Tổng hợp và nghiên cứu phức chất Ni(ii) với dẫn xuất N(4)–Thiosemicacbazon benzanđehit: Luận văn Thạc sĩ Hóa học

ĐẠI HỌC QUỐ C GIA HÀ NỘI

TRƯỜ NG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -----------------------

PHÙNG THỊ THU HƯỜNG

TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU

PHỨC CHẤTCỦA Ni(II) VỚI MỘT SỐ DẪN XUẤT THẾ

N(4) –THIOSEMICACBAZON BENZANĐEHIT

Chuyên ngành: Hóa vô cơ

Mã số:604425

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trịnh Ngọc Châu

HÀ NỘI-2011

ĐẠI HỌC QUỐ C GIA HÀ NỘI

TRƯỜ NG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -----------------------

NGÔ XUÂN TRƯỜNG

TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU

PHỨC CHẤTCỦA Ni(II) VỚI MỘT SỐ DẪN XUẤT THẾ

N(4) –THIOSEMICACBAZON PYRUVIC

Chuyên ngành: Hóa vô cơ

Mã số:604425

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trịnh Ngọc Châu

HÀ NỘI-2011

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ................................................................................................ 2

1.1 THIOSEMICACBAZIT VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ .................................................. 2

1.1.1. Thiosemicacbazit và thiosemicacbazon ................................................................... 2

1.1.2. Phức chất của kim loại chuyển tiếp với các thiosemicabazit: ................................ 3

1.1.3. Phức chất của kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazon: ................................... 4

1.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NIKEN ............................................................................. 9

1.2.1 Giới thiệu chung: ........................................................................................................ 9

1.2.2. Khả năng tạo phức: ................................................................................................. 10

1.3. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THIOSEMICACBAZON VÀ PHỨC CHẤT CỦA

CHÚNG: ............................................................................................................................. 10

1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT: ......................................... 13

1.4.1 Phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại: .................................................................. 13

1.4.2. Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ proton và cộng hƣởng từ cacbon 13: ............ 15

1.4.3 Phƣơng pháp phổ khối lƣợng: ................................................................................. 17

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

............................................................................................................................................. 18

1.5.1. Phƣơng pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định: ................................... 18

CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM ....................................................................................... 22

2.1. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KĨ THUẬT THỰC NGHIỆM ................... 22

2.1.1 Tổng hợp phối tử: ..................................................................................................... 22

2. 1.2 Tổng hợp các phức chất: ......................................................................................... 24

2.2. CÁC ĐIỀU KIỆN GHI PHỔ ..................................................................................... 26

2.3. PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG Ni TRONG PHỨC CHẤT ....................................... 26

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 28

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

3.2. NGHIÊN CƢU CÁC PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ

HẤP THỤ HỒNG NGOẠI ................................................................................................ 29

3.3. NGHIÊN CƢU BẰNG PHƢƠNG PHÁP CỘNG HƢỞNG TỪ PROTON VÀ PHỔ CỘNG HƢỞNG NHÂN 13C PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT BẰNG .................... 35

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

3.3.1. Phổ cộng hƣởng từ proton của các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz, Hpthbz .. 35 3.3.2 Phổ cộng hƣởng từ nhân 13C của các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz

............................................................................................................................................. 48 3.3.3 Phổ cộng hƣởng từ proton 1H của các phức chất Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2,

Ni(athbz)2, Ni(pthbz)2 ........................................................................................................ 58 3.3.4. Phổ cộng hƣởng từ nhân 13C của các phức chất Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2,

Ni(athbz)2 và Ni(pthbz)2 .................................................................................................... 62

3.4. NGHIÊN CƢU BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ KHỐI LƢỢNG CÁC PHỐI TỬ

VÀ PHỨC CHẤT Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2, Ni(athbz)2 và Ni(pthbz)2 ........................... 67

3.5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH KHÁNG SINH CỦA PHỐI TỬ VÀ

PHỨC CHẤT ..................................................................................................................... 72

KẾT LUẬN: ....................................................................................................................... 75

TµI LIÖU THAM KH¶O ................................................................................................... 76

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

MỞ ĐẦU

Qua nhiều công trình nghiên cứu đã được công bố cho thấy phức chất của

thiosemicacbazit và thiosemicacbazon với các kim loại chuyển tiếp có ứng dụng rất lớn trong khoa học và trong đời sống, như : hoạt tính diệt nấm, diệt khuẩn của

thiosemicacbazit và các dẫn xuất thiosemicacbazon của nó [1,3]. Đặc biệt từ năm 1969, sau khi phát hiện phức chất cis-platin [Pt(NH3)2Cl2] có hoạt tính ức chế sự phát triển ung thư thì nhiều nhà hoá học và dược học chuyển sang nghiên cứu hoạt

tính sinh học của các thiosemicacbazon cũng như phức chất của chúng. Trong số các loại phức chất được nghiên cứu, phức chất của thiosemicacbazon và dẫn xuất

của thiosemicacbazon đóng vai trò quan trọng [3,10,16,27].

Ngày nay, hàng năm có hàng trăm công trình nghiên cứu hoạt tính sinh học, đặc

biệt là hoạt tính chống ung thư của các phức chất thiosemicacbazon và dẫn xuất của

chúng được đăng trên các tạp chí Hoá học, Dược học, Y-sinh học….như

Polyhedron, Inorganica Chimica Acta, Inorganic Biochemistry, European Journal of

Medicinal Chemistry, Toxicology and Applied Pharmacology, Bioinorganic and

Medicinal Chemistry, Journal of Inorganic Biochemistry…

Các nghiên cứu hiện nay tập trung chủ yếu vào việc tổng hợp mới các thiosemicacbazon, dẫn xuất của thiosemicacbazon và phức chất của chúng với các

ion kim loại khác nhau, nghiên cứu cấu tạo của phức chất sản phẩm bằng các

phương pháp khác nhau và khảo sát hoạt tính sinh học của chúng. Trong một số

công trình gần đây, ngoài hoạt tính sinh học người ta còn khảo sát một số tính chất

khác của thiosemicacbazon như tính chất điện hoá, hoạt tính xúc tác, khả năng ức

chế ăn mòn kim loại…

Mục tiêu của việc khảo sát hoạt tính sinh học là tìm kiếm được các hợp chất có

hoạt tính cao đồng thời đáp ứng tốt nhất các yêu cầu sinh – y học khác như không độc, không gây hiệu ứng phụ, không gây hại cho các tế bào lành để dùng làm thuốc chữa bệnh cho người và động vật nuôi. Hiện nay đề tài nghiên cứu về phức chất của thiosemicacbazit, thiosemicacbazon vẫn đang là lĩnh vực thu hút nhiều nhà hoá học, dược học, sinh – y học trong và ngoài nước.

Xuất phát từ mục đích trên, tôi chọn đề tài: “nghiên cứu tổng hợp, cấu tạo của

một số phức chất Ni (II) với dẫn xuất của thiosemicacbazon”

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 THIOSEMICACBAZIT VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ

1.1.1. Thiosemicacbazit và thiosemicacbazon

Thiosemicacbazit là chất rắn kết tinh màu trắng, nóng chảy ở 181-1830C. Kết quả

nghiên cứu nhiễu xạ tia X cho thấy phân tử có cấu trúc như sau:

Trong đó các nguyên tử N(1), N(2), N(4), C, S cùng nằm trên 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 hidro nhóm N(4)H2 bằng các gốc RH khác nhau ta

thu được các dẫn xuất của thiosemicacbazit. Ví dụ như 4-phenyl thiosemicacbazit,

4-etyl thiosemicacbazit, 4-metyl thiosemicacbazit,…

Khi phân tử thiosemicacbazit hay sản phẩm thế của nó ngưng tụ với các hợp

chất cacbonyl sẽ tạo thành các hợp chất thiosemicacbazon theo sơ đồ 1.1: (R’’: H,

CH3, C2H5, C6H5….)

Phản ứng tiến hành trong môi trường axit theo cơ chế AN. Vì thế trong số các nguyên tử N có thiosemicacbazit cũng như dẫn xuất thế N(4) của nó chỉ có nguyên

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

tử N(1) là mang điện tích âm nên trong điều kiện bình thường, phản ứng ngưng tụ chỉ xảy ra ở nhóm N(1)H2 hidrazin [4].

1.1.2. Phức chất của kim loại chuyển tiếp với các thiosemicabazit:

Jesen là người đầu tiên nghiên cứu và tổng hợp các phức chất của

thiosemicacbazit [1]. Trong phức chất của thiosemicacbazit với Cu(II) ông đã chỉ ra

rằng:

+ Trong các hợp chất này thiosemicacbazit phối trí hai càng qua nguyên tử S

và N của nhóm hidrazin (N(1)H2).

+ Trong quá trình tạo phức phân tử thiosemicacbazit có sự chuyển cấu hình từ

trans sang cấu hình cis, đồng thời xảy ra sự chuyển nguyên tử H từ nhóm imin (- N(2)H) sang nguyên tử S và nguyên tử H này bị thay thế bởi kim loại. Do đó sự tạo

thành phức phải xảy ra theo sơ đồ 1.2:

Sự tạo phức của thiosemicacbazit.

Cũng trong nghiên cứu phức chất của Ni (II), Cu(II), Pt(II), Pd(II), Co(II)

[13,16, 31] , Zn (II) [14] với thiosemicacbazit bằng các phương pháp từ hoá, phổ

hấp thụ e, phổ hấp thụ hồng ngoại, các tác giả cũng đưa ra kết luận: liên kết giữa

phân tử thiosemicacbazit với nguyên tử kim loại được thực hiện trực tiếp qua nguyên tử S và nguyên tử N của nhóm N(1)H2; đồng thời khi tạo phức phân tử thiosemicacbazit tồn tại ở cấu hình cis.

Theo các tài liệu [8, 13, 23], trong đa số các trường hợp thiosemicacbazit tồn

tại ở cấu hình cis và đóng vai trò như một phối tử hai càng, như vậy có xu hướng

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

thể hiện dung lượng phối trí bằng hai và liên kết được thực hiện qua nguyên tử S và N(1) của nhóm hidrazin. Để thực hiện sự phối trí kiểu này cần phải tiêu tốn năng lượng cho quá trình di chuyển nguyên tử H của nhóm N(2)H sang sang nguyên tử S.

Năng lượng này được bù trừ bởi năng lượng dư do việc tạo thêm một liên kết và

hiệu ứng đóng vòng.

Tuy nhiên trong một số ít các trường hợp do khó khăn về mặt lập thể,

thiosemicacbazit đóng vai trò như một phối tử một càng và giữ nguyên cấu hình

trans, khi đó liên kết được thực hiện qua nguyên tử S. Ví dụ điển hình về kiểu phối

trí này ta có thể liệt kê là phức thiosemicacbazit của Ag (I), Cu (II), Co(II).

1.1.3. Phức chất của kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazon:

Hoá học phức chất của các kim loại chuyển tiếp với các thiosemicacbazon bắt

đầu phát triển mạnh sau khi Domagk nhận thấy hoạt tính kháng khuẩn của một số

thiosemicacbazon [41] Để làm sáng tỏ cơ chế tác dụng ấy của thiosemicacbazon

người ta đã tổng hợp các phức chất của chúng với các kim loại và tiến hành thử hoạt

tính kháng khuẩn của các hợp chất tổng hợp được.

Phức chất của thiosemicacbazon sở dĩ cũng được quan tâm nghiên cứu nhiều

bởi tính đang dạng của các hợp chất cacbonyl bởi nó cho phép thay đổi trong một

giới hạn rất rộng bản chất các nhóm chức cũng như cấu tạo hình học

thiosemicacbazon.

Cũng như thiosemicacbazit, các thiosemicacbazon có khuynh hướng thể hiện

dung lượng phối trí cực đại.

Nếu phần hợp chất cacbonyl không chứa nguyên tố có khả năng tham gia tạo

phức thì phối tử đóng vai trò như phối tử hai càng giống thiosemicacbazit. VD:

thiosemicacbazon của benzanđehit, xyclohexanon axetophenon, octanal, menton…

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Sơ đồ tạo phức của thiosemicacbazon 2 càng (R: H, CH3, C2H5, C6H5….)

Trong công trình nghiên cứu của mình, các tác giả [3,19,30] đã đưa ra cấu tạo

của phức 2 càng giữa Pt (II) với 4-phenyl thiosemicacbazon furaldehit và phức giữa

Pd (II) với 4-phenyl thiosemicacbazon 2-axetyl piridin như sau:

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-hidrazin (N(1)) qua hai hay ba

nguyên tử trung gian thì khi tạo phức phối tử này thường có khuynh hướng thể hiện như một phối tử ba càng với bộ nguyên tử cho là D, N(1), S. Một số phối tử loại này

là các thiosemicacbazon hay dẫn xuất thiosemicacbazon của salixylanđehit (H2thsa

hay H2phthsa), isatin (H2this hay H2pthis), axetylaxeton (H2thac hay H2pthac),

pyruvic (H2thpy hay H2pthpy)….Trong phức chất của chúng với các ion kim loại Cu2+, Co2+, Ni2+, Pt2+….phối tử này tạo liên kết với bộ nguyên tử cho là O, S, N

cùng với sự hình thành vòng 5 hoặc 6 cạnh [1,3,6].

Mô hình tạo phức của các phối tử thiosemicacbazon ba càng và các ví dụ cụ

thể đã được các tác giả [1,3] xác định như sau:

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Sù t¹o phøc cña thiosemicacbazon 3 cµng vµ c«ng thøc cÊu t¹o cña phøc chÊt gi÷a

thiosemicacbazon vµ mét sè kim lo¹i chuyÓn tiÕp.

a, a') M« h×nh t¹o phøc cña thiosemicacbazon 3 cµng.

b. Phøc vu«ng ph¼ng Ni(thac).H2O.

c. Phøc vu«ng ph¼ng Pt(Hthsa)Cl.

d. Phøc vu«ng ph¼ng Cu(Hthis)Cl

Các thiosemicacbazon bốn càng được điều chế bằng cách ngưng tụ hai phân tử

thiosemicacbazit với một phân tử hợp chất đicacbonyl.

Sù h×nh thµnh thiosemicacbazon 4 cµng

Các phối tử bốn càng loại này có bộ nguyên tử cho là N, N, S, S và cũng

thường có cấu tạo phẳng và do đó chúng chiếm bốn vị trí phối trí trên mặt phẳng

xích đạo của phức chất tạo thành.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Một cách khác nữa để tổng hợp các phức chất chứa phối tử bốn càng trên cơ sở

thiosemicacbazit là ngưng tụ 2 phân tử hợp chất cacbonyl với một thiosemicacbazit

khi có mặt ion kim loại - phản ứng trên khuôn. Trong phản ứng loại này, cả hai

nhóm NH2 của thiosemicacbazit đều tham gia phản ứng ngưng tụ.

Trong môi trường kiểm, khi có mặt Vo2+, Ni2+, Cu2+ thiosemicacbazon

salixilandehit có khả năng ngưng tụ với salixiandehit theo nitơ có nhóm amit để tạo

thành phối tử bốn càng H3thsasal mà ở điều kiện thường phản ứng ngưng tụ phân tử

salixiandehit thứ hai này không xảy ra. Công thức chung của các phức chất tạo

thành được mô tả dưới đây:

Người ta cho rằng, sau khi tạo phức các ion kim loại có tác dụng định hướng,

hoạt hoá một số trung tâm phản ứng của phối tử làm cho nó có khả năng tham gia

phản ứng. Trong khi đó ở trạng thái tự do các trung tâm này của phân tử khá trơ. Chẳng hạn, dưới sự định hướng của ion Cu2+ hoặc Hg2+, hai phân tử

thiosemicacbazon điphenyl glyoxan sẽ kết hợp với nhau tạo thành một phối tử bốn

càng [42] như mô tả ở sơ đồ sau:

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Ion kim lo¹i ®Þnh h íng cho ph¶n øng ho¸ häcNói chung, trong đa số các trường

hợp, phần khung thiosemicacbazon đều tham gia phối trí qua hai nguyên tử cholà S và N(4) để tạo thành vòng 5 cạnh như mô hình dưới đây:

Tuy nhiên, trong trường hợp tạo thành phức chất hỗn hợp với các phối tử

khác, tuỳ thuộc vào kích thước không gian của phần hợp chất cacbonyl mà

thiosemicacbazon có thể tạo thành các phức chất chứa vòng 4 hoặc 5 cạnh. Trong

công trình nghiên cứu [43], tác giả đã tổng hợp được các phức chất của một số

thiosemicacbazon với các kim loại họ platin như Ru, Os với phản ứng chung là:

Trong đó bpy là bipyridin, PPh3 là triphenylphotphat, X là Cl, Br; Hthio là

thiosemicacbazon salixiandhit, các dẫn xuất của thiosemicacbazon benzandehit.

Tóm lại, trong đa số các trường hợp, các thiosemicacbazon luôn có xu hướng

thể hiện số phối trí cực đại. Tuỳ vào phần hợp chất cacbonyl mà thiosemicacbazon

có thể là phối tử 1 càng, 2 càng, 3 càng hay 4 càng. Trong một số ít trường hợp, do

khó khăn về hoá lập thể, các thiosemicacbazon mới thể hiện như phối tử một càng

[24,25]. Ví dụ như phức chất của Cu (II) với 4-phenyl thiosemicacbazon 2

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

benzoylpiridin [24] trong đó phối tử thứ nhất đóng vai trò như phối tử một càng còn

phối tử thứ hai là phối tử 3 càng được thể hiện cụ thể

1.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NIKEN

1.2.1 Giới thiệu chung:

Niken được Baron Axel Frederik Constedt tách từ kupefenmickel vào năm

1751 và đặt tên cho nguyên tố này là niken ( kupernicket có nghĩa là loại đồng ma

quái). Ni là kim loại mau trắng , tương đối cứng ở dạng bột có mau đen có thể cháy

trong không khí.

Trong BTH, Niken ở ô thứ 28, chu kì 4, nhón VIIIB. Ni cùng nhóm với săt,

coban chúng thuộc nhóm các kim loại chuyển tiếp khối d.

Cấu hình electron nguyên tử Ni là [Ar]3d84s2 hoặc [Ar]3d94s1.

Trong các hợp chất Ni có SOXH: +2, +3, trong đó SOXH +3 của Ni kém

bền.

Trong tự nhiên Ni tồn tại dưới một số dạng đồng vị:

58Ni

Các dạng đồng vị của Ni trong tự Hàm lượng % nhiên

60Ni

68.077%

61Ni

26.223%

62Ni

1.14%

64Ni

3.634%

0.926%

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

1.2.2. Khả năng tạo phức: Ion Ni2+ có cấu hình e 1s22s22p63s23p6 3d8, bền trong môi trường nước, dung dịch có màu xanh lục, bởi tạo phức aqua [ Ni(H2O)6]2+ Cũng như các ion kim loại nhóm d khác, nó có khả năng tạo phức với hầu hết các phối tử như Cl-, I-, CN-…Các

phức chất này phổ biến có số phối trí bằng 4 và 6.Các phối tử trường mạnh tạo với Ni2+ những phức chất vuông phẳng nghịch từ như [Ni(Cl4)]2-, các phối tử trường yếu tạo phức tứ diện như [NiCl4]2- Các phối tử trường trung bình thường tạo với Ni2+ những phức chất có số phối trí 6 , có cấu hình bát diện, thuận từ như [ Ni(H2O6)]2+, [ Ni(NH3)6]2+ .

1.3. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THIOSEMICACBAZON VÀ PHỨC

CHẤT CỦA CHÚNG:

Các phức chất của Pd và thiosemicacbazon được quan tâm nhiều không chỉ

do ý nghĩa khoa học mà còn do khả năng tiềm ẩn những ứng dụng to lớn của nó

trong thực tiễn.

Một số thiosemicacbazon 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 4-metyl

thiosemicacbazon, 4-phenyl thiosemicacbazon, 2-axetyl piridin đối với 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%. Nói chung, sự ức chế ăn mòn tăng lên theo nồng

độ các thiosemicacbazon [12,20].

Ngoài khả năng tạo phức tốt, các thiosemicacbazit và thiosemicacbazon còn

có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực phân tích đã tách cũng như xác định hàm lượng

của nhiều kim loại khác nhau. R.Murthy đã sử dụng thiosemicacbazon o-hidroxi

axetophenon trong việc xác định làm lượng Pd bằng phương pháp trắc quang. Với

phương pháp này có thể xác định hàm lượng Pd trong khoảng nồng độ 0,042-

10,6g/l [28].

Pd cũng được xác định bằng phương pháp chiết - trắc quang dựa trên cơ sở

sự tạo phức của nó với 4-phenyl thiosemicacbazon thiophenanđehit, phức này có

thể chiết vào clorofom trong môi trường axit H2SO4 sau khi lắc khoảng 10 phút. Khi

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

đó có thể xác định hàm lượng Pd trong khoảng nồng độ 0,04-6g/l [34] (thoả mãn

định luật Beer). Phương pháp trắc quang cũng được sử dụng để xác định hàm lượng

của Cu(II) và Ni(II) trong dầu ăn và trong dầu của một số loại hạt dựa vào khả năng

tạo phức của chúng với 1-phenyl-1,2-propandion-2-oxim thiosemicacbazon [29].

Bên cạnh đó, 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 epoxy từ cyclohexen và stiren. Các phức chất của Pd với thiosemicacbazon

cũng có thể làm xúc tác khá tốt cho phản ứng nối mạch anken (phản ứng Heck)

[18].

Ngoài các ứng dụng nêu trên, người ta còn đặc biệt quan tâm tới hoạt tính

sinh học của các thiosemicacbazon và phức chất của chúng. Hiện nay người ta có

xu hướng nghiên cứu các phức chất trên cơ sở thiosemicacbazon với mong muốn

tìm kiến được hợp chất có hoạt tính sinh học cao, ít độc hại để sử dụng trong y

dược.

Hoạt tính sinh học của các thiosemicacbazon được phát hiện đầu tiên bởi

Domagk. Khi nghiên cứu các hợp chất thiosemicacbazon ông đã nhận thấy một số

các hợp chất thiosemicacbazon có hoạt tính kháng khuẩn [3]. Sau phát hiện của

Domagk, hàng loạt các công trình nghiên cứu của các tác giả [10,11,17,32] cũng

đưa ra kết quả nghiên cứu của mình về hoạt tính sinh học của thiosemicacbazit,

thiosemicacbazon cũng như phức chất của chúng. Tác giả [35] cho rằng tất cả các

thiosemicacbazon của dẫn xuất thế ở vị trí para của benzanđehit đều có khả năng

diệt vi trùng lao. Trong đó p-axetaminobenzandehit thiosemicacbazon (thiaceton-

TB1) được xem là thuốc chứa bệnh lao hiệu nghiệm nhất hiện nay:

Ngoài TB1, các thiosemicacbazon của pyridin-3, 4-etylsunfobenzandehit

(TB3) và piridin-4 cũng đang được sử dụng trong y học chữa bệnh lao.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

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

trùng. Thiosemicacbazon của monoguanyl hidrazon có khả năng diệt khuẩn gam

dương….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 [1]. Phức chất của Cu (II) với thiosemicacbazit có khả năng

ức chế sự phát triển của tế bào ung thư [28].

Các tác giả [11,17] đã nghiên cứu và đưa ra kết luận cả phối tử và phức chất

Pd (II) với 2-benzoylpyridin 4-phenyl thiosemicacbazon và Pd (II), Pt (II) với

pyridin 2-cacbaldehit thiosemicacbazon đều có khả năng chống lại các dòng tế bào

ung thư như MCF-7, TK-10, UACC-60, trong số các phức chất đó thì phức của Pd

(II) với 2-benzoylpyridin 4-phenyl thiosemicacbazon có giá trị GI50 (nồng độ ức

chế tế bào phát triển một nửa) thấp nhất trong 3 dòng được chọn nghiên cứu.

Ở Việt Nam, các hướng nghiên cứu gần đây cũng tập trung nhiều vào việc

thử hoạt tính sinh học của các thiosemicacbazon và phức chất của chúng với kim

loại chuyển tiếp như Cu, Mo, Ni,…Tác giả [1] đã tổng hợp và thăm dò hoạt tính

sinh học của thiosemicacbazit, thiosemicacbazon salixylandehit (H2thsa),

thiosemicacbazon istatin (H2this) và phức chất của chúng. Kết quả đều cho thấy khả

năng ức chế sự phát triển khối u của cả 2 phức chất Cu(Hthis)Cl và Mo(Hthis)Cl

đem thử, nó giúp làm giảm mật độ tế bào ung thư, giảm tổng số tế bào, từ đó làm

giảm chỉ số phát triển u. Khả năng ức chế tế bào ung thư Sarcomar TG180 trên

chuột trắng Swiss của Cu(Hthis)Cl là 43,99% và của Mo(Hthis)Cl là 36,8%.

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

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

dẫn xuất thiosemicacbazon. Kết quả cho thấy các phức chất của Pd (II) với 4-phenyl

thiosemicacbazon istatin, 4-phenyl thiosemicacbazon salixylandehit,

thiosemicacbazon điaxetylmonoxim, 4-phenyl thiosemicacbazon điaxetylmonoxim

có độc tính khá mạnh đối với nấm và vi khuẩn. Các phức chất của Pt (II) với 4-

phenyl thiosemicacbazon istatin, thiosemicacbazon furandehit có khả năng ức chế

sự phát triển của tế bào ung thư gan, ung thư màng tim, ung thư màng tử cung; phức

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

chất của Pt (II) với 4-metyl thiosemicacbazon istatin, 4-metyl thiosemicacbazon

furandehit đều có khả năng ức chế tế bào ung thư màng tim và ung thư biểu mô ở

người.

Đặc biệt 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 trong đó phần đóng góp

của hợp chất cacbonyl có nguồn gốc tự nhiên như octanal, campho, xitronenlal,

mentonua. Trong số các phối tử và phức chất nghiên cứu hoạt tính sinh học thì phức

của Cu (II) với các phối tử thiosemicacbazon xitronenlal và thiosemicacbazon

menton đều có khả năng ức chế trên cả hai dòng tế bào ung thư gan và phổi.

1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT:

1.4.1 Phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại:

Khi hấp thụ những bức xạ trong vùng hồng ngoại, năng lượng phân tử tăng

lên 8-40kJ/mol. Đây chính là khoảng năng lượng tương ứng với tần số của dao động

biến dạng và dao động quay của các liên kết trong hợp chất cộng hoá trị. Sự hấp thụ

xảy ra khi tần số của bức xạ của tia tới bằng với tần số dao động riêng của một liên

kết nào đó trong phân tử. Tần số dao động riêng của các liên kết trong phân tử được

tính theo công thức:

: khối lượng rút gọn,

k: hằng số lực tương tác, phụ thuộc bản chất liên kết c: tốc độ ánh sáng, c= 3.108m/s

: tần số dao động riêng của liên kết

Như vậy mỗi một liên kết có một tần số dao động riêng xác định, phụ thuộc

vào bản chất các nguyên tố tham gia liên kết mà môi trường mà liên kết đó tồn tại.

Khi tham gia tạo liên kết phối trí với các ion kim loại thì các dải hấp thụ của nhóm

đang xét sẽ bị dịch chuyển vị trí hay thay đổi về cường độ. Từ sự dịch chuyển về vị

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

trí hay thay đổi về cường độ ta sẽ thu được một số thông tin về mô hình tạo phức

của phối tử đã cho.

Phổ hấp thụ hồng ngoại đã sớm được sử dụng trong việc nghiên cứu các

thiosemicacbazon cũng như phức chất của chúng với các kim loại chuyển tiếp. Tuy

nhiên, do cấu tạo phức tạp của các hợp chất thiosemicacbazon mà các tính toán lý

thuyết để đưa ra các quy kết cụ thể còn gặp rất nhiều khó khăn. Chính vì vậy, việc

quy kết các dải hấp thụ trong phân tử và trong phức chất của chúng còn chủ yếu dựa

vào phương pháp gần đúng dao động nhóm. Hiện nay vẫn chưa hoàn toàn thống

nhất về sự quy kết các dải hấp thụ trong phổ của các thiosemicacbazit và các

thiosemicacbazon. Trong tài liệu [1] đã quy kết các dải hấp thụ chính trong bảng

C¸c d¶i hÊp thô chÝnh trong phæ IR cña thiosemicacbazit

Quy kÕt Quy kÕt cm1 cm1 i i

3380 1545 (CN4) 8 1

3350 1490 (HNC,HNN) 9 2

3290 1420 10 as(CNN) 3

3210 1320 as(N4H2) as(N1H2) s(N4H2) s(N1H2) 11 s(CNN) 4

1600 1295 (NH) 12 5

1650 1018 (HN4H) 13 as(NNH) as(HN4C) 6

1628 810 (HN1H) (CS) 14 7

Trong các tài liệu khác nhau [1,3,5,19] đều có chung nhận xét dải hấp thụ

đặc trưng cho dao động hoá trị của nhóm C=S thay đổi trong một khoảng rộng từ 750-900cm-1 và dải này có xu hướng giảm cường độ và dịch chuyển về phía tần số

thấp hơn khi tham gia tạo phức. Trong quá trình tạo phức, nếu xảy ra sự thiol hoá

thì dải hấp thụ đặc trưng cho dao động của nhóm CNN thường dịch chuyển về phía có tần số cao hơn và xuất hiện trong khoảng từ 1300 đến 1400-1500cm-1 trong phức

chất của thiosemicacbazon salixylandehit, isatin, axetyl axeton với các kim loại như Cu2+, Ni2+, Co3+,…Nhóm NH2 đóng góp cùng với C=C tạo thành dải hấp thụ ở

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

1590-1620cm-1 và dải này thường thay đổi không đáng kế nếu nhóm NH2 không

tham gia tạo phức.

Trong nhiều công trình, các tác giả cũng quan tâm đến dải hấp thụ đặc trưng

cho liên kết M-O, M-N, M-S. Theo tác giả [3], các dải hấp thụ đặc trưng cho loại liên kết này thường xuất hiện ở khoáng 600-100cm-1 với cường độ yếu.

1.4.2. Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ proton và cộng hƣởng từ cacbon

13:

Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân là một trong những phương pháp

hiện đại nhất được ứng dụng để xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ.

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

có thể chiếm (2I+1) mức năng lượng khác nhau. Sự chênh lệch giữa các mức năng

lượng ấy phụ thuộc vào cường độ từ trường xung quanh hạt nhân đó. Từ trường này

là từ trường ngoài cộng với từ trường ngược chiều gây ra bởi sự chuyển động của

lớp vỏ điện tử xung quanh hạt nhân. Như vậy, hiệu mức năng lượng của hạt nhân từ

không những phụ thuộc vào từ trường ngoài mà còn phụ thuộc vào chính lớp vỏ

điện tử xung quanh hạt nhân đó. Điều này dẫn tới các hạt nhân khác nhau đặt trong

từ trường ngoài sẽ cần các năng lượng khác nhau để thay đổi mức năng lượng của

mình.

Trong phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân, năng lượng kích thích các hạt

nhân gây ra bởi một từ trường biến đổi có tần số tương đương với tần số sóng vô

tuyến. Bằng cách thay đổi tần số của từ trường kích thích ta sẽ thu được các tín hiệu

cộng hưởng của các hạt nhân từ khác nhau trong phân tử và có thể xác định một

cách cụ thể cấu trúc của hợp chất hoá học.

Các phân tử thiosemicacbazon và phức chất của chúng đều không có nhiều proton nên việc quy kết các pic trong phổ 1H-NMR tương đối dễ dàng. Thông

thường, proton có mặt trong các nhóm OH, NH-hidrazin, NH-amit, CH=N và SH;

đôi lúc có thêm proton của các nhóm NH2, CH3, C6H5, CH2. Trong phổ cộng hưởng

từ proton của NH-hidrazin cho tín hiệu cộng hưởng ở khoảng 11,5ppm, proton ở

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

liên kết đôi CH=N ở vùng gần 8,3ppm và proton của OH ở khoảng 10ppm

[3,25,26].

Hiện nay việc quy gán các tín hiệu cộng hưởng trên phổ được hỗ trợ bằng

phần mềm ACD/I-labs/NMR.

ACD/I-labs/NMR (http://www.acdlabs.com) là phần mềm hoạt động trực

tuyến bao gồm hai phần: Databases - chứa dữ liệu thực nghiệm và Predictor- mô

phỏng thống kê về các loại phổ HNMR, CNMR, NNMR, FNMR, PNMR. Để lấy

được phổ mô phỏng bằng NMR-Predictor hoặc phổ thực nghiệm từ NMR-

Databases trước hết phải xây dựng phân tử bằng phần mềm Chemsketch.

Đối với các hợp chất hữu cơ thì ACD/I-labs/NMR cho các phổ mô phỏng

khá chính xác dựa trên thống kê hơn 1.200.000 giá trị độ dịch chuyển hoá học;

320.000 giá trị hằng số tương tác spin-spin đối với proton và 1.700.000 độ dịch chuyển hoá học đối với 13C. Phương pháp mô phỏng này có tính đến cả tương tác

nội phân tử. ACD/HNMR và ACD/CNMR sử dụng các thông số tương tác thực

nghiệm từ hơn 3000 cấu trúc.

Phương pháp mô phỏng này cho độ chính xác cao đối với các hợp chất hữu

cơ những đối với phức chất kim loại thường có nhiều sai lệch. Nguyên nhân có thể

là số lượng các nghiên cứu NMR về các hợp chất chứa kim loại chưa nhiều, các giá

trị về độ dịch chuyển hoá học, hằng số ghép và tương tác nội phân tử thống kê được

còn hạn chế nên phương pháp mô phỏng này ứng dụng trong lĩnh vực nghiên cứu

phức chất chưa thu được độ chính xác cao.

Một nhược điểm nữa của phần mềm này là không phân biệt được proton của

các nhóm OH, NH-hidrazin, NH-amit (các tín hiệu cộng hưởng từ đều ở vùng 10-

11ppm và trùng chập vào nhau). Tuy nhiên trong phản ứng trên khuôn, proton của

nhóm OH, NH-hidrazin và NH-amit đều tách ra hoàn toàn khi tạo thành phức chất,

do vậy phổ của phức chất sẽ không có tín hiệu của các proton này như trên phổ của

phối tử tự do tương ứng. Mặt khác, người ta chỉ quan tâm đến số pic, cường độ, vị

trí tương đối và sự dịch chuyển tương đối của các pic, do vậy các giá trị độ dịch

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

chuyển hoá học mô phỏng được không cần thiết phải có độ chính xác cao so với

thực nghiệm.

1.4.3 Phƣơng pháp phổ khối lƣợng:

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 tương đối chính xác phân tử khối của hợp chất.

Cơ sở của phương pháp là sự bắn phá các phân tử hợp chất hữu cơ trung hoà

bằng các phân tử mang năng lượng cao để biến chúng thành các ion phân tử mang

điện tích dương hoặc phá vỡ thành các mảnh ion, các gốc. Tuỳ thuộc vào cấu tạo và

tính chất của chất nghiên cứu mà người ta chọn phương pháp bắn phá và năng

lượng bắn phá thích hợp.

Hiện nay trong phương pháp phổ khối người ta thường áp dụng các phương

pháp ion hoá khác nhau như: ion hoá hoá học (CI), ion hoá bằng phương pháp bụi

electron (ESI), bắn phá bằng nguyên tử tăng tốc (FAB), phun mù e dùng khí trợ

giúp (PAESI)…Các phương pháp này đều có những ưu, nhược điểm riêng. Tuy

nhiên, trong số các phương pháp trên, phương pháp bụi e là phù hợp nhất và được

sử dụng để nghiên cứu các phức chất của kim loại. Ưu điểm của phương pháp này

là năng lượng ion hoá thấp do đó không phá vỡ hết các liên kết phối trí giữa kim

loại và phối tử. Phương pháp ESI gồm 4 bước cơ bản như sau:

+ Bước 1: Ion hoá mẫu trong dung dịch: bước này thực hiện sự chuyển đổi

pH để tạo ra sự ion hoá trong dung dịch mẫu.

+ Bước 2: Phun mù: dựa trên hai tác động là sức căng bề mặt và độ nhớt của

dung môi hoà tan mẫu để điều chỉnh áp suất phun dung dịch mẫu.

+ Bước 3: Khử dung môi: Giai đoạn này phụ thuộc vào nhiệt bay hơi của

dung môi để cung cấp khí khô và nóng cho phù hợp với sự bay hơi của dung môi.

+ Bước 4: Tách ion ra khỏi dung dịch: ion được tách ra có thể là một phân tử +….nếu chúng có mặt trong dung chất nghiên cứu liên kết với H+ hay Na+, K+, NH4

dịch hoặc có thể là một ion chất khi mất đi một proton

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Điều kiện ghi mẫu: Vùng đo m/z: 50-2000; áp suất phun mù 30psi; tốc độ khí làm khô 8lít/ơhút, nhiệt độ làm khô 3250C; tốc độ khí: 0,4ml/phút; chế độ đo

possitive

Dựa vào phổ khối lượng có thể thu được các thông tin khác như: khối lượng

phân tử chất nghiên cứu, các mảnh ion phân tử, tỉ lệ các pic đồng vị. Từ các thông

tin này có thể xác định được công thức phân tử của phức chất và cấu tạo của phức

chất dựa vào việc giả thiết sơ đồ phân mảnh.

Trong các phức chất nghiên cứu đều có các nguyên tố có nhiều đồng vị thì

pic ion phân tử sẽ tồn tại dưới dạng một cụm pic của các đồng vị. Cường độ tương

đối giữa các pic trong cụm pic đồng vị cũng cho ta thông tin để xác nhận thành

phần phân tử hợp chất nghiên cứu. Muốn vậy người ta đưa ra công thức phân tử giả

định của hợp chất nghiên cứu. Tính toán lý thuyết cường độ tương đối của các pic

đồng vị sau đó so sánh với cường độ của các pic trong phổ thực nghiệm để suy ra sự

tương quan tỷ lệ các pic đồng vị theo thực tế và theo lý thuyết. Từ đó khẳng định

công thức phân tử phức chất giả định.

Việc tính toán lý thuyết được sử dụng bằng cách sử dụng phần mềm tính

toán isotope disstribution calculator: www.webelement.com hoặc

http:/www.sisweb.com/mstool/isotope.

1.5. THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC PHỐI TỬ CÁC

PHỨC CHẤT:

1.5.1. Phƣơng pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định:

a. Ho¹t tÝnh kh¸ng vi sinh vËt kiÓm ®Þnh

Ho¹t tÝnh kh¸ng vi sinh vËt kiÓm ®Þnh ® îc thùc hiÖn dùa trªn ph ¬ng ph¸p

pha lo·ng ®a nång ®é. §©y lµ ph ¬ng ph¸p thö ho¹t tÝnh kh¸ng vi sinh vËt kiÓm ®Þnh

vµ nÊm nh»m ®¸nh gi¸ møc ®é kh¸ng khuÈn m¹nh yÕu cña c¸c mÉu thö th«ng qua

c¸c gi¸ trÞ thÓ hiÖn ho¹t tÝnh lµ MIC (Minimum inhibitor concentration - nång ®é øc

chÕ tèi thiÓu), IC50 (50% inhibitor concentration - nång ®é øc chÕ 50%), MBC

(Minimum bactericidal concentration - nång ®é diÖt khuÈn tèi thiÓu).

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

b. C¸c chñng vi sinh vËt kiÓm ®Þnh

Bao gåm nh÷ng vi khuÈn vµ nÊm kiÓm ®Þnh g©y bÖnh ë ng êi:

- Bacillus subtilis: lµ trùc khuÈn gram (+), sinh bµo tö, th êng kh«ng g©y

bÖnh.

- Staphylococcus aureus: cÇu khuÈn gram (+), g©y mñ c¸c vÕt th ¬ng, vÕt

báng, g©y viªm häng, nhiÔm trïng cã mñ trªn da vµ c¸c c¬ quan néi t¹ng.

- Lactobacillus fermentum: vi khuÈn gram (+), lµ lo¹i vi khuÈn ® êng ruét lªn

men cã Ých, th êng cã mÆt trong hÖ tiªu ho¸ cña ng êi vµ ®éng vËt.

- Escherichia coli: vi khuÈn gram (-), g©y mét sè bÖnh vÒ ® êng tiªu ho¸ nh

viªm d¹ dµy, viªm ®¹i trµng, viªm ruét, viªm lþ trùc khuÈn.

- Pseudomonas aeruginosa: vi khuÈn gram (-), trùc khuÈn mñ xanh, g©y

nhiÔm trïng huyÕt, c¸c nhiÔm trïng ë da vµ niªm m¹c, g©y viªm ® êng tiÕt niÖu,

viªm mµng n·o, mµng trong tim, viªm ruét.

- Salmonella enterica: vi khuÈn gram (-), vi khuÈn g©y bÖnh th ¬ng hµn, nhiÔm

trïng ® êng ruét ë ng êi vµ ®éng vËt.

- Candida albicans: lµ nÊm men, th êng g©y bÖnh t a l ìi ë trÎ em vµ c¸c

bÖnh phô khoa.

c. M«i tr êng nu«i cÊy

MHB (Mueller-Hinton Broth), MHA (Mueller-Hinton Agar); TSB (Tryptic

Soy Broth); TSA (Tryptic Soy Agar) cho vi khuÈn; SDB (Sabouraud-2% dextrose

broth) vµ SA (Sabouraud-4% dextrose agar) cho nÊm.

d. C¸ch tiÕn hµnh

a. Pha lo·ng mÉu thö:

MÉu ban ®Çu ® îc pha lo·ng trong DMSO vµ n íc cÊt tiÖt trïng thµnh mét

d·y 05 nång ®é hoÆc theo yªu cÇu vµ môc ®Ých thö. Nång ®é thö cao nhÊt ®èi víi

dÞch chiÕt lµ 256g/ml vµ víi chÊt s¹ch lµ 128g/ml.

b. Thö ho¹t tÝnh

LÊy 10l dung dÞch mÉu thö ë c¸c nång ®é vµo ®Üa 96 giÕng, thªm 200l

dung dÞch vi khuÈn vµ nÊm cã nång ®é 5.105CFU/ml, ñ ë 37oC/24h.

c. Xö lý kÕt qu¶

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

- Gi¸ trÞ MIC ® îc x¸c ®Þnh t¹i giÕng cã nång ®é chÊt thö thÊp nhÊt øc chÕ

hoµn toµn sù ph¸t triÓn cña vi sinh vËt.

- Gi¸ trÞ IC50 ® îc tÝnh to¸n dùa trªn sè liÖu ®o ®é ®ôc cña m«i tr êng nu«i

cÊy b»ng m¸y quang phæ TECAN vµ phÇn mÒm raw data.

- Gi¸ trÞ MBC ® îc x¸c ®Þnh b»ng sè khuÈn l¹c trªn ®Üa th¹ch.

1.5.2. Phƣơng pháp thử hoạt tính gây độc tế bào:

a. ThiÕt bÞ nghiªn cøu

Tñ Êm CO2 (INNOVA CO-170); Tñ cÊy sinh häc an toµn cÊp II; M¸y li t©m

(Universal 320R); KÝnh hiÓn vi ng îc (Zeizz); Tñ l¹nh s©u -250C,-800C; Buång ®Õm

tÕ bµo (Fisher, Hoa kú); M¸y quang phæ (Genios Tecan); B×nh nit¬ láng b¶o qu¶n tÕ

bµo vµ c¸c dông cô thÝ nghiÖm th«ng th êng kh¸c.

b. C¸c dßng tÕ bµo

C¸c dßng tÕ bµo ung th ë ng êi ® îc cung cÊp bëi ATCC gåm: KB (Human

epidermic carcinoma), ung th biÓu m«, lµ dßng lu«n lu«n ® îc sö dông trong c¸c

phÐp thö ®é ®éc tÕ bµo; Hep G2 (Hepatocellular carcinoma) - ung th gan; LU

(Human lung carcinoma) - ung th phæi vµ MCF-7 (Human breast carcinoma) - ung

th vó.

c. Ph ¬ng ph¸p thö ®éc tÕ bµo

Ph ¬ng ph¸p thö ®é ®éc tÕ bµo lµ phÐp thö nh»m sµng läc, ph¸t hiÖn c¸c chÊt

cã kh¶ n¨ng k×m h·m sù ph¸t triÓn hoÆc diÖt tÕ bµo ung th ë ®iÒu kiÖn in vitro.

C¸c dßng tÕ bµo ung th nghiªn cøu ® îc nu«i cÊy trong c¸c m«i tr êng nu«i

cÊy phï hîp cã bæ xung thªm 10% huyÕt thanh ph«i bß (FBS) vµ c¸c thµnh phÇn cÇn thiÕt kh¸c ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn (5% CO2; 37oC; ®é Èm 98%; v« trïng tuyÖt ®èi). Tïy thuéc vµo ®Æc tÝnh cña tõng dßng tÕ bµo kh¸c nhau, thêi gian cÊy chuyÓn còng

kh¸c nhau. TÕ bµo ph¸t triÓn ë pha log sÏ ® îc sö dông ®Ó thö ®éc tÝnh.

Thö ®éc tÕ bµo: MÉu thö ® îc pha lo·ng theo d·y nång ®é lµ 128 g/ml;

32g/ml; 8g/ml; 2g/ml; 0,5g/ml. Bæ sung 200l dung dÞch tÕ bµo ë pha log

nång ®é 3 x 104 tÕ bµo/ml vµo mçi giÕng (®Üa 96 giÕng) trong m«i tr êng RPMI

1640 cho c¸c dßng tÕ bµo Hep-G2, MCF-7, KB; m«i tr êng DMEM cho LU-1.

GiÕng ®iÒu khiÓn cã 200 l dung dÞch tÕ bµo 3x104 tÕ bµo/ml. ñ ë 370C/ 5% CO2.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Sau 3 ngµy thªm 50 l MTT (1mg/ml pha trong m«i tr êng nu«i cÊy kh«ng huyÕt

thanh) vµ ñ tiÕp ë 370C/4 giê; lo¹i bá m«i tr êng, thªm 100 l DMSO l¾c ®Òu ®äc

kÕt qu¶ ë b íc sãng 540 nm trªn m¸y spectrophotometter Genios TECAN.

PhÇn tr¨m k×m h·m sù ph¸t triÓn cña tÕ bµo (Growth inhibition) = (OD ®iÒu

khiÓn – OD mÉu) / OD ®iÒu khiÓn. Gi¸ trÞ IC50 ® îc tÝnh dùa trªn kÕt qu¶ sè liÖu phÇn tr¨m k×m h·m sù ph¸t triÓn cña tÕ bµo b»ng phÇn mÒm m¸y tÝnh table curve.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM

2.1. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KĨ THUẬT THỰC

NGHIỆM

2.1.1 Tổng hợp phối tử:

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

Trong dung môi thích hợp

R: H hoặc CH3, C6H5

Trong nước

Sơ đồ chung tổng hợp các phối tử thiosemicacbazon và phối tử 4-metyl

thiosemicacbazon

a. Tổng hợp thiosemicacbazon benzanđehit (Hthbz)

Hoà tan 0,182 g (0,002 mol) thiosemicacbazit trong 20 ml nước đã được axit

hoá bằng dung dịch HCl sao cho môi trường có pH = 1-2. Sau đó đổ từ từ dung dịch

này vào 15ml dung dịch etanol nóng đã hoà tan 0,2 ml benzanđehit (0,002 mol).

Hỗn hợp được khuấy ở nhiệt độ phòng trên máy khuấy từ 2 giờ. Khi đó từ dung

dịch sẽ tách ra kết tủa màu trắng. Lọc kết tủa trên phễu lọc đáy thuỷ tinh xốp, rửa

bằng nước, hỗn hợp rượu - nước, cuối cùng bằng đietyl ete. Sản phẩm được làm khô

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

trong bình hút ẩm đến khối lượng không đổi trước khi tiến hành các thí nghiệm tiếp

theo.

b. Tổng hợp 4-metyl thiosemicacbazon benzanđehit (Hmthbz)

Hòa tan 0,2165gam 4-metyl-3-thiosemicacbazit(C2H7N2S) 97% tương ứng

với 0,02 mol vào 20 ml nước, axit có pH= 1-2, lọc dung dịch sau đó cho vào 20 ml

dung dịch etanol có chứa 0,2 ml benzanđehit (C7H6O) trên máy khuấy từ ở nhiệt độ

phòng cho tới khi thấy xuất hiện kết tủa màu trắng mịn tách ra thì khuấy thêm 30

phút nữa để đảm bảo phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lọc kết tủa trên phễu lọc đáy thuỷ

tinh xốp, rửa bằng nước, hỗn hợp rượu - nước, cuối cùng bằng đietyl ete. Sản phẩm

được làm khô trong bình hút ẩm đến khối lượng không đổi trước khi tiến hành các

thí nghiệm tiếp theo.

c. Tổng hợp 4-phenyl thiosemicacbazon benzanđehit (Hmthbz)

Hoà tan 0,668g (0,004 mol) 4- phenyl thiosemicacbazit (C7H9N3S) trong

20ml nước đã điều chỉnh môi trường bằng dung dịch HCl sao cho môi trường có pH

= 1-2 và thêm vào đó 20ml dung dịch etanol có chứa 0,4 ml benzanđehit (C7H6O)

trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng cho tới khi thấy xuất hiện kết tủa màu trắng

mịn tách ra thì khuấy thêm 30 phút nữa để đảm bảo phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lọc

kết tủa trên phễu lọc đáy thuỷ tinh xốp, rửa bằng nước, hỗn hợp rượu - nước, cuối

cùng bằng đietyl ete. Trước khi tiến hành các nghiên cứu tiếp theo ta làm khô sản

phẩm trong bình hút ẩm đến khối lượng không đổi.

d. Tổng hợp 4- allyl thiosemicacbazon benzanđehit(Hathbz)

Hoà tan 0,2701 gam 4- allyl thiosemicacbazit (C4H9N3S) tương ứng với

0,001mol vào 20 ml nước đã điều chỉnh môi trường bằng dung dịch axit sao cho

môi trường có

pH = 1-2 và thêm vào đó 20ml dung dịch etanol có chứa 0,1 ml benzanđehit

(C7H6O) trên máy khuấy từ ở nhiệt độ phòng cho tới khi thấy xuất hiện kết tủa màu

trắng mịn tách ra thì khuấy thêm 30 phút nữa để đảm bảo phản ứng xảy ra hoàn

toàn. Lọc kết tủa trên phễu lọc đáy thuỷ tinh xốp, rửa bằng nước, hỗn hợp rượu -

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

nước, cuối cùng bằng đietyl ete. Trước khi tiến hành các nghiên cứu tiếp theo ta làm

khô sản phẩm trong bình hút ẩm đến khối lượng không đổi.

Sau khi lọc rửa xong và làm khô trong bình hút ẩm, thử sơ bộ độ tan

của các phối tử ta thu đƣợc bảng sau:

STT Tên phối tử Ký hiệu

1 Thiosemicacbazon benzanđehit Hthbz Màu sắc trắng Dung môi hoà tan rượu, axeton,

DMF, DMSO

2 4-metyl thiosemicacbazon Hmthbz trắng rượu, axeton,

benzanđehit DMF, DMSO

3 4-phenyl thiosemicacbazon Hpthbz trắng rượu, axeton,

benzanđehit DMF, DMSO

Tổng hợp 4- allyl Hathbz Trắng rượu, axeton, 4

thiosemicacbazon benzanđehit DMF, DMSO

2. 1.2 Tổng hợp các phức chất:

Các phức chất được tổng hợp theo sơ đồ sau:

(R: H, CH3, C6H5)

pH:8-9

Phức chất của Ni(II) với các phối tử

Dung dịch NiCl2

Trong dung môi thích hợp

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Trong nước, dung dịch NH3

a. Tổng hợp phức chất của Ni (II) với thiosemicacbazon benzanđehit:

Ni(thbz)2

Phức chất Pd(thbz)2 được tổng hợp bằng cách khuấy đều hỗn hợp của 5 ml

dung dịch muối NiCl2 0,2M (0,001 mol) đã được điều chỉnh môi trường bằng dung

dịch NH3 đến môi trường pH của dung dịch đạt 9-10 và 20ml etanol nóng có hoà

tan 0,358g Hthbz (0,002 mol). Sau một thời gian quan sát thấy tách ra kết tủa màu

nâu của phức Ni(II), tiếp tục khuấy hỗn hợp này trong vòng 1 giờ. Sau đó tiến hành

lọc trên phễu lọc thuỷ tinh xốp và rửa bằng nước, hỗn hợp rượu - nước và cuối cùng

bằng đietyl ete. Chất rắn được làm khô trong bình hút ẩm đến khối lượng không đổi

để tiến hành các nghiên cứu tiếp theo.

b. Tổng hợp phức chất của Ni (II) với 4-metyl thiosemicacbazon

benzanđehit: Ni(mthbz)2

Hoà tan hoàn toàn 0,368g (0,002 mol) Hmthbz trong 20ml etanol nóng rồi đổ

từ từ vào dung dịch của 5 ml muối NiCl2 0,2M (0,001mol) đã được điều chỉnh môi

trường bằng dung dịch NH3 (pH=9-10). Vừa đỏ vừa khuấy đều hỗn hợp trên máy khuấy từ ở 400C cho tới khi xuất hiện kết tủa màu nâu, sau đó khuấy tiếp thêm 1 giờ

nữa ở nhiệt độ phòng để đảm bảo phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lọc rửa kết tủa trên

phễu lọc đáy thuỷ tinh xốp bằng nước, hỗn hợp rượu nước, rượu và cuối cùng là

đietyl ete. Làm khô chất rắn thu được trong bình hút ẩm đến khối lượng không đổi.

c. Tổng hợp phức chất của Ni (II) với 4-phenyl thiosemicacbazon

benzanđehit: Ni(pthbz)2

Hoà tan hoàn toàn 0,51g (0,002 mol) Hmthbz trong 20ml etanol nóng rồi đổ

từ từ vào dung dịch của 5ml muối NiCl2 0,2M (0,001mol) đã được điều chỉnh môi

trường bằng dung dịch NH3 (pH=9-10). Vừa đỏ vừa khuấy đều hỗn hợp trên máy khuấy từ ở 400C cho tới khi xuất hiện kết tủa màu đỏ, sau đó khuấy tiếp thêm 1 giờ

nữa ở nhiệt độ phòng để đảm bảo phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lọc rửa kết tủa trên

phễu lọc đáy thuỷ tinh xốp bằng nước, hỗn hợp rượu nước, rượu và cuối cùng là

đietyl ete. Làm khô chất rắn thu được trong bình hút ẩm đến khối lượng không đổi.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

d. Tổng hợp phức chất của Ni (II) với 4-allylthiosemicacbazon

benzandehit: Ni(athbz)2

Hoà tan hoàn toàn 0,438g (0,002 mol) Hathbz trong 20ml etanol nóng rồi đổ

từ từ vào dung dịch của 5ml muối NiCl2 0,2M (0,001mol) đã được điều chỉnh môi

nữa ở nhiệt độ phòng để đảm bảo phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lọc rửa kết tủa trên

phễu lọc đáy thuỷ tinh xốp bằng nước, hỗn hợp rượu nước, rượu và cuối cùng là

đietyl ete. Làm khô chất rắn thu được trong bình hút ẩm đến khối lượng không đổi

Các phức chất thu đƣợc đem thử sơ bộ tính tan đƣợc kê trong bảng sau:

STT Phối tử Phức chất Màu sắc Dung môi hoà tan

Hthbz Nâu 1 Ni(thbz)2 Axeton, DMF, CHCl3,…

Hmthbz Nâu 2 Ni(mthbz)2 Axeton, DMF, CHCl3,…

Hpthbz Nâu 3 Ni(pthbz)2 Axeton, DMF, CHCl3,…

Hathbz Nâu 4 Ni(athbz)2 Axeton, DMF, CHCl3,…

2.2. CÁC ĐIỀU KIỆN GHI PHỔ

Phổ hấp thụ hồng ngoại IR của chất được ghi trên máy quang phổ FR/IR 08101 trong vùng 4000-400cm-1 của hãng Shimadzu tại Viện hoá học, Viện Khoa

học và Công nghệ Việt Nam. Mẫu được chế tạo bằng phương pháp ép viên với KBr

Phổ cộng hưởng từ H-NHM và C-NMR của phức chất được ghi trên máy

Brucker-500MHz ở 300K trong dung dịch d6-DMSO tại Viện Hoá học

Phổ khối lượng được ghi trên máy LC-MSD-Trap-SL tại Phòng cấu trúc viện

hoá học. Các mẫu phân tích trong luận văn được đo trong điều kiện như sau: vùng

đo m/z: 50-2000, áp suất phun mù 30psi, tốc độ khí làm khô 8 lít/phút, nhiệt độ làm khô 3250C; tốc độ thổi khí 0,4ml/phút, chế độ đo positive.

2.3. PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG Ni TRONG PHỨC CHẤT

Để xác định hàm lượng của Ni trong phức chất tôi vô cơ hóa mẫu sau đó sử

dụng phương pháp complexon.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Quy trình cụ thể như sau: Cân một lượng chính xác m0 gam mẫu trong

khoảng 0,03  0,05g chuyển vào bình Kendan. Thấm ướt mẫu bằng vài giọt H2SO4

đặc rồi đun trên bếp điện cho tới khi mẫu tan hết. Để ngội một ít rồi nhỏ vào đó 2ml

dung dịch H2O2 30% tiếp tục đun cho tới khi có khói trắng thoát ra. Lặp lại công

đoạn như vậy cho tới khi thu được dung dịch trong suốt có màu xanh nhạt đối với

phức của Pd (II).

Để nguội dung dịch thu được, sau đó chuyển vào cốc và pha loãng thành

50ml. Hút 10ml dung dịch Ni(II) vào bình nón 250 ml theemit chỉ thị murexit, điều

chỉnh môi trường bằng dung dịch NH3 loãng tới khi pH=8 (dung dịch có màu vàng

nhạt) rồi chuẩn độ bằng EDTA có nồng độ C mol/lit tới khi dung dịch chuyển sang

màu tím (hết V ml EDTA ). Hàm lượng của Ni trong mẫu được tính theo công thức

%mNi=

Trong đó giá trị 0,316 chính là hàm lượng % theo khối lượng của Pd trong

phức chất của nó với đimetyl glioxim.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ

VÀ THẢO LUẬN

3.1. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG KIM LOẠI TRONG

PHỨC CHẤT:

Sau khi tiến hành phân tích hàm lượng ion kim loại trong phức chất và bằng

cách tính toán theo công thức đã chỉ ra chúng tôi thu được bảng 3.1.

Bảng 3.1 Kết quả phân tích hàm lƣợng kim loại trong phức chất

Hàm lượng ion kim loại STT Phức chất Công thức giả định LT(%) TN(%)

14,01 13,45 NiC16H16N6S2 1 Ni(thbz)2

13,12 13,50 NiC18H20N6S2 2 Ni(mthbz)2

11,74 11,49 NiC22H24N6S2 3 Ni(athbz)2

10,25 10,63 NiC28H24N6S2 4 Ni(pthbz)2

Kết quả phân tích hàm lượng của các kim loại trong phức thức theo công

thức giả định và theo thực tế khá phù hợp nhau. Để khẳng định công thức giả định

của các phức chất cũng như công thức cấu tạo của các phức chất chúng tôi tiếp tục

nghiên cứu phối tử và phức chất bằng các phương pháp hóa học hiện đại khác.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

3.2. NGHIÊN CƢU CÁC PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT BẰNG PHƢƠNG

PHÁP PHỔ HẤP THỤ HỒNG NGOẠI

.Cấu tạo của benzanđehit và thiosemicacbazon benzanđehit với 2 dạng tồn tại

được trình bày dưới đây:

benzanđehit

R: H, CH3, C2H3, C6H5

dạng thion dạng thiol

Phổ gấp thụ hồng ngoại của phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz, Hpthbz và phức

chất của nó với Ni (II) được chỉ ra trên hình 3.1, 3.2, 3.3. Một số dải hấp thụ được

liệt kê trong bảng 3.2.

Hình 3.1. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hthbz

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.2. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Ni(thbz)2

Hình 3.3. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hmthbz

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.4. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Ni(mthbz)2

Hình 3.5. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hathbz

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.6. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Ni(athbz)2

Phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử Hpthbz

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.7. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Ni(pthbz)2

Bảng 3.2. Một số dải hấp thụ đặc trưng trong phổ của các phối tử Hthbz,

Dải hấp thụ (cm-1)

Hợp chất

Hthbz

(NH) 3549, 3420, 3252

(N(2)=C) (C=N(1)) (CNN) (NN) 1060

1540

1467

(C=S) 870

3429, 3272, 3172

1606

1513

1440

1043

848

Ni(thbz)2

Hmthbz

3330, 3175, 3155

1544

1441

1032

942

1599

1527

1414

1017

880

Ni(mthbz)2 3415, 3222, 3086

Hathbz

3356, 3163

1547

1449

1063

911

3390, 3053

1566

1525

1446

1057

876

Ni(athbz)2

Hpthbz

3304,3161

1592

1443

1060

941

Hmthbz, Hathbz, Hpthbz và phức chất tương ứng

3433, 3390 1604 1544 1437 1043 897 Ni(pthbz)2

Trên phổ hấp thụ hồng ngoại của cả phối tử và phức chất chúng ta đều thấy xuất hiện dải hấp thụ ở vùng 3200 - 3400 cm-1, dải hấp thụ đặc trưng của nhóm NH.

Tuy nhiên trong phổ của phức chất đã có sự thay đổi có thể là tăng thêm hoặc giảm

bớt đi số dải hấp thụ hoặc chuyển về số sóng cao hơn. Điều này có thể giải thích là

khi tham gia tạo phức phần khung thiosemicacbazon bị thiol hóa, nguyên tử H của nhóm N(2)H đã bị chuyển sang nguyên tử S, hình thành liên kết N(2) = C và sau đó

nguyên tử H này bị thay thế bởi nguyên tử kim loại. Bằng chứng cho kết luận này

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

là: thứ nhất là trên phổ hấp thụ của các phức chất xuất hiện thêm giải hấp thụ đặc trưng cho dao động của N = C, trong Ni(thbz)2 là 1606 cm-1; dải hấp thụ ở 1599 cm- 1 là dải hấp thụ của N(2) = C trong phức chất Ni(mthbz)2; trong phức Ni(athbz)2 ở 1566 cm-1 còn trong phức chất Ni(pthbz)2 thì dải này xuất hiện ở 1604 cm-1.

Thứ hai đó là trên phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử tự do cũng không thấy

xuất hiện dải hấp thụ đặc trưng cho dao động hoá trị của liên kết SH trong vùng 2570 cm-1 mà thấy xuất hiện dải hấp thụ đặc trưng cho dao động hoá trị của liên kết C = S ở vị trí 870; 942; 911 và 941 cm-1 lần lượt trong các phổ của các phối tử

Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz. Điều này cho thấy phối tử tự do tồn tại ở trạng

thái thion trong điều kiện ghi phổ. Khi tạo phức thì dải này xuất hiện ở vị trí 848 cm-1 trong Ni(thbz)2); 880 cm-1 trong Ni(mthbz)2; 876 cm-1 trong Ni(athbz)2; 897 cm-1 trong Ni(pthbz)2. Sự chuyển dịch về phía số sóng thấp hơn này được giải thích

là do sự thiol hoá của phần khung thiosemicacbazon và S tham gia liên kết với ion

kim loại.

Ngoài ra ta còn thấy trên phổ của phối tử tự do dải hấp thụ ở 1540; 1544; 1547 và 1592 cm-1 tương ứng trong các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz đặc trưng cho dao động hoá trị của liên kết C=N(1) nhưng trong phổ của phức chất dải này bị giảm cường độ và dịch chuyển về số sóng thấp hơn ở 1517 và 1513 cm-1 trong Ni(thbz)2, 1527 cm-1 trong Ni(mthbz)2, trong Ni(athbz)2 là 1521 và 1525 cm-1 còn trong Ni(pthbz)2 là 1544 cm-1. Điều này chứng tỏ nguyên tử N(1) có tham gia tạo

liên kết phối trí với ion kim loại trung tâm. Khi tham gia liên kết phối trí, mật độ electron trên nguyên tử N này giảm kéo theo sự giảm về độ bội liên kết C=N(1) và

do đó dải hấp thụ đặc trưng cho liên kết này bị dịch chuyển về phía số sóng thấp

hơn.

Dải hấp thụ của nhóm CNN trong phối tử xuất hiện ở 1467, 1441, 1449 và

1443 cm1 lần lượt trong các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz trong các

phức tương ứng cũng bị giảm. Dải hấp thụ của CNN trong phức chất Ni(thbz)2 xuất hiện ở 1440 cm-1, ở 1414 cm-1 trong phức chất Ni(mthbz)2, trong Ni(athbz)2 là 1446 cm-1 còn trong phức chất Ni(pthbz)2 là 1437 cm-1. Điều này được giải thích do đã

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

tạo liên kết phối trí giữa N(1) với ion kim loại trung tâm và sự thiol hoá phần khung

thiosemicacbazon làm cho liên kết CNN trở nên cứng nhắc hơn và dao động kém

linh động hơn nên dải hấp thụ yếu hơn. Một bằng chứng khác cho phép khẳng định liên kết được hình thành qua nguyên tử N(1) nữa đó là sự giảm về dải hấp thụ của

dao động NN. Trong phối tử Hthbz hay Hpthbz dải hấp thụ này xuất hiện ở 1060 cm-1 nhưng trong phức chất tương ứng với Ni(II) thì dải này xuất hiện ở 4043 cm-1. Trong phối tử Hmthbz dải hấp thụ ở 1032 cm-1 được gán cho dao động NN, dải này bị giảm 15 cm-1 khi chuyển vào phức chất Ni(mthbz)2. Khi tồn tại trong phối tử Hathbz dải này xuất hiện ở 1063 cm-1 nhưng khi

vào phức chất Ni(athbz)2 thì dải này đã bị giảm về 1057 cm-1.

Qua phân tích phổ hồng ngoại ta có thể

thấy mô hình tạo phức của phối tử Hthbz,

Hmthbz, Hathbz và Hpthbz với Ni(II) hình trên:

R: H, CH3, C3H5; C6H5

3.3. NGHIÊN CƢU BẰNG PHƢƠNG PHÁP CỘNG HƢỞNG TỪ PROTON VÀ PHỔ CỘNG HƢỞNG NHÂN 13C PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT BẰNG

3.3.1. Phổ cộng hƣởng từ proton của các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz,

Hpthbz

Để thuận tiện cho việc quy kết các tín hiệu cộng hưởng trong phổ cộng

hưởng từ proton của phối tử và phức chất tương ứng, chúng tôi tham khảo các kết

quả phân tích phổ của thiosemicacbazit, 4 - metyl thiosemicacbazit, 4 - allyl

thiosemicacbazit, 4 - phenyl thiosemicacbazit và benzanđehit là những chất đầu để tổng hợp phối tử. Phổ cộng hưởng từ proton của các chất đầu trên các hình 3.8, 3.9,

3.10, 3.11 và các quy kết tín hiệu cộng hưởng trong bảng 3.3 được lấy từ thư viện

phổ chuẩn của Viện Khoa học - Công nghệ Nhật bản (AIST). Phổ cộng hưởng từ

proton của thiosemicacbazit và 4 - allyl thiosemicacbazit được chúng tôi ghi trên

máy Brucker - 500MHz, ở 300K trong dung môi DMSO.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.8. Phổ CHT proton của Hình 3.9. Phổ CHT proton của 4 - metyl

thiosemicacbazit (ths) thiosemicacbazit (mths)

Hình 3.10. Phổ CHTN proton của 4 - Hình 3.11. Phổ CHTN proton của 4 -

allyl thiosemicacbazit (aths) phenyl thiosemicacbazit (pths)

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Bảng 3.3. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ cộng hưởng từ nhân proton

của ths,mths, aths và pths

Hợp chất Vị trí, ppm N(2)H N(4)H Hortho Hmeta Hpara CH CH2 =CH2 N(1)H2 CH3 7,51

8,60 và 4,47 ths - - - - - - - (s) 7,19 (s)

(s)

mths 8,55 7,81 4,42 2,90 - - - - - - (s) (s) (s) (s)

aths 5,11; 8,67 7,87 5,85 4,47 4,11 - - - 5,04 - (s) (s) (m) (s) (t) (m)

pths 9,60 9,11 7,65 7,30 7,10 4,80 - - - - (s) (s) (d) (t) (t) (s)

. Phổ cộng hưởng từ nhân proton của benzanđehit được đưa ra trong hình 3.12,

các tín hiệu cộng hưởng được liệt kê trong bảng 3.4:

Bảng 3.4. Các tín hiệu cộng hưởng

trong phổ CHTN proton của

benzanđehit

STT Quy kết

Vị trí (ppm) 10,02 CH=O 1

Hình 3.12. Phổ CHNT proton của 7,87 H ortho 2

benzanđehit 7,64 H para 3

7,56 H meta 4

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Phổ cộng hưởng từ nhân proton của các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và

Hpthbz theo thực nghiệm được đưa ra trên các hình 3.13, 3.14, 3.15 và 3.16.

Hình 3.13: Phổ cộng hưởng từ nhân proton của phối tử Hthbz

Hình 3.14. Phổ cộng hưởng từ nhân proton của phối tử Hmthbz

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.15. Phổ cộng hưởng từ nhân proton của phối tử Hathbz

Hình 3.16: Phổ cộng hưởng từ nhân proton của phối tử Hpthbz

Do đặc điểm của các phối tử này đều chứa vòng benzen nên để thuận tiện

cho việc qui gán tín hiệu cộng hưởng của các proton trong vòng benzen chúng tôi

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

sử dụng thêm phần mềm giải phổ ChemBiodraw Ultra 11.0 áp dụng cho các công

thức cấu tạo của các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz. Khi áp dụng phần

mềm giải phổ với công thức cấu tạo của phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz

ta thu được hình dạng phổ mô phỏng chỉ ra trong hình 3.92, 3.94, 3.96 và 3.98, các

tín hiệu cộng hưởng của các proton được liệt kê trong bảng 3.19, 3.20, 3.21 và 3.22.

Hình 3.17. Phổ cộng hưởng từ nhân proton

của phối tử Hthbz mô phỏng

Bảng 3.5. Các tín hiệu cộng hưởng

trong phổ CHTN proton của

Hthbz

Vị trí (ppm)

Qui kết Thực Lý thuyết tế

2,0 11,41 N(2)H

8,05 và Hình 3.18. Phổ cộng hưởng từ nhân proton N(4)H 8,56 7,97 của phối tử Hthbz theo thực nghiệm HC = N 8,36 8,18

H (ortho) 7,83 7,79

H (meta, 7,52 7,40 para)

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.19. Phổ cộng hưởng từ nhân proton

của phối tử Hmthbz theo mô phỏng

Bảng 3.6. Các tín hiệu cộng hưởng

trong phổ CHTN proton của

Hmthbz

Vị trí (ppm)

Qui kết Lý Thực

thuyết tế

2,0 11,45

N(2)H N(4)H 2,0 8,49 Hình 3.20 Phổ cộng hưởng từ nhân proton CH = N 8,36 8,05 của phối tử Hmthbz theo thực nghiệm

7,83 7,79 H(ortho)

H(meta, 7,52 7,42 para)

2,18 3,02 CH3

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.21. Phổ cộng hưởng từ nhân proton

của phối tử Hathbz theo mô phỏng

Bảng 3.7 Các tín hiệu cộng hưởng

trong phổ CHTN proton của

Hathbz

Vị trí (ppm)

Qui kết Lý Thực

thuyết tế

2,0 11,50

N(2)H N(4)H 2,0 8,67

CH = N 8,36 8,07

H(ortho) 7,83 7,81

H(meta, 7,52 7,37 Hình 3.22. Phổ cộng hưởng từ nhân proton para)

của phối tử Hathbz theo thực nghiệm 5,87 5,92 CH

5,15; 5,13 = CH2 5,17

4,53 4,22 - CH2

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.21. Phổ cộng hưởng từ nhân proton

của phối tử Hpthbz theo mô phỏng

Hình 3.22. Phổ cộng hưởng từ nhân proton Bảng 3.8. Các tín hiệu cộng hưởng

của Hpthbz theo thực nghiệm trong phổ CHTN proton của

Hpthbz

Vị trí (ppm)

Qui kết Lý Thực

thuyết tế

11,81 2,0

N(2)H N(4)H 10,10 4,0

HC = N 8,36 8,17

H (ortho vòng 7,90 7,83 I)

H (ortho vòng 7,58 7,70 II)

H (meta, para 7,52 7,43 vòng I)

H (meta vòng 7,38 7,20 II)

H (para vòng 7,21 6,81 II)

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Trên cơ sở qui gán các tín hiệu cộng hưởng trên các phổ phối tử trong phần

mềm giải phổ chúng tôi đưa ra sự qui gán các tín hiệu cộng hưởng của các proton

trong các phổ phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz trong bảng 3.9.

Bảng 39. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ cộng hưởng từ nhân proton của các

Vị trí, ppm

Qui kết

Hthbz

Hmthbz

Hathbz

Hpthbz

11,41 (s, 1)

11,45 (s, 1)

11,50 (s, 1)

11,81(s, 1)

N(2)H

8,05 và 7,97(s, 1)

8,49 (s, 1)

8,67 (t, 1)

10,10 (s, 1)

N(4)H

8,18 (s, 1)

8,05 (s, 1)

8,07 (s, 1)

8,17 (s, 1)

HC = N

H (ortho - vòng I)

7,79 (m, 2)

7,79 (d, 2)

7,81 (m, 2)

7,90 (m, 2)

7,58 (d, 2)

H (ortho - vòng II)

H (meta, para - vòng I)

7,40 (m, 3)

7,42 (m, 3)

7,37 (m, 3)

7,43 (m, 3)

7,38 (t, 2)

H (meta - vòng II)

7,21 (t, 1)

H (para - vòng II)

5,92 (m, 1)

5,13 (m, 2)

CH2

4,22 (m, 2)

= CH2

3,02 (s, 3)

CH3

phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz

Trên phổ cộng hưởng từ nhân proton của bốn phối tử đều xuất hiện các tín hiệu

cộng hưởng của các proton trong vòng benzen (vòng benzen của benzanđehit - vòng

I) khá giống nhau và cũng không thay đổi nhiều về vị trí so với chất đầu

(benzanđehit). Cụ thể tín hiệu cộng hưởng của hai proton ortho vòng I trong Hthbz

là tín hiệu multilet với tích phân là 2 ở 7,79 ppm, cũng ở 7,79 ppm với tín hiệu

doublet, tích phân là 2 trong Hmthbz, trong Hathbz là tín hiệu multilet với tích phân

là 2 ở 7,81 ppm còn trong Hpthbz là tín hiệu cộng hưởng multilet với tích phân 2 ở

7,90 ppm. Khi chuyển từ chất đầu vào phối tử thì tín hiệu cộng hưởng của proton ở

vị trí meta và para đều trùng nhau và tương đối giống nhau ở trong bốn phổ của bốn

phối tử, đều là các tín hiệu multilet với tích phân là 3, trong phổ của Hthbz và

Hmthbz đều xuất hiện ở 7,42 ppm, trong Hathbz là 7,37 ppm còn trong Hpthbz là

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

7,43 ppm. Riêng trong phổ cộng hưởng từ proton của Hpthbz xuất hiện thêm các tín

hiệu cộng hưởng của các proton bên cạnh tín hiệu cộng hưởng của các proton trong

vòng benzen I, đó là tín hiệu cộng hưởng của các proton trong vòng benzen II,

thuộc phần khung 4 - phenyl thiosemicacbazit. Tín hiệu cộng hưởng của 2 proton ở

vị trí ortho trong vòng benzen (II) xuất hiện ở 7,58 ppm với đặc điểm pic doublet,

tích phân là 2. Tín hiệu cộng hưởng triplet với tích phân là 2 được gán cho 2 proton

meta trong vòng II còn tín hiệu cộng hưởng triplet với tích phân là 1 được gán cho 1

proton vị trí para (vòng II). So với chất đầu là 4 - phenyl thiosemicacbazit thì các tín

hiệu cộng hưởng này không dịch chuyển không nhiều, điều đó chứng tỏ phản ứng

ngưng tụ gần như không ảnh hưởng tới vòng benzen của gốc phenyl. Theo đó ta có

sự qui gán như sau: tín hiệu cộng hưởng doublet với tích phân là 2 ở 7,58 ppm được

gán cho 2 proton ở vị trí ortho của vòng benzen thứ II, 2 proton ở vị trí meta trong

vòng này xuất hiện với tín hiệu cộng hưởng triplet với tích phân là 2 ở 7,38 ppm.

Tín hiệu proton ở vị trí para xuất hiện ở 7,21 ppm cũng với đặc điểm pic là triplet

nhưng với tích phân là 1. Sở dĩ các tín hiệu cộng hưởng của các proton trong vòng

benzen thường xuất hiện với đặc điểm pic là multilet là do ảnh hưởng của các proton ở vị trí bên cạnh. Sự qui gán các proton trong gốc thế vị trí N(4) này cũng khá

giống sự qui gán trong phổ mô phỏng của các phối tử.

Khi so sánh phổ cộng hưởng từ nhân proton của bốn phối tử này chúng ta có

thể thấy sự khác biệt rõ rệt. Thứ nhất là các tín hiệu ở vùng trường cao, chỉ xuất

hiện trong phổ của Hmthbz, đó là tín hiệu cộng hưởng singlet ở 3,02 ppm với tích

phân là 3. Đây chính là tín hiệu cộng hưởng của 3 proton nhóm CH3, tín hiệu cộng hưởng này xuất hiện trong phổ cộng hưởng từ proton của 4 - metyl thiosemicacbazit

ở 2,90 ppm. Như vậy khi chuyển từ 4 - metyl thiosemicacbazit vào phối tử Hmthbz

không ảnh hưởng tới nhóm CH3. Một điều khác biệt nữa đó là các tín hiệu cộng

hưởng multilet xuất hiện lần lượt ở 5,13; 5,92 và 4,22 ppm với tỷ lệ tích phân 2:1:2

tương ứng với các proton của nhóm thế allyl (CH2 = CH – CH2 –) trong phối tử Hathbz. Khi phản ứng ngưng tụ xảy ra thì nó sẽ xảy ra ở vị trí N(1) trong các hợp

chất thiosemicacbazit và nhóm CHO trong benzanđehit, liên kết đơn giữa 2 nguyên

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

tử H và N(1) đã bị thay thế bằng liên kết đôi giữa C (trong nhóm CHO của benzanđehit) và N(1). Khi đó sẽ xảy ra sự liên hợp giữa cặp electron tự do của N(2) với nối đôi C = N(1), điều này ảnh hưởng đến độ chuyển dịch của proton nhóm N(2)H và nó sẽ có độ chuyển dịch hóa học cao hơn độ chuyển dịch của proton nhóm N(1)H trong chất đầu cũng như trong nhóm N(4)H. Điều này thể hiện rõ trên phổ của cả bốn

phối tử, đó là sự xuất hiện tín hiệu cộng hưởng singlet với tích phân đều là 1 ở

khoảng 11 ppm, so với trong chất đầu là thiosemicacbazit, 4- metyl, 4- allyl và 4-

phenyl thiosemicacbazit thì đã có sự thay đổi khá rõ, ở đây là sự dịch chuyển về

phía trường thấp và tín hiệu cộng hưởng ở khoảng 4 - 5 ppm (tín hiệu cộng hưởng của proton nhóm N(1)H2) cũng không thấy xuất hiện. Chúng tôi qui kết như sau: Tín

hiệu singlet với tích phân là 1 xuất hiện ở 11,40 ppm là tín hiệu cộng hưởng của proton trong nhóm N(2)H của Hthbz, ở 11,45 ppm là tín hiệu cộng hưởng của proton trong nhóm N(2)H của Hmthbz, ở 11,50 ppm là tín hiệu cộng hưởng của proton trong nhóm N(2)H của Hathbz và proton của nhóm này trong Hpthbz xuất hiện ở

11,81 ppm cũng với đặc điểm pic singlet, tích phân là 1. Một bằng chứng nữa cho

thấy phản ứng ngưng tụ đã xảy ra và xảy ra ở nhóm CHO của benzanđehit đó là sự

thay đổi về vị trí của tín hiệu proton nhóm CHO, trong benzanđehit tín hiệu proton

này xuất hiện ở vị trí 10,02 ppm nhưng trong các phối tử này nó lại xuất hiện ở

vùng trường thấp hơn một chút, ở 8,17; 8,05; 8,07 và 8,17 ppm lần lượt trong các

phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz. Điều này được lý giải do độ âm điện của nguyên tử N1 (3,0), của O (3,5) nên cặp electron dùng chung trong liên kết CH = N

bị lệch về phía N ít hơn so với O trong CH = O. Chính vì vậy mà electron bao

quanh proton trong nhóm CH = N nhiều hơn CH = O nên proton nhóm CH = N

chuyển dịch về phía trường cao hơn nghĩa là có độ chuyển dịch hóa học thấp hơn.

Trong các phân tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz có sự khác biệt lớn nhất đó là các gốc thế đính vào vị trí N(4). Sự thay thế một proton liên kết với N(4)

bởi gốc đẩy electron trong Hmthbz khiến cho mật độ electron bao quanh proton còn

lại nhiều hơn so với proton trong Hathbz và Hpthbz là những phân tử mà proton bị

thay thế bởi gốc hút electron. Do đặc điểm cấu tạo, gốc C6H5 hút electron mạnh hơn

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

C3H5 nên mật độ electron quanh proton còn lại liên kết với N(4) trong Hathbz nhiều hơn trong Hpthbz. Chính vì vậy mà proton liên kết với N(4) trong Hthbz có độ

chuyển dịch hóa học thấp nhất ở , trong Hathbz cộng hưởng ở ra khi nghiên cứu phổ cộng hưởng từ proton của bốn phối tử chúng tôi còn thấy sự khác nhau về vị trí xuất hiện của tín hiệu proton trong nhóm N(4)H nhưng đều với tích phân là 1. Trong

phổ của Hthbz đó là hai tín hiệu cộng hưởng singlet ở 7,97 và 8,05 ppm, trong phổ

của Hmthbz đó là tín hiệu cộng hưởng singlet ở 8,49 ppm và trong Hathbz đó là tín

hiệu cộng hưởng singlet ở 8,67 ppm, riêng trong phổ của Hpthbz nó lại xuất hiện

với tín hiệu cộng hưởng triplet ở 10,10 ppm. Sự khác biệt này do nhóm allyl đính vào N(4) gây ra, cụ thể đó là do sự tương tác giữa các proton nhóm – CH2 và N(4)H

với nhau gây ra. Trong phổ Hthbz thấy xuất hiện ở hai tín hiệu cộng hưởng với tích phân đều là 1 là do hai nguyên tử H của nhóm N(4)H chưa hề bị thay thế bởi một

nhóm thế nào khác, trong Hmthbz, Hpthbz và Hathbz thì 1 nguyên tử H đã bị thay

thế bởi 1 nhóm đẩy electron (CH3) và 1 nhóm hút electron (C6H5 hay C3H5). Chính

vì vậy mà vị trí xuất hiện của chúng cũng khác nhau, ngay cả trong 2 chất đầu thì vị

trí xuất hiện cũng khác nhau, ở 7,51 và 7,19; 9,11; 7,81 ppm lần lượt là tín hiệu cộng hưởng của proton nhóm N(4)H trong thiosemicacbazit, 4 – metyl, 4- allyl và 4-

phenyl thiosemicacbazit.

Từ sự phân tích trên cho phép chúng tôi khẳng định phản ứng ngưng tụ đã xảy ra và xảy ra sự tách H ở N(1)H trong phần khung thiosemicacbazit và O trong

nhóm CH=O của phần khung benzanđehit. Khi phản ứng ngưng tụ xảy ra thì proton của nhóm N(2)H bị ảnh hưởng nhiều hơn trong nhóm N(4)H nên tín hiệu cộng hưởng

của proton nhóm này sẽ bị dịch chuyển nhiều hơn về phía trường thấp. Sự xuất hiện tín hiệu cộng hưởng của proton nhóm N(2)H còn cho phép khẳng định phối tử được

tạo

thành tồn tại ở dạng thion trong điều kiện ghi phổ. Điều này cũng đã được rút

ra khi chúng tôi phân tích phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

3.3.2 Phổ cộng hƣởng từ nhân 13C của các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và

Hpthbz

Cũng như khi phân tích phổ cộng hưởng từ proton để dễ dàng cho việc quy gán các tín hiệu trong phổ cộng hưởng từ nhân 13C của phối tử chúng tôi tham khảo

trong thư viện phổ chuẩn của Nhật.

Phổ cộng hưởng từ nhân 13C của các chất đầu tạo nên phối tử được đưa ra trên

các hình 3.100, 3.101, 3.102, 3.103. Các tín hiệu cộng hưởng được liệt kê trong

bảng 3.20.

Hình 3.24: Phổ CHTN -13C của 4 – Hình 3.23: Phổ CHTN -13C của metyl thiosemicacbazit (Hmth) thiosemicacbazit (Hth)

Hình 3.26. Phổ CHTN -13C của 4- Hình 3.25. Phổ CHTN -13C của 4-allyl

phenyl thiosemicacbazit (Hpth) thiosemicacbazit (Hath)

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Bảng 3.10. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ cộng hưởng từ nhân 13C

của Hth, Hmth, Hath và Hpth

Hợp chất Vị trí, ppm

C vòng CH C = S = CH2 - CH2 CH3

180,93 - Hth

181,79 Hmth 30,08

181,24 Hath 135,54 115,18 45,21

181,20 137,72; 128.92 Hpth

126,05; 124,26

Phổ cộng hưởng từ nhân 13C của chất đầu benzanđehit được đưa ra trong hình 3.27.

Các tín hiệu cộng hưởng được liệt kê trong bảng 3.11

Bảng 3.11. Các tín hiệu cộng hưởng

trong phổ CHTN - 13C của

benzanđehit

Vị trí, ppm Qui kết

128,98 C(meta)

129,68 C(ortho)

134,43 C(para)

136,47 C(bậc bốn) Hình 3.27. Phổ CHTN -13C của

benzanđehit 192,28 CHO

Phổ cộng hưởng từ 13C của các phối tử Đưa ra trong các hình 3.28, 3.29,

3.31 3.30,

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.28 Phổ cộng hưởng từ nhân 13C của phối tử Hthbz

Hình 3.29. Phổ cộng hưởng từ nhân 13C của phối tử Hmthbz

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.30. Phổ cộng hưởng từ nhân 13C của phối tử Hathbz

Hình 3.31. Phổ cộng hưởng từ nhân 13C của phối tử Hpthbz

Để tiện cho việc qui gán các tín hiệu cộng hưởng của các nguyên tử cacbon

trong phổ của các phối tử bên cạnh việc so sánh với phổ cộng hưởng của các chất

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

đầu tạo nên phối tử chúng tôi sử dụng thêm phần mềm hỗ trợ giải phổ

Chembiodraw Ultra 11.0 áp dụng cho công thức cấu tạo của các phối tử. Kết quả

thu được được thể hiện trên các hình 3.33, 3.35, 3.37 và 3.39. Các tín hiệu cộng

hưởng được liệt kê trong các bảng 3.12, 3.13, 3.13 và 3.15.

Hình 3.32. Phổ CHTN -13C của Hthbz

theo mô phỏng

Bảng 3.12. Các tín hiệu cộng hưởng trong CHTN -13C của Hthbz

Vị trí, ppm Qui kết Lý thuyết Thực tế

C = S 178,5 177,98

C = N 146,8 142,21

C (bậc 4) 133,7 134,14

C para 131,0 129,76

C ortho 129,2 128,59 Hình 3.33. Phổ CHTN -13C của Hthbz C meta 128,8 127,24 theo thực nghiệm

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3. 34. Phổ CHTN -13C của Hmthbz

theo mô phỏng

Bảng 3.13. Các tín hiệu cộng hưởng trong CHTN -13C của Hmthbz

Vị trí, ppm Qui kết Lý thuyết Thực tế

C = S 178,5 177,78

C = N 146,8 141,71

C (bậc 4) 133,7 134,29

C para 131,0 129,75

C ortho 129,2 128,65 Hình 3. 35. Phổ CHTN -13C của Hmthbz C meta 128,8 127,19 theo thực nghiệm 31,1 30,86 CH3

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.36. Phổ CHTN -13C của Hathbz

theo mô phỏng

Bảng 3.14. Các tín hiệu cộng hưởng trong CHTN -13C của Hathbz

Vị trí, ppm Qui kết Lý thuyết Thực tế

C = S 178,5 177,23

C = N 146,8 142,01

C (bậc 4) 133,7 134,16

C para 131,0 129,75

C ortho 129,2 128,59 Hình 3.37. Phổ CHTN -13C của Hathbz C meta 128,8 127,23 theo thực nghiệm CH 134,2 135,05

117,4 115,47 = CH2

46,7 45,73 CH2

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.38. Phổ CHTN -13C của Hpthbz

theo mô phỏng

Bảng 3.15. Các tín hiệu cộng hưởng trong CHTN -13C của Hpthbz

Vị trí, ppm Qui kết Lý thuyết Thực tế

C = S 178,5 176,00

C = N 146,8 142,85

C (bậc 4) 133,7; 133,97;

(vòng I, 138,5 139,03;

II) Hình 3.39. Phổ CHTN -13C của Hpthbz C para 131,0; 129,98; theo thực nghiệm (vòng I, 128,4 128,59;

II)

C ortho 129,2; 127,99;

(vòng I, 129,0 127,58;

II)

C meta 128,8; 125,80;

(vòng I, 126,5 125,27

II)

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Dựa theo sự qui gán các tín hiệu cộng hưởng trong phổ cộng hưởng từ nhân 13C theo mô phỏng của các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz chúng tôi

đưa ra sự qui gán các tín hiệu cộng hưởng trong các phổ thực nghiệm trong bảng

3.16.

Bảng 3.16. Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ cộng hưởng từ nhân 13C của các

phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz

Vị trí, ppm Qui kết

Hthbz Hmthbz Hathbz Hpthbz

177,98 177,78 177,23 176,00 C = S

142,21 141,71 142,01 142,85 C = N

C trong 134,14;129,76; 134,29; 135,05; 139,03; 133,97;

vòng benzen 128,59; 127,24 129,75; 134,16; 129,98; 128,59;

128,65; 129,75; 127,99; 127,58;

127,19 125,80; 125,27 128,59

- 127,23 - CH -

- 115,47 - - =CH2

- 45,73 - - - CH2

- 30,86 - - C (CH3)

Khi so sánh phổ cộng hưởng từ nhân 13C của benzanđehit với phổ của bốn

phối tử chúng tôi nhận thấy tín hiệu ở vùng trường thấp 192,28 ppm không xuất

hiện trong cả bốn phổ của bốn phối tử mà thay vào đó là tín hiệu ở vùng trường cao

hơn khoảng 142 ppm, đó là tín hiệu cộng hưởng của nhóm –C=N. Các tín hiệu cộng

hưởng của cacbon ở vị trí này xuất hiện trong phổ của bốn phối tử Hthbz, Hmthbz,

Hathbz và Hpthbz lần lượt là: 142,21; 141,71; 142,01 và 142,85 ppm. Điều đó

chứng tỏ phản ứng ngưng tụ đã xảy ra và O đã bị thay thế bởi nguyên tử N của phần

khung thiosemicacbazit. Và đó cũng là nguyên nhân dẫn đến sự di chuyển về phía

trường cao hơn của tín hiệu cộng hưởng đặc trưng cho C ở vị trí này. Do độ âm điện của nguyên tử N1 là 3,0 trong khi của O là 3,5 nên cặp electron dùng chung trong

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

nối đôi bị lệch về phía O nhiều hơn, vì vậy eletron trên nguyên tử C trong nhóm

CHN nhiều hơn trong nhóm CHO và như vậy thì tín hiệu cộng hưởng của C trong

nhóm CH = N có xu hướng chuyển dịch về phía trường cao hơn, độ chuyển dịch

hóa học thấp hơn. Điều này góp phần khẳng định thêm về kết luận phổ cộng hưởng

từ proton về vị trí xảy ra phản ứng trùng ngưng. Một tín hiệu cộng hưởng ở vùng

trường thấp khoảng 170 - 190 ppm thấy xuất hiện trong cả bốn phổ của phối tử và

trong phổ của các chất đầu thiosemicacbazit, 4-metyl thiosemicacbazit, 4-phenyl

thiosemicacbazit và 4-allyl thiosemicacbazit nhưng không thấy xuất hiện trong phổ

của benzanđehit, tín hiệu này được gán cho C trong nhóm C = S. Như vậy phản ứng

ngưng tụ tạo thành thiosemicacbazon không ảnh hưởng tới nhóm C = S. Cụ thể tín

hiệu của C trong nhóm C = S của các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz có

tín hiệu cộng hưởng lần lượt là 177,98; 177,78; 177,23 và 176,00 ppm. Các tín hiệu

cộng hưởng của cacbon nhóm C = S và C = N xuất hiện trong phổ của các phối tử

thu được từ thực nghiệm cũng khá giống trong phổ của phối tử theo mô phỏng

Trong bốn phổ của bốn phối đều thấy xuất hiện tín hiệu cộng hưởng của C

trong vòng benzen. Điểm khác rõ nét nhất trong phổ của bốn phối tử này đó là tín hiệu đặc trưng cho C trong vòng benzen (vòng II - vòng benzen gắn với N(4)) của

Hpthbz và C trong nhóm CH3 của Hmthbz, C trong nhóm allyl của Hathbz. Trong

phổ của Hpthbz xuất hiện thêm 4 tín hiệu cộng hưởng bên cạnh các tín hiệu cộng

hưởng đặc trưng cho vòng benzen như trong 4 phối tử đều có, đó là các tín hiệu

cộng hưởng đặc trưng cho C trong vòng benzen (II). Trong phổ của Hathbz xuất

hiện thêm 3 tín hiệu cộng hưởng so với trong phổ của Hthbz, đó là các tín hiệu cộng

hưởng ở các vị trí 45,73; 115,47 và 135,05 ppm, các tín hiệu cộng hưởng này được

gán cho ba nguyên tử C của gốc allyl lần lượt – CH2; = CH2; – CH. Còn trong phổ

của Hmthbz xuất hiện thêm 1 tín hiệu cộng hưởng đặc trưng cho C của nhóm CH3 gắn với N(4) ở 30,86 ppm. Để thuận tiện cho việc qui gán các tín hiệu cộng hưởng

của cacbon trong vong benzen chúng tôi tiến hành so sánh và qui gán dựa trên sự

qui gán của các tín hiệu trong phổ phối tử thu được từ việc sử dụng phần mềm giải

phổ Chembio Draw Ultra 11.0. Các tín hiệu cộng hưởng của cacbon trong vòng

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

benzen của các phổ phối tử thu được từ thực nghiệm không khác nhiều so với lý

thuyết và cộng hưởng ở 125 - 140 ppm.

Từ sự phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân của các phối tử Hthbz, Hmthbz,

Hpthbz và Hathbz chúng tôi đưa ra mô hình chung của các phối tử như sau:

3.3.3 Phổ cộng hƣởng từ proton 1H của các phức chất Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2,

Ni(athbz)2, Ni(pthbz)2

Phổ cộng hưởng từ proton của các phức chất được chỉ ra trên các hình 3. 40,

3.41, 3.42, 3.43. Các tín hiệu cộng hưởng được liệt kê trong bảng 3.17.

Hình 3.40. Phổ cộng hưởng từ nhân proton của phức chất Ni(thbz)2

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.41. Phổ cộng hưởng từ nhân proton của phức chất Ni(mthbz)2

Hình 3.42. Phổ cộng hưởng từ nhân proton của phức chất Ni(athbz)2

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.43. Phổ cộng hưởng từ nhân proton của phức chất Ni(pthbz)2

Bảng 3.17:Các tín hiệu cộng hưởng từ proton củacác phức chất

Quy kết

CH=N(1 )

CH3

N(4)H

=CH 2

Phức chất

H (ortho -vòng I)

H (ortho -vòng II)

H (para -vòng I)

H (para -vòng II)

H (met a vòng -I)

H (met a vòng -II)

7,12

8,18

7,42

7,79

Ni(thbz)2

(m,2)

(m,3)

(s,2)

7,79

7,42

2,65

7,07

Ni(mthbz)

(d,2)

(t,2)

(s,3

(1)

2

)

7,81

7,37

5,15

Ni(athbz)2 7,42

(m,1)

(m,2)

(m,3)

(s,2)

7,7

8,16

7,58

7,42

7,31

7,03

7,49

Ni(pthbz)2 9,7

9(s,1

(s,2)

(d,2)

(t,2)

(t,1)

)

Trên phổ cộng hưởng từ nhân proton của các phức chất không thấy xuất hiện

các tín hiệu cộng hưởng vùng trường thấp trong khoảng 11 - 12 ppm đặc trưng cho

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

proton của nhóm N(2)H. Điều này cũng cho thấy khi tạo phức proton của nhóm N(2)H bị thiol hóa và nguyên tử H này tách ra liên kết với nguyên tử S nhưng sau đó

lại bị thay thế bởi ion kim loại. Như vậy một vị trí tham gia liên kết với ion kim loại

của phối tử được thực hiện qua nguyên tử S.

So sánh phổ của phức chất và phổ của các phối tử tương ứng, chúng tôi nhận thấy độ chuyển dịch hóa học của proton trong nhóm CH=N(1) đã bị giảm đáng kể.

Điều này là do phần khung thiosemicacbazon trong phức chất đã thiol hóa tạo thành

mạch liên hợp dài hơn so với trong phối tử. Mạch liên hợp này bao gồm cả nhóm HC=N(1) nên mật độ electron bao quanh proton trong nhóm HC = N(1) nhiều hơn

dẫn tới khả năng che chắn tăng và độ chuyển dịch hóa học giảm so với trong phổ

của phối tử. Và một lý do nữa là do liên kết phối trí giữa phối tử với ion kim loại trung tâm được thực hiện qua nguyên tử N(1). Điều này được thấy qua sự thay đổi tín hiệu cộng hưởng của proton nhóm N(4)H. So với trong phối tử tự do tương ứng

thì tín hiệu cộng hưởng này dịch chuyển về phía trường cao hơn. Điều này có thể

giải thích là: trong phối tử nhóm C = S hút mạnh electron nên giảm điện tích âm trên nguyên tử N(4) và do đó proton gắn trên nguyên tử N này khá linh động. Tuy

nhiên, khi tạo phức đã làm giảm khả năng hút electron của S dẫn đến mật độ electron trên N(4)H tăng lên và tăng tác dụng che chắn đối với proton. Vì vậy, tín

hiệu cộng hưởng trong phổ của phức chất sẽ chuyển dịch về phía trường cao hơn so với trong phối tử. Tín hiệu cộng hưởng của proton nhóm N(4)H trong phức Ni(thbz)2

xuất hiện ở 7,12 ppm, là pic singlet tích phân là 2. Trong phức Ni(mthbz)2 tín hiệu

cộng hưởng của proton này không còn là pic singlet nữa do ảnh hưởng của nhóm

thế CH3 và tích phân là 1 như trong phối tử của nó, ở 7,07 ppm. Cũng giống như trong phức Ni(mthbz)2 do nguyên tử C liên kết với N(4) còn 2 nguyên tử H nên tín hiệu cộng hưởng của proton nhóm N(4)H cũng xuất hiện với pic multilet trong

Ni(athbz)2 ở vị trí 7,42 ppm. Nhưng trong phức Ni(pthbz)2 do ở vị trí C liên kết với N(4) không còn H nữa nên proton của nhóm N(4)H không bị tách nữa và nó vẫn xuất

hiện với pic singlet tích phân là 1 như trong phối tử, ở vị trí 9,79 ppm.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Các tín hiệu cộng hưởng trong vùng từ 6 - 8 ppm được quy kết cho các

proton trong vòng benzen. Sự quy kết sẽ căn cứ chủ yếu vào sự quy kết trong phổ

của phối tử, phổ của các chất đầu tổng hợp nên phối tử. Theo đó, tín hiệu cộng

hưởng của proton ở vị trí para trong vòng benzen (II) sẽ có độ chuyển dịch thấp hơn

trong vòng benzen (I) ở trong phức chất Ni(pthbz)2. Tín hiệu triplet ở vị trí 7,03

ppm trong Ni(pthbz)2 với tích phân là 1 được quy gán cho tín hiệu cộng hưởng ở vị

trí para trong vòng benzen (II) và tín hiệu ở 7,58 ppm trong Ni(pthbz)2 với tích phân

là 2 được quy gán cho tín hiệu cộng hưởng của 2 proton ở vị trí ortho trong vòng

benzen (II), tín hiệu của proton ở vị trí meta trong vòng benzen (II) là tín hiệu

triplet, tích phân là 2 ở 7,31 ppm trong Ni(pthbz)2 các tín hiệu cộng hưởng này

không xuất hiện trong phổ của phức chất Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2 và Ni(athbz)2 nhưng

thay vào đó là tín hiệu cộng hưởng của 3 proton nhóm CH3 ở vùng trường cao 2,65

ppm trong Ni(pthbz)2 và 2,73 ppm với tích phân là 3. Còn trong phức Ni(athbz)2 thì

xuất hiện thêm 3 tín hiệu cộng hưởng của các proton trong gốc allyl. Trong phức

chất Ni(athbz)2 tín hiệu cộng hưởng multilet với tích phân là 1 được gán cho 1

proton nhóm CH, tín hiệu cộng hưởng multilet với tích phân là 2 được gán cho 2

proton nhóm = CH2, tín hiệu cộng hưởng của 2 proton nhóm – CH2 xuất hiện ở vị

trí 5,15 ppm với đặc điểm pic là singlet, tích phân là 2. 3.3.4. Phổ cộng hƣởng từ nhân 13C của các phức chất Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2,

Ni(athbz)2 và Ni(pthbz)2

Do đặc điểm cấu tạo của phức chất là khá phức tạp và nó có thể tồn tại ở

trạng thái động hoặc do sự thay đổi của hai dạng đồng phân hình học là cis và trans nên việc ghi phổ cộng hưởng từ nhân 13C gặp rất nhiều khó khăn. Mặt khác phổ cộng hưởng từ nhân 13C cũng kém nhạy hơn phổ cộng hưởng từ nhân proton nên

trong một số phức chúng tôi ghi phổ nhưng có thể một số tín hiệu cộng hưởng của

C không xuất hiện hoặc xuất hiện thêm một số tín hiệu cộng hưởng nhiễu.

Phổ cộng hưởng từ nhân 13C của các phức chất Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2,

Ni(athbz)2 và Ni(pthbz)2 được chỉ ra trong các hình 3.44, 3.45, 3.46, 3.47. Các tín

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

hiệu cộng hưởng của trong phổ cộng hưởng từ nhân 13C được liệt kê trong bảng

3.18.

Hình 3.44. Phổ cộng hưởng từ nhân 13C của phức chất Ni(thbz)2

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.45. Phổ cộng hưởng từ nhân 13C của phức chất Ni(mthbz)2

Hình 3.46. Phổ cộng hưởng từ nhân 13C của phức chất Ni(athbz)2

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.47. Phổ cộng hưởng từ nhân 13C của phức chất Ni(pthbz)2 Việc qui kết các tín hiệu cộng hưởng trong phổ cộng hưởng từ 13C của các

phức chất chủ yếu dựa vào sự qui gán của các phối tử tương ứng và các chất đầu tạo

nên phối tử. Các tín hiệu cộng hưởng của các nguyên tử cacbon trong phổ của phức

chất được qui gán trong bảng 3.18.

Bảng 3.18. Bảng quy kết các pic trong phổ cộng hưởng từ nhân 13C của các

Vị trí, ppm

Hợp chất

C = N

C (vòng

=CH2

- CH2

benzen)

(CH3)

Hthbz

177,98 142,21

134,14;129,76;

phức chất Ni(thbz)2 , Ni(mthbz)2 , Ni(pthbz)2, Ni(athbz)2

-

128,59; 127,24

176,27 152,69 132,49; 132,03;

-

Ni(thbz)2

130,69; 128,30

30,86

Hmthbz

177,78 141,71 134,29; 129,75;

128,65; 127,19

31,09

172,41 159,04 132,98; 130,22;

-

Ni(mthbz)2

129,41; 127,83

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hpthbz

176,00 142,85 139,03; 133,97;

-

129,98; 128,59;

127,99; 127,58;

125,80; 125,27

168,81 161,91 140,85; 132,84;

-

Ni(pthbz)2

130,78; 129,74;

128,47, 128,15;

121,74; 118,88

Hathbz

177,23 142,01 134,16; 129,75;

135,05

115,47 45,73

128,59; 127,23

153,50 132,40; 131,94;

134,92

115,64 47,48

Ni(athbz)2

130,83; 128,34

Trong phổ cộng hưởng từ nhân 13C của các phức chất đều thấy xuất hiện tín

hiệu của các C trong vòng thơm và thay đổi không đáng kể so với phối tử. Điều này

cho phép khẳng định sự tạo phức không ảnh hưởng tới vòng benzen. Nhưng những

tín hiệu ứng với C trong nhóm C = N và C = S đều có sự thay đổi. Tuy nhiên sự

thay đổi tín hiệu của C trong C = S không rõ rệt bằng C = N. Có thể sau khi xảy ra sự thiol hoá thì nguyên tử C này vẫn ở trạng thái lai hoá sp2 và mật độ electron thay đổi không nhiều nên chỉ dẫn đến sự thay đổi nhẹ về vị trí trên 13C - NMR. Chúng tôi cho rằng sự phối trí của ion kim loại với nguyên tử N(2) làm giảm mật độ electron

của liên kết C = N và của cả nguyên tử cacbon, do đó sự che chắn đối với hạt nhân 13C giảm và tín hiệu bị dịch chuyển về phía trường thấp hơn, độ chuyển dịch hóa

học cao hơn; từ 142,21 ppm về 152,69 ppm trong Ni(thbz)2; từ 141,71 ppm về

159,04 ppm trong Ni(mthbz)2; từ 142,01 về 153,50 ppm trong Ni(athbz)2 còn trong

từ 142,85 ppm về 161,91 ppm trong Ni(pthbz)2.

Các tín hiệu cộng hưởng đặc trưng cho nhóm CS khi chuyển từ phối tử vào

phức chất có sự thay đổi không đáng kể. Cụ thể như sau: Trong Hthbz thì tín hiệu

này cộng hưởng ở 177,98 ppm, khi chuyển vào phức chất thì nó cộng hưởng ở

176,27 ppm Ni(thbz)2. Trong hai phức chất Ni(mthbz)2 thì tín hiệu cộng hưởng của

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

C nhóm CS xuất hiện ở 172,41 ppm. Tín hiệu cộng hưởng của cacbon nhóm CS

xuất hiện với cường độ rất nhỏ ở khoảng 174 ppm trong phức Ni(athbz)2. Điều này

có thể giải thích do hai phức chất tồn tại ở trạng thái động và tín hiệu cộng hưởng

CS máy khó nhận biết hơn các tín hiệu cộng hưởng của các cacbon khác. Tín hiệu

cộng hưởng ở 166,88 ppm được gán cho tín hiệu cộng hưởng của C trong nhóm CS

của hai phức Ni(pthbz)2.

Các vị trí khác gần như không thay đổi khi chuyển từ phối tử vào phức chất.

Tín hiệu cộng hưởng của C nhóm CH3 trong hai phức chất Ni(mthbz)2 và

Pd(mthbz)2 ở 31,09 và 31,64 ppm. Tín hiệu cộng hưởng của các nguyên tử C trong

nhóm thế allyl cũng thay đổi không đáng kể khi chuyển từ phối tử vào phức chất.

Xuất hiện ở các vị trí 135,13; 115,23; 47,14 ppm trong phức Pd(athbz)2 và 134,92;

115,64; 47,48 ppm trong phức của Ni(athbz)2 tương ứng với C trong các nhóm =

CH2, CH, – CH2.

Từ sự phân tích phổ cộng hưởng từ nhân proton và 13C của các phức chất

chúng tôi đưa ra mô hình tạo phức chung của các phức chất này như sau:

R: H;CH3; C3H5; C6H5

3.4. NGHIÊN CƢU BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ KHỐI LƢỢNG CÁC

PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2, Ni(athbz)2 và

Ni(pthbz)2

Phổ khối lượng của phức chất Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2, Ni(athbz)2 và Ni(pthbz)2

được đưa ra trên hình 3.48.....

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.48. Phổ khối lượng của các phức chất Ni(thbz)2

Hình 3.49: Phổ khối lượng của phức chất Ni(mthbz)2

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Hình 3.50: Phổ khối lượng của phức chất Ni(athbz)2

Hình 3.51: Phổ khối lượng của phức chất Ni(pthbz)2

Như đã đề cập trong phần điều kiện ghi phổ, phổ khối lượng của các phức

chất đều được ghi trong vùng có tỷ số m/z từ 50 - 2000đvC, trên phổ khối của phức

chất Ni(thbz)2 xuất hiện tín hiệu có tỷ số m/z là 415, 443, 495 và 567. Tỷ số này phù hợp với khối lượng phân tử phức chất bị proton hóa [M+H]+. Điều đó chứng tỏ

sự tồn tại của phân tử phức chất. Hơn nữa, ở vùng trên 415, 443, 495 và 567 tương

ứng trong phổ khối lượng của các phức chất này không thấy xuất hiện tín hiệu điều

đó cho phép khẳng định phức chất tồn tại ở trạng thái đơn nhân chứ không bị

polyme hoá trong điều kiện ghi phổ. Tần suất xuất hiện của phân tử này cao nhất,

chứng tỏ phức chất này bền trong điều kiện ghi phổ.

Quan sát tín hiệu ion phân tử nhận thấy đó là một cụm tín hiệu với các tần

suất xuất hiện khác nhau. Điều này đợc giải thích là do các nguyên tử trong phức

chất Ni, S, N, C là những nguyên tố có nhiều đồng vị. Với việc tổng kết và so sánh

các giá trị thực nghiệm thu đợc từ phổ và giá trị lý thuyết thu được từ việc áp dụng

phần mềm isotope distribution caculator tính toán cho cụm tín hiệu đồng vị của

phân tử NiC16H16N6S2 ta thu bảng 3.19......

Bảng 3.19: Cường độ tương đối trong cụm pic đồng vị của Ni(thbz)2

NiC16H16N6S2

Cường độ tương đối m/z Lý thuyết Thực tế

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

100 100 414

415 21.31 21.94

416 49.26 46.63

417 11.76 10.58

418 10.25 9

419 2.11 2.05

420 2.11 2.07

421 0.42 0.31

422 0.17 0.25

NiC18H20N6S2

Cường độ tương đối

m/z

Lý thuyết

Thực tế

442

100

443

23.53

25.28

444

49.75

51.9

445

12.86

12.22

446

10.52

11.44

447

2.34

2.17

448

2.16

2.75

449

0.46

0.88

450

0.18

0.21

Bảng 3.20. Cường độ tương đối trong cụm pic đồng vị của Ni(mthbz)2

Bảng 3.21: Cường độ tương đối trong cụm pic đồng vị của Ni(athbz)2

NiC28H24N6S2

Cường độ tương đối m/z Lý thuyết Thực tế

494 100 100

495 27.93 26.57

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

496 50.85 53.47

497 15.06 15.86

498 11.12 14.99

499 2.81 4.3

500 2.27 3.64

501 0.56 0.35

502 0.2 0.2

Bảng 3.22. Cường độ tương đối trong cụm pic đồng vị của Ni(pthbz)2

NiC28H24N6S2

Cường độ tương đối m/z Lý thuyết Thực tế

566 100 100

567 34.41 37.84

568 52.84 56.75

569 18.41 13.66

570 12.19 12.14

571 3.56 3.01

572 2.47 3.06

573 0.71 0.38

574 0.24 0.84

Qua các bảng và biểu đồ trong các bảng 3.19; 3.20; 3.21 ta có thể thấy cường

độ tương đối của các tín hiệu đồng vị trong cụm tín hiệu ion phân tử hoàn toàn phù

hợp với cường độ tính toán theo lý thuyết với phân tử NiC16H16N6S2, NiC18H20N6S2,

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

NiC22H24N6S2 và NiC28H24N6S2. Sự phù hợp này giúp ta khẳng định thêm sự tồn tại

của tín hiệu ion phân tử đã bị proton hóa

3.5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH KHÁNG SINH CỦA PHỐI

TỬ VÀ PHỨC CHẤT

Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định đối với 9 mẫu gồm 1 mẫu

muối, 4 mẫu phối tử và 4 mẫu phức chất của 4 phối tử đó với Ni(II) trên 3 dòng vi

khuẩn Gram (+), 3 dòng vi khuẩn Gram (-) và 1 dòng nấm kết quả được liệt kê

trong bảng 3.23

HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp

Tên chủng vi sinh vật kiểm định

Giá trị IC50,

Gram (+)

Gram (-)

Nấm

MIC, MBC

Tên mẫu

Lactobacillus

Bacillus

Staphylococcus

Salmonella

Escherichia

Pseudomonas

Candida

(g/ml)

fermentum

subtilis

aureus

enterica

aeruginosa

albican

coli

>128

NiCl2

IC50

Hthbz

>128

IC50

>128

Ni(thbz)2

IC50

Hmthbz

>128

IC50

>128

Ni(mthbz)2

IC50

Hathbz

>128

19,42

IC50

>128

Ni(athbz)2

IC50

Hpthbz

>128

IC50

>128

Ni(pthbz)2

IC50

Bảng: 3.23. Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

Theo kết quả này thì muối được chúng tôi sử dụng để tạo phức đều không có

hoạt tính kháng khuẩn, khả năng kháng khuẩn của các phối tử và phức chất hầu như

chưa thể hiện ở các nồng độ đem thử trừ phối tử Hathbz, có hoạt tính đối với cầu

khuẩn gram (+) Staphylococcus aureus (IC50 = 19,42 g/ml).

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

KẾT LUẬN:

1. Đã tổng hợp được 4 hợp chất thiosemicacbazon: thiosemicacbazon

benzanđehit (Hthbz), 4-metyl thiosemicacbazon benzanđehit (Hmthbz), 4-phenyl

thiosemicacbazon benzanđehit (Hpthbz), 4-Allyl thiosemicacbazon Benzandehit

(Hmthpy), và các phức chất tương ứng của chúng với Ni. Kết quả phân tích hàm

lượng kim loại, phân tích cộng hưởng từ hạt nhân và phổ khối cho thấy các phức

chất có thành phần ứng với công thức phân tử Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2, Ni(pthbz)2,

Ni(athbz).

Đã nghiên cứu các phức chất tổng hợp được bằng phương pháp phổ hấp thụ

hồng ngoại và phổ cộng hưởng từ proton. Kết quả thu được cho thấy Hthbz, Hmthbz, Hpthbz là các phối tử hai càng liên kết với Ni qua N(1) .

2. Đã nghiên cứu các phức chất tổng hợp được bằng phương pháp phổ khối

lượng. Kết quả cho thấy các phức chất tổng hợp được đều bền trong điều kiện ghi

phổ. Kết quả thu được xác nhận phức chất là đơn nhân. Khối lượng phân tử hoàn

toàn phù hợp với công thức phân tử dự kiến.

Đã sử dụng phần mềm isotope disstribution calculator để tính toán cường dộ

tương đối của các pic đồng vị của phân tử phức chất. Kết quả thu được khá phù hợp

giữa thực tế và lý thuyết.

3. Bước đầu đã thử hoạt tính kháng khuẩn của một số phối tử và phức chất

trên 7 chủng vi khuẩn thuộc cả hai loại gram (+) và gram (-).

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

TµI LIÖU THAM KH¶O

I. TiÕng ViÖt

häc Tù nhiªn.

khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ quèc gia.

4. §Æng Nh T¹i, Phan Tèng S¬n, TrÇn Quèc S¬n (1980), C¬ së ho¸ häc h÷u c¬,

Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc vµ Trung häc chuyªn nghiÖp, Hµ Néi.

5. NguyÔn §×nh TriÖu (1999), C¸c ph ¬ng ph¸p vËt lý øng dông trong ho¸ häc,

Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc Quèc gia.

häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ quèc gia.

7. Phan ThÞ Hång TuyÕt (2007), LuËn ¸n tiÕn sÜ Ho¸ häc, ViÖn Ho¸ häc, ViÖn

khoa häc vµ c«ng nghÖ ViÖt Nam.

II. TiÕng Anh

8. Abu-Eittah R., Osman A. and Arafa G. (1979), “Studies on copper(II)-

complexes : Electronic absorption spectra”, Journal of Inorganic and Nuclear

Chemistry, 41(4), pp.555-559.

9. Alsop L., Cowley R. A., Dilworth R.J. (2005), “Investigations into some aryl

substituted bis(thiosemicarbazones)and their copper complexes”, Inorganica

Chimica Acta, 358, pp. 2770-2780.

10. Altun Ah., Kumru M., Dimoglo A. (2001), “Study of electronic and structural

features of thiosemicarbazone and thiosemicarbazide derivatives demonstrating

anti-HSV-1 activity”, J. Molecular Structure (Theo. Chem), 535, pp.235-246.

11. Anayive P. Rebolledo, Marisol Vieites, Dinorah Gambino, Oscar E. Piro (2005),

“Palladium(II) complexes of 2-benzoylpyridine-derived thiosemicarbazones:

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

spectral characterization, structural studies and cytotoxic activity”, 99(3), pp.

698-706.

12. Ateya B. G., Abo-Elkhair B. M. and Abdel-Hamid I. A. (1976),

“Thiosemicarbazide as an inhibitor for the acid corrosion of iron”, Corrosion

Science, 16(3), pp.163-169.

13. Campbell J. M. (1975), “Transition metal complexes of thiosemicarbazide and

thiosemicarbazones” Coordination Chemistry Reviews, 15(2-3), pp.279-319.

14. Cavalca M., Branchi G. (1960), "The crystal structure of mono

thiosemicarbazide zinc chloride", Acta crystallorg., 13, pp.688-698.

15. Chettiar K.S., Sreekumar K. (1999), “Polystyrene-supported thiosemicarbazone-

transition metal complexes: synthesis and application as heterogeneous

catalysts”, Polimer International, 48 (6), pp.455-460.

16. Diaz A., Cao R. and Garcia A. (1994), "Characterization and biological

properties of a copper(II) complex with pyruvic acid thiosemicarbazone",

Monatshefte fur Chemie/ Chemical Monthly, 125 (8-9), pp. 823-825.

17. Dimitra K.D., Miller J.R. (1999), “Palladium(II) and platinum(II) complexes of

pyridin-2-carbaldehyde thiosemicarbazone with potential biological activity.

Synthesis, structure and spectral properties”, Polyhedron, 18 (7), pp.1005-1013.

18. Dimitra K.D, Yadav P.N., Demertzis M.A., Jasiski J.P. (2004), “First use of a

palladium complex with a thiosemicarbazone ligand as catalyst precursor for the

Heck reaction”, Tetrahedron Letters, 45(14), pp.2923-2926.

19. Dimitra K.D, Asimina Domopoulou, Mavroudis A. Demervzis, Giovanne Valle,

and Athanassios Papageorgiou (1997), “Palladium (II) Complexes of 2-

Acetylpyridine N(4)-Methyl, N(4)-Ethyl and N(4)-Phenyl-Thiosemicarbazones.

Crystal Structure of Chloro(2- Acetylpyridine N(4)-

Methylthiosemicarbazonato) Palladium(II). Synthesis, Spectral Studies, in vitro

and in vivo Antitumour Activity” Journal of Inorganic Biochemistry, pp.147-

155.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

20. Ekpe U.J., Ibok U.J., Offiong O.E., Ebenso E.E. (1995), "Inhibitory action of

methyl and phenylthiosemicarbazone derivatives on the corrosion of mild steel

in hydrochloric acids", Materials Chemistry and Physics, 40(2), pp.87-93.

21. Elsevier S., Publishers B.V. (1985), “Transition metal complexes of

semicarbazones and thiosemicarbazones”, Coordination Chemistry Reviews, 63,

pp. 127-160.

22. El-Asmy A.A. , Morsi M.A., and El-Shafei A.A. (2005), “Cobalt(II), nickel(II),

copper(II), zinc(II) and uranyl(VI) complexes of acetylacetone bis(4-

phenylthiosemicarbazone)”, Transition Metal Chemistry, 11, pp. 494-496.(4c)

23. Guy Berthon and Torsten Berg (1976), “Thermodynamics of silver-

thiosemicarbazide complexation”, The Journal of Chemical Thermodynamics,

8(12), pp.1145-1152.

24. Harry B.Gray and C.J.Ballhausen (1962), “A molecular orbital theory for square

planar metal complexes”, J. Am. Chem. Soc. 85 (1963) 260 – 265.

25. Joseph M., Kuriakose M., Kurup M.R. and SureshE. (2006), “Structural,

antimicrobial and spectral studies of copper(II) complexes of 2-benzoylpyridine

N(4)-phenyl thiosemicarbazone”, Polyhedron 25, pp. 61-75.

26. Lobana T.S., Khanna S., Butcher R,J., Hunter A.D. and Zeller M. (2006),

“Synthesis, crystal structures and multinuclear NMR spectroscopy of copper(I)

complexes with benzophenone thiosemicarbazone ”, Polyhedron, 25(14), pp.

2755-2763.

27. Mostapha J.E., Magali Allain, Mustayeen A. K., Gilles M.B. (2005), “Structural

and spectral studies of nickel(II), copper(II) and cadmium (II) complexes of 3-

furaldehyde thiosemicarbazone” Polyhedron, 24 (2), pp.327-332.

28. Pillai C. K. S., Nandi U. S. and Warren Levinson (1977), “Interaction of DNA

with anti-cancer drugs: copper-thiosemicarbazide system”, Bioinorganic

Chemistry, pp.151-157.

29. Ramana Murthy G. V. and Sreenivasulu Reddy T. (1992), “o-

Hydroxyacetophenone thiosemicarbazone as a reagent for the rapid

spectrophotometric determination of palladium”, Talanta, 39(6), pp. 697-701.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

30. Reddy K. J, Kumar J. R. and Ramachandraiah C. (2003), “Analytical properties

of 1-phenyl-1,2-propanedione-2-oxime thiosemicarbazone: simultaneous

spectrophotometric determination of copper(II) and nickel(II) in edible oils and

seeds”, Talanta, 59(3), pp. 425-433.

31. Seena E.B. and Prathapachandra Kurup M.R. (2007), "Spectral and structural

studies of mono- and binuclear copper(II) complexes of salicylaldehyde N(4)-

substituted thiosemicarbazones", Polyhedron, 26(4, 1), pp.829-836.

32. Sirota A. and ramko T. (1974), “Square planar NiII complexes of

thiosemicarbazide”, Inorganica Chimica Acta, 8, pp.289-291.

33. Suryanarayana R.V. and Brahmaji R.S. (1979), “Polarographic and

spectrophotometric studies of cobalt(II) thiosemicarbazide system”, Journal of

Electroanalytical Chemistry, 96(1), pp. 109-115.

34. Uesugi K., Sik L. Nishioka J., Kumagai H., T. and Nagahiro T. (1994),

“Extraction-Spectrophotometric Determination of Palladium with 3-

Thiophenaldehyde-4-phenyl-3-thiosemicarbazone”, Microchemical Journal,

50(1), pp. 88-93.

35. Magda Ali Akl (2006), “The Use of Phenanthraquinone Monophenyl

Thiosemicarbazone for Preconcentration, Ion Flotation and Spectrometric

Determination of Zinc(II) in Human Biofluids and Pharmaceutical Samples”,

Bull. Korean Chem. Soc. 27(2006), 5, 725 – 732.

36. G.M.Arain, M.Y.Khuhawar, “Liquid Chromatographic Analysis of Mercury(II)

and Cadmium(II) Using Dimethylglyoxal bis-(4-phenyl-3-thiosemicarbazone)

as Derivatizing Reagent”, Acta Chromatographica 20 (2008) 1, 25 – 41.

37. M. Jesús Gismera, M.Antonia Mendiola, Jesús Rodriguez Procopio, M.Teresa

Sevilla (1998), “Copper potentiometric sensors based on copper complexes

containing thiohydrazone and thiosemicarbazone ligands”, Analytica Chimica

Acta (1999) 143 – 149

38. R.K. Mahajan, Inderpreet Kaur, T.S. Lobana (2002), “A mercury(II) ion-

selective electrode based on neutral salicylaldehyde thiosemicarbazone”,

Talanta 59(2003) 101 – 105.

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

39. Y.Li, Y.Chai, R.Yuan, W.Liang, L.Zhang, G.Ye (2007), “Aluminium(III)

selective electrode based on a newly synthesized glyoxalbis -thiosemicarbazone

Schiff base”, Journal of Analytical Chemistry, 63(2008) 1090 – 1093.

40. http://www.sisweb.com/mstools/isotope.

41. Campbell J.M., Complex of thiosemicarbazit and thiosemicarbazone. Coord.

Chem. Revs.

42. Brunet E., Mendiola A.M., Macrocyclization of cyclic thiosemicarbazones with

mercury salts. Tetrahedron

of variable coordination modes. Proc. Indian. Acad. Sci (Chem. Sci) (2002)

43. Falguni B., Samaresh B., Thiosemicarbazone complexes of the platinum metal. Astory

Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Tổng hợp và nghiên cứu phức chất của Ni(ii) với một số dẫn xuất thế N(4)–Thiosemicacbazon benzanđehit

Chủ đề:

Luận văn thạc sĩ y dược

Luận văn thạc sĩ dược học

TRƯỜ NG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -----------------------

PHÙNG THỊ THU HƯỜNG

TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU

PHỨC CHẤTCỦA Ni(II) VỚI MỘT SỐ DẪN XUẤT THẾ

N(4) –THIOSEMICACBAZON BENZANĐEHIT

Chuyên ngành: Hóa vô cơ

Mã số:604425

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trịnh Ngọc Châu

HÀ NỘI-2011

TRƯỜ NG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -----------------------

NGÔ XUÂN TRƯỜNG

TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU

PHỨC CHẤTCỦA Ni(II) VỚI MỘT SỐ DẪN XUẤT THẾ

N(4) –THIOSEMICACBAZON PYRUVIC

Chuyên ngành: Hóa vô cơ

Mã số:604425

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trịnh Ngọc Châu

HÀ NỘI-2011

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ................................................................................................ 2

1.1 THIOSEMICACBAZIT VÀ DẪN XUẤT CỦA NÓ .................................................. 2

1.1.1. Thiosemicacbazit và thiosemicacbazon ................................................................... 2

1.1.2. Phức chất của kim loại chuyển tiếp với các thiosemicabazit: ................................ 3

1.1.3. Phức chất của kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazon: ................................... 4

1.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NIKEN ............................................................................. 9

1.2.1 Giới thiệu chung: ........................................................................................................ 9

1.2.2. Khả năng tạo phức: ................................................................................................. 10

1.3. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THIOSEMICACBAZON VÀ PHỨC CHẤT CỦA

CHÚNG: ............................................................................................................................. 10

1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT: ......................................... 13

1.4.1 Phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại: .................................................................. 13

1.4.2. Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ proton và cộng hƣởng từ cacbon 13: ............ 15

1.4.3 Phƣơng pháp phổ khối lƣợng: ................................................................................. 17

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

1.5.1. Phƣơng pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định: ................................... 18

CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM ....................................................................................... 22

2.1. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KĨ THUẬT THỰC NGHIỆM ................... 22

2.1.1 Tổng hợp phối tử: ..................................................................................................... 22

2. 1.2 Tổng hợp các phức chất: ......................................................................................... 24

2.2. CÁC ĐIỀU KIỆN GHI PHỔ ..................................................................................... 26

2.3. PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG Ni TRONG PHỨC CHẤT ....................................... 26

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 28

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

3.2. NGHIÊN CƢU CÁC PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ

HẤP THỤ HỒNG NGOẠI ................................................................................................ 29

3.3. NGHIÊN CƢU BẰNG PHƢƠNG PHÁP CỘNG HƢỞNG TỪ PROTON VÀ PHỔ CỘNG HƢỞNG NHÂN 13C PHỐI TỬ VÀ PHỨC CHẤT BẰNG .................... 35

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

3.3.1. Phổ cộng hƣởng từ proton của các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz, Hpthbz .. 35 3.3.2 Phổ cộng hƣởng từ nhân 13C của các phối tử Hthbz, Hmthbz, Hathbz và Hpthbz

............................................................................................................................................. 48 3.3.3 Phổ cộng hƣởng từ proton 1H của các phức chất Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2,

Ni(athbz)2, Ni(pthbz)2 ........................................................................................................ 58 3.3.4. Phổ cộng hƣởng từ nhân 13C của các phức chất Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2,

Ni(athbz)2 và Ni(pthbz)2 .................................................................................................... 62

3.4. NGHIÊN CƢU BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ KHỐI LƢỢNG CÁC PHỐI TỬ

VÀ PHỨC CHẤT Ni(thbz)2, Ni(mthbz)2, Ni(athbz)2 và Ni(pthbz)2 ........................... 67

3.5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH KHÁNG SINH CỦA PHỐI TỬ VÀ

PHỨC CHẤT ..................................................................................................................... 72

KẾT LUẬN: ....................................................................................................................... 75

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

MỞ ĐẦU

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ

LuËn v¨n tèt nghiÖp HÓA VÔ CƠ