Nghiên cứu phức chất của một số kim loại chuyển tiếp với Thiosemicacbazon Axetophenon

ðẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ðẠI HỌC SƯ PHẠM LÊ QUANG HUY NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI THIOSEMICACBAZON AXETOPHENON CHUYÊN NGÀNH: HÓA VÔ CƠ MÃ SỐ: 60.44.0113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRỊNH NGỌC CHÂU THÁI NGUYÊN - 2013 i LỜI CẢM ƠN Em xin ñược bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới PGS.TS Trịnh Ngọc Châu Người thầy ñã giao ñề tài, chỉ ñạo hướng dẫn tận tình, ñộng viên, giúp ñỡ em trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Khoa sau ðại Học, Khoa Hóa Học Trường ðHSP Thái Nguyên ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho em trong học tập và nghiên cứu ñề tài. Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo, NCS. Nguyễn Thị Bích Hường và các cán bộ phòng thí nghiệm phức chất và Hóa Sinh vô cơ – Khoa Hóa học Trường ðHKH Tự Nhiên, ðH Quốc gia Hà Nội ñã giúp ñỡ, tạo ñiều 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 số I – Bắc Hà – Lào Cai, Gia ñình cùng bạn bè ñồng nghiệp ñã giúp ñỡ và ñộng viên tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Thái Nguyên, tháng 4 năm 2013 TÁC GIẢ Lê Quang Huy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CAM ðOAN Luận văn “Nghiên cứu phức chất của một số kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazon axetophenon” ñược thực hiện từ tháng 5/2012. Luận văn sử dụng những thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, các thông tin ñã ñược ghi rõ nguồn gốc, các số liệu ñã ñược tổng hợp và sử lí. Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận văn này hoàn toàn trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Thái Nguyên, tháng 4 năm 2013 TÁC GIẢ Lê Quang Huy 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 ñoan ii Mục lục iii Danh mục kí hiệu, các chữ viết tắt iv Danh mục các bảng v Danh mục các hình vi MỞ ðẦU 1 Chương 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 ðỒNG VÀ KẼM 7 1.2.1. Giới thiệu về ñồng 7 1.2.2. Giới thiệu về kẽm 9 1.3. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THIOSEMICACBAZON VÀ PHỨC CHẤT CỦA CHÚNG 10 1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT 13 1.4.1. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 13 1.4.2. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H và 13 C 15 1.4.3. Phương pháp phổ khối lượng 16 1.5. THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC PHỐI TỬ VÀ CÁC PHỨC CHẤT 18 1.5.1. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm ñịnh 18 1.5.2. Các chủng vi sinh vật kiểm ñịnh 18 1.5.3. Môi trường nuôi cấy 19 1.5.4. Cách tiến hành 19 Chương 2: THỰC NGHIỆM 20 2.1. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ 20 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 21 2.2.1. Tổng hợp phối tử 21 2.2.2. Tổng hợp các phức chất 22 2.3. CÁC ðIỀU KIỆN GHI PHỔ 23 2.4. PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ TRONG PHỨC CHẤT. 24 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 3.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẤU TẠO CỦA PHỐI TỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN 1 H VÀ 13 C CỦA CÁC PHỐI TỬ 25 3.1.1. Phổ cộng hưởng từ proton của các phối tử Hmthacp, Hpthacp 25 3.1.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C của các phối tử Hmthacp, Hpthacp 32 3.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI TRONG PHỨC CHẤT 38 3.3. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHỔ KHỐI LƯỢNG CỦA CÁC PHỨC CHẤT 39 3.3.1. Phổ khối lượng của Cu(mthacp) 2 và Zn(mthacp) 2 39 3.3.2. Phổ khối lượng của Cu(pthacp) 2 và Zn(pthacp) 2 41 3.4. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHỔ HẤP THỤ HỒNG NGOẠI CỦA CÁC PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT TƯƠNG ỨNG 44 3.5. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHỔ UV – Vis CỦA CÁC PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT 49 3.6. KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG SINH CỦA CÁC PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT 52 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv DANH MỤC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT N(4)- metyl thiosemicacbazon axetophenon (Hmthacp) N(4)- phenyl thiosemicacbazon axetophenon (Hpthacp) C N (1) HN (2) C N (4) H S 1 ' 2 ' 3 ' 4 ' 5 ' 6 ' 3 CH 3 5 H 3 C (I) C N (1) HN (2) C H N (4) S 1 ' 2 ' 3 ' 4 ' 5 ' 6 ' 3 5 6 7 8 9 1 0 H 3 C (I) (II) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC CÁC BẢNG STT Số bảng Chương I Trang 1 Bảng 1.1 Các dải hấp thụ chính trong phổ hấp thụ hồng ngoại của thiosemicacbazit 14 Chương II 2 Bảng 2.1 Một số ñặc trưng của các phối tử và dung môi hòa tan 22 3 Bảng 2.2 Ký hiệu các phức chất, màu sắc và dung môi hòa tan chúng 23 Chương III 4 Bảng 3.1 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Hmthacp và Hpthacp 31 5 Bảng 3.2 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13 C - NMR của các phối tử Hmthacp và Hpthacp 37 6 Bảng 3.3 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại trong các phức chất. Cường ñộ tương ñối của pic ñồng vị trong phổ khối lượng của Zn(mthacp) 2 38 7 Bảng 3.4 Cường ñộ tương ñối của pic ñồng vị trong phổ khối lượng của Cu(mthacp) 2 40 8 Bảng 3.5 Cường ñộ tương ñối của pic ñồng vị trong phổ khối lượng của Zn(mthacp) 2 41 9 Bảng 3.6 Cường ñộ tương ñối của pic ñồng vị trong phổ khối lượng của Cu(pthacp) 2 43 10 Bảng 3.7 Cường ñộ tương ñối của pic ñồng vị trong phổ khối lượng của Zn(pthacp) 2 43 11 Bảng 3.8 Một số dải hấp thụ ñặc trưng trong phổ IR của Hmethacp, Hpthacp và phức chất tương ứng của chúng với Cu(II), Zn(II) 48 12 Bảng 3.9 Các cực ñại hấp thụ trên phổ UV – Vis của các ph ối tử v à các ph ức chất 50 13 Bảng 3.10 Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm ñịnh 52 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC HÌNH STT Số hình Chương III Trang 1 Hình 3.1 Phổ 1 H-NMR của N(4)-metyl thiosemicacbazit 25 2 Hình 3.2 Phổ 1 H-NMR của N(4)-phenyl thiosemicacbazit 25 3 Hình 3.3 Phổ 1 HNMR của axetophenon 26 4 Hình 3.4 Phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Hmthacp 27 5 Hình 3.5 Phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Hpthacp 27 6 Hình 3.6 Phổ cộng hưởng từ proton thực nghiệm (a), mô phỏng (b) của phối tử Hmthacp 28 7 Hình 3.7 Phổ cộng hưởng từ proton thực nghiệm (a), mô phỏng (b) của phối tử Hpthacp 29 8 Hình 3.8 Phổ 13 C – NMR N(4)-metyl thiosemicacbazit 32 9 Hình 3.9 Phổ 13 C – NMR N(4)-phenyl thiosemicacbazit 32 10 Hình 3.10 Phổ 13 C - NMR của axetophenon 32 11 Hình 3.11 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C của phối tử Hmthacp 33 12 Hình 3.12 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C của phối tử Hpthacp 34 13 Hình 3.13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C thực nghiệm (a) và mô phỏng (b) của phối tử Hmthacp 35 14 Hình 3.14 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C thực nghiệm (a) và mô phỏng (b) của phối tử Hpthacp 36 15 Hình 3.15 Phổ khối lượng của phức chất Cu(mthacp) 2 39 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 16 Hình 3.16 Phổ khối lượng của phức chất Zn(mthacp) 2 39 17 Hình 3.17 Phổ khối lượng của phức chất Cu(pthacp) 2 41 18 Hình 3.18 Phổ khối lượng của phức chất Zn(pthacp) 2 42 19 Hình 3.19 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hmthacp 45 20 Hình 3.20 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Cu(mthacp) 2 45 21 Hình 3.21 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Zn(mthacp) 2 46 22 Hình 3.22 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hpthacp 46 23 Hình 3.23 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Cu(pthacp) 2 47 24 Hình 3.24 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Cu(pthacp) 2 47 25 Hình 3.25 Phổ UV- Vis của phối tử Hmthacp và các phức chất tương ứng của nó với Cu(II) và Zn(II) 49 26 Hình 3.26 Phổ UV- Vis của phối tử Hpthacp và các phức chất tương ứng của nó với Cu(II) và Zn(II) 50 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ðẦU Việc nghiên cứu các phức chất của thiosemicacbazon với các kim loại chuyển tiếp ñang thu hút nhiều nhà hóa học, dược học, sinh - y học trên thế giới. Các ñề tài nghiên cứu trong lĩnh vực này rất phong phú vì các thiosemicacbazon rất ña dạng về thành phần, cấu tạo và kiểu phản ứng. Từ rất sớm, người ta ñã phát hiện hoạt tính diệt nấm, diệt khuẩn của thiosemicacbazit và các dẫn xuất thiosemicacbazon của nó [1, 3]. ðặc 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 thư vào năm 1969 thì nhiều nhà hóa học và dược 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 ñược nghiên cứu, phức chất của các thiosemicacbazon ñóng vai trò rất quan trọng [3, 10, 16, 27]. Ngày nay, hàng năm có hàng trăm công trình nghiên cứu hoạt tính sinh học, ñặc biệt là hoạt tính chống ung thư của các phức chất thiosemicacbazon và dẫn xuất của chúng ñăng trên các tạp chí Hóa học, Dược học, Y- sinh học v.v như 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 phương pháp khác nhau và khảo sát hoạt tính sinh học của chúng. Trong một số công trình gần ñây, ngoài hoạt tính sinh học người ta còn khảo sát một số ứng dụng khác của thiosemicacbazon như tính chất ñiện hóa, hoạt tính xúc tác, khả năng ức chế ăn mòn kim loại v.v Mục tiêu của việc khảo sát hoạt tính sinh học là tìm kiếm ñược các hợp chất có hoạt tính cao ñồng thời ñáp ứng tốt nhất các yêu cầu sinh - y học khác như ít ñộc, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... tỏc gi [3, 6] ủó t ng h p cỏc ph i t v ph c ch t c a m t s ion kim lo i nh Pt(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) v i m t s thiosemicacbazon v d n xu t c a thiosemicacbazon K t lu n ủ c ủa ra l cỏc ph c ch t c a Pt(II) v i N(4)-phenyl thiosemicacbazon isatin, N(4)phenyl thiosemicacbazon salixylanủehit, thiosemicacbazon ủiaxetylmonoxim, N(4)-phenyl thiosemicacbazon ủiaxetylmonoxim cú ủ c tớnh khỏ m nh ủ i v i... y khoa v.v) 1.3 M T S NG D NG C A THIOSEMICACBAZON V PH C CH T C A CHNG Cỏc ph c ch t c a kim lo i chuy n ti p v i thiosemicacbazon ủ c quan tõm r t nhi u khụng ch v i ý ngha khoa h c m chỳng cũn ti m n nhi u kh nng ng d ng trong th c ti n Ng i ta cũn ủ c bi t quan tõm ủ n ho t tớnh sinh h c c a cỏc thiosemicacbazon v ph c ch t c a chỳng Ho t tớnh sinh h c c a cỏc thiosemicacbazon ủ c phỏt hi n ủ u... c a m t s kim lo i chuy n ti p v i thiosemicacbazon axetophenon V i hy v ng r ng nh ng k t qu thu ủ c s ủúng gúp m t ph n nh d li u cho lnh v c nghiờn c u ph c ch t c a thiosemicacbazon núi chung v ho t tớnh sinh h c c a chỳng núi riờng S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 Chng 1: T NG QUAN 1.1 THIOSEMICACBAZIT V D N XU T C A Nể 1.1.1 Thiosemicacbazit v thiosemicacbazon. .. tỏc g m ph c ch t c a thiosemicacbazon v i m t s kim lo i chuy n ti p trờn n n polistiren [15] õy l nh ng ch t xỳc tỏc d th ủ c s d ng trong ph n ng t o nh a epoxy t cyclohexen v stiren Cỏc ph c ch t c a palaủi v i thiosemicacbazon cng cú th lm xỳc tỏc khỏ t t cho ph n ng n i m ch c a anken (ph n ng Heck) [18] M t s thiosemicacbazon cng ủó ủ c s d ng lm ch t c ch quỏ trỡnh n mũn kim lo i Offiong O E... o ph c t t c a cỏc thiosemicacbazit v thiosemicacbazon cũn ủ c ng d ng trong lnh v c phõn tớch ủ tỏch cng nh xỏc ủ nh hm l ng c a nhi u kim lo i khỏc nhau R Murthy ủó s d ng thiosemicacbazon ohiủroxi axetophenon trong vi c xỏc ủ nh hm l ng palaủi b ng phng phỏp tr c quang B ng phng phỏp ny cú th xỏc ủ nh ủ c hm l ng palaủi trong kho ng n ng ủ 0,042-10,6g/l [28] Kim lo i ny cng ủ c xỏc ủ nh b ng phng... ch t ch a d n xu t c a thiosemicacbazon 3 cng nh sau: H N O Cl O Cl Pt Cu C S N H N S S N N NH S N H Ph c ch t c a Pt(II) v i N(4)-phenyl Ph c ch t c a Cu(II) v i N(4)-phenyl thiosemicacbazon isatin thiosemicacbazon salixylalủehit 1.2 GI I THI U V CC NGUYấN T NG V K M 1.2.1 Gi i thi u v ủ ng ng thu c chu k 4, nhúm IB trong b ng h th ng tu n hon cỏc nguyờn t hoỏ h c, ủ ng l m t kim lo i cú mu ủ cam,... c tớnh khỏ m nh ủ i v i cỏc ch ng n m v vi khu n ủem th Cỏc ph c ch t c a Pt(II) v i N(4)phenyl thiosemicacbazon isatin, thiosemicacbazon furalủehit cú kh nng c ch s phỏt tri n c a t bo ung th gan, ung th mng tim, ung th mng t cung Ph c ch t c a Pt(II) v i N(4)-metyl thiosemicacbazon isatin, N(4)metyl thiosemicacbazon furalủehit ủ u cú kh nng mng tim v ung th bi u mụ c ch t bo ung th ng i Tỏc gi [7]... p ch t thiosemicacbazon, ụng ủó nh n th y m t s h p ch t thiosemicacbazon cú ho t tớnh khỏng khu n [3] Sau phỏt hi n c a Domagk, hng lo t tỏc gi khỏc [10, 11, 17, 32] cng ủa ra k t qu nghiờn c u c a mỡnh v S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn ho t tớnh sinh h c c a http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 thiosemicacbazit, thiosemicacbazon cng nh ph c ch t c a chỳng Tỏc gi [35] cho r ng t t c cỏc thiosemicacbazon. .. E ủó nghiờn c u tỏc d ng ch ng n mũn kim lo i c a N(4)-metylthiosemicacbazon, N(4)-phenylthiosemicacbazon c a 2-axetylpyriủin ủ i v i thộp nh (98%Fe) K t qu nghiờn c u cho th y hi u qu S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn c ch c c ủ i c a http://www.lrc-tnu.edu.vn 13 ch t ủ u l 74,59% cũn ch t sau ủ t 80,67% Núi chung, s c ch n mũn tng lờn theo n ng ủ cỏc thiosemicacbazon [12, 20] Ngoi ra, kh... Trong ủú p-axetaminobenzalủehit thiosemicacbazon (thiacetazon - TB1) ủ c xem l thu c ch a b nh lao hi u nghi m nh t hi n nay H3C C NH CH N O NH C NH2 (TB1) S Ngoi TB1, cỏc thiosemicacbazon c a pyriủin-3, 4-etylsunfobenzalủehit (TB3) v pyriủin-4, cng ủang ủ c s d ng trong y h c ch a b nh lao Thiosemicacbazon isatin ủ c dựng ủ ch a b nh cỳm, ủ u mựa v lm thu c sỏt trựng Thiosemicacbazon c a monoguanyl . dược 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 ñược nghiên cứu, phức chất của các thiosemicacbazon. Nghiên cứu phức chất của một số kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazon axetophenon Với hy vọng rằng những kết quả thu ñược sẽ ñóng góp một phần nhỏ dữ liệu cho lĩnh vực nghiên cứu phức. PHẠM LÊ QUANG HUY NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI THIOSEMICACBAZON AXETOPHENON CHUYÊN NGÀNH: HÓA VÔ CƠ MÃ SỐ: 60.44.0113 LUẬN VĂN THẠC