Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học các phức chất của niken (II) với phenylalanin và 4 phenyl thiosemicacbazon octanal

Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn này em xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS- Phan Thị Hồng Tuyết đã giao đề tài, chỉ đạo, hớng dẫn tận tình, động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Hoá vô cơ, các thầy cô giáo trong ban chủ nhiệm khoa Sau đại học, khoa Hoá cùng các thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm khoa Hoá - Trờng Đại học Vinh. Xin chân thành cảm ơn phòng phổ khối lợng, phòng hồng ngoại (Viện hoá học) đã giúp tôi thực hiện một số thực nghiệm về đặc trng mẫu. Xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, ngời thân trong gia đình và bạn bè gần xa đã khích lệ, động viên tôi trong suốt những năm tháng học tập, nghiên cứu. 1 C¸c kÝ hiÖu ®îc sö dông trong luËn v¨n Phen: phenylalanin H4phthciot: 4-phenyl thiosemicacbazon octanal Ni(Phen) 2 : Phøc cña niken(II) víi phenylalanin Ni(4phthioct) 2 : Phøc cña niken (II) víi 4-phenyl thiosemicacbazon octanal 2 mục lục Lời cảm ơn Các kí hiệu sử dụng trong luận văn Mở đầu 1 Chơng 1: Tổng quan .3 I. Tổng quan về axit amin, thiosemicacbazon, Ni(II): Tính chất, khả năng tạo phức, hoạt tính sinh học 3 I.1.Aminoaxit và phenylalanin .3 I.2. Thiosemicacbazit và thiosemicacbazon .6 I.3. Khả năng tạo phức của niken(II) .16 II. Các phơng pháp nghiên cứu .17 II.1. Phơng pháp phổ hồng ngoại .17 II.2. Phơng pháp phổ hấp thụ electron .20 II.3. Phơng pháp phổ khối lợng .24 II.4. Phơng pháp phân tích hàm lợng kim loại 27 II.5. Phơng pháp thử hoạt tính sinh học .28 Chơng 2: Thực nghiệm 29 2.1. Chuẩn bị dụng cụ, hoá chất và dụng cụ thí nghiệm 29 2.2. Tổng hợp 4-phenyl thiosemicacbazon octanal .30 2.3. Tổng hợp phức chất 30 2.3.1. Tổng hợp phức chất của phenylalanin với niken(II) .31 2.3.2. Tổng hợp phức chất của 4-phenylthiosemicacbazon octanal với niken (II) 31 2.4. Kỹ thuật thực nghiệm 32 Chơng 3: Kết quả và thảo luận 33 3.1. Phối tử phenylalanin và phức chất Ni(II) .33 3.1.1. Phổ khối lợng 33 3.1.2. Kết quả phân tích hàm lọng kim loại 36 3 3.1.3. Phæ hång ngo¹i .36 3.1.4. Phæ hÊp thô electron .38 3.2. Phèi tö 4-phenyl thiosemicacbazon octanal vµ phøc chÊt Ni(II) .40 3.2.1. Phèi tö 4-phenyl thiosemicacbazon octanal .40 3.2.1.1. Phæ khèi lîng .40 3.2.1.2. Phæ hång ngo¹i 42 3.2.2. Phøc chÊt Ni(II) víi phèi tö 4-phenyl thiosemicacbazon octanal .43 3.2.2.1. Phæ khèi lîng .43 3.2.2.2. KÕt qu¶ ph©n tÝch hµm lîng kim lo¹i .44 3.2.2.3. Phæ hång ngo¹i 45 3.2.2.4. Phæ hÊp thô electron 47 3.3. KÕt qu¶ thö ho¹t tÝnh sinh häc .50 KÕt luËn 52 Tµi liÖu tham kh¶o .53 4 mở đầu. Ngày nay, phức chất đợc sử dụng rộng rãi trong hoá học, kĩ thuật hoá học và nhiều lĩnh vực khác. Có thể chỉ ra rằng, trong hoá học phân tích, phức chất đ- ợc sử dụng để phát hiện các chất, tách các chất và định lợng chúng. Trong lĩnh vực mạ điện và bảo vệ kim loại các phức chất đợc sử dụng để làm tăng cờng sự bám dính, độ bóng các lớp mạ và sự xuất hiện các hợp chất phức không tan trên bề mặt kim loại sẽ làm chậm hẳn quá trình ăn mòn kim loại. Những nghiên cứu gần đây trong lĩnh vực sinh hoá và y học cho thấy rằng phức chất có vai trò quan trọng đối với sự sống.Nó tham gia vào các quá trình tích luỹ và chuyển hoá các chất, chuyển năng lợng, trao đổi và khoá các nhóm chức, tham gia các phản ứng oxi hoá- khử, hình thành và phá vở các liên kết hoá học. Ngời ta đã phát hiện đợc nhiều phức chất có khả năng chữa trị đợc nhiều bệnh ở con ngời. Amino axit và thiosemicacbazon là những hợp chất có hoạt tính sinh học mạnh và có khả năng tạo phức tốt. Hơn nữa phức chất của nó với kim loại chuyển tiếp thờng có hoạt tính sinh học mạnh hơn phối tử tự do. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về phức chất của thiosemicacbazon và aminoaxit với kim loại chuyển tiếp nh Co, Cu, Ni, Cd .Các kết quả nghiên cứu cho thấy: thiosemicacbazon và axitamin có thể tạo với các ion kim loại nhiều dạng phức chất khác nhau và các phức chất của chúng có hoạt tính sinh học rất đa dạng. 5 Do vậy nên chúng tôi chọn đề tai: Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúcvà thăm dò hoạt tính sinh học của các phức chất của niken (II) với phenylalanin và 4- phenyl thiosemicacbazon octanal làm luận văn thạc sỹ. Nhiệm vụ của đề tà: - Tổng hợp phức chất niken(II) với phenylalanin. - Tổng hợp phối tử 4-phenylthiosemicacbazon octanal từ 4-phenyl thiosemicacbazit và octanal. - Tổng hợp phức chất niken(II) với 4-phenyl thiosemicacbazon octanal. - Nghiên cứu xác định thành phần và cấu trúc của các hợp chất thu đợc bằng các phơng pháp vật lý và hoá lý. - Thăm dò hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn của các chất thu đợc. 6 7 chơng I: tổng quan lý thuyết. I. Tổng quan về axitamin, thiosemicacbazon, niken(II): tính chất, khả năng tạo phức, hoạt tính sinh học. I.1. aminoaxit và phenylalanin. I.1.1. Cấu tạo và tính chất. Aminoaxit là dẫn xuất của axit cacboxylic trong đó có một hay hai nguyên tử của gốc ankyl đợc thay thế bởi nhóm amino. Công thức tổng quát của - amino axit nh sau: R CH COOH | NH 2 Ngoài gốc amino, trong phân tử còn có các gốc hidroxyl(-OH), gốc phenyl(-C 6 H 5 ), . cũng có các amino axit chứa hai nhóm amin hoặc hai nhóm cacbonyl(axit aspactic ). Dựa vào sự khác nhau về cấu tạo, ngời ta phân loại các amino axit thành các nhóm và phân nhóm sau: amino axit mạch thẳng, amino axit vòng thơm, amino axit dị vòng và amit của amino axit. Tuỳ theo nhóm amino (-NH 2 ) liên kết vào các vị trí khác nhau của nguyên tử cacbon trong gốc ankyl (-R) so với nhóm cacboxyl (-COOH) mà ta có các axit , , - amino . Cụ thể: R CH COOH | NH 2 - amino axit 2 R CH CH COOH | NH 2 - amino axit 8 2 2 R CH CH CH COOH | NH 2 - amino axit Trong các amino axit thờng gặp trong tự nhiên gốc -NH 2 thờng ở vị trí - so với nhóm cacbonyl -COOH. Các -amino axit là những hợp phần của protein và tham gia vào quá trình sinh học quan trọng nhất. Tất cả các amino axit thiên nhiên (trừ glyxin) là chất quang hoạt và thuộc dãy L. Do trong phân tử các amino axit có cả nhóm cacboxyl lẫn nhóm amino nên các - amino axit nói riêng và amino axit nói chung có tính lỡng tính. Tuỳ thuộc vào giá trị pH của môi trờng mà chúng có thể mang điện tích dơng hoặc âm. Giá trị pH mà ở đó amino axit không bị dịch chuyển bởi điện tr- ờng gọi là điểm đẳng điện (kí hiệu là pI ). pI của - amino axit trung tính có giá trị từ 5,6- 7, các - amino axitdicacboxylic có pI từ 3- 3,2 và các - amino axitdiamin có pI từ 9,7 - 10,8. Trong trờng hợp các amino axit có nhóm -R không tích điện, điểm đẳng điện là trung bình cộng của các trị số pK 1 của nhóm cacboxyl và nhóm amino. Sau đây là một số giá trị pI của một số - amino axit. Bảng 1: giá trị pI của một số - amino axit Công thức Tên gọi Kí hiệu pI CH 2 (NH 2 )-COOH Glixin Gly 5,97 CH 3 CH(NH 2 )-COOH Alanin Ala 6,00 CH 2 (NH 2 )(CH 2 ) 3 CH(NH 2 )-COOH Lizin Lys 9,74 HOOCCH 2 CH(NH 2 )-COOH Axit aspactic Asp 2,77 HOOC(CH 2 )CH(NH 2 )-COOH Axit glutamic Glu 5,22 p-HOC 6 H 4 CH 2 CH(NH 2 )-COOH Tirozin Tyr 5,66 C 6 H 5 CH 2 CHNH 2 COOH Phenylalanin Phe 5,84 9 ở điểm đẳng điện, các - amino axit tồn tại dới dạng ion lỡng cực. Điều này đợc xác định nhờ quang phổ hồng ngoại của chúng không có các dải đặc tr- ng cho nhóm cacboxyl và nhóm amino. Dạng lỡng cực của các amino axit trung tính có thể biểu diễn: 3 R CH COO | NH + Khi đó, phản ứng của các ion lỡng cực với axit hoặc bazơ có thể biễu diễn theo phơng trình: 3 3 R CH COO H R CH COOH | | NH NH + + + + 2 3 3 R CH COO OH R CH COO H O | | NH NH + + + + Các ion của các amino axit khác nhau bởi các điểm đẳng điện khác nhau. Phenylalanin hay còn gọi là axit - amino -phenyl propionic là một - amino axit có chứa một nhóm cacboxyl và một nhóm amino, trong mạch cacbon có chứa một vòng thơm. Công thức phân tử: C 9 H 11 O 2 N Công thức cấu tạo: 6 5 2 C H CH CH COOH | NH 2 Khối lợng mol phân tử: 165,19 g Điểm đẳng điện pI = 5,48 Kí hiệu : Phe I.1.2. Khả năng tạo phức. 10