Tổng hợp, nghiên cứu các phức chất của Fe(II) và Co(II) với một số dẫn xuất của Thiosemicacbazon

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Văn Luận TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC CHẤT CỦA Fe(II) VÀ Co(II) VỚI MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA THIOSEMICACBAZON LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Văn Luận TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC CHẤT CỦA Fe(II) VÀ Co(II) VỚI MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA THIOSEMICACBAZON Chuyên ngành : Hóa vô cơ Mã Số : 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Trịnh Ngọc Châu Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trịnh Ngọc Châu, đã giao đề tài và đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô giáo trong bộ môn Hóa Vô cơ - Khoa Hóa học, Ban giám hiệu, Phòng sau Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn các cán bộ nghiên cứu thuộc Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Ban giám hiệu, các thầy cô, anh chị em trong Trường THPT Thuận Thành số 1- Bắc Ninh, Trường THPT Thuận Thành số 2- Bắc Ninh đã tạo điều kiện giúp đỡ và động viên em trong suốt khóa học. Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Luận CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 1 H - NMR: Phổ cộng hưởng từ proton 13 C - NMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C IR, FT-IR: Phổ hấp thụ hồng ngoại UV-Vis: Phổ hấp thụ electron MS: Phổ khối lượng ESI - MS: Phổ khối lượng ion hóa bằng phun electron IC 50 : nồng độ ức chế 50% EDTA: axit etylenđiamintetraaxetic HOOC HOOC N CH 2 CH 2 N COOH COOH Hthbz: thiosemicacbazon benzandehit C H N NH C S NH 2 Hpthbz: N(4)-phenyl thiosemicacbazon benzandehit C H N NH C S NH MỤC LỤC MỞ ĐẦU 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 các thiosemicacbazon 4 1.2. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THIOSEMICACBAZON VÀ PHỨC CHẤT CỦA CHÚNG …………………………………………………………………………………….9 1.3. GIỚI THIỆU VỀ SẮT, COBAN VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA SẮT VÀ COBAN . 13 1.3.1. Sắt và coban kim loại 13 1.3.2. Hợp chất Fe(II), Co(II) và khả năng tạo phức 14 1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT 15 1.4.1. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 15 1.4.2. Phương pháp phổ hấp thụ electron (UV – Vis) 18 1.4.3. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân. 22 1.4.4. Phương pháp phổ khối lượng 25 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 27 2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1.1. Phương pháp nghiên cứu 27 2.1.2. Hóa chất 27 2.2. TỔNG HỢP PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT 28 2.2.1. Tổng hợp các phối tử Hthbz, Hpthbz 28 2.2.2. Tổng hợp các phức chất 32 2.3. KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM ……………………………………………………35 2.3.1. Các điều kiện ghi phổ 35 2.3.2. Xác định hàm lượng kim loại trong phức chất ……………………………… 35 2.3.3. Thăm dò khả năng kháng khuẩn, kháng nấm của các phối tử và các phức chất… 37 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại trong phức chất M(thbz)2, M(pthbz)2 (M: Fe, Co). 39 3.2. Phổ hấp thụ hồng ngoại của các phối tử Hthbz, Hpthbz và các phức chất của chúng với Fe(II) và Co(II). 39 3.3. Phổ hấp thụ electron của phối tử Hthbz, Hpthbz và các phức chất Co(thbz) 2 , Co(pthbz) 2 45 3.4. Phổ khối lượng của các phức chất M(thbz) 2 , M(pthbz) 2 (M: Fe(II), Co(II)) 48 3.5. Kết quả nghiên cứu hoạt tính kháng sinh của các phối tử Hthbz, Hpthbz và các phức chất Co(thbz) 2 , M(pthbz) 2 (M: Fe, Co) 54 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 1.1. Các dải hấp thụ thụ chính trong phổ IR của thiosemicacbazit 16 1.2 Bảng tách các số hạng năng lượng trong các trường đối xứng khác nhau 21 2.1 Các hợp chất cacbonyl và thiosemicacbazon tương ứng 29 2.2 Các phức chất, màu sắc và một số dung môi hòa tan chúng 34 3.1 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại trong các phức chất 39 3.2 Các dải hấp thụ đặc trưng trong phổ của Hthbz, Fe(thbz) 2, Co(thbz) 2 , Hpthbz, Fe(pthbz) 2, Co(pthbz) 2 43 3.3 Các cực đại hấp thụ trên phổ UV-Vis của phối tử và các phức chất 47 3.4 Khối lượng mol của các phức chất theo công thức phân tử giả định và thực nghiệm 50 3.5 Cng  tng i ca các pic ng v trong cm pic ion phân t trên ph khi lng và theo lý thuyt ca phc cht Fe(thbz) 2 51 3.6 Cng  tng i ca các pic ng v trong cm pic ion phân t trên ph khi lng và theo lý thuyt ca phc cht Co(thbz) 2 52 3.7 Cng  tng i ca các pic ng v trong cm pic ion phân t trên ph khi lng và theo lý thuyt ca phc cht Fe(pthbz) 2 52 3.8 Cường độ tương đối của các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử trên phổ khối lượng và theo lý thuyết của phức chất Co(pthbz) 2 53 3.9 Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 54 DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 1.1 Phức chất của Zn(II) với isatin - 3 – thiosemicacbazon 6 1.2 Phc cht ca Cu(II) vi thiosemicacbazon axetophenon 6 1.3 Phức chất của Cu(II) với thiosemicacbazon 1-metyl isatin 7 1.4 Phức chất của Cu (II) với bis(thiosemicacbazon) thiophen -2,3- đicacboxanđehit 8 1.5 Phức chất của Mn(II) với bis(N(4)-phenyl thiosemicacbazon)-2,6 - điaxetylpyriđin 8 1.6 Phức chất của Cu(II) với N(4)-phenyl thiosemicacbazon 2 – benzoyl pyriđin 9 1.7 Phức chất của Pd(II) với N(4)-etyl thiosemicacbazon 2- hyđroxiaxetophenon 9 2.1. Phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Hthbz 30 2.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C của phối tử Hthbz 31 2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H của phối tử Hpthbz 31 2.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C của phối tử Hpthbz 32 3.1 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Hthbz 40 3.2 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Fe(thbz) 2 41 3.3 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Co(thbz) 2 41 3.4 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Hpthbz 42 3.5 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Fe(pthbz) 2 42 3.6 Ph hp th hng ngoi ca Co(pthbz) 2 43 3.7 Phổ hấp thụ electron của Hthbz và Co(thbz) 2 46 3.8 Phổ hấp thụ electron của Hpthbz và Co(pthbz) 2 46 3.9 Phổ khối lượng của phức chất Fe(thbz) 2 48 3.10 Phổ khối lượng của phức chất Co(thbz) 2 49 3.11 Phổ khối lượng của phức chất Fe(pthbz) 2 49 3.12 Phổ khối lượng của phức chất Co(pthbz) 2 50 Trang 1 MỞ ĐẦU Phức chất đã và đang là đối tượng nghiên cứu của nhiều nhà khoa học bởi những ứng dụng to lớn của chúng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là đối với y học trong việc chống lại một số dòng vi khuẩn, virut. Từ khi phát hiện hoạt tính ức chế sự phát triển ung thư của phức chất cis - platin [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] vào năm 1969, nhiều nhà hóa học và dược học đã chuyển sang nghiên cứu hoạt tính sinh học của các phức chất kim loại chuyển tiếp. Trong số đó, phức chất của các kim loại chuyển tiếp với các phối tử hữu cơ nhiều chức, nhiều càng, có khả năng tạo hệ vòng lớn có cấu trúc gần giống với cấu trúc của các hợp chất trong cơ thể sống được quan tâm hơn cả. Một trong số các phối tử kiểu này là thiosemicacbazon và các dẫn xuất của nó. Việc nghiên cứu các phức chất của thiosemicacbazon với các kim loại chuyển tiếp đang thu hút nhiều nhà hóa học, dược học, sinh - y học trên thế giới. Các đề tài nghiên cứu trong lĩnh vực này rất phong phú vì thiosemicacbazon rất đa dạng về thành phần, cấu trúc và kiểu phản ứng. Ngày nay, hàng năm có hàng trăm công trình nghiên cứu hoạt tính sinh học, kể cả hoạt tính chống ung thư của các thiosemicacbazon và phức chất của chúng đăng 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 và phức chất của chúng với các kim loại khác nhau, nghiên cứu cấu trúc của các sản phẩm và khảo sát hoạt tính sinh học của chúng. Mục tiêu của việc khảo sát hoạt tính sinh học là tìm kiếm được các hợp chất có hoạt tính cao đồng thời đáp ứng tốt nhất các yêu cầu sinh - y học khác như không độc, không gây hiệu ứng phụ, không gây hại cho tế bào lành để dùng làm thuốc chữa bệnh cho người và vật nuôi. [...]...Xut phỏt t nhng lớ do trờn, chỳng tụi chn ti: Tng hp, nghiờn cu cỏc phc cht ca Fe(II) v Co(II) vi mt s dn xut ca thiosemicacbazon Bn lun vn tp trung gii quyt nhng vn sau: - Tng hp 02 phi t l thiosemicacbazon benzanehit v N(4) - phenyl thiosemicacbazon benzanehit - Tng hp cỏc phc cht ca 02 phi t trờn vi Fe(II) v Co(II) Phõn tớch hm lng kim loi trong cỏc phc cht - Nghiờn cu cỏc hp cht tng hp c bng... ca platin vi N(4)-phenyl thiosemicacbazon isatin, N(4)-phenyl thiosemicacbazon salixilanehit, N(4)-phenyl thiosemicacbazon iaxetyl-monoxim cú c tớnh khỏ mnh i vi nm v khun Cỏc phc cht ca platin vi N(4)-phenyl thiosemicacbazon isatin, N(4)-phenyl thiosemicacbazon furanehit cú c tớnh mnh i vi t bo ung th gan, ung th mng tim, ung th mng t cung Tỏc gi [14, 16] ó nghiờn cu v phc ca thiosemicacbazon vi Cu(II)... ca Mn(II) vi bis (thiosemicacbazon) thiophen -2,3- bis(N(4)-phenyl thiosemicacbazon) -2,6 icacboxanehit -iaxetylpyriin Cng ging nh thiosemicacbazit, trong mt s ớt trng hp cỏc thiosemicacbazon cng cú th úng vai trũ l phi t 1 cng vi nguyờn t cho l N(1) hay S [24, 28], Chng hn: Trang 8 Hỡnh 1.6 Phc cht ca Cu(II) vi Hỡnh 1.7 Phc cht ca Pd(II) vi N(4)- N(4)-phenyl thiosemicacbazon 2 etyl thiosemicacbazon. .. trong cuc sng 1.2 MT S NG DNG CA THIOSEMICACBAZON V PHC CHT CA CHNG Ngy cng cú nhiu cụng trỡnh nghiờn cu cụng b kt qu cho thy thiosemicacbazon v cỏc phc cht ca chỳng cú nhiu tớnh cht quý bỏu v c ng dng rng rói trong thc t Trang 9 Hot tớnh sinh hc ca cỏc thiosemicacbazon c phỏt hin u tiờn bi Domagk Khi nghiờn cu cỏc hp cht thiosemicacbazon, ụng ó nhn thy mt s hp cht thiosemicacbazon cú hot tớnh khỏng... thiosemicacbazit, thiosemicacbazon cng nh phc cht ca chỳng [23, 44] Nhiu tỏc gi cho rng tt c cỏc thiosemicacbazon ca dn xut th v trớ para ca benzanehit u cú kh nng dit vi trựng lao Trong ú paxetaminobenzanehit thiosemicacbazon (thiacetazon - TB1) c xem l thuc cha bnh lao rt hiu nghim [1] Ngoi TB1, cỏc thiosemicacbazon ca pyriin-3, N(4)-etyl sunfobenzanehit (TB3) v pyriin, cng ang c s dng trong y hc cha bnh lao Thiosemicacbazon. .. phn khung thiosemicacbazit v lỳc ú thiosemicacbazon l phi t hai cng [6, 9] S to phc xy ra theo s : dng thion dng thiol to phc S 1.4 Mụ hỡnh to phc ca thiosemicacbazon hai cng Cu to ca mt s phc cht vi thiosemicacbazon hai cng ó c a ra trong cỏc cụng trỡnh [10, 21] v sau õy l vớ d: Hỡnh 1.1 Phc cht ca Zn(II) vi isatin Hỡnh 1.2 Phc cht ca Cu(II) vi - 3 thiosemicacbazon thiosemicacbazon axetophenon Nu ... cỏc thiosemicacbazon tỏch v xỏc nh hm lng cỏc ion kim loi nh V, Pt [1] Nhiu tỏc gi ó ch to c cỏc in cc chn lc ion trờn c s cỏc thiosemicacbazon nh: in cc chn lc ion Cu2+ trờn c s bis (thiosemicacbazon) benzil, in cc chn lc ion Hg2+ trờn c s thiosemicacbazon salixilanehit Cỏc in cc ny cú thi gian phc hi nhanh, khong nng lm vic rng v thi gian s dng di õy l mt hng mi trong nghiờn cu cỏc ng dng ca thiosemicacbazon. .. Mụ hỡnh to phc ca thiosemicacbazon ba cng Mt s phi t loi ny l cỏc thiosemicacbazon ca axit pyruvic, 2-hyroxy axetophenon, pyriin-2-cacbanehit, 1,2-naphthoquinon Trong cỏc phc cht vi Cu2+, Co2+, Ni2+, Pt2+ cỏc phi t loi ny to liờn kt qua b nguyờn t cho l O, S, N(1) cựng vi s hỡnh thnh vũng 4, 5 hoc 6 cnh [27, 31, 34] Hỡnh 1.3 Phc cht ca Cu(II) vi thiosemicacbazon 1-metyl isatin Cỏc thiosemicacbazon. .. R ó s dng thiosemicacbazon o-hiroxi axetophenon trong vic xỏc nh palai bng phng phỏp trc quang Hp cht 5,5-imetylxyclohexan-1,2,3-trion-1,2ioxim-3 -thiosemicacbazon c s dng phõn tớch hm lng ion ng trong nhiu mu thc phm khỏc nhau bng phng phỏp in húa [32, 33] Kt qu cho thy phng phỏp ny hon ton phự hp vi phng phỏp ph hp th nguyờn t, gii hn phõn tớch cú th t mc 0,49 g/ml Nhiu cụng trỡnh nghiên cứu trong... ó cú nhiu nghiờn cu v hot tớnh sinh hc ca cỏc thiosemicacbazon v phc cht ca mt s kim loi chuyn tip nh Cu, Ni, Pd Tỏc gi [1, 6, 9] ó tng hp cỏc phc cht ca thiosemicacbazit v mt s thiosemicacbazon v th hot tớnh sinh hc ca mt s sn phm tng hp c Tỏc gi [1] ó tng hp v thm dũ hot tớnh sinh hc ca thiosemicacbazit (Hth), thiosemicacbazon salixylanehit (H2thsa), thiosemicacbazon isatin (H2this) v phc cht ca . giống với cấu trúc của các hợp chất trong cơ thể sống được quan tâm hơn cả. Một trong số các phối tử kiểu này là thiosemicacbazon và các dẫn xuất của nó. Việc nghiên cứu các phức chất của thiosemicacbazon. bệnh cho người và vật nuôi. Trang 2 Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: Tổng hợp, nghiên cứu các phức chất của Fe(II) và Co(II) với một số dẫn xuất của thiosemicacbazon . tiên tổng hợp và nghiên cứu các phức chất của thiosemicacbazit. Ông đã tổng hợp, nghiên cứu phức chất của thiosemicacbazit với Cu(II), Ni(II), Co(II) và đã chứng minh rằng trong các hợp chất