L ỜI MỞ ĐẦU
4.3.Tổng hợp thuốc thử 5– BSAT
4.3.1. Hóa chất + 5 – bromosalicylaldehyde + Thiosemicarbazide + Rượu etanol + 1,4 – dioxin 4.3.1. Dụng cụ thí nghiệm + Bình cầu 100ml + Cốc thủy tinh 100ml + Sinh hàn + Bộ lọc chân không + Giấy lọc + Phễu + Cân phân tích (4 số) 4.3.2. Cách tiến hành
Cho 2,0000g 5 – bromosalicylaldehyde vào bình cầu 100ml, thêm 75ml rượu etanol và vài viên đá bọt. Lắp sinh hàn đun đến khi tan hoàn toàn. Sau đó, thêm vào 0,9068g thiosemicarbazide. Tiếp tục đun sinh hàn trong vòng 6 tiếng. Dung dịch thu được để nguội sau đó đem đi lọc thu sản phẩm. Để khô sản phẩm rồi tiến hành lọc nóng bằng dung dịch 1,4 – dioxan và etanol (tỉ lệ mol 1:1).
Dung dịch thu được để kết tinh trong 2 ngày. Lọc sau đó kết tinh lại lần 2 để thu sản phẩm.
4.3.3. Hiệu suất phản ứng
+ Khối lượng sản phẩm lý thuyết = 2,7275g
+ Khối lượng sản phẩm thực tế = 1,4540g
+ Hiệu suất H = 53,31%
4.3.4. Kết quả và thảo luận
4.3.5.1. Phổ hồng ngoại của thuốc thử 5 – BSAT
Hình 4.1. Phổ FT – IR của thuốc thử 5 – BSAT
5 – BSAT tồn tại 2 dạng thion và thiol chuyển hóa lẫn nhau
Thion Thiol Quy kết phổ FT – IR IR (υ, cm-1): 3454 (νOH), 3250 – 2922 ( 2 NH ν ), 3161 (νNH), 1612 (νC=N), 1545 (δNH), 1352 (νC-O), 1060 (νC=S), 740 (νC-S).
Nhận xét: Dựa vào các tín hiệu quy kết được từ phổ thực nghiệm và so sánh với các tín hiệu đặc trưng đã được nghiên cứu [23, 32], nhận thấy các tín hiệu có sự tương đồng và gần như giống nhau tại một số tín hiệu.
4.3.5.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của thuốc thử 5 – BSAT
Hình 4.2. Phổ H – NMR của thuốc thử 5 – BSAT
Quy kết phổ H – NMR
• δ = 11,407 ppm: pic xuất hiện dạng singlet, cường độ bằng 1 ⇒ có 1 nhóm – OH và không có proton kế cận.
• δ = 10,244 ppm: pic xuất hiện dạng singlet, cường độ bằng 1 ⇒ có 1 nhóm – NH.
• δ = 8,143 ppm: pic xuất hiện dạng singlet, cường độ bằng 1 ⇒ có 1 nhóm – NH2 và không có proton kế cận.
• δ = 8,287 ppm: pic xuất hiện dạng doublet, cường độ bằng 1 ⇒có nhóm – CH = N – và có 1 proton kế cận.
• δ = 6,809 ÷ 8,149 ppm: pic xuất hiện có cường độ bằng 3 ⇒ vòng benzene có 3 nhóm thế
(1) (2) HO N N H S H2N Br (3) + H ở δ = 8,197 ppm: có dạng doublet ⇒ có 1 proton kế cận.
+ H ở δ = 7,322 ppm: có dạng doublet – doulet ⇒ có 2 proton kế cận ở 2 bên.
Dựa vào công thức của 5 – BSAT, nhận thấy:
• Có nhóm – OH, – NH2, – NH, – CH = N –.
• Có vòng benzene 3 nhóm thế.
+ H ở vị trí (1) có H ở vị trí (2) kế cận tách thành dạng doublet, do 2 proton này ở cạnh bên nhau nên sự tách này diễn ra mạnh ⇒cường độ lớn ⇒vị trí trên phổ H – NMR là ở vùng δ = 8,197 ppm. Do H ở vị trí (3) cách khá xa nên ảnh hưởng của sự tách vạch diễn ra không đáng kể.
+ H ở vị trí (2) có H ở vị trí (1), (3) kế cận tách thành dạng doublet – doulet, do 2 proton kế cận này thì H (1) ở gần hơn H (3) nên sự tách vạch có cường độ khác nhau ⇒ vị trí trên phổ H – NMR là ở vùng δ = 7,322 ppm.
+ H ở vị trí (3) có H ở vị trí (2) kế cận tách thành dạng doublet, do 2 proton này nằm cách nhau bởi 1 C nên cường độ tách yếu hơn ⇒vị trí trên phổ H – NMR là ở vùng δ = 6,818 ppm. Do H ở vị trí (1) cách khá xa nên ảnh hưởng của sự tách vạch diễn ra không đáng kể.
Nhận xét: So sánh với giá trị thực nghiệm của phổ FT – IR và H – NMR, nhận thấy có sự tương đồng với tín hiệu đã được nghiên cứu [23, 32] nên chúng tôi kết luận đã tạo thành được thuốc thử 5 – BSAT.
4.4. Tổng hợp phức rắn Ni (II) – 5-BSAT 4.4.1. Hóa chất 4.4.1. Hóa chất
+ Muối Ni(NO3)2.6H2O (Merck)
+ Thuốc thử 5 – bromosalicylaldehyde thiosemicarbazone (5 – BSAT)
+ Metanol
+ Dimetyl ete
+ Nước cất 2 lần
4.4.2. Dụng cụ thí nghiệm
+ Máy khuấy từ và gia nhiệt
+ Cốc thủy tinh 100ml
+ Bình cầu 100ml
+ Sinh hàn
+ Giấy lọc
+ Phễu
+ Đũa thủy tinh
+ Ống đong
+ Máy lọc chân không
+ Cân phân tích (4 số)
4.4.1. Cách tiến hành
Dung dịch Ni(NO3)2.6H2O (cân chính xác 0,1448g hòa tan vào nước cất) được cho vào dung dịch chứa 5 – BSAT (cân chính xác 0,2740g hòa tan trong 25 ml metanol), khuấy liên tục bằng máy khuấy từ và đun nóng (50 – 550C) trong 50 – 60 phút. Để nguội, sẽ có tinh thể màu xanh lục tách ra. Lọc lấy kết tủa, rửa kết tủa bằng lượng nhỏ etanol và ete (tỉ lệ mol 1:1) và để khô trong không khí.
Hình 4.3. Phức Ni (II) – 5-BSAT được tổng hợp
4.4.2. Kết quả và thảo luận
Hình 4.4. Phổ FT – IR của phức rắn Ni (II) – 5-BSAT Quy kết phổ FT – IR IR (υ, cm-1): 3454 (νOH), 3254 – 2922 ( 2 NH ν ), 3161 (νNH), 1593 (νC=N), 1545 (δNH), 1371 (νC-O), 937 (νC=S). Nhận xét:
+ Trên phổ hấp thụ hồng ngoại của cả phối tử và phức chất đều thấy xuất hiện dải hấp thụ ở vùng 3200 – 3400 cm-1
, dải hấp thụ đặc trưng của nhóm – NH. Tuy nhiên, trong phổ của phức chất, cường độ của dải này không thay đổi nhiều. Điều này có thể giải thích là khi tham gia tạo phức nguyên tử N của nhóm – CH = N – đã tham gia liên kết với kim loại, nguyên tử H của nhóm – NH không bị tách nên nguyên tử N của nhóm –NH không tham gia liên kết. Một bằng chứng khác cho thấy nguyên tử N của nhóm – CH = N – tham gia liên kết sự xuất hiện của dải hấp thụ đặc trưng cho dao động hoá trị của liên kết N = C ở 1593 cm-1.
+ Sự tạo phức không chỉ do một nguyên tử N tham gia tạo liên kết phối trí mà còn có nguyên tử S tham gia tạo liên kết với ion kim loại trung tâm. Điều này có thể thấy rõ khi so sánh phổ của phối tử và phức chất. Dải hấp thụ đặc trưng cho dao động hoá trị của nhóm C = S thay đổi trong một khoảng rộng từ 1200 – 1050 cm-1 và dải này có xu hướng giảm cường độ và dịch chuyển về phía
tần số thấp hơn khi tham gia tạo phức. Một dải mới xuất hiện υC=S thay đổi từ 1060 cm-1 trong thuốc thử thành 937 cm-1
trong phức dấu hiệu cho thấy có sự tham gia của nguyên tử lưu huỳnh trong phối hợp tạo phức với Ni (II). Sự chuyển dịch về phía số sóng thấp hơn này được giải thích là do sự thiol hoá của phần khung thisemicarbazone và S sẽ tham gia liên kết với kim loại.
4.5.4.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của phức rắn Ni (II) – 5-BSAT
Hình 4.5. Phổ H – NMR của phức Ni (II) – 5-BSAT
Quy kết phổ H – NMR
• δ = 11,400 ppm: pic xuất hiện dạng singlet, cường độ bằng 1 ⇒ có 1 nhóm – OH và không có proton kế cận.
• δ = 10,244 ppm: pic xuất hiện dạng singlet, cường độ bằng 1 ⇒ có 1 nhóm – NH.
• δ = 8,128 ppm: pic xuất hiện dạng singlet, cường độ bằng 1 ⇒ có 1 nhóm – NH2 và không có proton kế cận.
• δ = 8,286 ppm: pic xuất hiện dạng doublet, cường độ bằng 1 ⇒có nhóm – CH = N – và có 1 proton kế cận.
• δ = 6,806 ÷ 8,195 ppm: pic xuất hiện có cường độ bằng 3 ⇒ vòng benzene có 3 nhóm thế
+ H ở δ = 8,195 ppm: có dạng doublet ⇒ có 1 proton kế cận.
+ H ở δ = 7,327 ppm: có dạng doublet – doulet ⇒ có 2 proton kế cận ở 2 bên.
Nhận xét
• Tín hiệu δ = 11,407 ppm tương ứng với proton của nhóm – OH, độ chuyển dịch hóa học thay đổi không đáng kể so với phối tử cho thấy oxi không tham gia phối trí với niken.
• Có vòng benzene 3 nhóm thế.
+ H ở vị trí (1) có H ở vị trí (2) kế cận tách thành dạng doublet, do 2 proton này ở cạnh bên nhau nên sự tách này diễn ra mạnh ⇒cường độ lớn ⇒vị trí trên phổ H – NMR là ở vùng δ = 8,195 ppm. Do H ở vị trí (3) cách khá xa nên ảnh hưởng của sự tách vạch diễn ra không đáng kể.
+ H ở vị trí (2) có H ở vị trí (1), (3) kế cận tách thành dạng doublet – doulet, do 2 proton kế cận này thì H (1) ở gần hơn H (3) nên sự tách vạch có cường độ khác nhau ⇒ vị trí trên phổ H – NMR là ở vùng δ = 7,327 ppm.
+ H ở vị trí (3) có H ở vị trí (2) kế cận tách thành dạng doublet, do 2 proton này nằm cách nhau bởi 1 C nên cường độ tách yếu hơn ⇒vị trí trên phổ H – NMR là ở vùng δ = 6,815 ppm. Do H ở vị trí (1) cách khá xa nên ảnh hưởng của sự tách vạch diễn ra không đáng kể.
Dựa vào kết quả phổ thực nghiệm kết hợp với kết quả của những công trình nghiên cứu trước đây [23, 32], công thức của phức rắn Ni (II) – 5-BSAT có thể là: N NH NH2 S N N H N H2 S Ni O H OH Br Br 4.5. Tổng hợp phức rắn Cd (II) – 5-BSAT 4.5.1. Hóa chất + Muối CdCl2.2,5H2O (Merck)
+ Metanol
+ Etanol
+ Dimetyl ete
+ Nước cất 2 lần
4.5.2. Dụng cụ thí nghiệm
+ Máy khuấy từ và gia nhiệt
+ Cốc thủy tinh 100ml
+ Bình cầu 100ml
+ Sinh hàn
+ Giấy lọc
+ Phễu
+ Đũa thủy tinh
+ Ống đong
+ Máy lọc chân không
+ Cân phân tích (4 số)
4.5.1. Cách tiến hành
Dung dịch CdCl2.2,5H2O (cân chính xác 0,2284g hòa tan vào nước cất) được cho vào dung dịch chứa 5 – BSAT (cân chính xác 0,2741g hòa tan trong 25 ml metanol), khuấy liên tục bằng máy khuấy từ và đun nóng (50 – 550C) trong 50 – 60 phút. Để nguội, sẽ có tinh thể màu trắng sữa đục tách ra. Lọc lấy kết tủa, rửa kết tủa bằng lượng nhỏ etanol và ete (tỉ lệ mol 1:1) và để khô trong không khí.
Hình 4.6. Phức Cd (II) – 5-BSAT được tổng hợp
4.5.2. Kết quả và thảo luận
Hình 4.7. Phổ FT – IR của phức Cd (II) – 5-BSAT Quy kết phổ FT – IR IR (υ, cm-1): 3450 (νOH), 3271 – 3001 ( 2 NH ν ), 3169 (νNH), 1600 (νC=N), 1548 (δNH), 1359 (νC-O), 1057 (νC=S). Nhận xét:
+ Trên phổ hấp thụ hồng ngoại của cả phối tử và phức chất đều thấy xuất hiện dải hấp thụ ở vùng 3200 – 3400 cm-1
, dải hấp thụ đặc trưng của nhóm – NH. Tuy nhiên, trong phổ của phức chất, cường độ của dải này không thay đổi nhiều. Điều này có thể giải thích là khi tham gia tạo phức nguyên tử N của nhóm – CH = N – đã tham gia liên kết với kim loại, nguyên tử H của nhóm – NH không bị tách nên nguyên tử của nhóm – NH không tham gia tạo liên kết. Một bằng chứng khác cho thấy nguyên tử N của nhóm – CH = N – đã tham gia liên kết là sự xuất hiện của dải hấp thụ đặc trưng cho dao động hoá trị của liên kết N = C ở 1600 cm-1.
+ Sự tạo phức không chỉ do một nguyên tử N tham gia tạo liên kết phối trí mà còn có nguyên tử S tham gia tạo liên kết với ion kim loại trung tâm. Điều này có thể thấy rõ khi so sánh phổ của phối tử và phức chất. Dải hấp thụ đặc trưng cho dao động hoá trị của nhóm C = S thay đổi trong một khoảng rộng từ 1200 – 1050 cm-1 và dải này có xu hướng giảm cường độ và dịch chuyển về phía tần số thấp hơn khi tham gia tạo phức. Một dải mới xuất hiện υC=S thay đổi từ
1060 cm-1 trong thuốc thử thành 1057 cm-1 trong phức dấu hiệu cho thấy có sự tham gia của nguyên tử lưu huỳnh trong phối hợp tạo phức với Cd (II). Sự chuyển dịch về phía số sóng thấp hơn này được giải thích là do sự thiol hoá của phần khung thisemicarbazone và S sẽ tham gia liên kết với kim loại.
4.5.4.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của phức rắn Cd (II) – 5-BSAT
Hình 4.8. Phổ H – NMR của phức Cd (II) – 5-BSAT
Quy kết phổ H – NMR
• δ = 11,402 ppm: pic xuất hiện dạng singlet, cường độ bằng 1 ⇒ có 1 nhóm – OH và không có proton kế cận.
• δ = 10,218 ppm: pic xuất hiện dạng singlet, cường độ bằng 1 ⇒ có 1 nhóm – NH.
• δ = 8,139 ppm: pic xuất hiện dạng singlet, cường độ bằng 1 ⇒ có 1 nhóm – NH2 và không có proton kế cận.
• δ = 8,287 ppm: pic xuất hiện dạng doublet, cường độ bằng 1 ⇒có nhóm – CH = N – và có 1 proton kế cận.
• δ = 6,806 ÷ 8,197 ppm: pic xuất hiện có cường độ bằng 3 ⇒ vòng benzene có 3 nhóm thế
+ H ở δ = 6,815 ppm: có dạng doublet ⇒ có 1 proton kế cận.
+ H ở δ = 8,197 ppm: có dạng doublet ⇒ có 1 proton kế cận.
+ H ở δ = 7,327 ppm: có dạng doublet – doulet ⇒ có 2 proton kế cận ở 2 bên.
Nhận xét
• Tín hiệu δ = 11,402 ppm tương ứng với proton của nhóm – OH, độ chuyển dịch hóa học thay đổi không đáng kể so với phối tử cho thấy oxi không tham gia phối trí với niken.
• Có vòng benzene 3 nhóm thế.
+ H ở vị trí (1) có H ở vị trí (2) kế cận tách thành dạng doublet, do 2 proton này ở cạnh bên nhau nên sự tách này diễn ra mạnh ⇒cường độ lớn ⇒vị trí trên phổ H – NMR là ở vùng δ = 8,197 ppm. Do H ở vị trí (3) cách khá xa nên ảnh hưởng của sự tách vạch diễn ra không đáng kể.
+ H ở vị trí (2) có H ở vị trí (1), (3) kế cận tách thành dạng doublet – doulet, do 2 proton kế cận này thì H (1) ở gần hơn H (3) nên sự tách vạch có cường độ khác nhau ⇒ vị trí trên phổ H – NMR là ở vùng δ = 7,327 ppm.
+ H ở vị trí (3) có H ở vị trí (2) kế cận tách thành dạng doublet, do 2 proton này nằm cách nhau bởi 1 C nên cường độ tách yếu hơn ⇒vị trí trên phổ H – NMR là ở vùng δ = 6,815 ppm. Do H ở vị trí (1) cách khá xa nên ảnh hưởng của sự tách vạch diễn ra không đáng kể.
Dựa vào kết quả phổ thực nghiệm, công thức của phức rắn Cd (II) – 5- BSAT có thể là: N NH NH2 S N N H N H2 S Cd O H OH Br Br
CHƯƠNG 5: THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC PHỨC RẮN Ni (II) – 5-BSAT VÀ Cd (II) – 5-BSAT
5.1. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 5.1.1. Vật liệu 5.1.1. Vật liệu
5.1.1.1. Chủng vi sinh vật
Bao gồm những vi khuẩn:
• Bacillus subtilis: trực khuẩn gram (+), sinh bào tử, thường không gây bệnh.
• Escherichia coli: vi khuẩn gram (-), gây một số bệnh về đường tiêu hóa như viêm dạ dày, viêm đại tràng, viêm ruột, viêm lỵ trực tuyến.
Chủng vi khuẩn: được bảo quản và giữ giống trong môi trường MPA
5.1.1.2. Hóa chất + Phức chất Ni (II) – 5-BSAT + Phức chất Cd (II) – 5-BSAT + Dung môi DMF + Cồn 960 + Cồn 700 + NaCl khan + Pepton + Cao thịt + Agar + Nước cất 2 lần 5.1.1.3. Dụng cụ thí nghiệm + Đĩa petri
+ Que trong tam giác
+ Que cấy tròn
+ Cây đục lỗ thạch
+ Que tam giác lấy thạch
+ Pipetment màu vàng + Đầu tiếp vàng + Cốc 250ml + Cốc 100ml + Bình tam giác + Ống nghiệm + Đèn cồn + Nồi nhôm
+ Bông gòn, giấy báo
5.1.1.4. Thiết bị thí nghiệm + Tủ sấy. + Nồi áp suất + Tủ cấy + Tủ lạnh + Cân phân tích (4 số)
5.1.2. Phương pháp nghiên cứu
Tiến hành khảo sát hoạt tính của các hợp chất tổng hợp được bằng phương pháp“khoan lỗ thạch”.
Phương pháp khoan lỗ thạch (đục lỗ thạch): là phương pháp thử hoạt tính kháng sinh của xạ khuẩn trong dung dịch. Vi sinh vật chỉ thị được trải một lớp mỏng trên bề mặt môi trường MPA agar, dùng khoan nút chai khoan lỗ trên bề mặt thạch đã cấy vi khuẩn trong đĩa petri. Nhỏ vào mỗi lỗ thạch phức chất cần thử hoạt tính, đem ủ trong tủ lạnh từ 4 – 8h, sau khi lấy ra khỏi tủ lạnh 12h
, xem kết quả. Nếu chất có khả năng kháng khuẩn thì nó sẽ ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn và hình thành một vòng gọi là vòng kháng khuẩn (hay vòng vô khuẩn), đo đường kính của vòng kháng khuẩn ta có thể định tính được khả năng kháng