HIEN 12-7.0
Hòa tan 0,3gam Co(NO3)2.6H2O (khoảng 0,001mol) vào 20ml nước cất (dd A).
Hòa tan 0,24gam (khoảng 0.001mol) 4-metylthiosemicacbazon isatin vào 40ml ancol etylic tinh khiết (dd B).
Tr n hai dung dịch này l i với nhau và điều chỉnh tới pH=7 bằng natriaxetat. Hỗn hợp phản ứng được đun hồi lưu khoảng 2h ở 500C. Từ dung dịch sẽ tách ra những tinh thể mịn màu vàng xanh. Để lắng khoảng 1h, lọc thu tinh thể và rửa nhiều lần rồi kết tinh l i từ hỗn hợp DMF-H2O. Sau đó làm khô trong bình hút ẩm chứa silicagel.
HIEN 11 – 4.0
Hòa tan 0.3 gam Co(NO3)2.6H2O (khoảng 0.001 mol) vào 20ml nước cất (dd C).
Hòa tan 0,24 4-metylthiosemicacbazon isatin vào 40ml ancol etylic tinh khiết (dd D).
Tr n hai dung dịch này l i với nhau và điều chỉnh tới pH= 4 bằng HClO4 loãng. Hỗn hợp phản ứng được đun hồi lưu khoảng 2h ở 500
C . Từ dung dịch sẽ tách ra những tinh thể mịn màu vàng xanh. Để lắng khoảng 1h, lọc thu tinh thể và rửa nhiều lần rồi kết tinh l i từ hỗn hợp DMF-H2O. Sau đó làm khô trong bình hút ẩm chứa silicagel.
Quá trình tổng hợp các phức tr n được tiến hành nhiều lần, thay đổi điều kiện phản ứng như: thời gian, nhiệt đ đun hồi lưu, pH và thay đổi tỷ lệ mol giữa chúng để tìm điều kiện kết tinh phù hợp nhất.
Chƣơng 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Phối tử 4-metylthiosemicacbazon isatin được t o thành khi th c hiện phản ứng ngưng tụ giữa 4-metylthiosemicacbazit với isatin. Sản phẩm t o thành là những tinh thể màu vàng, ánh kim. Khi t o phức với Co(II) thu được tinh thể màu vàng xanh. Các phức này bền trong không kh , không tan trong nước nhưng tan trong m t số dung môi hữu cơ như đimetylfomamit (DMF), đimetylsunfoxit (DMSO).
3.1 PHỔ KHỐI LƢỢNG VÀ CẤU TRÚC CỦA PHỨC CHẤT
Để xét đoán cấu trúc phân tử của m t hợp chất chưa biết cần phải phân t ch tỉ mỉ phổ khối lượng. Phân t ch phổ khối lượng là quy kết cho mỗi pic tr n phổ m t mảnh phân tử xác định và chỉ rõ s t o thành ion mảnh đó từ đó rút ra những kết luận về cấu t o phân tử. Do đó, chúng tôi sử dụng phổ khối lượng để xác định cấu trúc phức chất.
Hình 3.1 trình bày phổ khối lượng của mẫu HIEN - LINGAND. S xuất hiện cụm pic với m/z = 234, 235, 236 phù hợp với số khối của phân tử C10H10ON4S ứng với các đồng vị khác nhau.
Cụm pic m/z = 219, 220, 221 ứng với ion [C9H7ON4S]+ do s mất đi m t nhóm CH3 và cụm pic m/z = 204, 205, 206 ứng với ion [C9H6ON3S]+ do s mất đi m t nhóm NH-CH3. Cụm pic m/z= 89, 90, 91 ứng với mảnh ion [C2H5N2S]+ và cụm pic m/z = 145, 146 ứng với mảnh ion [C8H5N2O]+.
Ngoài ra trong phổ khối lượng còn xuất hiện pic m/z=77, m/z=65 tương ứng với các mảnh chỉ chứa thành phần hữu cơ: C6H5+, C5H5+. Ngoài ra còn thấy các pic phân mảnh khác xuất hiện trong quá trình bắn phá phân tử phối tử. M t số kết quả t nh toán tỉ lệ giữa các pic được trình bày ở bảng 3.1. Các số liệu cho thấy có s phù hợp cao giữa lý thuyết và th c nghiệm, chứng tỏ s qui kết của chúng tôi là đáng tin cậy. Sơ đồ phân mảnh của mẫu HIEN - LINGAND được đưa ra ở hình 3.2.
Bảng 3.1: Tỉ lệ các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử và ion mảnh
của mẫu HIEN - LINGAND
Các mảnh của mẫu HIEN – LINGAND M (%) M + 1 (%) M + 2 (%) TN LT TN LT C10H10ON4S 234 100 17,42 12,60 5,26 4,58 C9H7O N4S 219 100 11,2 10,39 5,59 4,55 C9H6ON3S 204 100 11,5 11,13 5,3 4,53 C2H5N2S 89 100 8,56 7,91 5,35 4,44 C8H5ON2 145 100 8,50 9,18 0,45 x C6H5 77 100 6,34 6,67 x x C5H5 65 100 5,67 5,87 x x
Hình 3.2 : Sơ đồ phân mảnh của mẫu HIEN-LINGAND
Hình 3.3 trình bày phổ khối lượng của mẫu HIEN11 -4.0 . S xuất hiện cụm pic m/z = 381, 382, 383 phù hợp với công thức của phức [Co(H4methis)(Cl)2(H2O)] ứng với các đồng vị khác nhau.
Hình 3.3: Phổ khối lượng của mẫuHIEN11-4.0
Trong phổ khối lượng xuất hiện pic m/z = 363, 364, 365 ứng với ion [C10H10ON4SCl2Co]+do mất đi m t phân tử H2O và xuất hiện pic m/z = 328, 329, 330 ứng với ion [C10H10ON4SClCo]+ do mất đi m t nguy n tử Cl từ ion phân tử. Mảnh vỡ của phức chất [C10H10ON4SCo]+ mất đi m t nguy n tử Cl làm xuất hiện pic m/z = 293
S phá vỡ m t phần phức dẫn đến s xuất hiện của pic m/z = 234,235,236 ứng với ion [C10H10ON4S]+(ion phối tử). Từ mảnh này mất đi m t nhóm CH3 làm xuất hiện pic m/z = 219 ứng với ion [C9H7ON4S]+, mất đi m t nhóm
(CH3-NH-CS-NH) làm xuất hiện pic m/z = 145 ứng với ion [C8H5ON2]+. Ngoài ra còn thấy các pic phân mảnh khác xuất hiện trong quá trình bắn phá phân tử phức. M t số kết quả t nh toán tỉ lệ giữa các pic được trình bày ở bảng 3.2. Các số liệu cho thấy có s phù hợp cao giữa lý thuyết và th c nghiệm, chứng tỏ s qui kết của chúng tôi là đáng tin cậy. Sơ đồ phân mảnh của mẫu HIEN11-4.0 được đưa ra ở hình 3.4.
Bảng 3 2: Tỉ lệ các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử và ion mảnh
của mẫu HIEN11-4.0
Các mảnh của mẫu HIEN11-4.0 M (%) M + 1 (%) M + 2 (%) TN LT TN LT C10H12O2N4SCl2Co 381 100 15,65 22,41 72,17 74,82 C10H10ON4SCl2Co 363 100 16,43 22,41 72,60 74,82 C H ONSClCo 328 100 12,19 22,41 39,02 37,91
C10H10ON4S 234 100 13,37 12,6 5,53 4,58 C9H7ON4S 219 100 13,83 10,39 5,32 4,55
C8H5ON2 145 100 9,85 9,18 x x
TN: thực nghiệm LT: lí thuyết x: bỏ qua (quá nhỏ)
Hình 3.5 trình bày phổ khối lượng của mẫu HIEN12-7.0. S xuất hiện cụm pic m/z = 525,526,527 phù hợp với số khối phân tử phức Co(H4methis)2 ứng với các đồng vị khác nhau.
Hình 3.5 : Phổ khối lượng của mẫu HIEN12-7.0
Trong phổ khối lượng xuất hiện pic m/z = 510, 511, 512 ứng với ion
[C19H17O2N8S2Co]+ do mất đi m t nhóm –CH3 từ ion phân tử và xuất hiện pic m/z = 495, 496, 497 ứng với ion [C19H16O2N7S2Co]+ do mất đi nhóm –NH-CH3 từ ion phân tử. Tr n phổ khối lượng này có xuất hiện th m pic m/z= 381 chứng tỏ có phức [Co(H4methis)(Cl2)(H2O)].
Như vậy tùy điều kiện pH mà có thể t o ra phức [Co(H4methis)(Cl2)(H2O)] hay hỗn hợp phức [Co(H4methis)(Cl2)(H2O)] và Co(H4methis)2. M t số kết quả t nh toán tỉ lệ giữa các pic được trình bày ở bảng 3.3. Các số liệu cho thấy có s phù hợp cao giữa lý thuyết và th c nghiệm, chứng tỏ s qui kết của chúng tôi là đáng tin cậy. Sơ đồ phân mảnh của mẫu HIEN12-7.0 được trình bày ở hình 3.5
Bảng 3 3: Tỉ lệ các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử và ion mảnh
của mẫu HIEN12-7.0
Các mảnh của mẫu HIEN12-7.0 M (%) M + 1 (%) M + 2 (%) TN LT TN LT C20H18O2N8S2Co 525 100 27,37 25,36 14,74 9,49 C19H15O2N8S 2Co 510 100 27,58 24,08 15,52 9,5 C19H14O2N7S 2Co 495 100 24,32 23,63 13,51 9,02 C10H9ON4S 233 100 51,87 12,6 12,31 4,58 C9H7ON4S 219 100 16,22 10,39 3,70 4,55 C8H5ON2 145 100 5,43 9,18 x x
Hình 3.5: Sơ đồ phân mảnh của mẫu HIEN12-7.0
3.2. ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH PHỨC CHẤT
Cuối cùng, chúng tôi tiến hành đo đ dẫn điện của các dung dịch phức
để khẳng định m t lần nữa cấu trúc của chúng. Các phức của Co với 4-metylthiosemicacbazon isatin tan khá tốt trong DMF nên chúng tôi dùng dung
Bảng 3 4: Độ dẫn điện của các dung dịch phức chất Mẫu Hợp chất Khối lượng (gam) Thể tích (ml) (S/cm) (ohm-1.cm2.mol-1) HIEN11 -4.0 [Co(H4methis)(Cl2)(H2O)] 0,0146 45 15,27 17,9 HIEN12 -7.0 [Co(H4methis)2] và [Co(H4methis)(Cl2)(H2O)] 0,0155 45 23,41 25,9 < < 35,7
Giá trị đ dẫn điện của dung dịch [Co(H4methis)(Cl2)(H2O)] là 17,9 ohm-1.cm2.mol-1 phù hợp với bản chất trung hoà điện của phức.
Còn hỗn hợp 2 phức [Co(H4methis)2] và [Co(H4methis)(Cl2)(H2O)] thì đ dẫn điện dung dịch trung bình nằm trong khoảng 25,9 << 35,7. Điều này phù hợp với dung dịch chứa hai phức có bản chất trung hòa điện.
Như vậy đ dẫn điện của các dung dịch phức trên phù hợp với cấu trúc đã đề nghị.
* Kết luận: Bằng các phương pháp nghi n cứu cấu trúc (đã n u ở mục 1.6) chúng tôi đã xác định được cấu t o của các phức chất tổng hợp được từ Co(II) với 4- metylthiosemicacbazon isatin. Công thức cấu t o các phức chất thể hiện ở hình 3.11 dưới đây:
Hình 3.7. Công thức cấu tạo của phức [Co(H4methis)2]
3.3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA PHỐI TỬ VÀPHỨC CHẤT
3.3 1 Thử ho t tính kh ng vi sinh vật kiểm định
Các chủng vi sinh vật kiểm định bao gồm: - Vi khuẩn Gr (-) : E.coli (E), P.aeruginosa (P) - Vi khuẩn Gr (+): B.subtillis (B), S.aureus (S) - Nấm sợi: Asp.niger (A), F.oxysporum (F) - Nấm men: C.albicans (C), S.cerevisiae (S*)
Chứng dƣơng tính:
- Tetracylin cho vi khuẩn Gr (-) - Ampicilin cho vi khuẩn Gr (+)
- Nystatin hoặc Amphotericin B cho nấm sợi và nấm men.
Kháng sinh pha trong DMSO 100% với nồng đ thích hợp: Tetracylin: 10mM; Ampicilin: 50mM; Nystatin: 0,04mM.
Chứng âm tính:
Vi sinh vật kiểm định không tr n kháng sinh và chất thử.
Kết quả thử ho t tính kháng vi sinh vật kiểm định của phối tử và phức chất được trình bày ở bảng 3.5.
Bảng 3 5: Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của phối tử và phức
chất
Gr(-) Gr(+) sợi men E P B S A F S* C HIEN- LINGAND H24methis 50 25 25 (-) 50 25 (-) (-)
HIEN11-4.0 [Co(H4methis)(Cl2)(H2O)] 25 25 12,5 (-) 25 (-) 25 25
HIEN12-7.0 [Co(H4methis)2] và [Co(H4methis)(Cl2)(H2O)]
50 25 25 (-) 50 50 50 25
Kết quả tr n cho thấy cả phối tử và phức chất Co của chúng đều có khả năng kháng nấm, kháng khuẩn. Tuy nhi n, nhìn chung ho t t nh của phức chất m nh hơn so với phối tử. Đa số các phức cho phổ r ng đối với ho t t nh kháng vi sinh vật kiểm định. Đặc biệt, các phức tổng hợp cho ho t t nh m nh đối với khuẩn E.Coli, đây là lo i khuẩn gây nguy h i rất lớn đối với sức khỏe con người.
3.3 2 Thử khả năng gây độc tế bào
Các dòng ung thư người được dùng để thử khả năng gây đ c t nh tế bào là: Hep-G2 (ung thư gan), Lu (ung thư phổi), RD (ung thư cơ van tim).
Bảng 3 6: Kết quả thử khả năng gây độc tế bào của phối tử và phức chất
Mẫu Hợp chất Dòng tế bào (IC50, µg/ml)
Hep-G2 Lu RD
HIEN-LINGAND H24methsa >5 4,25 4,51
HIEN11-4.0 [Co(H4methis)(Cl2)(H2O)] 3,11 3,03 4,27
HIEN12-7.0 [Co(H4methis)2] và
[Co(H4methis)(Cl2)(H2O)
4,02 3,85 3,81
Nhìn chung, phối tử có khả năng ức chế yếu s phát triển của 3 dòng tế bào ung thư khảo sát. Khi t o phức khả năng ức chế s phát triển của tế bào RD tăng l n đáng kể. Điều này được thể hiện qua giá trị IC50 tương đối thấp.
Từ những kết luận tr n chứng tỏ phối tử và các phức mà chúng tôi tổng hợp được đều có ho t t nh sinh học. Khả năng kháng nấm, kháng khuẩn cũng như khả năng ức chế tế bào ung thư được tăng l n khi phối tử t o phức chất.
KẾT LUẬN
1. Đã tìm được điều kiện th ch hợp về môi trường, pH, nhiệt đ , thời gian và tỉ lệ các chất tham gia phản ứng để tổng hợp phức chất giữa Co(II) với 4-metylthiosemicacbazon isatin.
2. Phức [Co(H4methis)2] và [Co(H4methsa)(Cl2)(H2O)] tổng hợp được là những tinh thể màu vàng xanh. Cả 2 phức này bền trong không kh , không tan trong nước, tan trong m t số dung môi hữu cơ như DMF, DMSO.
3. Đã phân t ch phổ khối lượng của phối tử và các phức chất. S xuất hiện pic ion phân tử cùng với m t số pic phân mảnh khác cho phép xác định công thức phân tử và cấu trúc phức chất.
4. Đã thử ho t t nh kháng nấm, kháng khuẩn cũng như đ c t nh đối với tế bào ung thư của phối tử và các phức chất nghi n cứu. Đa số các phức cho phổ r ng đối với ho t t nh kháng vi sinh vật kiểm định. Đáng chú ý, các phức cho ho t t nh m nh đối với khuẩn E.Coli. Chúng cũng có khả năng ức chế m nh s phát triển của tế bào ung thư cơ van tim.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. L Viết Ánh (2005), Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức coban với 4-phenylthiosemicacbazon isatin, Luận văn Th c sĩ
Hoá học, Trường Đ i học Sư ph m - Đ i học Huế.
2. Trịnh Ngọc Châu (1993), Tổng hợp, nghiên cứu cấu tạo của các phức chất coban, niken, đồng và molipđen với một số thiosemicacbazon và thăm dò hoạt tính sinh học của chúng, Luận án Phó Tiến sĩ Hoá học, Trường Đ i học Tổng
hợp Hà N i.
3. Trịnh Ngọc Châu, Trần Công Y n, Nguyễn Thị Quỳ, Vũ Đăng Đ , L Ch Ki n (1993) “Hiệu ứng ức chế phát triển của m t số phức chất đối với vi khuẩn và tế bào ung thư”, Di truyền học và ứng dụng, 2, tr. 46-48.
4. Nguyễn Thị Phương Chi, Nguyễn Hoài Nam, Dương Tuấn Quang (2004), “Nghi n cứu tổng hợp, ho t t nh sinh học của m t số phức chất của kim lo i chuyển tiếp với thiosemicacbazon”, Tạp chí Y học thực hành, (10), tr. 11-13. 5. Nguyễn Thị Phương Chi, Dương Tuấn Quang (2008), “Tổng hợp và đặc trưng phổ
của phức Co(III) với 4-metyl-4-phenyl-3-thiosemicacbazon axetylaxeton”,
Tạp chí Hoá học, 45(6A), tr. 245-249.
6. Vũ Đăng Đ , Triệu Thị Nguyệt (2009), H a học vô cơ (tập II): Các nguyên tố d và f, NXB Giáo dục, Hà N i.
7. Glikina F. B., Kliutnicov N. G.(1981), Hoá học phức chất, NXB Giáo dục,
Hà N i.
8. Chu Đình K nh (1995), Phương pháp khối phổ, Viện hoá học - Trung tâm
KHTN&CNQG, Hà N i.
9. Từ Văn Mặc (1995), Phân tích Hoá lý, NXB Khoa học và Kĩ thuật,
Hà N i.
10. Hoàng Nhâm (2001), Hoá học vô cơ, tập 3, NXB Giáo dục, Hà N i.
11. Trần Thị Minh Nhật (2010), Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức Co(II) với bazơ schiff đi từ isatin và 1,3 – propanđiamin, Luận văn Th c sĩ Hóa học, Trường Đ i học Sư Ph m Huế -
12. Dương Tuấn Quang (2002), Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức Platin với một số thiosemicacbazon, Luận án Tiến sĩ
Hoá học, Viện Hoá học – Trung tâm Khoa học T nhi n và Công nghệ Quốc gia.
13. Dương Tuấn Quang (2004), “Tổng hợp và xác định cấu trúc phức t o thành giữa Ni(II) với thiosemicacbazon điaxetylmonoxim”, Tạp chí Khoa học - Đại học Huế, 22, tr. 57-62.
14. Dương Tuấn Quang (2008), “Xác định cấu trúc phức của Co (III) với 4-phenyl thiosemicacbazon isatin”, Tạp chí Hoá học, 46(5), tr. 588-592.
15. Dương Tuấn Quang, Vũ Đăng Đ , Chu Đình K nh (2005), “Phổ hấp thụ electron của m t số phức chất thiosemicacbazonat của Pt(II)”, Tạp chí Hoá học, 43(3), tr. 322-325.
16. Đỗ Đình Rãng, Đặng Đình B ch, Nguyễn Thị Thanh Phong (2007), H a học hữu cơ (tập II, tập III), NXB Giáo dục, Hà N i.
17. Đào Đình thức (2007), Một số phương pháp phổ ứng dụng trong h a học, NXB Đ i học Quốc gia, Hà N i.
18. Nguyễn Đình Triệu (2006), Các phương pháp vật l ứng dụng trong h a học,
NXB Đ i học Quốc gia, Hà N i.
19. Nguyễn Trần Kim Tuyến (2008), Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức tạo thành giữa thiosemicacbazon điaxetylmonoxim với sắt, Luận văn Th c sĩ Hoá học, Trường Đ i học Sư ph m
- Đ i học Huế.
20. Phan Thị Hồng Tuyết, Vũ Đăng Đ , Nguyễn Hoa Du (2008), “Tổng hợp, nghi n cứu cấu trúc và thăm dò ho t t nh sinh học của các phức Cu(II), Ni(II) với xitronenlal và menton thiosemicacbazon”, Tạp chí Hoá học, 46(2), tr. 159-164. 21. Trần Quốc Sơn (1979), Cơ sở lí thuyết hoá hữu cơ, NXB Giáo dục, Hà N i.
Tiếng Anh
22. Altun Ah, Kumru M., Dimoglo A. (2001), “Study of electronic and Structural features of thiosemicarbazone and thiosemicarbazide derivatives demonstrating anti-HSV-1 activity”, Journal of Molecular Structure, 535, pp. 235-246.
23. Angelica E. Graminha, Felipe S. Vilhena, Alzir A. Batista, Sonia R. W. Louro,
Roberta L. Ziolli, Leticia R. Teixeira, Heloisa Beraldo (2008), “2-Pyridinoformamide-derived thiosemicarbazone and their iron(III)
complexes: Potential antineoplastic activity” Polyhedron 27, pp. 547-551. 24. Barbara A. Wilson et al. (2005), “Synthesis and structure – Activity Correlation