phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử benzamidin ba càng dẫn xuất từ thiosemcacbazit

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Dƣơng Thu Trang PHỨC CHẤT KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI PHỐI TỬ BENZAMIĐIN BA CÀNG DẪN XUẤT TỪ THIOSEMICACBAZIT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Dƣơng Thu Trang PHỨC CHẤT KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI PHỐI TỬ BENZAMIĐIN BA CÀNG DẪN XUẤT TỪ THIOSEMICACBAZIT Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ Mã số: 60 44 25 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HÙNG HUY Hà Nội – Năm 2012 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT MỤC LỤC HÌNH MỤC LỤC BẢNG MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài 2 Nội dung chính 2 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN 3 1.1. Giới thiệu về kim loại 3 1.1.1. Tính chất chung của Paladi 3 1.1.2. Khả năng tạo phức chất của Pd(II) 3 1.1.3. Một số phức chất điển hình của Pd(II) 5 1.1.4. Vai trò sinh học của Palađi 5 1.2. Giới thiệu về Benzamiđin 7 1.2.1. Benzamiđin hai càng 7 1.2.2. Benzamiđin ba càng 8 1.2.2.1. Benzamiđin ba càng 8 1.2.2.2. Benzamiđinba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit 9 1.2.3. Benzamiđin bốn càng 16 1.3. Các phƣơng pháp nghiên cứu 17 1.3.1. Phƣơng pháp phổ hồng ngoại IR 17 1.3.2. Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ 1 H-NMR 18 1.3.3. Phƣơng pháp phổ khối lƣợng ESI-MS 19 1.3.4. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 20 1.4. Thử hoạt tính sinh học 22 CHƢƠNG 2 - THỰC NGHIỆM 23 2.1. Dụng cụ và hóa chất 23 2.1.1. Dụng cụ 23 2.1.2. Hóa chất 23 2.1.3. Chuẩn bị hóa chất 24 2.2. Tổng hợp phối tử 24 2.2.1. Tổng hợp hai dẫn xuất của benzoylthioure 24 2.2.2. Tổng hợp hai dẫn xuất phức chất niken(II) benzoylthioureato 25 2.2.3. Tổng hợp hai dẫn xuất benzimiđoyl clorua 25 2.2.4. Tổng hợp hai loại 4,4’-điankylthiosemicacbazit 26 2.2.5. Tổng hợp phối tử benzamiđin ba càng H 2 L 27 2.3. Tổng hợp phức chất 28 2.3.1. Tổng hợp phức chất [Pd(HL)Cl] 28 2.3.2. Tổng hợp phức chất [{Pd(L)} 3 ] 28 2.4. Các thông số kỹ thuật của máy đo áp dụng cho việc đo mẫu phức chất 29 2.4.1. Phƣơng pháp phổ hồng ngoại IR 29 2.4.2. Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ 1 H NMR 29 2.4.3. Phƣơng pháp phổ khối ESI-MS 30 2.4.4. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 30 2.5. Thử hoạt tính sinh học 30 CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1. Thảo luận về quá trình tổng hợp và nghiên cứu phối tử 31 3.1.1. Tổng hợp phối tử H 2 L 31 3.1.2. Nghiên cứu phối tử H 2 L 34 3.1.2.1. Nghiên cứu phối tử bằng phƣơng pháp IR 34 3.1.2.2. Nghiên cứu phối tử bằng phƣơng pháp 1 H NMR 37 3.1.2.3. Nghiên cứu phối tử bằng phƣơng pháp ESI-MS 42 3.2. Thảo luận về quá trình tổng hợp và nghiên cứu phức chất [Pd(HL)Cl] 46 3.2.1. Tổng hợp phức chất [Pd(HL)Cl] 46 3.2.2. Nghiên cứu phức chất [Pd(HL)Cl] 46 3.2.2.1. Nghiên cứu phức chất [Pd(HL)Cl] bằng phƣơng pháp IR 46 3.2.2.2. Nghiên cứu phức chất [Pd(HL E5 )Cl] bằng phƣơng pháp 1 H NMR 51 3.2.2.3. Nghiên cứu phức chất [Pd(HL)Cl] bằng phƣơng pháp ESI-MS 53 3.2.2.4. Nghiên cứu phức chất [Pd(HL E5 )Cl] bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 56 3.3. Thảo luận về quá trình tổng hợp và nghiên cứu phức [{Pd(L)} 3 ] 60 3.3.1. Tổng hợp phức chất [{Pd(L)} 3 ] 60 3.3.2. Nghiên cứu phức chất [{Pd(L)} 3 ] 61 3.3.2.1. Nghiên cứu phức chất [{Pd(L)} 3 ] bằng phƣơng pháp IR 61 3.2.2.2. Nghiên cứu phức chất [{Pd(L)} 3 ] bằng phƣơng pháp 1 H NMR 65 3.3.2.3. Nghiên cứu phức chất [{Pd(L E7 )} 3 ] bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 68 3.4. Kết quả thử hoạt tính sinh học 72 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 A. TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 74 B. TÀI LIỆU TIẾNG ANH 74 C. TRANG WEB 78 MỤC LỤC BẢNG Bảng 3.1. Quy kết các dải hấp thụ trên phổ IR của phối tử H 2 L 35 Bảng 3.2 . Quy kết các tín hiệu trên phổ 1 H NMR của các phối tử H 2 L 38 Bảng 3.3. Quy kết các dải hấp thụ trên phổ IR của phức chất 49 Bảng 3.4. Quy kết các tín hiệu trên phổ 1 H NMR của H 2 L E5 và [Pd(HL E5 )Cl]. 52 Bảng 3.5. Một số độ dài liên kết và góc liên kết trong phức chất [Pd(HL E5 )C]. 57 Bảng 3.6. Một số thông tin về tinh thể phức chất [Pd(HL E5 )C]. 58 Bảng 3.7. Quy kết các dải hấp thụ trên phổ IR của phức chất [{Pd(L)} 3 ] 62 Bảng 3.8. Bảng quy kết các tín hiệu phổ H 1 của phức chất [{Pd(L)} 3 ] 67 Bảng 3.9. Một số thông tin về tinh thể phức chất [{Pd(L E7 )} 3 ]. 69 Bảng 3.10. Một số độ dài liên kết và góc liên kết trong phức chất [{Pd(L E7 )} 3 ] 69 Bảng 3.11. Kết quả thử hoạt tính sinh học 73 MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1. Sự tách mức năng lƣợng của các obitan d và sự sắp xếp electron của ion Pd 2+ (d 8 ) trong trƣờng đối xứng bát diện, bát diện lệch và vuông phẳng. 4 Hình 1.2. Benzamiđin ba càng dẫn xuất từ 2-aminophenol (1), 2- (aminometyl)piriđin (2), axit antranilic (3), benzoylhiđrazin (4) và thiosemicacbazit (5). 9 Hình 1.3. Sơ đồ tổng hợp benzamiđin ba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit 10 Hình 1.4. Các dạng tautome hóa của H 2 L 1 11 Hình 1.5. Cấu trúc phân tử H 2 L 1 (a) (thiosemicacbazit). 12 Hình 1.6. Cấu trúc phân tử H 2 L 1 (b) (thiosemicacbazon). 12 Hình 1.7. Tổng hợp phức chất của {M=O} 3+ với phối tử H 2 L. 13 Hình 1.8. Tổng hợp phức chất của {M≡N} 2+ với phối tử H 2 L. 13 Hình 1.9. Phản ứng của Na[AuCl 4 ] với phối tử H 2 L. 14 Hình 1.10. Phức chất [Au III (L)Cl] (a) và [Au I (L 2 )Cl](b) 14 Hình 1.11. Cơ chế oxi hóa phối tử H 2 L bởi Au(III) 14 Hình 1.12. Phối tử H 2 L E5 16 Hình 1.13. Phối tử H 2 L E7 16 Hình 1.14. Phối tử H 2 L M5 16 Hình 1.15. Phối tử H 2 L M7 16 Hình 3.1. Phổ IR của phối tử H 2 L M5 36 Hình 3.2. Phổ IR của phối tử H 2 L E7 36 Hình 3.3. Phổ 1 H NMR của phối tử H 2 L E5 37 Hình 3.4. Phổ 1 H NMR của phối tử H 2 L M7 37 Hình 3.5. Phổ MS của phối tử H 2 L M5 . 43 Hình 3.6. Phổ MS của phối tử H 2 L E5 . 43 Hình 3.7. Tóm tắt cơ chế phân mảnh của các phối tử 45 Hình 3.8. Phổ hồng ngoại của phối tử H 2 L E7 và phức chất [Pd(HL E7 )Cl]. 47 Hình 3.9. Phổ hồng ngoại của phối tử H 2 L M5 và phức chất [Pd(HL M5 )Cl]. 48 Hình 3.10. Phổ 1 H NMR của phức chất [Pd(HL E5 )Cl] 51 Hình 3.11. Phổ khối lƣợng của phức chất [Pd(HL E5 )Cl]. 54 Hình 3.12. Phổ khối lƣợng của phức chất [Pd(HL M5 )Cl]. 55 Hình 3.13. Cơ chế phân mảnh của phức chất [Pd(HL E5 )Cl]. 55 Hình 3.14. Tinh thể phức chất [Pd(HL E5 )Cl]. 56 Hình 3.15. Cấu trúc phân tử của phức chất [Pd(HL E5 )C]. 56 Hình 3.16. Phổ hồng ngoại của phối tử H 2 L E7 ; phức chất [Pd(HL E7 )Cl] và phức chất [{Pd(L E7 )} 3 ]. 63 Hình 3.17. Phổ hồng ngoại của phối tử H 2 L M5 ; phức chất [Pd(HL M5 )Cl] và phức chất [{Pd(L M5 )} 3 ] 64 Hình 3.18. Phổ 1 H NMR của phức chất [{Pd(L M5 )} 3 ] 66 Hình 3.19. Phổ 1 H NMR của phức chất [{Pd(L E7 )} 3 ] 66 Hình 3.20. Cấu trúc phân tử của phức chất [{Pd(L E7 )} 3 ]. 68 Hình 3.21. Tinh thể phức chất [{Pd(L E7 )} 3 ]. 68 Hình 3.22 . Cấu trúc vòng 6 cạnh tạo bởi Pd 1(a,b,c) và S2(a,b,c). 70 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Phổ IR Kí hiệu Chú giải Kí hiệu Chú giải y cƣờng độ yếu tb cƣờng độ trung bình m cƣờng độ mạnh Phổ 1 H NMR Kí hiệu Chú giải Kí hiệu Chú giải s singlet d doublet t triplet q quartet m multiplet br chân rộng Kí hiệu các chất hóa học theo quy ƣớc chung Kí hiệu Chú giải Kí hiệu Chú giải Me Metyl Et Etyl Ph Phenyl Kí hiệu các chất tổng hợp đƣợc trong luận văn H 2 L H 2 L E5 H 2 L E7 H 2 L M5 H 2 L M7 [...]... benzamiđin ba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit và phức chất của nó với Renioxo(V) (ReO3+) cao hơn hàng chục lần so với cis-platin [17] Các phức chất benzamdin ba càng với các kim loại chuyển tiếp khác mới đƣợc nghiên cứu trong một vài năm trở lại đây, bao gồm: các phức chất của Ni(II), Cu(II) và Pd(II) với benzamiđin dẫn xuất từ aminometyl piridin; và phức chất của Au(III) với benzamiđin dẫn xuất từ thiosemicacbazit... 1,342(4) 12 Phối tử benzamiđin ba càng dẫn xuất thiosemicacbazit hay thiosemicacbazon có thể tạo những phức chất vòng càng bền vững với nhiều kim loại chuyển tiếp nhƣ Re(V), Tc(V), Au(III) Khi tạo phức vòng càng với các kim loại đó, phối tử thƣờng tách hai proton và mang điện tích 2- (kí hiệu {L}2-) Điện tích đó có thể đƣợc giải tỏa đều trên các vòng càng với ion kim loại Khi phối tử H2L phản ứng với (NBu4)[MOCl4]... trong các phức chất oxo tƣơng ứng Phối tử {L}2- phối trí phẳng và liên kết phối trí với ion trung tâm qua các nguyên tử cho S, N, S [14, 17] Hình 1.8 Tổng hợp phức chất của {M≡N}2+ với phối tử H2L Đối với Au(III), với cấu hình d8, khi kết hợp với phối tử H2L tạo nên phức chất vuông phẳng Trong phức chất đó, phối tử cũng chiếm ba vị trí trong cầu phối 13 trí, liên kết với Au(III) qua các nguyên tử cho... ba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit với các kim loại chuyển tiếp có hoạt tính sinh học cao và vẫn đang đƣợc nghiên cứu rộng rãi, mối quan hệ giữa hoạt tính sinh học với các dạng vòng càng vẫn đang đƣợc chứng minh [20] Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung vào các phức chất Pd(II) với của 4 phối tử benzamiđin ba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit: 15 Hình 1.12 Phối tử H2LE5 Hình 1.13 Phối tử H2LE7... 1.14 Phối tử H2LM5 Hình 1.15 Phối tử H2LM7 1.2.3 Benzamiđin bốn càng Cho đến nay, ngƣời ta mới biết đƣợc cấu trúc của các phức chất Ni(II), Cu(II) với phối tử benzamiđin bốn càng dẫn xuất từ điamin nhƣ etylenđiamin, o-phenylenđiamin [11], [21] Cả hai phức chất này đều là những phức chất vuông phẳng, khi tạo phức, phối tử bốn càng tách hai proton nên mang điện tích, nó tạo liên kết với ion kim loại. .. và hệ thống Nếu nhóm thế R3 có thêm một nguyên tử cho khác có khả năng tạo phức chất vòng càng thì phối tử này trở thành benzamiđin ba càng Phức chất của benzamiđin ba càng với các kim loại chuyển tiếp chắc chắn sẽ hứa hẹn nhiều điều thú vị hơn so với benzamiđin hai càng Mặc dù vậy, hiện nay phức chất của benzamiđin ba càng mới đƣợc nghiên cứu chủ yếu với Re và Tc [13-20] Những nghiên cứu này tập trung... các nghiên cứu về phức chất của benzamiđin ba càng với các kim loại chuyển tiếp; trong đó, phối tử benzamiđin ba càng đƣợc nghiên cứu là benzamiđin ba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit và ion trung tâm là ion Pd2+ Các phức chất đƣợc tổng hợp dƣới dạng rắn, sau đó đƣợc xác định cấu trúc và thử khả năng ức chế tế bào ung thƣ vú 2 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về kim loại 1.1.1 Tính chất chung của... ra phức chất chóp đáy vuông của ReO (V) và TcO (V) Trong các phức chất đó vị trí đỉnh chóp là phối tử oxo còn ở mặt phẳng hình vuông là ba nguyên tử cho S, N, S của {L}2- và một phối tử cloro [14, 17] Hình 1.7 Tổng hợp phức chất của {M=O}3+ với phối tử H2L Khi cho H2L tác dụng với [MNCl2(PPh3)2] thì thu đƣợc phức chất chóp đáy vuông chứa nhân MN Kiểu phối trí của phối tử hữu cơ {L}2- trong phức chất. .. định phối tử đó là thiosemicacbazit hay thiosemicacbazon Ở dạng tautome A (hình 1.4), nguyên tử N của hợp phần thiosemicacbazit liên kết đơn với nguyên tử C của với hợp phần thioure nên trên nguyên tử N đó vẫn còn một nguyên tử H Do vậy, khi ở dạng tautome này, phối tử đƣợc coi là dẫn xuất của thiosemicacbazit Ngƣợc lại, nếu phối tử tồn tại dạng C (hình 1.4) sẽ đƣợc coi là dẫn xuất của thiosemicacbazon,... lớn thì sự tạo thành phức chất dạng trans lại chiếm ƣu thế Trong một số trƣờng hợp, đặc biệt là phức chất của Ag+ và Au+ với benzamiđin hai càng, chúng không tạo thành phức chất vòng càng mà ion trung tâm chỉ liên kết với phối tử qua nguyên tử S nhƣ những phối tử thioure đơn giản 1.2.2 Benzamiđin ba càng 1.2.2.1 Benzamiđin ba càng Phải mất gần 30 năm sau kể từ khi các benzamiđin hai càng đầu tiên đƣợc . benzamiđin ba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit và phức chất của nó với Renioxo(V) (ReO 3+ ) cao hơn hàng chục lần so với cis-platin [17]. Các phức chất benzamdin ba càng với các kim loại chuyển tiếp. nghiên cứu về phức chất của benzamiđin ba càng với các kim loại chuyển tiếp; trong đó, phối tử benzamiđin ba càng đƣợc nghiên cứu là benzamiđin ba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit và ion trung. có thêm một nguyên tử cho khác có khả năng tạo phức chất vòng càng thì phối tử này trở thành benzamiđin ba càng. Phức chất của benzamiđin ba càng với các kim loại chuyển tiếp chắc chắn sẽ hứa