N O Cu N N N O N +. N H N O Cu N N O N N H N O Cu N N H O + + NH+ + N + + m/z = 607 m/z = 480 m/z = 353 m/z = 65 m/z = 51 m/z = 77 m/z = 92 m/z = 128 +
Hình 3.4. Sơ đồ phân mảnh của phức [Cu(isami)2]
Như vậy qua phổ khối lượng, có thể nói rằng công thức của phức [Cu(isami)H2O]+ và phức [Cu(isami)2] đã đưa ra là hợp lý.
* Phức [Cu(isami)2]
Để biết có thể tổng hợp được riêng biệt các phức [Cu(isami)2] và [Cu(isami)H2O]+ hay không chúng tôi đã tiến hành ghi phổ khối của các phức chất tổng hợp theo cách 2 (mục 2.3.2). Kết quả được thể hiện trên hình 3.5.
Hình 3.5. Phổ khối lượng của phức chất [Cu(isami)2]
Khác với phổ khối của hỗn hợp hai phức [Cu(isami)H2O]+ và phức [Cu(isami)2] thể hiện trên hình 3.2, hình 3.5 không thấy xuất hiện cụm pic m/z = 335, m/z = 336, m/z = 337, m/z = 338 ứng với mảnh [Cu(isami)] +• (do ion phân tử [Cu(isami)H2O]+ mất đi một phân tử H2O). Điều đó chứng tỏ, mẫu tinh thể phức
tổng hợp theo cách 2 (mục 2.3.2) không chứa phức [Cu(isami)H2O]+. Như vậy cụm
pic m/z = 353, m/z = 354, m/z = 355, m/z = 356 không ứng với ion [Cu(isami)H2O]+. mà ứng với ion mảnh C16H10O2N4Cu+ do sự bắn phá phân tử phức Cu(isami)2. Điều này được khẳng định qua sơ đồ phân mảnh ở hình 3.3; 3.4 và bảng tỉ lệ phần trăm giữa lí thuyết và thực nghiệm ( bảng 3.2 và 3.3).
Cụm pic m/z = 607, m/z = 608, m/z = 609, m/z = 610 phù hợp với số khối của của phân tử phức [Cu(isami)2]. Các pic m/z =144, m/z =92, m/z =77, m/z =65, m/z =51 ứng với các ion mảnh C8H4ON2+, C6H6N+, C6H5+, C5H5+, C4H3+.
Ngoài ra, trong phổ khối lượng còn xuất hiện cụm pic m/z = 480, m/z = 481, m/z = 482, m/z = 483 ứng với mảnh C25H15O2N5Cu+ do sự mất đi nhóm
C9H6N và sự xuất hiện cụm pic m/z = 353, m/z = 354, m/z = 355, m/z = 356
ứng với mảnh C16H10O2N4Cu+ do sự mất thêm một nhóm C9H6N. Từ những lý giải này chúng tôi thấy, phổ khối trên hình 3.5 phù hợp với cấu tạo phân tử phức
Tỉ lệ phần trăm các pic theo lí thuyết và thực nghiệm của phức [Cu(isami)2] được thể hiện trong bảng dưới đây.
Bảng 3.3.Tỉ lệ phần trăm các pic giữa lý thuyết và thực nghiệm của phức [Cu(isami)2]
[Cu(isami)2] (%)M M + 1 (%) M + 2 (%) M + 3 (%) TN LT TN LT TN LT C34H20O2N 6Cu 607 100 37,25 36,57 52,94 51,22 15,69 15,59 C25H15O2N 5Cu 480 100 30,71 27,11 47,25 46,01 11,81 11,71 C17H12O2 N3Cu 353 100 19,35 18,28 46,23 44,17 7,53 7,79 C9H6N 128 100 9,09 9,49 0,87 0,4 1,30 0,80 C6H6N 92 100 10,04 6,30 0,49 x 0,61 x C6H5 77 100 6,35 6,06 0,42 0,15 - x C5H5 65 100 5,10 5,09 0 5,64 0 x C4H3 51 100 4,84 4,94 0,12 0,39 1,58 x
TN: thực nghiệm LT: lí thuyết (-) : không đo đựơc x: quá nhỏ
Sơ đồ phân mảnh của phức Cu(isami)2 đã được chỉ ra ở hình 3.4
3.3. PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN VÀ CẤU TRÚC PHỨC CHẤT
Có thể nói phổ cộng hưởng từ hạt nhân là công cụ đắc lực trong việc xác định cấu trúc phân tử. Mặc dù không thay thế hẳn cho phương pháp phổ hồng ngoại nhưng nó cung cấp nhiều thông tin chi tiết và đáng tin cậy hơn. Ngày nay, với các thiết bị cộng hưởng có cường độ từ trường lớn và hệ thống chuyển dịch Fourier được thực hiện bởi các máy tính có tốc độ cao, ta có thể ghi được phổ cộng hưởng từ của phức chất một cách thuận lợi.
Để phân tích phổ cộng hưởng từ proton của phức tổng hợp, trước tiên chúng
N OH N N 7.3 7.3 7.3 7.6 2.0 7.7 7.4 7.6 8.8 7.3 8.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 PPM (4) (1) (5) (6) (7) (9) (8) (3) (2) (10)
Hình 3.7. Phổ 1H-NMR của [Cu(isami)2]
Các proton không tương đương trong phân tử phức [Cu(isami)2] được đánh số
thứ tự từ 1 đến 10 như trên hình 3.6.
So sánh phổ 1H-NMR của phức mà chúng tôi nhận được với phổ mô phỏng ở trên,
dựa vào các tài liệu tham khảo [14], [16], [17], [18], [25], [29], [31], [38], [43]
chúng tôi quy kết các tín hiệu xuất hiện trên phổ 1H-NMR là tín hiệu cộng hưởng
của các proton trong phức [Cu(isami)2] như sau:
Tín hiệu doublet xuất hiện ở vùng trường yếu có độ chuyển dịch hóa học lớn nhất δ9,15 ppm ứng với proton H(1) do tương tác spin- spin với proton H(2). Điều này là do nguyên tử nitơ trong vòng piriđin hút e π của vòng nhờ trạng thái lai hóa sp2làm cho nhân piriđin bị thiếu electrron π, nhất là tại nguyên tử cacbon liên kết trực tiếp với dị tố nitơ. Sự chuyển dịch electron về phía nguyên tử nitơ làm giảm tác dụng che chắn đối với proton H(1), do đó tín hiệu cộng hưởng của proton này với từ trường ngoài là bé nhất và xuất hiện trên phổ với độ chuyển dịch hóa học lớn nhất.
Tín hiệu doublet δ8,42 ppm được gán cho proton H(3) cũng được lí giải do sự (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
hút e π của nguyên tử nitơ sp2 làm cho mật độ electron tại nguyên tử cacbon này
thấp hơn so với các vị trí còn lại. Tương tác spin của các proton H(4), H(6), H(7)
làm xuất hiện cụm pic gồm các doublet có độ chuyển dịch hóa học xấp xỉ nhau: δ
7,82; δ7,79; δ7,76. Tín hiệu triplet ở δ 7,47 tương ứng với proton H(5) trong phân tử phức. Các proton H(2), H(8), H(9), H(10) có độ chuyển dịch hóa học khác nhau không nhiều, dẫn đến sự xuất hiện multiplet ở gần δ7 ppm.
Các tín hiệu phân giải khá tốt trên phổ cho thấy đây là phổ 1H-NMR của phức Cu(isami)2 tinh khiết vì nếu là hỗn hợp hai phức phổ ghi được sẽ cho những tín hiệu không rõ ràng. Điều này cũng đã được khẳng định qua việc phân tích phổ khối trên
hình 3.5. Mặt khác, đây cũng không phải là phổ của phức [Cu(isami)H2O]+ vì
không thấy xuất hiện tín hiệu của H2O trong cầu nội.
Những thông tin về phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR trên đây cho phép
chúng tôi một lần nữa khẳng định: Đã tổng hợp được phức [Cu(isami)2] tinh khiết
bằng cách tăng tỉ lệ số mol:phối tử/Cu2+ đi kèm với sự thay đổi các điều kiện tổng hợp.
* Kết luận: Bằng các phương pháp nghiên cứu cấu trúc (đã nêu ở mục 1.6) chúng tôi đã xác định được cấu tạo của các phức chất tổng hợp được từ Cu(II), isatin và 8-aminoquinoline. Công thức cấu tạo các phức chất thể hiện trong hình dưới đây:
N N O Cu N N N O N N O N Cu OH2 + N [Cu(isami)H2O]+ [Cu(isami)2]
Hình 3.8. Công thức cấu tạo của phức [Cu(isami)H2O]+ và phức [Cu(isami)2]
3.4. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA PHỨC CHẤT
Bảng 3.4 trình bày kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định hai phức chất. Kết quả thử nghiệm cho thấy cả hai phức chất đều thể hiện hoạt tính kháng vi khuẩn Gr(-) (khuẩn E.coli), S.aureus và nấm sợi F.oxysporum. Phức [Cu(isami)2] có hoạt tính mạnh với vi khuẩn E.coli và nấm sợi Asp.niger. Mẫu thử Thuy-M2 chứa đồng thời hai phức [Cu(isami)H2O]+ và[Cu(isami)2] cho thấy
hoạt tính sinh học thể hiện mạnh hơn mẫu Na-M8 chỉ chứa một phức [Cu(isami)2].
Điều này chứng tỏ cả hai phức mà chúng tôi tổng hợp được là [Cu(isami)H2O]+ và [Cu(isami)2] đều có hoạt tính sinh học.
Bảng 3.4. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định hai phức chất
Mẫu Hợp chất
Nồng độ ức chế tối thiểu MIC (µg/ml) Vi khuẩn Gr(-) Vi khuẩn Gr(+) Nấm sợi Nấm men E P B S Asp F S* C Na-M8 [Cu(isami)2] 12,5 50 (-) (-) 12,5 50 (-) 50 Thuy-M2 [Cu(isami)H2O] + và [Cu(isami)2] 25 (-) (-) (-) 25 50 (-) (-)
KẾT LUẬN
1. Đã tìm được điều kiện thích hợp về môi trường pH, nhiệt độ, thời gian và tỉ lệ chất tham gia phản ứng để tổng hợp phức chất giữa Cu(II) với isatin và 8-aminoquinoline. Trong những điều kiện nhất định, sản phẩm thu được gồm hai phức [Cu(isami)H2O]+ và [Cu(isami)2]. Chúng tôi cũng đã tìm được điều kiện để chỉ thu được một mình phức [Cu(isami)2]. Đối với phức [Cu(isami)H2O]+, vì thời gian nghiên cứu có hạn nên chưa tổng hợp riêng được.
2. Đã ghi phổ hồng ngoại của các phức chất. Việc phân tích các dải hấp thụ trong phổ hồng ngoại cho biết cách thức hình thành liên kết giữa Cu(II) với phối tử. Trong phức [Cu(isami)H2O]+,isatin 8-aminoquinoline thể hiện là phối tử 3 càng, liên kết với ion Cu2+ qua nguyên tử oxi của vòng isatin và 2 nguyên tử nitơ của 8- aminoquinoline. Trong phức [Cu(isami)2], isatin 8-aminoquinoline thể hiện như phối tử 2 càng liên kết với ion Cu2+ qua nguyên tử oxi của vòng isatin và nguyên tử nitơ đã tham gia ngưng tụ.
3. Đã phân tích phổ khối lượng của các phức chất. Các pic ion phân tử đã được xác định. Điều này khẳng định một cách chắc chắn sự tồn tại của các phức chất. Đã đề nghị sơ đồ phân mảnh của phức [Cu(isami)H2O]+ và phức [Cu(isami)2].
4. Đã thử hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn của phức chất nghiên cứu. Nhìn chung, các phức đều cho phổ rộng đối với vi sinh vật kiểm định. Phức [Cu(isami)2] có hoạt tính mạnh đối với vi khuẩn E.coli và nấm sợi Asp. Niger.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Lê 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 Thạc sĩ Hóa học, trường Đại học Sư phạm Huế.
2. Trần Thị Đà (2006), Phức chất - Các phương pháp tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc, NXB Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3. Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt (2009), Hóa học vô cơ (tập II): Các nguyên tố d
và f, NXB Giáo dục, Hà Nội.
4. Trần Viết Hùng (2001), Nghiên cứu tổng hợp một số dẫn chất của Isatin và thăm dò hoạt tính sinh học của chúng, Luận án Tiến sĩ Dược học, Đại học Dược, Hà Nội.
5. Trần Viết Hùng, Nguyễn Quang Đạt, Phạm Minh Thuỷ (2006), “Tổng hợp và tác dụng kháng nấm của một số bazơ Mannich của 5-fluoroisatin và các dẫn chất”, Tạp chí Dược học, (367), tr. 9-11.
6. Trần Viết Hùng, Nguyễn Quang Đạt, Hà Quốc Khánh (2007), “Tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của một số dẫn chất của Isatin”, Tạp chí Dược học, (372), tr. 20-24.
7. Trần Viết Hùng, Nguyễn Quang Đạt, Phạm Minh Thuỷ (2007), “Tổng hợp và tác
dụng kháng nấm của 5-bromo-1-morpholimethylisatin và dẫn chất”, Tạp chí
Dược học, (377), tr. 14-17.
8. Từ Văn Mặc (1995), Phân tích Hóa lý, NXB Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội.
9. Hoàng Nhâm (2003), Hóa học vô cơ ( tập II, III), NXB Giáo dục, Hà Nội.
10. Hoàng Nhâm (2004), Hóa học các nguyên tố ( tập II), NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội.
11. 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 Hóa học, Viện Hóa học-Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Hà Nội.
12. Dương Tuấn Quang, Nguyễn Thị Phương Chi, Nguyễn Hoài Nam (2004), “Nghiên cứu tổng hợp, hoạt tính sinh học của một số phức chất của kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazon”, Y học Thực hành, (10), tr. 10-13.
13. Hồ Viết Quý (2001), Các phương pháp phân tích công cụ trong hóa học hiện đại,
14. Đỗ Đình Rãng, Đặng Đình Bạch, Nguyễn Thị Thanh Phong (2007), Hóa học hữu cơ (tập II, tập III), NXB Giáo dục, Hà Nội.
15. Nguyễn Đình Soa (2000), Hóa vô cơ, NXB Đại học Quốc gia, Tp Hồ Chí Minh.
16. Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn, Đặng Như Tại (1980), Cơ sở Hóa học hữu cơ tập
II, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.
17. Nguyễn Minh Thảo (1998), Hóa học các hợp chất dị vòng, giáo trình Hóa học hữu cơ, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
18. Nguyễn Đình Triệu (2006), Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa học, NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội.
19. Cao Thanh Tuấn (2009), Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức tạo thành giữa Fe với bazơ Schiff isatin, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, trường Đại học Sư phạm Huế.
Tiếng Anh
20. Akbar A. M., Hjh J. B, Mirza A., Smith S. J., Gahan L. R., Bernhardt P. V. (2008), “Preparation, spectroscopic characterization and X-ray crystal and molecular structures of nikel(II), copper(II) and zinc(II) complexes of the Schiff base formed from isatin and S-methyldithiocarbazate (Hisa-sme)”,
Polyhedron, 27, pp. 71-79.
21. Akinchan N. T., Drozdzewski P. M., Holzer W. (2002), “Syntheses and spectroscopic studies on zinc(II) and mercury (II) complexes of isatin-3- thiosemicarbazone”, Journal of Inorganic Biochemistry, 641 (1), pp. 17-22. 22. Bacchi A., Carcelli M., Pelagatti P., Pelizzi G., Rodriguez- Arguelles M. C.,
Rogolino D., Solinas C., Zani F. (2005), “Antimicrobial and mutagenic properties of organotin (IV) complexes with isatin and N-alkylisatin bisthiocarbono- hydrazones”, Journal of Inorganic Biochemistry, 99, pp. 397-408.
23. Costamagna J., Lillo L. E., Matsuhiro Betty, Noseda M. D., Villagran M. (2003), “Ni(II) complexes with Schiff bases derived from amino sugars”,
Carbohydrate Research, 338, pp. 1535-1542.
24. Deepalatha S., Sambasiva R. P., Venkatesan R. (2006), “Spectroscopic and electrochemical studies of hetero-bimetallic copper complexes with Schiff base ligand”, Spectrochimica Acta, part A, 64, pp. 823-829. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
25. Singh D.P., Malik V., Kuma K., Sharma C., Aneja K.,R. (2010), “Macrocylic metal complexes derived from 2,6-diaminopyridin and isatin with their
antibacterial and spectroscopic studies”, Spectrochimica Acta, part A, 76, pp. 45-49.
26. Gabber M., Hassanein A. M., Lotfalla A. A. (2008), “Synthesis and charac- terization of Co(II), Ni(II) and Cu(II) complexes involving hydroxy antipyrine azodyes”, Journal of Molecular Structure, 875, pp. 322-328.
27. Cerchiaro G., Aquilano K., Filomeni G., Rotilio G, Ciriolo M. R., Ferreira A. M. C. (2005), “ Isatin- Schiff base copper (II) complexes and their influence on cellular viability” Journal of Inorganic Biochemistry,99, pp. 1433-1440. 28. Heiner G. G., Fatima N., Russell P. K. (1971), “A clinical trial of the N-methyl
derivative of isatin-beta-thiosemicarbazone”, Arn. J. Epidemiol, 94, pp. 435-499. 29. Idan C., ClarKson C., Peter J. S., Lehman J., Jiri G., Philip J. R. and Chibale K.
(2005), “Design, synthesis and anti-plasmodial evalution in vitro of new 4- aminoquinoline isatin derivatives” Bioorganic & Medicinal Chemistry, 13, pp. 3249-3261.
30. Joaquim. F. M. S., Simon J. Garden and Angelo C. Pinto (2001), “The Chemistry of Isatin : a review from 1975-1999 ”, J. Braz. Chem. Soc, 12, pp. 273-324.
31. Kara L. V., Locke J. M., Ranson M., Pyne S. G. and Bremmer J. B. (2007), “ In vitro cytotoxicity evaluation of some substitude isatin derivatives”, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 15, pp. 931-938.
32. Lobana T. S., Rekha, Pannu A. P. S., Gceta H., Butcher R. J., Castineiras A. (2007), "Synthesis and structures of monomeric [chloro (isatin - 3- thiosemicarbazone) bis (triphenylphosphine)] copper(I) and dimeric [dichlorobis(thiophene-2-carbaldehydethiosemicarbazone) bis (triphenylphosphine)] dicopper(I)] complexes”, Polyhedron, 26, pp. 2621-2628.
33. Mohanan K., Sindhu K. B., Rijulal G. (2008), “Microwave assisted synthesis, spectroscopic, thermal, and antifungal studies of some lanthanide(III) complexes with a heterocyclic bishydrazone”, Journal of Rare Earths, 26, pp. 16-21.
34. Muschalek B., Ingo W., Holger B.(2007), “Synthesis of tricarbonyl (N- methylisatin) chromium (0) and an unanticipated transformation of a N-
MEM to a N-MOM group”, Journal of Organometallic Chemistry, 692,
pp. 2415-2424.
35. Nagar R., Sham R. C. and Parahhar R. K. (1990), “Infrared spectral studies on
the stability of some binuclear transition metal-Schiff base complexes”,
36. Parashar R. K., Sharma R. C. (1988), “Stability in Relation to IR Data of some Schiff Base Complexes of Transition Metals and their Biological and pharmacological Studies”, Inorganica Chimica Acta, 151, pp. 201-208.
37. Quartarone G., Bellomi T., A. Zingales (2003), “Inhibition of copper corrosion by isatin in aerated 0.5M H2SO4”, Corrosion Science, 45, pp. 715-733.
38. Ribeiro S. M. A. V., Bernd S., Castro V. B. M., Santos M. N. B. F. (2008), “Thermochemistry of Cu(II) and Ni(II) complexes with N,N-di-n-butyl-N’-the- noylthiourea and N,N-di-iso-butyl-N’-thenoylthiourea”, J. Chem. Thermodynam- ics, 40, pp. 599-606.
39. Rodriguez-Arguelles M. C., Belicchi M. and Ferrari, Franco B., Corrado P., Giorgio P.(2004), “Synthesis, characterization and biological activity of Ni,
Cu, Zn complexes of isatin hydrazones”, Journal of Inorganic Biochemistry,
98, pp. 313-321.
40. Rohde W., Richard S., Jean I., Warren L. (1979), “Binding of N-methyl isatin β- thiosemicarbarone-copper complexes to proteins and nucleic acids, Journal of Inorganic Biochemistry, 10, pp. 183-194.
41. Sagdinc S., Koksoy B., Kandemirli F, Bayari S. H., (2009), “Theoretical and spectroscopic studies of 5-fluoro-isatin-3-(N- benzyl thiosemicarbazone) and its zinc(II) complex”, Journal of Molecular Structure, 917, pp.63-70.
42. Szlyk E., Surdykowski A., Magdalena B., Larsen E. (2002), “Spectroscopy and