Tổng hợp và xác định cấu trúc một số phức kẽm (II) với dẫn xuất thế n(4) aminylthiosemicarbazone chứa hợp phần quinoline

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHOA HÓA HỌC  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SƯ PHẠM HÓA HỌC TÊN ĐỀ TÀI: TỔNG HỢP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ PHỨC KẼM (II) VỚI DẪN XUẤT THẾ N(4)-AMINYLTHIOSEMICARBAZONE CHỨA HỢP PHẦN QUINOLINE Giảng viên hướng dẫn: TS Dương Bá Vũ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Lâm MSSV: K38 201.056 ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Giảng viên hướng dẫn Xác nhận chủ tịch hội đồng [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ MỞ ĐẦU Ung thư, nay, mối quan tâm to lớn giới; số người mắc bệnh ngày gia tăng mà chưa có liệu pháp chữa trị thật hữu hiệu Điều đặt thách thức to lớn nhà khoa học phải có nghiên cứu góp phần tích cực vào việc tìm liệu pháp hữu hiệu để chữa trị ung thư - cướp hạnh phúc hàng triệu người Một thành tựu mà nhà khoa học có việc tìm thấy hợp chất thiosemicarbazone với hoạt tính sinh học đa dạng kháng khuẩn, kháng viêm, đặc biệt tính kháng khối u với tế bào ung thư Không vậy, hoạt tính cải thiện dẫn xuất thiosemicarbazone tham gia tạo phức với ion kim loại nguyên tố chuyển tiếp đồng, kẽm, platin, v…v… Nắm bắt thông tin ấy, tiến hành nghiên cứu dẫn xuất thiosemicarbazone khả tạo phức chúng với ion kim loại Trong đề tài thực nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất hợp chất thiosemicarbazone chứa hợp phần quinoline phức chất chúng với kim loại kẽm Trong trình tiến hành, áp dụng phương pháp phổ để xác định biện luận cấu trúc phối tử phức chất tổng hợp Qua hội cho củng cố lại lí thuyết học từ thầy cô khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Tp HCM SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10 1.1 Từ quinoline đến thiosemicarbazone chứa hợp phần quinoline 10 1.1.1 Giới thiệu quinoline 10 1.1.2 Hoạt tính ứng dụng 11 1.1.3 Một số phương pháp tổng hợp hợp chất quinoline 13 1.1.3.1 Một số phương pháp tổng hợp hợp chất quinoline 13 1.1.3.2 Giới thiệu 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde 15 a) Phương pháp tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde 15 b) Phản ứng chuyển hóa 2-chloro-quinoline-3-carbaldehyde 16 b1) Phản ứng 16 b2) Phản ứng cộng vào nhóm aldehyde 16 b3) Phản ứng oxi hóa nhóm aldehyde 17 b4) Phản ứng ngưng tụ 17 1.2 Phức chất thiosemicarbazone 18 1.2.1 Sự phát triển hợp chất thiosemicarbazone 18 1.2.2 Hoạt tính sinh học thiosemicarbazone phức ion kim loại với thiosemicarbazone 19 1.2.2.1 Hoạt tính kháng u 19 a) Men khử (Reducase ribonucleotide) 20 b) Cơ chế khác 21 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ 1.2.2.2 Hoạt tính kháng động vật đơn bào 21 1.2.3 Các nghiên cứu phức chất kẽm với dẫn xuất thiosemicarbazone 23 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 27 CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Nội dung nghiên cứu 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu 28 2.3 Hóa chất dụng cụ 28 2.3.1 Hóa chất 28 2.3.2 Dụng cụ 28 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Thực nghiệm 29 3.1.1 Tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde dẫn xuất 2-quinolone-3carbaldehyde 30 3.1.1.1 Tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde 30 3.1.1.2 Tổng hợp dẫn xuất: 2-quinolone-3-carbaldehyde 31 3.1.2 Tổng hợp dẫn xuất N(4)-aminylthiosemicarbazide 32 3.1.2.1 Tổng hợp N(4)-(4-methylpiperidinyl)thiosemicarbazide 32 3.1.2.2 Tổng hợp N(4)-morpholinylthiosemicarbazide 33 3.1.3 Tổng hợp số phối tử 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde, 2-quinolone-3carbaldehyde với dẫn xuất thiosemicarbazide 34 3.1.3.1 Tổng hợp phối tử 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde-N(4)-(4methylpiperidinyl)thiosemicarbazone (L1) 34 3.1.3.2 Tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)-(4methylpiperidinyl)thiosemicarbazone (L2) 35 3.1.3.3 Tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)morpholinylthiosemicarbazone (L3) 35 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ 3.1.4 Tổng hợp số phức kẽm 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde 2-quinolone3-carbaldehyde với dẫn xuất N(4)-aminylthiosemicarbazide 36 3.1.4.1 Tổng hợp phức kẽm với 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde-N(4)-4-methyl piperidinyl thiosemicarbazone [Zn(L1) ](NO ) ) 36 3.1.4.2 Tổng hợp phức kẽm với 2-quinolone-3-carbaldehyde [N(4)-4-methyl piperidinyl thiosemicarbazone] (Zn(L2) ) 36 3.1.4.3 Tổng hợp phức kẽm với 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)-morpholinyl thiosemicarbazone (Zn(L3) ) 37 3.2 Thảo luận kết nghiên cứu 38 3.2.1 Phân tích kết tổng hợp phối tử L1, L2 L3 38 3.2.1.1 Phân tích kết khối phổ MS phối tử L1, L2, L3 38 3.2.1.2 Phân tích kết tủa phổ IR phối tử L1, L2, L3 39 3.2.1.3 Phân tích kết tủa phổ UV-Vis phối tử L1, L2, L3 43 3.2.1.4 Phân tích kết phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR phối tử L1, L2, L3 44 a Phân tích kết phổ 1H-NMR phối tử L1 44 b Phân tích kết phổ 1H-NMR phối tử L2 46 c Phân tích kết phổ 1H-NMR phối tử L3 48 3.2.1.5 Phân tích kết phổ 13C-NMR, HSQC, HMBC, COSY phối tử L1, L2, L3 49 3.2.2 Phân tích kết tổng hợp phức chất [Zn(L1) ](NO ) , Zn(L2) Zn(L3) 59 3.2.2.1 Phân tích kết tổng hợp phức chất [Zn(L1) ](NO ) 60 a Phân tích kết phổ MS phức [Zn(L1) ](NO ) 60 b Phân tích kết phổ IR phức [Zn(L1) ](NO ) 61 c Phân tích kết phổ UV-Vis phức [Zn(L1) ](NO ) 62 d Phân tích kết phổ 1H-NMR phức [Zn(L1) ](NO ) 62 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ e Phân tích kết phổ 13C-NMR, HSQC, HMBC, COSY phức [Zn(L1) ](NO ) 63 3.2.2.2 Phân tích kết tổng hợp phức chất Zn(L2) * 64 a Phân tích kết phổ IR phức Zn(L2) 64 b Phân tích kết phổ UV-Vis phức Zn(L2) 64 c Phân tích kết phổ 1H-NMR phức Zn(L2) 65 d Phân tích kết phổ 13C-NMR, HSQC, HMBC, COSY phức Zn(L2) 66 3.2.2.3 Phân tích kết tổng hợp phức chất Zn(L3) 67 a Phân tích kết phổ IR phức Zn(L3) 67 b Phân tích kết phổ UV-Vis phức Zn(L3) 67 c Phân tích kết phổ 1H-NMR phức Zn(L3) 68 d Phân tích kết phổ 13C-NMR, HSQC, HMBC, COSY phức Zn(L3) 68 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 80 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1: Hợp chất quinoline Hình 2: Các dẫn xuất quinoline cô lập từ sản phẩm tự nhiên Hình 3: Một vài hợp chất hứa hẹn với hệ vòng quinoline Hình 4: Một vài dẫn xuất quinoline quan trọng Hình 5: Tổng hợp quinoline Combes Hình 6: Phương pháp tổng hợp quinoline Safari cộng Hình 7: Phương pháp tổng hợp quinoline Anvar đồng nghiệp Hình 8: Phương pháp tổng hợp quinoline Reddy cộng Hình 9: Qui trình tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde Hình 10: Qui trình chuyển hóa thành thione, seleno, base Schiff Hình 11: Qui trình chuyển hóa thành quinolone Hình 12: Phản ứng cộng với với 2-mercaptobenzimidazole Hình 13: Phản ứng cộng với 1,2,4-triazole-5-thiol Hình 14: Phản ứng oxi hóa nhóm aldehyde Hình 15: Phản ứng ngưng tụ Hình 16: Hợp chất thiosemicarbazone (a) methisazone (b) Hình 17: Các dẫn xuất nhóm thiosemicarbazone có khả tridenate Hình 18: Gốc tự tyrosyl Hình 19: Cấu tạo kết hợp thiosemicarbazone ferroquine Hình 20: Phối tử thiosemicarbazone 2-benzotlpyridine Hình 21: Phức Zn(II) với thiosemicarbazone 2-benzoylpyridine Hình 22: Thiosemicarbazone pyridine-2-carbaldehyde (a) thiosemicarbazone (1E)-1pyridine-2-ylethan-1-one (b) SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ Hình 23a: Phức kẽm với thioserimicarbazone pyridine-2-carbaldehyde thiosemicarbazone (1E)-1-pyridine-2-ylethan-1-one (a,b:=1:1; c,d=1:2) Hình 23b: Phức kẽm với di-2-pyridylketone 4-cyclohexyl-4-methyl-3-thiosemicarbazone (a b) Hình 23c: Kết tương tác với ti thể di-2-pyridylketone 4-cyclohexyl-4-methyl3-thiosemicarbazone Hình 24: Sơ đồ tổng hợp phối tử L1, L2, L3 Hình 25: Phản ứng tổng hợp 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde Hình 26: Phản ứng điều chế dẫn xuất: 2-quinolone-3-carbaldehyde Hình 27: Phản ứng điều chế carboxy N(4)-(4-methylpiperidinyl)dithiocarbamate Hình 28: Phản ứng chuyển hóa N(4)-(4-methylpiperidinyl)dithiocarbamate thành N(4)-(4methylpiperidinyl)thiosemicarbazide Hình 29: Phản ứng điều chế N(4)-morpholinyldithiocarbamate Hình 30: Phản ứng chuyển hóa N(4)-morpholinyldithiocarbamate thành N(4)-morpholinyldithiocarbazide Hình 31: Phản ứng tổng hợp phối tử 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde N(4)-4methylpiperidinyl thiosemicarbazone Hình 32: Phản ứng tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)-4methylpiperidinyl thiosemicarbazone Hình 33: Phản ứng tổng hợp phối tử 2-quinolone-3-carbaldehyde-N(4)morpholinylthiosemicarbazone Hình 34: Kết phân tích khối phổ MS L1 Hình 35: Phổ IR hợp chất 2-chloroquinoline-3-carbaldehyde Hình 36: Phổ IR hợp chất 2-quinolone-3-carbaldehyde Hình 37: Phổ IR hợp chất N(4)-4-methylpiperidinylthiosemicarbazide Hình 38: Phổ IR hợp chất N(4)-morpholinyl thiosemicarbazide SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ Hình 39: Phổ IR phối tử L1 Hình 40: Tín hiệu UV-Vis L1, L2 L3 Hình 41: Sự cộng hưởng xảy nhóm amide Hình 42: Cấu trúc dự kiến phối tử L1 Hình 43: Kết đo phổ 1H-NMR phân vùng L1 Hình 44: Kết đo phổ 1H-NMR vùng L1 Hình 45: Cấu trúc dự kiến phối tử L2 Hình 46: Kết đo phổ 1H-NMR phân vùng L2 Hình 47: Kết đo phổ 1H-NMR vùng L2 Hình 48: Cấu trúc dự kiến phối tử L3 Hình 49: Kết đo phổ 1H-NMR phân vùng Hình 50: Kết đo phổ vùng L3 Hình 51: Kết đo phổ 13C-NMR L1 Hình 52: Cấu trúc L1 ứng với tín hiệu vùng carbon bão hòa Hình 53: Kết đo phổ HSQC vùng carbon bão hòa L1 Hình 54: Kết đo phổ HMBC vùng carbon bão hòa L1 Hình 55: Tương tác cặp electron tự nitrogen σ*C-H Hình 56: Kết đo phổ COSY vùng carbon bão hòa L1 Hình 57: Cấu trúc L1 ứng với tín hiệu vùng carbon không bão hòa Hình 58: Kết phổ HSQC vùng carbon không bão hòa L1 Hình 59: Kết phổ HMBC vùng carbon không bão hòa L1 Hình 60: Các hợp phần cấu thành L2 Hình 61: Các hợp phần cấu thành L3 Hình 62: Sự thay đổi vị trí C C 11 L2 L3 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ L2 L3 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 88 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ [Zn(L1) ](NO ) Zn(L2) SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 89 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ Zn(L3) Hệ thống phổ 13C-NMR L1, L2, L3, [Zn(L1) ](NO ) , Zn(L2) , Zn(L3) L1 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 90 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ L2 L3 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 91 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ [Zn(L1) ](NO ) , Zn(L2) SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 92 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ Zn(L3) Hệ thống phổ HSQC L1, L2, L3, [Zn(L1) ](NO ) , Zn(L2) , Zn(L3) L1 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 93 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ L2 L3 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 94 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ [Zn(L1) ](NO ) Zn(L2) SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 95 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ Zn(L3) Hệ thống phổ HMBC L1, L2, L3, [Zn(L1) ](NO ) , Zn(L2) , Zn(L3) L1 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 96 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ L2 L3 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 97 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ [Zn(L1) ](NO ) Zn(L2) SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 98 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ Zn(L3) Hệ thống phổ COSY L1, L2, L3, [Zn(L1) ](NO ) , Zn(L2) , Zn(L3) L1 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 99 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ L2 L3 SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 100 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ [Zn(L1) ](NO ) Zn(L2) SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 101 [KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP] GVHD: TS Dương Bá Vũ Zn(L3) SVTH: Nguyễn Hoàng Lâm Trang 102