Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh họccủa phức chất Ni(II) với 4 phenyl thiosemicacbazit

Đặc biệt, các kết quả nghiên cứu về phức chất đã chỉ ra rằngthiosemicacbazit và dẫn xuất của nó là những phối tử có khả năng tạo phứcvới nhiều kim loại, nhất là kim loại chuyển tiếp.. Ng

Lời cảm ơn

Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới:

Nghiên cứu sinh, thạc sỹ Phan Thị Hồng Tuyết đã giao

đề tài, tận tình hớng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi thực hiện và hoàn thành khoá luận này.

Các thầy, cô giáo khoa Hoá, phòng thí nghiệm Hoá vô cơ - trờng Đại Học Vinh.

Phòng thử nghiệm hoạt tính sinh học, Viện hoá học các hợp chất thiên nhiên, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam.

Khoa hóa học

……

Trần Thị Thanh

Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm

dò hoạt tính sinh học của phức chất cu(II) với 4-phenylthiosemicacbazit

Vinh- 2007

Đã giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập tài liệu, tiến hành thí nghiệm và xử lý kết quả thu đợc của đề tài

Bạn bè và ngời thân đã tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài.

Mục lục

Trang Lời cảm ơn……… 1

Các ký hiệu đợc dùng trong khoá luận ……… ………… 2

Mục lục……… ………… 3

Mở đầu……… 4

Phần I: Tổng quan……… 5

I.1.Giới thiệu về đồng kim loại và hợp chất……… 5

I.1.1 Đồng kim loại ……… 5

I.1.2 Hợp chất của đồng ……… 6

I.1.3 Khả năng tạo phức của đồng ……… 9

I.2 Thiosemicacbazit và 4-phenylthiosemicacbazit……… 10

I.2.1 Tính chất ……… 10

I.2.2 Khả năng tạo phức……… 11

I.3 Hoạt tính sinh học của đồng, thiosemicacbazit và phức của chúng 14 I.4 Một số phơng pháp nghiên cứu……… 16

I.4.1 Phơng pháp phân tích hàm lợng kim loại……… 16

I.4.2 Phơng pháp phổ hồng ngoại……… 17

I.4.3 Phơng pháp khối phổ ……… 19

I.4.4 Phơng pháp phổ electron ……… 20

I.4.5 Phơng pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật ……… 22

Phần II: Thực nghiệm và thảo luận kết quả ……… 24

II.1 Thực nghiệm ……… 24

II.1.1 Chuẩn bị dụng cụ, máy móc, hoá chất và dung dịch thí nghiệm 24 II.1.2 Tiến hành thực nghiệm ……… 25

II.1.3 Kỹ thuật thực nghiệm ……… 28

II.2 Kết quả và thảo luận ……… 29

II.2.1 Kết quả nghiên cứu thành phần và cấu trúc phức chất ………… 29

II.2.2 Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật ……… 39

Kết luận……… 41

Tài liệu tham khảo ……… 42.

Mở đầu

Phức chất ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong hoá học và trong nhiềulĩnh vực khác nhau Phức chất đợc ứng dụng trong lĩnh vực hoá phân tích đểtách và định lợng các chất, dùng để chống lại sự ăn mòn kim loại trong lĩnhvực điện hoá

Đặc biệt, các kết quả nghiên cứu về phức chất đã chỉ ra rằngthiosemicacbazit và dẫn xuất của nó là những phối tử có khả năng tạo phứcvới nhiều kim loại, nhất là kim loại chuyển tiếp Hầu hết phức chất củathiosemicacbazit và dẫn xuất của nó có hoạt tính sinh học Hiện nay, nghiêncứu về phức chất của thiosemicacbazit và dẫn xuất của nó là hớng có nhiềutriển vọng của ngành hoá sinh vô cơ

Từ những thực tế trên, tôi chọn đề tài: Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc“Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc

và thăm dò hoạt tính sinh học của phức chất Cu (II) với 4-phenyl

thiosemicacbazit” làm khoá luận tốt nghiệp đại học.

Nhiệm vụ của đề tài:

1 Tổng hợp phức Cu (II) với 4-phenylthiosemicacbazit

2 Nghiên cứu thành phần và cấu trúc của phức rắn tổng hợp đợc bằngphơng pháp phân tích nguyên tố, phơng pháp phổ hồng ngoại, phơng pháp phổkhối lợng và phơng pháp phổ hấp thụ electron

3.Thử khả năng kháng khuẩn của phức chất tổng hợp đợc

Phần I: Tổng Quan

I 1 Giới thiệu về đồng kim loại và hợp chất

I.1.1 Đồng kim loại

Ký hiệu hoá học : Cu

Số hiệu nguyên tử: 29

Cấu hình electron: [Ar] 3d10 4s1

Năng lợng ion hoá (ev) : I1 = 7,72; I2 = 20,29; I3 = 36,90

Trong không khí đồng chỉ bị oxy hoá trên bề mặt tạo một lớp mỏngmàu xanh do cacbonat bazơ hay sunfat bazơ ở nhiệt độ nóng đỏ đồng tácdụng với oxi tạo thành CuO (màu đen) và ở nhiệt độ cao hơn đồng tác dụngvới oxi tạo thành Cu2O (màu đỏ gạch ) Đồng phản ứng với lu huỳnh tạo Cu2Shoặc các dạng không hợp thức của loại này Đồng phản ứng dễ dàng với cácHalogen tạo thành muối.vv Khi thiếu không khí đồng không tan trong cácdung dịch axit loãng không có tính oxy hoá Đồng tác dụng với dung dịch HIgiải phóng H2 nhờ tạo thành CuI là hợp chất ít tan :

2Cu + 2HI  2CuI + H2 

Đồng có thể tác dụng với dung dịch HCN giải phóng H2 nhờ tạo thànhanion phức bền

2Cu + 4HCN  2H [Cu(CN)2] + H2

Đồng dễ tan trong axit Nitric và axit sunfuric, nó cũng tan trong dungdịch HCl, dung dịch NH3 đặc và dung dịch xianua kim loại kiềm khi có mặtoxy không khí [7] [1]

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

4Cu + 8KCN +O2 + H2O  4 K[Cu(CN)2] +4 KOH

I.1.2: Hợp chất của đồng :

I.1.2.1: Các hợp chất đồng (I)

Ion đồng (I) có cấu hình electron là [Ar] 3d10 Các electron trên cácphân lớp đều đã cặp đôi với nhau, bởi vậy hợp chất của nó là nghịch từ vàkhông màu, trừ các trờng hợp màu đợc gây ra bởi anion hoặc do sự hấp thụliên quan đến sự chuyển dịch điện tích [2]

Số phối trí đặc trng nhất đối với Cu(I) là 2 và 4 Số phối trí 2 tơng đơngvới sự phân bố các liên kết theo dạng đờng thẳng (Cu lai hoá sản phẩm) Ví dụ[Cu(NH3)]+, [CuCl2]…Số phối trí 4 tơng đơng với sự phân bố liên kết theodạng tứ diện (Cu lai hoá sp3 ).

Ví dụ: [Cu(CN)4]3-, [Cu(NH3)4]+…

Đối với Cu(I), các phức aquơ kém bền và các hyđrat tinh thể không đặctrng, nhng các phức chất kiểu ammin [Cu(NH3)2]+ lại rất bền Do đó đa sốcác hợp chất Cu(I) không tan trong nớc lại dễ tan khi có mặt amoniac

Ví dụ:

CuCl + 2NH3 = [Cu(NH3)2] Cl

Cu2O + 4 NH3 +H2O = 2 [Cu(NH3)2] ( OH)Dung dịch của những phức chất này dễ biến đổi màu vì bị oxi khôngkhí oxi hóa:

4[Cu(NH3)2]+ + O2 +2 H2O + 8 NH3 = 4 [Cu(NH3)4]2+ + 4 OH

-Bởi vậy dung dịch phức chất amoniacat của đồng (I) đợc dùng để loạikhí oxi khỏi các khí hiếm

Các hyđrôxyt kiểu [Cu(NH3)2] (OH) bền hơn các CuOH rất nhiều và về

độ mạnh thì chúng gần giống các kiềm Điều đó đợc giải thích bằng giảm tácdụng phân cực của cation Cu+ đối với các ion OH- do bị các phân tử amoniacchắn [1]

Phức chất đồng (I) cả với các phối tử không tạo liên kết  lẫn các phối

tử kiểu p và d đã đợc tìm thấy, ví dụ các phức của Cu (I) với Olefin vàAxetylen [15]

I.1.2.2. Các hợp chất đồng (II).

Đối với đồng, trạng thái oxi hoá +2 là đặc trng nhất Số phối trí cực đạicủa Cu(II) bằng 6, ứng với các phức chất bát diện có cấu hình e- sau:

x2 2



phối tử nằm trên trục z

Do đó khoảng cách giữa Cu và các phối tử nằm trong mặt phẳng xy

ngắn hơn khoảng cách giữa nguyên tử đồng và các phối tử nằm trên trục z

Đôi khi sự khác nhau này lớn đến nỗi các phức chất của Cu(II) có thể xem lànhững phức chất vuông Chẳng hạn các hằng số bền của ion [Cu(NH3)6]2+

bằng: K1 = 4,15, K2 = 3,50, K3 = 2,89, K4 = 2,13, K5 = 0,52 từ những giá trịnày chúng ta thấy có sự giảm đột ngột độ bền giữa K4 và K5 Điều này gắnliền với khuynh hớng của Cu(II) tạo thành bốn liên kết bền trong mặt phẳng

và hai liên kết yếu hơn – là những liên kết tạo nên khối bát diện [1] [15]

Đối với Cu(II) cả phức chất cation và phức chất anion đều đặc trng.Chẳng hạn, khi hoà tan muối Cu(II) vào nớc hay khi cho CuO (màu đen) và

Cu (OH)2 (màu xanh da trời) tác dụng với axit, thì sẽ tạo thành các phức chấtaquơ màu xanh da trời kiểu [Cu(OH2)6]2+ Phần lớn các hyđrat tinh thể, ví dụCu(NO3)2 6H2O, CuSO4, 5H2O v.v… đều có màu này Ngời ta còn gặp cáchyđrat tinh thể của Cu(II) có màu lục và nâu sẫm Trong trờng hợp này, ngoàicác phân tử nớc, các anion tơng ứng cũng đóng vai trò phối tử Chẳng hạntrong hợp chất CuCl2.2H2O màu nâu sẫm, nguyên tử Cu đợc bao bọc bởi hainguyên tử nớc và hai nguyên tử clo:

là rất đặc trng đối với Cu(II) Đặc biệt sự hoà tan Cu(OH)2 trong dung dịch

n-ớc amoniacđợc giải thích bằng sự tạo thành amoniac

Cu(OH)2 + 4 NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2

Các phức chất anion, các cuprat(II) cũng đặc trng đối với Cu(II) Chẳnghạn, khi đun nóng trong các dung dịch kiềm đặc, Cu(OH)2 bi hoà tan mộtphần tạo thành hyđroxocuprat(II) màu xanh sẫm kiểu M2I[Cu(OH)4] Một sốhợp chất kiểu này đã đợc tách ra ở trạng thái tự do Khi lấy d các clorua bazơthì CuCl2 tạo thành các clorocuprat(II) M2I[Cu(OH)4] Khác với Cu(CN)2, cácxyanocuprat(II) M2ICu (CN) 4 rất bền và dễ tan trong nớc

Ngời ta cũng đã biết nhiều phức chất anion của Cu(II) với các anioncacbonat, sunfat và các anion phức tạp khác Chẳng hạn đã tách đợc kalicacbonatocuprat(II) K2Cu(CO3)2 màu xanh sẫm còn CuSO4 kết tinh từ cácdung dịch sunfat kim loại kiềm dới dạng sunfatcuprat kiểu

Cu SO  H O

M I

2 2 4

2 ( ) 6 [1]

I.1.3 Khả năng tạo phức của đồng [12].

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

Trạng thái oxy hóa Số phối trí Cấu trúc hình học Ví dụ

CuI, d10

23

4a

Thẳng Mặt phẳng

Tứ diện

[Cu(NH3)2]+

K[Cu(CN)2][Cu(CN)4]3-

CuII, d9

455

4a

6a

Tứ diện (biến dạng) Lỡng chóp tam giácChóp vuông

Vuông phẳngBát diện (biến dạng)

Cr2[CuCl4][Cu(dipy)2I][Cu(DMG)2I](rắn)[Cu(py)4]2+

K2CuF4,

K2[Cu(EDTA)]

6 B¸t diÖn K3CuF6

a:Tr¹ng th¸i phæ biÕn nhÊt

I.2 Thiosemicacbazit vµ 4-phenylthiosemicacbazit: tÝnh chÊt vµ kh¶ n¨ng t¹o phøc.

ë tr¹ng th¸i r¾n, trong ph©n tö Thsc, nguyªn tö S vµ N(1) n»m ë vÞ trÝtrans víi nhau qua liªn kÕt C – N(2) Nguyªn nh©n cña hiÖn tîng nµy lµ do

cã sù xuÊt hiÖn liªn kÕt Hi®ro N(1)-H N(4)

Thsc lµ phèi tö cã tÝnh baz¬, khi ë pH cao, cã thÓ tån t¹i c©n b»ngTautome

R – C = O + H2N – NH – C – NH2 R – C = N – NH – C – NH2

R’ S R’ S

Xeton Thiosemicacbazit Thiosemicacbazon

Phản ứng ngng tụ trên chỉ xảy ra đối với nhóm NH2 hyđrazin của phân

tử thiosemicacbazit và xảy ra dễ dàng đến nỗi thờng đợc ứng dụng để pháthiện và xác định các hợp chất cacbonyl [13]

Khi thế một nguyên tử H của nhóm amit bởi gốc phenyl ta đợc dẫn xuất

là 4–phenylthiosemicacbazit Đó là chất kết tinh màu trắng, khó tan trong

NH2 S HS NH2

trans – thiosemicacbazit cis – thiosemicacbazit

Nguyên tử H này bị thay thế bởi kim loại, do đó tạo thành hợp chất nộiphức theo sơ đồ sau:

Khi nghiên cứu hệ tạo phức của thiosemicacbazit với Cu(II),M.K.Ametli và M.I.Kentbon đã tổng hợp ra phức chất có công thức là: [Cu(thsc)2]X2 (X: Cl-, NO3-, 1/2SO4-) Bằng phơng pháp từ hoá phổ hấp thụelectron, phổ hồng ngoại đã chứng minh đợc rằng các gốc axit trên đều liênkết trực tiếp với kim loại và thiosemicacbazit liên kết trực tiếp với iom kimloại trung tâm qua nguyên tử S và N của nhóm hyđrazin Do vậy ngời ta đãgán cho các phức này có cấu hình bát diện [14].

Sau đó V.F Toroga đã nghiên cứu thành phần và độ bền của phức chất

Hg (II), Ag (I), Cd (II) với thiosemicacbazit Tác giả thấy rằng có sự hìnhthành các ion phức dạng [Hg(thsc)2]2+ , [Ag(thsc)2]+, [Cd(thsc)2]2+ Trên cơ sởnghiên cứu chắc chắn rằng trong phức chất của Hg (II) và Ag (I) với thioure,liên kết của phối tử với ion trung tâm thực hiện qua S, vì vậy trong phức chất

Hg (II) và Ag (I) với thiosemicacbazit tác giả cũng cho rằng ở đây cũng cóliên kết M – S ( M=Hg, Ag) Và bằng phơng pháp phân tích cấu trúcRơnghen, cấu hình trans ở trạng thái rắn của thiosemicacbazit đợc bảo toàntrong các phức chất này Với ion phức [Cd(thsc)2]2+, tác giả giả thiết phức này

có cấu trúc nh sau:

HN – NH2 H2N – NH

Cd

2+

NH 2 – NH

 S — C NH 2

NH2 – C = S S = C - NH2

Để tổng hợp phức Đioximin Co (III) với thiosemicacbazit, A.V.Aplop

và N.M.Xamus cho thiosemicacbazit tác dụng với trans – Cloro – Bis –(Đimetylglyoximato) – Coban (III) trong môi trờng nớc theo tỷ lệ 1:1 tác giá

đã thu đợc hợp chất không điện ly có thành phần [CoCl(DH)2(thsc)] Tronghợp chất này, thiosemicacbazit thể hiện là một ligan đơn càng Qua nghiêncứu phổ hồng ngoại, tác giả đã đi đến khẳng định thiosemicacbazit liên kết vớinguyên tử Co qua nguyên tử S [14]

Với ý định tổng hợp phức Đioximin Co (III) chứa hai phối tửthiosemicacbazit trong cầu nội, A.B.Aplop đã cho thiosemicacbazit tác dụngvới trans – Cloro – Bis – (Đimetylglyoximato) – Coban (III) trong môi tr-ờng nớc theo tỷ lệ 1:2 Nhng thực tế khi đun nóng dung dịch trên ở 70oC –

800C thì Đimetylglyoxim (DH) tách ra khỏi cầu nội ở trạng thái tự do và thu

đợc một chất có tinh thể hình kim màu tím có thành phần [Co(thsc)3]Cl.3H2O

mà không thu đợc [Co(DH)2(thsc)2]Cl nh dự định Trong trờng hợp này,thiosemicacbazit thể hiện là một phối tử hai càng Nghiên cứu tính chất củacác phức trên tác giả đã giải thích đợc thiosemicacbazit thực hiện liên kết vớiCoban qua nguyên tử S và N của nhóm hiđrazin:

Tóm lại, dựa trên một số tài liệu nghiên cứu, chúng ta thấy rằngthiosemicacbazit có khả năng tham gia tạo phức với nhiều kim loại chuyểntiếp Trong các hợp chất này, Thsc thể hiện là một phối tử hai càng, kết hợpvới nguyên tử kim loại trung tâm qua S và N của nhóm hyđrazin Chỉ trong

Đioximin Co (III), Thsc mới chỉ chiếm một vị trí phối trí

3+

I.3 Hoạt tính sinh học của Đồng, thiosemicacbazit và phức của chúng.

I.3.1 Hoạt tính sinh học của Đồng, phức Đồng.

Đồng có một lợng bé trong động vật và thực vật Trong cơ thể con ngời,

Đồng có trong thành phần của một số prôtêin, Enzim và tập trung chủ yếu ởgan Hợp chất của Đồng là cần thiết đối với quá trình tổng hợp Hemoglobin vàphôtpholipit Sự thiếu Đồng gây nên bệnh thiếu máu Trong máu của động vậtbậc thấp (ốc, sò và động vật thân mềm) hoá chất màu là Hemoxiamin, chứa

Đồng và có chức năng nh Hemoglobin ở trong máu của đọng vật có xơngsống Hợp chất của Đồng không độc bằng hợp chất của kim loại nặng nh Chì

và Thuỷ ngân Muối Đồng rất độc đối với nấm mốc và rêu tảo Ngời ta dùngCuSO4 để chống mốc cho gỗ, dùng nớc Boocđô là hỗn hợp của dung dịchCuSO4 và Kalinatritactrat (KNaC4H4O6) trong dung dịch NaOH 10% trong yhọc để xác định hàm lợng đờng trong nớc tiểu của ngời mắc bệnh đái đờng[7]

I.3.2 Hoạt tính sinh học của thiosemicacbazit và phức của nó.

Thiosemicacbazit và phức chất của chúng là các chất có cấu tạo đa dạng

và mang nhiều tính chất quý báu đợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.Lĩnh vực đợc quan tâm nhiều nhất là ứng dụng của chúng vào nông nghiệp và

y học

Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy thiosemicacbazit có khả năngkháng nấm, kháng khuẩn Nhìn chung, khi tạo phức thì khả năng kháng nấm,kháng khuẩn tăng so với phối tử tự do

Ngày càng có nhiều nhà khoa học quan tâm đến ứng dụng của phối tửthiosemicacbazit hoặc dẫn xuất và phức chất của chúng vào lĩnh vực y học.Phức chất của thiosemicacbazit với các muối Clorua mangan, Niken, Coban và

đặc biệt là Kẽm đợc dùng làm thuốc chống thơng hàn, kiết lị, các bệnh đờngruột và diệt nấm ở Việt Nam cũng đã quan tâm tới ứng dụng này củathiosemicacbazit và dẫn xuất cũng nh các phức chất của chúng Phức chất[Mo(thsc)3Cl3] đã đợc tổng hợp và đem thử nghiệm thấy có tác dụng làm giảmthể tích khối u, giảm mật độ tế bào ung th, giảm tổng số tế bào và từ đó đãlàm giảm chỉ số phát triển của u [3]

Thiosemicacbazit và phức chất của chúng có nhiều hoạt tính sinh họcquý giá nhng lại ít tan trong nớc Chính đặc điểm này đã hạn chế ứng dụngcủa chúng trong thực tế Nh vậy bên cạnh việc phát hiện khả năng quý giá cần

phải nghiên cứu làm tăng độ tan của thiosemicacbazit và phức chất để chúng

có giá trị thực tiễn

I.4 Một số phơng pháp nghiên cứu.

I.4.1 Phơng pháp phân tích hàm lợng kim loại.

Hàm lợng kim loại trong phức chất đợc xác định theo phơng phápchuẩn độ Complexon dùng EDTA, chỉ thị murexit

Cách tiến hành: Cân một lợng chính xác phức chất, cho toàn bộ cân vào

chén sứ, thêm vào đó vài giọt dung dịch H2SO4 đặc 98% Đun nóng cho đếnkhi có khói SO3 bay ra Để nguội một thời gian, sau đó cho vào 1ml H2O2 đặcrồi đun nóng tiếp cho đến khi có khói SO3 bay ra Cứ tiến hành nh thế cho đếnkhi mẫu bị phá huỷ hoàn toàn Dung dịch thu đợc trong suốt có màu xanh lamcủa Cu2+ Cho toàn bộ dung dịch thu đợc vào bình định mức 50ml Pha nớc cấttới vạch, tiến hành chuẩn độ bằng phơng pháp Complexon III, chỉ thị Murexittrong môi trờng đệm ở pH = 910 Tại điểm tơng đơng, dung dịch sẽ chuyển

từ màu vàng sang màu tím Ngừng chuẩn độ, ghi thể tích EDTA đã tiêu tốn

Tính toán số miligam ion kim loại trong mẫu, khối lợng kim loại vàphần trăm khối lợng kim loại trong phức chất

Số mili ion kim loại M trong mẫu = V

V

V

n M EDTA.10 .

n

10

10

m V

A V V

n M

M EDTA

+ V : Thể tích dung dịch pha đợc

+ AM : Khối lợng nguyên tử của kim loại M

+ m : Khối lợng mẫu lấy phân tích (mg)

I.4.2 Phơng pháp phổ hồng ngoại [6] [12].

Khi chiếu chùm tia đơn sắc có bớc sóng nằm trong vùng hồng ngoại (50

10.000 cm-1) qua chất phân tích, năng lợng của tia đó bị hấp thụ Sự hấp thụnày tuân theo định luật Lam Bert – Beer:

I0 và I : Cờng độ ánh sáng trớc và sau khi ra khỏi chất phân tích

Đờng cong thu đợc khi biểu diễn sự phụ thuộc của độ truyền qua (hoặc

độ hấp thụ) vào tần số (hay số sóng) đợc gọi là phổ hồng ngoại Dải phổ ứngvới sự thay đổi số lợng giao tử dao động một đơn vị đợc gọi là dải cơ bản Vềnguyên tắc có thể dùng công thức năng lợng dao động tính đợc tần số của cácdải hấp thụ ứng với các dao động cơ bản Tuy nhiên, do khó khăn về học toánhọc việc tính toán nh vậy chỉ có thể thực hiện đợc đối với các phân tử đơngiản Đối với các phân tử phức tạp ngời ta thờng dùng phơng pháp gần đúngdao động nhóm Phơng pháp dao động dựa trên giả thiết rằng trong phân tửcác nhóm nguyên tử là độc lập tơng đối với nhau do vậy mỗi một nhómnguyên tử đợc đặc trng bằng một số dải hấp thụ nhất định trong phổ hồngngoại Do ảnh hởng của các nhóm khác trong phân tử, các dải hấp thụ thuộcnhóm đang xét sẽ bị dịch chuyển về vị trí hay thay đổi về cờng độ Dựa trênchiều hớng chuyển dịch, mức độ thay đổi có thể thu đợc những thông tin quantrọng về cấu tạo của các hợp chất

Phơng pháp phổ hồng ngoại đợc sử dụng nhiều trong nghiên cứu phứcchất Khi tạo phức các nguyên tử thờng đa cặp electron của mình để tạo ra liênkết phối trí Điều đó làm giảm mật độ electron ở nguyên tử liên kết trực tiếp

với kim loại Do đó sự tạo phức thờng làm yếu liên kết ngay cạnh liên kết phốitrí dẫn đến làm giảm tần số dao động hóa trị của liên kết này Chẳng hạn NH

ở NH3 là 3414 và 3336 cm-1 còn ở trong phức [M(NH3)6]3+(M = Ni, Co, Cr) thì

NH nằm trong vùng 33973070 cm-1 Sự tạo phức còn làm xuất hiện cáckiểu dao động cơ bản không có ở phối tử tự do Chẳng hạn, NH3 phối trí sẽ cóthêm các dao động biến dạng kiểu con lắc, kiểu quạt và xoắn Đặc trng cho sựtạo phức còn có xuất hiện các dải dao động hoá trị kim loại – phối tử (M –

X, X là nguyên tử phi kim phối trí) Tần số VM-X (X = C, 0, N, S…) thờng nằmtrong vùng700 200 cm-1, M-X tăng khi đặc tính cộng hóa trị của liên kết M– X tăng

Ngợc lại có những trờng hợp làm tăng tần số dao động hóa trị của liênkết trong phức so với trong phối tử Chẳng hạn ở đa số các phức xyanua, CN

biến đổi trong vùng từ 21702080 cm-1 còn ở KCN thì CN bằng 2080 cm-1

Nh vậy từ sự thay đổi của các dải hấp thụ nhóm khi chuyển từ phổ củaphối tử tự do sang phổ của phức chất có thể thu đợc các dữ kiện về vị trí phốitrí, cấu hình hình học cũng nh bản chất liên kết kim loại – phối tử trong phứcchất, nghĩa là biết đợc cách phối trí của phân tử phối tử trong các phức chất

I.4.3 Phơng pháp khối phổ.

+ Trong việc nhận dạng (xác định công thức phân tử) của một hợp chất thìthông tin quan trọng nhất là khối lợng phân tử Phổ khối lợng là phơng pháp phântích duy nhất cho biết thông tin này một cách chính xác (với máy phân giải cao),các khối lợng phân tử quy tròn (đối với máy phân giải thấp)

Ngoài ra dựa vào kết quả phổ khối (đặc điểm của các pic mảnh) có thểxây dựng cấu trúc của phân tử chất nghiên cứu

+ Phơng pháp phổ khối dựa trên cơ sở sự phá mảnh của các phân tử chất nghiêncứu trong các điều kiện cụ thể Kết quả của quá trình phá mảnh đợc ghi lại bằng sự ghinhận tín hiệu của các ion (dơng hoặc âm) trên phổ

+ Nguyên lý máy: các máy phổ MS thờng đợc chế tạo để thực hiệnnhững nhiệm vụ cơ bản là: chuyển chất nghiên cứu thành thể khí (làm bay hơimẫu ở áp suất thấp và nhiệt độ thích hợp); tạo ra các ion từ các phân tử khí(quá trình ion hoá mẫu); phân tách các ion đó và ghi lại tín hiệu theo tỉ số khốilợng/điện tích (m/ze) của chúng Do xác suất tạo thành các ion có z>1 là rấtnhỏ và e=const (e là điện tích của một electron) do đó thông thờng m/ze chính

là số khối của ion

Trong phổ khối lợng, mỗi ion chỉ cho một tín hiệu rất mảnh với một

đỉnh duy nhất ứng với giá trị m/z của nó (một vạch thẳng đứng) thờng gọi làpic Cách biểu diễn phổ khối lợng thông thờng nhất là dùng các vạch thẳng

đứng có độ cao tỉ lệ với cờng độ và có vị trí trên trục nằm ngang tơng ứng với

tỉ số m/z của mỗi ion Cờng độ chỉ ra trên trục thẳng đứng là cờng độ tơng đối

Trong quá trình ion hóa, nếu ion phân tử tạo ra đủ bền thì khối lợng phân tửchất nghiên cứu đợc xác định trực tiếp từ cụm pic có giá trị m/z cao nhất (khôngtính đến các pic đồng vị) Đối với một số trờng hợp ion phân tử kém bền thì pic ionphân tử có cờng độ rất nhỏ hoặc không xuất hiện trên phổ ở những trờng hợp nàyngời ta thờng khắc phục bằng cách giảm năng lợng ion hoá hoặc dùng các phơngpháp ion hoá mềm (ion hoá hoá học)

Hiện nay các thế hệ máy MS mới có thể cho phép lựa chọn các điều kiệnkhác nhau nh: phơng pháp đa mẫu, phơng pháp ion hoá … vì vậy rất tiện lợi choviệc sử dụng phơng pháp MS để nghiên cứu các loại mẫu có tính chất khác nhau

Đối với phức chất thờng dùng phơng pháp đa mẫu trực tiếp ở dạng rắn hoặc đa mẫudạng dung dịch và phơng pháp ion hoá mềm Các điều kiện này cho phép thu đợcphổ MS luôn có mặt pic ion phân tử [16]

I.4.4 Phơng pháp phổ electron.

Phổ electron, viết tắt là phổ UV, xuất hiện do phân tử hấp thụ bức xạ

điện từ trong vùng tử ngoại và khả kiến

ở điều kiện bình thờng các electron liên kết (  ,  ) và không liên kết(n) trong phân tử nằm ở trạng thái cơ bản ( trạng thái có mức năng lợng thấp ).Khi tơng tác với các bức xạ điện từ trong vùng tử ngoại và khả kiến cácelectron này hấp thụ năng lợng để chuyển lên trạng thái kích thích (trạng tháiphản liên kết) có mức năng lơng cao hơn

Hiệu số giữa các mức năng lợng E ở trạng thái kích thích và trạngthái cơ bản chính là năng lợng do nguồn bức xạ điện từ cung cấp Hiệu sốnăng lợng của các kiểu chuyển electron khác nhau và giảm theo thứ tự sau:

Phơng pháp phổ electron đợc dùng để phân tích định tính và định lợngcác chất Phơng pháp này cũng góp phần xác định cấu trúc phân tử hợp châthữu cơ

Phân tích định tính: Dựa vào giá trị  max và  max để nhận biết một chấtbằng cách so sánh phổ của nó với phổ chuẩncủa chất đã biết

Phân tích định lợng: Trên cơ sở định luật Lambe-Bia ta có thể xác địnhnồng độ dung dịch chất nghiên cứu bằng cách đo mật độ quang của các dungdịch chất chuẩn ở các nồng độ khác nhau Lập đồ thị phụ thuộc của mật độquang vào nông độ ta đợc đồ thị chuẩn Sau đó đo mật độ quang của dungdịch chất nghiên cứu và dựa vào đồ thị chuẩn để suy ra nồng độ

Xác định cấu trúc phân tử: Phổ electron góp phần xác định cấu trúcphân tử hợp chất hữu cơ Thí dụ dựa vào giá trị  max và  max ta có thể phânbiệt đợc hợp chất chứa hệ liên hợp của các liên kết bội với hệ không liên kết

I.4.5 Phơng pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật.

Để tiến hành sàng lọc các chất có hoạt tính kháng sinh, chúng tôi tiếnhành thử hoạt tính kháng vi sinh vật trên phiến vi lợng 96 giếng của các mẫuchiết theo phơng pháp hiện đại của Vanden Bergher và Vlietlilck(1994) theo 2bớc:

Bớc 1: sàng lọc sơ bộ tìm chất chiết có hoạt tính

Bớc 2: tìm nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của chất có hoạt tính

Kháng sinh kiểm định bao gồm: Ampixilin đối với vi khuẩn Gr (+),Tetracylin đối với vi khuẩn Gr (-), Nystatin đối với nấm sợi và nấm men

Các chủng vi sinh vật kiểm định bao gồm:

- Vi khuẩn Gr (-): Escherichia coli (ATCC 25922 );

Psendomonas acruginosa (ATCC 25923 )

- Vi khuẩn Gr (+): Bacillus subtilis (ATCC 27212 );

đối với vi khuẩn, 48 giờ đối với nấm)

Cách tiến hành: Mẫu thử đợc hoà tan các chiết phẩm trong dung dịch

DMSO 100%; với 4 - 10 thang nồng độ đợc pha loãng từ dịch gốc rồi nhỏsang phiến vi lợng 96 giếng Vi sinh vật kiểm định sau khi đợc hoạt hóa đợcpha loãng bằng môi trờng dinh dỡng cho tới nồng độ tơng đơng 0,5 đơn vịMeLand (khoảng 108 vsv/ml) Để trong tủ ấm 370C/24h đối với vi khuẩn và

300C/48h đối với nấm Sau đó lọc kết qủa và tính giá trị ức chế tối thiểu (MIC)

Mẫu thô có MIC 200 g/ml; mẫu tinh có MIC  50g/ml là có hoạt tính