TỔNG hợp và NGHIÊN cứu cấu tạo một số PHỨC CHẤT của KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP với dẫn XUẤT THẾ n(4) của THIOSEMICACBAZON

Các nghiên cứu hiện nay tập trung chủ yếu vào việc tổng hợp mới cácthiosemicacbazon, dẫn xuất của thiosemicacbazon và phức chất của chúng vớicác ion kim loại, nghiên cứu cấu tạo của các

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN THỊ HUYỀN

TæNG HîP Vµ NGHI£N CøU CÊU T¹O MéT Sè PHøC CHÊT

CñA KIM LO¹I CHUYÓN TIÕP VíI DÉN XUÊT THÕ

N(4) CñA THIOSEMICACBAZON

Chuyên ngành : Hóa vô cơ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS TRỊNH NGỌC CHÂU

HÀ NỘI - 2014 LỜI CẢM ƠN

Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới PGS.TS Trịnh Ngọc Châu Người thầy đã giao đề tài, chỉ đạo hướng dẫn tận tình, động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu và hoàn thành luận văn.

Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm phức chất và Hóa Sinh vô cơ – Khoa Hóa học Trường KHKH Tự Nhiên, ĐH Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực nghiệm.

Cùng với sự biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn Gia đình cùng bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.

Hà Nội, 15 tháng 12 năm 2014

TÁC GIẢ

Nguyễn Thị Huyền

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN 3

1.1 THIOSEMICACBAZIT VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ 3

1.1.1 Thiosemicacbazit và thiosemicacbazon 3

1.1.2 Phức chất của kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazit và thiosemicacbazon 4

1.2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THIOSEMICACBAZON VÀ PHỨC CHẤT CỦA CHÚNG 6

1.3 GIỚI THIỆU VỀ CÁC NGUYÊN TỐ ĐỒNG VÀ COBAN 9

1.3.1 Giới thiệu về đồng 9

1.3.2 Giới thiệu về coban 11

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT 12

1.4.1 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 12

1.4.2 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C 14

1.4.3 Phương pháp phổ khối lượng 18

1.5 THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC PHỐI TỬ VÀ CÁC PHỨC CHẤT 19

Chương 2: THỰC NGHIỆM 21

2.1 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ 21

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 22

2.2.1 Tổng hợp phối tử 22

2.2.2 Tổng hợp phức chất 23

2.3 CÁC ĐIỀU KIỆN GHI PHỔ 26

2.4 PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI TRONG CÁC PHỨC CHẤT 26 2.4.1 Qui trình phá mẫu 26

2.4.2 Qui trình chuẩn độ kim loại trong các phức chất 27

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28

3.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI TRONG PHỨC CHẤT .28

3.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẤU TẠO CỦA PHỐI TỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁPPHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN 1H VÀ 13C CỦA CÁC PHỐI TỬ 283.2.1 Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C của Hmthacp,Hpthacp 283.2.2 Kết quả nghiên cứu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H, 13C của Hpthact 353.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHỔ HẤP THỤ HỒNG NGOẠI CỦA CÁC PHỐI

TỬ VÀ PHỨC CHẤT TƯƠNG ỨNG 383.3.1 Phổ hồng ngoại của phối tử Hmthacp và Hpthacp phức chất tương ứng.383.3.2 Kết quả nghiên cứu phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hpthact và phứcchất Cu(pthact)2, Co(pthact)2 443.4 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHỔ KHỐI LƯỢNG CỦA CÁC PHỨC CHẤT 483.4.1 Phổ khối lượng của Cu(mthacp)2 và Co(mthacp)2 483.4.2 Phổ khối lượng của Cu(pthacp)2 và Co(pthacp)2 503.4.3 Phổ khối lượng của Cu(pthact)2 và Co(pthact)2 533.5 KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH KHÁNG SINH CỦA CÁC PHỐI TỬ VÀPHỨC CHẤT 56

KẾT LUẬN 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các dải hấp thụ chính trong phổ hấp thụ hồng ngoại của thiosemicacbazit13

Bảng 1.2 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 1 H - NMR của Hmth 15

Bảng 1.3 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13 C - NMR của Hmth 15

Bảng 1.4 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 1 H - NMR của Hpth 16

Bảng 1.5 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13 C - NMR của Hpth 16

Bảng 1.6 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 1 H - NMR của acp 16

Bảng 1.7 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13 C - NMR của acp 17

Bảng 1.8 Các tín hiệu trong phổ 17

Bảng 1.9 Các tín hiệu trong phổ 13 C-NMR của 2-axetyl thiophen 17

Bảng 2.1 Một số đặc trưng của các phối tử và dung môi hòa tan 23

Bảng 2.2 Ký hiệu các phức chất, màu sắc và dung môi hòa tan chúng 25

Bảng 3.1 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại trong các phức chất 28

Bảng 3.2 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Hmthacp và Hpthacp 32

Bảng 3.3 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13 C - NMR của các phối tử Hmthacp và Hpthacp 35

Bảng 3.4 Các tín hiệu trong phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H và 13 C của phối tử Hpthact 38

Bảng 3.5 Một số dải hấp thụ đặc trưng trong phổ IR của Hmthacp, Hpthacp và phức chất tương ứng của chúng với Cu(II), Co(II) 42

Bảng 3.6 Một số dải hấp thụ đặc trưng trong phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hpthact và các phức chất tương ứng Cu(pthact) 2 , Co(pthact) 2 46

Bảng 3.7 Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng của Cu(mthacp) 2 .49

Bảng 3.8 Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng của Co(mthacp) 2 .50

Bảng 3.9 Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng của Cu(pthacp) 2 52

Bảng 3.10 Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng của

Co(pthacp) 2 52

Bảng 3.11 Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng của Cu(pthact) 2 .54

Bảng 3.12 Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng của Co(pthact) 2 55

Bảng 3.13 Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 56

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Phổ 1 H - NMR (chuẩn) của N(4)-metylthiosemicacbazit (Hmth) 15 Hình 1.2 Phổ 13 C - NMR (chuẩn) của N(4)-metyl thiosemicacbazit 15

Hình 1.3 Phổ 1 H - NMR (chuẩn) của N(4)-phenylthiosemicacbazit (Hpth) 16 Hình 1.4 Phổ 13 C - NMR (chuẩn) của N(4)-phenylthiosemicacbazit 16

Hình 1.5 Phổ 1 H - NMR (chuẩn) của axetophenon (acp) 16

Hình 1.6 Phổ 13 C - NMR (chuẩn) của axetophenon 17

Hình 1.7 Phổ 1 H-NMR của 2-axetyl thiophen 17

Hình 1.8 Phổ 13 C-NMR của 17

Hình 3.1 Phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Hmthacp 30

Hình 3.2 Phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Hpthacp 30

Hình 3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C của phối tử Hmthacp 33

Hình 3.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C của phối tử Hpthacp 34

Hình 3.5 Phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Hpthact 36

Hình 3.6 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C của phối tử Hpthact 36

Hình 3.7 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hmthacp 39

Hình 3.8 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Cu(mthacp) 2 40

Hình 3.9 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Co(mthacp) 2 40

Hình 3.10 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hpthacp 41

Hình 3.11 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Cu(pthacp) 2 41

Hình 3.12 Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Co(pthacp) 2 42

Hình 3.13 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Hpthact 45

Hình 3.14 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Cu(pthact) 2 45

Hình 3.15 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Co(pthact) 2 46

Hình 3.16 Phổ khối lượng của phức chất Cu(mthacp) 2 48

Hình 3.17 Phổ khối lượng của phức chất Co(mthacp) 2 49

Hình 3.18 Phổ khối lượng của phức chất Cu(pthacp) 2 50

Hình 3.19 Phổ khối lượng của phức chất Co(pthacp) 2 51

Hình 3.21 Phổ khối lượng của phức chất Cu(pthact) 2 53

Hình 3.20 Phổ khối lượng của phức chất Co(pthact)2 53

DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Mô tả cơ chế của phản ứng ngưng tụ tạo thành thiosemicacbazon 3

Sơ đồ 1.2 Sự tạo phức của thiosemicacbazit 4

Sơ đồ 1.3 Sự tạo phức của thiosemicacbazon 2 càng 5

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ chung tổng hợp các phối tử thiosemicacbazon 22

Sơ đồ 2.2 Sơ đồ chung tổng hợp các phức chất của Cu(II) và Co(II) với các phối tử 23

MỞ ĐẦU

Việc nghiên cứu các phức chất của thiosemicacbazon với các kim loạichuyển 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 các thiosemicacbazon rất

đa dạng về thành phần, cấu tạo và kiểu tạo phức

Từ rất sớm, người ta đã phát hiện hoạt tính diệt nấm, diệt khuẩn củathiosemicacbazit và các dẫn xuất thiosemicacbazon của nó [1, 3] Đặc biệt là từsau khi phát hiện ra phức chất của kim loại chuyển tiếp cis-platin [Pt(NH3)2Cl2]

có hoạt tính ức chế sự phát triển ung thư vào năm 1969 thì nhiều nhà hóa học vàdược học chuyển sang nghiên cứu hoạt tính sinh học của các phức chất của kimloại với các phối tử hữu cơ có hoạt tính sinh học Trong số các phức chất đượcnghiên cứu, phức chất của các thiosemicacbazon đóng vai trò rất quan trọng [3],[10], [16], [27]

Ngày nay, hàng năm có hàng trăm công trình nghiên cứu hoạt tính sinhhọc, đặc biệt là hoạt tính chống ung thư của các phức chất thiosemicacbazon vàdẫn xuất của chúng đăng trên các tạp chí Hóa học, Dược học, Y- sinh học v.v

Các nghiên cứu hiện nay tập trung chủ yếu vào việc tổng hợp mới cácthiosemicacbazon, dẫn xuất của thiosemicacbazon và phức chất của chúng vớicác ion kim loại, nghiên cứu cấu tạo của các phức chất sản phẩm bằng các phươngpháp khác nhau và khảo sát hoạt tính sinh học của chúng Trong một số côngtrình gần đây, ngoài hoạt tính sinh học người ta còn khảo sát một số ứngdụng khác của thiosemicacbazon như tính chất điện hóa, hoạt tính xúc tác, khảnăng ức chế ăn mòn kim loại v.v

Mục tiêu của việc khảo sát hoạt tính sinh học là tìm kiếm được các hợpchất có hoạt tính cao đồng thời đáp ứng tốt nhất các yêu cầu sinh - y học khác như

ít độc, gây hiệu ứng phụ, không gây hại cho tế bào lành để dùng làm thuốc chữabệnh cho người và vật nuôi v.v

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Tổng hợp và nghiên cứu cấu tạo một số phức chất của kim loại chuyển tiếp với dẫn xuất thế N(4)

của thiosemicacbazon”

Với hy vọng rằng những kết quả thu được sẽ đóng góp một phần nhỏ dữliệu cho lĩnh vực nghiên cứu phức chất của thiosemicacbazon nói chung vàhoạt tính sinh học của chúng nói riêng

Chương 1 TỔNG QUAN1.1 THIOSEMICACBAZIT VÀ DẪN XUẤT CỦA Nể

(4)

Mật độ điện tích

a=118.8 b=119.7 c=121.5 d=122.5

o o o o Góc liên kết

S

NH C N

Khi thay thế một nguyờn tử hiđro của nhúm N(4)H2 bằng cỏc gốc hiđrocacbonkhỏc nhau ta thu được cỏc dẫn xuất N(4) của thiosemicacbazit Vớ dụ như: N(4)-phenylthiosemicacbazit, N(4)-etylthiosemicacbazit, N(4)-metylthiosemicacbazit…

Khi phõn tử thiosemicacbazit hay sản phẩm thế của nú ngưng tụ với cỏchợp chất cacbonyl sẽ tạo thành cỏc hợp chất thiosemicacbazon theo sơ đồ 1.1dưới đõy: (R’’: H, CH3, C2H5, C6H5….)

S

NHR'' N

C

R R' O

C

R R'

C R

Phản ứng này xảy ra trong môi trường axit theo cơ chế AN Vì trong số cácnguyên tử N của thiosemicacbazit cũng như dẫn xuất thế N(4) của nó chỉ cónguyên tử N(1) là mang điện tích âm nên trong điều kiện bình thường, phản ứngngưng tụ chỉ xảy ra nhóm N(1)H2 hiđrazin [4].

1.1.2 Phức chất của kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazit

và thiosemicacbazon

Phức chất của thiosemicacbazit với đồng(II) đã chứng minh rằng trong các hợpchất này thiosemicacbazit phối trí hai càng qua nguyên tử lưu huỳnh và nitơ củanhóm hiđrazin (N(1)H2) [12] Trong quá trình tạo phức, phân tử thiosemicacbazit có

sự chuyển từ cấu hình trans sang cấu hình cis, đồng thời xảy ra sự di chuyểnnguyên tử H từ nhóm imin sang nguyên tử S và nguyên tử H này lại bị thaythế bởi kim loại Do đó phức chất được tạo thành theo sơ đồ sau:

S NH2

NH2N C

S NH2

NH2N C S N

H2

NH2N C S N

N C

S NH2M

M

M cis

trans D¹ng thion D¹ng thiol

Sơ đồ 1.2 Sự tạo phức của thiosemicacbazit

Nghiên cứu phức chất của thiosemicacbazit với Ni(II) [12], [31] và Zn(II)[13] bằng các phương pháp từ hoá, phổ hấp thụ electron, phổ hấp thụ hồng ngoại,các tác giả cũng đưa ra kết luận rằng liên kết giữa phân tử thiosemicacbazit vớinguyên tử kim loại được thực hiện trực tiếp qua nguyên tử S và nguyên tử N -hiđrazin (N(1)), đồng thời khi tạo phức phân tử thiosemicacbazit tồn tại ở cấu hìnhcis Kết luận này cũng được khẳng định khi các tác giả [13], [16] nghiên cứu phứccủa một số ion kim loại như Cu(II), Pt(II), Pd(II), Co(II)… với thiosemicacbazit

Theo [8], [13], [23], trong đã số các trường hợp, khi tạo phức thiosemicacbazittồn tại ở cấu hình cis và đóng vai trò như một phối tử hai càng Tuy nhiên trongmột số trường hợp, do khó khăn về hoá lập thể, thiosemicacbazit đóng vai trònhư một phối tử một càng và giữ nguyên cấu hình trans, khi đó liên kết đượcthực hiện qua nguyên tử S Một số ví dụ điển hình về kiểu phối trí này làphức của thiosemicacbazit với Ag(I), Cu(II), Co(II) [7], [23], [32].

Tóm lại, thiosemicacbazit thường có xu hướng thể hiện dung lượng phốitrí bằng hai và liên kết được thực hiện qua nguyên tử S và N của nhómhiđrazin Để thực hiện sự phối trí kiểu này cần phải tiêu tốn năng lượng choquá trình chuyển phân tử từ cấu hình trans sang cấu hình cis và di chuyểnnguyên tử H từ N(2) sang nguyên tử S Năng lượng này được bù trừ bởi nănglượng dư ra do việc tạo thêm một liên kết và hiệu ứng đóng vòng

Do sự đa dạng của các hợp chất cacbonyl làm cho các phức chấtthiosemicacbazon trở nên đa dạng và phong phú cả về số lượng và tính chất.Cũng như thiosemicacbazit, các thiosemicacbazon và các dẫn xuất của chúng cókhuynh hướng thể hiện dung lượng phối trí cực đại

Nếu phần hợp chất cacbonyl không chứa nguyên tố có khả năng tham giatạo phức thì phối tử đóng vai trò như phối tử hai càng giống như thiosemicacbazit.Một số ví dụ cho trường hợp này là các phối tử thiosemicacbazon củabenzanđehit, cyclohexanon axetophenon, octanal, menton…

N

NHR

S H

M

Sơ đồ 1.3 Sự tạo phức của thiosemicacbazon 2 càng (R (H, CH 3 , C 2 H 5 , C 6 H 5 …))

Nếu ở phần hợp chất cacbonyl có thêm nguyên tử có khả năng tham giaphối trí (D) và nguyên tử này được nối với nguyên tử N-hiđrazin (N(1)) qua haihay ba nguyên tử trung gian thì khi tạo phức phối tử này thường có khuynh hướng

thể hiện như một phối tử ba càng với bộ nguyên tử cho là D, N(1), S Một số phối

tử loại này là các thiosemicacbazon hay dẫn xuất thiosemicacbazon củasalixylalđehit (H2thsa hay H2pthsa), isatin (H2this hay H2pthis), axetylaxeton(H2thac hay H2pthac), pyruvic (H2thpy hay H2pthpy)….Trong phức chất với Cu2+,

Co2+, Ni2+, Pt2+ , các phối tử này tạo liên kết qua bộ nguyên tử cho là O, S, Ncùng với sự hình thành vòng 5 hoặc 6 cạnh [3], [6], [12] Mô hình tạo phức củacác thiosemicacbazon ba càng như sau:

N N S

M D

a)

N N S

H

M D

a') hoÆc

1.2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THIOSEMICACBAZON VÀ PHỨC CHẤT CỦA CHÚNG

Các phức chất của kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazon được quantâm rất nhiều không chỉ với ý nghĩa khoa học mà ở chúng còn tiềm ẩn nhiều khảnăng ứng dụng trong thực tiễn

Người ta còn đặc biệt quan tâm đến hoạt tính sinh học của các thiosemicacbazon

và phức chất của chúng Hoạt tính sinh học của các thiosemicacbazon được pháthiện đầu tiên bởi Domagk Khi nghiên cứu các hợp chất thiosemicacbazon, ông đãnhận thấy một số hợp chất thiosemicacbazon có hoạt tính kháng khuẩn Sau pháthiện của Domagk, hàng loạt tác giả khác [9], [10], [16], [31] cũng đưa ra kết quảnghiên cứu của mình về hoạt tính sinh học của thiosemicacbazit, thiosemicacbazoncũng như phức chất của chúng Tác giả [34] cho rằng tất cả các thiosemicacbazoncủa dẫn xuất thế ở vị trí para của benzalđehit đều có khả năng diệt vi trùng lao.Trong đó p-axetaminobenzalđehit thiosemicacbazon (thiacetazon - TB1) được xem

là thuốc chữa bệnh lao hiệu nghiệm nhất hiện nay

NH C C

Ngoài TB1, các thiosemicacbazon của pyriđin-3, 4-etylsunfobenzalđehit(TB3) và pyriđin-4, cũng đang được sử dụng trong y học chữa bệnh lao.Thiosemicacbazon isatin được dùng để chữa bệnh cúm, đậu mùa và làm thuốcsát trùng Thiosemicacbazon của monoguanyl hiđrazon có khả năng diệt khuẩn gamdương Phức chất của thiosemicacbazit với các muối clorua của mangan, niken, coban

và đặc biệt của kẽm được dùng làm thuốc chống thương hàn, kiết lị, các bệnh đường ruột

và diệt nấm Phức chất của đồng(II) với thiosemicacbazit có khả năng ức chế sự pháttriển của tế bào ung thư [27]

Các tác giả [16] đã nghiên cứu và đưa ra kết luận cả phối tử và phức chấtPd(II) với 2-benzoylpyriđin N(4)-phenylthiosemicacbazon và Pd(II), Pt(II) vớipyriđin-2-cacbalđehit thiosemicarbazone đều có khả năng chống lại các dòng tếbào ung thư như MCF - 7, TK - 10, UACC – 60, trong số các phức chất đó thìphức của Pd(II) với 2-benzoylpyriđin N(4)-phenylthiosemicacbazon có giá trịGI50 (nồng độ ức chế 50%) thấp nhất trong 3 dòng được chọn nghiên cứu

Ở Việt Nam, một số nghiên cứu hoạt tính sinh học của các thiosemicacbazon,phức chất của chúng cũng đã được tiến hành với một số kim loại chuyển tiếp nhưđồng, niken, molipđen… Tác giả [1] đã tổng hợp và thăm dò hoạt tính sinh họccủa thiosemicacbazit, thiosemicacbazon salixylanđehit (H2thsa), thiosemicacbazonisatin (H2this) và phức chất của chúng Kết quả thử khả năng ức chế sự phát triểnkhối u cho thấy cả hai phức chất Cu(Hthis)Cl và Mo(Hthis)Cl đều có tác dụnglàm giảm mật độ tế bào ung thư, giảm tổng số tế bào và từ đó đã làm giảm chỉ

số phát triển của khối u Khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thưSARCOMAR-TG180 trên chuột trắng SWISS của Cu(Hthis)Cl là 43,99% vàcủa Mo(Hthis)Cl là 36,8%

Tiếp sau đó các tác giả [3], [6] đã tổng hợp các phối tử và phức chất của một

số ion kim loại như Pt(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) với một số thiosemicacbazon Kết

luận được đưa ra là các phức chất của Pt(II) với N(4)-phenylthiosemicacbazonisatin, N(4)-phenylthiosemicacbazon salixylanđehit, thiosemicacbazonđiaxetylmonoxim, N(4)-phenyl thiosemicacbazon điaxetylmonoxim có độc tính khámạnh đối với các chủng nấm và vi khuẩn đem thử Các phức chất của Pt(II) vớiN(4)- phenyl thiosemicacbazon isatin, thiosemicacbazon furalđehit có khả năng ứcchế sự phát triển của tế bào ung thư gan, ung thư màng tim, ung thư màng tử cung.Phức chất của Pt(II) với N(4)-metylthiosemicacbazon isatin, N(4)- metylthiosemicacbazon furalđehit đều có khả năng ức chế tế bào ung thư màng tim vàung thư biểu mô ở người.

Tác giả [6] đã tổng hợp và nghiên cứu hoạt tính sinh học của phức chấtgiữa Co(II), Ni(II), Cu(II) với các thiosemicacbazon của các hợp chất cacbonyl cónguồn gốc từ tự nhiên như octanal, campho, xitronenlal, mentonua Trong số cácphối tử và phức chất nghiên cứu thì phức chất của Cu(II) với các phối tửthiosemicacbazon xitronenlal và thiosemicacbazon menton có khả năng ức chếmạnh trên cả hai dòng tế bào ung thư gan và phổi

Ngoài hoạt tính sinh học, gần đây Sivadasan Chettian và các cộng sự đãtổng hợp những chất xúc tác gồm phức chất của thiosemicacbazon với một sốkim loại chuyển tiếp trên nền polistiren [14] Đây là những chất xúc tác dịthể được sử dụng trong phản ứng tạo nhựa epoxy từ cyclohexen và stiren Cácphức chất của palađi với thiosemicacbazon cũng có thể làm xúc tác khá tốtcho phản ứng nối mạch của anken (phản ứng Heck) [17]

Một số thiosemicacbazon cũng đã được sử dụng làm chất ức chế quá trình

ăn mòn kim loại Offiong O E đã nghiên cứu tác dụng chống ăn mòn kim loại củaN(4) - metylthiosemicacbazon, N(4) - phenylthiosemicacbazon của 2-axetylpyriđin đốivới thép nhẹ (98%Fe) Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả ức chế cực đại củachất đầu là 74,59% còn chất sau đạt 80,67% Nói chung, sự ức chế ăn mòn tănglên theo nồng độ các thiosemicacbazon [11], [19]

Ngoài ra, khả năng tạo phức tốt của các thiosemicacbazit và thiosemicacbazoncòn được ứng dụng trong lĩnh vực phân tích để tách cũng như xác định hàmlượng của nhiều kim loại khác nhau R Murthy đã sử dụng thiosemicacbazono-hiđroxi axetophenon trong việc xác định hàm lượng palađi bằng phương pháptrắc quang Bằng phương pháp này có thể xác định được hàm lượng palađi trongkhoảng nồng độ 0,042-10,6g/l [27] Kim loại này cũng được xác định bằngphương pháp chiết - trắc quang dựa trên cơ sở tạo phức của nó với N(4)-phenylthiosemicacbazon thiophenanđehit, phức này có thể chiết vào cloroformtrong môi trường axit H2SO4 sau khi lắc khoảng 10 phút Định luật Beer đượctuân theo trong khoảng nồng độ của Pd2+ từ 0,04 - 6,0g/l [33] Phương pháp trắcquang cũng được sử dụng để xác định hàm lượng của đồng(II) và niken(II) trongdầu ăn và trong dầu của một số loại hạt dựa vào khả năng tạo phức của chúng với1- phenyl - 1, 2-propandion-2-oxim thiosemicacbazone [28].

1.3 GIỚI THIỆU VỀ CÁC NGUYÊN TỐ ĐỒNG VÀ COBAN

1.3.1 Giới thiệu về đồng

Đồng thuộc chu kỳ 4, nhóm IB trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên

tố hoá học, đồng là một kim loại có màu đỏ cam, có độ dẫn điện và độ dẫn nhiệtcao (trong số các kim loại nguyên chất ở nhiệt độ phòng chỉ có bạc có độ dẫnđiện cao hơn) Đồng có lẽ là kim loại được con người sử dụng sớm nhất.Người ta đã tìm thấy các đồ dùng bằng đồng có niên đại khoảng năm 8700trước công nguyên (TCN) (đồng tự nhiên) Trong thời của nền văn minh Hy

Lạp, kim loại này được biết với tên gọi chalkos Trong thời kỳ La Mã, nó được biết với tên aes Cyprium.

Từ những yếu tố lịch sử này, tên gọi la tinh của nó được đơn giản hóa

thành Cuprum.

Đồng có thể tồn tại tự do trong tự nhiên hoặc trong dạng khoáng chất Cáckhoáng chất cacbonat: azurit (2CuCO3Cu(OH)2) và malachit (CuCO3Cu(OH)2) và cácsulfua như: chalcopyrit (CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), covellit (CuS), chalcocit

(Cu2S) và các ô xít như cuprit (Cu2O) là các nguồn để sản xuất đồng Đồng cóhai đồng vị ổn định là 63Cu và 65Cu, cùng với một số đồng vị phóng xạ.

Đồng là một trong những nguyên tố rất đặc biệt về mặt sinh vật học Có lẽ

nó là chất xúc tác của những quá trình oxy hóa nội bào Người ta đã nhận thấyrằng rất nhiều cây, muốn phát triển bình thường, đều cần phải có một ít đồng vànếu dùng những hợp chất của đồng để bón cho đất (đặc biệt là đất bùn lầy) thìnhiều loại rau cho thu hoạch tăng lên rất cao Các cơ thể thực vật có độ bền rấtkhác nhau đối với lượng đồng dư

Trong các động vật thì một số loài nhuyễn thể (bạch tuộc, hàu) có chứađồng nhiều nhất Trong các động vật bậc cao, đồng chủ yếu tập trung ở gan và ởcác hạch tế bào của những mô khác Ngược lại, những tế bào tại các chỗ sưngchứa rất ít đồng Nếu sinh vật bị thiếu đồng (mỗi ngày cần đến gần 5mg) thìviệc tái tạo hemoglobin sẽ giảm dần và sinh ra bệnh thiếu máu, muốn chữa bệnhnày người ta cho hợp chất của đồng vào đồ ăn Trong số các đồ ăn thì sữa và men

có chứa nhiều Cu nhất Một điều đáng chú ý là trong máu người mẹ có thai,người ta thấy lượng đồng tăng lên gấp đôi so với khi bình thường

Các muối Cu hóa trị một dễ tạo phức với nhiều phân tử và ion (NH3,

CN-, S2O32-,… v.v cho những phức chất phần lớn dễ tan trong nước như:[Cu(NH3)2]Cl2, H[CuCl2], Na[Cu(CN)2] vv

Rất đặc trưng cho Cu hóa trị hai là sự tạo phức và hầu hết các muối Cu2+

đều tách khỏi dung dịch dưới dạng những hydrat tinh thể Với những muốitương ứng của kim loại kiềm, các muối Cu2+ cho những anion phức như[CuCl4]2- Tuy nhiên, trong dung dịch, đa số các anion đó không bền và dễ phânhủy thành những thành phần riêng Bền hơn nhiều là cation phức [Cu(NH3)4]2+

màu xanh thẫm, rất đặc trưng cho đồng hóa trị hai Cation này được tạo nên khithêm amoniac dư vào dung dịch muối Cu2+ Do đó, có thể dùng amoniac làm mộtthuốc thử của đồng

1.3.2 Giới thiệu về coban

Trong tự nhiên coban không có quặng riêng thường lẫn với các chất khác nhưcobantin (CoAsS) chứa 35,4%Co, Smatit (CoAs2) chiếm 0,001% tổng số nguyên tửtrong vỏ trái đất Trong đất trồng hàm lượng coban chiếm 5mg/kg, còn trong nước

tự nhiên thì rất ít Vì trữ lượng bé của coban, hằng năm tổng lượng coban sản xuấttrên thế giới chỉ vào khoảng 20 ngàn tấn mặc dù coban là vật liệu chiến lược, nhất làđối với kỹ thuật và quốc phòng

Coban có nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể như kích thích tạo máu, kíchthích tổng hợp protein cơ, tham gia chuyển hóa gluxit, chuyển hóa các chất vô cơ, thamgia vào quá trình tạo vitamin B12 và có nhiều ứng dụng trong công nghệ luyện kim.Coban được ứng dụng trong kỹ thuật thủy tinh mẫu, trong công nghiệp đồ sứ,luyện kim để chế tạo những hợp kim và thép đặc biệt Coban và các hợp chất của nóđược dùng làm chất xúc tác cho nhiều quá trình hóa học Muối của coban thườngđược sử dụng làm sắc tố hội họa, đồ gốm,…

Mặc dù coban không được coi là độc như hầu hết kim loại nặng vì theonhững nghiên cứu mới đây tại Mỹ thì không có sự liên hệ giữa coban trong nước

và bệnh ung thư ở người Tuy nhiên với hàm lượng lớn coban sẽ gây tác động xấuđến cơ thể và động vật

Coban là nguyên tố chuyển tiếp (còn được gọi là nguyên tố vi lượng) nằm ở ô

27 nhóm VIIIB trong bảng hệ thống tuần hoàn D.I Mendeleev, nguyên tử lượng58,9332 đvC Coban có cấu hình electron hóa trị 3d74s2, bán kính nguyên tử 1,25

A0 bán kính ion coban(II) 0,82 A0 và coban(III) là 0,64A0

Coban là kim loại màu xám có ánh kim, có từ tính Nó hóa rắn và rất chịunóng, bền với không khí và nước, nhưng dễ bị oxi hóa khi nghiền nhỏ và bị nhiệt độcao đốt nóng đến sáng chói, nó bốc cháy trong không khí và tạo thành Co3O4 Một

số thông số vật lý của coban

Tỷ trọng

(g/cm3)

Nhiệt độnóng chảy(0C)

Nhiệt độ sôi(0C) Độ cứng

Nhiệt độthăng hoa(0C)

Độ dẫn điệntương đối(Hg =1)

Số oxi hóa đặc trưng của coban là +2 và +3 trong đó trạng thái oxi hóa (II) làtrạng thái bền và đặc trưng đối với coban, các dẫn xuất của coban đều có màu riêngbiệt Coban tạo thành các oxit sau: CoO có màu lục xám tan trong axit loãng tạothành muối tương ứng, Co2O3 màu đen đều tan trong HCl giải phóng Cl2 và tạothành CoCl3 Coban tan trong HCl, H2SO4 giải phóng khí H2, dễ tan trong HNO3

loãng giải phóng ra khí NO, HNO3 và H2SO4 đặc đều làm trơ coban

Các coban oxit và Co(OH)2 đều có tính bazơ, không tan trong nước dễ tantrong axit tạo thành muối tương ứng, tan trong amoniac tạo thành phức amoniacat.Co(OH)2 + 6 NH3 → [ Co(NH3)6](OH)2

Coban có khả năng tạo phức rất tốt với các phối tử vô cơ và hữu cơ như NH3,SCN, ADTA, DTPA, axit axetic, triclo axetic, xitric, tactric… và độ bền của nhữngphức chất đó tăng lên theo chiều giảm bán kính ion

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT

1.4.1 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại

Khi hấp thụ những bức xạ trong vùng hồng ngoại, năng lượng phân tửtăng lên 8 - 40 kJ/mol Đây chính là khoảng năng lượng tương ứng với tần sốcủa dao động biến dạng và dao động quay của các liên kết trong hợp chất Sự hấpthụ xảy ra khi tần số của bức xạ của tia tới bằng với tần số dao động riêng của mộtliên kết nào đó trong phân tử Tần số dao động riêng của các liên kết trong phân

tử được tính theo công thức:

Trong đó:

µ: Khối lượng rút gọn, µ = m1m2/( m1+ m2)

k: Hằng số lực tương tác, phụ thuộc bản chất liên kết

C: Tốc độ ánh sáng C = 3.1010cm/s

ν: Tần số dao dộng riêng của liên kết

Như vậy, mỗi liên kết có một tần số dao động riêng xác định, phụ thuộcvào bản chất các nguyên tố tham gia liên kết và môi trường mà liên kết đó tồntại Khi tham gia tạo liên kết phối trí với các ion kim loại các dải hấp thụ củanhóm đang xét sẽ bị chuyển dịch về vị trí hay thay đổi về cường độ Từ sự dịchchuyển về vị trí hay sự thay đổi về cường độ của các dải hấp thụ có thể thu đượcmột số thông tin về mô hình tạo phức của phối tử đã cho

Phổ hấp thụ hồng ngoại đã được sớm sử dụng trong việc nghiên cứucác thiosemicacbazon cũng như phức chất của chúng với các kim loại chuyểntiếp Tuy nhiên, do cấu tạo phức tạp của hợp chất thiosemicacbazon mà cáctính toán lý thuyết để đưa ra các quy kết cụ thể còn gặp nhiều khó khăn Chính vìvậy, việc quy kết các dải hấp thụ trong phân tử và trong phức chất của chúng cònchủ yếu dựa vào phương pháp gần đúng dao động nhóm Trong tài liệu [1] đãtổng quan khá đầy đủ các nghiên cứu phổ hấp thụ hồng ngoại củathiosemicacbazit và qui kết các dải hấp thụ chính như ở bảng 1.1

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

chuyển về phía tần số thấp hơn khi tham gia tạo phức Trong quá trình tạo phức,nếu xảy ra sự thiol hoá thì dải hấp thụ đặc trưng cho dao động của nhóm CNNthường xuất hiện trong khoảng từ 1300 đến 1400 - 1500cm-1.

1.4.2 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H và 13 C

Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân là một trong những phươngpháp hiện đại nhất được ứng dụng để xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ

Một hạt nhân có spin (I) khác không khi được đặt trong từ trường thì nó

có thể chiếm (2I+1) mức năng lượng khác nhau Sự chênh lệch giữa các mứcnăng lượng ấy phụ thuộc vào cường độ từ trường xung quanh hạt nhân đó Từtrường này là từ trường ngoài cộng với từ trường ngược chiều gây ra bởi sựchuyển động của lớp vỏ điện tử xung quanh hạt nhân Như vậy, hiệu mức nănglượng của hạt nhân từ không những phụ thuộc vào từ truờng ngoài mà còn phụthuộc vào chính lớp vỏ điện tử xung quanh hạt nhân ấy Điều này dẫn tới các hạtnhân khác nhau đặt trong từ trường ngoài sẽ cần các năng lượng khác nhau để thayđổi mức năng lượng của mình Trong phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân, nănglượng kích thích các hạt nhân gây ra bởi một từ trường biến đổi có tần số tươngđương với tần số sóng vô tuyến Bằng cách thay đổi tần số của từ trường kíchthích, ta sẽ thu được các tín hiệu cộng hưởng của các hạt nhân từ khác nhau trongphân tử và có thể xác định một cách cụ thể cấu trúc của các hợp chất hoá học

Các phân tử thiosemicacbazon và phức chất của chúng đều không cónhiều proton nên việc quy kết các pic trong phổ 1H -NMR tương đối dễ dàng.Thông thường, proton có mặt trong các nhóm OH, NH - hiđrazin, NH - amit,

CH = N và SH; đôi lúc có thêm proton của các nhóm NH2, CH3, C6H5 và CH2.Trong phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton của NH - hidrazin cho tín hiệu cộnghưởng ở khoảng 11,5 ppm, proton ở liên kết đôi HC = N ở vùng gần 8,3 ppm vàproton của OH ở khoảng 10 ppm Các tín hiệu cộng hưởng của cacbon trongnhóm CS, CN thường được gán ở khoảng 175 và 140 ppm, cacbon trong vòngthơm thường được gán ở 110 – 140 ppm [3], [25], [26]

Để giúp quy kết các tín hiệu cộng hưởng trong phổ cộng hưởng từ hạt nhâncủa các phối tử Hmthacp, Hpthacp và Hpthact trong luận văn này chúng tôi đưa raphân tích phổ cộng hưởng từ proton chuẩn của N(4) - metyl thiosemicacbazit, N(4) -phenyl thiosemicacbazit và axetophenon, đây là các chất đầu để tổng hợp các phối tửHmthacp, Hpthacp và Hpthact Phổ cộng hưởng từ proton của các chất đầu này vàcác quy gán được tham khảo trong thư viện phổ chuẩn của Viện Khoa học - Côngnghệ Nhật bản (AIST) được đưa ra trên các hình 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8

và bảng 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9

Hình 1.1 Phổ 1 H - NMR (chuẩn) của

N(4)-metylthiosemicacbazit (Hmth)

Bảng 1.2 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 1 H - NMR của Hmth

Vị trí , ppm Quy kết8,55 N(2)H7,81 N(4)H4,42 N(1)H2

2,90 CH3

Hình 1.2 Phổ 13 C - NMR (chuẩn) của

N(4)-metyl thiosemicacbazit

Bảng 1.3 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13 C - NMR của Hmth

Vị trí, ppm Qui kết181,79 C3

Hình 1.3 Phổ 1 H - NMR (chuẩn) của

N(4)-phenylthiosemicacbazit (Hpth)

Bảng 1.4 Các tín hiệu cộng hưởngtrong phổ 1H - NMR của Hpth

Vị trí , ppm Quy kết9,60 N(2)H9,11 N(4)H7,65 H2,6(H – C2,6)7,30 H7,9(H – C7,9)7,10 H8(H – C8)4,80 N(1)H2

Hình 1.4 Phổ 13 C - NMR (chuẩn) của

N(4)-phenylthiosemicacbazit

Bảng 1.5 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13 C - NMR của Hpth

Vị trí, ppm Qui kết181,20 C3

5

1 0 9 8

7 6

Hình 1.6 Phổ 13 C - NMR (chuẩn) của

axetophenon

Bảng 1.7 Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13 C - NMR của acp

C-1.4.3 Phương pháp phổ khối lượng

C O

CH3

1' 2' 3'

Phương pháp phổ khối là phương pháp khá hiện đại và quan trọng trongviệc xác định một cách định tính và định lượng thành phần cũng như cấu trúccủa các hợp chất hoá học Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là có độ nhạycao, cho phép xác định chính xác phân tử khối của các hợp chất.

Cơ sở của phương pháp phổ khối lượng đối với các chất hữu cơ là sự bắn phácác phân tử hợp chất hữu cơ trung hoà bằng các phân tử mang năng lượng cao đểbiến chúng thành các ion phân tử mang điện tích dương hoặc phá vỡ thành các mảnhion, các gốc Tuỳ thuộc vào cấu tạo và tính chất của chất nghiên cứu mà người tachọn phương pháp bắn phá và năng lượng bắn phá thích hợp

Hiện nay, trong phương pháp phổ khối người ta thường áp dụng các phươngpháp ion hoá khác nhau như: ion hoá hoá học (CI), ion hoá bằng phương pháp bụielectron (ESI), bắn phá bằng nguyên tử tăng tốc (FAB), phun mù electron dùng khítrợ giúp (PAESI)… Các phương pháp này đều có những ưu và nhược điểm riêng.Tuy nhiên, trong số các phương pháp trên, phương pháp bụi electron phù hợp nhất vàđược sử dụng để nghiên cứu các phức chất của kim loại Ưu điểm của phương phápnày là năng lượng ion hoá thấp do đó không phá vỡ hết các liên kết phối trí giữa kimloại và phối tử Dựa vào phổ khối lượng có thể thu được các thông tin khác nhau như:khối lượng phân tử chất nghiên cứu, các mảnh ion phân tử, tỉ lệ các pic đồng vị Từcác thông tin này có thể xác định được công thức phân tử của phức chất và cấu tạocủa phức chất dựa vào việc giả thiết sơ đồ phân mảnh

Các phức chất nghiên cứu đều chứa các nguyên tố có nhiều đồng vị nênpic ion phân tử sẽ tồn tại dưới dạng một cụm pic của các đồng vị, cường độ củamỗi pic đồng vị sẽ tỉ lệ thuận với xác suất kết hợp của một bộ các đồng vị của cácnguyên tố có trong phân tử Cường độ tương đối giữa các pic trong cụm pic đồng vịcũng cho ta thông tin để xác nhận thành phần phân tử hợp chất nghiên cứu Muốn vậy,người ta đưa ra công thức phân tử giả định của hợp chất nghiên cứu Tính toán lý thuyếtcường độ tương đối của các pic đồng vị sau đó so sánh với cường độ của các pic trong

phổ thực nghiệm để suy ra sự tương quan tỷ lệ các pic đồng vị theo thực tế và theo lýthuyết từ đó khẳng định công thức phân tử phức chất giả định Việc tính toán lý thuyếtđược thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm tính toán Isotope Distribution Calculatoronline trên website: http://www.sisweb.com/mstools/isotope.htm

1.5 THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC PHỐI TỬ VÀ CÁC PHỨC CHẤT

Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định được thực hiện dựa trên phươngpháp pha loãng đa nồng độ Đây là phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinhvật kiểm định và nấm nhằm đánh giá mức độ kháng khuẩn mạnh yếu của các

mẫu thử thông qua các giá trị thể hiện hoạt tính là MIC (Minimum inhibitor

concentration - nồng độ ức chế tối thiểu), IC50 (50% inhibitor concentration

bỏng, gây viêm họng, nhiễm trùng có mủ trên da và các cơ quan nội tạng

Lactobacillus fermentum: vi khuẩn gram (+), là loại vi khuẩn đường ruột lên

men có ích, thường có mặt trong hệ tiêu hoá của người và động vật

Escherichia coli: vi khuẩn gram (-), gây một số bệnh về đường tiêu hoá như

viêm dạ dày, viêm đại tràng, viêm ruột, viêm lỵ trực khuẩn

Pseudomonas aeruginosa: vi khuẩn gram (-), trực khuẩn mủ xanh, gây

nhiễm trùng huyết, các nhiễm trùng ở da và niêm mạc, gây viêm đường tiếtniệu, viêm màng não, màng trong tim, viêm ruột

Salmonella enterica: vi khuẩn gram (-), vi khuẩn gây bệnh thương hàn, nhiễm

trùng đường ruột ở người và động vật

Candida albicans: là nấm men, thường gây bệnh tưa lưỡi ở trẻ em và các

bệnh phụ khoa

Môi trường nuôi cấy

MHB (Mueller-Hinton Broth), MHA (Mueller-Hinton Agar); TSB(Tryptic Soy Broth); TSA (Tryptic Soy Agar) cho vi khuẩn; SDB (Sabouraud-2% dextrose broth) và SA (Sabouraud-4% dextrose agar) cho nấm

Cách tiến hành

a Pha loãng mẫu thử:

Mẫu ban đầu được pha loãng trong DMSO và nước cất tiệt trùng thànhmột dãy 05 nồng độ hoặc theo yêu cầu và mục đích thử Nồng độ thử cao nhấtđối với dịch chiết là 256µg/ml và với chất sạch là 128µg/ml

b Thử hoạt tính

Lấy 10µl dung dịch mẫu thử ở các nồng độ vào đĩa 96 giếng, thêm 200µldung dịch vi khuẩn và nấm có nồng độ 5.105CFU/ml, ủ ở 370C/24h

c Xử lý kết quả

Giá trị IC50 được tính toán dựa trên số liệu đo độ đục của môi trường

nuôi cấy bằng máy quang phổ TECAN và phần mềm raw dat.

Chương 2 THỰC NGHIỆM2.1 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ

Hóa chất N(4)-phenyl thiosemicacbazit (PA, Merck)

N(4)-metyl thiosemicacbazit (PA, Merck)Axetophenon (PA, Merck)

2- axetylaxetonthiophen (PA, Merck)Etanol (PA, Trung Quốc)

CoCl2 (PA, Trung Quốc)CuCl2 (PA, Trung Quốc)Dung dịch amoniac đặcDung dịch axit HCl loãngDung dịch axit H2SO4 đặcNước cất

Dụng cụ Máy khuấy từ gia nhiệt

Cốc thủy tinh 25ml, 50ml, 100mlPipet 1ml, 5ml, 10ml

Bình định mức 50ml, 100mlBuret 25 ml

Tủ sấy chân khôngCân phân tíchCon khuấy từPhễu lọc đáy thủy tinh xốpQuả bóp cao su

Giấy lọc băng xanhĐũa, thìa Thủy tinh

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 2.2.1 Tổng hợp phối tử

Các phối tử được tổng hợp theo sơ đồ như sau:

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ chung tổng hợp các phối tử thiosemicacbazon

a Tổng hợp phối tử metylthiosemicacbazon axetophenon (Hmthacp) và phenylthiosemicacbazon axetophenon (Hpthacp)

N(4)-Hòa tan 0,01 mol (N(4) - metyl thiosemicacbazit (1,05g) hay N(4)-phenylthiosemicacbazit (1,67g) vào 30 ml nước đã điều chỉnh môi trường bằng HCl đếnpH: 1 - 2 và thêm vào đó 20 ml dung dịch etanol nóng của 0,01mol axetophenon(1,2 ml) Khuấy đều hỗn hợp ở nhiệt độ phòng trên máy khuấy từ sẽ thấy kết tủamàu trắng tách ra và tiếp tục khuấy thêm 2 giờ nữa ở nhiệt độ phòng Chất rắn màutrắng này được lọc và rửa nhiều lần bằng nước cất, hỗn hợp etanol - nước và cuốicùng dội nhanh bằng etanol trên phễu lọc đáy thuỷ tinh xốp Làm khô sản phẩmtrong bình hút ẩm đến khối lượng không đổi Hiệu suất tổng hợp đạt 90%

b Tổng hợp phối tử N(4) - phenylthiosemicacbazon 2 - axetylthiophen (Hpthact)

Hòa tan 0,01mol N(4) - phenylthiosemicacbazit (1,67g) vào 30ml nước đãđiều chỉnh môi trường bằng HCl đến pH: 1 - 2 và thêm vào đó 20 ml dungdịch etanol nóng của 0,01 mol 2 - axetylthiophen (1,3 ml) Khuấy đều hỗn hợp ởnhiệt độ phòng trên máy khuấy từ sẽ thấy kết tủa màu vàng nhạt tách ra và tiếptục khuấy thêm 2 giờ nữa ở nhiệt độ phòng Chất rắn màu vàng nhạt này được

lọc và rửa nhiều lần bằng nước cất, hỗn hợp etanol - nước và cuối cùng dộinhanh bằng etanol trên phễu lọc đáy thuỷ tinh xốp Làm khô sản phẩm trongbình hút ẩm đến khối lượng không đổi Hiệu suất tổng hợp đạt 85%.

Kết quả tổng hợp các phối tử và màu sắc, dung môi hòa tan chúng đượctrình bày trong Bảng 2.1

Bảng 2.1 Một số đặc trưng của các phối tử và dung môi hòa tan

STT Ký hiệu Màu sắc Hiệu suất tổng hợp Phối tử Dung môi hoà tan

1 Hmthacp Trắng 90 Etanol, CHCl3, DMF, DMSO…

2 Hpthacp Trắng 90 Etanol, CHCl3, DMF, DMSO…

3 Hpthact Vàng nhạt 85 Etanol, CHCl3, DMF, DMSO…

2.2.2 Tổng hợp phức chất

Các phức chất được tổng hợp theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 2.2 Sơ đồ chung tổng hợp các phức chất của Cu(II) và Co(II) với các phối tử

a Tổng hợp phức chất của Cu(II) và Co(II) với Hmthacp: M(mthacp) 2

Hút 0,002 mol (10ml dung dịch muối MCl2 0,2M trong đó (M: Cu2+, Co2+))cho vào cốc chịu nhiệt loại 100ml, điều chỉnh môi trường bằng dung dịch NH3 đếnkhi tạo hoàn toàn thành phức amoniacat Cân 2 lần, mỗi lần (0,004 mol) 0,828gHmthacp cho vào 2 cốc khác nhau, sau đó hoà tan vào 20 ml etanol rồi đun nóngnhẹ và khuấy cho Hmthacp tan hoàn toàn sau đó đổ mỗi dung dịch này vào mộtdung dịch muối trên và khuấy đều trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng sẽ thấy

xuất hiện kết tủa màu đen ánh xanh đối với phức của Cu(II) và màu nâu với phứccủa Co(II) Tiếp tục khuấy thêm 2 giờ nữa để phản ứng xảy ra hoàn toàn Tiếnhành lọc, rửa kết tủa trên phễu lọc thuỷ tinh đáy xốp bằng nước, hỗn hợp etanol-nước và cuối cùng dội nhanh bằng etanol Làm khô chất rắn đến khối lượng khôngđổi trong bình hút ẩm Hiệu suất tổng hợp khoảng 70%.

b Tổng hợp phức chất của Cu(II) và Co(II) với Hpthacp: M(pthacp) 2

Hút 0,002 mol (10 ml dung dịch muối MCl2 0,2M trong đó (M: Cu2+,

Co2+)) cho vào cốc chịu nhiệt loại 100ml, điều chỉnh môi trường bằng dung dịch

NH3 đến khi tạo hoàn toàn phức amoniacat Cân 0,004 mol Hpthacp (1,076g) chovào 2 cốc khác nhau sau đó hoà tan vào 20 ml etanol rồi đun nóng nhẹ và khuấycho Hpthacp tan hoàn toàn sau đó đổ mỗi dung dịch này vào một dung dịch muốitrên và khuấy đều trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng sẽ thấy xuất hiện kết tủamàu đen ánh xanh đối với phức của Cu(II) và màu nâu với phức của Co(II) Tiếptục khuấy thêm 2 giờ nữa để phản ứng xảy ra hoàn toàn Tiến hành lọc, rửa kếttủa trên phễu lọc thuỷ tinh đáy xốp bằng nước, hỗn hợp etanol - nước và cuốicùng dội nhanh bằng etanol Làm khô chất rắn đến khối lượng không đổi trongbình hút ẩm Hiệu suất tổng hợp khoảng 70%

c Tổng hợp phức chất của Cu(II) và Co(II) với Hpthact: M(pthact) 2

Hút 0,002 mol (10 ml dung dịch muối MCl2 0,2M trong đó (M: Cu2+,

Co2+)) cho vào cốc chịu nhiệt loại 100ml, điều chỉnh môi trường bằng dung dịch

NH3 đặc cho tới khi tạo hoàn toàn thành phức amoniacat Cân 0,004 mol Hpthact(0,828g) cho vào 2 cốc khác nhau sau đó hoà tan vào 20 ml etanol rồi đun nóngnhẹ và khuấy cho Hpthact tan hoàn toàn sau đó đổ mỗi dung dịch này vào mộtdung dịch muối trên và khuấy đều trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng sẽ thấyxuất hiện kết tủa màu đen ánh xanh đối với phức của Cu(II) và màu nâu với phứccủa Co(II) Tiếp tục khuấy thêm 2 giờ nữa để phản ứng xảy ra hoàn toàn Tiến

hành lọc, rửa kết tủa trên phễu lọc thuỷ tinh đáy xốp bằng nước, hỗn hợp nước và cuối cùng dội nhanh bằng etanol Làm khô chất rắn đến khối lượng khôngđổi trong bình hút ẩm Hiệu suất tổng hợp khoảng 60%.

etanol-Kết quả tổng hợp các phức chất và màu sắc, dung môi hòa tan chúngđược trình bày trong Bảng 2.2

Bảng 2.2 Ký hiệu các phức chất, màu sắc và dung môi hòa tan chúng

STT Phối tử

Phức chất của M(II)

Dung môi hòa tan

Ký hiệu Màu sắc Hiệu suất

tổng hợp

1 Hmthacp Cu(mthacp)2

Đen ánhxanh 70

Axeton, DMF,DMSO, CHCl3…

2 Hmthacp Co(mthacp)2 Nâu 65 Axeton, DMF,

DMSO, CHCl3…

3 Hpthacp Cu(pthacp)2

Đen ánhxanh 75

Axeton, DMF,DMSO, CHCl3…

4 Hpthacp Co(pthacp)2 Nâu 65 Axeton, DMF,

DMSO, CHCl3…

5 Hpthact Cu(pthact)2

Đen ánhxanh 65

Axeton, DMF,DMSO, CHCl3…

6 Hpthact Co(pthact)2 Nâu 60 Axeton, DMF,

DMSO, CHCl3…

2.3 CÁC ĐIỀU KIỆN GHI PHỔ

Phổ hấp thụ hồng ngoại của các chất được ghi trên máy quang phổFR/IR 08101 trong vùng 4000-400cm-1 của hãng Shimadzu tại Viện Hoá Học,

Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Mẫu được chế tạo theophương pháp ép viên với KBr

Phổ 1H, 13C-NMR của các chất được ghi trên máy Bruker- 500MHz ở300K, trong dung môi d6-DMSO, tại Viện Hoá học - Viện Hàn lâm Khoa học vàCông nghệ Việt Nam

Phổ khối lượng của các phức chất được ghi trên máy Varian-MS-320-3QIon Trap tại Phòng cấu trúc, Viện Hoá học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệViệt Nam trong điều kiện như sau: vùng đo m/z: 50 - 2000; áp suất phun mù 30psi; tốc độ khí làm khô 8 lít/phút; to làm khô 325oC; tốc độ thổi khí 0,4ml/phút;chế độ đo possitive, theo phương pháp ESI

Hoạt tính sinh học của các hợp chất được thử theo phương pháp pha loãng đonồng độ tại Phòng thử hoạt tính sinh học, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học vàCông nghệ Việt Nam

2.4 PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI TRONG CÁC PHỨC CHẤT 2.4.1 Qui trình phá mẫu

Trước khi tiến hành chuẩn độ để xác định hàm lượng kim loại trong cácphức chất thì phức chất đều được vô cơ hóa theo qui trình sau:

Cân một lượng chính xác m0 gam mẫu trong khoảng 0,03 đến 0,05 gam,chuyển vào bình Kendan Thấm ướt mẫu bằng vài giọt H2SO4 đặc rồi nhỏ vào

đó 2ml dung dịch H2O2 30%, đun trên bếp điện cho tới khi có khói trắng thoát

ra Lặp lại công đoạn thêm H2O2 và đun nóng cho tới khi nào mẫu tan hết vàthu được dung dịch có màu xanh nhạt với phức chất của Cu(II) và màu hồngnhạt với phức chất của Co(II)

2.4.2 Qui trình chuẩn độ kim loại trong các phức chất

Để xác định hàm lượng Cu(II) và Co(II) trong các phức chất, chúng tôi sử dụngphương pháp chuẩn độ complexon với chỉ thị murexit ở pH=8 theo qui trình sau.

Để nguội dung dịch thu được, sau khi vô cơ hóa rồi chuyển vào bình,định mức đến 50ml Hút 10ml dung dịch Cu(II), Co(II) vào bình nón 100mlthêm ít chỉ thị murexit, điều chỉnh môi trường bằng dung dịch NH3 loãng tớikhi pH = 8 (dung dịch có màu vàng nhạt) rồi chuẩn độ bằng EDTA nồng độ0,001mol/l tới khi dung dịch chuyển sang màu tím (hết V ml EDTA) Hàm lượngCu(II), Co(II) trong mẫu được tính theo công thức sau: