Tổng hợp, nghiên cứu cấu tạo và thăm dò hoạt tính sinh học các phức chất của Zn(II), Ni(II) và Cu(II) với n(4) phenyl thiosemicacbazon 2 benzoylpyriđin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- NGUYỄN THỊ QUYÊN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC PHỨC CHẤT CỦA ZnII, NiII VÀ CuII VỚI N4-PH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGUYỄN THỊ QUYÊN

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC PHỨC CHẤT CỦA Zn(II), Ni(II) VÀ Cu(II) VỚI N(4)-PHENYL THIOSEMICACBAZON

2 - BENZOYLPYRIĐIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Thị Quyên

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC PHỨC CHẤT CỦA Zn(II), Ni(II) VÀ Cu(II) VỚI N(4)-PHENYL THIOSEMICACBAZON

2 - BENZOYLPYRIĐIN

Chuyên ngành: Hóa vô cơ

Mã số: 60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

TS Nguyễn Thị Bích Hường

Hà Nội – 2014

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Bích Hường, đã giao đề tài và đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trịnh Ngọc Châu, đã giúp đỡ em thực hiện luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô giáo trong bộ môn Hóa Vô cơ - Khoa Hóa học, BGH, Phòng sau Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn các cán bộ nghiên cứu thuộc Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để

em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Ban giám hiệu, các thầy

cô, anh chị em trong trường THCS Láng Thượng- Đống Đa- Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ và động viên em trong suốt khóa học

Hà Nội, tháng 12 năm 2014 Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Quyên

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Các dải hấp thụ chính trong phổ hấp thụ hồng ngoại của

2.1 Các hợp chất cacbonyl và thiosemicacbazon tương ứng 34 2.2 Các phức chất, màu sắc và một số dung môi hòa tan chúng 36 3.1 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại trong các phức chất 37 3.2 Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng của

3.3 Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng của

3.4 Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng của

3.5 Các dải hấp thụ đặc trưng cho phổ của HL, Zn(L)2, Ni(L)2,

3.6 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 1

3.7 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13C - NMR của Hpth 47 3.8 Các tín hiệu cộng hưởng 13

3.9 Các pic trong phổ 1H - NMR và COSY của phối tử HL 49 3.10 Các pic trong phổ 13C - NMR của phối tử HL 52 3.11 Các tín hiệu trong phổ 1H – NMR của phức Zn(L)2 52 3.12 Các cực đại hấp thụ electron của phối tử HL và các phức chất

Ni(L)2 và Cu[(HL)L]Cl

3.13 Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh và sinh vật kiểm định 57

DANH MỤC CÁC HÌNH

1.1 Phức vuông phẳng của Ni(II) 2- oximino - 3-

thiosemicacbazon -2,3- butadion

8

1.2 Phức bát diện của Zn(II) với bis- (4-phenylthiosemicacbazon

axetyl axeton)

8

1.3 Phức vuông phẳng của Ni(II) với thiosemicacbaxzon p - [

N,N - bis( 2- cloety) amino benandehit - 4- metyl

8

1.4 Phức bát diện của Ni(II) và Cu(II) với thiosemicacbazon - 3-

furandehit

9

1.5 Phức chất bát diện của Zn (II) với thiosemicacbazon glucozo 9 1.6 Một số phức chất hai càng của thiosemicacbazon 11 1.7 Phức chất của p-toluđin thiosemicacbazon

5-nitrophen-2-cacboxanđehit với Pd(II)

13

1.8 Một số phức chất ba càng của thiosemicacbazon 16 1.9 Phức chất của thiosemicacbazon bốn càng và năm càng 17

3.8 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H (chuẩn) của N(4) – phenyl

thiosecacbazit (Hpth)

46

3.9 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C (chuẩn) của N(4) – phenyl

thiosecacbazit

47

3.10 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H (chuẩn) của 2 -

benzoylpyriđin (bpyr)

48

3.11 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C (chuẩn) của 2 -

benzoylpyriđin (bpyr)

48

3.12 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của phối tử HL 49 3.13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C của phối tử HL 50 3.14 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều 1H – 1H COSY của HL 54 3.15 Phổ cộng hưởng từ proton của phức chất Zn(L)2 54 3.16 Phổ hấp thụ electron của phối tử HL và các phức chất Ni(L)2 ,

Cu[(HL)L]Cl

56

CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

IR, FT- IR : phổ hấp thụ hồng ngoại

MS: phổ khối lượng

ESI – MS : phổ khối lượng ion hóa bằng phun electron

1H – NMR : phổ cộng hưởng từ proton

13C – NMR : phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C

COSY: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều 1

H - 1H COSY

IC50 : nồng độ ức chế 50%

pth: N(4) - phenylthiosemicacbazit

bpyr: 2- benzoylpyriđin

HL:

N(4)-phenyl thiosemicacbazon

2-benzoylpyriđin

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU……… 1 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined 1.1 Giới thiệu về Zn, Cu và Ni Error! Bookmark not defined

1.1.1 Giới thiệu chung Error! Bookmark not defined 1.1.2 Khả năng tạo phức của Zn(II), Ni(II) và Cu(II) Error! Bookmark not defined

1.2 Giới thiệu về thiosemicacbazit và thiosemicacbazon Error! Bookmark not defined

defined

1.2.2 Khả năng tạo phức của thiosemicacbazit Error! Bookmark not defined 1.2.3 Khả năng tạo phức của thiosemicacbazon Error! Bookmark not defined

1.3 Hoạt tính sinh học của thiosemicacbazon và phức chất của chúngError! Bookmark not

defined

1.4 Các phương pháp nghiên cứu phối tử và các phức chất Error! Bookmark not defined

1.4.1 Phương pháp phổ khối lượng Error! Bookmark not defined 1.4.2 Phương pháp hấp thụ hồng ngoại Error! Bookmark not defined

defined

1.4.4 Phương pháp phổ hấp thụ electron (UV - Vis) Error! Bookmark not defined

CHƯƠNG 2 - THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined 2.1 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined

2.1.1 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.1.2 Hóa chất Error! Bookmark not defined

2.2 Kỹ thuật thực nghiệm Error! Bookmark not defined

2.2.1 Các điều kiện ghi phổ Error! Bookmark not defined 2.2.2 Thăm dò khả năng kháng khuẩn, kháng nấm của các phối tử và các phức chất Error! Bookmark not defined

2.3 Tổng hợp phối tử và phức chất Error! Bookmark not defined

2.3.1 Tổng hợp phối tử Hpthbpyr Error! Bookmark not defined 2.3.2 Tổng hợp các phức chất Error! Bookmark not defined

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1 Phổ khối lượng của Zn(L) 2 , Ni(L) 2 và Cu[(HL)L] 2 Cl Error! Bookmark not defined

3.1.1 Phổ khối lượng của Zn(L) 2 Error! Bookmark not defined 3.1.2 Phổ khối lượng của phức chất Ni(L) 2 Error! Bookmark not defined 3.1.3 Phổ khối lượng của phức chất [Cu(HL)L]Cl Error! Bookmark not defined

3.2 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hpthbpyr và các phức chất Zn(L) 2 , Ni(L) 2 , [Cu(HL)L]Cl Error! Bookmark not defined 3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của phối tử HL và phức chất Zn(L) 2Error! Bookmark not defined

3.3.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H, 13 C và COSY của phối tử HLError! Bookmark not

defined

3.3.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H của Zn(L) 2 Error! Bookmark not defined

3.4 Phổ hấp thụ electron của phối tử HL và phức chất Ni(L) 2 , [Cu(HL)L]Cl Error!

Bookmark not defined

3.5 Kết quả nghiên cứu hoạt tính kháng sinh của phối tử và các phức chất Error!

Bookmark not defined

KẾT LUẬN……… 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 60 PHỤ LỤC……… 64

1

MỞ ĐẦU

Trong lĩnh vực hoá học phức chất người ta đang tiến hành rộng rãi việc tổng hợp và nghiên cứu cấu tạo của các phức chất của các kim loại với phân tử chứa những bộ nguyên tử cho khác nhau và tạo thành với các ion kim loại những phức chất theo các kiểu khác nhau Trong số các phân tử loại này đặc biệt được lưu ý đến

là dẫn xuất của thiosemicacbazit, các thiosemicacbazon, phân tử này cùng với các phức của chúng có hoạt tính sinh học khá mạnh, chúng có khả năng kháng nấm kháng khuẩn cũng như ức chế sự phát triển của tế bào ung thư [20, 24, 25, 27, 36]

Việc nghiên cứu các phức chất của thiosemicacbazon với các kim loại chuyển tiếp đang thu hút nhiều nhà hóa học, dược học, sinh - y học trên thế giới Các đề tài nghiên cứu trong lĩnh vực này rất phong phú vì thiosemicacbazon rất đa dạng về thành phần, cấu trúc và kiểu phản ứng Ngày nay, hàng năm có hàng trăm công trình nghiên cứu hoạt tính sinh học, kể cả hoạt tính chống ung thư của các thiosemicacbazon và phức chất của chúng đăng trên các tạp chí Hóa học, Dược học, Y- sinh học v.v như Polyhedron, Inorganica Chimica Acta, Inorganic Biochemistry, European Journal of Medicinal Chemistry, Toxicology and Applied Pharmacology, Bioinorganic & Medicinal Chemistry, Journal of Inorganic Biochemistry v.v

Các nghiên cứu hiện nay tập trung chủ yếu vào việc tổng hợp mới các thiosemicacbazon, dẫn xuất của thiosemicacbazon và phức chất của chúng với các ion kim loại, nghiên cứu cấu tạo của các phức chất sản phẩm bằng các phương pháp khác nhau và khảo sát hoạt tính sinh học của chúng Trong một số công trình gần đây, ngoài hoạt tính sinh học người ta còn khảo sát một số tính chất khác của thiosemicacbazon như tính chất điện hóa, hoạt tính xúc tác, khả năng ức chế ăn mòn kim loại [15, 17, 26] v.v

2

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I Tiếng việt

1 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 đại học

Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

2 Trần Thị Đà, Nguyễn Hữu Đĩnh (2006), Phức chất:Phương pháp tổng hợp và

nghiên cứu cấu trúc, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật

3 Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt (2011), Hóa học vô cơ (quyển 2 - các nguyên tố d

và f), Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam

4 Hoàng Nhâm (2001), Hoá học Vô cơ, Tập 3, Nhà xuất bản giáo dục

5 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 Tự nhiên và Công nghệ quốc gia

6 Nguyễn Kim Phụng (2004), Phổ NMR sử dụng trong phân tích hữu cơ, Nhà xuất

bản Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh

7 Đặng Như 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

8 Thái Doãn Tĩnh (2008), Cơ chế và phản ứng hoá học hữu cơ, Tập 3, Nhà xuất

bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội

9 Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phương pháp vật lí ứng dụng trong hoá học,

NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội

10 Phan Thị Hồng Tuyết (2007), Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt

tính sinh học của một số phức chất kim loại với Thiosemicacbazon, Luận án

Tiến Sĩ Hóa học, Viện Hóa học, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam

3

II Tiếng Anh

11 Abdulla H Al-Kubaisi (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

12 Adinarayana Reddy S., Janardhan Reddy K., Lakshmi Narayana (2008),

“Synthesis of New Reagent 2,6-Diacetylpyridine Bis-4-phenyl-3-thiosemicarbazone (2,6-DAPBPTSC): Selective, Sensitive and Extractive Spectrophotometric Determination of Co(II) in Vegetable, Soil,

Pharmaceutical and Alloy Samples”, Journal of the Chinese Chemical

Society, 55, pp 326 - 334

13 Ana S Mena Barreto Bastos, Antonio F de Carvalho Alcantara (2005),

“Structural analyses of 4-benzoylpyridine thiosemicarbazone using NMR

techniques and theoretical calculations”, Tetrahedron, 61, pp 7045 - 7053

14 Anitha Sankaraperumal, J Karthikeyan, A Nityananda Shetty, R Lakshmisundaram (2013), “Nickel(II) complex of p-[N,N-bis(2-chloroethyl)amino]benzaldehyde-4-methyl thiosemicarbazone: Synthesis,

structural characterization and biological application”, Polyhedron, 50, pp

264 - 269

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, pp 163 - 169

16 Campbell J M (1975), “Transition metal complexes of thiosemicarbazide and

thiosemicarbazones”, Coordination Chemistry Reviews 15, pp 279 - 319

17 Cavalca M., Branchi G (1960), "The crystal structure of mono

thiosemicarbazide zinc chloride", Acta crystallorg, 13, pp 688 - 698

18 Caplanus I., Mihaela Rusu, Rusu G.G (2007), “On the electronic transport properties of some thiosemicarbazide derivatives complexed with nickel

cations”, Materials Chemistry and Physics, 101, pp 77 - 80

4

19 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, pp 823 - 825

20 Dimitra Kovala-Demertzi, Anastasia Galani, John R Miller, Christopher S Frampton, (2013), “Synthesis, structure, spectroscopic studies and cytotoxic effect of novel palladium(II) complexes with

2-formylpyridine-4-Nethyl-thiosemicarbazone: Potential antitumour agents”, Polyhedron, 52, pp 1096 -

1102

21 Departamento de Quımica, Universidade Federal de Minas Gerias (2006),

“Platinum and palladium complexes of thiosemicarbazones derived of

2-acetylthiophene: Synthesis and spectral studies”, Spectrochimica Acta Part A,

63, pp 669 - 672

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

23 Falguni B., Samaresh B (2002), “Thiosemicarbazone complexes of the

platinum metal Astory of variable coordination modes”, Proceedings of the

Indian Academy of Sciences, Chemical Sciences, 114, pp 255 - 268.

24 Guy Berthon and Torstenberg (1976), “Thermodynamics of

silver-thiosemicarbazide complexation”, Journal Chemistry Thermodynamic, 8, pp

1145 - 1152

25 Hall I.H., Lackey C.B., Kilter T.D., Durham R.W (2000), “Cytotoxicity of copper and cobalt complexes of furfural semicarbazone and

thiosemicarbazone derivatives in murine and human tumor cell lines”,

Pharmazie, 55 , pp 937 - 914

26 Harry B.Gray and C.J.Ballhausen (1962), “A molecular orbital theory for square

planar metal complexes”, J Am Chem Soc, 85, pp 260 - 265

5

27 Hong Yan, Prinessa Chellan, Tingyi Li, Jincheng Mao (2013), “Cyclometallated Pd(II) thiosemicarbazone complexes: new catalyst precursors for

Suzuki-coupling reactions”, Tetrahedron Letters, 54, pp 154 - 157

28 Heloisa Beraldo, Dinorah Gambino (2004), “The wide pharmacological versatility of semicarbazones, thiosemicarbazones and their metal

complexes”, Mini- Reviews in Medicinal Chemistry, pp 31 - 39

29 Junnan Chen, Yue-wern Huang, GuanshuLiu, ZahraAfrasiabi, EkkehardSinn (2004), “The cytotoxicity and mechanisms of 1,2-naphthoquinone thiosemicarbazone and its metal derivatives against MCF-7 human breast

cancer cells”, Toxicology and Applied Pharmacology, 197, pp 40 - 48

30 Leuteris Papathanasis, Mavroudis A Demertzis, Paras Nath Yadav (2004),

“Palladium(II) and platinum(II) complexes of 2-hydroxy acetophenone N(4)-ethylthiosemicarbazone - crystal structure and description of bonding

properties”, Inorganica Chimica Acta, 357, pp 4113 - 4120

31 Marthakutty Joseph, Mini Kuriakose , M.R Prathapachandra Kurup (2006),

“Structural, antimicrobial and spectral studies of copper (II) complexes of

2-benzoyl pyridine N(4)-phenylthiosemicarbazone”, Polyhedron, 25, pp 61 -

70

32 Neelam Bharti, Shailendra, Sangita Sharma (2003), “New Palladium (II) complexes of 5-nitrothiophene-2- carboxaldehyde thiosemicarbazones:

Synthesis, spectral studiesand in vitro anti - amoebic activity”, Bioorganic &

Medicinal Chemistry, 11, pp 2923 - 2929

33 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, pp 327 -

332

34 Offiong O.E.,, S Martelli (1992), “Antifungal and antibacterial activity of 2-acetylpyridin-(4-phenylthiosemicarbazones and its metal(II) complexes”,

Farmaco, 47, pp 1543 - 1554