Luận văn: Tổng hợp, xác định cấu tạo và nghiên cứu tính chấ của một số phức chất palađi(II) với phối tử chứa nitơ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU VỀ PALAĐI. 1.1.1. Giới thiệu chung. Palađi thuộc nhóm VIIIB, chu kì 5 trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, là kim loại thuộc họ platin – một trong số những kim loại quý, màu xám nhạt, tương đối mềm, nhẹ nhất, dễ nóng chảy nhất và có khả năng phản ứng nhất trong họ platin. Trong các hợp chất, palađi thể hiện số ôxi hóa +2, +4 trong đó trạng thái ôxi hóa +4 (PdO2, K2PdCl6) có tính ôxi hóa mạnh, không bền. Trong tự nhiên nguyên tố palađi tồn tại một số đồng vị, tỷ lệ các đồng vị tương đối đồng đều. 102 Pd :0,96% 104 Pd :10,97% 105 Pd :22,21% 106 Pd :27,30% 108 Pd :26,93% 110 Pd :11,83% 1.1.2. Khả năng tạo phức. Ion Pd2+ có cấu hình electron 1s 2 2s 2 2p6 3s 2 3p6 3d10 4s 2 4p6 4d8 , bền trong môi trường nước, dung dịch loãng có màu vàng, dung dịch đặc hơn có màu vàng sẫm, đến nâu. Cũng như các ion kim loại nhóm d khác, nó có khả năng tạo phức với hầu hết các phối tử như Cl , I , CN , SCN ... Các phức chất này phổ biến có số phối trí bằng 4 với cấu hình vuông phẳng như PdCl4 2 , PdI4 2 ... Cấu hình vuông phẳng còn phổ biến trong các hợp chất của Pd dưới dạng rắn như PdCl2. Song trong một số phức chất ion Pd2+ cũng thể hiện số phối trí 5, 6 có nghĩa là có sự tương tác yếu giữa ion trung tâm với các phối tử phía trên và phía dưới mặt phẳng vuông phẳng. Ví dụ như ion phức Pd(ĐMG)2OH (ĐMG: đimetylglioxim) có số phối trí 5 với cấu trúc tháp đáy vuông hình thành khi palađi đimetylglioximat tan trong môi trường kiềm.

MỞ ĐẦU

Palađi là kim loại thuộc họ platin – một trong số những kim loại quý, có nhiều ứng dụng trong thực tế, như làm xúc tác trong các phản ứng hữu cơ, sử dụng trong nha khoa, chế tạo đồng hồ, các que thử đường trong máu, trong bu

gi máy bay và để sản xuất các dụng cụ phẫu thuật, các tiếp điểm điện [5]

Năm 1969, nhà hóa học Mỹ B Rosenberg đã phát hiện ra Cis-platin

(muối Payron) có hoạt tính sinh học kìm hãm sự phát triển của khối u và sau đó người ta đã sử dụng nó làm thuốc chữa trị bệnh ung thư, nhưng do một loạt các tác dụng phụ đã giới hạn lâm sàng của nó Trong những năm gần đây, rất nhiều cuộc điều tra đã được diễn ra để tìm kiếm các hợp chất của kim loại chuyển tiếp có tính kháng u và tính năng phòng bệnh tốt hơn

cis-điclorođiamminplatin(II) (cis-platin) Vì lý do này nghiên cứu đã được

mở rộng sang phức palađi Trên cơ sở có sự tương tự về cấu trúc giữa phức Pd(II) và phức Pt(II)

Một loạt các nghiên cứu về phức palađi(II) đã được thực hiện Các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào việc tổng hợp các phức chất mới của Pd, nghiên cứu cấu tạo của các phức chất bằng các phương pháp khác nhau và khảo sát hoạt tính sinh học của chúng Ngoài hoạt tính sinh học, người ta còn nghiên cứu một số ứng dụng khác của phức Pd như hoạt tính xúc tác

Mục tiêu của việc khảo sát hoạt tính sinh học là tìm kiếm được các hợp chất có hoạt tính cao đồng thời đáp ứng tốt nhất các yêu cầu sinh – y học khác như không độc, không gây hiệu ứng phụ, không gây hại cho tế bào lành để dùng làm thuốc chữa bệnh cho người và vật nuôi v.v

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Tổng hợp, xác định cấu tạo và nghiên cứu tính chấ ột số phức chất palađi(II) với phối tử chứ ni ơ”

Với hy vọng rằng những kết quả thu được sẽ đóng góp một phần nhỏ dữ liệu cho lĩnh vực nghiên cứu phức chất của Pd

Nhiệm vụ của đề tài:

 Tổng quan tình hình tổng hợp, nghiên cứu cấu tạo và ứng dụng của phức chất palađi

 Tổng hợp chất đầu phức chất kali tetracloropalađat (II) K2[PdCl4] và các phức chất khác với phối tử chứa nitơ

 Xác định thành phần, cấu tạo, tính chất phức chất tổng hợp được bằng các phương pháp vật lý, hóa lí và hóa học

 Thăm dò hoạt tính sinh học của một số phức chất tổng hợp được

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU VỀ PALAĐI

1.1.1 Giới thiệu chung

Palađi thuộc nhóm VIIIB, chu kì 5 trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, là kim loại thuộc họ platin – một trong số những kim loại quý, màu xám nhạt, tương đối mềm, nhẹ nhất, dễ nóng chảy nhất và có khả năng phản ứng nhất trong họ platin Trong các hợp chất, palađi thể hiện số ôxi hóa +2, +4 trong đó trạng thái ôxi hóa +4 (PdO2, K2[PdCl6]) có tính ôxi hóa mạnh, không bền Trong tự nhiên nguyên tố palađi tồn tại một số đồng vị, tỷ

lệ các đồng vị tương đối đồng đều

, I-, CN-, SCN- Các phức chất này phổ biến có số phối trí bằng 4 với cấu hình vuông phẳng như [PdCl4]2-, [PdI4]2-

Cấu hình vuông phẳng còn phổ biến trong các hợp chất của Pd dưới dạng rắn như PdCl2 Song trong một số phức chất ion Pd2+ cũng thể hiện số phối trí 5, 6 có nghĩa là có sự tương tác yếu giữa ion trung tâm với các phối tử phía trên và phía dưới mặt phẳng vuông phẳng Ví dụ như ion phức [Pd(ĐMG)2OH]- (ĐMG: đimetylglioxim) có số phối trí 5 với cấu trúc tháp

đáy vuông hình thành khi palađi đimetylglioximat tan trong môi trường kiềm

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ TỔNG HỢP PHỨC CHẤT CỦA PALAĐI

Hiện nay, các phức chất của Pd đang được quan tâm rất nhiều bởi ý nghĩa khoa học của chúng, mở ra một hướng mới trong việc tổng hợp phức

chất của các kim loại chuyển tiếp

Tháng 9 năm 2007, Ljerka và các cộng sự đã tổng hợp thành công phức chất của Pd(II) với monoetyl 8-quinolylmetylphotphat (8-Hmqmp) [23] Phản ứng xảy ra trong môi trường axit HCl Cho H2[PdX4] phản ứng với 8-Hmqmp.HCl.H2O hoặc Na(8-Hmqmp).2H2O trên một phạm vi pH rộng Tùy thuộc vào pH và các chất phản ứng, bốn loại phức đã được hình thành Trong môi trường axit, cặp ion muối phức [8-H2mqmp]2[PdX4] (1 và

2, pH < 3) và [8-H2mqmp]2[Pd2X6] (3 và 4, pH ≈ 3) (X: Cl, Br) được hình thành Bằng cách đun nóng trong metanol, X là Clo cũng như Brom, 2 và 4

được chuyển thành phức [8-H2mqmp][Pd(8-Hmqmp)X3] Các phức vòng càng như [Pd(8-mqmp)2], với phối tử qua nitơ của quinolin và oxi của axit photphoric có thể hình thành hai mươi bảy {N, O} loại phức vòng càng Các phức chất đã được xác định bởi phân tích nguyên tố, các phép đo từ trường

và độ dẫn điện, nghiên cứu quang phổ (IR, 1

H NMR, UV-Vis, FAB MS) và phân tích nhiệt (TG, DTA)

Hình 1.1: Công thức cấu tạo [8-H 2 mqmp][Pd(8-Hmqmp)X 3 ]

và [Pd(8-mqmp) 2 ]

Tháng 7 năm 2004, Justyn Ochocki và các cộng sự đã tổng hợp phức chất của đietylpiriđinylmetylphotphat với Pd(II) [29]

Với phối tử là đietyl(piriđin-2-, -,-4-ylmetyl)photphat (2-pmOpe, pmOpe, 4-pmOpe) phản ứng với K2[PdCl4] tạo thành trans-[PdCl2L2] (L = 2-pmOpe, 3-pmOpe,4-pmOpe)

Hình 1.2: Công thức cấu tạo các phối tử 2-pmOpe, 3-pmOpe, 4-pmOpe

Đietylpiriđinylmetylphotphat đã được tổng hợp thông qua phản ứng của đietylclophotphat và một piriđinylmetanol thích hợp với xúc tác trietylamin

Hình 1.3: Sơ đồ tổng hợp các phối tử 2-pmOpe, 3-pmOpe,4-pmOpe Phức chất được tổng hợp theo hai phương pháp như sau:

Phương pháp A: Hòa tan bão hòa 0,25 mmol K2[PdCl4] (81,5 mg) trong nước (≈ 3 ml), ta được dung dịch 1 Dung dịch 2 thu được bằng cách hòa tan 0,5 mmol (123mg) phối tử (2-, 3-, 4- pmOpe) vào nước (≈ 1ml) Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch 1 vào dung dịch 2 và khuấy đều Từ dung dịch xuất hiện kết tủa màu vàng Tiếp tục đun và khuấy hỗn hợp trong 30 phút Lọc sản phẩm Rửa sản phẩm bằng nước lạnh, đietyl ete và làm khô

Phương pháp B: Hòa tan bão hòa 0,25 mmol [Pd(C6H5CN)2Cl2] (95,75 mg) trong điclometan (≈ 10 ml), ta được dung dịch 1 Dung dịch 2 thu được bằng cách hòa tan 0,5 mmol (123mg) phối tử (2-, 3-, 4- pmOpe) vào điclometan (≈ 5 ml) Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch 1 vào dung dịch 2 và

khuấy đều Đun hỗn hợp với ống sinh hàn hồi lưu và khuấy trong 3 giờ Thêm vào từng giọt đietyl ete, từ dung dịch tách ra các tinh thể màu da cam Lọc sản phẩm Rửa sản phẩm bằng nước lạnh, đietyl ete và làm khô Kết tinh lại sản phẩm trong etanol

Hình 1.4: Sơ đồ tổng hợp phức chất trans-Pd(II) với 2-pmOpe,

Hình 1.5: Cấu trúc tinh thể phức [PdCl 2 (2-pmOpe) 2 ] 1,

[PdCl 2 (4-pmOpe) 2 ] 2

Năm 1968, Ofele và Wanzlick là những người đầu tiên tổng hợp phức chất của kim loại với dị vòng cacben (NHC) Tuy nhiên, các báo cáo này nhận được rất ít sự chú ý cho đến khi Arduengo tổng hợp được phức chất ổn định Nhóm của Herman mở rộng thêm lĩnh vực này bằng cách tổng hợp nhiều loại NHC và phức chất kim loại của chúng và sử dụng các phức chất trong xúc tác đồng nhất Gần đây, nhiều bài báo liên quan đến chủ đề này đã xuất hiện và phức chất của NHC đã được áp dụng làm chất xúc tác trong một loạt các phản ứng Đáng chú ý hơn, một số Phức Pd(II)-NHC đã nổi lên như là chất xúc tác hiệu quả cho nhiều phản ứng ghép mạch

Tháng 7 năm 2005, Min Shi và các cộng sự đã tổng hợp phức chất Pd(II)-NHC và nghiên cứu các ứng dụng xúc tác của chúng cho phản ứng Suzuki và Heck [26]

Phức vòng càng cis-Pd(II)-NHC được tổng hợp theo sơ đồ (hình 1.6)

Bằng phản ứng của đibenzimiđazoliiotđua (tiền thân của NHC) với Pd(OAC)2

đun hồi lưu trong THF hoặc kali tert-butoxit trong THF cho hiệu suất khá cao

Hình 1.7: Cấu trúc tinh thể phức Pd(II)-NHC

Năm 2008, Andrade-López đã nghiên cứu và tổng hợp thành công phức chất palađi (II) với phối tử đi-2-piriđyl-2-piriđylsunfanylmetan [25] Cấu trúc tinh thể của phức chất [Pd{(C5H4N)2CH(2-C5H4NS)}Cl2] trong DMSO biểu thị sự hình thành của một phức chất đơn nhân Phối tử đi-2-piriđyl-2-piriđylsunfanylmetan (2) đã được tổng hợp từ phản ứng của đi-2-piriđyl clorometan và 2-mecaptolpiriđin với tỷ lệ tương đương về số mol

Hình 1.8: Sơ đồ tổng hợp phối tử

Tổng hợp phức chất của palađi (II) với đi-2-piriđyl-2-piriđylsunfanylmetan

từ phản ứng của (2) với PdCl2 cùng tỷ lệ mol trong axetonitrin nóng

thành phức trans-PhPd(OAc)(PPh3)2, được chứng minh là một phức chất quan trọng trong việc xác định tỷ lệ các bước của phản ứng Heck

Nghiên cứu được mở rộng với phối tử là tri-2-furylphotphin (TFP) Farina và các cộng sự đã tổng hợp phức chất này bằng cách cho Pd0(dba)2

phản ứng với hai phân tử TFP trong dung môi THF hoặc DMF Trong DMF, phản ứng đạt hiệu suất cao hơn so với phản ứng mà phối tử là PPh3 trong cùng điều kiện

Hình 1.11: Sơ đồ tổng hợp phức chất Pd(0) trong THF hoặc DMF

Năm 2006, Christian Amatore và các cộng sự [21] đã tổng hợp phức chất Pd(0): SPd0(TFP)2 (S = THF, DMF) từ hỗn hợp Pd(OAc)2 và TFP Cho Pd(OAc)2 phản ứng với 3 phân tử TFP trong dung môi THF hoặc DMF, ban đầu tạo ra Pd(TFP)3 nằm cân bằng với TFP và Pd(TFP)2 Sự oxi hóa xảy ra chậm do TFP còn dư So sánh với phối tử là PPh3 một cuộc điều tra trước đó

đã cho rằng:

 Phức chất SPd0(TFP)2 được hình thành chứ không phải là anion [Pd(PPh3)(OAc)]-

 Tỉ lệ của SPd0(TFP)2 cao hơn so với [Pd(PPh3)(OAc)]-

 SPd0(TFP)2 phản ứng với PhI tốt hơn [Pd(PPh3)(OAc)]-

 Sự oxi hóa tạo thành trans-PhPdI(TFP)2 chứ không phải là

trans-PhPd(OAc)(TFP)2

Christian Amatore đã nghiên cứu và khẳng định các nhận xét trên là đúng So với phương pháp tổng hợp của Farina, phương pháp này hiệu quả hơn

Hóa học về phức đa nhân của palađi(II) cũng đang được quan tâm

Trước đây người ta tổng hợp phức [Pd2Cl2(µ-Cl)2(CO)2] bằng cách oxi hóa

PdCl2 trong metanol-nước với CO ở 20oC Với phức chất của Brom được tổng

hợp bằng cách dẫn khí CO vào PdBr2 rắn ở 180oC Còn với iot thì không thể

tổng hợp theo phương pháp này Sự ổn định của các phức chất

halogen-cacbonyl giảm trong trình tự Cl> Br> I Sau đó, Dellamico và Labella đã tổng

hợp phức chất [Pd2Cl2(µ-Cl)2(CO)2] với hiệu suất cao hơn bằng cách đi từ Pd

lấy từ Pd(dba)2 và CO trong toluen hoặc trong sunfuclorua (SO2Cl2) [30] Các

báo cáo trước đó cho rằng CO là cầu nối trong phức chất Pd (1) Tuy nhiên,

Dellamico và các cộng sự của ông đã khẳng định cầu nối trong phức chất là

halogen (2)

Hình 1.12: Cấu tạo phân tử phức [Pd 2 Cl 2 (µ-Cl) 2 (CO) 2 ] trước đây (1) và theo

Dellamico (2)

Phức cacbonyl của Pd bị phân hủy trong nước tạo thành Pd và CO2

Phức [Pd2Cl2(µ-Cl)2(CO)2] trong metanol có màu tím đỏ của phức Pd(I)

[PdCl(CO)]n Hiệu suất tổng hợp phức lên đến 88% trong anhiđrit axetic

Hình 1.13: Sơ đồ tổng hợp phức [Pd 2 Cl 2 (µ-Cl) 2 (CO) 2 ]

Năm 2011, nhóm nghiên cứu của đại học Chiết Giang, Trung Quốc đã

tổng hợp được phức chất của nickel và palađi với các phối tử ancol

(imino)pyriđyl tridentate [N,N,O], 2-(ArN≡CMe)-6-{(HO)CR2}C5H3N

(L1-L4) Phổ nhiễu xạ tia X cho thấy các phức chất với niken halogen có phối trí 5 (1a-4a và 1b); với niken axtetat có phối trí 6 (1c) và các phức cation của palađi (1d và 2d) với ion âm [PdCl4]2-

 Tổng hợp các phối tử ancol (imino)pyriđyl

Các phối tử ancol (imino)pyriđyl {(HO)CMe2}C5H3N(Ar = 2,6-i-Pr2C6H3, L1; 2,6-Et2C6H3, L2; 2,4,6-

2-(ArN≡CMe)-6-Me3C6H2, L3) được tổng hợp bằng cách thêm từ từ dung dịch MeLi trong

THF vào các dung dịch 2-cacboxylat-6-iminopyriđin (1-3) trong THF ở 0oC, khuấy ở nhiệt độ phòng, sau đó sử dụng sắc ký cột tách hợp chất với độ tinh khiết cao (Hình 1.14)

Phối tử L4, 2-(2,6-i-Pr2C6H3N≡CMe)-6-(CH2OH)C5H3N được tổng hợp bằng cách khử hợp chất 1 bằng NaBH4/CaCl2 trong metanol (Hình 1.14)

Hình 1.14: Các phối tử ancol (imino) pyridyl

 Tổng hợp phức chất palađi

Tổng hợp {[2-(2,6-i-Pr2C6H3N≡CMe)-6-{(HO)CMe2}C5H3N]PdCl}2[PdCl4]

(1d) Thêm từ từ PdCl2 (0.0364 g, 0.20 mmol) vào dung dịch L1 (0.0684 g, 0.20 mmol) trong etanol khan (20 ml), phản ứng được khuấy ở nhiệt độ phòng qua đêm, tuy nhiên PdCl2 không phản ứng Khi tăng nhiệt độ phản ứng lên

60oC và khuấy trong 3h thì thu được dung dịch đồng nhất màu nâu Thêm 2ml

đietyl ete vào dung dịch trên thấy sản phẩm tách ra Lọc chất rắn màu nâu, rửa bằng đietyl ete và sấy trong chân không (hiệu suất 55,7%)

Tổng hợp {[2-(2,6-Et2C6H3N≡CMe)-6-{(HO)CMe2}C5H3N]PdCl}2[PdCl4]

(2d) Với cách làm tương tự phức chất 1d, phức 2d được tổng hợp, là bột màu

nâu với hiệu suất 84,9%

Hình 1.15: Tổng hợp phức palađi 1d và 2d

Tất cả các phức chất đều có đặc điểm tốt trên phổ hồng ngoại và phân tích nguyên tố Trên phổ hồng ngoại, các dao động của liên kết đôi C=N của các phức niken và palađi (1616-1620 cm-1) dường như chuyển sang số sóng thấp và cường độ vân giảm đáng kể, so với các phối tử tương ứng (1642-1645

cm-1), cho thấy sự tương tác phối trí giữa các nguyên tử nitơ imino và các kim loại trung tâm Phổ 1H của phức palađi 1d và 2d thể hiện hai bộ proton với dịch chuyển hóa học hơi khác nhau Các cấu trúc phân tử của phức chất 1a, 1c

và 2d được khẳng định thêm bởi nhiễu xạ tia X đơn tinh thể

Hình 1.16: Cấu trúc phân tử của phức 2d Hình 1.17: Cấu trúc phân tử của phức 1a

Các nghiên cứu nhiễu xạ tia X cho thấy các nguyên tử N và O của phối

tử phối trí với kim loại trung tâm: cấu trúc lưỡng tháp tam giác của phức 1a, cấu trúc bát diện của phức 1c, phức vuông phẳng của phức palađi (2d)

Tất cả các phức đều có hoạt tính xúc tác cao lên đến 1.883.107 g (PNB) mol-1 (cat) h-1 (2d) phản ứng trùng hợp vinyl của norbornene điều chế bằng

lượng dư metylaluminoxan (MAO), và cung cấp loại vinyl PNBs với khối lượng phân tử cao và phân phối trọng lượng phân tử tương đối hẹp Các thông

số của điều kiện phản ứng, các loại kim loại và các hiệu ứng về không gian

của các phối tử phối trí đều có ảnh hưởng đến các thuộc tính xúc tác

Năm 2011, Hussein S Seleem của Đại học Ain Shams, Ai Cập đã báo cáo về tổng hợp và nghiên cứu các hoạt tính sinh học của phức chất một số kim loại chuyển tiếp như ion Fe (III), Co (II), Ni (II), Cu (II), VO(II) và Pd (II) với một phối tử isatinic quinolyl hydrazon mới (H2L); 3-[2-(4-methyl quinolin-2-yl) hydrazon] indolin-2-on

Tác giả đã tổng hợp như sau: Dung dịch etanol của muối kim loại và phối tử H2L được trộn với nhau theo tỉ lệ mol 1:1 (M: L) và đun hồi lưu trong 2-4 giờ tùy thuộc vào bản chất của phức được tách ra (1-6) (Hình 1.18) Ngoài

ra, tỷ lệ mol 1:2 và 2:1 (M: L) đã được thử nghiệm với PdCl2 (phức 7 và 8) (Hình 1.19) Các sản phẩm kết tủa được lọc ra, rửa sạch với etanol sau đó là ete và sấy khô Tất cả các phức được tách ra bền ở nhiệt độ phòng, không hút

ẩm và không tan trong nước, rượu và tan trong DMSO và DMF Điểm nóng chảy của phức là trên 300°C

Kết quả cho thấy, H2L phản ứng với CuCl2, CoCl2, NiCl2, FeCl3, VOSO4

theo tỷ lệ mol 1:1 (Hình 1.18) Riêng PdCl2 lại có khả năng tạo phức với phối

tử theo tỉ lệ mol M:L là 1:1, 1:2 và 2:1 (Hình 1.19) Những phản ứng này có khả năng tạo phức đime, phức đơn nhân và phức hai nhân Phối tử cho thấy một loạt cách tạo liên kết với kim loại thông qua (NNO) 2 -, (NO) - và (NO)

Cách liên kết và độ kiềm của phối tử phụ thuộc chủ yếu vào loại cation kim loại và anion cặp của cation kim loại đó Tất cả các phức Pd(II) thu được đều

có cấu trúc vuông phẳng (D4h-đối xứng) và phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ mol (M: L)

Hình 1.18: Đề xuất cấu trúc của các phức isatinic

Hình 1.19: Ảnh hưởng của tỉ lệ mol trong phức Pd(II)-istainic

Năm 2004, Frankline Kiplangat Keter, Đại học Western Cape tổng hợp

và đánh giá các tác động của phức palađi(II) và platin(II) với phối tử pyrazol

và purazolyl như chất chống ung thư

Phối tử pyrazol (L1-L3) được tổng hợp bằng phản ứng

ankylaminoankylation Điều này đạt được bởi phản ứng hoặc pyrazol hoặc 3,5-đimetylpyrazol với parafomanđehit và etylamin hoặc isopropylamin

Hình 1.20: Sơ đồ tổng hợp phối tử L1-L3

3,5-đimethyl-4-(etylamino)metylpyrazol (L1): Hòa tan đimetylpyrazol (1.00 g, 10.4 mmol), parafomanđehit (0.48 g, 16 mmol), KOH (0.9 g, 16 mmol) và etylamin (2 ml, 20 mmol) trong 50 ml nước, đun hồi lưu trong 51h Sản phẩm được tách ra từ dung dịch nước có thêm CHCl3 (2 x 60 ml) và làm khô bằng MgSO4 khan trong một phút Lọc lấy sản phẩm Hiệu

3,5-suất phản ứng 78%

4-isopropylaminopyrazol (L2): Cho pyrazol (1.00 g, 14.70 mmol),

parafomanđehit (0.67 g, 11.35 mmol) và KOH (0.9 g, 16 mmol) vào bình cầu

có nhánh, hòa tan trong 50ml nước và khuấy trong 2 phút, sau đó thêm isopropylamin (1.88 ml, 43.24 mmol); đun hồi lưu trong 4 ngày, sản phẩm

được tách ra như phối tử L1 Hiệu suất phản ứng 71%

3,5-dimetyl-4-(isopropylamino)metylpyrazol (L3): Hòa tan đimetylpyrazol (1,00 g, 10,4 mmol), parafomanđehit (0,48 g, 16 mmol), KOH (0,9 g, 16 mmol) và isopropylamin (1,3 g, 20 mmol) trong 50 ml nước và đun hồi lưu trong 48 giờ Hiệu suất phản ứng (87%)

3,5-Tổng hợp phức chất palađi(II) và platin(II) được tổng hợp từ [PdCl2(NCMe)2] hoặc [K2PtCl4] với các phối tử L1-L3

Tổng hợp bis-(3,5-dimetyl-4-(etylamino)metylpyrazol)palađi(II) (C1):

L1 (0.12 g, 0.77 mmol) trong 3ml CH2Cl2 vào bình cầu có nhánh Sau đó thêm 0.1 g (0.385 mmol) [PdCl2(NCMe)2] trong 20ml CH2Cl2 vào bình cầu trên Hỗn hợp phản ứng đã được khử khí và khuấy ở nhiệt độ phòng trong 6 giờ, tạo ra sản phẩm là chất kết tủa không tan trong CH2Cl2

Ngoài ra, tác giả còn tổng hợp phức chất palađi và platin với các phối tử pyrazol và pyrazolyl có sẵn (phức 1-5, hình 1.21) Phức palađi, 1, 2, 5, thu được từ phản ứng của pyrazol, 3,5-đimetylpyrazol và axit 3,5-đimetylpyrazolylaxetic với [PdCl2(NCMe) 2]; trong khi phức platin, 3 và 4 thu được từ phản ứng của pyrazol, 3 ,5-đimetylpyrazol với [K2PtCl4]

Hình 1.21: Phức chất palađi và platin với các phối tử pyrazole và pyrazolyl

Năm 2012, nhóm nghiên cứu Liangliang Yan, Xiaoyong Wang, Yanqing Wang, Yangmiao Zhang, Yizhi Li, Zijian Guo, Trung Quốc đã tổng hợp được phức chất palađi(II) với các dẫn xuất 8-aminoquinolin và các tương tác với huyết thanh của con người

Tổng hợp phức chất: hai phức palađi(II) (1 và 2) có công thức [PdLnCl]

[L1 = N-(tert-butoxycacbonyl)-L-metionin-N’-8-quinolylamin, L2 = N’-8-quinolylamin] được tổng hợp như sau:

L-alanin-Phức chất 1: Trộn PdCl2 (0.5 mmol, 88.7 mg) và L1 trong CHCl3 với tỉ

lệ mol 1:1,2 Khuấy hỗn hợp ở nhiệt độ phòng trong 24h, lọc và tinh chế bằng sắc ký cột silicagel với dung môi là etyl axetat / ete (4/1, v / v) Đơn tinh thể hình kim màu đỏ của phức chất 1 đã thu được bằng cách làm bay hơi chậm dung dịch metanol của nó

Phức chất 2: hòa tan PdCl2 (0.5 mmol, 88.7 mg) trong 10ml dung dịch

NaCl bão hòa L2 hòa tan trong 2ml nước với tỉ lệ mol M:L là 1:1,2 Trộn 2 dung dịch vào nhau và đun hồi lưu trong 4h Sau đó để lạnh hỗn hợp về đến nhiệt độ phòng thì tách ra chất rắn màu vàng Lọc và kết tinh lại bằng cách làm bay hơi chậm dung dịch axeton - nước của nó, thu được đơn tinh thể hình kim màu vàng

các dẫn xuất 8-aminoquinolin và phức palađi(II) tương ứng 1 và 2

Hình 1.23: Cấu trúc tinh thể của phức 1 và 2

Cấu trúc của các phức chất được đặc trưng đầy đủ bởi nhiễu xạ tia X

Trong phức chất 1, palađi đã phối trí với hai nguyên tử N và một nguyên tử S của L1, cùng với một anion clorua như nhóm rời, trong khi đó trong phức chất

2 palađi được phối trí bởi ba nguyên tử N từ L2

với một anion clorua nhóm rời

Sự tương tác giữa phức chất 1 và huyết thanh anbumin của con người

(HSA) đã được nghiên cứu sử dụng huỳnh quang và ròn lưỡng sắc quang phổ scopies Phức chất dường như phản ứng với HSA chủ yếu thông qua

tương tác kỵ nước và tĩnh điện và nó không làm thay đổi bản chất dạng xoắn

ốc α của HSA

1.3 ỨNG DỤNG CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT PALAĐI

Các phức chất Pd được quan tâm nhiều không chỉ bởi ý nghĩa khoa học

mà ở các phức chất này còn tiềm ẩn nhiều khả năng ứng dụng trong thực tiễn

Phức Pd(II)-NHC (2) được sử dụng làm chất xúc tác cho phản ứng ghép

mạch Suzuki và Heck Các phản ứng được nghiên cứu dưới sự ảnh hưởng của cả dung môi và chất xúc tác Sau đây là kết quả nghiên cứu của Min Shi

và các cộng sự với một số phản ứng cụ thể [26]:

Kết quả được tổng hợp ở bảng 1.1 và 1.2 cho thấy rằng việc sử dụng

Cs2CO3 trong N,N-đimetylaxetanđehit (DMA) hoặc THF ở 80oC cho các sản phẩm đạt hiệu suất tương ứng là 66% và 70% (Bảng 1.1, mục 6 và 8) Tăng nhiệt độ phản ứng đến 100oC trong DMA Với bazơ là Cs2CO3 cho hiệu suất đạt 98% sau 24 giờ (Bảng 1.2,mục 1) Vì vậy, Cs2CO3 trong DMA là dung môi hiệu quả cho phản ứng này Sử dụng những điều kiện phản ứng tối ưu, các phản ứng ghép mạch Suzuki cho hiệu suất khá cao (bảng 1.3)

này và cho sản phẩm đạt hiệu suất 53% trong không khí (Bảng 1.4) Sử dụng bầu khí quyển agon, hiệu suất được cải thiện lên đến 98% (Bảng 1.4)

Sử dụng các điều kiện phản ứng, tác giả [26] tiếp tục nghiên cứu phản ứng của một loạt các aren halogenua với butyl và metylacrylat Các kết quả được tóm tắt trong bảng 1.5 cho thấy rằng phản ứng Heck đạt hiệu suất cao trong bầu khí quyển agon

Bảng 1.5: Phức chất Pd(II)-NHC 2 xúc tác phản ứng Heck ghép mạch

aren halogenua với butylacrylat trong khí agon

Như vậy, phức chất cis-Pd(II)-NHC là một chất xúc tác hiệu quả cho

những phản ứng ghép mạch như Suzuki và Heck

Ngoài ứng dụng xúc tác, người ta còn đặc biệt quan tâm đến hoạt tính sinh học của phức chất Pd Hiện nay người ta có xu hướng nghiên cứu các phức chất Pd với mong muốn tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học cao, ít độc hại để sử dụng trong y dược

Gần đây, phức chất trans- palađi(II) với phối tử có chứa piriđin hoặc dẫn

xuất của axit photphoric đã được mô tả và thể hiện được hoạt tính gây độc tế

bào Phức trans-palađi(II) quinolinylmetylphotphat đã được chứng minh là có

khả năng chống lại dòng tế bào ung thư biểu mô KB

Mặt khác, nhiều dẫn xuất của axit photphoric biểu hiện đặc tính sinh học khác nhau như 2-pmOpe, 3-pmOpe, 4-pmOpe

Tháng 9 năm 2011, Natalia Miklášová và các cộng sự đã tổng hợp phức chất của Pd(II) với (2-isopropylphenyl)đixiclohexylasen và (2-metoxylphenyl)đixiclohexylasen và thử nghệm trên các dòng tế bào ung thư Kết quả cho thấy phức chất có khả năng chống lại các dòng tế bào ung thư gan Hep-G2 và tế bào ung thư biểu mô KB

Các tác giả [19], [22] đã nghiên cứu và đưa ra kết luận cả phối tử và phức chất Pd(II) với 2-benzoylpyriđin 4-phenyl thiosemicacbazon và Pd(II) với pyriđin-2- cacbalđehit thiosemicacbazone đều có khả năng chống lại các tế bào ung thư như MCF – 7, TK – 10,UACC – 60, trong

đó phức chất của Pd(II) với 2-benzoylpyriđin 4-phenyl thiosemicacbazon

có giá trị GI50 (nồng độ ức chế tế bào phát triển một nửa) thấp nhất trong

3 dòng được chọn nghiên cứu

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT

1.4.1 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại và Raman

Phổ Raman và phổ IR đều liên quan đến chuyển động dao động của phân tử, tuy nhiên từ trước đến nay phổ IR vẫn được sử dụng nhiều hơn Do

sự phát triển của kĩ thuật Laser và computer, ngày nay việc đo phổ Raman đã trở nên đơn giản và thuận tiện Hơn thế phổ IR thông thường không đo được vùng tần số thấp (100 ÷ 500cm-1) mà phổ Raman đo được Vùng tần số thấp này chứa các thông tin về liên kết kim loại - phối tử, vì thế rất có ích khi

nghiên cứu cấu trúc các phức chất

Do vậy cần kết hợp cả hai phương pháp phổ này để chúng hỗ trợ cho nhau nhằm góp phần xác định cấu tạo của các phức chất

1.4.3 Phương pháp phân tích nhiệt

Phân tích nhiệt là phương pháp phân tích mà trong đó các tính chất vật

lý, hóa học của mẫu đo một cách liên tục như là những hàm của nhiệt độ (nhiệt độ được thay đổi có quy luật) Trên cơ sở lí thuyết về nhiệt động học,

từ sự thay đổi có tính chất đó ta có thể xác định được các thông số yêu cầu của việc phân tích

Kỹ thuật phân tích nhiệt dựa trên nguyên lý của nhiệt động học Khi có

độ chênh lệch về độ lớn nhiệt độ sẽ chuyển từ nơi này sang nơi khác và khi đó làm cho các đại lượng vật lý khác như năng lượng chuyển pha, độ nhớt, entropy… cũng thay đổi

Phân tích nhiệt vi sai (DTA) dựa trên việc thay đổi nhiệt độ của mẫu đo

và mẫu chuẩn và được xem như một hàm của nhiệt độ mẫu

Các tính chất của mẫu là hoàn toàn xác định và yêu cầu mẫu chuẩn phải trơ về nhiệt độ

ra Quá trình này phát ra tia bức xạ (tia X) đặc trưng cho nguyên tử Mỗi nguyên

tố thường phát ra một vài tia bức xạ, có năng lượng xác định, đặc trưng riêng cho nguyên tố, nên chúng được gọi là tia đặc trưng Từ giá trị năng lượng của tia đặc trưng trên phổ, so sánh với ngân hàng phổ chuẩn đã được xây dựng sẵn, người ta xác định các nguyên tố có trong mẫu đo

Để định lượng các nguyên tố trong mẫu đo, người ta so sánh cường độ tương đối của tia đặc trưng của các nguyên tố cần phân tích Tuy nhiên, máy

chỉ xác định được phổ tia X của các nguyên tố có Z  6 Các nguyên tố càng

có Z lớn thì độ chính xác của phép đo càng cao và năng lượng của tia đặc trưng càng lớn, ít bị lẫn với tia đặc trưng của nguyên tố khác

1.4.5 Phương pháp phổ khối lượng (ESI-MS)

Trong phương pháp ESI-MS, ion được tạo ra do các phản ứng hóa học ở dung dịch và pha khí sau khi làm bay hơi dung môi Vì vậy có nhiều cation và anion được hình thành do:

- Quá trình phân li của các chất điện li trong dung dịch

trường điện từ, người ta hướng các ion tới bộ phận phân tách theo giá trị m/Z và ghi phổ khối lượng của chúng Phổ của các ion dương được kí hiệu là +MS, phổ các ion âm được kí hiệu là –MS

1.4.6 Phương pháp phổ 1 H NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân là phương pháp hữu hiệu nghiên cứu cấu trúc của các phức chất, cho những thông tin chính xác về cấu trúc của phức chất

Khi phân tích phổ 1H NMR, chúng tôi dựa vào các yếu tố sau:

- Độ chuyển dịch hoá học

- Cường độ tương đối của các vân phổ

- Sự tách vân phổ do tương tác spin-spin và giá trị hằng số tách J đối với mỗi vân phổ

1.5 THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA PHỨC CHẤT

Phương pháp thử độ độc tế bào

Các dòng tế bào ung thư ở người được cung cấp bởi ATCC gồm: KB

(Human epideRmic carcinoma ATCC-CCL-17), là dòng luôn luôn được sử

dụng trong các phép thử độ độc tế bào; Hep G2 (Hepato cellular carcinoma ATCC-HB-8065), ung thư gan; SK-LU-1 (Human lung carcinoma ATCC- HTB-57), ung thư phổi và MCF-7 (Human breast carcinoma ATCC-HTB-

22), ung thư vú

Phương pháp thử độ độc tế bào in vitro được viện ung thư quốc gia Hoa

kỳ (NCI) xác nhận là phép thử độ độc tế bào chuẩn nhằm sàng lọc, phát hiện các chất có khả năng kìm hãm sự phát triển hoặc diệt tế bào ung thư ở điều

kiện in vitro

Các dòng tế bào ung thư nghiên cứu được nuôi cấy trong các môi trường nuôi cấy phù hợp có bổ xung thêm 10% huyết thanh phôi bò (FBS) và các thành phần cần thiết khác ở điều kiện tiêu chuẩn (5% CO2; 37oC; độ ẩm 98%;

vô trùng tuyệt đối) Tùy thuộc vào đặc tính của từng dòng tế bào khác nhau, thời gian cấy chuyển cũng khác nhau Tế bào phát triển ở pha log sẽ được sử dụng để thử độc tính

Thử độc tế bào: 200l dung dịch tế bào ở pha log nồng độ 3x104 tế bào/ml vào mỗi giếng (đĩa 96 miếng) trong môi trường RPMI 1640 cho các dòng tế bào HepG2, MCF7, KB; môi trường DMEM cho LU-1, mẫu thử được sử lí với tế bào ở các nồng độ pha loãng khác nhau sao cho đạt đến nồng độ cuối cùng là 128 g/ml; 32g/ml; 8g/ml; 2g/ml;0,5g/ml Ủ 370C, 5% CO2, 3 ngày, giếng điều khiển gồm 200 l dung dịch tế bào 3x104 tế bào/ml ủ 370C, 5%

CO2, 3 ngày, thêm 50 l MTT (1mg/ml), ủ 370C 4 giờ, loại bỏ môi trường, thêm 100l DMSO lắc đều đọc kết quả ở bước sóng 540 nm trên máy spectrophotometter Genios TECAN

Phần trăm kìm hãm sự phát triển của tế bào (Growth inhibition) = (OD điều khiển – OD mẫu)/OD điều khiển Giá trị IC50 (nồng độ gây chết một nửa) được tính dựa trên kết quả số liệu phần trăm kìm hãm sự phát triển của tế bằng phần mềm máy tính table curve

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM

2.1 THU HỒI PALAĐI

2.1.1 Thu hồi palađi bằng hiđrazinsunfat

Nếu dung dịch nước rửa có chứa palađi chưa tạo phức với các phối tử hữu cơ thì tiến hành thu hồi palađi bằng phương pháp hiđrazin sunfat trong môi trường kiềm mạnh

Quy trình được tiến hành: Cô nước rửa trên bếp cách thủy đến thể tích nhỏ Thêm từng lượng KOH rắn vào đến môi trường pH = 11÷12 Cho từ từ

N2H4.H2SO4 để phản ứng xảy ra êm dịu Từ dung dịch xuất hiện chất rắn màu nâu mịn ( bột Pd) và có bọt khí bay ra Để phản ứng xảy ra hoàn toàn tiếp tục đun hỗn hợp phản ứng thêm 1 giờ nữa Lọc nóng, rửa sản phẩm bằng nước cất, etanol, axeton và làm khô

2.1.2 Thu hồi palađi bằng cách phân hủy ở nhiệt độ cao

a) Nếu dung dịch nước rửa có chứa palađi đã tạo phức với các phối tử hữu cơ thì không thể tiến hành thu hồi palađi theo phương pháp trên được, do phản ứng oxi hóa các chất xảy ra không hoàn toàn Vì vậy chúng tôi đã thu hồi palađi trong nước rửa theo phương pháp sau:

Cô cạn nước rửa trên bếp cách thủy đến cạn Cho chất rắn thu hồi được vào bát sứ Nhỏ dung dịch axit H2SO4 loãng thấm đều chất rắn, rồi đun trên bếp điện Tiếp tục thêm axit H2SO4 và đun thêm nhiều giờ cho đến khi chất rắn chuyển thành màu nâu đen và có khói thoát ra màu trắng Để nguội bát sứ, cho chất rắn đã nghiền nhỏ vào chén thạch anh, nung ở nhiệt độ 800oC trong 2 giờ Để nguội lò, lấy chất rắn nghiền nhỏ và hòa vào nước Cho KOH rắn vào hỗn hợp đến môi trường kiềm mạnh (pH =11÷12) rồi khử bằng phương pháp như mục 2.1.1

b) Muốn thu hồi palađi từ các phức chất rắn chúng tôi làm như sau: cho phức rắn vào chén thạch anh Lượng phức cho vào bằng khoảng 1/3 chiều cao của chén Nhỏ dung dịch H2SO4 loãng thấm đều chất rắn, đun trên bếp điện Lặp lại như vậy cho tới khi khói trắng thoát ra và chất rắn chuyển thành màu nâu Để nguội, cho chén vào lò, nung ở nhiệt độ 800o

C trong 2 giờ Để nguội

lò, lấy chất rắn nghiền nhỏ vào nước, đun sôi trên đèn cồn 30 phút, lọc nóng thu sản phẩm nâu mịn Rửa sản phẩm bằng nước, etanol, axeton và làm khô

2.1.3 Thu hồi palađi từ giấy lọc có dính các hợp chất của palađi

Đốt thành tro giấy lọc có dính palađi Cho tro vào bát sứ, nhỏ dung dịch H2SO4 loãng thấm đều Đun trên bếp cách cát, lặp lại nhiều lần cho tới khi tro chuyển thành chất rắn màu nâu Để nguội bát sứ và tiếp tục sử

đó cho nước cất vào để đuổi HCl dư Lặp lại nhiều lần đến khi hầu như không còn khí HCl thoát ra Lọc nóng, thu dung dịch sạch Để nguội dung dịch thêm vào đó từng lượng dung dịch KCl bão hòa (tỉ lệ PdCl2 : KCl = 1 : 2,25), đồng thời khuấy nhẹ Từ dung dịch tách ra những tinh thể màu vàng Để hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ phòng một đêm Lọc thu tinh thể, rửa sản phẩm bằng dung dịch KCl loãng, nước cất, etanol, axeton và làm khô

Hiệu suất: 95,65%

2.2.2 Tổng hợp kali tetracloropalađat(II) từ Pd thu hồi

3Pd + 12HCl + 2HNO3 → 3H2[PdCl4] + 2NO↑ + 4H2O

H2[PdCl4] + 2KCl → K2[PdCl4] + 2HCl Lấy 10g chất bột thu được từ mục 2.1 ngâm trong dung dịch HNO3 loãng trong 24h Lọc lấy chất rắn không tan cho vào cốc thủy tinh thêm vào cốc 40ml axit HCl đặc và 10ml HNO3 đậm đặc Chất rắn tan một phần, lọc thu được dung dịch màu nâu đỏ là H2[PdCl4] Cho dung dịch vào cốc lùn và tiến hành loại HNO3 dư bằng cách cho axit HCl đậm đặc vào hỗn hợp thu được rồi đun trên bếp cách thủy Lặp đi lặp lại nhiều lần cho đến khi không còn khí màu nâu thoát ra

Sau đó cho nước cất vào để đuổi HCl dư Lặp lại nhiều lần đến khi không còn khí HCl thoát ra (thử bằng quì ẩm) Lọc thu dung dịch màu nâu đậm Cô dung dịch đến thể tích nhỏ để nguội thêm vào từng lượng dung dịch KCl bão hòa mới pha (tỉ lệ Pd: KCl = 1: 2,25 ), đồng thời khuấy nhẹ Từ dung dịch tách ra những tinh thể màu vàng nâu Để hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ phòng một đêm Lọc thu tinh thể, rửa sản phẩm bằng dung dịch KCl loãng, nước cất, etanol, axeton và làm khô

Hiệu suất: 80%

2.2.3 Tổng hợp cis-điclorođiamminpalađi(II) (PP1)

Hòa tan 2 mmol K2[PdCl4] trong 3 ml nước thu được dung dịch màu vàng nâu Lọc lấy dung dịch sạch cho vào cốc 50ml Hòa tan 2 mmol phối tử bảo vệ (EDTA) vào nước, phối tử không tan, nhỏ từng giọt dung dịch KOH 1M đến khi dung dịch thu được có pH=12, phối tử tan hoàn toàn

Cho hai dung dịch vào bình cầu, đun hỗn hợp phản ứng một thời gian Dung dịch nhạt màu dần và có chất rắn màu nâu tách ra, lọc lấy dung dịch sạch Thêm vào dung dịch một lượng NH3 đặc màu dung dịch đậm hơn, lọc lấy dung dịch sạch Thêm axit HCl 37% vào dung dịch trên, thấy tách ra chất

rắn màu vàng chính là cis-điclorođiamminpalađi(II) Lọc, rửa sản phẩm bằng

nước cất, etanol, axeton và làm khô

vào hỗn hợp phản ứng và đun Lặp đi lặp laị nhiều lần cho đến khi trong dung dịch kết tủa hồng tan hết, dung dịch trở nên trong suốt Lọc dung dịch và cô trên bếp cách thủy đến thể tich nhỏ Làm nguội dung dịch, từ dung dịch tách

ra các tinh thể màu vàng Rửa thật nhanh bằng nước lạnh, rượu và axeton Hiệu suất phản ứng đạt 40%

2.2.5 Tổng hợp điclorođianilinpalađi(II) (A3)

Chúng tôi đã nghiên cứu sự tương tác giữa phối tử anilin và [PdCl4]2- trong các điều kiện khác nhau về: tỉ lệ mol, cách tiến hành, nồng độ chất tham gia, thời gian, nhiệt độ, dung môi, điều kiện kết tinh và rút ra cách tiến hành phản ứng như sau:

K2[PdCl4] + 2C6H5NH2 →[Pd(C6H5NH2)2Cl2] +2 KCl Hòa tan 2 mmol K2[PdCl4] trong 5ml DMSO ta được dung dịch 1 có màu vàng nâu Lọc lấy dung dịch sạch cho vào cốc thủy tinh Hòa tan 4,2 mmol anilin trong 5ml DMSO lọc lấy dung dịch sạch ta được dung dịch 2 Nhỏ từ từ dung dịch 2 vào dung dịch 1, khuấy 3h ở 60oC-250 ppm thu được dung dịch đồng nhất có màu vàng nhạt hơn so với dung dịch 1 Lọc lấy dung dịch sạch, để trong tủ lạnh sau 2 ngày bắt đầu xuất hiện tinh thể hình

kim màu vàng tươi Lọc lấy tinh thể, dung dịch nước lọc để ngoài không khí 1h, tinh thể hình kim màu vàng tách ra nhanh hơn Lọc rửa tinh thể bằng nước lạnh, etanol, axeton sau đó sấy ở 50oC

Hiệu suất phản ứng đạt 60%

2.2.6 Tổng hợp điclorođiquinolinpalađi(II) (PPQ)

Chúng tôi nghiên cứu sự tương tác giữa phối tử quinolin và [PdCl4]2- trong các điều kiện khác nhau về: tỉ lệ mol, cách tiến hành, nồng độ chất tham gia, thời gian, nhiệt độ, dung môi, điều kiện kết tinh và rút ra cách tiến hành phản ứng như sau:

K2[PdCl4] + 2C9H7N.HCl → Pd(C9H7N)2Cl2] + 2KCl +2 HCl

Hòa tan 2 mmol K2[PdCl4] trong 7 ml nước Lọc lấy dung dịch sạch cho vào bình cầu có thêm vài viên đá bọt Hòa tan 0,524 ml (4,4 mmol) quinolin trong 5,4 ml HCl 1N Sau đó cho thêm 14 ml nước (tỉ lệ K2[PdCl4] : C9H7N

= 1 : 2,2)

Dung dịch phối tử quinolin có pH ≈ 4 Cho khoảng ½ lượng dung dịch phối tử vào bình cầu chứa dung dịch K2[PdCl4] Từ dung dịch xuất hiện các kết tủa vàng Dung dịch chuyển từ màu đỏ sẫm sang màu vàng đục Đun dung dịch đến gần sôi (đến khi thấy kết tủa vàng bắt đầu nổi lên bề mặt dung dịch) trong thời gian 1 giờ với ống sinh hàn hồi lưu Để yên bình cầu trên giá, mang toàn bộ giá ra ngoài, quạt nguội 5 phút

Sau đó cho tiếp ¼ lượng phối tử vào, đun sôi trong vòng 1 giờ Lại đem quạt nguội dung dịch 5 phút, cho hết ¼ lượng dung dịch phối tử còn lại vào

và đun sôi trong 1 giờ 30 phút nữa Dung dịch có màu vàng da cam và kết tủa ban đầu không đổi màu Lọc kết tủa ở trạng thái nóng Thu được tinh thể màu vàng nhạt

Hiệu suất phản ứng đạt 80%

2.2.7 Tổng hợp bis-(8-hidroxoquinolin)palađi(II) (D1)

Chúng tôi đã nghiên cứu sự tương tác giữa phối tử 8-hidroxi quinolin và hợp chất Pd2+ trong các điều kiện khác nhau về: tỉ lệ mol, cách tiến hành, nồng độ chất tham gia, thời gian, nhiệt độ, dung môi, điều kiện kết tinh và rút

ra cách tiến hành phản ứng như sau:

PdCl2 + 2C9H6NOH → [Pd(C9H6NO)2] + 2HCl Lấy 0,2 mmol PdCl2 cho vào bình cầu thêm vào 5 ml CHCl3 sau đó đun nóng thu được dung dịch 1 có màu nâu xanh chất rắn không tan hết Hòa tan 0,44 mmol 8-hidroxi quinonin trong 10 ml CHCl3 lọc lấy dung dịch sạch ta thu được dung dịch 2

Nhỏ từ từ dung dịch 2 vào dung dịch 1 Tiến hành phản ứng trong điều kiện đun cách thủy và đun hồi lưu hỗn hợp phản ứng, khuấy trong 24h ở 60oC

- 250ppm Ban đầu không có hiện tượng gì sau một thời gian dung dịch chuyển sang màu vàng đậm

Để nguội dung dịch sau đó lọc lấy dung dịch, làm lạnh 24h thì thấy xuất hiện tinh thể hình kim màu vàng Lọc rửa kết tủa bằng nước lạnh, etanol, axeton, clorofom, sấy ở 50oC

Hiệu suất phản ứng đạt 50%

2.2.8 Tổng hợp đicloromono(axit 2-aminobenzoic)palađi(II) (D2)

Chúng tôi đã nghiên cứu sự tương tác giữa phối tử và hợp chất

K2[PdCl4] trong các điều kiện khác nhau về: tỉ lệ mol, cách tiến hành, nồng độ chất tham gia, thời gian, nhiệt độ, dung môi, cách tách sản phẩm rắn và điều

kiện kết tinh và rút ra cách tiến hành phản ứng như sau:

K2[PdCl4] +C6H4NH3ClCOOH → [Pd(C6H4NH2COOH)Cl2] + 2KCl+ HCl Hòa tan 2 mmol K2[PdCl4] vào 5ml nước, lọc thu được dung dịch 1 Hòa tan 2,2 mmol phối tử bằng 2ml dung dịch HCl 1N đến pH=5, sau đó lọc ta thu được dung dịch 2

Nhỏ từ từ dung dịch 2 vào dung dịch 1, thấy dung dịch xuất hiện chất rắn màu vàng Ta tiến hành phản ứng ở 100oC và khuấy 250ppm trong vòng 4h sau đó để nguội dung dịch Lọc lấy kết tủa, rửa kết tủa thu được bằng nước, rượu, axeton Sau đó sấy khô kết tủa ở 60o

K2[PdCl4] + C9H6NCOOH → [Pd(C9H6NCOOH )Cl2] + 2KCl

Hòa tan 0,2 mmol K2[PdCl4] trong 7,5 ml dung môi nước : axeton (2:1) Lọc lấy dung dịch sạch cho vào bình cầu Hòa tan 0,22 mmol axit quinolin-2-cacboxylic trong 10 ml axeton lọc lấy dung dịch sạch

Nhỏ ½ dung dịch phối tử vào bình cầu chứa dung dịch K2[PdCl4] Từ dung dịch xuất hiện kết tủa bông trắng Đun cách thủy và khuấy dung dịch ở

250 ppm trong vòng 1h với ống sinh hàn hồi lưu Sau đó để nguội dung dịch, nhỏ ½ dung dịch phối tử vào bình cầu tiếp tục đun khuấy, lượng kết tủa tách

ra nhiều hơn Tiếp tục đun và khuấy phản ứng trong vòng 2h

Để nguội và lọc lấy kết tủa thu được Rửa kết tủa thu được bằng nước cất, rượu, axeton và làm khô

Hiệu suất phản ứng đạt 40%

2.3 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN, CẤU TRÚC CỦA PHỨC CHẤT

Để xác định thành phần cấu tạo, cấu trúc của phức chất, chúng tôi đã tiến hành đo phổ hồng ngoại, phổ Raman, phổ hấp thụ electron, EDX và giản đồ phân tích nhiệt, phổ khối lượng (ESI-MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

2.3.1 Phổ hồng ngoại (IR)

Phổ hồng ngoại của các chất được ghi tại Phòng phổ hồng ngoại – Viện Hóa học thuộc Viện Hàn Lâm – Khoa Học và Công nghệ Việt Nam và tại Bộ môn Hóa Lí – Khoa Hóa Học – Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội dưới dạng

ép viên với KBr trên máy FTS-6000 (Bio-Rad, USA) Kết quả được trình bày

ở bảng 3.4, hình 3.3 ÷ 3.4 và hình 5÷8 ở phần phụ lục

2.3.2 Phổ Raman

Các phức chất nghiên cứu được đo phổ Raman tại Phòng thí nghiệm công nghệ lọc hóa dầu và vật liệu xúc tác, hấp phụ–Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội trên mẫu rắn trong vùng tần số 4000 ÷ 100 cm-1 Kết quả được

trình bày ở hình 3.5 và 3.6

2.3.3 Phổ hấp thụ electron

Phổ hấp thụ electron được ghi trên máy UVD-2950 Labomed tại Bộ môn Hóa vô cơ – Khoa Hóa Học – Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội trong vùng từ 200-450nm với nồng độ PP0 và PP1 là 2,37÷6,66.10-3 M trong dung môi nước Phức và PPQ đo ở nồng độ từ 0.022÷0,047 M trong dung môi DMSO.Kết quả được trình bày ở bảng 3.5 và hình 3.14 ÷ 3.16

2.3.4 Phổ EDX (xác định bán định lượng nguyên tố)

Phổ EDX được ghi tại Phòng xác định bán định lượng – Viện Hóa học thuộc Viện Hàn Lâm – Khoa Học và Công nghệ Việt Nam và Khoa Hóa Học–Trường Đại Học Khoa học Tự Nhiên Kết quả được trình bày ở hình 3.2 và hình 1÷ 4 ở phần phụ lục

2.3.6 Phổ ESI MS

Phổ ESI MS được đo tại Phòng đo MS- Viện Hóa học thuộc Viện

Hàn Lâm – Khoa Học và Công nghệ Việt Nam, kết quả được trình bày ở hình

3.17 và 3.18

2.3.7 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) được ghi tại Phòng cộng hưởng từ

hạt nhân (NMR)– Viện Hóa học thuộc Viện Hàn Lâm – Khoa Học và Công

nghệ Việt Nam trong dung môi DMSO và clorofom trên máy Bruker XL-500

Kết quả được trình bày ở hình 3.19  3.24

Bảng 2.1: Thống kê các phép đo đối với các phức chất đã tổng hợp

TT Phức chất IR IR Raman DTA EDX UV-Vis MS

1

H NMR

Hoạt tính sinh học 1

Sau khi tổng hợp và xác định cấu trúc của phức chất, chúng tôi tiến

hành thử hoạt tính sinh học của các phức chất tại Phòng thử hoạt tính sinh học

thuộc - Viện Hóa học - Viện Hàn Lâm – Khoa Học và Công nghệ Việt Nam

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 TỔNG HỢP KALI TETRACLOROPALAĐAT (II)

Chúng tôi đã tiến hành tổng hợp K2[PdCl4] (PP0) từ PdCl2 theo phương pháp tương tự phương pháp tổng hợp K2[PtCl4] nhưng đun cách thủy ở nhiệt

K2[PdCl4] như sau:

Nhiệt độ phản ứng: Khi tiến hành phản ứng này cần duy trì nhiệt độ

(80-85oC), nếu tiến hành phản ứng ở nhiệt độ cao quá sản phẩm dễ tách ra kim loại Pd do đó sản phẩm thu được không được sạch và hiệu suất không cao

Tỉ lệ mol phản ứng: Khi tiến hành phản ứng lượng axit dư nhiều sẽ mất

nhiều thời gian để đuổi axit, dễ tách ra palađi Sau nhiều lần thí nghiệm chúng tôi chọn được tỉ lệ mol phản ứng PdCl2: HCl phù hợp là 1: 2,5

Ngoài ra tỉ lệ mol PdCl2: KCl cũng ảnh hưởng tới hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm Nếu cho dư KCl nhiều thì sản phẩm dễ lẫn muối KCl do

đó chúng tôi chọn tỉ lệ phản ứng PdCl2: KCl là 1 : 2,25

Dung môi phản ứng: Do HCl tan tốt trong nước và sản phẩm thu được

tan tốt trong nước thuận lợi cho việc làm sạch và kết tinh lại sản phẩm nên chúng tôi chọn dung môi thực hiện phản ứng này là nước

Điều kiện kết tinh lại : Sau khi thu được phức chất ở dạng rắn, chúng tôi

tiến hành kết tinh lại phức chất nhằm thu được phức chất tinh khiết hơn Phương pháp kết tinh lại dựa trên sự khác nhau về độ tan của các chất trong dung môi ở các nhiệt độ khác nhau Quá trình chung là chuyển chất rắn thành dung dịch bão hòa bằng cách hòa tan trong dung môi ở nhiệt độ cao và tách ra trạng thái rắn khi làm lạnh Muốn kết tinh lại thành công thì việc lựa chọn được dung môi rất quan trọng, dung môi phải hòa tan tốt chất cần tinh chế ở nóng và ít tan ở lạnh, tách tinh thể ra dễ dàng và dễ bay hơi dung môi Sau khi khảo sát các hệ dung môi khác nhau, chúng tôi chọn dung môi kết tinh lại PP0

là nước

3.1.2 Tổng hợp kali tetracloropalađat(II) từ Pd

3Pd + 12HCl + 2HNO3 3H2[PdCl4] + 2NO↑ + 4H2O

H2[PdCl4] + 2KCl → K2[PdCl4] + 2HCl Xuất phát từ thực nghiệm, đồng thời khảo sát các tài liệu liên quan chúng tôi đã tổng kết được một số điều kiện thích hợp tổng hợp phức chất dạng

K2[PdCl4] như sau:

Nhiệt độ phản ứng: Khi tiến hành phản ứng thứ nhất cần duy trì nhiệt độ

(90-100oC), nhiệt độ khá cao để hòa tan hoàn toàn lượng Pd Đối với phản ứng thứ 2 cần duy trì nhiệt độ (80-85o

C), nếu tiến hành phản ứng ở nhiệt độ cao quá sản phẩm dễ tách ra kim loại Pd do đó sản phẩm thu được không

được sạch và hiệu suất không cao

Tỉ lệ mol phản ứng: Tỉ lệ mol Pd: KCl cũng ảnh hưởng tới hiệu suất và

độ tinh khiết của sản phẩm Nếu cho dư quá thì sản phẩm dễ lẫn muối KCl do

đó chúng tôi chọn tỉ lệ phản ứng Pd: KCl là 1: 2,25

3.2 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP CÁC PHỨC CHẤT CÓ PHỐI TỬ CHỨA NITƠ

Để thu được các phức chất có độ tinh khiết, hiệu suất cao chúng tôi tiến hành các phản ứng tổng hợp phức chất trong các điều kiện khác nhau như: dung môi thực hiện phản ứng, cách tiến hành phản ứng, tỉ lệ chất tham gia phản ứng, nồng độ chất tham gia phản ứng, nhiệt độ phản ứng, thời gian phản ứng, cách tách sản phẩm rắn đặc biệt là điều kiện kết tinh lại Qua các thí nghiệm tổng hợp chúng tôi nhận thấy có sự ảnh hưởng của các yếu tố kể trên đến sự tạo thành phức chất, cụ thể như sau:

3.2.1 Dung môi tiến hành phản ứng

Để lựa chọn dung môi phản ứng, chúng tôi tiến hành khảo sát tính tan của phối tử và các muối chứa ion kim loại Kết quả được đưa ra ở bảng 3.1.Từ

đó chúng tôi lựa chọn dung môi phản ứng thích hợp cho các phản ứng

Tổng hợp cis-điclorođiamminpalađi(II): chúng tôi chọn dung môi là

nước

Tổng hợp cis-điclorođianilinpalađi(II): Chúng tôi chọn dung môi là

DMSO do đây là dung môi khó bay hơi nên chúng tôi hi vọng sản phẩm tách

ra chậm và thu được dạng tinh thể và thực tế khi tiến hành phản ứng chúng tôi

đã thu được sản phẩm tách ra dưới dạng tinh thể

Tổng hợp cis-điclorođiquinolinpalađi(II): Chúng tôi chọn dung môi là

nước và cho thêm axit để hòa tan được phối tử Do sản phẩm tách ra không tan trong nước còn phức chất ban đầu tan tốt trong nước do vậy sẽ thuận lợi cho việc rửa làm sạch sản phẩm

Tổng hợp bis-(8-hidroxoquinolin)palađi(II): Chúng tôi chọn dung môi là

clorofom do đây là dung môi hòa tan tốt phối tử và dễ bay hơi Do đó chúng tôi hi vọng khi làm bay hơi dung dịch sau phản ứng sản phẩm sẽ tách ra được dưới dạng tinh thể và thực tế chúng tôi đã thu được sản phẩm tách ra dưới

dạng tinh thể

Tổng hợp đicloromono(axit2-aminobenzoic)palađi(II): Chúng tôi chọn

dung môi là nước do phức chất ban đầu tan tốt trong nước và phối tử tan khi được axit hóa như vậy chúng tôi thực hiện phản ứng đồng thể và sản phẩm tách ra không tan trong nước sẽ thuận lợi cho việc rửa và làm sạch sản phẩm

Tổng hợp đicloromono(axitquinolin-2-cacboxylic)palađi(II): Chúng tôi

chọn dung môi là axeton : nước (2:1) do phối tử tan tốt trong axeton, phức chất ban đầu không tan trong axeton nên chúng tôi chọn hệ dung môi này để thực hiện phản ứng đồng thể, sản phẩm tách ra không tan trong nước và

axeton thuận lợi cho việc làm sạch

Bảng 3.1: Bảng thí nghiệm thử tính tan của phối tử và ion trung tâm

3.2.2 Cách tiến hành phản ứng

Để khảo sát ảnh hưởng của cách tiến hành tới quá trình tạo phức chúng tôi

đã tiến hành phản ứng theo hai cách:

- Cách 1 : cho từ từ dung dịch chứa ion trung tâm vào dung dịch phối tử

- Cách 2 : cho từ từ dung dịch phối tử vào dung dịch chứa ion trung tâm Nhìn chung cách tiến hành phản ứng có ảnh hưởng tới sự tạo phức của một số phức chất Khi tiến hành theo cách 2, thường sản phẩm tách ra đồng