tổng hợp và nghiên cứu một số phức chất của palađi (ii), niken (ii), đồng (ii) và kẽm (ii) với các dẫn xuất của n(4)-metyl thiosemicacbazit

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM  TRÂN QUỐC DŨNG TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHỨC CHẤT CỦA PALAĐI(II), NIKEN(II), ĐỒNG(II) VÀ KẼM(II)VỚI CÁC DẪN XUẤT CỦA N(4)-METYL THIOSEMICACBAZIT CHUYÊN NGÀNH : HOÁ VÔ CƠ MÃ SỐ: 60.44.25 LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. TRỊNH NGỌC CHÂU THÁI NGUYÊN - 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CẢM ƠN Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới PGS.TS Trịnh Ngọc Châu Người thầy đã giao để tài, chỉ đạo, hướng dẫn tận tình, động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Khoa sau Đại Học, Khoa Hóa Học Trường ĐHSP Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài. Xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo, NCS. Nguyễn Thị Bích Hường và các cán bộ phòng thí nghiệm phức chất và Hóa Sinh vô cơ – Khoa Hóa Trường ĐHKH Tự Nhiên, ĐH Quốc Gia Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực nghiệm. Cùng với sự biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Tổ Hóa trường THPT Lê Hồng Phong – Hà Giang, Gia đình cùng bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Thái Nguyên, tháng 05 Năm 2012 Tác giả Trần Quốc Dũng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CAM ĐOAN Luận văn “Tổng hợp và nghiên cứu một số phức chất của palađi(II), niken(II), đồng(II) và kẽm(II) với dẫn xuất của N(4)- metyl thiosemicacbazit” Đƣợc thực hiện từ tháng 5/2011. Luận văn sử dụng những thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc, các số liệu đã đƣợc tổng hợp và sử lí. Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận văn này hoàn toàn trung thực và chƣa đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Thái Nguyên, tháng 5 năm 2012 Tác giả Trần Quốc Dũng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Lời cảm ơn i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt v Danh mục các bảng vi Danh mục các hình viii MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 3 1.1. Thiosemicacbazit và dẫn xuất của nó 3 1.1.1. Thiosemicacbazit và thiosemicacbazon 3 1.1.2. Phức chất của kim loại chuyển tiếp với Thiosemicacbazit và Thiosemicacbazon 4 1.2. Giới thiệu về các nguyên tố 8 1.2.1. Giới thiệu về palađi 8 1.2.2. Giới thiệu về niken 9 1.2.3. Giới thiệu về đồng 11 1.2.4. Giới thiệu kẽm 12 1.3. Một số ứng dụng của thiosemicacbazon và phức chất của chúng 14 1.4. Các phƣơng pháp nghiên cứu phức chất 18 1.4.1. Phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 18 1.4.2. Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 1 H và 13 C 20 1.4.3. Phƣơng pháp phổ khối lƣợng 21 1.5. Thăm dò hoạt tính sinh học của các phối tử và các phức chất 23 1.5.1. Phƣơng pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 23 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 25 2.1. Hóa chất, dụng cụ 25 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu và kỹ thuật thực nghiệm 26 2.2.1. Tổng hợp phối tử 26 2.2.2. Tổng hợp các phức chất 27 2.3. Các điều kiện ghi phổ 28 2.4. Phân tích hàm lƣợng các nguyên tố trong phức chất 28 2.4.1. Phân tích hàm lƣợng Palađi trong phức chất. 29 2.4.2. Phân tích hàm lƣợng Niken trong phức chất 30 2.4.3. Phân tích hàm lƣợng đồng trong phức chất 30 2.4.4. Phân tích hàm lƣợng kẽm trong phức chất 31 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1. Kết quả phân tích hàm lƣợng ion kim loại trong các phức chất 32 3.2.Kết quả phân tích phổ khối lƣợng của các phức chất 32 3.2.1. Kết quả phân tích phổ khối lƣợng của phức chất Pd (mthisa) 2 32 3.2.2. Kết quả phân tích phổ khối lƣợng của phức chất Ni (mthisa) 2 34 3.2.3. Kết quả phân tích phổ khối lƣợng của phức chất Cu (mthisa) 2 36 3.2.4. Kết quả phân tích phổ khối lƣợng của phức chất Zn (mthisa) 2 37 3.3. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của phối tử và các phức chất 39 3.4. Kết quả phân tích phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 1 H và 13 C của phối tử và phức chất 44 3.4.1. Kết quả phân tích phổ cộng hƣởng từ proton của phối tử Hmthisa 44 3.4.2. Kết quả phân tích phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13 C của phối tử Hmthisa 49 3.4.3. Kết quả phân tích phổ cộng hƣởng từ proton của phức chất Pd(mthisa) 2 54 3.4.4. Kết quả phân tích phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13 C của phức chất Pd (mthisa) 2 56 3.5. Kết quả thử hoạt tính sinh học của phối tử và các phức chất 58 KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT H 2 N NH C NH CH 3 S N(4)-metyl thiosemicacbazon (mthisa) N NH C NH CH 3 S C R 1 R 2 N( 4) - metyl thiosemicacbazon Isatin (Hmthisa) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC BẢNG STT Số bảng Chƣơng I Trang 1 Bảng 1.1 Các dải hấp thụ chính trong phổ hấp thụ hồng ngoại của thiosemicacbazit 19 Chƣơng II 3 Bảng 2.1 Ký hiệu các phức chất, màu sắc và dung môi hòa tan chúng 28 Chƣơng III 4 Bảng 3.1 Kết quả phân tích hàm lƣợng ion kim loại trong các phức chất 32 5 Bảng 3.2 Cƣờng độ tƣơng đối của các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử của phức chất Pd(mthisa) 2 34 6 Bảng 3.3 Cƣờng độ tƣơng đối của các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử của phức chấtNi(mthisa) 2 35 7 Bảng 3.4 Cƣờng độ tƣơng đối của các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử của phức chất Cu(mthisa) 2 37 8 Bảng 3.5 Cƣờng độ tƣơng đối của các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử của phức chất Zn(mthisa) 2 38 9 Bảng 3.6 Một số dải hấp thụ trong phổ hồng ngoại của phối tử và các phức chất 42 10 Bảng 3.7 So sánh các tín hiệu cộng hƣởng trong phổ cộng hƣởng từ proton của các chất đầu và phổ mô phỏng, phổ thực nghiệm của phối tử Hmthisa 46 11 Bảng 3.8 Qui gán các tín hiệu cộng hƣởng trong phổ cộng hƣởng từ proton của các chất đầu và phổ mô phỏng, phổ thực nghiệm của phối tử Hmthisa 48 12 Bảng 3.9 So sánh các tín hiệu cộng hƣởng trong phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13 C của các chất đầu và phổ mô phỏng, phổ thực nghiệm của phối tử Hmthisa 51 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii 13 Bảng 3.10 Qui gán các tín hiệu cộng hƣởng trong phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13 C của các chất đầu và phổ mô phỏng, phổ thực nghiệm của phối tử Hmthisa 53 14 Bảng 3.11 Qui gán các tín hiệu cộng hƣởng trong phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13 C của phối tử Hmthisa và Pd(mthisa) 2 55 15 Bảng 3.12 Qui gán các tín hiệu cộng hƣởng trong phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13 C của của phối tử Hmthisa và phức chất Pd(mthisa) 2 57 16 Bảng 3.13 Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của phối tử và các phức chất 58 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC CÁC HÌNH STT Số hình Chƣơng III Trang 1 Hình 3.1 Phổ khối lƣợng của phức chất pd(mthisa) 2 33 2 Hình 3.2 Phổ khối lƣợng của phức chất Ni(mthisa) 2 35 3 Hình 3.3 Phổ khối lƣợng của phức chất Cu(mthisa) 2 36 4 Hình 3.4 Phổ khối lƣợng của phức chất Zn(mthisa) 2 37 5 Hình 3.5 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hmthisa 39 6 Hình 3.6 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất pd(mthisa) 2 39 7 Hình 3.7 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Ni(mthisa) 2 40 8 Hình 3.8 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chấtCu(mthisa) 2 40 9 Hình 3.9 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Zn(mthisa) 2 41 10 Hình 3.10 Phổ cộng hƣởng từ proton của phối tử Hmthisa 44 11 Hình 3.11 Phổ cộng hƣởng từ proton (chuẩn) của N(4)- metyl thiosemicacbazit (Hmth) 45 12 Hình 3.12 Phổ cộng hƣởng từ proton chuẩn của chất đầu Isatin 45 13 Hình 3.13 Phổ cộng hƣởng từ 1H của N(4)-metyl thiosemicacbazon isatin (mô phỏng) 46 14 Hình 3.14 Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13 C của phối tử Hmthisa 49 15 Hình 3.15 Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13 C (chuẩn) của N(4)-metyl thiosemicacbazit 50 16 Hình 3.16 Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13 C (Chuẩn) của isatin 50 17 Hình 3.17 Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13 C (mô phỏng) của N(4)-metyl thiosemicacbazon isatin 51 18 Hình 3.18 Phổ cộng hƣởng từ proton của phức chất pd(mthisa) 2 54 19 Hình 3.19 Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13 C của phức chất pd(mthisa) 2 56 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU Việc nghiên cứu các phức chất của thiosemicacbazon với các kim loại chuyển tiếp đang thu hút nhiều nhà hóa học, dƣợc học, sinh - y học trên thế giới. Các đề tài nghiên cứu trong lĩnh vực này rất phong phú vì các thiosemicacbazon rất đa dạng về thành phần, cấu tạo và kiểu phản ứng. Từ rất sớm, ngƣời ta đã phát hiện hoạt tính diệt nấm, diệt khuẩn của thiosemicacbazit và các dẫn xuất thiosemicacbazon của nó [1,3]. Đặc biệt là từ sau khi phát hiện ra phức chất của kim loại chuyển tiếp cis-platin [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] có hoạt tính ức chế sự phát triển ung thƣ vào năm 1969 thì nhiều nhà hóa học và dƣợc học chuyển sang nghiên cứu hoạt tính sinh học của các phức chất của kim loại với các phối tử hữu cơ có hoạt tính sinh học. Trong số các phức chất đƣợc nghiên cứu, phức chất của các thiosemicacbazon đóng vai trò rất quan trọng [3,10,16,27]. Ngày nay, hàng năm có hàng trăm công trình nghiên cứu hoạt tính sinh học, đặc biệt là hoạt tính chống ung thƣ của các phức chất thiosemicacbazon và dẫn xuất của chúng đăng trên các tạp chí Hóa học, Dƣợc học, Y- sinh học v.v nhƣ Polyhedron, Inorganica Chimica Acta, Inorganic Biochemistry, European Journal of Medicinal Chemistry, Toxicology and Applied Pharmacology, Bioinorganic & Medicinal Chemistry, Journal of Inorganic Biochemistry v.v Các nghiên cứu hiện nay tập trung chủ yếu vào việc tổng hợp mới các thiosemicacbazon, dẫn xuất của thiosemicacbazon và phức chất của chúng với các ion kim loại, nghiên cứu cấu tạo của các phức chất sản phẩm bằng các ph- ƣơng pháp khác nhau và khảo sát hoạt tính sinh học của chúng. Trong một số công trình gần đây, ngoài hoạt tính sinh học ngƣời ta còn khảo sát một số tính chất khác của thiosemicacbazon nhƣ tính chất điện hóa, hoạt tính xúc tác, khả năng ức chế ăn mòn kim loại v.v [...]... palai(II), niken( II), ng(II) v km(II) vi dn xut ca N(4)- metyl thiosemicacbazit Vi hy vng rng nhng kt qu thu c s úng gúp mt phn nh d liu cho lnh vc nghiờn cu phc cht ca thiosemicacbazon núi chung v hot tớnh sinh hc chỳng núi riờng S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 CHNG 1: TNG QUAN 1.1 THIOSEMICACBAZIT V DN XUT CA Nể 1.1.1 Thiosemicacbazit v thiosemicacbazon Thiosemicacbazit. .. (N(1)), ng thi khi to phc phõn t thiosemicacbazit tn ti cu hỡnh cis Kt lun ny cng c khng nh khi cỏc tỏc gi [13,16] nghiờn cu phc ca mt s ion kim loi nh Cu(II), Pt(II), Pd(II), Co(II) vi thiosemicacbazit Theo [8,13,23], trong a s cỏc trng hp, khi to phc thiosemicacbazit tn ti cu hỡnh cis v úng vai trũ nh mt phi t hai cng Tuy nhiờn trong mt s trng hp, do khú khn v hoỏ lp th, thiosemicacbazit úng vai trũ... cht ca mt s ion kim loi nh Pt(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) vi mt s thiosemicacbazon v dn xut ca thiosemicacbazon Kt lun c a ra l cỏc phc cht ca Pt(II) vi N(4)-phenyl thiosemicacbazon isatin,N(4)-phenyl thiosemicacbazon salixylanehit, thiosemicacbazon iaxetylmonoxim, N(4)phenyl thiosemicacbazon iaxetylmonoxim cú c tớnh khỏ mnh i vi cỏc chng nm v vi khun em th Cỏc phc cht ca Pt(II) vi N(4)-phenyl thiosemicacbazon... ca Pt(II) vi N(4)-metyl thiosemicacbazon isatin, N(4)-metyl thiosemicacbazon furalehit u cú kh nng c ch t bo ung th mng tim v ung th biu mụ ngi Tỏc gi [7] ó tng hp v nghiờn cu hot tớnh sinh hc ca phc cht gia Co(II), Ni(II), Cu(II) vi cỏc thiosemicacbazon ca cỏc hp cht cacbonyl cú ngun gc t t nhiờn nh octanal, campho, xitronenlal, mentonua Trong s cỏc phi t v phc cht nghiờn cu thỡ phc cht ca Cu(II)... H2N H2N S trans S 1.2: S to phc ca thiosemicacbazit Sau cụng trỡnh ca Jensen, nhiu tỏc gi khỏc cng a ra kt qu nghiờn cu v s to phc ca thiosemicacbazit vi cỏc kim loi chuyn tip khỏc Nghiờn cu phc cht ca thiosemicacbazit vi Ni(II) [13,31] v Zn(II) [14] bng cỏc phng phỏp t hoỏ, ph hp th electron, ph hp th hng ngoi, cỏc tỏc gi cng a ra kt lun rng liờn kt gia phõn t thiosemicacbazit vi nguyờn t kim loi... cựng mt mt phng trng thỏi rn, phõn t thiosemicacbazit cú cu hỡnh trans (nguyờn t S nm v trớ trans so vi nhúm NH2) [1] Khi thay th mt nguyờn t hiro ca nhúm N(4)H2 bng cỏc gc hirocacbon khỏc nhau ta thu c cỏc dn xut N(4) ca thiosemicacbazit Vớ d nh: N(4)-phenyl thiosemicacbazit, N(4)-etyl thiosemicacbazit, N(4)metyl thiosemicacbazit Trong ú dn xut N(4)-phenyl thiosemicacbazit l cht rn kt tinh mu trng,... gam dng Phc cht ca thiosemicacbazit vi cỏc mui clorua ca mangan, niken, coban v c bit ca km c dựng lm thuc chng thng hn, kit l, cỏc bnh ng rut v dit nm [1] Phc cht ca S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 16 ng(II) vi thiosemicacbazit cú kh nng c ch s phỏt trin ca t bo ung th [28] Cỏc tỏc gi [11,17] ó nghiờn cu v a ra kt lun c phi t v phc cht Pd(II) vi 2-benzoylpyriin... vai trũ nh mt phi t mt cng v gi nguyờn cu hỡnh trans, khi ú liờn kt c thc hin qua nguyờn t S Mt s vớ d in hỡnh v kiu phi trớ ny l phc ca thiosemicacbazit vi Ag(I), Cu(II), Co(II) [8,23,33] S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 Túm li, thiosemicacbazit thng cú xu hng th hin dung lng phi trớ bng hai v liờn kt c thc hin qua nguyờn t S v N ca nhúm hirazin thc hin s phi trớ... trỳc ca cu ni theo kiu hỡnh vuụng vi Pd trung tõm 1.2.2 Gii thiu v niken Niken thuc chu k 4, nhúm VIIIB trong bng h thng tun hon cỏc nguyờn t hoỏ hc Niken l kim loi cú mu trng, tng i cng, dng bt cú mu en, cú th t chỏy trong khụng khớ Trong cỏc hp cht, niken cú s oxi hoỏ l +2, +3, trong ú trng thỏi oxi hoỏ +3 rt kộm bn Trong t nhiờn, niken tn ti cỏc ng v khỏc nhau vi t l s nguyờn t tng ng nh sau [2]... [28] Cỏc tỏc gi [11,17] ó nghiờn cu v a ra kt lun c phi t v phc cht Pd(II) vi 2-benzoylpyriin 4-phenyl thiosemicacbazon v Pd(II), Pt(II) vi pyriin-2-cacbalehit thiosemicarbazone u cú kh nng chng li cỏc dũng t bo ung th nh MCF - 7, TK - 10, UACC 60, trong s cỏc phc cht ú thỡ phc ca Pd(II) vi 2-benzoylpyriin 4-phenyl thiosemicacbazon cú giỏ tr GI50 (nng c ch 50%) thp nht trong 3 dũng c chn nghiờn cu Vit . và vật nuôi v.v Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: Tổng hợp và nghiên cứu một số phức chất của palađi( II), niken( II), đồng( II) và kẽm( II) với dẫn xuất của N(4)- metyl thiosemicacbazit . ii LỜI CAM ĐOAN Luận văn Tổng hợp và nghiên cứu một số phức chất của palađi( II), niken( II), đồng( II) và kẽm( II) với dẫn xuất của N(4)- metyl thiosemicacbazit Đƣợc thực hiện từ. TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHỨC CHẤT CỦA PALAĐI(II), NIKEN( II), ĐỒNG(II) VÀ KẼM(II)VỚI CÁC DẪN XUẤT CỦA N(4)-METYL THIOSEMICACBAZIT CHUYÊN NGÀNH : HOÁ VÔ CƠ MÃ SỐ: 60.44.25