phổ IR phức Zn(L2) 64 b Phân tích kết phổ UV-Vis phức Zn(L2) 64 c Phân tích kết phổ 1H-NMR phức Zn(L2) 65 d Phân tích kết phổ 13C-NMR, HSQC, HMBC, COSY phức Zn(L2) 66 3.2.2.3 Phân tích kết tổng hợp phức chất Zn(L3) 67 lu an a Phân tích kết phổ IR phức Zn(L3) 67 n va b Phân tích kết phổ UV-Vis phức Zn(L3) 67 to gh tn c Phân tích kết phổ 1H-NMR phức Zn(L3) 68 p ie d Phân tích kết phổ 13C-NMR, HSQC, HMBC, COSY phức Zn(L3) 68 w CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 69 d oa nl TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 oi lm ul nf va an lu PHỤ LỤC 80 z at nh z m co l gm @ an Lu n va Trang ac th SVTH: Nguyễn Hồng Lâm si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1: Hợp chất quinoline Hình 2: Các dẫn xuất quinoline cô lập từ sản phẩm tự nhiên Hình 3: Một vài hợp chất hứa hẹn với hệ vịng quinoline Hình 4: Một vài dẫn xuất quinoline quan trọng Hình 5: Tổng hợp quinoline Combes Hình 6: Phương pháp tổng hợp quinoline Safari cộng lu an Hình 7: Phương pháp tổng hợp quinoline Anvar đồng nghiệp n va Hình 8: Phương pháp tổng hợp quinoline Reddy cộng to gh tn Hình 9: Qui trình tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde p ie Hình 10: Qui trình chuyển hóa thành thione, seleno, base Schiff w Hình 11: Qui trình chuyển hóa thành quinolone oa nl Hình 12: Phản ứng cộng với với 2-mercaptobenzimidazole d Hình 13: Phản ứng cộng với 1,2,4-triazole-5-thiol lu oi lm ul Hình 15: Phản ứng ngưng tụ nf va an Hình 14: Phản ứng oxi hóa nhóm aldehyde Hình 16: Hợp chất thiosemicarbazone (a) methisazone (b) Hình 18: Gốc tự tyrosyl z at nh Hình 17: Các dẫn xuất nhóm thiosemicarbazone có khả tridenate z Hình 20: Phối tử thiosemicarbazone 2-benzotlpyridine m co l gm @ Hình 19: Cấu tạo kết hợp thiosemicarbazone ferroquine Hình 21: Phức Zn(II) với thiosemicarbazone 2-benzoylpyridine an Lu Hình 22: Thiosemicarbazone pyridine-2-carbaldehyde (a) thiosemicarbazone (1E)-1pyridine-2-ylethan-1-one (b) n va Trang ac th SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm si [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ Hình 23a: Phức kẽm với thioserimicarbazone pyridine-2-carbaldehyde thiosemicarbazone (1E)-1-pyridine-2-ylethan-1-one (a,b:=1:1; c,d=1:2) Hình 23b: Phức kẽm với di-2-pyridylketone 4-cyclohexyl-4-methyl-3-thiosemicarbazone (a b) Hình 23c: Kết tương tác với ti thể di-2-pyridylketone 4-cyclohexyl-4-methyl3-thiosemicarbazone Hình 24: Sơ đồ tổng hợp phối tử L1, L2, L3 Hình 25: Phản ứng tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde lu an Hình 26: Phản ứng điều chế dẫn xuất: 2-quinolone-3-carbaldehyde n va Hình 27: Phản ứng điều chế carboxy N(4)-(4-methylpiperidinyl)dithiocarbamate to ie gh tn Hình 28: Phản ứng chuyển hóa N(4)-(4-methylpiperidinyl)dithiocarbamate thành N(4)-(4methylpiperidinyl)thiosemicarbazide p Hình 29: Phản ứng điều chế N(4)-morpholinyldithiocarbamate oa nl w Hình 30: Phản ứng chuyển hóa N(4)-morpholinyldithiocarbamate thành N(4)-morpholinyldithiocarbazide d nf va an lu Hình 31: Phản ứng tổng hợp phối tử 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde N(4)-4methylpiperidinyl thiosemicarbazone oi lm ul Hình 32: Phản ứng tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)-4methylpiperidinyl thiosemicarbazone z at nh Hình 33: Phản ứng tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)morpholinylthiosemicarbazone z Hình 34: Kết phân tích khối phổ MS L1 @ l gm Hình 35: Phổ IR hợp chất 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde Hình 36: Phổ IR hợp chất 2-quinolone-3-carbaldehyde m co Hình 37: Phổ IR hợp chất N(4)-4-methylpiperidinylthiosemicarbazide an Lu Hình 38: Phổ IR hợp chất N(4)-morpholinyl thiosemicarbazide n va Trang ac th SVTH: Nguyễn Hồng Lâm si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ Hình 39: Phổ IR phối tử L1 Hình 40: Tín hiệu UV-Vis L1, L2 L3 Hình 41: Sự cộng hưởng xảy nhóm amide Hình 42: Cấu trúc dự kiến phối tử L1 Hình 43: Kết đo phổ 1H-NMR phân vùng L1 Hình 44: Kết đo phổ 1H-NMR vùng L1 Hình 45: Cấu trúc dự kiến phối tử L2 lu an Hình 46: Kết đo phổ 1H-NMR phân vùng L2 n va Hình 47: Kết đo phổ 1H-NMR vùng L2 to gh tn Hình 48: Cấu trúc dự kiến phối tử L3 p ie Hình 49: Kết đo phổ 1H-NMR phân vùng w Hình 50: Kết đo phổ vùng L3 oa nl Hình 51: Kết đo phổ 13C-NMR L1 d Hình 52: Cấu trúc L1 ứng với tín hiệu vùng carbon bão hịa lu va an Hình 53: Kết đo phổ HSQC vùng carbon bão hịa L1 oi lm ul nf Hình 54: Kết đo phổ HMBC vùng carbon bão hòa L1 Hình 55: Tương tác cặp electron tự nitrogen σ*C-H z at nh Hình 56: Kết đo phổ COSY vùng carbon bão hòa L1 Hình 57: Cấu trúc L1 ứng với tín hiệu vùng carbon khơng bão hịa z gm @ Hình 58: Kết phổ HSQC vùng carbon khơng bão hịa L1 Hình 60: Các hợp phần cấu thành L2 n Trang ac th SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm va Hình 62: Sự thay đổi vị trí C C 11 L2 L3 an Lu Hình 61: Các hợp phần cấu thành L3 m co l Hình 59: Kết phổ HMBC vùng carbon khơng bão hịa L1 si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va tn to p ie gh L2 d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ n va Trang 88 ac th SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm an Lu L3 si [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va p ie gh tn to nl w d oa [Zn(L1) ](NO ) oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ Zn(L2) an Lu n va Trang 89 ac th SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm si [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va p ie gh tn to w Zn(L3) d oa nl Hệ thống phổ 13C-NMR L1, L2, L3, [Zn(L1) ](NO ) , Zn(L2) , Zn(L3) oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n Trang 90 ac th SVTH: Nguyễn Hồng Lâm va L1 si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va p ie gh tn to w d oa nl L2 oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ n va Trang 91 ac th SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm an Lu L3 si [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va p ie gh tn to w d oa nl [Zn(L1) ](NO ) , oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n Trang 92 ac th SVTH: Nguyễn Hồng Lâm va Zn(L2) si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va p ie gh tn to w oa nl Zn(L3) d Hệ thống phổ HSQC L1, L2, L3, [Zn(L1) ](NO ) , Zn(L2) , Zn(L3) oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n Trang 93 ac th SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm va L1 si [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va ie gh tn to p L2 d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu L3 n va Trang 94 ac th SVTH: Nguyễn Hồng Lâm si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va tn to p ie gh [Zn(L1) ](NO ) d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ Zn(L2) an Lu n va Trang 95 ac th SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm si [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va gh tn to p ie Zn(L3) d oa nl w Hệ thống phổ HMBC L1, L2, L3, [Zn(L1) ](NO ) , Zn(L2) , Zn(L3) oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ n va Trang 96 ac th SVTH: Nguyễn Hồng Lâm an Lu L1 si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va p ie gh tn to w d oa nl L2 oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ n va Trang 97 ac th SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm an Lu L3 si [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va p ie gh tn to d oa nl w [Zn(L1) ](NO ) oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu Zn(L2) n va Trang 98 ac th SVTH: Nguyễn Hồng Lâm si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va ie gh tn to p Zn(L3) d oa nl w Hệ thống phổ COSY L1, L2, L3, [Zn(L1) ](NO ) , Zn(L2) , Zn(L3) oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu L1 n va Trang 99 ac th SVTH: Nguyễn Hồng Lâm si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va p ie gh tn to d oa nl w L2 oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu L3 n va Trang 100 ac th SVTH: Nguyễn Hồng Lâm si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va p ie gh tn to d oa nl w [Zn(L1) ](NO ) oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu Zn(L2) n va Trang 101 ac th SVTH: Nguyễn Hồng Lâm si [KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ lu an n va p ie gh tn to w d oa nl Zn(L3) oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va Trang 102 ac th SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm si