Thiosemicacbazit và phức chất của nó là các chất có cấu tạo đa dạng và có nhiều tính chất quý báu đợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. ứng
dụng quan trọng nhất của chúng là trong lĩnh vực y học và nông nghiệp. Nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy thiosemicacbazit và phức chất của nó có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm. Nhìn chung, khi tạo phức thì khả năng kháng khuẩn, kháng nấm tăng so với phối tử tự do.
ứng dụng của phức chất thiosemicacbazit trong lĩnh vực y học ngày càng đợc quan tâm nhiều hơn. Phức chất của thiosemicacbazit với các muối clorua mangan, niken, coban và đặc biệt là kẽm đợc dùng làm thuốc chống thơng hàn, kiết lị, các bệnh đờng ruột và diệt nấm. ở Việt Nam cũng đã quan tâm đến ứng dụng này của thiosemicacbazit và phức chất của chúng. Phức của Molipden(III) và thiosemicacbazit đã đợc tổng hợp [Mo(Thsc)3Cl3]. Việc thử nghiệm cho thấy phức này có tác dụng làm giảm thể tích khối u, giảm mật độ tế bào ung th, giảm tổng số tế bào và từ đó giảm chỉ số phát triển của khối u.
Thiosemicacbazit và phức chất của nó có nhiều hoạt tính sinh học quý giá, tuy nhiên chúng lại ít tan trong nớc. Đặc điểm này đã hạn chế ứng dụng của chúng trong thực tiễn.Vì vậy, song song với việc nghiên cứu những hoạt tính sinh học quí giá, cần nghiên cứu để tìm ra biện pháp làm tăng độ hòa tan của thiosemicacbazit và phức của thiosemicacbazit nhằm tăng giá trị sử dụng của chúng trong thực tiễn.
Bảng 4: Hoạt tính kháng khuẩn của thiosemicacbazit và các dẫn xuất của nó: thiosemicacbazon salixyadehit (H2thsa), thiosemicacbazon isattin (H2this) và phức tạo thành của các phối tử đó với Cu(II).
Khuẩn
Chất BP BS SL Sta Ec Shi Ty Pro Psen
Hthsc - - - - H2thsa ++ ++ + - + ++ + ++ + H2this - - - + - - - H2thac ++ - - - - + - - - Cu(Hthsc)2Cl2 + - - - + - - Cu(Hthsa)Cl.H2O +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ Cu(Hthac)Cl.H2O +++ + - - + + + +++ -
Gạch ngang chỉ rằng hợp chất không có hoạt tính ở nồng độ 1000 àg/ml hoặc thấp hơn.
Các dẫn xuất của thiosemicacbazit có khả năng kháng vi sinh vật và chúng cũng đã đợc dùng để thử khả năng gây độc tính của tế bào ung th.
Bảng 5: Hoạt tính kháng vi sinh vật của các dẫn xuất của thiosemicacbazit và các phức chất của chúng.
STT Hợp chất
Nồng độ ức chế tối thiểu MIC(àg/ml) Vi khuẩn G- Vi khuẩn G+ Nấm mốc Nấm men E P B S A F C 1 H24phthis 25 25 50 - 50 25 50 2 Pt(H4phthis)Cl 12,5 25 25 - 21,5 25 12,5 3 H2thsa - 50 - - - 25 50 4 Pt(Hthsa)Cl 25 - 25 - 50 - - 5 H24phthsa 12,5 25 12,5 12,5 - 25 50 6 Pt(H4phthsa)Cl 12,5 - 25 50 50 50 - 7 H2thac - - - - 50 50 - 8 Pt(Hphthac)Cl - - - - 25 50 - 9 Hthbe 50 50 - - - 50 50 10 Pt(thbe)2 50 25 50 50 50 25 25
Các chủng vi sinh vật kiểm định bao gồm đại diện các nhóm : - Vi khuẩn Gr- : E.coli, P.aeruginosa.
-Vi khuẩn Gr+ : B.Subtilis, S.Aureus. -Nấm mốc : asp.nigh, F.Oxisporum. - Nấm men : C.albicaus.
Các dòng ung th ngời đợc dùng để gây độc tính tế bào gồm : Hep- G2(ung th gan), F1(ung th màng tử cung), RD (ung th màng tim), Vero (tiền ung th thận khỉ).
Bảng 6: Kết quả thử khả năng gây độc của các phối tử và phức chất trên một số loaị tế bào ung th.
STT Hợp chất Dòng TB(IC50,àg/ml) HEP-G2 RD F1 VR 1 H24phthis 4,7 3,5 >5 >5 2 Pt(H4phthis)Cl 2,1 1,5 >5 3,4 3 H2thsa 1,1 >5 - - 4 Pt(Hthsa)Cl >5 >5 >5 >5 5 H24phthsa 4,5 4,6 - - 6 Pt(H4phthsa)Cl 2,5 3,3 >5 >5 7 H2thac >5 >5 >5 >5 8 Pt(Hphthac)Cl >5 >5 >5 >5 9 Hthbe >5 >5 >5 >5 10 Pt(thbe)2 4,3 >5 >5 >5 11 H4phthbe 4,4 >5 >5 4,1 12 Pt(4phthbe)2 3,9 >5 >5 4,1 13 H2thdi >5 >5 - - 14 Pt(Hthdi)2 >5 >5 >5 >5 15 H24phthdi 0,5 0,2 - - 16 Pt(H4phthdi)2 >5 >5 >5 >5 17 Hthfu >5 >5 - - 18 Pt(Hthfu)2 3,25 2,2 2,5 3,0 19 H4phthfu >5 >5 - - 20 Pt(Hphthfu)2 >5 >5 >5 >5
I.4.3 Hoạt tính sinh học của glixin và phức chất của nó
Trong cơ thể, các axit amin nói chung và glyxin nói riêng là đơn vị cấu tạo cơ sở của protein, là nguyên liệu trong quá trình tổng hợp protein và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác nhau. Ngoài ra, nhiều vi sinh vật còn sử dụng axit amin là nguồn cacbon và năng lợng.
Các nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học cho thấy glyxin và chất chống viên khuẩn có trong trà hoa cúc La Mã có thể bảo vệ cơ thể tránh đợc bệnh cảm lạnh và đau nhức cơ bắp.
Phức [Cu(NH2CH2COO)2].H2O nồng độ 5% có hoạt tính sinh học làm tăng năng suất lúa 12,7%.
Hợp chất N-N-bis-photpho metyl glyxin dùng để phun trớc khi thu hoạch sẽ làm tăng độ đờng, đồng thời ức chế sinh trởng, ức chế phát triển chồi gốc cho cây mía.
I.5 Các phơng pháp nghiên cứu
Để nghiên cức câu trúc và thành phần phức rắn, hiện nay có nhiều phơng pháp nghiên cứu hiện đại. ở đây, vì điều kiện phòng thí nghiệm và thời gian, chúng tôi chỉ đề cập đến một số phơng pháp nghiên cứu cơ bản, phổ biến để làm sáng tỏ cho các vấn đề sẽ trình bày trong phần thực nghiệm.
I.5.1 Phơng pháp phân tích hàm lợng kim loại
Hàm lợng kim loại trong các mẫu phức chất đợc xác định bằng phơng pháp chuẩn độ tạo phức, dùng EDTA với chỉ thị Murexit ở pH= 9-10.
Cân một lợng chính xác phức chất m(g) trên cân phân tích , tro hoá mẫu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng, H2O2 đặc. Pha đến thể tích chính xác trong bình định mức. Tiến hành chuẩn độ dung dịch thu đợc bằng EDTA 10-2 M, chỉ thị Murexit, tính toán số milimol ion kim loại trong mẫu, tính toán khối lợng ion kim loại trong mẫu, phần trăm khối lợng ion kim loại trong phức chất.
Số mmol ion kim loại M trong mẫu =
M EDTA
V (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
V V .10−2.
Số mg ion kim loại M trong mẫu =
M M EDTA V A V V .10−2. . %M theo thực nghiệm = 100% 1000 . . . . 10 . 2 ⋅ − m V A V V M M EDTA Trong đó : Thể tích đo bằng ml. V: Thể tích dung dịch pha đợc.
VEDTA: Thể tích EDTA dùng khi chuẩn độ. VM: Thể tích mẫu lấy chuẩn độ.
AM: Khối lợng nguyên tử của kim loại M. M: Khối lợng mẫu lấy phân tích.
Khi chiếu chùm tia đơn sắc có bớc sóng nằm trong vùng phổ hồng ngoại (50
ữ10000 cm-1) qua chất phân tích, năng lợng của chùm tia đã bị hấp thụ. Sự hấp thụ tuân theo định luật Lambert – Beer :
C l I I D= =ε⋅ ⋅ 1 0 log Trong đó : D là mật độ quang ε là hệ số hấp thụ phân tử
l là độ dày lớp dung dịch trong cuvet C là nồng độ chất phân tích
I0, I1 là cờng độ ánh sáng trớc và sau khi ra khỏi chất phân tích Đờng cong thu đợc khi biểu diễn sự phụ thuộc độ truyền qua và tần số (hay số sóng) gọi là phổ hồng ngoại. Căn cứ vào các nguyên tử hay nhóm nguyên tử từ đó xác định đợc cấu trúc của chất phân tích.
Phơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất là nguồn thông tin quan trọng về cấu tạo của chúng, về vai trò và mức độ thay đổi của phổ từ khi nó tham gia phối trí, cho biết về độ bền các liên kết kim loại với phối trí. Khi tạo phức các phối tử thờng đa cặp electron của mình ra để tạo liên kết phối trí. Điều đó làm giảm mật độ electron ở nguyên tử liên kết trực tiếp với kim loại. Do đó sự tạo phức thờng làm yếu liên kết ngay bên cạnh liên kết phối trí dẫn đến sự làm giảm tần số dao động hoá trị của liên kết. Sự tạo phức còn làm xuất hiện các kiểu dao động cơ bản. Chẳng hạn NH3 phối trí sẽ có thêm các kiểu dao động biến dạng kiểu quạt, kiểu xoắn và dao động đu đa.
Đặc trng cho sự tạo phức còn có sự xuất hiện các dải dao động hoá trị kim loại – phối trí (M – X với X là nguyên tử phi kim phối trí). Tần số
...) , , , (X C O N S X M− =
ν thờng nằm trong vùng 700ữ200 cm-1 và νM−X tăng khi đặc tính cộng hoá trị của liên kết M – X tăng.
Ngợc lại, có những trờng hợp làm tăng tần số dao động hoá trị của liên kết trong phức so với trong phối tử.
Nh vậy ta thấy việc phân tích ảnh hởng của sự tạo phức đến sự thay đổi tần số các nhóm trong phối tử là rất có ích trong việc xét đoán cấu trúc. Trên phơng diện đó phổ hồng ngoại tỏ ra rất có ích trong việc xác định liên kết phối trí của các phối tử. Có nhiều cách phối trí khác nhau nh thioxianat qua N hoặc S, điankyl sunfoxit qua O và S hay trong thiosemicacbazanisatin phối trí N và S…
I.5.3 Phơng pháp phổ hấp thụ electron
Phổ hấp thụ electron (phổ tử ngoại và khả kiến UV – VIS) của các hợp chất gắn liền với bớc chuyển electron giữa các mức năng lợng trong phân tử khi các electron chuyển từ obital liên kết hoặc không liên kết lên các obital phản liên kết có mức năng lợng cao hơn đòi hỏi phải hấp thụ năng lợng tử ngoại.
Phổ UV – VIS của các chất đợc đo ở dạng dung dịch đựng trong cuvet bằng thạch anh (vùng 200ữ1000nm) hoặc cuvet bằng thuỷ tinh (350 ữ
1000nm). Nồng độ dung dịch khoảng 10-4-10-5 mol/l đợc đa trên máy đo phổ UV – VIS ở dạng đo điểm (không tự động quét) và máy từ dạng quét phổ.
Phơng pháp ghi phổ UV-VIS cho phép xác định đã có sự tạo thành phối tử, phức chất một cách định tính qua sự thay đổi hình dạng của phổ.
Phần II . Thực nghiệm và thảo luận kết quả
II.1. Chuẩn bị hoá chất, dụng cụ, máy móc và dung dịch thí nghiệm II.1.1. Hoá chất
* CuSO4.5H2O (A.R) * H2O2 đặc *Glixin *Nớc cất 2 lần
*Thiosemicacbazit * rợu etylic
*EDTA(A.R) *NaOH(A.R)
*Murexit (P.A) *NH4Cl(A.R) *NH325% (A.R) *NaCl(P.A) *Axit H2SO4 đặc
*Máy đo pH 744 – pH meter có độ chính xác ±0,01, điện cực thuỷ tinh kết hợp.
*Máy khuấy từ, con từ, bình hút ẩm, tủ sấy. *Cân phân tích, cân điện tử.
*Phổ hấp thụ electron đợc đo trên máy UV-VIS 8453 Agilent. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
*Cốc thuỷ tinh, bình tam giác, buret, pipet, ống đong, giá đỡ, phễu thuỷ tinh, bình cầu định mức và các dụng cụ thông thờng khác.
II.1.3. Chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm
a. Dụng dịch EDTA 10-2M.
Lấy m (g) EDTA tinh khiết phân tích cho vào cốc thuỷ tinh, cho vào tủ sấy đặt ở chế độ làm việc 800C, thời gian 2h. Làm nguội trong bình hút ẩm. Cân chính xác 1,861 (g) EDTA trên cân phân tích. Cho vào bình định mức 500ml pha bằng nớc cất 2 lần định mức tới vạch thu đợc EDTA 10-2M
b. Dung dịch NH4Cl 1M
Cân 13,375 g NH4Cl cho vào bình định mức 250ml. Hoà tan và định mức bằng nớc cất tới vạch thu đợc dung dịch NH4Cl 1M.
c. Dung dịch NH3 1M:
Đong chính xác 37,4 ml NH3 (25%) cho vào bình định mức 500ml. Pha loãng nớc cất tới vạch thu đợc dung dịch NH31M
d. Chỉ thị Murexit
Cân chính xác 100mg Murexit, cho vào cối sứ nghiền với 10g NaCl tinh thể đợc hỗn hợp màu da cam. Đựng hỗn hợp trong lọ sẫm màu. Khi dùng ta lấy ra một ít cho vào nớc cất lắc đều và lấy dung dịch bão hoà làm thuốc thử.
e. Dung dịch đệm pH=9ữ10
Đong chính xác 50ml dung dịch NH4Cl 1M và 50ml dung dịch NH3 1M, trộn với nhau và lắc kỹ. Kiểm tra pH của dung dịch bằng máy đo pH, điều chỉnh pH đến khi đạt yêu cầu.
II.2.1. Xác định hàm lợng thực của CuSO4 trong mẫu
Lấy khoảng 20g tinh thể CuSO4.5H2O cho vào cốc thuỷ tinh và sấy trong tủ sấy ở 800C trong 4h. Cân chính xác 12,5g trên cân điện tử, hoà tan vào bình định mức 100ml, pha nớc cất đến vạch. Đem chuẩn độ dung dịch vừa pha bằng EDTA 10-2M, chỉ thị Murexit ở môi trờng đệm pH =9ữ10.
Tiến hành chuẩn độ :
Nạp EDTA 10-2M vào buret 25ml (đã rửa sạch và tráng qua EDTA 10-2 M ) đặt trên giá. Dùng pipet (loại 5ml) lấy 3 mẫu vào 3 bình tam giác 50ml, mỗi mẫu 5ml dung dịch CuSO4vừa pha ở trên. Thêm vài giọt chỉ thị Muretxit và tiến hành chuẩn độ cho đến khi chuyển từ màu vàng da cam sang màu đỏ tím thì dừng lại. Ghi lại thể tích EDTA đã dùng.
Tiến hành chuẩn độ 3 lần, lấy kết quả trung bình.
Từ thể tích dung dịch EDTA đã dùng, tính nồng độ CuSO4 chính xác trong mẫu từ đó suy ra hàm lợng thực của CuSO4trong mẫu.
[ ] V V V C V CuSO 0 0 2 0 4 . 10 . − = = Trong đó : V0 là thể tích EDTA dùng để chuẩn độ. V là thể tích mẫu chuẩn. [ ] [ ] 100% 5 , 12 160 . . % 4 4 = ⋅ ⇒ CuSO CuSO V
II.2.2. Tổng hợp phức chất của Cu(II) với phối tử Thiosemicacbazit
Chúng tôi tổng hợp phức này với các tỷ lệ mol : Cu : Hthsc = 1:2
Cu:Hthsc = 1:3
Từ thực nghiệm và tổng quan tài liệu, chúng tôi thu đợc nhận xét :
Môi trờng thích hợp để tổng hợp các phức có pH = 6ữ7, nhiệt độ khuấy từ 30-400C
Tiến hành :
Hoà tan 0,001 mol CuSO4.5H2O trong 10ml nớc cất 2 lần đợc dung dich A. Chuẩn bị 2 dung dịch A.
Hoà tan 0,002 mol thosemicacbazit trong 30ml hỗn hợp rợu C2H5OH – H2O (20ml rợu và 10ml nớc ) (dung dịch B).
Hoà tan 0,003 mol thiosecacbazit trong 45ml hỗn hợp rợu C2H5OH – H2O (30ml rợu và 15ml nớc ) (dung dịch C).
Cho từ từ mỗi dung dịch A vào dung dịch B và dung dịch C. Đồng thời khuấy đều và luôn giữ ở nhiệt độ 30ữ400C trên máy khuấy từ. Tiếp tục khuấy cho đến khi phức tách ra,để lắng một thời gian, lọc rửa bằng nớc cất nhiều lần rồi sau đó rủa bằng rợu. Sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 400C trong 12h. Sau đó bảo quản trong bình hút ẩm P2O5.
Cả hai phức thu đợc đều có màu xanh lục thẫm. Phức với tỉ lệ 1:2 kết tinh tốt hơn. Cả hai phức đều không tan trong nớc, tan ít trong các dung môi hữu cơ nh ete, rợu...Phức thu đợccó tính ổn định cao, màu của phức lúc mới điều chế và sau một thời gian không thay đổi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
II.2.3. Tổng hợp phức chất của Cu(II) với phối tử glyxin
Tơng tự nh với phức của thiosemicacbazit chúng tôi tổng hợp phức này theo hai tỷ lệ mol:
Cu : Hgly = 1:2 Cu : Hgly = 1:3
Từ thực nghiệm và tổng quan tài liệu, chúng tôi rút ra nhận xét: môi tr- ờng thích hợp để tổng hợp phức có pH= 5-6, nhiệt độ khuấy trộn 30-400C.
Tiến hành:
Hoà tan 0,01 mol CuSO4.5H2O trong 10 ml nớc cất 2 lần, đợc dung dịch A, chuẩn bị hai dung dịch A.
Cho từ từ mỗi dung dịch A vào dung dịch B và dung dịch C. Hai dung dịch thu đợc đều có sự đổi màu, chứng tỏ có sự tạo phức, pH của dung dịch thu đợc 3-4.Thêm NH3 để pH của dung dịch trong khoảng 5-6. Sau đó khuấy đều trên máy khuấy từ, giữ ở nhiệt độ 30-400C trong 3h, để lắng một thời gian. Lọc rửa kết tủa nhiều lần bằng nớc cất rồi sau đó rửa bằng rợu. Sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 400C trong 12h. Sau đó bảo quản trong bình hút ẩm P2O5.
Cả hai phức thu đợc đều có màu xanh, dạng bông. Phức với tỉ lệ 1:2 kết tinh tốt hơn. Cả hai phức đều tan trong nớc, không tan trong dung môi hữu cơ nh ete, rợu...Phức thu đợc có tính ổn định cao, màu của phức lúc mới điều chế và sau nột thời gian không thay đổi.
II.2.4. Tổng hợp phức chất của Cu(II) với 2 phối tử thiosemicacbazit và