Phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử benzamidin ba càng dẫn xuất từ thiosemcacbazit 60 44 25

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 Lý chọn đề tài Nội dung CHƢƠNG - TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu kim loại 1.1.1 Tính chất chung Paladi 1.1.2 Khả tạo phức chất Pd(II) 1.1.3 Một số phức chất điển hình Pd(II) 1.1.4 Vai trò sinh học Palađi 1.2 Giới thiệu Benzamiđin 1.2.1 Benzamiđin hai 1.2.2 Benzamiđin ba 1.2.2.1 Benzamiđin ba 1.2.2.2 Benzamiđinba dẫn xuất từ thiosemicacbazit 1.2.3 Benzamiđin bốn 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 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 - THỰC NGHIỆM 23 2.1 Dụng cụ 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 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 H2L 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 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 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 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Thảo luận trình tổng hợp nghiên cứu phối tử 31 3.1.1 Tổng hợp phối tử H2L 31 3.1.2 Nghiên cứu phối tử H2L 34 3.1.2.1 Nghiên cứu phối tử phƣơng pháp IR 34 3.1.2.2 Nghiên cứu phối tử phƣơng pháp H NMR 37 3.1.2.3 Nghiên cứu phối tử phƣơng pháp ESI-MS 42 3.2 Thảo luận trình tổng hợp 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] phƣơng pháp IR 46 E5 3.2.2.2 Nghiên cứu phức chất [Pd(HL )Cl] phƣơng pháp 51 H NMR 3.2.2.3 Nghiên cứu phức chất [Pd(HL)Cl] phƣơng pháp ESI-MS 53 E5 3.2.2.4 Nghiên cứu phức chất [Pd(HL )Cl] phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 56 3.3 Thảo luận trình tổng hợp 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] phƣơng pháp IR 61 3.2.2.2 Nghiên cứu phức chất [{Pd(L)}3] phƣơng pháp H NMR 65 E7 3.3.2.3 Nghiên cứu phức chất [{Pd(L )}3] phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 68 3.4 Kết 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 dải hấp thụ phổ IR phối tử H2L 35 Bảng 3.2 Quy kết tín hiệu phổ H NMR phối tử H2L 38 Bảng 3.3 Quy kết dải hấp thụ phổ IR phức chất 49 Bảng 3.4 Quy kết tín hiệu phổ H NMR H2L E5 E5 [Pd(HL )Cl] 52 E5 Bảng 3.5 Một số độ dài liên kết góc liên kết phức chất [Pd(HL )C] 57 E5 Bảng 3.6 Một số thông tin tinh thể phức chất [Pd(HL )C] 58 Bảng 3.7 Quy kết dải hấp thụ phổ IR phức chất [{Pd(L)} 3] 62 Bảng 3.8 Bảng quy kết tín hiệu phổ H phức chất [{Pd(L)}3] 67 E7 Bảng 3.9 Một số thông tin tinh thể phức chất [{Pd(L )}3] 69 E7 Bảng 3.10 Một số độ dài liên kết góc liên kết phức chất [{Pd(L )}3] 69 Bảng 3.11 Kết thử hoạt tính sinh học 73 MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Sự tách mức lƣợng obitan d xếp electron ion 2+ Pd (d ) trƣờng đối xứng bát diện, bát diện lệch vuông phẳng Hình 1.2 Benzamiđin ba dẫn xuất từ 2-aminophenol (1), 2(aminometyl)piriđin (2), axit antranilic (3), benzoylhiđrazin (4) thiosemicacbazit (5) Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp benzamiđin ba dẫn xuất từ thiosemicacbazit 10 11 Hình 1.4 Các dạng tautome hóa H2L Hình 1.5 Cấu trúc phân tử H2L (a) (thiosemicacbazit) 12 Hình 1.6 Cấu trúc phân tử H2L (b) (thiosemicacbazon) 12 Hình 1.7 Tổng hợp phức chất {M=O} 3+ với phối tử H2L 13 Hình 1.8 Tổng hợp phức chất {M≡N} 2+ với phối tử H2L 13 Hình 1.9 Phản ứng Na[AuCl4] với phối tử H2L 14 III I Hình 1.10 Phức chất [Au (L)Cl] (a) [Au (L )Cl](b) 14 Hình 1.11 Cơ chế oxi hóa phối tử H2L Au(III) 14 E5 16 Hình 1.12 Phối tử H2L E7 16 Hình 1.13 Phối tử H2L M5 16 Hình 1.14 Phối tử H2L Hình 1.15 Phối tử H2L M7 16 M5 36 Hình 3.1 Phổ IR phối tử H2L E7 36 Hình 3.2 Phổ IR phối tử H2L E5 37 M7 37 Hình 3.3 Phổ H NMR phối tử H2L Hình 3.4 Phổ H NMR phối tử H2L Hình 3.5 Phổ MS phối tử H2L M5 43 E5 Hình 3.6 Phổ MS phối tử H2L 43 Hình 3.7 Tóm tắt chế phân mảnh phối tử 45 E7 E7 Hình 3.8 Phổ hồng ngoại phối tử H2L phức chất [Pd(HL )Cl] 47 Hình 3.9 Phổ hồng ngoại phối tử H2L M5 phức chất [Pd(HL M5 )Cl] 48 E5 Hình 3.10 Phổ H NMR phức chất [Pd(HL )Cl] 51 E5 Hình 3.11 Phổ khối lƣợng phức chất [Pd(HL )Cl] 54 Hình 3.12 Phổ khối lƣợng phức chất [Pd(HL M5 )Cl] 55 E5 Hình 3.13 Cơ chế phân mảnh phức chất [Pd(HL )Cl] 55 E5 Hình 3.14 Tinh thể phức chất [Pd(HL )Cl] 56 E5 Hình 3.15 Cấu trúc phân tử phức chất [Pd(HL )C] 56 E7 E7 Hình 3.16 Phổ hồng ngoại phối tử H2L ; phức chất [Pd(HL )Cl] phức chất E7 [{Pd(L )}3] 63 Hình 3.17 Phổ hồng ngoại phối tử H2L M5 ; phức chất [Pd(HL M5 )Cl] phức M5 chất [{Pd(L )}3] 64 M5 Hình 3.18 Phổ H NMR phức chất [{Pd(L )}3] 66 E7 Hình 3.19 Phổ H NMR phức chất [{Pd(L )}3] 66 E7 Hình 3.20 Cấu trúc phân tử phức chất [{Pd(L )}3] 68 E7 Hình 3.21 Tinh thể phức chất [{Pd(L )}3] 68 Hình 3.22 Cấu trúc vịng cạnh tạo Pd 1(a,b,c) S2(a,b,c) 70 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Phổ IR Kí hiệu y m Phổ H NMR Kí hiệu s t m Kí hiệu chất hóa học theo quy ƣớc chung Kí hiệu Chú giải Kí hiệu Me Ph Phenyl Chú giải Kí hiệu chất tổng hợp đƣợc luận văn H2 L E5 H2 L E7 H2 L M5 H2 L M7 H2 L Hình 3.22 Cấu trúc vòng cạnh tạo Pd 1(a,b,c) S2(a,b,c) Các liên kết C-N vòng sáu cạnh benzamiđin có độ dài gần nằm độ dài liên kết đôi C=N liên kết đơn C-N, chứng tỏ có giải tỏa điện tích π vịng chelat Bên cạnh đó, phát thấy có co ngắn liên kết C1-N1 C3-N5 so với liên kết đơn C-N: liên kết C1-N1 hợp phần thioure (1,342(8) Å ) dài so với liên kết C3-N5 hợp phần thiosemicacbazit (1,339(9) Å) Điều phù hợp với hạn chế quay thể xung quanh liên kết C3-N5 hợp phần thiosemicacbazit phổ H NMR phức chất [{Pd(L)}3] Nhƣ vậy, kết hợp với phổ H NMR IR, kết luận phức chất [{Pd(L)}3] điều chế đƣợc tinh khiết có cơng thức nhƣ dự đốn 71 3.4 Kết thử hoạt tính sinh học Kết thử tính độc với tế bào ung thƣ vú MCF-7 phức chất [{Pd(L)}3] đƣợc trình bày bảng 3.11 Bảng 3.11 Kết thử hoạt tính độc với tế bào ung thư vú MCF-7 STT Giá trị IC50 phức chất [{Pd(L)} 3] > 128 μg/ml Nhƣ vậy, kết luận phức chất [{Pd(L)} 3] khơng có nhiều khả tiêu diệt hay ức chế phát triển tế bào ung thƣ vú MCF-7 Điều ngƣợc với kì vịng ban đầu, song giả thiết nhƣ sau: Các nghiên cứu trƣớc [17, 20] yếu tố định hoạt tính sinh học phức chất linh động phối tử có mặt cầu phối trí; Nhƣng phức ba nhân [{Pd(L)} 3] lại tƣơng đối bền, không + phân ly tạo thành [Pd(L)] hệ sinh học đem thử, nên chúng khơng có hoạt tính sinh học cao 72 KẾT LUẬN Đã tổng hợp đƣợc bốn phối tử H2L bốn phức chất [Pd(HL)Cl] dạng tinh thể tinh khiết Các chất đƣợc nghiên cứu phƣơng pháp IR, H NMR, ESIMS nhiễu xạ tia X đơn tinh thể Dựa vào kết thu đƣợc cho phép khẳng định: Các phối tử điều chế đƣợc tinh khiết có cơng thức nhƣ dự đốn - Có tạo phức chất chelat phối tử Pd(II) Tùy vào điệu kiện tạo thành phức chất [Pd(HL)Cl] [{Pd(L)}3]: Trong CH2Cl2, phức chất [Pd(HL)Cl] đƣợc tạo thành Trong đó, phối tử H 2L tách proton, liên kết phối trí với Pd(II) qua ba nguyên tử S-thioure, N S-thiosemicacbazit tạo nên phức chất vuông phẳng Khi đun nóng CH 2Cl2/MeOH có mặt bazơ NEt 3, phức chất tách HCl trime hóa tạo nên phức chất [{Pd(L)} 3] Trong phức chất này, phối tử H2L tách hoàn toàn proton liên kết phối trí với Pd(II) Các monome liên kết với thông qua liên kết cầu S hợp phần thiosemicacbazit Trái với kì vọng ban đầu, thăm dị hoạt tính sinh học, phức [{Pd(L)}3] lại khơng có tính độc với tế bào ung thƣ vú MCF-7 Sự tạo thành hợp + phần [Pd(L)] phức chất đƣợc cho định tới hoạt tính sinh học; giả thiết việc phức chất khơng có hoạt tính sinh học chúng bền vững hệ sinh học đem thử 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO A TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo dục, Hà Nội Lê Cảnh Định (2011), Phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử Benzamiđin, Luận án thạc sĩ hóa học, Trƣờng Đại học khoa học Tự nhiên Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt (2009), Hóa học Vơ Cơ, Tập 1, NXB Giáo dục, Hà Nội Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt (2009), Hóa học Vơ Cơ, Tập 2, NXB Giáo dục, Hà Nội Bùi Thị Bích Hƣờng (2012), Tổng hợp, nghiên cứu cấu tạo thăm dị hoạt tính sinh học phức chất Pd(II), Ni(II) với số dẫn xuất thiosemicacbazit, Luận án tiến sĩ hóa học, Trƣờng Đại học khoa học Tự nhiên Lê Chí Kiên (2006), Hóa Học Phức Chất, NXB Giáo dục, Hà Nội Nội Hồng Nhâm (2004), Hóa học Vơ cơ, Tập 3, NXB Giáo dục, Hà B TÀI LIỆU TIẾNG ANH Ahamad, T.; Kumar, V.; Nishat, N., “Synthesis, characterization and antimicrobial activity of transition metal chelated thiourea-formaldehyde resin”, Polymer International, 2006, 55(12), 1398 Axel Rodenstein, Dirk Creutzburg, Peter Schmiedel, Jan Griebel, Lothar Henniga and Reinhard Kirmse, (2008), “Complexes of Ni(II) and Cu(II) and of Benzo[b]pyrimido-[1,6-d][1,4]diazepin-12-ium- dichlorocuprate(I)”, Z Anorg Allg Chem, 634, 2811-2818 10 Beyer, L.; Widera, R.;(1982), “N-(amino-thiocarbonyl)benzimidchloride”, Tetrahedron Letters,23, 1881 11 Beyer, L.;Widera, R.;Hartung, J.;(1984), "Structure of N(diethylaminothiocarbonyl)benzamidine" , Tetrahedron, 40, 405 12 El Aamrani, F Z.; Garcia-Raurich, J.; Sastre, A.; Beyer, L.; Florido, A.;(1999), “PVCmembranes based on silver(I)–thiourea complexes”, Analytica Chimica Acta, 402, 129 13 Nguyen Hung Huy; Abram, U.; (2009), “Rhenium and technetium complexes with tridentate S,N,O ligands derived from benzoylhydrazine”, Polyhedron, 28(18), 3945 14 Nguyen Hung Huy; da S Maia, P I.; Deflon, +V M.; Abram, U.; (2009), “Oxotechnetium(V)ComplexeswithaNovelClassof TridentateThiosemicarbazide Ligands”,Inorganic Chemistry, 48(1), 25 15 Nguyen Hung Huy; Deflon, V M.; Abram, U.; (2009), “ Mixed- Ligand Complexes of Technetium and Rhenium with TridentateBenzamidines and Bidentate Benzoylthioureas”, European Journal of Inorganic Chemistry, 21, 3179-3187 16 Nguyen Hung Huy; Grewe, J.; Schroer, J.; Kuhn, B.; Abram, U.; (2008), “Rhenium and Technetium Complexes with TridentateN-[(N′′,N′′Dialkylamino)(thiocarbonyl)]-N′-substitutedBenzamidineLigands”, Inorganic Chemistry, 47(12), 5136-5144 17 Nguyen Hung Huy; Jegathesh, J J.; da S Maia, P I.; Deflon, V M.; Gust, R.; Bergemann, S.; Abram, U.; (2009), “ Synthesis, Structural Characterization, and Biological Evaluation of Oxorhenium(V) Complexes with a Novel Type of Thiosemicarbazones Derived from N-[N’,N’Dialkylamino(thiocarbonyl)]benzimidoyl Chlorides”, Inorganic Chemistry, 48(19), 9356 18 Nguyen Hung Huy; Hazin, K.;Abram, U.; (2011), “ Synthesis and Characterization of Unusual Oxidorhenium(V) Cores”, Eur J Inorg Chem, 78-82 19 Nguyen Hung Huy; Trieu Thi Nguyet; Abram, U.; (2011), “Syntheses and Structures of Nitridorhenium(V) and Nitridotechnetium(V) Complexes with N,N-[(Dialkylamino)(thiocarbonyl)]-N'-(2- hydroxyphenyl)benzamidines”, Z Anorg Allg Chem, 637 20 Nguyễn Hùng Huy (2012), “Neutral Gold Complexes with Tridentate SNS Thiosemicacbazide Ligands”, Inorganic Chemistry, 51(1), 1604-1613 21 Lessmann, F.; Beyer, L.; Hallmeier, K.-H.; Richter, R.; Sieler, J.; Strauch, P.; Voigt, A Z.;(2000), Naturforsch B, 55, 253 22 Martins, E T.; Baruah, H.; Kramarczyk, J.; Saluta, G.; Day, C S.; Kucera, G L.; Bierbach, U,(2001),Journal of Medicinal Chemistry, 44, 4492 23 Masa, W.; (2003), "Crystal Structure Deternation", Springer 24 Rolfs, A.; Liebscher, J.; (1997), “ Versatile Novel Syntheses of Imidazoles”, Journal of Organic Chemistry, 62(11),3480 C TRANG WEB 25 http://en.wikipedia.org/cis-platin 26 http://en.wikipedia.org/wiki/acetone 27 http://en.wikipedia.org/wiki/carbon_tetrachloride 28 http://en.wikipedia.org/wiki/tetrahydrofuran PHỤ LỤC 100.0 95 90 85 80 75 70 65 60 55 %T 50 45 40 35 30 25 20 15 HN 10 0.0 4000.0 1.100 1.05 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 A 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.000 4000.0 3600 M7 Hình Phổ IR phối tử H2L E7 M5 Hình Phổ H NMR phối tử H2L Hình Phổ H NMR phối tử H2L + + N HN H S CH3 N N NH + CH3 S HN + Na S E7 Hình Phổ MS phối tử H2L + O HN NH S S +H S O N NH S HN S N +H S M7 Hình Phổ MS phối tử H2L S HN + N N + Na + E5 Hình Phổ hồng ngoại phối tử H2 (ở trên) E5 phức chất [Pd(HL )Cl] (ở dưới) Hình Phổ hồng ngoại phối tử H2L phức chất [Pd(HL M7 M7 (ở trên) )Cl] (ở dưới) E7 Hình Phổ khối lượng phức chất [Pd(HL )Cl] Hình 10 Phổ khối lượng phức chất [Pd(HL M7 )Cl] Hình 11 Phổ IR phức chất [{Pd(L M7 )}3] E5 Hình 12 Phổ hồng ngoại phức chất [{Pd(L )}3] ... Dƣơng Thu Trang PHỨC CHẤT KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI PHỐI TỬ BENZAMIĐIN BA CÀNG DẪN XUẤT TỪ THIOSEMICACBAZIT Chun ngành: Hóa Vơ Cơ Mã số: 60 44 25 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:... 12 Phối tử benzamiđin ba dẫn xuất thiosemicacbazit hay thiosemicacbazon tạo phức chất vòng bền vững với nhiều kim loại chuyển tiếp nhƣ Re(V), Tc(V), Au(III) Khi tạo phức vòng với kim loại đó, phối. .. Tổng hợp phức chất {M≡N} 2+ với phối tử H2L Đối với Au(III), với cấu hình d , kết hợp với phối tử H 2L tạo nên phức chất vuông phẳng Trong phức chất đó, phối tử chiếm ba vị trí cầu phối 13 trí,