Trờn phổ cộng hưởng từ hạt nhõn 13C của phối tử Hmthapyr khụng thấy xuất hiện tớn hiệu cộng hưởng của cacbon nhúm C = O ở 199,81 ppm như trờn phổ cộng hưởng từ hạt nhõn 13C của 2 - axetylpyriđin. Nhưng trờn phổ cộng hưởng từ hạt nhõn 13C của phối tử Hmthapyr thấy xuất hiện tớn hiệu cộng hưởng của cacbon nhúm C = N ở 147,81 ppm. Điều này chứng minh cho sự thay thế nguyờn tử O nhúm C = O bằng nguyờn tử N nhúm N1H2. Cacbon trong nhúm C = N của vịng pyriđin lại cộng hưởng ở vựng trường thấp hơn với độ chuyển dịch húa học là 154,71 ppm do ảnh hưởng của mật độ electron trong vũng pyriđin.
Trờn phổ cộng hưởng từ hạt nhõn 13C của phối tử thấy xuất hiện tớn hiệu cộng hưởng ở 178,68 ppm được gỏn cho cacbon nhúm C = S. Điều này cho thấy ở trạng thỏi tự do phối tử tồn tại ở dạng thion trong điều kiện ghi phổ.
Khi phõn tử N(4) - metylthiosemicacbazit tham gia phản ứng ngưng tụ và hỡnh thành mạch liờn hợp – C = N(1)
– N(2)H – C = S nờn nhúm N(2)H bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi sự tạo thành của liờn kết C = N(1). Khi đú mật độ electron trờn N(2)
nhiều hơn N(4) dẫn tới proton liờn kết với N(2) cú độ chuyển dịch húa học cao hơn, do vậy tớn hiệu cộng hưởng của proton N(2)H sẽ bị dịch chuyển nhiều về trường thấp hơn, độ chuyển dịch hố học cao hơn. Proton nhúm N(2)H cộng hưởng ở 10,41 ppm. Tớn hiệu cộng hưởng singlet tự ở 8,62 ppm được gỏn cho proton nhúm N(4)
H. Tớn hiệu cộng hưởng của 3 proton nhúm (5)CH3ở 3,06 ppm cũng với pic doublet, hằng số tỏch J5 – 4 = 4,5 Hz. Tớn hiệu của cacbon nhúm này cộng hưởng ở 12,04 ppm trờn phổ cộng hưởng từ hạt nhõn 13C của phối tử. Ba proton nhúm (6)
CH3 cộng hưởng ở 2,39 ppm, với pic singlet tớch phõn là 3 trờn phổ cộng hưởng từ hạt nhõn 1H của phối tử và cacbon nhúm này thỡ cộng hưởng ở 31,11 ppm trờn phổ cộng hưởng từ hạt nhõn 13C của phối tử.
Tớn hiệu cộng hưởng của proton trong vũng pyriđin lần lượt xuất hiện ở 8,80, 8,41, 7,93 và 7,47 ppm trờn phổ cộng hưởng từ hạt nhõn 1H của phối tử. Cỏc tớn hiệu cộng hưởng của cacbon trong vũng pyriđin cũn lại xuất hiện ở 147,82, 136,23, 123,81 và 120,72 ppm. Cỏc tớn hiệu cộng hưởng của cỏc proton và cacbon trong phổ
cộng hưởng từ hạt nhõn 1H và 13C của phối tử được liệt kờ đầy đủ trong Bảng 3.5 và 3.6.
Bảng 3.5 - Cỏc tớn hiệu cộng hưởng trong phổ cộng hưởng từ hạt nhõn 1
H của phối tử Hmthapyr
Vị trớ (ppm) 10,41 8,62 3,06 2,39 8,80 7,93 7,47 8,41
Quy gỏn N(2)H N(4)H C5H C6H C8H C9H C10H C11H
Bảng 3.6 - Cỏc tớn hiệu cộng hưởng trong phổ cộnghưởng từ hạt nhõn 13C của phối tử Hmthapyr
Vị trớ
(ppm) 178,68 147,81 31,11 12,04 154,71 148,41
136,23; 123,81; 120,72
Quy gỏn C3S CN1 C5 C6 C7 C8 C9 - C11
Như vậy, cụng thức cấu tạo của phối tử đỳng với cộng thức dự kiến:
N C N H3C HN C NHCH3 S
3.3.2. Phổ cộng hưởng từ proton của cỏc phức chất Pd(mthapyr)2 và Zn(mthapyr)2
Phổ cộng hưởng từ protoncủa cỏc phức chất Pd(mthapyr)2 và Zn(mthapyr)2 được trỡnh bày trờn cỏc Hỡnh 3.14 và 3.15.
Hỡnh 3.14: Phổ cộnghưởng từ hạt nhõn 1
Hỡnh 3.15: Phổ cộnghưởng từ hạt nhõn 1
Trờn phổ cộng hưởng từ proton của hai phức chất Pd(mthapyr)2 và Zn(mthapyr)2 đều khụng thấy xuất hiện tớn hiệu cộng hưởng của proton nhúm N(2)H. Điều này cú thể giải thớch do xảy ra sự thiol húa của phối tử khi chuyển từ phối tử tự do vào phức chất. H nhúm N(2)H bị tỏch ra hỡnh thành liờn kết SH nhưng sau đú H này cũng bi tỏch ra để S liờn kết với ion kim loại. Như vậy, phức chất được hỡnh thành qua nguyờn tử S.
Khi chuyển từ phối tử tự do vào phức chất cịn cú sự thay đổi về tớn hiệu cộng hưởng của proton trong vũng pyriđin trong phức chất Zn(mthapyr)2 do N trong vũng này cũng tham gia phối trớ với ion kim loại.
Cỏc tớn hiệu cộng hưởng của cỏc proton khỏc xuất hiện khỏ đầy đủ trờn phổ cộng hưởng từ hạt nhõn của cỏc phức chất được liệt kờ đầy đủ trong Bảng 3.7 cho phộp khẳng định cỏc phức chất này đó được hỡnh thành.
Bảng 3.7 - Cỏc tớn hiệu cộng hưởng trong phổ cộng hưởng từ hạt nhõn 1
H của phức chất Pd(mthapyr)2 và Zn(mthapyr)2
Quy kết (ppm) Hợp chất
Hmthapyr Pd(mthapyr)2 Zn(mthapyr)2
N(2)H 10,41 - - N(4)H 8,80 8,02 7,10 Hpyriđin 8,62; 8,41; 7,93; 7,47 8,55; 8,15; 7,82; 7,62 7,86; 7,77; 7,74; 7,27 C(5)H3 3,06 2,87 2,90 C(6)H3 2,39 2,36 2,58
Qua phõn tớch phổ cộng hưởng từ hạt nhõn của hai phức chất Pd(mthapyr)2 và Zn(mthapyr)2 cho thấy, trong hai phức chất này đều chứa hai phối tử Hmthapyr.
Tuy nhiờn, đặc trưng của Pd(II) là tham gia phối trớ 4 nờn Pd(II) khơng tham gia phối trớ với Npyriđin.
Kết quả phõn tớch phổ hấp thụ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhõn của cỏc phức chất cú thể đưa ra cụng thức cấu tạo của cỏc phức chất như sau:
N C H3C C S NHCH3 M N C N CH3 N C S H3CHN N N
Cụng thức cấu tạo của cỏc phức chất, M: Pd, Ni và Zn
3.4. KẾT QUẢ THĂM DỊ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA PHỐI TỬ VÀ CÁC PHỨC CHẤT PHỨC CHẤT
Kết quả thử hoạt tớnh khỏng sinh vi sinh vật kiểm định đối với 04 mẫu, gồm: 01 mẫu phối tử HL và 03 mẫu phức chất trờn 3 dũng vi khuẩn Gram (+), 3 dũng vi khuẩn Gram (-) và 1 dũng nấm được liệt kờ trong Bảng 3.6.
Kết quả thử hoạt tớnh khỏng sinh trờn 3 dũng vi khuẩn Gram (+): Bacillus subti, Staphylococcus aureus, Lactobacillus fermentum, 3 dũng vi khuẩn Gram (-): Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enterica và 1 dũng nấm: Candida albicans cho thấy, với phức chất Ni(mthapyr)2 khụng thể hiện hoạt tớnh ở nồng độ đem thử nhưng đối với phối tử Hmthapyr và hai phức chất Pd(mthapyr)2 và
vi khuẩn Gram (+): Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis; với giỏ trị nồng độ gõy chết ẵ tế bào IC50 lần lượt là 0,5 và 6,167 g/ml và 1 dũng nấm Candida albican, với IC50 là 5,33 g/ml. Phức chất Pd(mthapyr)2 cú hoạt tớnh đỏng kể với cả 3 vi khuẩn Gram (+): Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Lactobacillus fermentum, với IC50 lần lượt là 2,6; 1,654 và 1,333 g/ml. Phức chất Zn(mthapyr)2 cú hoạt tớnh đỏng kể với cả vi khuẩn Gram (+): Lactobacillus fermentum, với IC50 là 32 g/ml và MIC là 20 g/ml.
Bảng 3.8 - Kết quả thử hoạt tớnh khỏng vi sinh vật kiểm định của phối tử và phức chất tương ứng
STT Tờn mẫu
Nồng độ ức chế 50% sự phỏt triển của vi sinh võt và nấm kiểm định (g/ml)
Gram (+) Gram (-) Nấm
Sta Bac Lac Sal Esc Pse Can
1 Hmthapyr IC50 0,5 6,167 >128 >128 >128 >128 5,33 2 Pd(mthapyr)2 IC50 2,6 1,654 1,333 >128 >128 >128 >128 3 Zn(mthapyr)2 IC50 >128 >128 32 >128 >128 >128 >128 MIC >128 >128 20 >128 >128 >128 >128 4 Ni(mthapyr)2 IC50 >128 >128 >128 >128 >128 >128 >128 MIC >128 >128 >128 >128 >128 >128 >128
Lac: Lactobacillus fermentum, Bac: Bacillus subtilis, Sta : Staphylococcus aureus,
Sal : Salmonella enterica, Esc : Escherichia coli, Pes: Pseudomonas aeruginosa,
Can: Candida albican
MIC là nồng độ ức chế tối thiểu
Giỏ trị 128 g/ml là nồng độ thử cao nhất đối với chất sạch Kết quả này cú thể đúng gúp một số dữ kiện thực nghiệm cho việc nghiờn cứu hoạt tớnh sinh học để tỡm ra ứng dụng của cỏc thiosemicacbazon và phức chất của chỳng với kim loại chuyển tiếp.
KẾT LUẬN
1. Đó tổng hợp được 01 thiosemicacbazon Hmthapyr từ N(4) - metyl thiosemicacbazit và cỏc hợp chất cacbonyl là 2 – axetylpyriđin. Kết quả nghiờn cứu phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạtnhõn cho thấy phản ứng ngưng tụ giữa N(4) – metylthiosemicacbazit với 2 – axetyl pyriđin đó xảy ra hoàn toàn giữa nhúm NH2 của thiosemicacbazit và nhúm C = O của hợp chất cacbonyl. Đó tổng hợp được 03 phức chất Pd(mthapyr)2, Ni(mthapyr)2 và Zn(mthapyr)2. Kết quả phõn tớch phổ khối lượng của cỏc phức chất cho phộp giả thiết cụng thức
phõn tử của 3 phức chất là: C18H22N8S2Pd, C18H22N8S2Ni và C18H22N8S2Zn. 2. Đó nghiờn cứu cỏc phức chất Ni(mthapyr)2 và Zn(mthapyr)2 bằng phương phỏp
phổ hấp thụ hồng ngoại; 2 phức chất Pd(mthapyr)2 và Zn(mthapyr)2 bằng phương phỏp phổ cộng hưởng từ hạtnhõn 1H. Cỏc kết quả thu được cho thấy: Cỏc phối tử tự do đều tồn tại dưới dạng thion cũn trong phức chất chỳng đều dưới dạng thiol, phối tử tham gia phối trớ với ion trung tõm qua cỏc nguyờn tử N(1) và S. Đó đưa ra giả thiết về cụng thức cấu tạo của cỏc phức chất.
3. Bước đầu đó thử hoạt tớnh khỏng khuẩn của phối tử Hmthapyr và 03 phức chất trờn 06 chủng vi khuẩn thuộc cả hai loại Gram (+), Gram (-) và 01 chủng nấm. Kết quả cho thấy phối tử Hmthapyr và 02 phức chất Pd(mthapyr)2 và Zn(mthapyr)2 cú khả năng diệt khuẩn đỏng kể đối với một số chủng khuẩn đem thử.
TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tiếng Việt
1. Trịnh Ngọc Chõu (1993), Tổng hợp, nghiờn cứu cấu tạo của cỏc phức chất Coban, Niken, Đồng và Molipđen với một số Thiosemicacbazon và thăm dũ hoạt tớnh sinh học của chỳng, Luận ỏn Phú Tiến sĩ Hố học, Trường đại học
Khoa học Tự nhiờn, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
2. Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt (2011), Húa học vơ cơ (quyển 2- cỏc nguyờn tố
d và f), Nhà xuất bản giỏo dục Việt Nam, Hà Nội.
3. Nguyễn Thị Bớch Hường (2012), Tổng hợp, nghiờn cứu cấu tạo và thăm dị hoạt
tớnh sinh học của cỏc phức chất Pd(II), Ni(II) với một số dẫn xuất Thiosemicacbazon, Luận ỏn Tiến sĩ Hoỏ học, Trường đại học Khoa học Tự
nhiờn - Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
4. Dương Tuấn Quang (2002), Tổng hợp nghiờn cứu cấu trỳc và thăm dũ hoạt tớnh sinh học của phức Platin với một số Thiosemicacbazon, Luận ỏn Tiến
sĩ Hoỏ học, Viện Hoỏ học, Trung tõm khoa học Tự nhiờn và Cụng nghệ quốc gia, Hà Nội.
5. Đặng Như Tại, Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn (1980), Cơ sở hoỏ học hữu cơ, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyờn nghiệp, Hà Nội.
6. Hà Phương Thư (2003), Tổng hợp, khảo sỏt cấu trỳc và cơ chế tạo phức của một số phức Platin chứa dẫn xuất thiosemicacbazon, Luận ỏn Tiến sĩ Hoỏ
học, Viện Hoỏ học, Trung tõm khoa học Tự nhiờn và Cụng nghệ quốc gia, Hà Nội.
7. Nguyễn Đỡnh Triệu (1999), Cỏc phương phỏp vật lý ứng dụng trong hoỏ học, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, Hà Nội.
8. Phan Thị Hồng Tuyết (2007), Tổng hợp nghiờn cứu cấu trỳc và thăm dị hoạt tớnh sinh học của một số phức chất kim loại với Thiosemicacbazon, Luận ỏn
Tiến Sĩ Húa học, Viện Húa học, Viện khoa học và cụng nghệ Việt Nam, Hà Nội.
II. Tiếng Anh
9. Abdulla H. A. (2004), “Copper(II), nickel(II) and Palladium(II) complexes of 2-Oximino-3-thiosemicarbazone-2,3-butanedione”, Bull. Korean Chem.
Soc., 25, pp. 37 - 41.
10. 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.
11. 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.
12. Anayive P. R., Marisol V., Dinorah G., Oscar E. P. (2005), “Palladium(II) complexes of 2-benzoylpyridine-derived thiosemicarbazones: spectral characterization, structural studies and cytotoxic activity”, Journal of Inorganic Biochemistry, 99(3), pp. 698-706.
13. Anitha S., Karthikeyan J., Nityananda S. A., Lakshmisundaram R. (2013), “Nickel(II) complexes of p-[N, N – bis (2 – chloroethyl)amino] bendehyde – 4 – methylthiosemicarbazone: Synthesis, structural characterization and biological application”, Polyhedron, 50, pp. 264 – 269.
14. Arain G. M., Khuhawar M. Y. (2008) “Liquid chromatographic analysis of mercury(II) and cadmium(II) using dimethylglyoxal bis - (4 – phenyl – 3 - thiosemicarbazone) as derivatizing reagent”, Acta chromatographica 201, pp. 25 - 41.
15. 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.
16. Campbell J. M. (1975), “Transition metal complexes of thiosemicarbazide and thiosemicarbazones” Coordination Chemistry Reviews, 15(2-3), pp.
279-319.
17. Caplanus R. M., Rusu G. G. (2007), “On the electronic transport properties of some thiosemicarbazide derivatives complexes with nickel cations”,
Materials Chemistry and Physics, 101, pp. 77 – 80
18. Cavalca M., Branchi G. (1960), "The crystal structure of mono thiosemicarbazide zinc chloride", Acta crystallorg., 13, pp. 688-698. 19. 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. 20. 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.
21. Dimitra K. D, Asimina D., Mavroudis A. D., Giovanne V., and Athanassios P. (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.
22. 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.
23. 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.
24. 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.
25. 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.
26. El-Ayaan U., Youssef M. M., Al-Shihry S. (2009), “Mn(II), Co(II), Zn(II), Fe(III) and U(VI) complexes of 2-acetylpyridine 4N - (2 - pyridyl) thiosemicarbazone (HAPT), structural, spectoscopic and biological studies”, Journal of Molecular Structure, 936 (1 - 3), pp. 213 - 219.
27. Elsevier S., Publishers B. V. (1985), “Transition metal complexes of semicarbazones and thiosemicarbazones”, Coordination Chemistry Reviews, 63, pp. 127-160.
28. Gismera M. J., Mendiola M. A., Procopio J. R., Sevilla M. T., (1998), “Copper potentiometric sensors based on copper complexes containing thiohydrazone and thiosemicarbazone ligands”, Analytica chimica acta,
pp. 143 – 149.
29. Guy B. and Torsten B. (1976), “Thermodynamics of silver-thiosemicarbazide complexation”, The Journal of Chemical Thermodynamics, 8(12), pp.
1145-1152.
30. Harry B. G. and Ballhausen C. J. (1962), “A molecular orbital theory for square planar metal complexes”, j. am. chem. soc, 85, pp. 260 - 265.
31. Joseph M., Kuriakose M., Kurup M. R. and Suresh E. (2006), “Structural, antimicrobial and spectral studies of copper(II) complexes of 2- benzoylpyridine N(4) - phenyl thiosemicarbazone”, Polyhedron, 25, pp.
61-75.
32. Li M. X. , Chen C. L., Zhang D., Niu J. Y. , Ji B. S. (2010), “Mn(II), Co(II) and Zn(II) complexes with heterocyclic substituted thiosemicarbazones:
synthesis, charaterization, X – ray crystal structures and antitumor comparison”, European Journal of medicinal Chemistry, 45 (7), pp. 3169 – 3177.
33. Li Y., Chai Y., Yuan R., Liang W., Zhang L., Ye G. (2007), “Aluminium(III) selective electrode based on a newly synthesized glyoxalbis - thiosemicarbazone schiff base”, Journal of analytical chemistry, 63, pp. 1090 – 1093.
34. 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.
35. Magda A. A. (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, pp. 725 – 732.
36. Mahajan R. K., Kaur I., Lobana T. S. (2002), “A mercury(II) ion-selective electrode based on neutral salicylaldehyde thiosemicarbazone”, Talanta
59, pp. 101 – 105.
37. Mostapha J. E., Magali A., 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.
38. Pillai C. K. S., Nandi U. S. and Warren L. (1977), “Interaction of DNA with anti - cancer drugs: copper-thiosemicarbazide system”, Bioinorganic Chemistry, pp. 151-157.
39. Ramana M. G. V. and Sreenivasulu R. T. (1992), “ O - Hydroxyacetophenone thiosemicarbazone as a reagent for the rapid spectrophotometric determination of palladium”, Talanta, 39(6), pp. 697-
701.
40. 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