Tài liệu Tổng hợp, nghiên cứu cấu tạo và thăm dò hoạt tính sinh học của phức chất Pd(II) với Thiosemicacbazon Axetophenon

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------------ NGUYỄN ĐÌNH TÂN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA PHỨC CHẤT Pd(II) VỚI THIOSEMICACBAZON AXETOPHENON LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------------------------- Nguyễn Đình Tân TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA PHỨC CHẤT Pd(II) VỚI THIOSEMICACBAZON AXETOPHENON Chuyên ngành: Hóa vô cơ Mã Số: 60 440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS. Trịnh Ngọc Châu Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trịnh Ngọc Châu, đã giao đề tài và đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô giáo trong bộ môn Hóa Vô cơ - Khoa Hóa học, BGH, Phòng sau Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn các cán bộ nghiên cứu thuộc Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Ban giám hiệu, các thầy cô, anh chị em trong trường THPT Thuận Thành số 2- Bắc Ninh đã tạo điều kiện giúp đỡ và động viên em trong suốt khóa học. Em xin chân thành cảm ơn NCS. Nguyễn Thị Bích Hường Khoa Hóa Trường ĐHKH Tự Nhiên, ĐH Quốc Gia Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực nghiệm. Hà nội, tháng 12 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Đình Tân MỤC LỤC Trang 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 các thiosemicacbazit 4 và thiosemicacbazon………………………………………………… 1.2. Một số ứng dụng của thiosemicacbazon và phức chất của chúng…………… 7 1.3. Giới thiệu về pladi……………………………………………………………. 9 1.3.1. Pladi…………………………………………………………………… 9 1.3.2. Khả năng tạo phức…………………………………………………….. 10 1.4. Các phương pháp nghiên cứu phức chất…………………………………….. 10 1.4.1. Phương pháp phổ khối lượng…………………………………………. 10 1.4.2. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại………………………………… 12 1.4.3. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân…………………………… 14 1.4.4. . Phổ hấp thụ electron (UV- Vis)…………………………………….. 20 1.4.4.1 Các kiểu chuyển mức electron trong phân tử phức chất…….. 21 a. Chuyển mức trong nội bộ phối tử ……………………….. 21 b. Sự chuyển mức chuyển điện tích………………………… 21 c. Sự chuyển d – d………………………………………….. 22 1.4.4.2. Sự tách các số hạng năng lượng của ion trung tâm 22 trong các trường đối xứng khác nhau………………………….. CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM…………………………………………………... 24 2.1. Hóa chất và dụng cụ………………………………………………………….. 24 2.2. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật thực nghiệm…………………………... 24 2.2.1. Tổng hợp phối tử………………………………………………………. 24 a.Tổng hợp thiosemicacbazon axetophenon (Hthacp)............................. 25 b.Tổng hợp phối tử 4-metyl thiosemicacbazon axetophenon (Hmthacp) 25 c. Tổng hợp phối tử 4-allyl thiosemicacbazon axetophenon (Hathacp).. 25 2.2.2. Tổng hợp phức chất…………………………………………………… 26 a. Tổng hợp phức chất của Pd(II) với Hthacp: Pd(thacp)2.................... 27 b. Tổng hợp phức chất của Pd(II) với Hmthacp: Pd(mthacp)2............. 27 c. Tổng hợp phức chất của Pd(II) với Hathacp: Pd(athacp)2................. 28 2.3. Điều kiện ghi phổ…………………………………………………………….. 28 2.4. Phân tích nguyên tố………………………………………………………….. 28 2.5. Thăm dò hoạt tính sinh học của các phối tử, các phức chất………………….. 29 2.5.1. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định…………………………… 29 2.5.2. Các chủng vi sinh vật kiểm định………………………………… 29 2.5.3. Môi trường thử nghiệm………………………………………… 30 2.5.4. Mẫu kháng sinh chuẩn…………………………………………. 30 2.5.5. Cách tiến hành………………………………………………….. 30 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………………... 32 3.1. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại trong phức chất…………………….... 32 3.2. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phổ khối lượng ………………….. 32 3.2.1. Phổ khối lượng của Pd(thacp)2.............................................. 32 3.2.2. Phổ khối lượng của Pd(mthacp)2…………………………... 33 3.2.3. Phổ khối lượng của Pd(athacp)2…………………………… 35 3.3. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại…………. 36 1 13 3.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H và C của các phối tử và phức chất……….. 1 13 3.4.1. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân H và C của các phối tử Hthacp, 41 41 Hmthacp và Hathacp trong dung môi DMSO……………………………………. 3.4.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C của các phức chất Pd(thacp)2, 49 Pd(mthacp)2 và Pd(athacp)2 trong dung môi DMSO……………………………... 3.5. Nghiên cứu phối tử và phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ electron…. 56 3.6. Kết quả thử hoạt tính sinh học của phối tử và phức chất…………………….. 59 KẾT LUẬN……………………………………………………………………….. 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………… 64 DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 1.1. Các dải hấp thụ thụ chính trong phổ IR của thiosemicacbazit 13 1.2. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13C - NMR của Hth 18 1.3. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 1H - NMR của Hmth 19 1.4. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13C - NMR của Hmth 19 1.5. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 1H - NMR của Hath 19 1.6. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13C - NMR của Hath 19 1.7. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 1H - NMR của acp 20 1.8. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13C - NMR của acp 20 1.9. Bảng tách các số hạng năng lượng trong các trường đối xứng khác nhau 23 2.1. Các hợp chất cacbonyl và thiosemicacbazon tương ứng 26 2.2. Các phức chất, màu sắc và một số dung môi hòa tan 27 3.1. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại trong các phức chất 32 3.2. Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng Pd(thacp)2 33 3.3. Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng Pd(mthacp)2 34 3.4. Cường độ tương đối của pic đồng vị trong phổ khối lượng Pd(athacp)2 35 3.5. Các dải hấp thụ đặc trưng trong phổ của Hthacp, Pd(thacp)2, Hmthacp, 40 Pd(mthacp)2, Hathacp và Pd(athacp)2 3.6. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 1H-NMR của các phối tử 48 3.7. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13C-NMR của các phối tử 48 3.8. Các tín hiệu trong phổ cộng hưởng từ proton của các phức chất trong 53 dung môi DMSO 3.9. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 13C - NMR của các phức chất trong 54 dung môi DMSO 3.10. Các cực đại hấp thụ trên phổ UV – Vis của các phối tử và các phức chất 58 3.11. Kết quả thử nghiệm hoạt tính sinh học 62 DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình 13 Trang 1.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C (chuẩn) của thiosemicacbazit (Hth) 18 1.2 Phổ cộng hưởng từ proton (chuẩn) của N(4)-metyl thiosemicacbazit 19 (Hmth) 1.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C (chuẩn) của N(4)-metyl thiosemicacbazit 19 1.4 Phổ cộng hưởng từ proton (chuẩn) của N(4)-allyl thiosemicacbazit 19 (Hath) 1.5 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C của N(4)-allyl thiosemicacbazit (Hath) 19 1.6 Phổ cộng hưởng từ proton (chuẩn) axetophenon (acp) 20 1.7 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C (chuẩn) axetophenon (acp) 20 2.1 Sơ đồ tổng hợp các phối tử thiosemicacbazon 24 2.2 Sơ đồ tổng hợp các phức chất giữa Pd(II) với các phối tử 26 N(4) - thiosemicacbazon 3.1 Phổ khối lượng của phức chất Pd(thacp)2 32 3.2 Phổ khối lượng của Pd(mthacp)2 34 3.3 Phổ khối lượng của phức chất Pd(athacp)2 35 3.4 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Hthacp 37 3.5 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Pd(thacp)2 37 3.6 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Hmthacp 37 3.7 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Pd(mthacp)2 38 3.8 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Hathacp 38 3.9 Phổ hấp thụ hồng ngoại của Pd(athacp)2 39 3.10 Phổ cộng hưởng từ proton của thiosemicacbazit (Hth) 42 3.11 Phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Hthacp 43 13 3.12 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C của phối tử Hthacp 43 3.13 Phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Hmthacp 44 13 3.14 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C của phối tử Hmthacp 44 3.15 Phổ cộng hưởng từ proton của phối tử Hathacp 45 3.16 Phổ cộng hưởng từ C13 của phối tử Hathacp 45 3.17 Phổ cộng hưởng từ proton của phức chất Pd(thacp)2 13 50 3.18 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân C của phối tử Pd(thacp)2 50 3.19 Phổ cộng hưởng từ proton của phức chất Pd(mthacp)2 51 3.20 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C của phối tử Pd(mthacp)2 51 3.21 Phổ cộng hưởng từ proton của phức chất Pd(athacp)2 52 3.22 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C của phối tử Pd(athacp)2 52 3.23 Phổ cộng hưởng từ proton của phức chất Pd(thacp)2 trong DMSO 56 3.24 Phổ UV- Vis của phối tử Hthacp và phức chất Pd(thacp)2 57 3.25 Phổ UV- Vis của phối tử Hmthacp và phức chất Pd(mthacp)2 57 3.26 Phổ UV- Vis của phối tử Hathacp và phức chất pd(athacp)2 58 3.27 Kết quả thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm 61 CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 1 H - NMR: Phổ cộng hưởng từ proton 13 C - NMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C IR, FT-IR: Phổ hấp thụ hồng ngoại MS: Phổ khối lượng ESI - MS: Phổ khối lượng ion hóa bằng phun electron IC50: nồng độ ức chế 50% COOH HOOC EDTA: axit etylenđiamintetraaxetic N H2 C H2 C N HOOC COOH Hth: thiosemicacbazit Hmth: N(4)-metyl thiosemicacbazit Hath: N(4)-allyl thiosemicacbazit NH2 NH N H CH 3 C C3H5 C S N Hthacp: Thiosemicacbazon axetophenon NH 2 N C H Hmthacp: 4-metyl thiosemicacbazon axetophenon CH3 C S N NHCH3 N H C S Hathacp: 4-allyl thiosemicacbazon axetophenon CH 3 C N NHC 3 H 5 N H C S MỞ ĐẦU Phức chất đã và đang là đối tượng nghiên cứu của nhiều nhà khoa học bởi những ứng dụng to lớn của chúng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là đối với y học trong việc chống lại một số dòng vi khuẩn, virut. Trong số đó, phức chất của các kim loại chuyển tiếp với các phối tử hữu cơ nhiều chức, nhiều càng, có khả năng tạo hệ vòng lớn có cấu tạo gần giống với cấu trúc của các hợp chất trong cơ thể sống được quan tâm hơn cả. Một trong số các phối tử kiểu này là thiosemicacbazon và các dẫn xuất của nó. Các đề tài nghiên cứu trong lĩnh vực này rất phong phú vì thiosemicacbazon rất đa dạng về thành phần, cấu trúc và kiểu phản ứng. Ngày nay, hàng năm có hàng trăm công trình nghiên cứu hoạt tính sinh học, kể cả hoạt tính chống ung thư của các thiosemicacbazon và phức chất của chúng đăng trên các tạp chí Hóa học, Dược học và Y- sinh học v.v... Các nghiên cứu hiện nay tập trung chủ yếu vào việc tổng hợp mới các thiosemicacbazon và phức chất của chúng với các kim loại khác nhau, nghiên cứu cấu tạo và khảo sát hoạt tính sinh học của chúng. Mục tiêu của việc khảo sát hoạt tính sinh học là tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính cao, đồng thời đáp ứng tốt nhất các yêu cầu sinh học - y học khác như không độc, không gây hiệu ứng phụ... để dùng làm thuốc chữa bệnh cho người và vật nuôi. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Tổng hợp, nghiên cứu cấu tạo và thăm dò hoạt tính sinh học của phức chất Pd(II) với thiosemicacbazon axetophenon ” Nội dung chính của luận văn là: - Tổng hợp ba phối tử thiosemicacbazon axetophenon , N(4) - metyl thiosemicacbazon axetophenon và N(4) - allyl thiosemicacbazon axetophenon. - Tổng hợp 3 phức chất của 3 phối tử trên với Pd(II). - Nghiên cứu cấu tạo của các phức chất bằng các phương pháp phổ khác nhau. 1 - Thăm dò hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của một số chất đại diện. Chúng tôi hi vọng rằng, các kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ đóng góp một phần nhỏ dữ liệu cho lĩnh vực nghiên cứu phức chất của thiosemicacbazon và hoạt tính sinh học của chúng. 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. THIOSEMICACBAZIT VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ 1.1.1. Thiosemicacbazit và thiosemicacbazon Thiosemicacbazit là chất kết tinh màu trắng, nóng chảy ở 181-183oC. Kết quả nghiên cứu nhiễu xạ tia X cho thấy phân tử có cấu trúc như sau: (1) Gãc liªn kÕt MËt ®é ®iÖn tÝch H2N (2) d NH a C c H2N S b N(1) = (2) N = C(4) = N = S = o a=118.8 o b=119.7 o c=121.5 o d=122.5 -0.051 0.026 -0.154 0.138 -0.306 (4) Trong đó các nguyên tử N(1), N(2), N(4), C, S nằm trên cùng một mặt phẳng. Ở trạng thái rắn, phân tử thiosemicacbazit có cấu hình trans, nguyên tử S nằm ở vị trí trans so với nhóm NH2 [1]. Khi thay thế một nguyên tử hiđro trong nhóm N(4)H2 bằng các gốc hiđrocacbon khác nhau thì thu được các dẫn xuất thế của thiosemicacbazit. Ví dụ: 4-phenyl thiosemicacbazit,4-etyl thiosemicacbazit, 4-metyl thiosemicacbazit, 4allyl thiosemicacbazit… Khi thiosemicacbazit hoặc dẫn xuất thế của nó ngưng tụ với các hợp chất cacbonyl sẽ tạo thành các thiosemicacbazon tương ứng theo sơ đồ 1.1 (R’’: H, CH3, C2H5, C3H5, C6H5...). R C  +  H2N R' N H C NHR'' R' S C N O H N H C NHR'' S R R C R' H + + O R N N H C NHR'' H2O R' C N OH H S N H C NHR'' S Sơ đồ 1.1: Cơ chế phản ứng ngưng tụ tạo thành thiosemicacbazon Phản ứng này xảy ra rất dễ dàng trong môi trường axit theo cơ chế AN. Trong điều kiện thường, phản ứng ngưng tụ chỉ xảy ra ở nhóm N(1)H2 hiđrazin [4] vì trong 3 số các nguyên tử N của thiosemicacbazit cũng như dẫn xuất thế N(4) của nó, nguyên tử N(1) có mật độ điện tích âm lớn nhất. 1.1.2. Phức chất của kim loại chuyển tiếp với các thiosemicacbazit và thiosemicacbazon Jensen là người đầu tiên tổng hợp và nghiên cứu các phức chất của thiosemicacbazit. Ông đã tổng hợp, nghiên cứu phức chất của thiosemicacbazit với Cu(II) và đã chứng minh rằng trong các hợp chất này thiosemicacbazit phối trí hai càng qua nguyên tử S và N(1). Trong quá trình tạo phức, phân tử thiosemicacbazit có sự chuyển từ cấu hình trans sang cấu hình cis, đồng thời xảy ra sự chuyển nguyên tử H từ nhóm amin sang nguyên tử S và nguyên tử H này bị thay thế bởi kim loại. NH2 NH2 N N M C C H2N H2N H2N NH N C C S HS H2N M S S NH2 cis phøc chÊt d¹ng cis S NH2 NH2 NH2 C N M D¹ng thion D¹ng thiol (cÊu h×nh trans) (cÊu h×nh cis) N C H2N H2N S trans phøc chÊt d¹ng trans Sơ đồ 1.2: Sự tạo phức của thiosemicacbazit Sau Jensen, nhiều tác giả khác cũng đưa ra kết quả nghiên cứu về sự tạo phức của thiosemicacbazit với các kim loại chuyển tiếp khác. Nghiên cứu phức chất của thiosemicacbazit với Ni(II) [1, 31] và Zn(II) [14] 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 với nguyên tử kim loại được thực hiện trực tiếp qua nguyên tử S và nguyên tử N(1), đồng thời khi tạo phức phân tử thiosemicacbazit tồn tại ở cấu hình cis. Kết luận này cũng được khẳng định khi các tác giả [13,16] nghiên cứu phức của thiosemicacbazit với một số ion kim loại như Pt(II), Pd(II), Co(II). 4 Như vậy, thiosemicacbazit có xu hướng thể hiện dung lượng phối trí bằng hai và liên kết được thực hiện qua nguyên tử S và N(1). Để thực hiện kiểu phối trí này cần phải tiêu tốn năng lượng cho quá trình chuyển phân tử từ cấu hình trans sang cấu hình cis và chuyển vị nguyên tử H từ nguyên tử N(2) sang nguyên tử S. Năng lượng này được bù trừ bởi năng lượng dư ra do việc tạo thêm một liên kết và hiệu ứng đóng vòng. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, do khó khăn về lập thể, thiosemicacbazit cũng thể hiện là phối tử một càng và giữ nguyên cấu hình trans, khi đó liên kết được thực hiện qua nguyên tử S. Một số ví dụ điển hình về kiểu phối trí này là phức của thiosemicacbazit với Ag(I) [23]. Sự đa dạng của các hợp chất cacbonyl làm cho các thiosemicacbazon phong phú cả về số lượng và tính chất. Cũng như thiosemicacbazit, các thiosemicacbazon và các dẫn xuất của chúng luôn có khuynh hướng thể hiện dung lượng phối trí cực đại. Nếu phần hợp chất cacbonyl không chứa các nguyên tử có khả năng tạo phức thì thiosemicacbazon là phối tử hai càng giống như thiosemicacbazit. Đó là các thiosemicacbazon của benzanđehit, xyclohexanon, axetophenon, octanal, menton … M N NHR N NHR N C H N C dạng thion N SH S S N dạng thiol H C NHR tạo phức Sơ đồ 1.3: Sự tạo phức của thiosemicacbazon 2 càng (R (H, CH3, C3H5, C6H5…)) Nếu ở phần hợp chất cacbonyl có thêm nguyên tử có khả năng tham gia phối trí (D) và nguyên tử này được nối với nguyên tử N(1) qua hai hay ba nguyên tử trung gian thì khi tạo phức, thiosemicacbazon này thường có khuynh hướng thể hiện dung lượng phối trí bằng 3 với bộ nguyên tử cho: D, N(1), S. Ví dụ: thiosemicacbazon hay dẫn xuất thế N(4) - thiosemicacbazon của salixylanđehit (H2thsa hay H2pthsa), isatin (H2this hay H2pthis), axetylaxeton (H2thac hay H2pthac), pyruvic (H2thpy hay 5 H2pthpy)... Trong các phức chất của chúng với Cu2+, Co2+, Ni2+, Pt2+..., các phối tử này có bộ nguyên tử cho là O, S, N cùng với sự hình thành các vòng 5 hoặc 6 cạnh bền [1,3,6]. Mô hình tạo phức của phối tử thiosemicacbazon ba càng [1,3] như sau: D D M M hoÆc S N S N N N NH2 NH2 H a) a') Các thiosemicacbazon bốn càng thường được điều chế bằng cách ngưng tụ hai phân tử thiosemicacbazit với một phân tử đicacbonyl. NHR N R O H2N C + C R' 2 N H O NHR'' R C SH N C 2 H2O + C C S R' N SH N C NHR'' Sơ đồ 1.4: Sự hình thành thiosemicacbazon 4 càng Các phối tử bốn càng loại này có bộ nguyên tử cho N, N, S, S nằm trên cùng một mặt phẳng và do đó chúng chiếm bốn vị trí phối trí trên mặt phẳng xích đạo của phức chất tạo thành. Trong một số ít trường hợp, do khó khăn về lập thể các thiosemicacbazon mới thể N N hiện vai trò của phối tử một càng [24,25]. Ví HN NH S Cu C l O 4- + N dụ như phức chất của Cu(II) với 4-phenyl HN S N N thiosemicacbazon 2-benzoylpyridin [24] có cấu tạo như hình bên. Trong đó, phối tử thứ nhất là một càng còn phối tử thứ hai là 3 càng. 6 (I) (II) 1.2. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THIOSEMICACBAZON VÀ PHỨC CHẤT CỦA CHÚNG Các phức chất của thiosemicacbazon được quan tâm rất nhiều không chỉ vì ý nghĩa khoa học mà còn vì các hợp chất này còn nhiều khả năng ứng dụng trong thực tiễn. Trong các ứng dụng thực tế, người ta 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 phát hiện đầu tiên bởi Domagk. Sau phát hiện của Domagk, hàng loạt tác giả khác [10,11,17,32] cũng đưa ra kết quả nghiên cứu về hoạt tính sinh học của thiosemicacbazit, thiosemicacbazon cũng như phức chất của chúng. Tác giả [35] cho rằng tất cả các thiosemicacbazon có dẫn xuất thế para của benzanđehit đều có khả năng diệt vi trùng lao. Trong đó, p-axetaminobenzanđehit thiosemicacbazon (thiacetazon - TB1) được xem là thuốc chữa bệnh lao hiệu nghiệm nhất hiện nay. H3C C NH CH N O NH C S NH2 (TB1) Ngoài TB1, các thiosemicacbazon của pyriđin-3, 4-etylsunfobenzanđehit (TB3) và pyriđin-4, cũng đang được sử dụng để chữa bệnh lao. Thiosemicacbazon isatin được dùng để chữa bệnh cúm, đậu mùa và làm thuốc sát trùng. Thiosemicacbazon của monoguanyl hiđrazon có khả năng diệt khuẩn gam (+).... Phức chất của thiosemicacbazit với các muối clorua của mangan, niken, coban đặc biệt là 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 phát triển của tế bào ung thư [22]. Ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu về hoạt tính sinh học của các thiosemicacbazon và phức chất với một số kim loại chuyển tiếp như Cu, Ni, Mo ... Tác giả [1] đã tổng hợp và thăm dò hoạt tính sinh học của thiosemicacbazit (Hth), 7 thiosemicacbazon salixylanđehit (H2thsa), thiosemicacbazon isatin (H2this) và phức chất của chúng với Cu(II), Mo(III) và Mo(V). Kết quả thử hoạt tính sinh học cho thấy các phức chất đều có khả năng kháng khuẩn mạnh hơn các phối tử tương ứng và cả hai phức chất Cu(Hthis)Cl và Mo(Hth)3Cl3 đều có khả năng ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư SARCOMAR-TG180 trên chuột trắng SWISS với chỉ số tương ứng là 43,99% và 36,8%. Tiếp sau đó, các tác giả [3, 6] đã tổng hợp và nghiên cứu phức chất của Pt(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) với một số thiosemicacbazon. Kết quả cho thấy, các phức chất của Pt(II) với 4-phenyl thiosemicacbazon isatin, thiosemicacbazon furanđehit có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư gan, ung thư màng tim, ung thư màng tử cung. Phức chất của Pt(II) với 4-metyl thiosemicacbazon isatin, 4-metyl thiosemicacbazon furanđehit đều có khả năng ức chế tế bào ung thư màng tim và ung thư biểu mô ở người. Tác giả [7] đã tổng hợp và nghiên cứu hoạt tính sinh học của phức chất giữa Co(II), Ni(II), Cu(II) với các thiosemicacbazon mà hợp chất cacbonyl có nguồn gốc từ tự nhiên như octanal, campho, xitronenlal, mentonua. Trong số đó, phức chất Cu(II) của các phối tử thiosemicacbazon xitronenal và thiosemicacbazon menton đều có khả năng ức chế mạnh trên cả hai dòng tế bào ung thư gan và phổi. Ngoài ứng dụng trong y, dược học, gần đây người ta còn phát hiện ra nhiều khả năng ứng dụng mới của thiosemicacbazon và phức chất của chúng trong các lĩnh vực xúc tác, chống ăn mòn kim loại, phân tích hóa học v.v… Sivadasan Chettian và các cộng sự đã tổng hợp những chất xúc tác gồm phức chất của thiosemicacbazon với một số kim loại chuyển tiếp trên nền polistiren [15]. Đây là những chất xúc tác dị thể được sử dụng trong phản ứng tạo nhựa epoxit từ xiclohexen và stiren. Các phức chất của Pd với thiosemicacbazon cũng có thể làm xúc tác khá tốt cho phản ứng nối mạch của anken (phản ứng Heck) [19]. 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 của 4metyl thiosemicacbazon, 4-phenyl thiosemicacbazon của 2-axetylpyriđin đối với 8 thép nhẹ (98%Fe). Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả ức chế cực đại của chất đầu là 74,59% còn chất sau đạt 80,67% [12,20]. Các thiosemicacbazon cũng được sử dụng trong hóa học phân tích để tách cũng như xác định hàm lượng của nhiều kim loại. Ví dụ: phương pháp trắc quang đã được sử dụng để xác định hàm lượng của Cu(II) và Ni(II) trong dầu ăn và dầu của một số loại hạt dựa trên khả năng tạo phức của chúng với 1-phenyl-1,2propanđion-2-oximthiosemicacbazon [29], xác định hàm lượng Zn(II) trong cơ thể người và các mẫu thuốc dựa trên khả năng tạo phức với phenanthraquinon monophenyl thiosemicacbazon [35]… Nhiều công trình nghiên cứu trong lĩnh vực sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) [36] đã sử dụng các thiosemicacbazon để tách và xác định hàm lượng các ion kim loại nặng độc hại, đặc biệt là Hg và Cd. Bên cạnh đó, nhiều tác giả đã chế tạo được các điện cực chọn lọc ion trên cơ sở các thiosemicacbazon như: điện cực chọn lọc ion Cu2+ trên cơ sở benzil (bisthiosemicacbazon) [37]; điện cực chọn lọc ion Hg2+ trên cơ sở salixylandehit thiosemicacbazon [38]; điện cực chọn lọc ion Al3+ trên cơ sở glyoxal (bisthiosemicacbazon) [39]…Các điện cực này có thời gian phục hồi nhanh, khoảng nồng độ làm việc rộng và thời gian sử dụng dài. Đây là một hướng mới trong nghiên cứu ứng dụng của thiosemicacbazon. 1.3. GIỚI THIỆU VỀ PALAĐI 1.3.1. Giới thiệu chung Palađi là kim loại thuộc họ platin - một trong số những kim loại quí, màu xám nhạt, tương đối mềm, nhẹ nhất, dễ nóng chảy nhất và có khả năng phản ứng cao nhất trong số các kim loại họ platin. Trong các hợp chất, palađi thể hiện số oxi hoá + 2, + 4. Trong đó, trạng thái oxi hoá + 4 như PdO2, K2[PdCl6] có tính oxi hoá mạnh, không bền. Trong tự nhiên, nguyên tố palađi tồn tại một số đồng vị có % về khối lượng 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% 9 1.3.2. Khả năng tạo phức Ion Pd2+ có cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d104s24p64d8, 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 cho electron 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–... [6]. Cl Cl Cl Pd Pd Pd Cl Cl Cl Cấu hình vuông phẳng còn phổ biến trong các hợp chất của Pd dưới dạng rắn như PdCl2. 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 phân tử. 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 hay phức chất [Pd(o-C6H4AsMe2)2]I2 có cấu trúc bát diện biến dạng kiểu tứ phương với số phối trí 6. Paladi (II) có khả năng tạo phức chất vòng càng với đimetylglioxim trong dung dịch Pd NH3 loãng. Phản ứng tạo phức này được dùng để định tính và định lượng Pd(II). Phức chất của Pd(II) với đimetylglioxim 1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT 1.4.1. Phương pháp phổ khối lượng Phương pháp phổ khối là phương pháp khá hiện đại và quan trọng trong việc xác định một cách định tính và định lượng thành phần cũng như cấu trúc của các hợp chất hoá học. Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là có độ nhạy cao, cho phép xác định chính xác phân tử khối của các hợp chất. 10