Pd(mthpy)NH
3và Pd(pthpy)NH
33.4.4.1 Phổ cộng hưởng từ proton
Phổ 1H-NMR của cỏc phức chất Pd(thpy)NH3, Pd(mthpy)NH3 và Pd(pthpy)NH3 được chỉ ra trong hỡnh 3.44 và 3.45, 3.46 dưới đõy:
Hỡnh 3.45. Phổ 1H-NMR của Pd(mthpy)NH3
Bảng 3.26. Bảng quy kết cỏc tớn hiệu trong phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Pd(thpy)NH3, Pd(mthpy)NH3 và Pd(pthpy)NH3
Qui kết N(4)H H (ortho) H (meta) H (para) NH3 CH3(axit pyruvic) CH3 Pd(thpy)NH3 7,6 (s,2) 3,3 (m,3) 1,94 (s.3) Pd(mthpy)NH3 7,87 (s, 0,73) - - - 3,23 (s, 3,10) 1,97 (s, 3,00) 2,79 (d,3,09) Pd(pthpy)NH3 10,09 (s, 0,81) 7,61 (d,2,06) 7,30 (t,2,03) 7,01 (t,1,00) 3,39 (s,3,00) 2,10 (t,3,05) -
Trờn cả hai phổ của phức chất này đều khụng thấy sự xuất hiện tớn hiệu cộng hưởng ở vựng trường thấp, sắc nhọn đặc trưng cho tớn hiệu cộng hưởng của proton của nhúm COOH nữa. Điều này được giải thớch là khi phức chất được tạo thành thỡ proton này đó tỏch ra và O tạo liờn kết cho nhận với ion kim loại. Mặt khỏc nguyờn tử H ở N(2)H đó bị tỏch ra và chuyển sang nguyờn tử S khi tham gia tạo phức vỡ khi đú phần khung thiosemicacbazon đó bị thiol hoỏ. Tuy nhiờn tớn hiệu cộng hưởng của proton trong nhúm SH cũng khụng thấy xuất hiện trờn phổ bởi lẽ nú đó bị tỏch ra và liờn kết thứ hai được thiết lập trong quỏ trỡnh tạo phức là liờn kết giữa S và Pd.
Trờn phổ của cả ba phức chất ta thấy xuất hiện tớn hiệu singlet ở vị trớ 7,6 ; 7,87 và 10,09ppm với tớch phõn là 1 ; 0,73 và 0,81 được quy gỏn cho proton của nhúm N(4)H. So với vị trớ xuất hiện của nú trong phổ của phối tử thỡ sự chuyển dịch về vị trớ trường cao của tớn hiệu này là do sự hỡnh thành liờn kết C-S thay thế cho liờn kết C=S làm cho mật độ e trờn nguyờn tử H của N(4)H tăng, do đú tớn hiệu cộng hưởng ở phớa trường cao.
Nếu như trờn phổ của phối tử H2thpy, H2mthpy và H2pthpy chỉ xuất hiện lần lượt 1, 2 và 1 tớn hiệu cộng hưởng ở vựng trường cao thỡ trờn phổ của cả ba phức chất đều thấy cú thờm 1 tớn hiệu cộng hưởng ở vựng trường cao nữa và đõy cũng là
điểm khỏc biệt khỏ rừ. Tớn hiệu cộng hưởng xuất hiện trong phổ của phức chất mà trong phối tử khụng thấy xuất hiện là tớn hiệu cộng hưởng singlet ở khoảng 3ppm chớnh là tớn hiệu cộng hưởng của 3 proton của nhúm NH3. Điều này cho thấy trong phức chất loại này cũn cú thờm 1 phối tử nữa là NH3.
Tớn hiệu cộng hưởng ở vựng trường cao khỏc nữa đó xuất hiện trong phổ của phức chất là 1,94 tớch phõn 3 (trong Pd(thpy)NH3) ; 1,79ppm, tớch phõn 3 (trong Pd(mthpy)NH3) và 2,1ppm, tớch phõn 3,05 (trong Pd(pthpy)NH3) được gỏn cho 3 proton nhúm CH3 trong phần khung axit pyruvic. Ngoài ra trong Pd(mthpy)NH3 cũn xuất hiện thờm tớn hiệu cộng hưởng của 3 proton của nhúm CH3 trong phần khung 4-metyl thiosemicacbazit ở 2,79ppm với tớch phõn 3,09. Như vậy so với phổ của phối tử thỡ độ chuyển dịch của cỏc proton trong nhúm CH3 thay đổi khụng đỏng kể, điều đú cho phộp khẳng định sự tạo phức khụng ảnh hưởng tới cỏc nhúm này.
Điểm khỏc nhau nữa giữa phổ của phức chất Pd(pthpy)NH3 so với hai phức chất kia là sự xuất hiện cỏc tớn hiệu cộng hưởng đặc trưng cho cỏc proton vũng benzen trong phức Pd(pthpy)NH3. Xột cỏc tớn hiệu đặc trưng cho proton vũng benzen, tớn hiệu doublet ở vị trớ 7,61ppm ; hai tớn hiệu triplet ở vị trớ 7,3 và 7,01ppm với tỷ lệ tớch phõn 2 :2 :1 được gỏn lần lượt cho 2 proton ở vị trớ meta, 2 proton ở vị trớ ortho và 1 proton ở vị trớ para.
3.4.4.2. Phổ cộng hưởng từ 13C:
Hỡnh 3.47, 3.48, 3.49 dưới đõy là phổ của cỏc phức chất Pd(thpy)NH3, Pd(mthpy)NH3, Pd(pthpy)NH3.
Hỡnh 3.49. Phổ 13C-NMR của Pd(pthpy)NH3
Bảng 3.27: Bảng quy kết cỏc tớn hiệu trong phổ 13C-NMR của cỏc phức chất Pd(thpy)NH3, Pd(mthpy)NH3, Pd(pthpy)NH3
Qui kết Hợp chất
Pd(thpy)NH3 Pd(mthpy)NH3 Pd(pthpy)NH3
C - S 180,23 177,34 174,65 C = N(1) 173,18 173,15 172,61 C trong vũng benzen - - 140,41; 128,61; 122,94; 119,70 COO 152 153,08 156,43 C (N4 – CH3) 32,88 - C (CH3) 15,04 14,92 15,53
Cũng giống như cỏc phức đó phõn tớch ở mục trờn, trong phổ của cỏc phức này chỳng tụi cũng nhận thấy sự thay đổi về vị trớ khỏ rừ của tớn hiệu đặc trưng cho C=N(1), từ 164,81ppm trong H2thpy lờn 173,18ppm trong Pd(thpy)NH3; từ 164,81ppm lờn 173,15ppm khi chuyển từ phối tử H2mthpy sang phức chất; từ 164,67 lờn 172,61ppm khi chuyển từ phối thử H2pthpy sang phức chất. Điều này chỉ cú thể được giải thớch do nguyờn tử N(1) đó tham gia phối trớ với Pd trong quỏ trỡnh tạo phức làm giảm mật độ electron trờn nguyờn tử N(1), do đú làm giảm mật độ e
xung quanh nguyờn tử C, vỡ vậy tớn hiệu của C dịch chuyển về phớa trường thấp nờn cú độ chuyển dịch hoỏ học cao hơn.
Tớn hiệu của cacbon trong CS cũng cú sự thay đổi một ớt, điều này chứng tỏ sự thay đổi về liờn kết trong nhúm CS, từ liờn kết đụi trong phối tử chuyển thành liờn kết đơn trong phức chất tương ứng. Do đú liờn kết thứ 2 tạo ra trong quỏ trỡnh tạo phức là giữa S và Pd.
Một tớn hiệu của cacbon nữa cũng thay đổi khỏ nhiều khi chuyển từ phổ của phối tử sang phổ của phức chất là tớn hiệu của C nhúm COO đều cú sự chuyển dịch về vựng trường thấp. Điều đú chứng tỏ đó cú sự thay nguyờn tử H của nhúm OH (COOH) để tạo liờn kết mới giữa O của nhúm này với nguyờn tử kim loại.
Cũng như trong H2mthpy thỡ trong phức chất Pd(mthpy)NH3 thấy xuất hiện thờm một tớn hiệu ở vị trớ 32,88ppm được gỏn cho tớn hiệu của C trong nhúm CH3 gắn với nguyờn tử N(4). Tớn hiệu này gần như khụng thay đổi giữa phối tử và phức chất.
Ngoài ra trong 3 phổ của phức chất so với phổ của phối tử tương ứng chỳng tụi cũn thấy 1 tớn hiệu cũng gần như khụng thay đổi đú là tớn hiệu của C của nhúm CH3 trong phần khung axit pyruvic. Điều này cho thấy sự tạo phức đó khụng ảnh hưởng tới nguyờn tử C ở vị trớ này.
Kết hợp với kết quả phõn tớch trong phổ 1H-NMR cú thể khẳng định sự tạo phức giữa cỏc phối tử H2thpy, H2mthpy, H2pthpy đó xảy ra qua cỏc nguyờn tử N(1), S, O và N của phõn tử NH3 trong mụi trường.
Mụ hỡnh tạo phức cú thể giả thiết như sau:
O C C O C H3 N N C NHR S Pd NH3 (1) (2) (4) ( R: H, CH3, C6H5)
Bằng việc phõn tớch phổ cộng hưởng từ proton và 13C của 6 phối tử nghiờn cứu cú thể rỳt ra cỏc kết luận sau :
- Cỏc phối tử đó được tạo thành nhờ phản ứng ngưng tụ xảy ra ở nhúm N(1)H2 và C=O
- Phối tử tạo thành đều tồn tại ở dạng thion trong điều kiện ghi phổ.
- Khi tham gia tạo phức phần khung thiosemicacbazon đều bị thiol hoỏ
- Cỏc phối tử dóy Hthbz, Hmthbz, Hpthbz đúng vai trũ là phối tử hai càng với bộ nguyờn tử cho là N(1) và S. Cỏc phối tử dóy H2thpy; H2mthpy và H2pthpy đúng vai trũ là phối tử ba càng với bộ nguyờn tử cho là N(1), S và O và N của NH3 (trong mụi trường).
3.5. KẾT QUẢ THĂM Dề HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT
3.5.1 Hoạt tớnh khỏng vi sinh vật kiểm định
Chỳng tụi tiến hành thăm dũ hoạt tớnh sinh học của phối tử và phức chất, kết quả được chỉ ra trong bảng 3.28 dưới đõy :
Bảng 3.28 Kết quả thử hoạt tớnh khỏng vi sinh vật kiểm định
ST
T Tờn mẫu
Nồng độ ức chế 50% sự phỏt triển của vi sinh vật và nấm kiểm định – IC50(àg/ml) Gram (+) Gram (-) Nấm Lactobacillu s fermentum Bacillus subtilis Staphyloccu s aureus Salmonella enterica Escherichia coli Pseudomon as aeruginosa Candida alibican 1 PdCl2 >256 >256 >256 >256 >256 >256 >256 2 Hmthbz >256 >256 >256 >256 >256 >256 >256 3 Pd(mthbz)2 >256 >256 >256 >256 >256 >256 >256 4 Hpthbz >256 >256 >256 >256 >256 >256 >256 5 Pd(pthbz)2 >256 >256 >256 >256 >256 >256 >256 6 Hpthpy >256 >256 >256 >256 >256 >256 >256 7 Pd(pthpy) NH3 >256 >256 >256 >256 >256 >256 >256 8 Hmthpy >256 >256 >256 >256 >256 >256 >256 9 Pd(mthpy) NH3 183.82 95.53 236.97 >256 201.14 >256 >256
Như vậy qua kết quả thử hoạt tớnh khỏng vi sinh vật kiểm định cú thể thấy phức chất Pd(mthpy)NH3 đó thể hiện hoạt tớnh đối với một số loại vi khuẩn: Lactobacillus fermentum, Bacillus subtilis, Staphyloccus aureus, Escherichia coli.
3.5.2. Hoạt tớnh gõy độc tế bào của phức chất Pd(mthpy)NH
3:
Trờn cơ sở kết quả thu được từ việc thử hoạt tớnh khỏng vi sinh vật kiểm định, chỳng tụi tiến hành thử hoạt tớnh gõy độc tế bào của phức chất Pd(mthpy)NH3 đối với dũng tế bào KB (human epidermic carcinoma): ung thư biểu mụ, kết quả cho thấy phức chất phản ứng dương tớnh với dũng tế bào này, giỏ trị IC50 là 13,33àg/ml.
Qua kết quả thử hoạt tớnh sinh học cho thấy phức chất tổng hợp được là Pd(mthpy)NH3 cú khả năng khỏng 4/7 dũng tế bào đem thử và đặc biệt cú khả năng gõy độc tế bào ung thư biểu mụ. Tuy vậy đõy cũng chỉ là kết quả thăm dũ sơ bộ đầu tiờn cần cú những nghiờn cứu toàn diện hơn về hoạt tớnh sinh học của cỏc phức chất loại này.
KẾT LUẬN:
1. Đó tổng hợp được 6 hợp chất thiosemicacbazon: thiosemicacbazon benzanđehit (Hthbz), 4-metyl thiosemicacbazon benzanđehit (Hmthbz), 4-phenyl thiosemicacbazon benzanđehit (Hpthbz), thiosemicacbazon pyruvic (H2thpy), 4- metyl thiosemicacbazon pyruvic (H2mthpy), 4-phenyl thiosemicacbazon pyruvic (H2pthpy) và cỏc phức chất tương ứng của chỳng với Pd(II). Kết quả phõn tớch hàm lượng kim loại, phõn tớch cộng hưởng từ và phổ khối lượng cho thấy cỏc phức chất cú thành phần ứng với cụng thức phõn tử Pd(thbz)2, Pd(mthbz)2, Pd(pthbz)2, Pd(thpy)NH3, Pd(mthpy)NH3, Pd(pthpy)NH3.
2. Đó nghiờn cứu cỏc phức chất tổng hợp được bằng phương phỏp phổ hấp thụ hồng ngoại và phổ cộng hưởng từ proton. Kết quả thu được cho thấy Hthbz, Hmthbz, Hpthbz là cỏc phối tử hai càng liờn kết với Pd(II) qua N(1) và S; H2thpy, H2mthpy và H2pthpy là cỏc phối tử ba càng liờn kết với Pd(II) qua cỏc nguyờn tử là N(1), S và O.
3. Đó nghiờn cứu cỏc phức chất tổng hợp được bằng phương phỏp phổ khối lượng. Kết quả cho thấy cỏc phức chất tổng hợp được đều bền trong điều kiện ghi phổ. Kết quả thu được xỏc nhận phức chất là đơn nhõn. Khối lượng phõn tử hoàn toàn phự hợp với cụng thức phõn tử dự kiến.
4. Đó sử dụng phần mềm isotope disstribution calculator để tớnh toỏn cường độ tương đối của cỏc pic đồng vị của phõn tử phức chất. Kết quả thu được khỏ phự hợp giữa thực tế và lý thuyết.
5. Bước đầu đó thử hoạt tớnh khỏng vi sinh vật kiểm định của một số phối tử và phức chất trờn 7 chủng vi khuẩn thuộc cả hai loại gram (+) và gram (-). Kết quả cho thấy phức chất Pd(mthpy)NH3 cú khả năng diệt khuẩn đối với một số chủng vi khuẩn đem thử.
TàI LIệU THAM KHảO
I. Tiếng Việt
1. Trịnh Ngọc Châu (1993), Luận án phó tiến sĩ Hoá học, Trờng đại học Khoa học Tự nhiên.
2. Hoàng Nhâm (2001), Hoá học Vô cơ, tập 3, Nhà xuất bản giáo dục.
3. Dơng Tuấn Quang (2002), Luận án tiến sĩ Hoá học, Viện Hoá học, Trung tâm khoa học Tự nhiên và Công nghệ quốc gia.
4. Đặng Nh Tại, Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn (1980), Cơ sở hoá học hữu cơ, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.
5. Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phơng pháp vật lý ứng dụng trong hoá học, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia.
6. Hà Phơng Th (2003), Luận án tiến sĩ Hoá học, Viện Hoá học, Trung tâm khoa học Tự nhiên và Công nghệ quốc gia.
7. Phan Thị Hồng Tuyết (2007), Luận án tiến sĩ Hoá học, Viện Hoá học, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam.
II. Tiếng Anh
8. Abu-Eittah R., Osman A. and Arafa G. (1979), “Studies on copper(II)- complexes : Electronic absorption spectra”, Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 41(4), pp.555-559.
9. Alsop L., Cowley R. A., Dilworth R.J. (2005), “Investigations into some aryl
substituted bis(thiosemicarbazones)and their copper complexes”, Inorganica
Chimica Acta, 358, pp. 2770-2780.
10. Altun Ah., Kumru M., Dimoglo A. (2001), “Study of electronic and structural features of thiosemicarbazone and thiosemicarbazide derivatives demonstrating anti-HSV-1 activity”, J. Molecular Structure (Theo. Chem), 535, pp.235-246.
11. Anayive P. Rebolledo, Marisol Vieites, Dinorah Gambino, Oscar E. Piro (2005), “Palladium(II) complexes of 2-benzoylpyridine-derived thiosemicarbazones: spectral characterization, structural studies and cytotoxic activity”, 99(3), pp.698-706.
12. Ateya B. G., Abo-Elkhair B. M. and Abdel-Hamid I. A. (1976), “Thiosemicarbazide as an inhibitor for the acid corrosion of iron”, Corrosion Science, 16(3), pp.163-169.
13. Campbell J. M. (1975), “Transition metal complexes of thiosemicarbazide and thiosemicarbazones” Coordination Chemistry Reviews,15(2-3), pp.279-319. 14. Cavalca M., Branchi G. (1960), "The crystal structure of mono
thiosemicarbazide zinc chloride", Acta crystallorg., 13, pp.688-698.
15. Chettiar K.S., Sreekumar K. (1999), “Polystyrene-supported thiosemicarbazone-transition metal complexes: synthesis and application as heterogeneous catalysts”, Polimer International, 48 (6), pp.455-460.
16. Diaz A., Cao R. and Garcia A. (1994), "Characterization and biological properties of a copper(II) complex with pyruvic acid thiosemicarbazone",
Monatshefte fur Chemie/ Chemical Monthly, 125 (8-9), pp. 823-825.
17. Dimitra K.D., Miller J.R. (1999), “Palladium(II) and platinum(II) complexes of pyridin-2-carbaldehyde thiosemicarbazone with potential biological activity. Synthesis, structure and spectral properties”, Polyhedron, 18 (7), pp.1005- 1013.
18. Dimitra K.D, Yadav P.N., Demertzis M.A., Jasiski J.P. (2004), “First use of a palladium complex with a thiosemicarbazone ligand as catalyst precursor for the Heck reaction”, Tetrahedron Letters, 45(14), pp.2923-2926.
19. Dimitra K.D, Asimina Domopoulou, Mavroudis A. Demervzis, Giovanne Valle, and Athanassios Papageorgiou (1997), “Palladium (II) Complexes of 2- Acetylpyridine N(4)-Methyl, N(4)-Ethyl and N(4)-Phenyl- Thiosemicarbazones. Crystal Structure of Chloro(2- Acetylpyridine N(4)- Methylthiosemicarbazonato) Palladium(II). Synthesis, Spectral Studies, in vitro and in vivo Antitumour Activity” Journal of Inorganic Biochemistry, pp.147- 155.
20. Ekpe U.J., Ibok U.J., Offiong O.E., Ebenso E.E. (1995), "Inhibitory action of methyl and phenylthiosemicarbazone derivatives on the corrosion of mild steel in hydrochloric acids", Materials Chemistry and Physics, 40(2), pp.87-93. 21. Elsevier S., Publishers B.V. (1985), “Transition metal complexes of
semicarbazones and thiosemicarbazones”, Coordination Chemistry Reviews,
22. El-Asmy A.A., Morsi M.A., and El-Shafei A.A. (2005), “Cobalt(II), nickel(II), copper(II), zinc(II) and uranyl(VI) complexes of acetylacetone bis(4-phenylthiosemicarbazone)”, Transition Metal Chemistry, 11, pp. 494-496. (4c)
23. Guy Berthon and Torsten Berg (1976), “Thermodynamics of silver- thiosemicarbazide complexation”, The Journal of Chemical Thermodynamics, 8(12), pp.1145-1152.
24. Harry B.Gray and C.J.Ballhausen (1962), “A molecular orbital theory for square planar metal complexes”, J. Am. Chem. Soc. 85 (1963) 260 – 265.
25. Joseph M., Kuriakose M., Kurup M.R. and SureshE. (2006), “Structural, antimicrobial and spectral studies of copper(II) complexes of 2- benzoylpyridine N(4)-phenyl thiosemicarbazone”, Polyhedron 25, pp. 61-75.
26. Lobana T.S., Khanna S., Butcher R,J., Hunter A.D. and Zeller M. (2006), “Synthesis, crystal structures and multinuclear NMR spectroscopy of copper(I) complexes with benzophenone thiosemicarbazone ”, Polyhedron, 25(14), pp. 2755-2763.
27. Mostapha J.E., Magali Allain, Mustayeen A. K., Gilles M.B. (2005), “Structural and spectral studies of nickel(II), copper(II) and cadmium (II) complexes of 3-furaldehyde thiosemicarbazone” Polyhedron, 24 (2), pp.327- 332.
28. Pillai C. K. S., Nandi U. S. and Warren Levinson (1977), “Interaction of DNA with anti-cancer drugs: copper-thiosemicarbazide system”, Bioinorganic
Chemistry, pp.151-157.
29. Ramana Murthy G. V. and Sreenivasulu Reddy T. (1992), “o- Hydroxyacetophenone thiosemicarbazone as a reagent for the rapid spectrophotometric determination of palladium”, Talanta, 39(6), pp.697-701.
30. Reddy K. J, Kumar J. R. and Ramachandraiah C. (2003), “Analytical properties of 1-phenyl-1,2-propanedione-2-oxime thiosemicarbazone: simultaneous spectrophotometric determination of copper(II) and nickel(II) in edible oils and seeds”, Talanta, 59(3), pp.425-433.
31. Seena E.B. and Prathapachandra Kurup M.R. (2007), "Spectral and structural studies of mono- and binuclear copper(II) complexes of salicylaldehyde N(4)- substituted thiosemicarbazones", Polyhedron, 26(4,1), pp.829-836.
32. Sirota A. and ramko T. (1974), “Square planar NiII complexes of thiosemicarbazide”, Inorganica Chimica Acta, 8, pp.289-291.
33. Suryanarayana R.V. and Brahmaji R.S. (1979), “Polarographic and spectrophotometric studies of cobalt(II) thiosemicarbazide system”, Journal of Electroanalytical Chemistry, 96(1), pp.109-115.
34. Uesugi K., Sik L. Nishioka J., Kumagai H., T. and Nagahiro T. (1994), “Extraction-Spectrophotometric Determination of Palladium with 3- Thiophenaldehyde-4-phenyl-3-thiosemicarbazone”, Microchemical Journal, 50(1), pp.88-93.
35. Magda Ali Akl (2006), “The Use of Phenanthraquinone Monophenyl Thiosemicarbazone for Preconcentration, Ion Flotation and Spectrometric Determination of Zinc(II) in Human Biofluids and Pharmaceutical Samples”,
Bull.Korean Chem. Soc. 27(2006), 5, 725 – 732.
