Tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc một số phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử dẫn xuất từ curcumin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGÔ THỊ LIÊN TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC MỘT SỐ PHỨC CHẤT KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI PHỐI TỬ DẪN XUẤT TỪ CURCUMIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2017 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGÔ THỊ LIÊN TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC MỘT SỐ PHỨC CHẤT KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI PHỐI TỬ DẪN XUẤT TỪ CURCUMIN Chun ngành : Hóa Vơ Cơ Mã số : 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM CHIẾN THẮNG GS TS TRIỆU THỊ NGUYỆT Hà Nội – Năm 2017 ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1Giơi thiêụ vềcurcumin ́ 1.2Giới thiệu về phức chất curcuminat kim loại CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NÔỊDUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1Đối tượng nghiên cứu 2.2Mục đích, nội dung nghiên cứu 2.3Phương pháp nghiên cứu 2.3.1Phương pháp phổhồng n 2.3.2 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 2.3.3Phương pháp phổ khối lư 2.3.4Phương pháp nhiễu xạ tia CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 3.1Dụng cụ hóa chất 3.1.1Dụng cụ 3.1.2Hóa chất 3.2Tinh chế curcumin 3.3Tổng hợp phối tử 3.3.1Tổng hợp phối tử 4,4’-đia 3.3.2Tổng hợp phối tử 4,4’-đib 3.4Tổng hợp phức chất 3.4.1Phức chất với phối tử 4,4 iii 3.4.2 Phức chất với phối tử 4,4’-đibenzoylcurcumin 16 3.5 Các điều kiện thực nghiệm 16 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19 4.1 Nghiên cứu phối tử 4,4’-điaxetylcurcumin (HL ) 4,4’-đibenzoylcurcumin (HL ) 19 4.2 Nghiên cứu phức chất 4,4’-điaxetylcurcumin (HL ) 4,4’2 đibenzoylcurcumin (HL ) với kim loại chuyển tiếp 30 4.2.1 Nghiên cứu phức chất Fe(III) 30 4.2.2 Nghiên cứu phức chất Co(II), Ni(II) Cu(II) 34 ́ KÊT LUÂN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 PHỤLUCC 46 iiiv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Kết tổng hợp phức chất 4,4’-điaxetylcurcuminat kim loại 16 Bảng 3.2 Tính tan phức chất số dung môi 16 Bảng 3.3 Kết tổng hợp phức chất 4,4’-đibenzoylcurcuminat kim loại 17 Bảng 3.4 Tính tan phức chất số dung môi 17 Bảng 4.1 Một số dải hấp thụ đặc trưng phổ IR curcumin vàphối tử 21 Bảng 4.2 Quy gán tín hiệu phở 1H NMR curcumin, HL1 HL2 24 Bảng 4.3 Quy gán tín hiệu phở 13 C NMR HL HL .27 o Bảng 4.4 Một số độ dài liên kết (Å) góc liên kết ( ) phối tử HL HL 29 Bảng 4.5 Quy gán tín hiệu phở khối lượng ESI+ phức chất [Fe(L1)3] 31 Bảng 4.6 Các dải hấp thụ đặc trưng phổ IR phức chất [Fe(L 1)3] [Fe(L2)3] so với phối tử 32 o Bảng 4.7 Một số độ dài liên kết (Å) vàgóc liên kết ( ) phức chất [Fe(L )3] 34 Bảng 4.9 Các dải hấp thụ đặc trưng phổ IR phối tử phức chất 37 o Bảng 4.10 Một số độ dài liên kết (Å) vàgóc liên kết ( ) phức chất 1 [M(L )2(CH3OH)2] (M = Co, Ni) [Cu(L )2] 2CH3OH 39 v iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hınh̀ 1.1 Công thức cấu tạo curcumin Hınh̀ 1.2 Cân tautome hóa vàquátrınh̀ tách proton curcumin dung dich Hınh̀ 1.3 Cấu trúc curcumin Hınh̀ 1.4 Liên kết phối trí curcumin vàion kim loại Hınh̀ 2.1 Công thức cấu tạo dự kiến phối tử (a) 4,4’-điaxetylcurcumin (HL1) (b) 4,4’-đibenzoylcurcumin (HL ) Hình 2.2 Sơ đồ tởng quát cho việc xác định cấu trúc phân tử phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 12 Hình 4.1 Phở IR curcumin 20 Hình 4.2 Phở IR 4,4’-điaxetylcurcumin (HL ) 20 Hınh̀ 4.3 Phổ IR 4,4’-đibenzoylcurcumin (HL ) 21 Hınh̀ 4.4 Quy tắc đánh số khung cacbon cho phổ NMR (a) curcumin, (b) HL1 (c) HL 22 Hình 4.5 Phở H NMR curcumin 23 1 Hình 4.6 Phở H NMR 4,4’-điaxetylcurcumin (HL ) 23 Hınh̀ 4.7 Phổ H NMR 4,4’-đibenzoylcurcumin (HL ) 24 Hình 4.8 Phở 13 Hình 4.8 Phở 13 Hình 4.9 Phở 13 C NMR 4,4’-điaxetylcurcumin (HL ) 25 C NMR 4,4’-điaxetylcurcumin (HL ) 26 C NMR 4,4’-đibenzoylcurcumin (HL ) 26 Hınh̀ 4.10 Cân hai dạng cấu trúc bất đối xứng xeto-enol 27 Hınh̀ 4.11 Cấu trúc 4,4’-điaxetylcurcumin (HL ) 28 Hınh̀ 4.12 Cấu trúc 4,4’-đibenzoylcurcumin (HL ) 28 Hình 4.13 Cấu tạo phối tử (a) HL (b) HL 29 + Hình 4.14 Phở khối lượng ESI phức chất [Fe(L )3] 31 Hình 4.15 Phở IR phức chất [Fe(L )3] 32 Hình 4.16 Phổ IR phức chất [Fe(L )3] 32 viiv Hınh̀ 4.17 Cấu trúc phức chất [Fe(L )3] 33 Hình 4.18 Phổ IR phức chất [Co(L )2] 35 Hình 4.19 Phở IR phức chất [Ni(L )2] 35 Hình 4.20 Phở IR phức chất [Cu(L )2] 35 Hình 4.21 Phở IR phức chất [Co(L )2] 36 Hình 4.22 Phở IR phức chất [Ni(L )2] 36 Hình 4.23 Phở IR phức chất [Cu(L )2] 36 Hınh̀ 4.24 Cấu trúc phức chất [M(L )2(MeOH)2] (M = Co, Ni) 38 Hınh̀ 4.25 Cấu trúc phức chất [Cu(L )2] 2CH3OH 38 vii v LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phạm Chiến Thắng GS TS Triệu Thị Nguyệt giao đề tài tận tình hướng dẫn em suốt trình học tập nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Hùng Huy động viên, khích lệ tạo điều kiện để em hồn thành luận văn Em xin cảm ơn thầy cô giáo kĩ thuật viên Bộ mơn Hóa Vơ Cơ giúp đỡ tạo điều kiện cho em suốt q trình làm thực nghiệm Tơi xin cảm ơn em Phạm Thu Thùy, anh, chị bạn phòng phức chất giúp đỡ tận tình, đóng góp nhiều ý kiến q báu để luận văn hồn thiện Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình người thân tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt luận văn Hà Nội, ngày 16 tháng 11 năm 2017 Học viên Ngô Thị Liên viiivi 20 Sarkar, T.; Banerjee, S.; Hussain, A (2015), ''Remarkable visible light- triggered cytotoxicity of mitochondria targeting mixed-ligand cobalt(III) complexes of curcumin and phenanthroline bases binding to human serum albumin'', RSC Advances, (22), 16641-16653 21 Sarkar, T.; Banerjee, S.; Mukherjee, S.; Hussain, A (2016), ''Mitochondrial selectivity and remarkable photocytotoxicity of a ferrocenyl neodymium(III) complex of terpyridine and curcumin in cancer cells'', Dalton Transactions, 45 (15), 6424-6438 22 Sheldrick, G (2015), ''Crystal structure refinement with SHELXL'', Acta Crystallographica Section C, 71 (1), 3-8 23 Singh, S.; Aggarwal, B B (1995), ''Activation of Transcription Factor NF-κB Is Suppressed by Curcumin (Diferuloylmethane)'', Journal of Biological Chemistry, 270, 24995–25000 24 Singletary, K.; MacDonald, C.; Iovinelli, M.; Fisher, C.; Wallig, M (1998), ''Effect of the beta-diketones diferuloylmethane (curcumin) and dibenzoylmethane on rat mammary DNA adducts and tumors induced by 7,12-dimethylbenz[a]anthracene'', Carcinogenesis, 19 (6), 1039-1043 25 Song, Y.-M.; Xu, J.-P.; Ding, L.; Hou, Q.; Liu, J.-W.; Zhu, Z.-L (2009), ''Syntheses, characterization and biological activities of rare earth metal complexes with curcumin and 1,10-phenanthroline-5,6-dione'', Journal of Inorganic Biochemistry, 103 (3), 396-400 26 Tønnesen, H H.; Karlsen, J.; Mostad, A (1982), ''Structural Studies of Curcuminoids I The Crystal Structure of Curcumin'', Acta Chem Scand B, 36 27 Triantis, C.; Tsotakos, T.; Tsoukalas, C.; Sagnou, M.; Raptopoulou, C.; Terzis, A.; Psycharis, V.; Pelecanou, M.; Pirmettis, I.; Papadopoulos, M (2013), ''Synthesis and Characterization of fac-[M(CO)3(P)(OO)] and cis-trans-[M(CO)2(P)2(OO)] Complexes (M = Re, 99mTc) with Acetylacetone and Curcumin as OO Donor Bidentate Ligands'', Inorganic Chemistry, 52 (22), 12995-13003 44 28 Valentini, A.; Conforti, F.; Crispini, A.; De Martino, A.; Condello, R.; Stellitano, C.; Rotilio, G.; Ghedini, M.; Federici, G.; Bernardini, S.; Pucci, D (2009), ''Synthesis, Oxidant Properties, and Antitumoral Effects of a Heteroleptic Palladium(II) Complex of Curcumin on Human Prostate Cancer Cells'', Journal of Medicinal Chemistry, 52 (2), 484-491 29 Vogel, H.; Pelletier, J (1815), ''Curcumin-biological and medicinal properties'', Journal de Pharmacie, 289 30 Wang, J.; Wei, D.; Jiang, B.; Liu, T.; Ni, J.; Zhou, S (2014), ''Two copper(II) complexes of curcumin derivatives: synthesis, crystal structure and in vitro antitumor activity'', Transition Metal Chemistry, 39 (5), 553-558 31 Xu, G.; Wang, J.; Liu, T.; Wang, M.; Zhou, S.; Wu, B.; Jiang, M (2014), ''Synthesis and crystal structure of a novel copper(II) complex of curcumin-type and its application in in vitro and in vivo imaging'', Journal of Materials Chemistry B, (23), 3659-3666 45 PHỤLUCC Dữ liệu tinh thể học 46 4,4’–Điaxetylcucumin, HL Bảng Thơng tin vềtinh thểvàkết quảtın ́ h tốn cấu trúc tối ưu cho 4,4’–Điaxetylcucumin Công thưc phân tư ́ Khối lươngC phân tử Nhiêṭđô Cđo Bươc song tia X ́ ́ Hê Ctinh thể Nhom không gian ́ Thông sốô mangC sở Thểtıch ́ Sốđơn vi Ccấu truc (Z) Tı trongC (tınh toan) ̉ ́ Hê Csốhấp thu C F(000) Kıch thươc tinh thể ́ ́ Khoang goc θ ̉ ́ Khoang chı sốh, k, l ̉ ̉ Sốphan xa đ C o đươcC ̉ Sốphan xa đ C ôcC lâpC ̉ Mưc đô Choan tất so vơi θ = 25,242° ́ ̀ Phương phap hiêụ chınh sựhấp thu Ctia X ́ Hê Csốtruyền dâñ lơn va nho Phương phap tối ưu ́ Sốphan xa/điềụ kiêṇ buôc/sộ́tham số4636/ 1/ 311 ̉ Đô k C hơp cua mô hınh dưạ F ́ ̉ Đô s C lêch R [I>2sigma(I)] Đô Csai lêch R (tất ca phan xa)C Thông số cấurutc tuyêṭđối Pic lơn va lỗtrống electron ̀ 47 Bảng Liên kết hyđro 4,4’Điaxetylcucumin– [Å và°] _ D–H A d(D–H) d(H A) d(D A) 2sigma(I)] Đô Csai lêch R (tất ca phan xa)C Pic lơn va lỗtrống electron ̀ 49 Bảng Liên kết hyđro 4,4’Đibenzoylcucumin– [Å và°] _ D–H A d(D–H) d(H A) d(D A) 2sigma(I)] Độ sai lệch R (tất phản xạ) Pic lớn lỗ trống electron 51 Hınh̀ Cấu trúc dangC elipsoit (xác suất 50%) [Fe(L )3] · 2,75H2O Biến i ii iii iv đổi đối xứng sửdung:C -x+y+1, -x+1, z; -y+1, x-y, z; -x+y, -x+1, z; -y+1, x-y+1, z Các nguyên tửH lược bỏ 52 [Co(L )2(CH3OH)2] 2CH3OH Bảng 16 Thông tin vềtinh thểvàkết quảtın ́ h toán cấu trúc tối ưu cho [Co(L )2(CH3OH)2] · 2CH3OH Công thức phân tử Khối lượng phân tử Nhiệt độ đo Bước sóng tia X Hệ tinh thể Nhóm khơng gian Thơng số mạng sở Thể tích Số đơn vị cấu trúc (Z) Tỷ trọng (tính tốn) Hệ số hấp thụ F(000) Kích thước tinh thể Khoảng goc θ ́ Khoảng chı ̉sốh, k, l Số phản xạ đo Số phản xạ độc lập Mức độ hoàn tất so với θ = 25,242° Phương phap hiêụ chınh sư Chấp thu ́ Hệ số truyền dẫn lớn nhỏ Phương pháp tối ưu Số phản xạ/Điều kiện ràng buộc/số tham số 6256 / / 350 Độ khớp mơ hình dựa F Độ sai lệch R [I>2sigma(I)] Độ sai lệch R (tất phản xạ) Pic lớn lỗ trống electron 53 Bảng Liên kết hyđro [Co(L )2(CH3OH)2] 2CH3OH [Å và°] _ D–H A d(D–H) d(H A) d(D A) 2sigma(I)] Độ sai lệch R (tất phản xạ) Pic lớn lỗ trống electron 55 Bảng Liên kết hyđro [Ni(L )2(CH3OH)2] 2CH3OH [Å và°] _ D–H A d(D–H) d(H A) d(D A) 2sigma(I)] Độ sai lệch R (tất phản xạ) Pic lớn lỗ trống electron 57 Bảng 11 Liên kết hyđro [Cu(L )2] CH3OH [Å và°] _ D–H A d(D–H) d(H A) d(D A)