Để xỏc định hàm lượng ion kim loại trong cỏc phức chất chỳng tụi sử dụng phương phỏp chuẩn độ complexon.
Trang 36
Cõn chớnh xỏc một lượng mo gam mẫu trong khoảng 0,03 ữ 0,05 gam,
chuyển vào bỡnh Kendan. Thấm ướt mẫu bằng vài giọt H2SO4 đặc rồi đun trờn bếp
điện cho tới khi mẫu tan hết. Để nguội một ớt, rồi nhỏ vào đú 2 ml dung dịch H2O2 30%, tiếp tục đun cho tới khi cú khúi trắng thoỏt ra. Lặp lại cụng đoạn như vậy cho tới khi thu được dung dịch trong suốt cú màu vàng rất nhạt của ion Fe3+ đối với phức của Fe(II), màu tớm nhạt của Co(II), để nguội dung dịch thu được, trước khi tiến hành xỏc định hàm lượng ion kim loại trong phức chất như dưới đõy.
b. Xỏc định sắt trong phức chất
Để nguội dung dịch thu được, sau đú chuyển vào bỡnh định mức 50ml, pha
loóng bằng nước cất đến vạch mức, lắc đều. Dựng pipet lấy chớnh xỏc 10ml dung
dịch Fe3+cần xỏc định nồng độ vào bỡnh nún cỡ 250ml, điều chỉnh mụi trường bằng
dung dịch H2SO4 loóng tới khi pH = 2, thờm một ớt chỉ thị axit salisilic (dung dịch cú màu tớm nhạt) rồi chuẩn độ bằng EDTA nồng độ C mol/l tới khi dung dịch mất màu tớm của phức sắt salisilat (hết V ml EDTA). Hàm lượng sắt trong mẫu được tớnh theo cụng thức sau: Fe 0 50 V.C.56. 10 %m .100% 1000.m
c. Xỏc định hàm lượng coban trong phức chất
Để nguội dung dịch thu được, sau đú chuyển vào bỡnh định mức 50ml, pha loóng bằng nước cất đến vạch mức, lắc đều. Hỳt 10ml dung dịch Co(II) vào bỡnh nún 250ml thờm ớt chỉ thị murexit, điều chỉnh mụi trường bằng dung dịch NH3
loóng tới khi pH = 8 (dung dịch cú màu vàng nhạt) rồi chuẩn độ bằng EDTA nồng độ C mol/l tới khi dung dịch chuyển sang màu tớm (hết V ml EDTA). Hàm lượng Co(II) trong mẫu được tớnh theo cụng thức sau:
Co 0 50 V.C.59. 10 %m .100% 1000.m
Trang 37
2.3.3. Thăm dũ khả năng khỏng khuẩn, khỏng nấm của cỏc phối tử và cỏc phức chất
Hoạt tớnh khỏng vi sinh vật kiểm định được thực hiện dựa trờn phương phỏp pha loóng đa nồng độ. Đõy là phương phỏp thử nhằm đỏnh giỏ mức độ khỏng vi
sinh vật kiểm định và nấm mạnh hay yếu của cỏc mẫu thử thụng qua cỏc giỏ trị IC50
(50% inhibitor concentration - nồng độ ức chế 50%). Cỏc chủng vi sinh vật kiểm định gồm cỏc vi khuẩn và nấm kiểm định gõy bệnh ở người:
- Bacillus subtilis: là trực khuẩn gram (+), sinh bào tử, thường khụng gõy bệnh. - Staphylococcus aureus: cầu khuẩn gram (+), gõy mủ cỏc vết thương, vết bỏng, gõy viờm họng, nhiễm trựng cú mủ trờn da và cỏc cơ quan nội tạng.
- Lactobacillus fermentum: vi khuẩn gram (+), là loại vi khuẩn đường ruột lờn men cú ớch, thường cú mặt trong hệ tiờu hoỏ của người và động vật.
- Escherichia coli: vi khuẩn gram (-), gõy một số bệnh về đường tiờu hoỏ như viờm dạ dày, viờm đại tràng, viờm ruột, viờm lỵ trực khuẩn.
- Pseudomonas aeruginosa: vi khuẩn gram (-), trực khuẩn mủ xanh, gõy nhiễm trựng huyết, cỏc nhiễm trựng ở da và niờm mạc, gõy viờm đường tiết niệu, viờm màng nóo, màng trong tim, viờm ruột.
- Salmonella enterica: vi khuẩn gram (-), vi khuẩn gõy bệnh thương hàn, nhiễm trựng đường ruột ở người và động vật.
- Candida albicans: là nấm men, thường gõy bệnh tưa lưỡi ở trẻ em và cỏc bệnh phụ khoa.
Mụi trường nuụi cấy: MHB (Mueller-Hinton Broth), MHA (Mueller-Hinton Agar); TSB (Tryptic Soy Broth); TSA (Tryptic Soy Agar) cho vi khuẩn; SDB (Sabouraud-2% dextrose broth) và SA (Sabouraud-4% dextrose agar) cho nấm.
Mẫu được pha trong DMSO (Đimethyl sulfoxide) với cỏc nồng độ 128; 32; 8; 2; 0,5 g/ml. Cỏc dung dịch vi sinh vật hoặc nấm với nồng độ 5.105 cfu/ml khi
tiến hành thử. Sau đú lấy 10 l dung dịch mẫu thử theo cỏc nồng độ đó được pha
loóng, thờm 200 l dung dịch vi sinh vật và nấm, ủ 37oC trong 24 giờ.
Giỏ trị IC50 được tớnh toỏn dựa trờn số liệu đo độ đục của mụi trường nuụi cấy bằng mỏy quang phổ TECAN (Genios) và phần mềm raw data.
Trang 38
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI TRONG PHỨC
CHẤT M(thbz)2, M(pthbz)2 (M: Fe, Co)
Sau khi tiến hành phõn tớch hàm lượng ion kim loại trong phức chất và bằng cỏch tớnh toỏn theo cụng thức đó chỉ ra chỳng tụi thu được Bảng 3.1.
Bảng 3.1: Kết quả phõn tớch hàm lượng kim loại trong cỏc phức chất
STT Phức chất Hàm lượng ion kim loại Cụng thức phõn tử
giả định M LT(%) TN(%) 1 Fe(thbz)2 13,59 13,12 FeC16H16N6S2 412 2 Co(thbz)2 14,22 14,04 CoC16H16N6S2 415 3 Fe(pthbz)2 9,93 9,24 FeC28H24N6S2 564 4 Co(pthbz)2 10,41 10,03 CoC28H24N6S2 567
Kết quả tớnh toỏn hàm lượng của cỏc kim loại trong phức thức theo cụng thức giả định và theo thực nghiệm khỏ phự hợp nhau. Điều đú cho thấy cụng thức giả định của tất cả cỏc phức chất đưa ra là hợp lý.
3.2. PHỔ HẤP THỤ HỒNG NGOẠI CỦA PHỐI TỬ Hthbz, Hpthbz VÀ CÁC PHỨC CHẤT CỦA CHÚNG VỚI Fe(II) VÀ Co(II)
Cấu tạo của benzanđehit và thiosemicacbazon benzanđehit với 2 dạng tồn tại được trỡnh bày dưới đõy:
benzanđehit Phối tử dạng thion Phối tử dạng thiol
Trang 39
Phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hthbz, Hpthbz và cỏc phức chất của nú với Fe(II), Co(II) được chỉ ra trờn cỏc hỡnh 3.11; 3.12; 3.13; 3.14; 3.15; 3.16. Một số dải hấp thụ đặc trưng trong cỏc phổ đú được quy kết trong bảng 3.9.
Trang 40
Hỡnh 3.2. Phổ hấp thụ hồng ngoại của Fe(thbz)2
Trang 41
Hỡnh 3.4. Phổ hấp thụ hồng ngoại của Hpthbz
Trang 42
Hỡnh 3.6. Phổ hấp thụ hồng ngoại của Co(pthbz)2
Bảng 3.2: Cỏc dải hấp thụ đặc trưng trong phổ của Hthbz, Fe(thbz)2, Co(thbz)2, Hpthbz, Fe(pthbz)2, Co(pthbz)2 Hợp chất Dải hấp thụ (cm-1) (NH) (N(2)=C) (C=N(1)) (CNN) (C=S) Hthbz 3549, 3420, 3152 - 1540 1467 870 Fe(thbz)2 3420, 3256, 3163 1588 1533 1372 817 Co(thbz)2 3456, 3320, 3163 1586 1488 1321 758 Hpthbz 3304,3161 - 1505 1443 941 Fe(pthbz)2 3299, 3155, 2969 1592 1501 1391 935 Co(pthbz)2 3345, 3053 1592 1492 1314 850
Phổ hồng ngoại của cỏc phối tử và phức chất tương ứng cú sự khỏc nhau rừ nột ở một số dải hấp thụ đặc trưng. Điều này là dấu hiệu cho thấy phức chất đó được hỡnh thành.
Trang 43
Trờn phổ hồng ngoại của cả cỏc phối tử và cỏc phức chất đều xuất hiện dải
hấp thụ rộng, đặc trưng cho dao động húa trị của nhúm NH ở vựng 3200- 3400 cm-1.
Tuy nhiờn, cú sự khỏc nhau về hỡnh dạng phổ và cường độ tương đối của cỏc dải trong phổ của phối tử và phức chất tương ứng. Mặt khỏc, trờn phổ hấp thụ hồng ngoại của cỏc phối tử Hthbz và Hpthbz thấy xuất hiện dải hấp thụ đặc trưng cho dao
động hoỏ trị của liờn kết C = S lần lượt ở 870 và 941 cm-1 nhưng khụng thấy xuất
hiện dải hấp thụ đặc trưng cho dao động hoỏ trị của liờn kết SH ở vựng 2570 cm-1. Điều này cho thấy phối tử tự do tồn tại ở trạng thỏi thion và bị thiol húa khi chuyển vào phức chất. Sự thay đổi của dải dao động húa trị nhúm NH trờn phổ hồng ngoại của cỏc phức chất so với phối tử tự do đều là dấu hiệu của sự thiol húa này. Trờn phổ của cỏc phức chất đều khụng thấy dải này mà là dải đặc trưng cho liờn kết đụi N = C ở 1588, 1586, 1592 và 1592 cm-1 lần lượt trong cỏc phức chất tương ứng Fe(thbz)2, Co(thbz)2, Fe(pthbz)2, Co(pthbz)2.
Trờn phổ hồng ngoại của cỏc phức chất cũng khụng thấy xuất hiện dải dao động húa trị đặc trưng cho nhúm SH, điều này cho thấy phức chất đó được hỡnh thành qua liờn kết phối trớ với nguyờn tử S. Bằng chứng là sự chuyển dịch về số súng thấp hơn của dao động húa trị nhúm CS. Dải dao động này xuất hiện ở 817, 758 cm-1 lần lượt trong phổ của cỏc phức chất Fe(thbz)2, Co(thbz)2 và đều ở khoảng 935 cm-1 trong phổ của cỏc phức chất Fe(pthbz)2 và gần như biến mất trong phổ của phức chất Co(pthbz)2.
Cỏc dải hấp thụ đặc trưng cho dao động hoỏ trị của liờn kết C=N(1) ở 1540 và
1505 cm-1 tương ứng trong cỏc phối tử Hthbz và Hpthbz đều bị giảm cường độ và
dịch chuyển về số súng thấp hơn trong phổ của phức chất tương ứng, dải này xuất hiện ở 1533, 1488, 1501 và 1492 tương ứng trong cỏc phức chất Fe(thbz)2, Co(thbz)2, Fe(pthbz)2, Co(pthbz)2. Bằng chứng này cho thấy nguyờn tử N(1) đó tham gia tạo liờn kết phối trớ với ion kim loại trung tõm. Điều này được giải thớch là do tạo liờn kết phối trớ giữa N(1) với ion kim loại trung tõm và sự thiol hoỏ phần khung thiosemicacbazon mật độ electron trờn nhúm CN(1) giảm.
Trang 44
Bằng chứng khỏc cho phộp khẳng định liờn kết được hỡnh thành qua nguyờn
tử N(1) nữa là sự chuyển dịch về số súng thấp của dải hấp thụ đặc trưng cho nhúm
CNN. Dải hấp thụ của nhúm CNN trong phối tử xuất hiện ở 1467 và 1443 cm1 lần
lượt trong cỏc phối tử Hthbz và Hpthbzcũng bị chuyển về số súng thấp: 1372, 1321,
1391 và 1314 lần lượt trong phổ hồng ngoại của cỏc phức chất trong cỏc phức chất Fe(thbz)2, Co(thbz)2, Fe(pthbz)2, Co(pthbz)2.
Qua phõn tớch phổ hồng ngoại cú thể thấy liờn kết phối trớ với cỏc ion kim
loại của cỏc phối tử Hthbz và Hpthbz được thực hiện qua nguyờn tử N(1) và S. Mụ
hỡnh tạo phức của phối tử Hthbz và Hpthbz với Fe(II) và Co(II) được giả thiết như sau:
R: H, C6H5; M: Fe, Co
3.3. PHỔ HẤP THỤ ELECTRON CỦA PHỔI TỬ Hthbz, Hpthbz VÀ PHỨC CHẤT Co(thbz)2, Co(pthbz)2.
Vỡ cỏc phức chất của Fe(II) đều cú màu sắc nhạt nờn chỳng tụi chỉ ghi được phổ của 2 phức chất Co(II). Phổ hấp thụ electron của cỏc phối tử Hthbz, Hpthbz và phức chất coban của chỳng được biểu diễn trong Hỡnh 3.17, 3.18
Trang 45 200 300 400 500 600 700 800 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 A B S
Hỡnh 3.7. Phổ hấp thụ electron của Hthbz và Co(thbz)2
200 300 400 500 600 700 800 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 A B S
Hỡnh 3.8. Phổ hấp thụ electron của Hpthbz và Co(pthbz)2
Bước súng Hpthbz Co(pthbz)2 Bước súng Hthbz Co(thbz)2
Trang 46
Phổ của phức chất và cỏc phối tử tương ứng hoàn toàn khỏc nhau cả về hỡnh dạng phổ, số lượng, vị trớ và cường độ cỏc cực đại hấp thụ. Điều đú chứng tỏ cỏc thiosemicacbazon đó đi vào cầu phối trớ của Co(II). Trong khi phổ của cỏc phối tử chỉ cú cực đại trong vựng súng ngắn (nhỏ hơn 400 nm) thỡ phổ của cỏc phức chất cú cả cỏc dải hấp thụ ở vựng súng dài hơn - vựng tử ngoại gần và vựng trụng thấy. Tuy nhiờn cỏc dải này khỏ yếu như cỏc vai phổ. Đõy là cỏc dải hấp thụ ứng với cỏc bước chuyển điện tớch và chuyển d - d trong cỏc phức chất với phối trớ 4 của Co(II).
Cỏc cực đại hấp thụ trờn phổ UV - Vis của phức chất và phối tử được biểu diễn ở bảng 3.10
Bảng 3.3: Cỏc cực đại hấp thụ trờn phổ UV-Vis của phối tử và cỏc phức chất
Chất Hthbz Co(thbz)2 Hpthbz Co(pthbz)2 Quy gỏn
B ư ớc sú ng (nm ) 250, 302 291, 401 255, 325 290, 315
Chuyển nội bộ phối tử
- 415 - 488 Chuyển điện tớch
- 577 - 580
- 747 - 690 Chuyển d-d
Theo tài liệu [1], Co(II) cú cấu hỡnh 3d7 khi tạo phức chất số phối trớ 4 thường ở dạng tứ diện. Phức vuụng phẳng của Co(II) được biết cũn tương đối ớt.
Phổ hấp thụ electron của phức chất vuụng phẳng với kiểu phối trớ CoO2N2 cú một
dải hẹp trong vựng hồng ngoại ở 1170 nm và một dải rộng ở gần 500 nm. Phổ hấp thụ electron của phức chất tứ diện Co(II) thấy cú 3 dải hấp thụ ứng với 3 bước chuyển cho phộp cú spin:
4 A2 – 4T2 (F) ở 3333 – 2000 nm 4 A2 – 4T1 (F) ở 1600 – 900 nm 4 A2 – 4T1 (P) ở 720 – 500 nm
Trang 47
Trong đú hai dải 1 và 2 nằm trong vựng hồng ngoại, chỉ cú dải 3 ở trong vựng trụng thấy. Trờn phổ của 2 phức chất nghiờn cứu cú 3 bước chuyển trong vựng trụng thấy (Bảng 3.10). So sỏnh vị trớ của cỏc dải này với phổ của phức chất vuụng phẳng và tứ diện của Co(II) cú thể thấy cả 2 phức chất cựng cú 1 dải rộng ở 747 nm (phức Co(thbz)2) và 690 nm (phức Co(pthbz)2) tương ứng tớn hiệu chuyển 4A2 – 4T1
(P) trong trường tứ diện. Như vậy, cỏc dải 1 và 2 ở 410 - 488 nm và 577 – 588 nm trong phổ của 2 phức chất tương ứng cú lẽ thuộc bước chuyển điện tớch.
Túm lại, từ phổ hấp thụ electron của 2 phức chất Co(II) cho phộp chỳng tụi giả thiết cấu tạo của phức chất tổng hợp được là tứ diện.
3.4. PHỔ KHỐI LƯỢNG CỦA CÁC PHỨC CHẤT M(thbz)2, M(pthbz)2 (M:
Fe, Co)
Phổ khối lượng của cỏc phức chất Fe(thbz)2, Co(thbz)2, Fe(pthbz)2, Co(pthbz)2,được đưa ra trờn cỏc hỡnh 3.19; 3.20; 3.21, 3.22
Trang 48
Hỡnh 3.9. Phổ khối lượng của phức chất Fe(thbz)2
Trang 49
Hỡnh 3.11. Phổ khối lượng của phức chất Fe(pthbz)2
Hỡnh 3.12. Phổ khối lượng của phức chất Co(pthbz)2
Khối lượng phõn tử của cỏc phức chất và tỷ số m/z của pic ion phõn tử thu được trờn phổ khối lượng của cỏc phức chất được liệt kờ trong Bảng 3.11
Bảng 3.4. Khối lượng mol của cỏc phức chất theo cụng thức phõn tử giả định và thực nghiệm Phức chất M m/z ([M + H]+) Fe(thbz)2 412 413 Co(thbz)2 415 416 Co(pthbz)2 564 565 Fe(pthbz)2 567 568
Trờn phổ khối của cỏc phức chất đều xuất hiện pic với trị số m/z ứng đỳng bằng khối lượng mol của cỏc phức chất cộng thờm 1 đơn vị. Điều đú chứng tỏ đõy
Trang 50
là cỏc pic ion phõn tử [M+H]+ do cỏc phức chất đó bị proton húa và cụng thức phõn tử giả định của cỏc phức chất này là đỳng. Cỏc phức chất đều là phức đơn nhõn và bền trong điều kiện ghi phổ.
Để khẳng định thờm cụng thức phõn tử của cỏc phức chất, chỳng tụi tiến hành so sỏnh cỏc giỏ trị lý thuyết và thực nghiệm cường độ tương đối của cỏc pic đồng vị trong cụm pic ion phõn tử của cỏc phức chất. Trong đú, giỏ trị lý thuyết là giỏ trị tớnh toỏn theo phần mềm isotope distribution caculator trờn trang web: http://www.sisweb.com/mstools/isotope theo cụng thức phõn tử giả thiết của mỗi phức chất, giỏ trị thực nghiệm thu được thực tế trờn phổ.
Kết quả thu được đối với phức chất cỏc phức chất và cụng thức phõn tử của cỏc phức chất được đưa ra trờn cỏc bảng 3.12, 3.13, 3.14 và 3.15.
Bảng 3.5. Cường độ tương đối của cỏc pic đồng vị trong cụm pic ion phõn tử trờn
phổ khối lượng và theo lý thuyết của phức chất Fe(thbz)2
FeC16H16N6S2 m/z Cường độ tương đối (%) Lý thuyết Thực tế 410 6,28 8,84 411 1,34 4,9 412 100 100 413 23,65 33,78 414 11,78 18,57 415 2,25 3,31 416 0,47 5,49 417 0,05 2,87
Trang 51
Bảng 3.6. Cường độ tương đối của cỏc pic đồng vị trong cụm pic ion phõn tử trờn phổ khối lượng và theo lý thuyết của phức chất Co(thbz)2
CoC16H16N6S2
m/z
Cường độ tương đối (%) Lý thuyết Thực tế 415 100 100 416 21,31 23,72 417 11,02 11,81 418 1,95 1,92 419 0,41 0,70 420 0,05 0,18
Bảng 3.7. Cường độ tương đối của cỏc pic đồng vị trong cụm pic ion phõn tử trờn phổ khối lượng và theo lý thuyết của phức chất Fe(pthbz)2
FeC28H24N6S2 m/z Cường độ tương đối (%) Lý thuyết Thực tế 562 6,27 7,36 563 2,16 5,70 564 100 100 565 36,69 38,51 566 15,63 23,04 567 4,00 6,14 568 0,87 5,41
Trang 52
569 0,13 2,19
Bảng 3.8. Cường độ tương đối của cỏc pic đồng vị trong cụm pic ion phõn tử trờn phổ khối lượng và theo lý thuyết của phức chất Co(pthbz)2
CoC28H24N6S2 m/z Cường độ tương đối (%) Lý thuyết Thực tế 567 100 100 568 34,41 44,57 569 14,61 20,93 570 3,59 5,83 571 0,76 2,24 572 0,12 3,35
Kết quả so sỏnh cường độ tương đối của cỏc pic đồng vị trong cụm pic ion