Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tổng hợp, xác định cấu trúc và thăm dò hoạt tính ức chế tế bào ung thư của một số phức ion kim loại chuyển tiếp với salicylaldehyde-N(4)-morpholinylthiosemicarbazone

Chia sẻ: Minh Nhân | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:71

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Salicylaldehyde-N(4)-nhóm thế thiosemicarbazone và phức chất của chúng với các ion kim loại được quan tâm rất nhiều so với các hợp chất dẫn xuất của thiourea vì chúng thể hiện các hoạt tính sinh học ưu việt như kháng virus, kháng vi khuẩn, kháng nấm và có tiềm năng kháng ung thư, ...chính hoạt tính sinh học đa dạng của chúng đã thu hút nhiều nghiên cứu hiện nay. Trong xu hướng đó, tác giả đã tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu tổng hợp, xác định cấu trúc và thăm dò hoạt tính ức chế tế bào ung thư của một số phức ion kim loại chuyển tiếp với salicylaldehyde-N(4)-morpholinylthiosemicarbazone với mong muốn có được các chất có hoạt tính sinh học tốt.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tổng hợp, xác định cấu trúc và thăm dò hoạt tính ức chế tế bào ung thư của một số phức ion kim loại chuyển tiếp với salicylaldehyde-N(4)-morpholinylthiosemicarbazone

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH --------------------------------- MAI NGỌC ANH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH ỨC CHẾ TẾ BÀO UNG THƯ CỦA PHỨC ION Cu2+, Zn2+, Cd2+ VỚI SALICYLALDEHYDE- N(4)-MORPHOLINYLTHIOSEMICARBAZONE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GV HƯỚNG DẪN: ThS. TRẦN BỮU ĐĂNG Thành phố Hồ Chí Minh 9–2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH --------------------------------- MAI NGỌC ANH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ THĂM DÒ HOẠT TÍNH ỨC CHẾ TẾ BÀO UNG THƯ CỦA PHỨC ION Cu2+, Zn2+, Cd2+ VỚI SALICYLALDEHYDE-N(4)- MORPHOLINYLTHIOSEMICARBAZONE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GV HƯỚNG DẪN: ThS. TRẦN BỮU ĐĂNG Thành phố Hồ Chí Minh 9–2018
NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................
LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình hoàn thành khoán luận tốt nghiệp này, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, động viên từ gia đình, thầy cô và bạn bè. Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô bộ môn Hóa Vô cơ nói riêng và quý thầy cô khoa Hóa học nói chung. Thầy cô đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu để tôi có đủ hành trang tiến bước vào đời. Tôi xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc đến thầy Trần Bữu Đăng người trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt rất nhiều kiến thức cần thiết, giúp đỡ tôi rất nhiều, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành khóa luận này. Hơn thế nữa, tôi học được ở thầy đức tính tỉ mỉ, cần cù, sáng tạo và phong cách giản dị - đó là những giá trị sống rất cao đẹp. Và hơn hết, tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, các em khóa dưới đã tạo động lực rất lớn cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng như làm đề tài. Trong suốt quá trình thực hiện khóa luận vẫn còn nhiều thiếu sót kính mong Quý thầy cô nhận xét và góp ý để khóa luận được hoàn chỉnh hơn. Một lần nữa xin gửi lời cảm ơn và lời chúc tốt đẹp nhất cho toàn thể Thầy cô và các bạn. Chân thành cảm ơn! Tác giả Mai Ngọc Anh
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là trung thực, là kết quả nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của ThS. Trần Bữu Đăng. Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc đúng quy đinh. ̣ Tác giả Mai Ngọc Anh
CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ CƯƠNG A549 Human alveolar epithelial cells (ung thư phổi) COSY 2D NMR Spectroscopy (phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều proton- proton) 13 C - NMR Carbon-13 nuclear magnetic resonance (phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13 C) DMF Dimethylformamide DMSO Dimethyl sulfoxide ESI MS electrospray ionisation mass spectrometry (phổ khối lượng ion hóa bằng dòng electron) FT-IR Fourier transform infrared spectroscopy (phổ hấp thụ hồng ngoại) HCT116 Human colon cancer cell line (ung thư đường ruột) HepG2 Liver Hepatocellular carcinoma (ung thư biểu mô tế bào gan) HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation (phổ cộng hưởng từ proton hai chiều proton-carbon, 3 nối) 1 H - NMR Proton nuclear magnetic resonance (phổ cộng hưởng từ proton) HuCCA-1 Human cholangiocarcinoma (ung thư đường mật của con người ) HSQC Heteronuclear Multiple Quantum Correlation (phổ cộng hưởng từ proton hai chiều proton-carbon, 1 nối) IC50 Nồng độ hợp chất có thể giết chết 50% tế bào NOESY Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy UV-Vis Ultraviolet–visible spectroscopy (phổ hấp thụ electron). s singlet (mũi đơn) d doublet (mũi đôi) t triplet (mũi ba)
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Các mức và khoảng biến thiên của các yếu tố ảnh hưởng ............................ 15 Bảng 2.2. Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 1 ...........................................16 Bảng 2.3. Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 ...........................................17 Bảng 3.1. Sự phụ thuộc của hiệu suất vào xúc tác acid ................................................21 Bảng 3.2 : Các giá trị hằng số a trong phương trình tính các hệ số hồi quy .................25 Bảng 3.3 : Ma trận quy hoạch thực nghiệm kế hoạch tâm bậc 2 xoay..........................25 Bảng 3.4: Đánh giá thông kê các hệ số .........................................................................27 Bảng 3.5: Kết quả ANOVA của mô hình bậc 2 ............................................................ 28 Bảng 3.6 : Tín hiệu các dao động đặc trưng của các nhóm chức chính của HL1 .........28 Bảng 3.7. Đặc điểm độ chuyển dịch proton của HL1 trên NMR ..................................30 Bảng 3.8. Một số đặc điểm cơ bản của phức chất .........................................................31 Bảng 3.9. Điều kiện tổng hợp phức chất .......................................................................32 Bảng 3.10. Giá trị m/z của pic ion phân tử và công thức phân tử dự kiến của ba phức.....33 Bảng 3.11. Đặc điểm các vân dao động các nhóm chức chính của phối tử và phức chất .......................................................................................................................................40 Bảng 3.12. Các chuyển mức chủ yếu trên phổ UV-Vis của phối tử và phức chất ........44
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Công thức cấu tạo chung của thiosemicarbazone ...........................................2 Hình 1.2. Cân bằng giữa hai dạng thione và thiol trong dung dịch.................................3 Hình 1.3. Cấu trúc tổng quát sự chuyển dịch cân bằng thione – thiol của thiosemicarbazone ...........................................................................................................3 Hình 1.4. Cách phối trí thông thường của thiosemicarbazone ........................................4 Hình 1.5. Dạng phối trí khi tạo phức của hỗn hợp cân bằng thione và thiol trong dung dịch ..................................................................................................................................4 Hình 1.6. Ion kim loại phối trí với thiosemicarbazone ở N(1) ........................................5 Hình 1.7. Kiểu phối trí chelate vòng bốn cạnh ................................................................ 5 Hình 1.8. Khả năng phối trí khi có mặt dị tố O (a) và N (b) ...........................................5 Hình 1.9. Dung lượng phối trí 3 của thiosemicarbazone ................................................6 Hình 1.10. Một số thiosemicarbazone chứa isoquinoline và pyridine ............................8 Hình 1.11. Một số thiosemicarbazone chứa dẫn xuất của quinoline ............................... 9 Hình 3.1. Sự phụ thuộc của hiệu suất vào yếu tố tỉ lệ mol T ........................................21 Hình 3.2. Sự phụ thuộc của hiệu suất vào nhiệt độ nước cách thủy ............................. 22 Hình 3.3. Sự phụ thuộc của hiệu suất vào thời gian ......................................................22 Hình 3.4. Mô hình 3D của phương trình(*) Hình 3.5. Mô hình 2D của phương trình (*) .28 Hình 3.6. Phổ IR của HL1 ............................................................................................. 29 Hình 3.7. Công thức cấu tạo của HL1 ...........................................................................29 Hình 3.8. Phổ 1H-NMR của HL1 ..................................................................................31 Hình 3.9. Phổ MS của phức ZnL1 .................................................................................35 Hình 3.10. Phổ MS của phức CdL1 ..............................................................................37 Hình 3.11. Phổ MS của phức CuL1 ..............................................................................39 Hình 3.12. Một số tương quan chính trên HMBC của CdL1 ........................................41 Hình 3.13. Một số tương quan chính trên HSQC của CdL1 .........................................42 Hình 3.14. Phổ 13C-NMR của CuL1 .............................................................................53
Hình 3.15. Phổ 1H-NMR của CuL1...............................................................................54 Hình 3.16. Phổ 13C-NMR của CdL1 .............................................................................55 Hình 3.17. Phổ 1H-NMR của CdL1...............................................................................56 Hình 3.18. Phổ 13C-NMR của ZnL1 ..............................................................................57 Hình 3.19. Phổ 1H-NMR của ZnL1 ...............................................................................58 Hình 3.20. Một số tương quan chính trên HMBC của ZnL1 ........................................59 Hình 3.21. Một số tương quan chính trên HMBC của CuL1 ........................................60
MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 2 1.1. Giới thiệu cấu trúc thiosemicarbazone (TSC) và phức chất của thiosemicarbazone (M-TSC) .................................................................................... 2 1.1.1. Cấu tạo chung TSC ..................................................................................... 2 1.1.2. Cấu tạo chung của phức M-TSC ................................................................ 4 1.2. Một số ứng dụng của TSC và phức chất của TSC với ion kim loại............... 6 1.2.1. Các ứng dụng phổ biến ............................................................................... 6 1.2.2. Khả năng ức chế sự phát triển tế bào ung thư.......................................... 7 1.3. Định hướng nghiên cứu về phức chất của thiosemicarbazone hiện nay ....... 9 1.4. Mục tiêu nghiên cứu ......................................................................................... 11 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM .................................................................................. 12 2.1. Hóa chất và dụng cụ ......................................................................................... 12 2.2. Tổng hợp hỗn hợp Salicyaldehyde-N(4)-morpholinylthiosemicarbazone SMT .......................................................................................................................... 13 2.2.1. Quy trình tổng hợp SMT .......................................................................... 13 2.3. Tối ưu hóa điều kiện tổng hợp SMT............................................................... 14 2.3.1. Xác định các mức cơ sở bằng phương pháp đơn biến ........................... 14 2.3.2. Mô hình bề mặt (RSM) tối ưu hóa hiệu suất tổng hợp HL1 ................. 15 2.4. Tổng hợp phức chất đồng, kẽm, cadmi .......................................................... 17 2.4.1. Tổng hợp phức chất CuL1 ........................................................................ 17 2.4.2. Tổng hợp phức chất ZnL1 ........................................................................ 18 2.4.3. Tổng hợp phức chất CdL1 ........................................................................ 18 2.5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 19 2.5.1. Quy hoạch thực nghiệm theo phương pháp trực giao ........................... 19 2.5.3. Phương pháp nghiên cứu thành phần và cấu trúc của phối tử và phức chất ........................................................................................................................ 19 2.5.3.2. Phổ hấp thu hồng ngoại FT- IR ........................................................ 19 2.5.3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H và 13C-NMR 1D và 2D................. 19 2.5.3.4. Phổ khối lượng ESI MS ..................................................................... 19 2.5.4. Phương pháp thăm dò hoạt tính sinh học ............................................... 20 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................. 21
3.1. Đánh giá các mức của khảo sát đơn biến ....................................................... 21 3.2. Thiết lập phương trình hồi quy....................................................................... 23 3.3. Phân tích kết quả phổ của HL1 ...................................................................... 28 3.4.2. Xác định điều kiện tổng hợp phức chất ................................................... 31 3.4.3. Phân tích kết quả các phổ của phức CuL1, CdL1, ZnL1 ...................... 32 3.5. Phân tích kết quả phổ UV-Vis......................................................................... 44 3.6. Khảo sát hoạt tính sinh học. ............................................................................ 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 49 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 53
MỞ ĐẦU Ung thư là căn bệnh thế kỉ khi phương thuốc chữa bệnh hiệu quả rất hiếm. Trên thế giới đã có nhiều nhà nghiên cứu khoa học đã tìm ra loại hóa dược hiệu quả nhất trong việc ngăn chặn và tiêu diệt tế bào ung thư. Cisplatin là hợp chất đầu tiên được sử dụng để điều trị trong các bệnh viện, tuy nhiên cisplatin có ái lực rất lớn với các protein có chứa các ion sulfide gây vô hiệu hóa các enzyme thiết yếu trong tế bào của cơ thể. Để cải thiện những bất cập của cisplatin, thiosemicarbazone (TSCs) và các phức của TSCs (M-TSCs) đã được nghiên cứu về cơ chế cũng như khả năng ngăn chặn, tiêu diệt các tế bào ung thư. Khi TSCs và M-TSCs được tiêm vào người bệnh, các phân tử này hoạt động như các chất ức chế, có thể tạo liên kết với DNA của tế bào ung thư bằng hệ thống liên hợp NNS, ngăn chặn sự phiên mã và dịch mã của DNA tế bào ung thư. Nhiều báo cáo chỉ ra rằng thiosemicarbazone thế ở N(4) có thể khuếch tán dễ dàng qua màng tế bào. Salicylaldehyde-N(4)-nhóm thế thiosemicarbazone và phức chất của chúng với các ion kim loại được quan tâm rất nhiều so với các hợp chất dẫn xuất của thiourea vì chúng thể hiện các hoạt tính sinh học ưu việt như kháng virus, kháng vi khuẩn, kháng nấm và có tiềm năng kháng ung thư, ...chính hoạt tính sinh học đa dạng của chúng đã thu hút nhiều nghiên cứu hiện nay. Trong xu hướng đó, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: Nghiên cứu tổng hợp, xác định cấu trúc và thăm dò hoạt tính ức chế tế bào ung thư của một số phức ion kim loại chuyển tiếp với salicylaldehyde-N(4)-morpholinylthiosemicarbazone với mong muốn có được các chất có hoạt tính sinh học tốt. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu cấu trúc thiosemicarbazone (TSC) và phức chất của thiosemicarbazone (M-TSC) 1.1.1. Cấu tạo chung TSC Thiosemicarbazone là dẫn xuất của thiourea, được tạo thành khi ngưng tự thiosemicarbazide hay dẫn xuất thế N(4)-aminylthiosemicarbazide với aldehyde hoặc ketone thích hợp. Theo IUPAC, tên của dẫn xuất thế N(4) thiosemicarbazone được thành lập bằng cách thêm “thiosemicarbazone” vào sau tên của aldehyde hay ketone tham gia ngưng tụ và cách đánh số khung thiosemicarbazone cũng tuân theo hệ thống đánh số quy ước cho hợp chất này. Thiosemicarbazone có công thức cấu tạo (I), và khi ở N(4) xuất hiện nhóm thế thì nó lại có cấu tạo (II) [1]. Hình 1.1. Công thức cấu tạo chung của thiosemicarbazone Trong đó R1, R2, R3, R4 có thể là H, ankyl, aryl, hay hệ thống vòng …. + Dạng đồng phân E và Z: Sự hiện diện của C=N, làm cho thiosemicarbazone tồn tại hai dạng đồng phân hình học E và Z. Xét tính ổn định nhiệt động lực học, dạng đồng phân E sẽ chiếm ưu thế trong hỗn hợp. Cấu trúc xương sống của C=N-NH-CS-N thường đồng phẳng với nguyên tử S nằm ở vị trí trans của azomethine. + Dạng đồng phân thione-thiol: Sự có mặt của NH-C=S trong thiosemicarbazone có thể tạo ra hai dạng đồng phân thione-thiol trong hỗn hợp. Trong dung dịch thiosemicarbazone tồn tại như một hỗn hợp cân bằng của thione (III) và thiol (IV) [1]. 2
Hình 1.2. Cân bằng giữa hai dạng thione và thiol trong dung dịch Quá trình thiol hóa xảy ra là do hiệu ứng cộng hưởng trải dài trên khung sườn thiosemicacbazone làm cho electron bất định xứ được giải tỏa mạnh trên toàn bộ hệ liên hợp. Mặc dù dạng thione chiếm ưu thế hơn khi tồn tại trạng thái rắn ,tuy nhiên trong dung dịch thì vẫn có thể tồn đồng thời cả hai dạng thione và thiol [1]. Cân bằng thione-thiol có thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong quá trình tổng hợp thiosemicarbazone như pH của môi trường, dung môi [1].Những dung môi có tính phân cực khác nhau cũng ảnh hưởng nhiều đến khả năng tự động chuyển dịch của thione – thiol trong hỗn hợp [2]-[5].Nhìn chung dung môi có tính phân cực càng cao, thì khả năng chuyển dạng cân bằng sang thione sẽ chiếm ưu thế [6]. Thione Thiol Hình 1.3. Cấu trúc tổng quát sự chuyển dịch cân bằng thione – thiol của thiosemicarbazone 3
1.1.2. Cấu tạo chung của phức M-TSC Trong bộ khung của thiosemicarbazone chứa 2 nguyên tử nitrogen và một nguyên tử sunlfur là những nguyên tử còn cặp electron tự do có khả năng tham gia phối trí với ion kim loại. Với dung lượng phối trí là 2, thiosemicarbazone đóng vai trò như một phối tử vòng càng. Nguyên tử N(1) của nhóm azomethine và S của thione hay thiol tham gia tạo phức vòng càng, thường xảy ra khi phối tử này tạo thành anion bằng cách giải phóng proton của nhóm NH(2) nhờ quá trình tautomer hóa. Quá trình này tiêu tốn nhiều năng lượng, song nó được bù đắp bởi sự hình thành thêm một liên kết và hiệu ứng chelate. Hiệu ứng đóng vòng này giúp hệ liên hợp trải dài hơn, kết quả làm bền hóa phức tạo thành. Do đó, trong cầu phối trí của ion kim loại chuyển tiếp, thường có sự phối trí cơ bản sau: Hình 1.4. Cách phối trí thông thường của thiosemicarbazone [1] Trong dung dịch thiosemicarbazones có thể tồn tại dưới dạng hỗn hợp cân bằng tautomer thione (I) và thiol (II). Dạng thione khi phối trí với ion kim loại tạo phức có dạng (III) và thiol có dạng (IV) [1]. Hình 1.5. Dạng phối trí khi tạo phức của hỗn hợp cân bằng thione và thiol trong dung dịch [1] 4
Do đó phụ thuộc vào điều kiện phản ứng (đặc biệt là pH), phức chất tạo thành có thể là cation, trung tính hoặc anion. Tuy nhiên, các báo cáo về phức chất của ion kim loại với thiosemicarbazone có thể tồn tại chủ yếu tồn tại ở dạng thione (III), trong khi dữ liệu xác định về phức chất có chứa thiosemicarbazone ở dạng thiol còn thiếu, chưa có nhiều nghiên cứu rõ rệt. Ngoài ra, trong quá trình tạo phức thiosemicarbazone cũng có thể chỉ phối trí với ion kim loại ở vị trí N(1) [7]. Hình 1.6. Ion kim loại phối trí với thiosemicarbazone ở N(1) Thiosemicarbazone cũng có khả năng phối trí đồng thời tại hai vị trí N(2) và S tạo vòng bốn cạnh, tuy nhiên trường hợp này rất ít và không phổ biến, khi aldehyde hay ketone ở vị trí N(1) càng cồng kềnh thì khả năng tạo vòng bốn chiếm ưu thế hơn vòng năm.[8] Hình 1.7. Kiểu phối trí chelate vòng bốn cạnh Tuy nhiên, dung lượng phối trí của thiosemicarbazone cũng có thể tăng lên khi trên R1 và R2 có các nhóm thể chứa nguyên tử có khả năng cho electron (hình 1.9). Thường xảy ra với nhóm thế -OH, những dị vòng nitrogen. Hình 1.8. Khả năng phối trí khi có mặt dị tố O (a) và N (b) 5
Hình 1.9. Dung lượng phối trí 3 của thiosemicarbazone 1.2. Một số ứng dụng của TSC và phức chất của TSC với ion kim loại Hiện nay thiosemicarbazone đang nhận được nhiều sự chú ý một cách rộng rãi bởi khả năng kháng thể của nó, chống độc tố, kháng khuẩn hoặc kháng virus. Đặc biệt rất quan tâm đến sự tương tác của nó với các ion kim loại khi xét đến hoạt tính của thiosemicarbazone [8]. 1.2.1. Các ứng dụng phổ biến • Trong lĩnh vực hóa phân tích Thiosemicarbazone có khả năng tạo phức màu với các ion kim loại, nên được ứng dụng trong việc xác định vết các kim loại trong các mẫu sinh học và dược phẩm, trong khai thác kim loại, ức chế ăn mòn, ...[9]. Trong ngành dược phẩm, khi tách các ion Cu (Il), Co (II) và Fe (ll) trong dược phẩm có thể được xác định bằng phương pháp sắc ký cột và dung môi giải ly với 2- acetylpyridine-4-phenyl-3-thiosemicarbazone để tạo thành phức chất như thuốc thử [10] . Ngoài ra một số dẫn xuất của thiosemicarbbazone như 2-acetylpyridine-4-phenyl thiosemicarbazone, 2-acetylpyridin-4-phenylisoetyl thiosemicarbazone được dùng để ức chế quá trình ăn mòn của nhôm trong dung dịch HCl [11]. • Hoạt tính kháng động vật đơn bào Ở châu Phi và Mỹ Latin, những loại bệnh về nhiễm trùng đe dọa một cách nghiệm trọng đến sức khỏe của con người như bệnh kí sinh trùng đơn bào do trùng roi (trypanosomiasis) và trùng sốt rét (malaria) vốn là vấn đề cần giải quyết hàng đầu của ngành y tế. 6
Đối với bệnh kí trùng đơn bào do trùng roi, những loại thuốc có sẵn, không thật sự hiệu quả. Thuốc có hiệu quả tốt mà được sử dụng phổ biến là nifurtimox. Trong những dẫn xuất đầy hứa hẹn được phát triển, các nhóm nghiên cứu tìm thấy thiosemicarbazone, đặc biệt là dẫn xuất chứa nitro (NO2), và phức kim loại của chúng. Kang và cộng sự đã đánh giá một loạt các isatin-β-thiosemicarbazone cho hoạt động chống Herpes simplex virus loại 1 (HSV-1) và loại 2 (HSV-2). Họ đã kết luận rằng nhóm thiourea trong thiosemicarbazone và nhóm NH trong isatin có tính quyết định cho hoạt động chống virus của nó [12]. Họ đã kết luận rằng nhóm thiourea trong thiosemicarbazone và nhóm NH trong isatin có tính quyết định cho hoạt động chống virus của nó. Karakucuk-iyidogan và cộng sự [13] đã tổng hợp các phức Pd(II) và Pt(II) của thiophene-2-carboxaldehydes thiosemicarbazone và thử nghiệm hoạt động chống virus của chúng. Shebl và cộng sự (2010) nghiên cứu các hoạt tính kháng khuẩn của thiosemicarbazone, semicarbazone của các phối tử thiocarbohydrazone có nguồn gốc từ 4,6-diacetylresorcinol và phức chất kim loại của chúng chống lại vi khuẩn Rhizobium [14]. 1.2.2. Khả năng ức chế sự phát triển tế bào ung thư a. Các yếu tố ảnh hưởng hoạt tính sinh học Thiosemicarbazone có khả năng ức chế tế bào ung thư trong cơ thể người theo cơ chế: liên kết với các nucleotide thông qua hệ liên hợp N-N-CS, ngăn chặn quá trình dịch mã và tổ hợp DNA của tế bào ung thư [15]-[17]. Altun và cộng sự [15] đã sử dụng phương pháp Electron-Topological Method (ETM) để tìm ra đặc điểm quy định độc tính trong cấu trúc của thiosenicarbazone trên dòng HSV-1. Tác giả cho rằng độc tính của thiosemicarbazone chủ yếu nằm trên nhóm C=N(1) quy định khả năng gây độc tế bào. Khi nhóm C=N(1) bị khử thành CH-N(1)H thì hoạt tính hoàn toàn không còn. b. Đặc điểm nhóm thế N(4) với các dòng tế bào u Năm 2012 nhóm tác giả Amoussatou Sakirigui và cộng sự đã kết hợp citral có trong tinh dầu của loài cymbopogoncitratusis với thiosemicarbazide. Trong số 5 chất được khảo sát, so với 4 hợp chất còn lại không có nhóm thế hay nhóm thế nhỏ ở N(4) thì chỉ có citral 4-phenyl-3-thiosemicarbazone có hoạt tính đáng kể nhất (IC50= 1,96 7
μM). Đây còn là bằng chứng cho thấy sự ảnh hưởng quan trọng của nhóm thế N(4) đối với khả năng hoạt động của thiosemicarbazone [18]. Nhóm N(4)-aminyl càng kém ưa nước thì độc tính càng cao. Theo Jonathan. R [19] và cộng sự, hoạt tính của thiosemicarbazone phụ thuộc chủ yếu vào tính “ưa lipit” (lipophilicity) hay còn gọi tính kị nước vì thuốc di chuyển qua màng sinh học theo cơ chế thụ động. Theo nghiên cứu của Houssou [20] năm 2012, khi sử dụng các dẫn xuất thiosemicarbazone để kháng lại dòng tế bào trypanosoma brucei. Hoạt tính tăng lên khi di chuyển nguyên tử halogen (Cl hoặc Br) từ vị trí ortho đến vị trí para của vòng benzene của acetophenone-thiosemicarbazone. Qua đó cho thấy sự có mặt của các nhóm thế kị nước ở vị trí para là có lợi cho hoạt tính này. Việc thay thế nhóm metyl của acetophenone-thiosemicarbazone bằng hydro đã làm giảm hoạt tính. Khi vòng phenyl của acetophenone-thiosemicarbazone được thay thế bằng naphthyl, thì hoạt tính sẽ tăng lên đáng kể. Theo [21], các thiosemicabazone chứa hợp phần quinoline có tính kị nước thấp hơn các hợp phần là các dẫn xuất của benzene. Có thể sắp xếp tính kị nước của N(4)-aminyl theo thứ tự tăng dần theo hoạt tính: 2H
loại hợp chất hữu cơ này. Mặt khác, theo [1] các dẫn xuất của thiosemicarbazone được tổng hợp từ quionline có khả năng chống lại dòng tế bào ung thư HCT116. Hình 1.11. Một số thiosemicarbazone chứa dẫn xuất của quinoline Khi nhóm thế ở vị trí N (4) ở thiosemicarbazone là aldehyde hay ketone có chứa nhân thơm thì hoạt tính sinh học cao. Nhóm thế càng cồng kềnh, chứa nhiều dị tố sẽ làm tăng hoạt tính sinh học của thiosemicarbazone [1],[23]. 1.3. Định hướng nghiên cứu về phức chất của thiosemicarbazone hiện nay Với mong muốn tạo ra những hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học cao, người ta có xu hướng sẽ chọn thiosemicarbazone có hợp phần dị vòng chứa N, do theo các tài liệu thì sự có mặt của hợp phần dị vòng có khả năng làm tăng hoạt tính của thiosemicarbazone. Mặc khác cũng mong muốn tạo ra phức chất có cấu trúc bất đối xứng để cải thiện khả năng hòa tan của chúng. Do đó chúng tôi chọn hợp phần morpholine với những tiêu chí phù hợp. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu trên thế giới cũng rất quan tâm đến morpholine, là một amin chứa cả nhóm amin và ete và thích hợp cho khai thác, chưng cất và dung môi cho ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa dầu [24]. Các chất dẫn xuất morpholine được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ để sản xuất hoá chất nông nghiệp, thuốc diệt nấm và chất diệt khuẩn. Nhiều hợp chất thuộc nhóm này được cho là có khả năng chống viêm, giảm đau, gây tê cục bộ, chống HIV, chống ung thư, chống trầm cảm, kháng nấm và kháng khuẩn [25]. Đối với hoạt tính kháng ung thư, Bacher và cộng sự năm 2015 [26], đã công bố phức chất Cu(II) với hợp phần morpholine thiosemicarbazone. Kết quả cho thấy phức Cu(II) với hợp phần morpholine thiosemicarbazone có khả năng tan trong nước, trong khi phức Cu(II) của hợp phần piperazine- thiosemicarbazone không hòa tan trong nước được. Đó là điểm thú vị của phức Cu(II) với hợp phần morpholine thiosemicarbazone, cho phép kiểm tra độc tính hai dòng tế bào ung thư HeLa và A549 với giá trị IC50 từ 9