Tổng hợp, nghiên cứu cấu tạo và thăm dò hoạt tính sinh học các phức chất của một số kim loại chuyển tiếp với n(4) metylthiosemicacbazon 2 axetyl pyriđin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN   - © - NGUYỄN HỮU CƯƠNG TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI N(4) - METYLTHIOSEMICACBAZON AXETYLPYRIĐIN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN   - © - NGUYỄN HỮU CƯƠNG TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI N(4) - METYLTHIOSEMICACBAZON AXETYLPYRIĐIN Chun ngành: Mã số: Hóa Vơ 60 44 01 13 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trịnh Ngọc Châu Hà Nội – 2015 LỜI CẢM ƠN Luận văn thực Bộ mơn Hóa vơ – Khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Trong suốt trình học tập – nghiên cứu thực luận văn mình, em nhận nhiều giúp đỡ nhiệt tình quan, tổ chức cá nhân Em xin trân trọng cảm ơn tất quý thầy cơ, kỹ thuật viên Khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội; Viện Hóa học Viện Công nghệ Sinh học – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Đặc biệt, em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới người thầy PGS TS Trịnh Ngọc Châu giao đề tài trực tiếp hướng dẫn suốt trình thực luận văn Trân trọng cảm ơn tiến sỹ Nguyễn Thị Bích Hường đọc góp ý sâu sắc Xin cảm ơn chia sẻ niềm vui tới tất bạn bè, đồng nghiệp, anh chị em Lớp Cao học Hóa K23 gia đình – người ln bên cạnh, khích lệ động viên Mặc dù thân cố gắng thời gian lực có hạn nên chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đóng góp q báu tận tình từ quý thầy cô giáo, nhà khoa học bạn đọc để luận văn hoàn thiện Hà Nội, tháng 05 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Hữu Cương MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ………………………………………………………………… MỤC LỤC …………………………………………………………………… DANH MỤC CÁC BẢNG …………………………………………………… DANH MỤC CÁC HÌNH ……………………………………………………… CÁC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT ………………………………………………… MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………… CHƯƠNG TỔNG QUAN ………………………………………………… 1.1 THIOSEMICACBAZIT VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ ……………… 1.1.1 Thiosemicacbazit thiosemicacbazon 3 1.1.2 Phức chất kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazit thiosemicacbazon 1.2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THIOSEMICACBAZON VÀ PHỨC CHẤT CỦA CHÚNG …………………………………… 11 1.3 GIỚI THIỆU VỀ PALAĐI, NIKEN VÀ KẼM …………………… 15 1.3.1 Giới thiệu chung 15 1.3.2 Khả tạo phức palađi, niken kẽm 16 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT …………… 1.4.1 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) …………… 1.4.2 Phương pháp phổ cộng hưởng từ proton H ………… 1.4.3 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C……… 1.4.4 Phương pháp phổ khối lượng (MS) CHƯƠNG THỰC NGHIỆM …………………………………………… 19 19 21 22 23 25 2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM ………………………………………………………… 25 2.1.1 Phương pháp nghiên cứu ……………………………… 25 2.1.2 Hóa chất ………………………………………………… 25 2.1.3 Kỹ thuật thực nghiệm 26 2.1.3.1 Các điều kiện ghi phổ 26 2.1.3.3 Thăm dò khả kháng khuẩn, kháng nấm phối tử phức chất …………………….26 2.2 TỔNG HỢP PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT ………………………… 2.2.1 Tổng hợp phối tử ………………………………………… 28 28 2.2.2 Tổng hợp phức chất 29 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ……………………………… 32 3.1 NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ KHỐI LƯỢNG ………………………………………………………… 32 3.2 NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ HỒNG NGOẠI …………………………………………… 38 3.3 NGHIÊN CỨU PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN H VÀ 3.3.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H 13 13 C 43 C phối tử Hmthapyr 43 3.3.2 Phổ cộng hưởng từ proton H phức chất Pd(mthapyr)2, Ni(mthapyr)2 Zn(mthapyr)2 50 3.4 KẾT QUẢ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA PHỐI TỬ VÀ CÁC PHỨC CHẤT …………………… 53 KẾT LUẬN …………………………………………………………………… 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………… 57 PHỤ LỤC ……………………………………………………………………… 64 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1- Cá thi Bảng 2.1- Cá Bảng 3.1- Kh kh Bảng 3.2- M Hm Zn Bảng 3.3- Cá ch Bảng 3.4- Cá ch Bảng 3.5- C củ Bảng 3.6- Cá củ Bảng 3.7- C củ Bảng 3.8-Kết thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định phối tử DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Hình 1.2: Hình 1.3: Hình 3.1: Hình 3.2: Hình 3.3: Hình 3.4: Hình 3.5: Hình 3.6: Hình 3.7: Hình 3.8: Hình 3.9: Hình 3.10: Hình 3.11: Hình 3.12: Hình 3.13: Hình 3.14: Hình 3.15: CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT H - NMR 13 C - NMR IR, FT-IR MS IC50 MIC Hth Hmth apyr Hmthapyr DMSO EDTA MỞ ĐẦU Các thiosemicacbazon phối tử hữu nhiều chức, nhiều càng, tạo nên nhiều phức chất với kim loại chuyển tiếp phong phú số lượng, đa dạng cấu trúc tính chất Nhiều phức chất kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazit dẫn xuất thiosemicacbazon cịn có hoạt tính sinh học mạnh mẽ Từ phát hoạt tính ức chế phát triển ung thư phức chất cis platin [Pt(NH3)2Cl2] vào năm 1969, nhiều nhà hóa học dược học chuyển sang nghiên cứu hoạt tính sinh học phức chất kim loại chuyển tiếp Trong số đó, phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử hữu nhiều chức, nhiều càng, có khả tạo hệ vịng lớn có cấu trúc gần giống với cấu trúc hợp chất thể sống quan tâm Một số phối tử kiểu thiosemicacbazit dẫn xuất thiosemicacbazon Việc nghiên cứu phức chất thiosemicacbazon với kim loại chuyển tiếp thu hút nhiều nhà hóa học, dược học, sinh - y học giới Các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào việc tổng hợp thiosemicacbazon phức chất chúng với kim loại khác nhau, nghiên cứu cấu trúc sản phẩm khảo sát hoạt tính sinh học chúng Mục tiêu việc khảo sát hoạt tính sinh học tìm kiếm hợp chất có hoạt tính cao đồng thời đáp ứng tốt yêu cầu sinh - y học khác không độc, không gây hiệu ứng phụ, không gây hại cho tế bào lành, để dùng làm thuốc chữa bệnh cho người vật nuôi Xuất phát từ lí trên, chúng tơi chọn đề tài: “Tổng hợp, nghiên cứu cấu tạo thăm dò hoạt tính sinh học phức chất số kim loại chuyển tiếp với N(4) - metyl thiosemicacbazon 2- axetyl pyriđin” Đề tài có nhiệm vụ nghiên cứu sau: -1- Tổng hợp phối tử N(4) - metylthiosemicacbazon 2- axetylpyriđin Tổng hợp phức chất N(4) - metylthiosemicacbazon axetylpyriđin với Pd(II), Ni(II) Zn(II) Nghiên cứu thành phần cấu trúc hợp chất tổng hợp phương pháp: Phương pháp phổ hồng ngoại, phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân H 13 C phương pháp phổ khối lượng để xác định công thức phân tử, cách phối trí phối tử cơng thức cấu tạo phức chất Thăm dò khả kháng khuẩn, kháng nấm hợp chất tổng hợp nhằm tìm kiếm hợp chất có hoạt tính sinh học cao làm đối tượng nghiên cứu y dược học Chúng hy vọng kết thu đóng góp phần nhỏ liệu cho lĩnh vực nghiên cứu dẫn xuất thiosemicacbazit nói chung, hoạt tính sinh học thiosemicacbazit phức chất chúng nói riêng TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt Trịnh Ngọc Châu (1993), Tổng hợp, nghiên cứu cấu tạo phức chất Coban, Niken, Đồng Molipđen với số Thiosemicacbazon thăm dị hoạt tính sinh học chúng, Luận án Phó Tiến sĩ Hoá học, Trường đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt (2011), Hóa học vơ (quyển 2- nguyên tố d f), Nhà xuất giáo dục Việt Nam, Hà Nội Nguyễn Thị Bích Hường (2012), Tổng hợp, nghiên cứu cấu tạo thăm dị hoạt tính sinh học phức chất Pd(II), Ni(II) với số dẫn xuất Thiosemicacbazon, Luận án Tiến sĩ Hoá học, Trường đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Dương Tuấn Quang (2002), Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc thăm dị hoạt tính sinh học phức Platin với số Thiosemicacbazon, Luận án Tiến sĩ Hoá học, Viện Hoá học, Trung tâm khoa học Tự nhiên Công nghệ quốc gia, Hà Nội Đặng Như Tại, Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn (1980), Cơ sở hoá học hữu cơ, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Hà Phương Thư (2003), Tổng hợp, khảo sát cấu trúc chế tạo phức số phức Platin chứa dẫn xuất thiosemicacbazon, Luận án Tiến sĩ Hoá học, Viện Hoá học, Trung tâm khoa học Tự nhiên Công nghệ quốc gia, Hà Nội Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phương pháp vật lý ứng dụng hoá học, Nhà xuất Đại học Quốc gia, Hà Nội Phan Thị Hồng Tuyết (2007), Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc thăm dị hoạt tính sinh học số phức chất kim loại với Thiosemicacbazon, Luận án Tiến Sĩ Hóa học, Viện Hóa học, Viện khoa học cơng nghệ Việt Nam, Hà Nội - 58 - II Tiếng Anh Abdulla H A (2004), “Copper(II), nickel(II) and Palladium(II) complexes of 2-Oximino-3-thiosemicarbazone-2,3-butanedione”, Bull Korean Chem Soc., 25, pp 37 - 41 10 Alsop L., Cowley R A., Dilworth R J (2005), “Investigations into some aryl substituted bis(thiosemicarbazones) and their copper complexes”, Inorganica Chimica Acta, 358, pp 2770 - 2780 11 Altun Ah., Kumru M., Dimoglo A (2001), “Study of electronic and structural features of thiosemicarbazone and thiosemicarbazide derivatives demonstrating anti-HSV-1 activity”, J Molecular Structure (Theo Chem), 535, pp 235-246 12 Anayive P R., Marisol V., Dinorah G., Oscar E P (2005), “Palladium(II) complexes of 2-benzoylpyridine-derived thiosemicarbazones: spectral characterization, structural studies and cytotoxic activity”, Journal of Inorganic Biochemistry, 99(3), pp 698-706 13 Anitha S., Karthikeyan J., Nityananda S A., Lakshmisundaram R (2013), “Nickel(II) complexes of p-[N, N – bis (2 – chloroethyl)amino] bendehyde – – methylthiosemicarbazone: Synthesis, structural characterization and biological application”, Polyhedron, 50, pp 264 – 269 14 Arain G M., Khuhawar M Y (2008) “Liquid chromatographic analysis of mercury(II) and cadmium(II) using dimethylglyoxal bis - (4 – phenyl – - thiosemicarbazone) as derivatizing reagent”, Acta chromatographica 201, pp 25 - 41 15 Ateya B G., Abo-Elkhair B M and Abdel-Hamid I A (1976), “Thiosemicarbazide as an inhibitor for the acid corrosion of iron”, Corrosion Science, 16(3), pp 163-169 16 Campbell J M (1975), “Transition metal complexes of thiosemicarbazide and thiosemicarbazones” Coordination Chemistry Reviews, 15(2-3), pp - 59 - 279-319 17 Caplanus R M., Rusu G G (2007), “On the electronic transport properties of some thiosemicarbazide derivatives complexes with nickel cations”, Materials Chemistry and Physics, 101, pp 77 – 80 18 Cavalca M., Branchi G (1960), "The crystal structure of mono thiosemicarbazide zinc chloride", Acta crystallorg., 13, pp 688-698 19 Chettiar K S., Sreekumar K (1999), “Polystyrene-supported thiosemicarbazone-transition metal complexes: Synthesis and application as heterogeneous catalysts”, Polimer International, 48 (6), pp 455-460 20 Diaz A., Cao R and Garcia A (1994), "Characterization and biological properties of a copper(II) complex with pyruvic acid thiosemicarbazone", Monatshefte fur chemie/ chemical monthly, 125 (8-9), pp 823-825 21 Dimitra K D, Asimina D., Mavroudis A D., Giovanne V., and Athanassios P (1997), “Palladium(II) Complexes of 2- Acetylpyridine N(4)-Methyl, N(4)-Ethyl and N(4)-Phenyl-Thiosemicarbazones Crystal Structure of Chloro(2- Acetylpyridine N(4)- Methylthiosemicarbazonato) Palladium(II) Synthesis, Spectral Studies, in vitro and in vivo Antitumour 22 Dimitra K D, Yadav P N., Demertzis M A., Jasiski J P (2004), “First use of a Palladium complex with a thiosemicarbazone ligand as catalyst precursor for the Heck reaction”, Tetrahedron Letters, 45(14), pp 2923-2926 23 Dimitra K D., Miller J R (1999), “Palladium(II) and platinum(II) complexes of pyridin-2-carbaldehyde thiosemicarbazone with potential biological activity Synthesis, structure and spectral properties”, Polyhedron, 18 (7), pp 1005-1013 24 Ekpe U J., Ibok U J., Offiong O E., Ebenso E E (1995), "Inhibitory action of methyl and phenylthiosemicarbazone derivatives on the corrosion of - 60 - mild steel in hydrochloric acids", Materials Chemistry and Physics, 40(2), pp 25 87-93 El-Asmy A A , Morsi M A., and El-Shafei A A (2005), “Cobalt(II), nickel(II), copper(II), zinc(II) and uranyl(VI) complexes of acetylacetone bis(4-phenylthiosemicarbazone)”, Transition Metal Chemistry, 11, pp 494-496 26 El-Ayaan U., Youssef M M., Al-Shihry S (2009), “Mn(II), Co(II), Zn(II), Fe(III) and U(VI) complexes of 2-acetylpyridine N - (2 - pyridyl) thiosemicarbazone (HAPT), structural, spectoscopic and biological studies”, Journal of Molecular Structure, 936 (1 - 3), pp 213 - 219 27 Elsevier S., Publishers B V (1985), “Transition metal complexes of semicarbazones and thiosemicarbazones”, Coordination Chemistry Reviews, 63, pp 127-160 28 Gismera M J., Mendiola M A., Procopio J R., Sevilla M T., (1998), “Copper potentiometric sensors based on copper complexes containing thiohydrazone and thiosemicarbazone ligands”, Analytica chimica acta, pp 29 143 – 149 Guy B and Torsten B (1976), “Thermodynamics of silver- thiosemicarbazide complexation”, The Journal of Chemical Thermodynamics, 8(12), pp 1145-1152 30 Harry B G and Ballhausen C J (1962), “A molecular orbital theory for square planar metal complexes”, j am chem soc, 85, pp 260 - 265 31 Joseph M., Kuriakose M., Kurup M R and Suresh E (2006), “Structural, antimicrobial and spectral studies of copper(II) complexes of 2-benzoylpyridine N(4) - phenyl thiosemicarbazone”, Polyhedron, 25, pp 61-75 32 Li M X , Chen C L., Zhang D., Niu J Y , Ji B S (2010), “Mn(II), Co(II) and Zn(II) complexes with heterocyclic substituted thiosemicarbazones: - 61 - synthesis, charaterization, X – ray crystal structures and antitumor comparison”, European Journal of medicinal Chemistry, 45 (7), pp 3169 – 3177 33 Li Y., Chai Y., Yuan R., Liang W., Zhang L., Ye G (2007), “Aluminium(III) selective electrode based on a newly synthesized glyoxalbis - thiosemicarbazone schiff base”, Journal of analytical chemistry, 63, pp 1090 – 1093 34 Lobana T S., Khanna S., Butcher R, J., Hunter A D and Zeller M (2006), “Synthesis, crystal structures and multinuclear NMR spectroscopy of copper(I) complexes with benzophenone thiosemicarbazone ”, Polyhedron, 25(14), pp 2755-2763 35 Magda A A (2006), “The use of phenanthraquinone monophenyl thiosemicarbazone for preconcentration, ion flotation and spectrometric determination of zinc(II) in human biofluids and pharmaceutical samples”, Bull Korean Chem Soc 27, pp 725 – 732 36 Mahajan R K., Kaur I., Lobana T S (2002), “A mercury(II) ion- selective electrode based on neutral salicylaldehyde thiosemicarbazone”, Talanta 59, pp 101 – 105 37 Mostapha J E., Magali A., Mustayeen A K., Gilles M B (2005), “Structural and spectral studies of nickel(II), copper(II) and cadmium (II) complexes of -furaldehyde thiosemicarbazone” Polyhedron, 24 (2), pp 327 - 332 38 Pillai C K S., Nandi U S and Warren L (1977), “Interaction of DNA with anti - cancer drugs: copper-thiosemicarbazide system”, Bioinorganic Chemistry, pp 151-157 39 Ramana M G V and Sreenivasulu R T (1992), “ O - Hydroxyacetophenone thiosemicarbazone as a reagent for the rapid spectrophotometric determination of palladium”, Talanta, 39(6), pp 697- - 62 - 701 40 Reddy K J, Kumar J R and Ramachandraiah C (2003), “Analytical properties of – phenyl - 1, - propanedione – - oxime thiosemicarbazone: Simultaneous spectrophotometric determination of copper(II) and nickel(II) in edible oils and seeds”, Talanta, 59(3), pp 425 433 41 Seena E B and Prathapachandra K M R (2007), "Spectral and structural studies of mono - and binuclear copper(II) complexes of salicylaldehyde N(4) - substituted thiosemicarbazones", Polyhedron, 26(4, 1), pp 829 - 836 42 II Sirota A and Ramko T (1974), “Square planar Ni complexes of thiosemicarbazide”, Inorganica Chimica Acta, 8, pp 289-291 43 Suryanarayana R V and Brahmaji R S (1979), “Polarographic and spectrophotometric studies of cobalt(II) thiosemicarbazide system”, Journal of Electroanalytical Chemistry, 96(1), pp 109 - 115 44 Uesugi K., Sik L Nishioka J., Kumagai H., T and Nagahiro T (1994), “Extraction-Spectrophotometric Determination of Palladium with – Thiophenaldehyde – – phenyl - 3- thiosemicarbazone”, Microchemical Journal, 50(1), pp 88 - 93 45 Zahra A., Ekk S., Weisheng L., Yinfa M (2005), “Nickel(II) complexes of naphthaquinone thiosemicarbazone and semicarbazone: Synthesis, structure, spectroscopy, and biological activity”, Journal of Inorganic Biochemistry, (99) pp 1526 – 1531 -63- PHỤ LỤC ~64~ ... HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN   - © - NGUYỄN HỮU CƯƠNG TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP... nghiên cứu cấu tạo thăm dò hoạt tính sinh học phức chất số kim loại chuyển tiếp với N(4) - metyl thiosemicacbazon 2- axetyl pyriđin? ?? Đề tài có nhiệm vụ nghiên cứu sau: -1- Tổng hợp phối tử N(4) - metylthiosemicacbazon. .. 28 28 2. 2 .2 Tổng hợp phức chất 29 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ……………………………… 32 3.1 NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ KHỐI LƯỢNG ………………………………………………………… 32 3 .2 NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC CHẤT