Tổng hợp và thăm dò hoạt tính của phức hỗn tạp cu ii zn ii và cd ii chứa salicylate và salicylaldehyde n 4 morpholinythiosemicarbazone

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƢỜNG Đ I HỌC SƢ PH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Huỳnh Thị Hồng Nho TỔNG HỢP VÀ THĂ DỊ HO T TÍNH CỦA PHỨC HỖN T P Cu (II), Zn(II) VÀ Cd(II) CHỨA SALICYLATE VÀ SALICYLALDEHYDE N(4)- MORPHOLINYTHIOSEMICARBAZONE UẬ VĂ THAC S KHOA HỌC VẬT CHẤT Thành phố Hồ Chí Minh – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƢỜNG Đ I HỌC SƢ PH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Huỳnh Thị Hồng Nho TỔNG HỢP VÀ THĂ DỊ HO T TÍNH CỦA PHỨC HỖN T P Cu (II), Zn(II) VÀ Cd(II) CHỨA SALICYLATE VÀ SALICYLALDEHYDE N(4)- MORPHOLINYTHIOSEMICARBAZONE Chun ngành: Hóa Vơ Mã số: 8440113 UẬ VĂ THAC S KHOA HỌC VẬT CHẤT GƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS DƢƠ G BÁ VŨ Thành phố Hồ Chí Minh – 2021 LỜI CA ĐOA Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu luận văn cơng trình tơi hướng dẫn PGS TS Dương Bá Vũ Các số liệu nghiên cứu trung thực chưa công bố trước Tài liệu trích dẫn có nguồn gốc rõ ràng, qui định Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng năm 2021 LỜI CẢ Ơ Luận văn thực phịng thí nghiệm Hóa Đại cương, khoa Hóa học, Trường Đại học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến thầy PGS TS Dương Bá Vũ tận tình hướng dẫn tơi suốt thời gian hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cám ơn Ban Chủ Nhiệm khoa Hóa thầy cơ, cán phịng thí nghiệm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi như: cung cấp hóa chất, thiết bị dụng cụ dùng đề tài Cuối xin cám ơn người bạn ủng hộ giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu hồn thành khóa luận Tác giả Huỳnh Thị Hồng Nho MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục từ viết tắt Danh mục bảng biểu Danh mục sơ đồ Danh mục hình ảnh MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu thiosemicarbazone (TSC) Cách phân loại rộng rãi mono-thiosemicarbazone bisthiosemicarbazone [1] 1.1.1 Mono-thiosemicarbazone(m-TSC) 1.1.2 Bis-thiosemicarbazone(m-TSC) 1.1.3 Dung lượng phối trí TSC 1.1.4 Ứng dụng TSC 1.1.5 Những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học TSC 11 1.2 Một số cơng trình nghiên cứu phức hỗn tạp có chứa phối tử thiosemicarbazone 12 1.3 Định hướng chọn đối tượng nghiên cứu 15 1.4 Mục tiêu nghiên cứu 16 1.5 Đối tượng nghiên cứu 16 Chương THỰC NGHIỆM 17 2.1 Hóa chất dụng cụ 17 2.2 Tổng hợp hỗn hợp SMT 18 2.2.1 Giai đoạn 1: Tổng hợp carboxy morpholinyldithiocarbamate (CMT) 18 2.2.2 Giai đoạn 2: Tổng hợp N (4)-morpholinylthiosemicarbazide (MT) 19 2.2.3 Giai đoạn 3: Tổng hợp salicylaldehyde N(4)morpholinylthiosemicarbazone (SMT) 20 2.3 Tổng hợp salicylate kim loại Zn, Cu, Cd: M(Sal)2 (M ion kim loại Zn2+, Cu2+,Cd2+) 20 2.4 Tổng hợp phức chất [Zn(SMT)(Sal)], [Cd(SMT)(Sal)], [Cu(SMT)(Sal)] 21 2.5 Phương pháp nghiên cứu thành phần, cấu trúc phối tử, phức chất thăm dị hoạt tính sinh học phức chất 22 2.5.1 Đo nhiệt độ nóng chảy 22 2.5.2 Phổ hấp thu hồng ngoại FT- IR 22 2.5.3 Phổ hấp thụ electron UV-Vis 22 2.5.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H -NMR 22 2.5.5 Phổ khối lượng ESI MS 22 2.5.6 Phương pháp thăm dị hoạt tính sinh học 23 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Phân tích kết tổng hợp SMT 24 3.1.1 Một số đặc điểm lý hóa điều kiện tổng hợp SMT 24 3.1.2 Phân tích phổ FT-IR 24 3.1.3 Phân tích phổ UV-Vis SMT 26 3.1.4 Phân tích phổ 1H-NMR SMT 27 3.1.5 Phân tích phổ ESI MS SMT 29 3.2 Phân tích kết tổng hợp MSaln 30 3.2.1 Một tính chất vật lý MSaln 30 3.2.2 Phân tích phổ FT-IR 31 3.2.3 Phân tích phổ UV-Vis MSaln 33 3.2.4 Phân tích phổ 1H-NMR MSaln 34 3.2.5 Phân tích phổ ESI MS MSaln 36 3.3 Phân tích kết tổng hợp MSalSMT 39 3.3.1 Một tính chất vật lý MSalSMT 39 3.3.2 Phân tích phổ FT-IR MSalSMT 39 3.3.3 Phân tích phổ UV-Vis MSalSMT 42 3.3.4 Phân tích phổ 1H-NMR MSalSMT 43 3.3.5 Phân tích phổ ESI MS MSalSMT 46 3.4 Thăm dò hoạt tính ức chế tế bào u phức chất 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 57 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CMT Carboxy morpholinyldithiocarbamate DMSO Dimethyl sulfoxide EtOH Ethanol m Mạnh MT N(4)-morpholinylthiosemicarbazide MSal Muối salycylate kim loại s Singlet Sal Salicylic acid SMT Salicylaldehyde N(4)-morpholinylthiosemicarbazone tb Trung bình TSC Thiosemicarbazone y Yếu DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Một số tính chất vật lý CMT, MT, SMT 24 Bảng 3.2 Tín hiệu giao động đặc trưng nhóm chức SMT 24 Bảng 3.3 Các chuyển mức chủ yếu phổ UV-Vis SMT 26 Bảng 3.4 Đặc điểm proton phổ NMR SMT 28 Bảng 3.5 Một số tính chất vật lý MSaln 31 Bảng 3.6 Tín hiệu giao động đặc trưng nhóm chức ZnSaln CdSaln 31 Bảng 3.7 Các chuyển mức chủ yếu phổ UV-Vis MSaln 33 Bảng 3.8 Đặc điểm proton phổ NMR MSaln 35 Bảng 3.9 Các động vị xuất mẫu MSal2 38 Bảng 3.10 Một số tính chất vật lý MSalSMT 39 Bảng 3.11 Đặc điểm vân dao động nhóm chức phổ FI-TR MSalSMT 41 Bảng 3.12 Các chuyển mức chủ yếu phổ UV-Vis SMT, ZnSalSMT CdSalSMT 43 Bảng 3.13 Đặc điểm proton phổ NMR MSalSMT 45 Bảng 3.14 Kết sàn lọc khả gây độc tế bào ZnSalSMT CdSalSMT nồng độ 100 , 48 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Các trình tổng hợp SMT 18 Sơ đồ 1.2 Các bước tổng hợp CMT 18 Sơ đồ 1.3 Các bước tổng hợp MT 19 Sơ đồ 1.4 Các bước tổng hợp SMT 20 Sơ đồ 1.5 Các bước tổng hợp M(Sal)2 21 Sơ đồ 1.6 Các bước tổng hợp MSalSMT 21 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] T S Lobana, R Sharma, G Bawa, and S Khanna, “Bonding and structure trends of thiosemicarbazone derivatives of metals-An overview,” Coord Chem Rev., vol 253, no 7–8, pp 977–1055, 2009 [2] G Pelosi, “Thiosemicarbazone Metal Complexes: From Structure to Activity,” Open Crystallogr J., vol 3, no 2, pp 16–28, 2010 [3] M S Bakkar, M Yamin Siddiqi, and M S Monshi, “Preparation and investigation of the bonding mode in the complexes of Pt(II) with thiosemicarbazone ligands,” Synth React Inorg Met Chem., vol 33, no 7, pp 1157–1169, 2003 [4] P C Thắng, “Tổng hợp nghiên cứu phức chất sô phối tử vòng lớn kiểu baz schiff sở thiosemicacbazit Phần Các thiosemicacbazon bốn glyoxal, diiaxetyl, benzil phức chất chúng với Ni(II), Pd(II),” Tạp chí Hóa học, vol 46, no Ii, pp 2–4, 2010 [5] A G Bingham, H Bögge, A Müller, E W Ainscough, and A M Brodie, “Synthetic, spectroscopic, and X-ray crystallographic studies on binuclear copper(II) complexes with a tridentate NNS-bonding 2formylpyridine thiosemicarbazone ligand The characterization of both neutral and deprotonated co-ordinated ligand structures,” J Chem Soc Dalt Trans., no 3, pp 493–499, 1987 [6] F A French and E J Blanz, “The Carcinostatic Activity of α-(N) Heterocyclic Carboxaldehyde Thiosemicarbazones I Isoquinoline-1carboxaldehyde Thiosemicarbazone,” Cancer Res., vol 25, pp 1454– 1458, 1965 [7] M Belicchi Ferrari et al., “Synthesis, structural characterization and biological activity of helicin thiosemicarbazone monohydrate and a copper(II) complex of salicylaldehyde thiosemicarbazone,” Inorganica 52 Chim Acta, vol 286, no 2, pp 134–141, 1999 [8] P Noblía et al., “Vanadium(V) complexes with salicylaldehyde semicarbazone derivatives bearing in vitro anti-tumor activity toward kidney tumor cells (TK-10): Crystal structure of [V VO 2(5bromosalicylaldehyde semicarbazone)],” J Inorg Biochem., vol 99, no 2, pp 443–451, 2005 [9] P Chellan, S Nasser, L Vivas, K Chibale, and G S Smith, “Cyclopalladated complexes containing tridentate thiosemicarbazone ligands of biological significance: Synthesis, structure and antimalarial activity,” J Organomet Chem., vol 695, no 19–20, pp 2225–2232, 2010 [10] M S Refat, I M El-Deen, Z M Anwer, and S El-Ghol, “Bivalent transition metal complexes of coumarin-3-yl thiosemicarbazone derivatives: Spectroscopic, antibacterial activity and thermogravimetric studies,” J Mol Struct., vol 920, no 1–3, pp 149–162, 2009 [11] I C Mendes et al., “Tin ( IV ) complexes with 2-pyridineformamidederived thiosemicarbazones : Antimicrobial and potential antineoplasic activities,” Polyhedron, vol 28, no 6, pp 1179–1185, 2009 [12] F Bacher et al., “Strong effect of copper(II) coordination on antiproliferative activity of thiosemicarbazone-piperazine and thiosemicarbazone-morpholine hybrids,” Dalt Trans., vol 44, no 19, pp 9071–9090, 2015 [13] A E Stacy, D Palanimuthu, P V Bernhardt, D S Kalinowski, P J Jansson, and D R Richardson, “Zinc(II)-Thiosemicarbazone Complexes Are Localized to the Lysosomal Compartment Where They Transmetallate with Copper Ions to Induce Cytotoxicity,” J Med Chem., vol 59, no 10, pp 4965–4984, 2016 [14] T T B Trâm, “tổng hợp , xác định cấu trúc thăm dò khả gây 53 độc tế bào phức Cu (II), Zn (II) Ni (II) chứa 4- dimethylaminobenzaldehyde-n (4),” Tạp chí Hóa học, vol 2, no 4, pp 58–66, 2018 [15] D X West et al., “Spectral and structural studies of iron ( III ), cobalt ( II , III ) and nickel ( II ) complexes of 2-pyridineformamide N ( ) methylthiosemicarbazone,” vol 18, pp 2919–2929, 1999 [16] R Wallace, J Richard Thomson, M J Bell, and H E Skipper, “Observations on the Antileukemic Activity of Pyridine- 2carboxaldehyde Thiosemicarbazone and Thiocarbohydrazone,” Cancer Res., vol 16, no 2, pp 167–170, 1956 [17] R W Brockman, R W Sidwell, G Arnett, and S Shaddix, “Heterocyclic Thiosemicarbazones: Correlation Between Structure, Inhibition of Ribonucleotide Reductase, and Inhibition of DNA Viruses (34528),” Proc Soc Exp Biol Med., vol 133, no 2, pp 609–614, 1970 [18] F R Pavan et al., “European Journal of Medicinal Chemistry hydrazones : Anti – Mycobacterium tuberculosis activity and cytotoxicity,” Eur J Med Chem., vol 45, no 5, pp 1898–1905, 2010 [19] M Shebl, H S Seleem, and B A El-Shetary, “Ligational behavior of thiosemicarbazone, semicarbazone and thiocarbohydrazone ligands towards VO(IV), Ce(III), Th(IV) and UO2(VI) ions: Synthesis, structural characterization and biological studies,” Spectrochim Acta Part A Mol Biomol Spectrosc., vol 75, no 1, pp 428–436, 2010 [20] T T Thu, “ Nghiên cứu tổng hợp số (tetra-o-acetyl-β-dglycopyranosyl)thiosemicarbazon số aldehyd keton thiên nhiên", luận văn thạc sĩ, trường Đại học Khoa học tự nhiên, 2013 [21] E Pahontu et al., “Antibacterial, antifungal and in vitro antileukaemia activity of metal complexes with thiosemicarbazones,” J Cell Mol 54 Med., vol 19, no 4, pp 865–878, 2015 [22] C M Nutting et al., “Phase II study of 3-AP Triapine in patients with recurrent or metastatic head and neck squamous cell carcinoma,” Ann Oncol., vol 20, no 7, pp 1275–1279, 2009 [23] B Ma et al., “A multicenter phase II trial of 3-aminopyridine-2carboxaldehyde thiosemicarbazone (3-AP, Triapine®) and gemcitabine in advanced non-small-cell lung cancer with pharmacokinetic evaluation using peripheral blood mononuclear cells,” Invest New Drugs, vol 26, no 2, pp 169–173, 2008 [24] A Altun, M Kumru, and A Dimoglo, “The role of conformational and electronic parameters of thiosemicarbazone and thiosemicarbazide derivatives for their dermal toxicity,” J Mol Struct THEOCHEM, vol 572, no 1–3, pp 121–134, 2001 [25] J R Dilworth and R Hueting, “Metal complexes of thiosemicarbazones for imaging and therapy,” Inorganica Chim Acta, vol 389, pp 3–15, 2012 [26] “Racheal P.F, "Diversity in structural and spectral chacracteristics of some transition metal complexes derived from aldehyde bases thiosemicarbazone ligands," Department of Applied Chemistry Cochin university of Science and Technology, India, 2006.” [27] A G Bingham, H Bögge, A Müller, E W Ainscough, and A M Brodie, “Synthetic, spectroscopic, and X-ray crystallographic studies on binuclear copper(II) complexes with a tridentate NNS-bonding 2formylpyridine thiosemicarbazone ligand The characterization of both neutral and deprotonated co-ordinated ligand structures,” J Chem Soc Dalt Trans., no 3, pp 493–499, 1987 [28] R Pingaew, S Prachayasittikul, and S Ruchirawat, “Synthesis, cytotoxic and antimalarial activities of benzoyl thiosemicarbazone 55 analogs of isoquinoline and related compounds,” Molecules, vol 15, no 2, pp 988–996, 2010 [29] M Makavana and S Sharma, “Ultrasonic, optical and IR studies of binary mixtures of morpholine with some aromatic hydrocarbons at T = (303.15, 308.15 and 313.15) K,” J Mol Liq., vol 222, pp 535– 548, 2016 [30] P Ghosh, M J Deka, and A K Saikia, “Lewis acid mediated intramolecular C-O bond formation of alkanol-epoxide leading to substituted morpholine and 1,4-oxazepane derivatives: Total synthesis of (±)-Viloxazine,” Tetrahedron, vol 72, no 5, pp 690–698, 2016 [31] T V Koksharova and I S Gritsenko, “Coordination Compounds of d -Metal Phthalates with Semicarbazide,” Russ J Gen Chem., vol 81, no 3, pp 503–508, 2011 [32] S M E Khalil, M Shebl, and F S Al-gohani, “Zinc ( II ) Thiosemicarbazone Complex As a Ligand Towards Some Transition Metal Ions : Synthesis , Spectroscopic and Antimicrobial Studies,” Acta Chim, vol 57, no October, pp 716–725, 2010 [33] T V Koksharova, S V Kurando, and I V Stoyanova, “Coordination Compounds of d -Metals Salicylates with Thiosemicarbazide,” Russ J Gen Chem., vol 82, no 9, pp 1481–1484, 2012 [34] V S Sergienko, T V Koksharova, M D Surazhskaya, T S Skakun, and Y N Mikhailov, “Bis ( Thiosemicarbazide ) Copper ( II ) , 5Naphthalenedisulfonate Synthesis and Crystal and Molecular Structures,” Russ J Inorg Chem., vol 63, no 1, pp 26–31, 2018 [35] D T Buu et al., “Synthesis and redetermination of the crystal structure of salicylaldehyde N(4)-morpholinothiosemicarbazone,” Acta Crystallogr Sect E Crystallogr Commun., vol 75, no 4, pp 1389– 1393, 2019 56 [36] D T Quang, “Xác định cấu trúc phức Co(II) với 4phenylthiosemicacbazon isatin.” Tạp chí Hóa học, vol 46, no 5, pp 588–592, 2008 [37] N H Đ Trần Thị Đà, “Phức chất phương pháp tổng hợp nghiên cứu cấu trúc,” Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, p 123, 2007 57 PHỤ LỤC Hình Phổ FT-IR SMT Hình Phổ FT-IR ZnSaln 58 Hình Phổ FT-IR CdSaln Hình Phổ FT-IR ZnSalSMT 59 Hình Phổ FT-IR CdSalSMT Hình Phổ 1H-NMR SMT 60 Hình Phổ 1H-NMR ZnSaln Hình Phổ 1H-NMR CdSaln 61 Hình Phổ 1H-NMR CuSaln Hình 10 Phổ 1H-NMR ZnSalSMT 62 Hình 11 Phổ 1H-NMR ZnSalSMT Hình 12 Phổ(+)MS SMT 63 Hình 13 Phổ(-)MS SMT Hình 14 Phổ(+)MS ZnSaln 64 Hình 15 Phổ(+)MS CdSaln Hình 16 Phổ(+)MS ZnSalSMT 65 Hình 17 Phổ(+)MS CdSalSMT