Tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc phức chất của Cu(II) với thiosemicacbazon điaxetylmonoxim

Việc nghiên cứu cấu trúc của các ion kim loại chuyển tiếp với các phối tử hữu cơ ngày càng được chú ý bởi chúng có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như hoá học, sinh học, y học, nông ng

Trờng đại học vinhKHOA HOá HọC

===  ===

Nguyễn Thị giang

Tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc phức chất của

Cu(II) với thiosemicacbazon điaxetylmonoxim

KHóA LUậN TốT NGHIệP ĐạI HọC

Chuyên ngành: Hoá vô cơ

Vinh 2010–

Trờng đại học vinhKHOA HOá HọC

===  ===

Tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc phức chất của

Cu(II) với thiosemicacbazon điaxetylmonoxim

KHóA LUậN TốT NGHIệP ĐạI HọC

Chuyên ngành: Hoá vô cơ

Giỏo viờn hướng dẫn: TS Phan thị hồng tuyết Sinh viờn thực hiện: Nguyễn Thị giang

Lớp: 47A- Hoỏ

Vinh 2010–

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khoá luận này em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới: T.S Phan Thị Hồng Tuyết đã giao đề tài, chỉ đạo, hướng dẫn tận tình, động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành khoá luận

Các thầy cô giáo trong tổ Hoá vô cơ – khoa hoá, các thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm khoa Hoá, phòng thí nghiệm phân tích I - trường Đại học Vinh

Xin chân thành cảm ơn phòng phổ khối lượng (Viện hoá hoá học) đã giúp

em thực hiện một số thực nghiệm về đặc trưng mẫu

Xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, người thân trong gia đình và bạn bè đã động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện để em có thể hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này

Vinh, tháng 5 năm 2010

Sinh viênNguyễn Thị Giang

CÁC KÍ HIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG KHOÁ LUẬN

H2thđi: thiosemicacbazon điaxetylmonoxim

Cu(H2thđi)2: phức chất của Cu(II) với thiosemicacbazon điaxetylmonoxim

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn……… 1

Các kí hiệu sử dụng trong luận văn……….2

Mục lục………3

Mở đầu………5

Chương 1: Tổng quan………6

I.1 Giới thiệu về kim loại đồng, hợp chất và khả năng tạo phức của đồng………….6

I.1.1 Đồng kim loại……… 6

I.1.2 Các hợp chất của đồng……… 7

I.1.3 Khả năng tạo phức của đồng……… 9

I.2 Thiosemicacbazit, thiosemicacbazon: tính chất và khả năng tạo phức……… 12

I.2.1 Thiosemicacbazit……… 12

1.2.2 Thiosemicacbazon………13

I.3 Hoạt tính sinh học của thiosemicacbazit, thiosemicacbazon và phức chất của chúng……… 17

I.4 Các phương pháp nghiên cứu……… 21

I.4.1 Phương pháp phổ hồng ngoại……… 21

I.4.2 Phổ hấp thụ electron……….24

I.4.3 Phổ khối lượng (MS)………25

I.4.4 Phương pháp phân tích hàm lượng kim loại……….27

Chương II Thực nghiệm……….29

II.1 Chuẩn bị máy móc, hoá chất và dung dịch thí nghiệm……… 29

II.1.1 Chuẩn bị hóa chất………29

II.1.2 Dụng cụ, máy móc……… 29

II.1.3 Dung dịch thí nghiệm……… 29

II.2 Tiến hành thí nghiệm……… 30

II.2.1 Tổng hợp thiosemicacbazon điaxetylmonoxim……… 30

II.2.2 Tổng hợp phức chất của Cu(II) với thiosemicacbazon điaxetylmonoxim… 31

II.2.3 Xác định hàm lượng Cu trong phức chất……… 31

II.3 Kỹ thuật thực nghiệm……….32

Chương 3: Kết quả và thảo luận……….34

III.1 Phổ khối lượng……… … 34

III.1.1 Phối tử thiosemicacbazon điaxetylmonoxim……….34

IIII.1.2 Phức chất Cu(II) với phối tử thiosemicacbazon điaxetylmonoxim……… 36

III.2 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại……… 37

III.3 Phổ hồng ngoại……… 38

III.4 Phổ hấp thụ electron……… 40

Kết luận……… 42

Tài liệu tham khảo……… 43

MỞ ĐẦU

Hoá học các hợp chất phối trí là một trong những ngành phát triển nhanh của hoá học nói chung và hoá học vô cơ nói riêng Việc nghiên cứu cấu trúc của các ion kim loại chuyển tiếp với các phối tử hữu cơ ngày càng được chú ý bởi chúng có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như hoá học, sinh học, y học, nông nghiệp…

Những năm gần đây nhiều công trình nghiên cứu về chất kháng khuẩn tổng hợp đã được công bố Trong lĩnh vực tìm kiếm kháng thể mới, thiosemicacbazon và một số phức kim loại của nó đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu rộng rãi Kết quả của những công trình đó cho thấy: thiosemicacbazon và các phức chất kim loại của nó có nhiều hoạt tính sinh học quý giá như khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, chống viêm, diệt tế bào ung thư, kháng virus… Do vậy nên chúng tôi

chọn đề tài: “ Tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc phức chất của Cu(II) với thiosemicacbazon điaxetylmonoxim ” làm khoá luận tốt nghiệp đại học.

Nhiệm vụ của đề tài:

- Tổng hợp phối tử thiosemicacbazon điaxetylmonoxim

- Tổng hợp phức chất giữa Cu(II) với phối tử thiosemicacbazon điaxetylmonoxim

- Nghiên cứu thành phần và cấu trúc của phức chất thu được bằng các phương pháp phân tích vật lí và hoá lí

Năng lượng ion hoá: I1 = 7,72 eV; I2 = 20,29 eV; I3 = 36,9 eV

Thế điện cực chuẩn: ECu+2/Cu = +0,337 V

Do có 1 electron ở lớp vỏ ngoài cùng nên cũng giống như các kim loại kiềm đồng cũng có khả năng tạo phân tử gồm 2 nguyên tử Cu2 có năng lượng liên kết là 174,3 kJ/mol lớn hơn rất nhiều các phân tử K2, Cs2, Rb2 (≈ 40kJ/mol) Điều này được giải thích là do sự liên kết π giữa những cặp electron d và obitan p trống của đồng

Khác với kim loại kiềm trong hợp chất chỉ thể hiện số oxi hoá duy nhất là +1, đồng ngoài trạng thái oxi hoá +1 còn có các trạng thái oxi hoá +2, +3 Điều này được giải thích là do sự gần nhau về năng lượng của các obitan 3d và 4s Trạng thái oxi hoá đặc trưng nhất của Cu là +2 được thể hiện qua sơ đồ thế oxi hoá - khử sau:

Đồng là kim loại nặng, kết tinh ở dạng tinh thể lập phương tâm diện, màu

đỏ, có ánh kim, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và nhiệt thăng hoa cao (tnc =

10830C, ts = 25430C, tth = 339,6 kJ/mol), tỉ khối lớn (d = 8,94g/cm3) Đồng là kim loại có tính dẻo, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt

+0,337

Trong thiên nhiên đồng có 2 đồng vị bền là: Cu (70, 13%), Cu (29, 87%).

Về mặt hoá học đồng là kim loại rất kém hoạt động

Đồng tác dụng chậm với oxi không khí, trong không khí ở nhiệt độ thường đồng bị bao phủ một màng màu đỏ gồm đồng kim loại và đồng (I) oxit:

2Cu + O2 + 2H2O → 2Cu(OH)2

Cu(OH)2 + Cu → Cu2O + H2ONếu trong không khí có mặt khí CO2, đồng bị bao phủ bởi 1 lớp cacbonat bazơ Cu(OH)2CO3 (rỉ đồng này thường được gọi là tanh đồng)

Khi đun nóng trong không khí ở nhiệt độ 1300C, đồng tạo nên trên bề mặt một lớp màng Cu2O, ở 2000C tạo nên lớp gồm hỗn hợp oxit Cu2O và CuO, ở nhiệt

độ nóng đỏ đồng cháy tạo nên CuO và cho ngọn lửa màu lục

Ở nhiệt độ thường, đồng không tác dụng với với flo bởi vì màng CuF2 được tạo nên rất bền sẽ bảo vệ đồng Khi đun nóng, đồng tác dụng với Cl2, S, C, P…

Đồng tan trong các dung dịch axit HNO3 và H2SO4 đặc, HCN đậm đặc, HI, không tan trong các axit loãng Khi có mặt oxi không khí, đồng có thể tan trong dung dịch HCl, NH3 đậm đặc, dung dịch xianua kim loại kiềm

2Cu + 4HCN → 2H[Cu(CN)2] + H2

2Cu + 4HCl + O2 → 2CuCl2 + 2H2O2Cu + 8NH3 + O2 + 2H2O → 2[Cu(NH3)4](OH)2

Trong tự nhiên, đồng là nguyên tố tương đối phổ biến Đồng có trong các

dạng hợp chất sunfua Quan trọng là trong quặng cancosin Cu2S (79,8% Cu), cuprit

Cu2O (88, 8% Cu), covelin CuS (66,5% Cu), cancopirit CuFeS2 (34,57% Cu) và malachit CuCO3.Cu(OH)2

I.1.2 Các hợp chất của đồng [10]

I.1.2.1 Hợp chất của Cu(I)

+) Oxit Cu 2 O

Cu2O là chất bột, màu đỏ, rất bền nhiệt, nóng chảy ở 12400C

Cu2O ít tan trong nước nhưng tan trong dung dịch kiềm đặc tạo thành cuprit

Cu2O + 2NaOH + H2O → 2Na[Cu(OH)2]

(natri hiđroxocuprit)Trong dung dịch NH3 đậm đặc, Cu2O tan tạo thành phức chất amoniacat

Đa số muối Cu(I) dạng tinh thể đều ít tan trong nước

Tuy có cấu hình 3d10 nhưng ở trong nước muối Cu(I) tự phân huỷ:

2Cu+ Cu + Cu2+ E0 = + 0,38V

I.1.2.2 Hợp chất Cu(II)

+) Đồng (II) oxit: CuO

CuO là chất bột màu đen, nóng chảy ở 10260C

CuO không tan trong nước nhưng dễ tan trong dung dịch axit tạo thành muối Cu(II) và trong dung dịch NH3 tạo thành phức chất amoniacat:

CuO + 2HCl → CuCl2 + H2OCuO + 4 NH3 + H2O → [Cu(NH3)4](OH)2

Khi đung nóng với dung dịch SnCl2, FeCl2, đồng (II) oxit bị khử thành muối đồng(I):

2CuO + SnCl2 → 2CuCl + SnO2

Khi đun nóng, CuO dễ bị các khí H2, CO, NH3 khử thành Cu kim loại

CuO thể hiện tính lưỡng tính khi tan trong dung dịch kiềm nóng chảy tạo thành cuprit: M2CuO2, M2CuO3 và MCuO2

+) Đồng (II) hiđroxit: Cu(OH) 2

Cu(OH)2 là kết tủa bông màu lam, dễ mất nước biến thành oxit khi đun nóng trong dung dịch

Cu(OH)2 không tan trong nước nhưng tan dễ dàng trong dung dịch axit, dung dịch NH3 đặc và chỉ tan trong dung dịch kiềm 40% đun nóng.

Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2

Cu(OH)2 + 2NaOH → Na2[Cu(OH)4]

+) Muối đồng (II)

Đa số muối đồng (II) dễ tan trong nước, bị thuỷ phân và khi kết tinh từ dung dịch thường ở dạng hiđrat Dung dịch muối loãng có màu lam, màu của ion [Cu(H2O)6]2+, trong khi ở trạng thái rắn các muối có màu khác

Từ sơ đồ thế ion hoá cho thấy ở trong nước ion Cu2+ không dễ chuyển thành ion Cu+ nhưng khi có mặt những anion có khả năng tạo hợp chất ít tan với Cu+ thì khả năng oxi hoá của ion Cu2+ tăng lên nhiều

2CuSO4 + 4NaCN → 2CuCN + (CN)2 + 2Na2SO4

I.1.2.3 Hợp chất Cu(III).[1]

Đối với các hợp chất Cu(III) người ta đã biết được Cu2O3, CuX3 (X: halogen) và một số phức Các hợp chất này đều không bền

I.1.3 Khả năng tạo phức của đồng [1]

Là kim loại chuyển tiếp 3d, đồng có khả năng tạo phức với nhiều phối tử với các số phối trí khác nhau

Ion Cu+ có số phối trí đặc trưng là 2 và 4, tương ứng với cấu trúc của phức là cấu trúc thẳng và cấu trúc tứ diện Trong đó phức có cấu trúc thẳng phổ biến hơn

Ví dụ: [CuCl2]-, [Cu(NH3)2]+…

Ion Cu2+ là chất tạo phức mạnh, số phối trí đặc trưng là 4 và 6 Những ion phức quen thuộc của Cu2+ là [CuX3]-, [CuX4]- (X: Cl, Br, I), [Cu(NH3)4]2+, [Cu(C2O4)2]2-, [Cu(en)2]2+…

Các phức bát diện của Cu2+ có cấu hình electron:

[δ lk

z2]12[π(d)]6[δplk

z2]2[δplk

x2-y2]1

Khi hoà tan các muối Cu(II) vào nước ta thu được dung dịch màu xanh lam chính là màu của ion phức aquơ [Cu(H2O)6]2+ có cấu trúc bát diện kéo dài.

Ta có thể tóm tắt trạng thái oxi hoá và hoá lập thể của các hợp chất đồng ở bảng sau:

Bảng 1: Trạng thái oxi hoá và hoá lập thể các hợp chất của đồng

4*

ThẳngMặt phẳng

Tứ diện

Cu2O, [Cu(NH3)2]+

K[Cu(CN)2]CuI, [Cu(NH3)4]

Cu (II), d9

455

4*

6*

7

Tứ diện (biến dạng)Lưỡng chóp tam giácChóp vuông

Vuông phẳngBát diện biến dạng kéo dài

Bát diện biến dạng dẹt

Cr[CuCl4][Cu(dipy)2I]

[Cu(DMG)2] (rắn)CuO, [Cu(Py)4]2+

Đồng có một lượng bé trong động và thực vật Trong cơ thể con người, đồng

có trong thành phần của 1 số protein, enzim và tập trung chủ yếu ở gan Hợp chất của đồng là cần thiết đối với quá trình tổng hợp hemoglobin và photpholipit Thiếu đồng gây nên bệnh thiếu máu Trong máu của động vật bậc thấp (ốc, sò và động vật thân mềm) có chất màu là hemoxiamin chứa đồng và có chức năng như hemoglobin

ở trong máu của động vật có xương sống

Hợp chất của Cu không độc như hợp chất của kim loại nặng như Pb và Hg Muối của đồng độc với nấm mốc và rêu tảo, người ta dùng CuSO4 để chống mốc cho

gỗ, dùng nước boocđo là hỗn hợp của dung dịch CuSO4 và sữa vôi để trừ bọ cho 1

số cây, dùng nước felinh là dung dịch của CuSO4 và kali natri tactrat (KNaC4H4O6) trong dung dịch NaOH 10% trong y học để xác định hàm lượng đường trong nước tiểu của người mắc bệnh đái tháo đường

Một số kết quả nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn của thiosemicacbazit (Hthsc), thiosemicacbazon salixyanđehit (H2thsa), thiosemicacbazon isatin (H2this)

và phức tạo thành của phối tử đó với đồng được tổng hợp trong bảng 2

Bảng 2: Hoạt tính kháng khuẩn của Hthsc, H 2 thsa, H 2 this và phức chất của

Thiosemicacbazit là chất kết tinh màu trắng, ít tan trong nước, nhiệt độ nóng chảy từ 181 – 1830C

N N

C H

N H H

S

(1) (2) (3)

Trong đó các nguyên tử N(1), N(2), N(3), C và S hầu như nằm trên cùng một mặt phẳng vì có sự chuyển hoá proton từ nguyên tử N(2) sang S thông qua cân bằng tautome hoá:

Ở trạng thái rắn, trong phân tử thiosemicacbazit nguyên tử S và nhóm –NH2

nằm ở vị trí trans với nhau qua liên kết C–N(2), nguyên nhân của hiện tượng này là

do có liên kết hiđro nội phân tử giữa N(3)-H…N(1)

Về khả năng tạo phức của thiosemicacbazit: kết quả của nhiều công trình

nghiên cứu cho thấy các nguyên tử S và N của nhóm hiđrazin là nguyên tử cho khi tạo phức

Trong quá trình tạo phức, phân tử thiosemicacbazon có sự chuyển từ cấu hình trans sang cấu hình cis và đồng thời xảy ra cân bằng tautome (*) nên nguyên tử H ở nhóm –NH có thể chuyển hoá tạo thành nhóm –SH là nhóm axit yếu → có thể tạo thành phức chất kiểu nội phức với cấu trúc chelat 5 cạnh bền:

M

T a u t o m e

(*)CTPT: CH5N3S

CTCT: NH2-NH-(C=S)-NH2 hay

(trans) (cis)

1.2.2 Thiosemicacbazon

Thiosemicacbazon là loại hợp chất hữu cơ được tạo thành do phản ứng ngưng

tụ của thiosemicacbazit với hợp chất cacbonyl [12]

S

- H 2O

( cacbonyl ) ( thiosemicacbazit) ( thiosemicacbazon)

Phản ứng chỉ xảy ra với nhóm –NH2 hiđrazin của thiosemicacbazit trong môi trường axit

Phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn, ta có thể mô tả cơ chế của phản ứng như sau:

Giai đoạn 1: cộng nucleophin vào nhóm cacbonyl.

Trong quá trình này nhóm >C=O được hoạt hoá bằng xúc tác axit

C R'

R''

O + H2N NH C NH2

S

C R' R''

N+H2 NH C NH2

S

O

-C R' R''

NH NH C NH2

S OH

Giai đoạn 2: tách nước tạo hợp chất thiosemicacbazon

Quá trình này cũng được hoạt hoá bởi H+ của môi trường

C R'

R''

NH NH C NH2

S OH

+ H+ C

R' R''

N NH C NH2

S

Như vậy, thực chất đây là phản ứng cộng nucleophin vào nhóm cacbonyl tạo sản phẩm trung gian rất không bền và bị tách nước ngay thành sản phẩm ngưng tụ hay là sản phẩm thế nguyên tử oxi - cacbonyl

Tốc độ của phản ứng phụ thuộc vào pH của môi trường:

+) Khi pH thấp hợp chất cacbonyl được hoạt hoá tăng lên, nhưng nhóm –

NH2 của thiosemicacbazit hầu như cũng bị proton hoá hết tạo thành H3N+OH khó phản ứng

+) Khi pH lớn, môi trường axit yếu hơn tuy thiosemicacbazit ở trạng thái tự

do nhiều hơn nhưng các hợp chất cacbonyl lại không được hoạt hoá nữa

Trên thực tế các phản ứng loại này thường được xúc tác bằng axit axetic (CH3COOH) trong môi trường C2H5OH/H2O với tỉ lệ thích hợp

Với sự đa dạng về tính chất và phong phú về số lượng của hợp chất cacbonyl

có thể tổng hợp được rất nhiều thiosemicacbazon khác nhau, các hợp chất thiosemicacbazon lại có khả năng phối trí với nhiều kim loại tạo ra những phức chất

có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như hoá học, y học, nông nghiệp… Trong phạm vi đề tài này tôi xin giới thiệu tổng hợp thiosemicacbazon điaxetylmonoxim:

C C C

H3

O N

Về khả năng tạo phức của thiosemicacbazon [2]: thiosemicacbazon có khả

năng phối trí với nhiều kim loại Tuỳ thuộc vào nhóm tạo vòng trong các phân tử thiosemicacbazon người ta có thể phân chia chúng thành các loại 2 càng, 3 càng, 4 càng Các thiosemicacbazon có khuynh hướng thể hiện dung lượng phối trí cực đại

Tương tự thiosemicacbazit, thiosemicacbazon cũng tồn tại cân bằng tautome hoá để tạo phức chất kiểu nội phức:

NH C

S NH2

t a u t o m e N

NH

N C S

H NH2

NH

N C

S NH2M

(dạng thion) (dạng thiol) +) Đối với thiosemicacbazon thể hiện là phối tử 2 càng: sự phối trí được thực hiện qua nguyên tử N của nhóm imin và S của hợp phần thiosemicacbazit (hệ phối

tử N, S) Ví dụ như các thiosemicacbazon của axeton, xyclohexanon, benzanđehit không có các nhóm tạo phức ở hợp phần cacbonyl

Ví dụ:

S M

( phức của benzanđehit thiosemicacbazon)+) Đối với thiosemicacbazon thể hiện là phối tử 3 càng: sự phối trí được thực hiện qua nguyên tử N của nhóm imin, S của hợp phần thiosemicacbazit và nguyên tử oxi của nhóm chức có trong hợp chất cacbonyl ban đầu như trong các phức tạo bởi thiosemicacbazon salixilanđehit(H2thsa), thiosemicacbazon isatin(H2thsi), thiosemicacbazon axetylaxetol(H2thsa), thiosemicacbazon glucozơ…

Ni

tử 4 càng chỉ thể hiện số phối trí 2 mà không thể hiện số phối trí cực đại, sự tạo phức lúc này thể hiện qua 2 nguyên tử N của nhóm thioamit.

Trong một số ít trường hợp khó khăn về mặt lập thể hay do những nguyên nhân khác thiosemicacbazon chỉ thể hiện là phối tử một càng dù mang nhiều yếu tố có khả năng tạo phức khác Chẳng hạn: trong các phức hỗn hợp của đioximin Co(III) như: [CoX(DH)2L], [Co(DH)2L2]X, L: thiosemicacbazon salixylanđehit, X: Cl-, Br-, I-…

C

H3

N NH

Cl O

C

H3

N N H S

N H

CH3

N NH

N H

S Ni

Một số dạng phối trí của phối tử 4 càng

I.3 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA THIOSEMICACBAZIT, THIOSEMICACBAZON VÀ PHỨC CHẤT CỦA CHÚNG.[2]

Thiosemicacbazit, thiosemicacbazon và các phức chất của chúng là các chất có cấu tạo đa dạng và mang nhiều tính chất quý báu được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như xúc tác, phân tích (để tách cũng như xác định hàm lượng kim loại), y học, nông nghiệp….Lĩnh vực được quan tâm nhiều nhất là ứng dụng của chúng trong y học [5]

Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy thiosemicacbazit và các phức chất của nó

có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm Nhìn chung khi tạo phức thì khả năng kháng khuẩn, kháng nấm tăng so với phối tử tự do Phức chất của thiosemicacbazit với muối clorua mangan, niken, coban và đặc biệt là kẽm được dùng làm thuốc chống thương hàn, kiết lị, các bệnh đường ruột và diệt nấm Ở Việt Nam hiện nay cũng đã quan tâm đến ứng dụng này, phức của Mo(III) và thiosemicacbazit đã được tổng hợp: [Mo(Thcs)3Cl3], việc thử nghiệm cho thấy phức này có tác dụng làm giảm thể

tích khối u, giảm mật độ tế bào ung thư, giảm tổng số tế bào và từ đó giảm chỉ số phát triển của khối u [2].

Hoá học phức chất của kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazon bắt đầu phát triển sau khi Domax nhận thấy hoạt tính kháng khuẩn của một số thiosemicacbazon

Để làm rõ cơ chế tác dụng ấy của các thiosemicacbazon người ta đã tổng hợp phức chất của chúng với kim loại và thử hoạt tính diệt khuẩn của các chất tổng hợp được Kết quả cho thấy thiosemicacbazon và các phức chất của chúng có nhiều hoạt tính quý báu ứng dụng được trong nhiều lĩnh vực khác nhau Đặc biệt hơn cả là nhờ có hoạt tính sinh học chúng được quan tâm hơn về ứng dụng trong y học

Năm 1946, Domax phát hiện khả năng kháng vi trùng lao của dẫn xuất thiosemicacbazon benzanđehit Năm 1950, Hamre phát hiện ra rằng khi cho chuột uống các dẫn xuất này thì có khả năng chống được sự lây bệnh neurovaccinial Đây

là nghiên cứu đầu tiên về hoạt tính chống virus của hợp chất thiosemicacbazon

Domax và các cộng sự của ông đã so sánh khả năng kháng khẩn của thiosemicacbazit với thiosemicacbazon và thấy rằng khả năng kháng khuẩn của thiosemicacbazit rất yếu Từ đó ông cho rằng khả năng kháng khuẩn của thiosemicacbazon là của toàn bộ phân tử chứ không phải của từng thành phần phân

tử thuỷ phân sinh ra và thực tế các thiosemicacbazon rất bền

Kaufman đã xử lý các chất độc do vi trùng lao tiết ra bằng các thiosemicacbazon và ông thấy rằng các vi trùng đó không còn khả năng gây bệnh

Từ đó ông kết luận: tác dụng chữa bệnh của thiosemicacbazon không phải do chúng tiêu diệt vi trùng mà là trung hoà các độc tố do vi trùng tiết ra Chính vì thế mà tác dụng kháng khuẩn trong cơ thể sống của thiosemicacbazon lớn hơn vạn lần trong ống nghiệm

Gingras nhận thấy khả năng kháng khuẩn của một số thiosemicacbazon mạnh hơn nhiều so với các phức chất của chúng với đồng Từ đó ông đi đến giả thuyết rằng bản chất của khả năng chống vi trùng của thiosemicacbazon là ở chỗ các chất

này tạo các phức chelat bền với các nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự phát triển của vi khuẩn.

Các nhà khoa học Ấn Độ đã thử lâm sàng dẫn xuất thiosemicacbazon N- metyl isatin-β (methisazon), nghiên cứu này được xem như là bằng chứng về hoạt tính chống virus hữu hiệu của thiosemicacbazon trên cơ thể con người

Trong các thiosemicacbazon được sử dụng làm thuốc phải kể đến các dẫn xuất thế ở vị trí para của benzanđehit, tất cả các thiosemicacbazon của dẫn xuất thế ở vị trí para của benzanđehit đều có khả năng diệt vi trùng lao Trong số đó p- axetaminobenzanđhit thiosemicacbazon (thiacetazon-TB1) được xem là thuốc chữa bệnh lao hiệu nghiệm nhất hiện nay

C O

Bên cạnh tác dụng tốt với bệnh lao, nhiều thiosemicacbazon còn có tác dụng đặc biệt trong các quá trình chữa viêm nhiễm

Thiosemicacbazon của 2-axetyl pyridin và một số phức kim loại của chúng đã được nghiên cứu Các tác giả thấy rằng chúng có khả năng kháng sốt rét, kháng khuẩn, kháng virus như: vi khuẩn cầu (Gram âm) gây bệnh lậu, vi khuẩn cầu (Gram âm) gây bệnh viêm màng não, D tràng khuẩn cầu Phức của Pt(II) có khả năng diệt

vi khuẩn Gram dương và giảm khả năng hoạt động của vi khuẩn Gram âm Phức chất với số phối trí 4, 6 của Ni(II) với 2-axetyl pyridin và 2,6-điaxetyl pyridin thiosemicacbazon có khả năng giảm hoạt động của vi khuẩn hình que, vi khuẩn shigellaaureus

Khi thêm 2-axetyl pyridine thiosemicacbazon vào thành phần của penicillin thì

nó có khả năng kháng vi khuẩn lậu, vi khuẩn viêm màng não, vi khuẩn hình que aureus

Phức chất của Cu(II) với N4-phenyl salicylanđehit thiosemicacbazon có khả năng kháng vi khuẩn hình que (Gram âm) gây bệnh sốt rickettsia, vi khuẩn hình que gây bệnh kiết lị, vi khuẩn gây sự không đông tụ, vi khuẩn gây bệnh aureus.

Thiosemicacbazon isatin được dùng để chữa bệnh cúm, đậu mùa và làm thuốc sát trùng

Thiosemicacbazon của quinon-monoguanyl hiđrazon có khả năng diệt khuẩn Gram dương

N NH C NH2

S

N NH C

Một số N - (2, 3, 4, 6 - tetra - O - axetyl - β - D – galactopyranozyl)

thiosemicacbazon của benzanđehit thế đã được tổng hợp, hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của chúng cũng được khảo sát bằng phương pháp khuyếch tán thạch trên một số tế bào Kết quả nhận được cho thấy, các chất tổng hợp thể hiện hoạt tính ức chế sự phát triển của các tế bào vi khuẩn Gram như: Klebsiella pneumonia, Staphyloccous epidermidis và Candida albicans

I.H.Hall và các cộng sự nhận thấy rằng phức chất của Cu(II) với thiosemicacbazon 2-furanđehit có độc tính mạnh chống lại sự phát triển của tế bào ung thư ở người ung thư tiểu mô tử cung, ung thư buồng trứng, ung thư phổi và sự phát triển của bệnh bạch cầu

D.Hortan và O.Varela đã tổng hợp phức của Cu(II), Pt(II), Pd(II) với một số bis thiosemicacbazon của D-Glucozơ và nhận thấy các phức này có khả năng ức chế virus bại liệt loại 1 ở tế bào ung thư tiền thận [2]

Các thiosemicacbazon và phức của chúng có nhiều hoạt thính sinh học quý giá, tuy nhiên để đưa chúng vào mục đích y học chữa trị bệnh tật cho con người ngoài hoạt tính sinh học còn phải đảm bảo một độ tan tối thiểu nào đó Đa số các thiosemicacbazon và phức của chúng đều kém tan trong nước, đều này làm ảnh hưởng tới việc bào chế các loại thuốc đi từ hợp chất này Như vậy, bên cạnh việc nghiên cứu tổng hợp và phát hiện hoạt tính sinh học quý giá của các thiosemicacbazon và các phức của chúng cần phải nghiên cứu làm tăng độ tan để dễ dàng đưa chúng vào cơ thể người khi đó chúng mới thật sự có giá trị trong y học.

I.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

I.4.1 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR).[14][6]

Quang phổ hồng ngoại là nguồn thông tin quan trọng khi nghiên cứu về cấu tạo, vai trò và mức thay đổi của các phân tử khi nó tham gia phối trí tạo phức, về sự đối xứng cầu phối trí và độ bền liên kết kim loại - phối tử

Khi chiếu bức xạ hồng ngoại vào chất thì các phân tử chất hấp thụ năng lượng dẫn đến các quá trình quay, dao động xung quanh vị trí cân bằng của nó nhưng sự kích thích này có chọn lựa, chỉ những phân tử có momen lưỡng cực μ mới bị khích thích bởi bước sóng hồng ngoại

Các dao động cơ bản (dao động chuẩn) của phân tử được chia làm 2 loại chính:

- Dao động hoá trị (kí hiệu là υ) là những dao động dãn và nén dọc theo trục liên kết, làm thay đổi chiều dài liên kết của các nguyên tử trong phân tử nhưng mà không làm thay đổi góc liên kết

- Dao động biến dạng (kí hiệu δ) là những dao động làm thay đổi góc liên kết nhưngkhông làm thay đổi chiều dài liên kết của các nguyên tử trong phân tử

Mỗi loại dao động còn được chia thành dao động đối xứng (kí hiệu là υs, δs) và bất đối xứng (kí hiệu là υas, δas)

Trong các phân tử phức tạp có rất nhiều các kiểu dao động, các kiểu dao động lại tương tác với nhau làm biến đổi lẫn nhau nên chúng không còn tương ứng với tần

số của những dao động cơ bản nữa Ngoài ra, có nhiều dao động gần giống nhau nên cùng thể hiện một vùng tần số hẹp và chỉ tạo nên một vân phổ chung Vì thế thay vì