ứng dụng của phức chất trong mỹ phẩm, dược phẩm

B.Iaximirxki thì “phức chất là những hợp chấttạo được các nhóm riêng biệt từ các nguyên tử, ion hoặcphân tử với những đặc trưng: a có mặt sự phối trí, bkhông phân ly hoàn toàn trong dung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HUẾ

KHOA HÓA HỌC

Họ và tên: NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHI

Lớp: HóaK36

Giáo viên giảng dạy: TRẦN NGỌC TUYỀN

Bài Tiểu luận

1 Tổng quan về phức chất

1.1 Giới thiệu chung

Trong lịch sử phát triển của hoá học phức chất đã cónhiều định nghĩa về phức chất của các tác giả khác nhau.Tác giả của các định nghĩa này thường thiên về việc nhấnmạnh tính chất này hay tính chất khác của phức chất, đôikhi dựa trên dấu hiệu về thành phần hoặc về bản chất củalực tạo phức

Theo A Werner, tác giả của thuyết phối trí thì phức chất

là hợp chất phân tử nào bền trong dung dịch nước, khôngphân huỷ hoặc chỉ phân huỷ rất ít ra các hợp phần tạothành hợp chất đó

dương hay âm, có khả

năng tồn tại ở dạng tinh

thể cũng như ở trong

dung dịch Trong trường

hợp riêng, điện tích của

ion phức tạp đó có thể

bằng không

H1 Cấu trúc siêu phân tử của một

phức chất kim loại

Theo K B.Iaximirxki thì “phức chất là những hợp chấttạo được các nhóm riêng biệt từ các nguyên tử, ion hoặcphân tử với những đặc trưng: a) có mặt sự phối trí, b)không phân ly hoàn toàn trong dung dịch (hoặc trong chânkhông), c) có thành phần phức tạp (số phối trí và số hoátrị không trùng nhau)”.

1.2 Tầm quan trọng của hóa học phức chất

Hóa học về các phức chất là một lĩnh vực quan trọngcủa hóa học hiện đại Việc nghiên cứu các phức chất đãđược nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm, vì chúngđược ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹthuật và đời sống, nhất là trong công nghiệp Phức chấtđược ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: nôngnghiệp, sinh học, y dược

các ion kim loại;

hòa tan kết tủa

Môôt trong các hướng ứng dụng cơ bản của hêô phứcchất là xúc tác cho quá trình oxi hoá khử đồng thể, nhất làquá trình oxi hoá các hợp chất hũu cơ với quy mô côngnghiêôp, chế biến các sản phẩm dầu mỏ, tổng hợp hữu cơhoá dầu, chuyển hoá các hợp chất cơ bản như olephilethành các sản phẩm thương mại như tẩy trắng, làm sạchvâôt liêôu, phân huỷ nhiều chất độc hại trong công nghiệp.Các phức chất đóng vai trò quan trọng trong đời sốngđộng, thực vật Đặc biệt, hoạt tính sinh học của phức chấtđáp ứng tốt nhất các yêu cầu trong y học như không độc,không gây tác dụng phụ, không gây hại cho các tế bàolành Do đó, phức chất được chú trọng nghiên cứu dùnglàm thuốc chữa bệnh cho người và động vật nuôi.

2. Ứng dụng phức chất trong dược phẩm

H3 Phức Fe(II) trong hemoglobin

Hoá học phức chất đang phát huy ảnh hưởng sâu rộngsang lĩnh vực hoá sinh cả về lí thuyết và ứng dụng, rấtnhiều thành tựu trong lĩnh vực hoá sinh vô cơ và trong ydược gắn liền với việc nghiên cứu phức chất trong các hệsinh học Những quá trình quan trọng nhất của sự sốngnhư sự quang hợp, sự vận chuyển oxi và carbon dioxidetrong cơ thể, sự xúc tác enzyme đã dần được sáng tỏ nhờxác định được cấu trúc và vai trò của các phức chất đạiphân tử Trong công nghiệp hoá dược, các phức chấtchứa các phối tử bất đối đã được dùng phổ biến để tổnghợp lựa chọn lập thể các dược chất mà bằng phươngpháp thông thường không thể tổng hợp được.

Y học hiện đại người ta dùng các loại thuốc chứanhững hoạt chất có khả năng tạo phức với các kim loại.Những kim loại cần bổ sung thường được đưa vào cơ thểdưới dạng phức chất với các phối tử không gây độc cho

cơ thể mà còn có tácdụng bổ ích như cácamino acid, protein,đường, vitamin v.v…Porphyrin tồn tại trongthiên nhiên dưới dạngnhững dẫn xuất củanó: hemoglobin,chlorophyll vàcytochrome đều cóvai trò rất lớn đối với

sự sống của sinh vật

H4 Cấu trúc chlorophyll

2.1 Thiosemicarbazone

Thiosemicarbazone là lớp hợp chất đã được nghiêncứu về hoạt tính sinh học trong suốt thế kỷ 20 và cho đếnnhững năm 50 Các hợp chất này đã được sử dụng làmthuốc kháng lao, kháng bệnh phong, làm hợp chất ức chế

ăn mòn kim loại, ứng dụng trong quang phổ hấp thụnguyên tử, quang điện tử, sử dụng làm thuốc kháng virus,kháng ung thư Ngoài ra, các hợp chất này còn có khảnăng tạo phức với nhiều kim loại, những phức chất nàycũng có các hoạt tính sinh học như hoạt tính khángkhuẩn, kháng nấm, kháng virus và chống ung thư v.v

H5 Cấu trúc cytochrome

Các thiosemicarbazone của monosaccharide có hoạttính sinh học cao là nhờ sự có mặt hợp phần phân cựccủa monosaccharide làm các hợp chất này dễ hoà tantrong các dung môi phân cực như nước, ethanol… Mặtkhác, các dẫn xuất của carbohydrate là những hợp chấtquan trọng có mặt trong nhiều phân tử sinh học như acidnucleic, coenzym, trong thành phần cấu tạo của một số

virus, một số vitamin nhóm B Do đó, các hợp chất nàykhông những chiếm vị trí đáng kể trong y dược học mà nócòn đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp nhờ khảnăng kích thích sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng,

ức chế sự phát triển hoặc diệt trừ cỏ dại, sâu bệnh

Tất cả các thiosemicarbazone của dẫn xuất thế ở vị trípara của benzaldehyde đều có khả năng diệt vi trùng lao.Trong đó, p-acetaminobenzaldehyde thiosemicarbazone

H6 Một số phức thiosemicarbazone

được xem là thuốc chữa bệnh lao hiệu nghiệm nhất hiệnnay

Ngoài ra, các thiosemicarbazone của pyridin-3, etylsunfobenzaldehyde và pyridin-4 cũng đang được sửdụng trong y học chữa bệnh lao Thiosemicarbazoneistatin được dùng để chữa bệnh cúm, đậu mùa và làmthuốc sát trùng

4-Thiosemicarbazone của monoguanyl hidrazone có khảnăng diệt khuẩn gam dương Phức chất củathiosemicarbazide

với các muối clorua

của mangan, niken,

4-… Trong số các phức chất đó thì phức của Pd(II) với

2-H7 Phức Cu(II) với thiosemicarbazone

đó làm giảm chỉ số pháttriển u Các phức chất củaPd(II) với 4-phenylthiosemicarbazone istatin,4-phenyl thiosemicarbazone salixylaldehyde,thiosemicarbazone diacetylmonoxim, 4-phenylthiosemicarbazone diacetylmonoxim có độc tính khá mạnhđối với nấm và vi khuẩn Các phức chất của Pt(II) với 4-phenyl thiosemicarbazone istatin, thiosemicarbazonefuraldehyde có khả năng ức chế sự phát triển của tế bàoung thư gan, ung thư màng tim, ung thư màng tử cung.Phức chất của Pt(II) với 4-metyl thiosemicarbazoneistatin, 4-metyl thiosemicarbazone furaldehyde đều có khảnăng ức chế tế bào ung thư màng tim và ung thư biểu mô

ở người

Trong số các phối tử và phức chất nghiên cứu hoạt tínhsinh học thì phức của Cu(II) với các phối tửthiosemicarbazone citronenlal và thiosemicarbazonementol đều có khả năng ức chế trên cả hai dòng tế bàoung thư gan và phổi

Phức chất Mo với thiosemicarbazone có khả năng diệtkhuẩn cao cùng với khả năng ức chế sự phát triển ungthư Hai phức chất Mo(Hth)3Cl3 có tác dụng ức chế đáng

kể đối với sự phát triển của khối u như làm giảm thể tích

và chỉ số phát triển của khối u

2.2 Phức Platin

Cisplatin là hợp chất của

platin gồm 1 nguyên tử

platin nối với 2 nguyên tử

bào, chống u và thuộc loại

các chất alkyl hóa Cisplatin

tạo thành các liên kết chéo

bên trong và giữa các sợi

DNA, nên làm thay đổi cấu

trúc của DNA và ức chế

tổng hợp DNA Ngoài ra, ở

một mức độ thấp hơn,

cisplatin ức chế tổng hợp

protein và RNA Thuốc

không có tác dụng đặc hiệu trên một pha nào của chu kỳ

tế bào Sau khi tiêm nhanh vào tĩnh mạch liều thườngdùng, thuốc có nửa đời thải trừ lúc ban đầu trong huyếttương từ 25 đến 50 phút Sau đó nồng độ toàn phần củathuốc (kể cả dạng liên kết và dạng không liên kết) giảmxuống với nửa đời trong huyết tương là 60 - 70 giờ hoặclâu hơn Trên 90% lượng platin trong máu liên kết đồnghóa trị với protein huyết tương Nồng độ cisplatin cao nhấtthấy ở thận, gan, tuyến tiền liệt, thấp hơn đôi chút ở bàng

H9 Cấu trúc phân tử cisplatin

H10 Cấu trúc carboplatin

quang, cơ, tinh hoàn, tụy, lách, và thấp nhất ở ruột, tuyếnthượng thận, tim, phổi, não và tiểu não Chỉ một lượngnhỏ thuốc được thải trừ qua thận trong 6 giờ đầu tiên Sau

24 giờ lượng thải trừ là 25% và sau 5 ngày, 43% liều dùngthấy trong nước tiểu Khi truyền tĩnh mạch, nửa đời tronghuyết tương ngắn hơn và lượng thuốc thải trừ lớn hơn.Cisplatin được thải trừ qua mật và ruột rất ít Cisplatinđược hấp thu tốt khi tiêm vào trong màng bụng Cisplatin

có thể dùng đơn độc hoặc phối hợp với các thuốc hóa trịliệu khác để điều trị: ung thư tinh hoàn đã di căn, ung thưbuồng trứng giai đoạn muộn đã được phẫu thuật hoặcchiếu tia xạ, ung thư đầu và cổ đã trơ với các thuốc khác,ung thư nội mạc tử cung, ung thư phổi tế bào nhỏ, một sốung thư ở trẻ em (u Wilms) Ung thư bàng quang giaiđoạn muộn không còn khả năng điều trị tại chỗ (phẫuthuật, tia xạ), cisplatin được dùng đơn độc trong trườnghợp này Không nên coi cisplatin là cách lựa chọn đầu tiên

để chữa ung thư bàng quang, ung thư đầu và cổ, mà chỉdùng để điều trị các ung thư đó ở giai đoạn muộn hoặc táiphát

Carboplatin là một phức hợpkim loại nặng vô cơ chứa mộtnguyên tử trung tâm là platin, cócấu tạo và tính chất sinh hóa gầngiống với cisplatin Carboplatingắn vào DNA để tạo ra liên kếtchéo bên trong và giữa hai chuỗiDNA, liên kết chéo này làm thayđổi cấu trúc và ức chế sự tổnghợp DNA Carboplatin là một hợp

H11 Thuốc tiêm carboplartin

chất ổn định hơn và được hoạt hoá chậm hơn cisplatin

Để có mức độ gắn với AND tương đương, cần phải cónồng độ carboplatin cao hơn cisplatin Giữa carboplatin vàcisplatin có một mức độ kháng chéo cao Tuy vậy, một số

u kháng cisplatin lại có thể đáp ứng với carboplatin Vềmặt lâm sàng, carboplatin được dung nạp tương đối tốt

So với cisplatin, carboplatin

có tác dụng tương tự đối với

một số ung thư (buồng

trứng, phổi, đầu - cổ), nhưng

lại kém tác dụng hơn đối với

ung thư tinh hoàn

Carboplatin thường được ưa

dùng đối với người bệnh bị

suy thận, hoặc có nguy cơ

cao bị nhiễm độc tai hoặc

thần kinh, còn cisplatin lại

thường được ưa dùng cho

H13 Thuốc chống tăng

huyết áp

vi do oxit nito được giải phóng ra tác động trực tiếp lên cảtĩnh mạch và tiểu động mạch Thuốc được sử dụng đểđiều trị cơn tăng huyết áp

Thuốc còn được dùng để chủ động gây giảm huyết ápkhi gây mê toàn thân Trong suy tim ứ máu nặng, thuốcđược sử dụng để làm giảm tiền gánh và hậu gánh Thuốckhông có tác dụng trên hệ thần kinh thực vật Cơn tănghuyết áp khi cần phải giảm ngay huyết áp để phòng vàhạn chế tổn thương ở cơ quan đích

Nitroprusiat được dùng đểđiều trị tăng huyết áp kịch pháttrước và trong khi phẫu thuật u

tế bào ưa crom, phình táchđộng mạch chủ trước khi phẫuthuật, suy tim trái cấp, hở vanhai lá nặng Thuốc làm giảmsung huyết phổi và tăng caochỉ số tim, làm giảm huyết ápchỉ huy trong phẫu thuật đểlàm giảm xuất huyết trong vùng phẫu thuật Thuốc cũngđược chỉ định làm giảm hậu gánh ở người bị nhồi máu cơtim cấp có tăng huyết áp và vẫn còn đau ngực dai dẳnghoặc suy thất trái

Thuốc chống độc kết hợp với chất độc: Khi chất độcliên kết với vị trí đặc hiệu, thuốc phản ứng với chất độc vàtạo thành một phức hợp mới, giải phóng thụ thể trở lạitrạng thái ban đầu Sau đó, phức hợp thuốc – chất độc sẽđược thải trừ ra khỏi cơ thể Phần lớn các loại thuốcchống độc đặc hiệu hiện nay tác dụng theo cơ chế này

H14 Thuốc giải độc kim loại nặng

như trường hợp của thuốc hồi phục cholinesteraza trongđiều trị nhiễm độc chất độc phốtpho hữu cơ Có thể kểthêm vào nhóm thuốc chống độc này các thuốc có tácdụng tạo phức hợp với chất độc, ví dụ như thuốc BALtrong điều trị nhiễm độc kim loại nặng (chì, asen) vàlewisit

2.4 EDTA (ethylendiamin tetra acetic acid)

Thường dùng muối

dinatri (Na2EDTA,

dinatri edetat) để làm

tan nước, có khả năng

“gắp” (chelate) calci Khi

hoặc 3 (chì, đồng, sắt,

coban, cadimi, chất

phóng xạ) dùng dinatri

calci edetat (CaNa

2EDTA) sẽ tạo thành những phức bền, mất toàn bộ hoạttính ion và độc tính của nó, không bị tai biến hạ calci máuđược thải qua thận trong 24 giờ, 72% thuốc được tìm thấydưới dạng chelat trong nước tiểu, thời gian nửa thải trừ ởhuyết tương là 40 phút Không khuếch tán qua dịch não –tủy

Penicilamin (D- bêta, dimethylcystein) là chất thuỷ phâncủa penicilin Penicilamin là mộttác nhân giải độc trong điều trịbệnh Wilson, cystin niệu và nhiễmđộc kim loại nặng và còn được

độ chì cao trong các mô mềm Tạo chelat với kim loạinặng, hợp với những chất này thành những phức hòa tan

và được thải qua nước tiểu Trong cystein niệu,penicilamin hợp thành với cystein một phức hợp hoà tan.EDTA dùng để cô lập các ion kim loại, làm cho các ion nàykhông tác dụng được với các hợp chất khác, dùng chocác trường hợp bị nhiễm độc chì, thủy ngân ở người

2.5 Dimercaprol

Dimercaprol ngăn ngừa

độc tính của những phức

hợp thiol - kim loại, bằng

cách phản ứng với kim loại

để hình thành phức hợp

dimercaprol - kim loại, đồng

thời giải phóng hệ enzyme

có thiol Khả năng tạo chelat

của dimercaprol thay đổi tuỳ từng kim loại, mạnh nhất vớithuỷ ngân, muối vàng và nửa kim loại như asen.

2.6 Phức nguyên tố đất hiếm

Các amino acid là loại phối tử hữu cơ nhiều chức, phenanthroline là một base hữu cơ dị vòng, tạo nên nhiềuphức chất với nguyên tố đất hiếm (NTĐH), rất phong phú

o-về số lượng, đa dạng o-về cấu trúc và tính chất Nhiều phứcchất hỗn hợp của NTĐH có hoạt tính sinh học rất mạnh.Trong hóa học phân tích, phức chất hỗn hợp, các phối tửcủa NTĐH được dùng để tách, phân chia nhóm cácNTĐH, riêng các NTĐH Trong lĩnh vực sinh học, một sốphức chất đất hiếm dùng làm chất xúc tác cho quá trìnhsinh tổng hợp protein, tách DNA và RNA Trong Y Dượcmột số phức chất đất hiếm là thành phần của thuốc dùng

để điều trị bệnh thiếu máu, tiểu đường và các bệnh củangười già

Còn trong lĩnh vực nông nghiệp khi dùng phức chất củaNTĐH làm phân vi lượng bón cho cây trồng, làm thức ăncho gia súc, gia cầm, đã kích thích sự phát triển, làm tăngnăng suất, chất lượng sản phẩm của cây trồng và vậtnuôi

3. Ứng dụng phức chất trong mỹ phẩm

3.1 Polyvinylpyrrolidone

H17 Công thức phân tử pvp

H18 Thành phần hóa học của kem đánh răng

Polyvinylpyrrolidone làthành phần của nhiều loại mỹphẩm, dầu gội đầu, kem cạorâu,… Nhờ vào khả năng tạophức, nó được sử dụng làmcác tác nhân cô đặc, ổn địnhnhũ tương, chất giảm cảmquang, bám dính tốt với tóc và

da, không dị ứng và hoạt tínhkeo bảo vệ Khả năng tạo phức của PVP với thuốc nhuộmdẫn đến ứng dụng của nó trong việc nhuộm tóc hay rửamàu nhờ điều chỉnh tỷ lệ PVP so với thuốc nhuộm, màusắc có thể được giữ vĩnh cửu hoặc tạm thời Trong kem

đánh răng, khả năng tạo phức của PVP có thể được sửdụng để làm tăng khả năng loại bỏ các vết ố, giúp trắng vàsạch răng

3.2 Acid Pantothenic (Vitamin B5)

Acid Pantothenic thường được thấy ở dạng nhóm phức

hệ B, là một phức hợp có mặt rộng rãi trong cơ thể sống,

và là một vitamin cần thiết cho sự sống Khả năng tạo

H19 Cấu tạo hóa học Coenzyme-A

phức mang lại nhiều hoạt tính sinh học cho acidpantothenic, hoạt động như một chất giữ ẩm đồng thời táitạo các tế bào khỏe mạnh Acid pantothenic được sửdụng trong mỹ phẩm có tác dụng trị mụn, gàu,… VitaminB5 hoạt động bằng cách giảm sản lượng dầu của tuyến

bã nhờn, tăng

Coenzyme A (Co-A)

làm tăng sự phân hủy

trao đổi chất của dầu

do hoạt động bình

thường của sinh lý tế

bào làm giảm sự tích

tụ dầu trên da, và do

đó làm giảm hoặc loại

bỏ mụn trứng cá Đặc

biệt, Vitamin B5 giúp giữ cho làn da khỏe mạnh, trì hoãn

sự xuất hiện của các dấu hiệu lão hóa sớm trên da nhưnếp nhăn và các đốm đồi mồi

3.3 Một số phức khác

Ngoài ra còn có rất nhiều phức chất tự nhiên và nhântạo có hoạt tính sinh học cao được ứng dụng rộng rãitrong sản xuất mỹ phẩm

Nano White là một phức chất làm sáng da tự nhiên tácdụng cao, có chứa Arbutin được chiết xuất từ lá của câythường xanh dây leo, hợp chất kết hợp giữa vitamin vàGlutathione

Lanoline là một phức hợp sản phẩm có nguồn gốc tựnhiên mà con người chưa tổng hợp được Thành phần và