Nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức giữa 4-metylthiosemicacbazon isatin với Co(II).doc

Viết thuê đề tài giá rẻ trọn gói - KB Zalo/Tele : 0973.287.149
Luanvanmaster.com – Cần Kham Thảo - Kết bạn Zalo/Tele : 0973.287.149
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa .......................................................................................................................................... i
Lời cam đoan........................................................................................................................................... ii
Lời cảm ơn ............................................................................................................................................... iii
Mục lục...................................................................................................................................................... 1
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ....................................................................................... 3
Danh mục các bảng, danh mục các hình..................................................................................... 4
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................................. 5
Chƣơng 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT .............................................................................. 7
1.1. Giới thiệu về coban...................................................................................................................... 7
1.1.1. Lịch sử của coban..................................................................................................................... 7
1.1.2. Tr ng thái t nhi n.................................................................................................................... 8
1.1.3. Thu c t nh của coban............................................................................................................... 8
1.1.4. T nh chất hóa học của coban ............................................................................................... 9
1.1.5. M t số thông tin khác của coban ........................................................................................ 9
1.1.6. Vai trò sinh học của coban................................................................................................... 10
1.2. Giới thiệu về isatin....................................................................................................................... 11
1.2.1. M t vài t nh chất của isatin ................................................................................................... 11
1.2.2. Điều chế, ứng dụng.................................................................................................................. 12
1.3. Giới thiệu về thiosemicacbazit và thiosemicacbazon................................................... 13
1.4. Phức chất của thiosemicacbazit và thiosemicacbazon................................................. 15
1.5. M t số ứng dụng của thiosemicacbazit, thiosemicacbazon và phức chất của
chúng .......................................................................................................................................... 20
1.6. Các phương pháp nghi n cứu cấu trúc và xác định ho t t nh sinh học................... 25
1.6.1. Phương pháp phổ khối lượng.............................................................................................. 25
1.6.1.1. Phổ khối lượng trong việc xác định cấu trúc............................................................ 25
1.6.1.2. Xác định cụm pic đồng vị trong phổ khối lượng theo phương pháp
tính toán.................................................................................................................................... 26
1.6.2. Phương pháp phổ c ng hưởng từ h t nhân...................................................................... 26
1.6.3. Phương pháp đo đ dẫn điện dung dịch ......................................................................... 27
1

1.6.4. Chương trình phổ 1
H-NMR mô phỏng........................................................................... 27
1.6.5. Phương pháp thử ho t t nh sinh học.................................................................................. 28
1.6.5.1. Thử ho t t nh kháng vi sinh vật kiểm định................................................................. 28
1.6.5.2. Thử khả năng gây đ c tế bào............................................................................................ 29
Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
....................................................................................................................................................................... 30
2.1. Đối tượng nghi n cứu.................................................................................................................. 30
2.2. Kĩ thuật th c nghiệm................................................................................................................... 30
2.3. Th c nghiệm................................................................................................................................... 30
2.3.1. Hóa chất....................................................................................................................................... 30
2.3.2. Quá trình tổng hợp.................................................................................................................. 30
2.3.2.1. Tổng hợp 4-metylthiosemicacbazon isatin................................................................ 30
2.3.2.2. Tổng hợp phức chất giữa 4-metylthiosemicacbazon isatin với Co(II).......... 31
Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................................. 32
3.1. Phổi khối lượng và cấu trúc của phức chất....................................................................... 32
3.2. Đ dẫn điện của dung dịch phức chất ................................................................................. 39
3.3. Ho t t nh sinh học của phối tử và phức chất ..................................................................... 40
3.3.1. Thử ho t t nh kháng vi sinh vật kiểm định..................................................................... 40
3.3.2. Thử khả năng gây đ c tế bào................................................................................................ 41
KẾT LUẬN ............................................................................................................................................ 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................. 44
PHỤ LỤC................................................................................................................................................ P1
2

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu và viết tắt Viết đầy đủ
H24methis : 4-metylthiosemicacbazon isatin
[Co(H4methis)2] : Phức tạo thành giữa 4-metylthiosemicacbazon
isatin với Co(II)
[Co(H4methis)(Cl2)(H2O)] :Phức tạo thành giữa 4-
metylthiosemicacbazon isatin với Co(II)
NMR : Nuclear magnetic resonance
(Cộng hưởng từ hạt nhân)
MS : Mass Spectrum (Phổ khối lượng)
DMSO : Dimetylsunfoxit
DMF : Dimetylfomamit
3

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Tỉ lệ các pic đồng vị trong cụm pic ion phân tử và ion mảnh của mẫu
HIEN 11-4.0
HIEN 12-7.0
Bảng 3.4: Độ dẫn điện của các dung dịch phức chất
Bảng 3.5: Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của phối tử và phức chất
Bảng 3.6: Kết quả thử khả năng gây độc tế bào của phối tử và phức chất
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Sự biến thiên nồng độ của
C OH
(1) và thiosemicacbazit (2) theo pH
Hình 3.1: Phổ khối lượng của mẫu HIEN - LINGAND
Hình 3.2: Sơ đồ phân mảnh của mẫu HIEN - LINGAND
Hình 3.3: Phổ khối lượng của mẫu HIEN 11 – 4.0
Hình 3.4: Sơ đồ phân mảnh của mẫu HIEN 11 – 4.0
Hình 3.5: Phổ khối lượng của mẫu HIEN12 – 7.0
Hình 3.6: Sơ đồ phân mảnh của mẫu HIEN12-7.0
Hình 3.7: Công thức cấu tạo của phức Co(H4methis)(Cl2)(H2O)
Hình 3.8: Công thức cấu tạo của phức Co(H4methis)2
4

MỞ ĐẦU
Nguy n tử kim lo i chuyển tiếp có nhiều obitan hoá trị, trong đó có nhiều
obitan trống và có đ âm điện lớn hơn kim lo i kiềm, kim lo i kiềm thổ cho n n rất có
khả năng nhận cặp electron và là chất t o phức tốt, v dụ như: Fe, Co, Ni…[10].
Tổng hợp các phức chất là m t phần quan trọng của hóa học nói chung và của
hóa học các hợp chất phối tr nói ri ng. Như đã biết, việc điều chế những phức chất
đầu ti n và nghi n cứu về chúng đã dẫn đến s phát triển những khái niệm và lý
thuyết quan trọng trong hóa học của các phức chất [11].
Phức chất có ứng dụng rất nhiều trong th c tế, đặc biệt là phức của kim lo i
chuyển tiếp. Trong lĩnh v c sinh hoá và y học những nghi n cứu mới đây cho thấy
rằng phức chất có vai trò quan trọng đối với s sống. Chúng tham gia vào các quá
trình t ch luỹ và chuyển hoá các chất, chuyển hoá năng lượng, tham gia các phản
ứng oxi hoá - khử, hình thành và phá vỡ các li n kết hoá học…[1], [2].
Ho t t nh kháng nấm, kháng khuẩn, kháng vi rút cũng như khả năng ức chế s
phát triển khối u của thiosemicacbazon và dẫn xuất của chúng đã nhận được s quan
tâm đáng kể bởi các nhà nghi n cứu. Cấu trúc của thiosemicacbazit cho phép nó có
khả năng t o phức tốt và khả năng này được tăng l n khi ngưng tụ với hợp chất
cacbonyl th ch hợp có trung tâm nhường electron m nh làm cho thiosemicacbazon t
o thành có thể đóng vai trò như m t phối tử ba càng. Nhiều công trình cho thấy ho t t
nh sinh học của thiosemicacbazon tăng l n đáng kể khi
t o phức [14], [25].
Đã có nhiều kết quả nghi n cứu và công bố về phức chất của nhóm
thiosemicacbazon với các kim lo i chuyển tiếp như Pt, Pd, Cu, Ni, Fe(III)… [1], [2],
[4], [5], [12], [13], [14], [15], [19], [23], [24], [28], [36]. Nhằm làm phong phú th m
lĩnh v c nghi n cứu phức chất của coban với các phối tử có ho t t nh sinh học thu c
họ thiosemicacbazon n n chúng tôi chọn đề tài nghi n cứu là:
“Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức
giữa 4-metylthiosemicacbazon isatin với Co(II) ”
N i dung đề tài tập trung vào những phần ch nh sau:
- Tổng hợp phức chất 4-metylthiosemicacbazon isatin với Co(II)
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt đ , nồng đ , pH, thời gian t o phức.
5

- Khảo sát tỉ lệ giữa ion kim lo i với phối tử.
- Sử dụng phổ khối lượng của các phức tổng hợp được như m t công cụ quan
trọng để xác định cấu trúc phức.
- Sử dụng phần mềm hoá học để khảo sát cấu trúc của phối tử (về mặt l
thuyết) nhằm hỗ trợ cho việc phân t ch cấu trúc phức từ dữ kiện th c nghiệm.
- Tiến hành thử ho t t nh sinh học để thăm dò khả năng kháng nấm, kháng
khuẩn cũng như khả năng ức chế tế bào ung thư của các phức chất.
Chúng tôi hi vọng rằng, các kết quả nghi n cứu của đề tài này sẽ làm phong
phú th m lĩnh v c nghi n cứu phức chất của coban với các phối tử có ho t t nh sinh
học thu c họ thiosemicacbazon và bước đầu sử dụng các hợp chất này vào lĩnh v c y
học.
6

Chƣơng 1
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1 1 GIỚI THIỆU VỀ COBAN
1.1.1. Lịch sử của coban
Coban đã được biết đến từ thời cổ đ i thông qua những hợp chất t o cho thủy
tinh có màu xanh dương đậm.
Georg Brandt (1694-1768) là nhà khoa học đã phát hiện ra coban. Thời điểm
phát hiện vào khoảng thời gian (1730 - 1737). Ông đã chứng minh rằng coban là
nguồn gốc t o ra màu xanh dương trong thủy tinh, mà trước đây được người ta cho
là do bitmut (Bismuth) (được phát hiện cùng với coban).
Thủy tinh có màu xanh coban
Trong suốt thế kỷ 19, coban xanh dương được sản xuất t i nhà máy
Blaafarveværket (Na Uy), sản lượng coban sản xuất t i đây chiếm 70-80% sản lượng
thế giới.
Vào năm 1938, John Livingood và Glenn Seaborg đã phát hiện đồng vị Co-60.
T n gọi coban (cobalt) có xuất xứ từ tiếng Đức kobalt hoặc kobold, nghĩa là
linh hồn của quỷ dữ. T n này do những người thợ mỏ đặt ra vì nó mang t nh đ c h i,
gây ô nhiễm môi trường, và làm giảm giá trị những kim lo i khác, như niken. Những
nguồn khác thì l i cho rằng t n gọi phát sinh từ những người thợ mỏ b c vì
họ tin rằng coban được đặt ra bởi kobolds là những người đã từng đánh cắp b c.
M t vài nguồn khác cho rằng t n gọi có xuất xứ từ tiếng Hy L p kobalos, nghĩa là
'mỏ', và có thể có nguồn gốc chung với kobold, goblin, và cobalt [10].
7

1.1.2 Tr ng th i t nhi n
Coban không thể tìm thấy như là m t kim lo i t do, mà nói chung là ở trong các
d ng quặng. Người ta ít khi khai thác coban ri ng rẽ, mà có xu hướng lấy coban như
là m t sản phẩm phụ trong ho t đ ng khai thác niken và đồng. Những quặng coban
chính là cobaltite, erythrite, glaucodot, và skutterudite. Những quốc gia sản xuất
nhiều coban nhất thế giới là C ng hòa dân chủ Côngô, Trung Quốc, Zambia, Nga, và
Úc. Coban còn được tìm thấy ở Phần Lan, Azerbaijan, và Kazakhstan. Nó còn được
sản xuất ở thành phố Cobalt, tỉnh Ontario, ở Canada ở d ng sản phẩm phụ của ho t đ
ng khai thác b c.
Quặng coban
Coban trong t nhi n bao gồm 1 đồng vị ổn định là 59
Co. Coban có 22 đồng vị
phóng x . Những đồng vị phóng x ổn định nhất là 60
Co có chu kỳ bán rã là 5,2714
năm, 57
Co có chu kỳ bán rã là 271,79 ngày, 56
Co có chu kỳ bán rã là 77,27 ngày, và
58
Co có chu kỳ bán rã 70,86 ngày. Tất cả đồng vị phóng x còn l i có chu kỳ bán rã t
hơn 18 giờ và phần lớn những đồng vị này có chu kỳ bán rã t hơn 1 giây. Nguy n tố này
cũng có 4 đồng phân phóng x , tất cả các đồng phân này đều có chu kỳ bán rã t hơn 15
phút. Các đồng vị của coban có trọng lượng nguy n tử từ 50 amu (50
Co) đến 73 amu
[6], [10].
1.1.3. Thuộc tính của coban
Coban là kim lo i màu trắng b c, có từ t nh m nh, nhiệt đ Curie vào khoảng
1388 K. Coban và niken là hai thành phần đặc trưng trong thép thiên th ch. Trong
cơ thể đ ng vật tồn t i m t lượng nhỏ các muối coban. Đồng vị phóng x nhân t o
Coban-60 được sử dụng làm tác nhân kiểm tra phóng x và điều trị ung thư. Đ thấm
từ của coban bằng 2/3 của sắt. Coban kim lo i thông thường biểu hiện ở d ng hỗn
hợp của hai cấu trúc tinh thể lục phương đặc kh t và lập phương tâm mặt với nhiệt đ
chuyển tiếp khoảng 722 K. Tr ng thái ôxi hóa phổ biến của nó là +2 và +3, rất t hợp
chất trong đó coban có hóa trị +1 tồn t i [10].
8

C c mảnh coban điện phân
1.1.4 Tính chất hóa học của coban
Coban nằm ở nhóm VIIIB, chu kỳ IV trong bảng hệ thống tuần hoàn
Mendeleep, thu c nhóm các nguy n tố họ d. Cấu hình electron: [Ar]3d7
4s2
.
Về mặt hóa học, coban là kim lo i có ho t t nh hóa học trung bình. Nó bền
trong kh quyển ở nhiệt đ thường. Ở nhiệt đ cao nó bị oxi hóa thành Co3O4. Ở trên
9000
C sản phẩm l i là CoO. Cũng có thể điều chế CoO bằng cách cho hơi nước tác
dụng với kim lo i nóng đỏ. Khi đun nóng coban cũng tác dụng với các phi kim khác
như: B, C, P, S..., nhưng không tác dụng với H2và N2.
Thế khử của cặp Co2+
/Co bằng -0,28V, do đó coban có thể tan chậm trong các
axit không có t nh oxi hóa, giải phóng hiđro [6].
Co + 2HCl  CoCl2 + H2
Co + H2SO4(l)  CoSO4 + H2
Khi tác dụng với HNO3 dù loãng hay đặc, coban đều chỉ t o thành Co2+
:
3Co + 8HNO3(l)  3Co(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Co + 4HNO3(đ)  Co(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
1.1.5. Một số thông tin khác của coban
Tổng qu t
Số hiệu nguy n tử 27
Phân lo i kim lo i chuyển tiếp
Nhóm, chu kì, khối VIIIB, 4, d
Khối lượng ri ng; đ cứng 8900 kg/m3
; 5,0
Bề ngoài kim lo i màu sáng nhẹ ánh kim
9

Tính chất nguy n tử
Khối lượng nguy n tử 58,9331195 đvC
Bán k nh nguy n tử 125 pm
Bán k nh c ng hoá trị 126 pm
Cấu hình electron [Ar] 3d7
4s2
2, 8, 15, 2
Electron trên vỏ điện tử
Tr ng thái oxi hoá (oxit) 2,3 (lưỡng t nh)
Cấu trúc tinh thể hình lục giác
Tính chất vật lý
Tr ng thái vật chất rắn
Điểm nóng chảy 1768 K (2723 0
F)
Điểm sôi 3200 K (5301 0
F)
Nhiệt bay hơi 377 kJ/mol
Nhiệt nóng chảy 16,06 kJ/mol
Vận tốc âm thanh 4720 m/s t i 293,15 K
Thông tin khác
Đ âm điện 1,88 (thang Pauling)
Nhiệt dung ri ng 421 J/(kg.K)
Đ dẫn điện 1,603x107
/Ω.m
Đ dẫn nhiệt 100W/(m.K)
Năng lượng ion hoá 1. 760,4 kJ/mol
2. 1648 kJ/mol
3. 3232 kJ/mol
1.1.6 Vai trò sinh học của coban
Nhiều sinh vật sống (kể cả người) phải cần đến m t lượng nhỏ coban trong cơ
thể để tồn t i. Cho vào đất m t lượng nhỏ coban từ 0,13-0,30 mg/kg sẽ làm tăng sức
khoẻ của những đ ng vật ăn cỏ. Coban là thành phần trung tâm của vitamin
cobalamin, hoặc vitamin B-12.
10

Ứng dụng trong y học
Đồng vị Co-60 (60
Co) là kim lo i phóng x dùng trong x trị. Nó t o ra hai tia
gamma với năng lượng lần lượt là: 1,17 MeV và 1,33 MeV. Nguồn Co-60 có đường
k nh khoảng 2 cm và được t o ra bằng cách t o m t vùng nửa tối, làm cho góc của
vùng bức x bị mờ đi. Kim lo i này có đặc t nh t o ra bụi mịn, gây ra vấn đề về bảo vệ
bức x . Nguồn Co-60 hữu dụng trong vòng khoảng 5 năm, nhưng ngay cả sau thời
điểm này, mức đ phóng x vẫn rất cao. Vì vậy máy móc dùng coban đã không còn
được sử dụng r ng rãi ở các nước phương Tây. Hiện nay, người ta sử dụng phổ biến
máy gia tốc h t tuyến t nh thay cho máy móc dùng coban trước đây.
Cảnh b o
B t kim lo i coban dễ bùng cháy khi tiếp xúc với lửa. Các hợp chất của coban
phải được xử lý cẩn thận do có đ c t nh nhẹ.
60
Co là nguồn phát ra tia gamma m nh n n tiếp xúc với nó sẽ dẫn đến nguy cơ
ung thư. Nuốt 60
Co sẽ khiến coban thâm nhập vào mô tế bào và quá trình thải ra rất
chậm ch p. 60
Co là yếu tố rủi ro gây tranh cãi về vấn đề h t nhân vì nguồn nơtron sẽ
chuyển hóa 59
Co thành đồng vị này. M t số mô hình vũ kh h t nhân có chủ ý gia
tăng lượng 60
Co phát tán dưới hình thức bụi phóng x nguy n tử – n n có khi người ta
gọi đó là bom bẩn hoặc bom coban. M t nhà khoa học hàng đầu đã d đoán rằng lo i
bom này có khả năng hủy diệt tất cả s sống tr n Trái Đất. Nếu nguy n nhân bắt
nguồn không phải là m t cu c chiến tranh h t nhân, thì cũng do việc xử lý không phù
hợp (hoặc tr m cắp) các b phận của máy x trị y học. Tuy nhi n, tia gamma phát ra từ
60
Co hiện đang được sử dụng để diệt vi khuẩn và tăng sức đề kháng tr n rau quả [6],
[10].
1 2 GIỚI THIỆU VỀ ISATIN
1.2.1. Một vài tính chất của isatin
Isatin (hay tên UIPAC là 1H-indo-2,3-đion) - m t dẫn xuất của Indol, là chất rắn màu đỏ da cam, nhiệt
đ nóng chảy 198-2040C. Isatin không tan trong nước, tan nhiều trong rượu và benzen, có công thức
cấu t o như sau:
O
N
O
H
11

Isatin có thể được axyl hoá tr n dị tố nitơ và tham gia các phản ứng ngưng tụ tr n
nhóm cacbonyl [21].
Isatin có thể tham gia phản ứng thế với các halogen trong dung dịch nước với s có
mặt của axit làm chất xúc tác.
O Br
+ Br2 10-150C
- HBr
N O
H
1 2 2 Điều chế, ứng dụng
O
N
O
H
Isatin có thể được tổng hợp từ s đóng vòng sản phẩm ngưng tụ của cloran
hydrat, anilin và hydroxylamin trong axit sunfuric (phương pháp Sandmeyer).
Đây là phương pháp mang l i hiệu suất cao nhất
OH
NH2 Cl3C
OH
HO NH2
NH
O H2SO4
N
OH
O
N
O
H
Ngoài ra, isatin còn có thể được điều chế từ indol tương ứng cho hiệu suất cao bằng
hỗn hợp của InCl3 và IBX trong axetonitrin ở 800C.
Năm 1941 Erdman và Laurent thu được hợp chất này như là sản phẩm của s
oxi hoá thuốc nhu m Inđigo bởi axit nitric và axit cromic. Hợp chất này cũng tìm
thấy nhiều trong các cây trồng.
Phương trình phản ứng minh ho :
OO
O
O
2
HNO3 hay
CrO
3
N N N O
H H H
Isatin được sử dụng làm thuốc thử phân t ch hữu cơ và tác nhân tổng hợp hữu cơ,
đặc biệt trong phản ứng Pfitzinger (m t trong các phương pháp tổng hợp vòng
quinolin) [21]. Ngoài ra, isatin còn có nhiều ho t t nh quý cũng như có khả năng
phối tr với nhiều kim lo i t o những phức chất có nhiều ứng dụng trong các lĩnh v
c như phân t ch, y học, xúc tác

12

1.3. GIỚI THIỆU VỀ THIOSEMICACBAZIT VÀ
THIOSEMICACBAZON
Thiosemicacbazit là chất kết tinh màu trắng, nhiệt đ nóng chảy 181 1830
C,
có công thức cấu t o như sau:
Các nguy n tử N(1)
, N(2)
, N(3)
, C và S hầu như nằm tr n m t mặt phẳng. Liên
kết C=S có đ b i nhỏ hơn 2, li n kết C-N(1)
và C-N(2)
có đ b i lớn hơn 1, còn các
li n kết khác có đ b i gần bằng m t.
Thiosemicacbazit có khả năng ngưng tụ với các hợp chất cacbonyl để t o
thành thiosemicacbazon.
R R
C O + H2NNH C NH2 C N NH C NH
-H O 2
R'
2
R'
S S
Phản ứng này được th c hiện trong môi trường etanol - nước có axit axetic
làm xúc tác.
Hợp chất cacbonyl phản ứng với thiosemicacbazit qua 2 giai đo n như sau:
R
(1)
R
C O+ H2N NH C NH2 C NH NH C NH
R
'
R
'
2
S OH S
R R
C NH NH C NH2 (2) C N NH C NH2 + H O
2
R' R
'
OH S S
Giai đo n (1) của phản ứng là giai đo n c ng nucleophin:
R
chậm
R
O +H2N NH C NH2
C C NH2 NH C NH2
R' R
'
O-
S S
13

R R
nhanh
C NH2 NH C NH2 C NH NH C NH2
R'
-
R
'
S OH S
O
Giai đo n này được xúc tác bằng axit axetic vì axit ho t hoá nhóm cacbonyl
bằng cách proton hoá nhóm này.
R R
R
'
C O + H
+
C OH
R'
R R
R'
C OH +
H2N
NH C NH2
R'
C NH2 NH
C NH2
S OH S
R R
C NH2
NH C NH2
C NH NH C NH2
R
' -H
+
R
'
OH S OH S
Như vậy, s có mặt của axit trong môi trường sẽ làm cho tốc đ của phản
ứng tăng l n. Tuy nhi n, nếu cứ tăng nồng đ của axit thì đến mức nào đó tốc đ phản
ứng sẽ giảm đi vì khi ấy nồng đ của tác nhân nucleophin bị giảm đi do s proton
hoá thiosemicacbazit.
HNNHC NH + H
+
H3N NH C NH2
2 2
S S
S biến thi n nồng đ của các chất phản ứng theo pH trong giai đo n (1) có thể
biểu diễn bằng hình 1.1.
Hình 1.1: Sự biến thiên nồng độ của
C OH
(1) và thiosemicacbazit (2) theo pH
14

Giai đo n (2) của phản ứng xảy ra như sau:
R R
C NH NH C NH2 + H
+
C NH NH C NH
R
'
'
2
OH S OH2 S
R
R R
C NH NH C NH2 C NH NH C NH2
-H2O
R
'
R'
OH2 S S
R R
C NH NH C NH2 C N NH C NH2
-H
+
R' R'
S S
Tốc đ của phản ứng giữa hợp chất cacbonyl với thiosemicacbazit cũng phụ
thu c hiệu ứng không gian của nhóm thế nối với nhóm cacbonyl.
Ở tr ng thái rắn, trong phân tử thiosemicacbazit cũng như phân tử
thiosemicacbazon, nguy n tử S và N(3)
nằm ở vị tr trans với nhau qua li n kết C-
N(2)
. Nguy n nhân của hiện tượng này là do có s xuất hiện li n kết hiđro N(1)
H…N(3)
[12].
Với s đa d ng về t nh chất và phong phú về số lượng của các hợp chất
cacbonyl, có thể tổng hợp được rất nhiều thiosemicacbazon khác nhau. Mặt khác,
thiosemicacbazon l i có nhiều ho t t nh sinh học qu cũng như có khả năng phối tr với
nhiều kim lo i t o ra những phức chất có nhiều ứng dụng trong các lĩnh v c như xúc
tác; phân tích; y học [3], [4], [29]. Vì vậy, ngày càng có nhiều nhà khoa học quan
tâm nghi n cứu tổng hợp các thiosemicacbazon mới.
1.4. PHỨC CHẤT CỦA THIOSEMICACBAZIT VÀ THIOSEMICACBAZON
Jensen - nhà hoá học nổi tiếng trong lĩnh v c hợp chất phối tr người Đức [25],
là người đầu ti n đã tổng hợp và nghi n cứu các phức chất của Cu(II), Ni(II), Co(II)
với thiosemicacbazit. Ông chứng minh rằng trong các hợp chất này,
thiosemicacbazit phối tr 2 càng qua nguy n tử S và N trong nhóm hiđrazin. Trong
quá trình t o phức, phân tử thiosemicacbazit chuyển từ cấu hình trans sang cấu hình
cis, đồng thời xảy ra s di chuyển nguy n tử H của nhóm imin sang nguy n tử S.
15

H (3) H
H (3) H N
N H N SH
N(1) (2) C
N
H (2) C
H N
H (1) H
S
Nguy n tử H này bị thay thế bởi kim lo i, do đó t o thành hợp chất n i phức
theo sơ đồ:
H2 H2
N N N N
M
H2N C S S C NH2
Sau công trình của Jensen là hàng lo t các thông báo về s t o phức của
thiosemicacbazit với các kim lo i chuyển tiếp khác, tuy nhi n mãi đến năm 60 của thế
kỷ này, việc nghi n cứu phức chất của kim lo i chuyển tiếp mới trở thành hệ thống.
Trong công trình [31] tác giả đã nghi n cứu s t o phức của Cu(II) và Ni(II)
với pyruvaldehyde bis{N(3)-methyl-, bis{N(3)-ethyl-, bis{N(3)-dimethyl- and
bis{piperidylthiosemicarbazone}. Các ion này t o phức với phối tử theo tỉ lệ 1:1.
Công thức Màu sắc
[Cu(Pu3M)] Nâu đỏ
[Cu(Pu3E)] Nâu đỏ
[Cu(Pu3DM)] Đỏ
[Cu(Pupip)] Nâu đỏ
[Ni(Pu3M)] Đen
[Ni(Pu3E)] Xanh thẩm
[Ni(Pu3DM)] Xanh thẩm
[Ni(Pupip)] Xanh thẩm
Công thức cấu t o của phối tử:
16

Trong công trình [41] Isatin-3-thiosemicarbazone (1H-indole-3-
thiosemicarbazone) được nghi n cứu r ng rãi vì chúng có các ho t t nh sinh học quan
trọng, từ 1-methylisatin-3-thiosemicarbazone được tìm thấy là có ho t t nh trong
điều trị bệnh đậu mùa. Thuốc thiosemicarbazone có thể ngăn chặn s phát triển của
virus. Vì vậy phức của kim lo i với thiosemicarbazone được tiếp tục nghi n cứu r ng
rãi hơn. Gần đây m t số bài báo khoa học đã công bố tổng hợp và ước lượng ho t t
nh chống vius HIV của dẫn xuất isatin--thiosemicarbazone. Phức
t o thành giữa 5-fluoro-isatin-3-(N-benzylthiosemicarbazone) (H2FLB) và Zn(II)
được tổng hợp.
Cấu trúc của phức Zn(HFLB)2.
Trong công trình [2], tác giả đã trình bày cách thức tổng hợp cũng như xác
định cấu trúc của m t số phức giữa thiosemicacbazon salixylanđehit (H2thsa),
thiosemicacbazon isatin (H2this), thiosemicacbazon axetylaxeton (H2thac) với các
ion kim lo i như Cu2+
, Co3+
, Ni2+
…. H2thsa, H2this, H2thac, đều là các phối tử 3
càng, chúng luôn có xu hướng thể hiện dung lượng phối tr c c đ i bằng 3. Li n kết
17

phối tr được th c hiện qua các nguy n tử S, N của nhóm hiđrazin và O của nhóm OH
trong các hợp chất cacbonyl. Khi tham gia t o phức, các thiosemicacbazon có thể là
phối tử trung hoà hoặc phối tử mang 2 điện t ch âm tương ứng với d ng thion và
thiol của hợp chất. Khi là phối tử 1 điện tích âm H2thsa, H2this ở d ng thiol còn
H2thac ở d ng thion.
Trong công trình [12], tác giả đã nghi n cứu s t o phức của Pt(II) với nhiều
thiosemicacbazon khác nhau như 4-phenylthiosemicacbazon isatin (H24phthis),
thiosemicacbazon salixyanđehit (H2thsa), 4-phenylthiosemicacbazon salixyanđehit
(H24phthsa), thiosemicacbazon axetylaxeton (H2thac)… Cấu trúc chi tiết của phức
chất đã được thiết lập d a tr n các phương pháp khác nhau như phổ khối lượng, phổ
c ng hưởng từ proton, phổ hồng ngo i… và đã thử ho t t nh sinh học của các phức
tổng hợp được. Các cấu trúc phức như sau:
H
O
Cl
N
Pt
N
S
N C
Pt(H4phthis)Cl NH
O Cl O Cl
Pt Pt
HC N S HC N S
C C
N N
H NH2 H HN
Pt(Hthsa)Cl Pt(H4phthsa)Cl
H3C
C O
Cl
H C Pt
CN S
H3C N C
H NH2
Pt(Hthac)Cl
18

Trong công trình [1], [14] tác giả đã nghi n cứu s t o phức của Co với 4-
phenylthiosemicacbazon isatin. Cụ thể:
NH
C N
S N
H
O
N
Co N
O H
N S
N C
HN
Cl
[Co(H4phthis)2]Cl
Trong công trình [20] tác giả đã nghi n cứu quá trình tổng hợp
thiosemicacbazon từ các anđehit và xeton có nguồn gốc t nhi n là xitronenlal,
menton và các phức của chúng. Đây là m t nhóm chất hứa hẹn có ho t t nh phong
phú và có khả năng sử dụng trong y – dược học. Cụ thể là phức của Cu(II) và Ni(II)
với xitronenlal và menton thiosemicacbazon:
H3C CH3
H2N
CH3
N
S
N
M
CH3
N S
N
NH2
H3C CH3
M(thiocitro)2 (MC22H40N6S2) (M=Cu, Ni)
19

H3C CH3
H2N
CH3
N
N
S
M
CH3
N S
N
NH2
H3C CH3
M(thiomen)2 (MC22H40N6S2) (M=Cu, Ni)
Trong công trình [19] tác giả đã nghi n cứu s t o phức của Fe(II) và Fe(III)
với thiosemicacbazon điaxetylmonoxim. Các phức này có khả năng ức chế m nh tế
bào ung thư gan. Cấu trúc phức:
O O H
Cl
H2O
S
H
N
O
O
O
N O Fe
H3C C
Fe S
CH3 C C N Cl
H3C
C N OH2 S
H3C
N C
HN C
NH2 H2N
[Fe(H2thdi)SO4H2O] [Fe(Hthdi)Cl2H2O]
1.5. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THIOSEMICACBAZIT,
THIOSEMICACBAZON VÀ PHỨC CHẤT CỦA CHÚNG
Với s phong phú và đa d ng về số lượng của thiosemicacbazit,
thiosemicacbazon và phức chất của chúng nên được sử dụng trong nhiều lĩnh v c
khác nhau.
Năm 1999, Sivadasan Chettian và các c ng s đã tổng hợp những chất xúc tác
gồm phức chất của thiosemicacbazon với m t số kim lo i chuyển tiếp tr n nền
polistiren [26]. Đây là những chất xúc tác dị thể cho hiệu suất cao, chúng được sử
dụng trong phản ứng t o nh a epoxy từ cyclohexen và stiren.
20

Năm 1995, Offiong đã nghi n cứu tác dụng chống ăn mòn của 4-
phenylthiosemicacbazon 2-axetylpyriđin (2AP4PTSC) và 4-etylthiosemicacbazon
2-axetylpyriđin (2AP4ETSC) đối với thép nhẹ (98%Fe) [27]. Kết quả cho thấy hiệu
quả ức chế c c đ i của 2AP4PTSC đ t 80,67% còn của 2AP4ETSC đ t 74,59%. Nói
chung, s ức chế ăn mòn tăng l n theo nồng đ của thiosemicacbazon.
Thiosemicacbazit, thiosemicacbazon có khả năng t o được nhiều phức chất.
Khả năng này được ứng dụng trong lĩnh v c phân t ch để tách cũng như xác định
hàm lượng của nhiều kim lo i khác nhau.
R.Murthy đã sử dụng thiosemicacbazon hiđroxi axetophenon trong việc xác
định hàm lượng Pd bằng phương pháp trắc quang. Bằng phương pháp này có thể
xác định được Pd trong khoảng nồng đ 0,042 -10,600 g/l [37]. Kim lo i này cũng
được xác định bằng phương pháp chiết-trắc quang d a tr n cơ sở t o phức của nó với
4-phenylthiosemicacbazon thiophenanđehit, phức này có thể chiết vào cloroform từ
môi trường axit H2SO4 sau khi lắc khoảng 10 phút. Định luật Beer được tuân theo
trong khoảng nồng đ của Pd từ 0,04 – 6,00 g/l [33].
Thiosemicacbazit, thiosemicacbazon và phức chất của chúng có nhiều t nh
chất qu , được sử dụng r ng rãi trong th c tế. Tuy nhi n, t nh chất đáng chú ý nhất là
ho t t nh sinh học của chúng. Ch nh điều này đã thu hút s quan tâm đặc biệt của các
nhà khoa học, nhằm ứng dụng vào lĩnh v c y học, nhất là khả năng ức chế tế bào
ung thư.
Năm 1950 Hamre và các c ng s phát hiện ra rằng khi cho chu t uống các dẫn
xuất này thì có khả năng chống được s lây bệnh neurovaccinial [22]. Đây là nghi n
cứu đầu ti n về ho t t nh chống virut của thiosemicacbazon. Kể từ đó, ngày càng có
nhiều công trình công bố li n quan đến lo i hợp chất này.
Các nhà khoa học Ấn Đ đã thử lâm sàng dẫn xuất thiosemicacbazon N-metyl
isatin- (methisazon). Nghi n cứu này được xem như là bằng chứng về ho t t nh
chống vi rút hữu hiệu của thiosemicacbazon tr n cơ thể của con người [30].
Có những thiosemicacbazon đã được dùng làm dược phẩm như:
thiosemicacbazon p-axetaminobenzanđehit (thiocetazon-TB1), thiosemicacbazon 4-
etylsunfobenzanđehit, thiosemicacbazon của pyriđin 3 và pyriđin 4 được dùng để
chữa bệnh lao. Cho đến nay TB1 vẫn là thuốc hiệu nghiệm đối với bệnh này.
21

H
H3C
C N NH C NH2
O S
Thiosemicacbazon isatin được dùng để chữa bệnh cúm, đậu mùa và làm
thuốc sát trùng, thiosemicacbazon của quinon monoguanyl hiđrazon có khả năng
diệt khuẩn gam dương.
H
H2N C N N N NH C NH2
NH S
Ngoài ra, nhiều thiosemicacbazon còn có tác dụng đặc biệt trong quá trình
điều trị vi m nhiễm.
Để tìm hiểu cơ chế tác dụng kháng khuẩn của các thiosemicacbazon, nhiều
tác giả đã tiến hành các th nghiệm khác nhau. Domagk và các c ng s của ông đã so
sánh khả năng kháng khuẩn của thiosemicacbazon với thiosemicacbazit và thấy khả
năng kháng khuẩn của thiosemicacbazon m nh hơn rất nhiều. Từ đó ông cho rằng
khả năng kháng khuẩn của thiosemicacbazon là của toàn b phân tử chứ không
phải của các thành phần do phân tử thuỷ phân sinh ra và th c tế thiosemicacbazon
rất bền.
Thiosemicacbazon của 2-axetylpyriđin và m t số phức kim lo i của chúng đã
được nghi n cứu. Các tác giả nhận thấy rằng chúng có khả năng kháng sốt rét, kháng
khuẩn, kháng vi rút [39], [40].
Offiong cùng c ng s đã nghi n cứu ho t t nh sinh học của 4-
phenylthiosemicacbazon 2-axetylpyriđin (Ac-4Ptsc) cũng như các phức t o thành từ
phối tử này với m t số kim lo i chuyển tiếp. Kết quả cho thấy chúng có khả năng ức
chế s phát triển của vi khuẩn ngay cả ở nồng đ thấp. Trong đó phức
Cu(II) thể hiện ho t t nh m nh nhất, có khả năng kháng Proteus, Klebsiella-
Enterobacter, Salmonella typhi, S. aureus, Shigella, Pseudomonas, E. coli và
Streptococcus. Đối với phức của Ni(II) thì hầu hết các lo i khuẩn tr n bị ức chế như
nhau. Tuy nhi n tác đ ng đối với Shigella và Pseudomonas bởi các phức của Ni(II)
chưa được phát hiện.
Phức chất của 2-metylthiosemicacbazon 2-axetylpyriđin (Ac-2Mtsc), 4-
metylthiosemicacbazon 2-axetylpyriđin (Ac-4Mtsc) và 4-phenylthiosemicacbazon
22

2-axetylpyriđin (Ac-4Ptsc) với các kim lo i nhóm platin cũng đã được nghi n cứu
[40]. Kết quả thử ho t t nh sinh học cho thấy khả năng kháng khuẩn của chúng tăng
theo dãy:
Phức của Ac-4Mtsc > phức của Ac-4Ptsc > phức của Ac-2Mtsc. Trong khi
đó trật t xét theo kim lo i là:
Phức của Ru(III) > Pt(II) > Ir(III) > Pd(II) > Rh(III)
I.H. Hall và các c ng s nhận thấy rằng phức của Cu(II), Co(II) với
thiosemicacbazon 2-furanđehit có đ c t nh m nh chống l i s phát triển của các tế bào
ung thư ở người như ung thư biểu mô tử cung, ung thư buồng trứng, ung thư
phổi...và s phát triển bệnh b ch cầu [29]. Các tác giả cho rằng các phức này đã ức
chế các quá trình tổng hợp trong s chuyển hoá axit nucleic dẫn đến s giảm lượng
đeoxynucleotit chuyển hoá thành ADN. Khi ủ các tế bào bệnh b ch cầu L1210 với
các phức này ở nồng đ 100 M trong 24 giờ thì sẽ gây n n s phân mảnh ADN và
làm chết tế bào.
Năm 2000, D. Horton và O. Varela đã tổng hợp phức của Cu(II), Pt(II),
Pd(II) với 3-deoxyl 1,2-bis (thiosemicacbazon) của D-glucoza [32].
N C NH2
HC N S
M
C N S
NH2M = Cu, Pt, Pd
CH2 N C
CHOH
CHOH
CH2OH
Các phối tử cũng như các phức này đã được thử ho t t nh chống vi rút bệnh
b i liệt lo i 1 ở tế bào ung thư tiền thận khỉ. Kết quả cho thấy phối tử này không có
khả năng ức chế, nhưng các phức Cu, Pt và Pd của nó thì có khả năng ức chế vi rút
trên với các giá trị EC50 tương ứng là 5,8; 10,5 và 14,4g / ml .
Ở Việt Nam, trong công trình [2], [3], [4], [5], [12], [13], [14], [20] các tác
giả đã công bố khả năng kháng khuẩn cũng như khả năng ức chế tế bào ung thư của
m t số thiosemicacbazon và phức chất kim lo i của chúng.
23

Hai phức Cu(Hthis)Cl và Mo(Hth)3Cl3 đem thử nghiệm đều có tác dụng làm
giảm thể t ch khối u, giảm mật đ tế bào ung thư, giảm tổng số tế bào và từ đó đã làm
giảm chỉ số phát triển của u.
Khả năng ức chế s phát triển tế bào ung thư SARCOMAR-TG 180 trên chu t
nhắt trắng SWISS của Cu(Hthis)Cl là 43,99 %, của Mo(Hth)3Cl3 là 36,8 %.
Chỉ số gián phân của các lô điều trị đều thấp hơn lô đối chứng, chứng tỏ các
phức chất đã ức chế quá trình phân bào của tế bào ung thư. Cả 2 chế phẩm đều làm
tăng tỉ lệ của Anaphen. Như vậy, các phức chất chủ yếu ức chế ở giai đo n chuẩn bị
tách đôi tế bào. Có lẽ ở đây các phức chất đã làm cho các băng co rút ở vùng x ch
đ o của tế bào không đ t tới s phát triển hoàn thiện, gây khó khăn cho việc phân
đôi tế bào. Khả năng ức chế tế bào ung thư SARCOMAR-TG 180 của Cu(Hthis)Cl
là 22,24 % còn của Mo(Hth)3Cl3 là 3,42 % [2], [3].
Trong công trình [12] tác giả đã công bố khả năng ức chế tế bào ung thư của
m t số phức thiosemicacbazon với Pt(II): ung thư gan, ung thư màng tử cung, ung
thư màng tim, tiền ung thư thận khỉ.
Phức chất của Cu(II), Ni(II) với xitronenlal và menton thiosemicacbazon (
M(thiocitro)2; M(thiomen)2) có khả năng ức chế tế bào ung thư gan và phổi [20].
Các thiosemicacbazon và phức chất của chúng có nhiều ho t t nh sinh học qu
. Tuy nhi n, để đưa chúng vào chữa trị bệnh cho con người thì ngoài ho t t nh sinh
học chúng còn phải đảm bảo m t đ tan tối thiểu nào đó. Đa số thiosemicacbazon và
các phức chất của chúng đều kém tan trong nước, điều đó làm ảnh hưởng phần nào
đến việc bào chế các thuốc đi từ lo i hợp chất này. Tuy nhi n, cũng có nhiều công
trình nghi n cứu nhằm làm tăng đ tan của chúng l n để đưa chúng vào cơ thể con
người dưới d ng dung dịch và tăng tác dụng của thuốc. Chẳng h n, đ tan trong nước
của thiosemicacbazon 3-aminopyriđin-2-cacboxanđehit (3-AP) là 0,1 mg/ml và tăng
nồng đ không đáng kể bằng cách thay đổi pH hoặc chất ho t đ ng bề mặt. Để đ t
được nồng đ như mong muốn (> 4mg/ml), m t lượng 5-10 mg đã được pha trong
1ml dung dịch gồm 70 % polietilenglicol và 30 % etanol. Tuy nhiên, 3-AP sẽ kết
tủa trở l i khi pha loãng và để tránh được hiện tượng kết tủa này các tác giả đã axit
hoá dung dịch bằng axit citric [34], [35].
24

1.6. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ XÁC ĐỊNH
HOẠT TÍNH SINH HỌC
1.6.1. Phƣơng ph p phổ khối lƣợng
1.6.1.1. Phổ khối lượng trong việc xác định cấu trúc
Trong việc nhận d ng m t hợp chất, có thể nói thông tin quan trọng nhất là
khối lượng phân tử. Phổ khối lượng là phương pháp phân t ch duy nhất cung cấp
thông tin này m t cách ch nh xác tới 4 số sau dấu phẩy (với máy phân giải cao). Ở
thế ion hoá 9-14 eV thì không có m t ion nào có số khối lớn hơn ion phân tử được t
o thành. Vì vậy, khối lượng của ion nặng nhất, không kể đến s đóng góp của đồng
vị sẽ cho ta khối lượng phân tử qui tròn với máy khối phổ phân giải thấp và khối
lượng phân tử ch nh xác với máy khối phổ phân giải cao.
M t số đặc điểm trong phổ khối lượng của các hợp chất có thể d đoán từ các
qui luật sau đây [8], [9], [17], [18]:
- Xác suất cắt m ch t i nguy n tử cacbon m ch nhánh thì: bậc 3 > bậc 2 > bậc
1. Điện t ch dương có xu hướng bị giữ t i C m ch nhánh.
- Nếu phân tử chứa li n kết đôi thì s cắt m ch thường xảy ra ở vị trí .
- Hợp chất vòng thường chứa các pic có số khối đặc trưng cho vòng.
- M t chất có pic mẹ m nh thì phân tử thường chứa vòng. Vòng càng bền thì
cường đ pic càng lớn. Thường dùng để tìm vòng benzen.
- Các vòng bão hoà cắt m nh nhánh ở C . Trong quá trình phá vỡ vòng, xác
suất của s mất đi 2 nguy n tử C trong vòng lớn hơn rất nhiều so với xác suất mất đi
m t nguy n tử.
- Nếu vòng có nối đôi gắn với m ch nhánh thì s cắt m ch l i xảy ra ở vị tr
 t nh tới vòng.
- Ở hợp chất dị nguy n tố thì s cắt m ch xảy ra ở li n kết t nh từ dị nguy n tố
đó.
- Ở hợp chất chứa nhóm cacbonyl thì s gãy thường xảy ra t i nhóm này và
điện t ch dương thường tồn t i ở phần cacbonyl.
- S có mặt của Cl, Br, S, Si được suy ra từ đặc điểm hàm lượng đồng vị khác
thường của chúng. Các nguy n tố này và các nguy n tố khác như: P, F, I cũng có thể
được phát hiện từ các ch nh lệch về khối lượng khác thường sinh ra từ m t vài ion
mảnh trong phổ.
25

Đối với phức chất, phương pháp phổ khối lượng đã góp phần m t cách t ch
c c trong việc khảo sát thành phần và cấu trúc của chúng, đặc biệt là các phức có
phối tử là những hợp chất hữu cơ.
M t đặc điểm nổi bật trong phổ khối lượng của các hợp chất phối tr là các
cụm pic đồng vị có tỉ lệ đặc trưng cho s có mặt của các kim lo i trung tâm và các
phối tử. D a vào đặc điểm của cụm pic phân tử (số v ch và tỉ lệ các pic đồng vị) và
đặc điểm của các pic mảnh chúng ta có thể phân t ch được thành phần và cấu trúc
của phức chất.
1.6.1.2. Xác định cụm pic đồng vị trong phổ khối lượng theo phương pháp tính toán
Hợp chất phức thường được t o thành từ các nguy n tố có nhiều đồng vị khác
nhau. Điều này t o điều kiện thuận lợi cho việc nhận d ng dễ dàng các mảnh ion.
Giả sử có m t nguy n tố gồm 2 đồng vị A1, A2. Trong phân tử có n nguy n tử
của nguy n tố này, khi đó theo l thuyết thì xác suất để có mặt n nguy n tử khác
nhau của nguy n tố đó sẽ được t nh như sau:
Số nguy n tử A1 n n-1 n-2 ... n-x... 2 1 0
Số nguy n tử A2 0 1 2 ... x ... n-2 n-1 n
Xác suất pn
np n
1
p n
C p n
2
p2
... nC p n
x
px
... nC p2 pn2 n p pn1 pn
1 12 2 1 2 x 1 2 2 1 2 1 2 2
Xác suất này là các số h ng khai triển của biểu thức (p1 + p2)n
, n
Cx là hệ số
của nhị thức.
Khi phân tử AnBm với A có 2 đồng vị A1, A2, xác suất tương ứng p1, p2, và B
có 2 đồng vị B1, B2, xác suất tương ứng q1, q2. Phân tử có thể được viết
(A1)a(A2)b(B1)u(B2)v. Trong đó: a + b = n và u + v = m
Xác suất (XS) các mảnh được t nh như sau [12]
XS n
C p a
. p b
. m
C q u
.qv
hay XS = n ! p a
p b m! q u
qv
a 12u 12 a !b ! 1 2
u ! v! 1 2
1.6.2. Phƣơng ph p phổ cộng hƣởng từ h t nhân
Cơ sở vật lý của phương pháp c ng hưởng từ h t nhân d a tr n từ t nh của h t
nhân: .I . Trong đó: là momen từ h t nhân, là spin h t nhân, I là hệ số từ hồi
chuyển.
26

S tương tác của momen từ h t nhân với m t từ trường ngoài B0 theo định
luật cơ học lượng tử dẫn tới m t sơ đồ phân chia mức năng lượng h t nhân. Các h t
nhân này, do năng lượng từ của chúng chỉ có thể tồn t i ở những tr ng thái năng
lượng giãn cách được gọi là tr ng thái ri ng. Sử dụng m t hệ phát cao tần có thể k ch
th ch quá trình chuyển dịch năng lượng của m t h t nhân ri ng lẻ trong khuôn khổ sơ
đồ mức năng lượng nói tr n. S hấp thụ năng lượng được ghi l i như m t v ch phổ
được gọi là m t t n hiệu c ng hưởng. Theo phương thức tr n người ta có thể ghi được
phổ c ng hưởng từ. Tất nhi n m t d ng phổ như vậy chỉ th c hiện đối với những h t
nhân có momen từ như: 1
H, 13
C, 19
F, 31
P... Những h t nhân khác nhau sẽ c ng
hưởng ở những tần số khác nhau, hay nói cách khác, tr n phổ c ng hưởng từ chúng
có đ chuyển dịch hoá học khác nhau.
Cùng m t lo i h t nhân song ở trong các phân tử khác nhau sẽ cho các t n
hiệu c ng hưởng và đ chuyển dịch hoá học khác nhau.
1.6.3. Phƣơng ph p đo độ dẫn điện dung dịch
Đ dẫn điện mol là đ dẫn điện của dung dịch chứa m t mol chất điện phân,
đặt giữa 2 điện c c song song cách nhau 1cm.
 = V. (ohm-1
.cm2
.mol-1
)
Trong đó:
- V là đ pha loãng t nh bằng số cm3
dung dịch chứa 1 mol chất tan.
-  là đ dẫn điện ri ng ( S/cm)
Nhờ phép đo đ dẫn điện dung dịch có thể tìm được số lượng ion mà phức
chất phân li ra, từ đó giới h n số lượng công thức giả định khi nghi n cứu cấu trúc
của 1 phức chất mới.
Đ dẫn điện của dung dịch phức phân li thành 2 ion bằng khoảng
100 ohm-1
.cm2
.mol-1
, của phức phân li thành 3 ion khoảng 250 ohm-1
.cm2
.mol-1
,
thành 4 ion khoảng 400 ohm-1
.cm2
.mol-1
. Đối với phức chất có bản chất trung hoà
điện thì đ dẫn điện rất bé [7].
1.6.4. Chƣơng trình phổ 1
H-NMR mô phỏng
Chương trình ChemNMR trong ChemDraw Ultra 9.0 cho phép d đoán đ
chuyển dịch hoá học của tất cả các H và C. Trước ti n chương trình này sẽ nhận d ng
những phần cấu trúc ch nh của phân tử. Chẳng h n, benzen sẽ được nhận d ng là
27

phần cấu trúc ch nh của trinitrotoluen. Mỗi cấu trúc sẽ tương ứng với 1 đ chuyển dịch
hoá học. Nếu cấu trúc vòng nào đó không có trong cơ sở dữ liệu thì ChemNMR sẽ sử
dụng những vòng gắn vào (thậm ch nó còn phá vỡ vòng) để đưa ra đ chuyển dịch xấp
xỉ. ChemNMR xem những phần còn l i của phối tử như là nhóm thế. Đ dịch chuyển hoá
học của phân tử sẽ được c ng hoặc bớt đi từ giá trị của những nhóm thế này. Nếu số gia
cho những nhóm thế không xác định được thì ChemNMR dùng những đơn vị cấu trúc
nhỏ có cùng nguy n tử lân cận nhau để đánh giá.
Chương trình ChemDraw Ultra 9.0 (Calculations - MM2) cho phép tối ưu
hoá cấu trúc phân tử bằng cách tối thiểu hoá năng lượng. Trường l c sử dụng ở đây
là MM2 hoặc MM3 (áp dụng cho protein). Chương trình sẽ tối ưu hoá cấu trúc đến
khi Gradient RMS (root mean square) đ t tới giá trị xác định. Gradient RMS được t
nh theo giá trị cho bởi biểu thức:
2i
n

RMS = i1 Trong đói là khoảng cách giữa 2 cặp electron
N
N là số lượng các cặp nguy n tử
1.6.5. Phƣơng ph p thử ho t tính sinh học
1.6.5.1. Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định
Việc thử ho t t nh kháng vi sinh vật kiểm định được tiến hành theo 2 bước:
Bước 1: Thử định t nh theo phương pháp khuếch tán tr n th ch, sử dụng
khoanh giấy lọc tẩm chất thử theo nồng đ ti u chuẩn.
Bước 2: Các mẫu cho ho t t nh (+) ở bước 1 sẽ được tiến hành thử tiếp ở
bước 2 để t nh ra nồng đ ức chế tối thiểu (MIC) theo phương pháp hiện đ i của
Vander Bergher và Vlietlinck (1991), MCKane, L., & Kandel (1996) tiến hành tr n
các phiến vi lượng 96 giếng. Các chủng vi sinh vật kiểm định bao gồm: Vi khuẩn Gr
(-), vi khuẩn Gr (+), nấm sợi, nấm men.
Kết quả: Đọc sau khi ủ các phiến thí nghiệm trong tủ ấm 370
C/24 giờ cho vi
khuẩn và 300
C/48 giờ đối với nấm sợi và nấm men.
Kết quả dương tính là nồng đ mà ở đó không có vi sinh vật phát triển. Khi
nuôi cấy l i nồng đ này trên môi trường th ch đĩa để kiểm tra, có giá trị CFU<5.
Mẫu thô có giá trị MIC 200g / ml được xem là có ho t t nh.
Mẫu tinh có giá trị MIC 50g / ml được xem là có ho t t nh.
28

1.6.5.2. Thử khả năng gây độc tế bào
Tế bào ung thư được duy trì li n tục ở các điều kiện ti u chuẩn và được sử
dụng test với các chất thử đã chuẩn bị sẵn ở các nồng đ khác nhau tr n phiến vi
lượng 96 giếng. Phiến thử nghiệm bao gồm: tế bào + môi trường cấy + chất thử,
được ủ ở 370
C trong 3 ngày để tế bào tiếp tục phát triển. Sau đó tế bào được lấy ra
cố định, rửa, nhu m, và hoà l i bằng dung dịch chuẩn, đọc tr n máy Elisa ở bước
sóng 495-515nm.
Tính kết quả:
Giá trị CS: là khả năng sống sót của tế bào ở nồng đ nào đó của chất thử t nh
theo % so với đối chứng. D a tr n kết quả đo được của chúng OD (ngày 0), DMSO
10% và so sánh với giá trị OD khi tr n mẫu để tìm giá trị CS (%) theo công thức:
Giá trị CS% sau khi t nh theo công thức tr n, được đưa vào t nh toán Excel để
tìm ra % trung bình đ lệch ti u chuẩn của phép thử được lặp l i 3 lần theo công
thức của Ducan như sau:
)2
 (XX
i
n1
Các mẫu có biểu hiện ho t t nh (CS <50%) sẽ được chọn ra để thử nghiệm
tiếp để tìm giá trị IC50.
Giá trị IC50: dùng giá trị CS của 10 thang nồng đ , d a vào chương trình
Table curve theo thang giá trị logarit của đường cong phát triển tế bào và nồng đ
chất thử để tính giá trị IC50. Công thức:
1
y a b ln X .
Trong đó y là nồng đ chất thử; X: giá trị CS (%)
Các mẫu chiết thô có giá trị: IC50 20g / ml được coi là có ho t t nh.
Các mẫu chiết tinh có giá trị: IC50 5g / ml được coi là có ho t t nh.
29

Chƣơng 2
ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
VÀ KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
- Trong luận văn này chúng tôi nghi n cứu phức t o thành giữa Co(II) với
phối tử 4-metylthiosemicacbazon isatin.
- Phối tử 4-metylthiosemicacbazon isatin được tổng hợp từ phản ứng ngưng
tụ giữa 4-metylthiosemicacbazit với isatin.
2.2. KĨ THUẬT THỰC NGHIỆM
- Phổ khối lượng được đo tr n máy LC-MSD-Trap-SL (Nhật), Viện Hoá học,
Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
- Đ dẫn điện dung dịch được đo tr n máy EC300, Viện Hoá học, Viện Khoa
học và Công nghệ Việt Nam.
- Ho t t nh sinh học của phức được đọc tr n máy ELISA ở bước sóng
495-515nm t i Phòng Sinh học Th c nghiệm, Viện Hoá học các hợp chất thi n nhi n,
Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
2.3. THỰC NGHIỆM
2 3 1 Hóa chất
4-metylthiosemicacbazit (Merck) d ng tinh thể
Isatin
Etanol, H2O2
Axit HClO4, HCl, CH3COOH
Muối CH3COONa
Muối Co(NO3)2.6H2O
Giấy đo pH, nước cất, DMF
2.3.2 Qu trình tổng hợp
2.3.2.1. Tổng hợp 4-metylthiosemicacbazon isatin:
HIEN-LIGAND
30

Hoà tan 1,05 gam 4-metylthiosemicacbazit vào hỗn hợp gồm 20 ml nước cất 30
rượu etylic tinh khiết và 1 ml axit axetic khan (dd A) . Hòa tan 1,47 gam isatin vào hỗn
hợp 20ml nước cất và 30ml rượu etylic tinh khiết (dd B). Tr n 2 dung dịch với nhau đun
hồi lưu ở nhiệt đ 55o
C – 60o
C khoảng 100 phút. Để lắng ở nhiệt đ phòng khoảng 1 giờ
khi đó có những tinh thể màu vàng hình kim sẽ tách ra. Lọc rửa tinh thể nhiều lần bằng
hỗn hợp rượu-nước. Sau đó làm khô trong bình hút ẩm chân không chứa silicagel.
2.3.2.2. Tổng hợp phức chất giữa 4-metylthiosemicacbazon isatin với Co(II)
HIEN 12-7.0
Hòa tan 0,3gam Co(NO3)2.6H2O (khoảng 0,001mol) vào 20ml nước cất
(dd A).
Hòa tan 0,24gam (khoảng 0.001mol) 4-metylthiosemicacbazon isatin vào
40ml ancol etylic tinh khiết (dd B).
Tr n hai dung dịch này l i với nhau và điều chỉnh tới pH=7 bằng natriaxetat. Hỗn
hợp phản ứng được đun hồi lưu khoảng 2h ở 500
C. Từ dung dịch sẽ tách ra những
tinh thể mịn màu vàng xanh. Để lắng khoảng 1h, lọc thu tinh thể và rửa
nhiều lần rồi kết tinh l i từ hỗn hợp DMF-H2O. Sau đó làm khô trong bình hút ẩm
chứa silicagel.
HIEN 11 – 4.0
Hòa tan 0.3 gam Co(NO3)2.6H2O (khoảng 0.001 mol) vào 20ml nước cất (dd
C).
Hòa tan 0,24 4-metylthiosemicacbazon isatin vào 40ml ancol etylic tinh khiết
(dd D).
Tr n hai dung dịch này l i với nhau và điều chỉnh tới pH= 4 bằng HClO4 loãng. Hỗn
hợp phản ứng được đun hồi lưu khoảng 2h ở 500
C . Từ dung dịch sẽ tách ra những
tinh thể mịn màu vàng xanh. Để lắng khoảng 1h, lọc thu tinh thể và
rửa nhiều lần rồi kết tinh l i từ hỗn hợp DMF-H2O. Sau đó làm khô trong bình hút
ẩm chứa silicagel.
Quá trình tổng hợp các phức tr n được tiến hành nhiều lần, thay đổi điều kiện phản
ứng như: thời gian, nhiệt đ đun hồi lưu, pH và thay đổi tỷ lệ mol giữa chúng để tìm
điều kiện kết tinh phù hợp nhất.
31

Chƣơng 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức giữa 4-metylthiosemicacbazon isatin với Co(II).doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức giữa 4-metylthiosemicacbazon isatin với Co(II).doc

Similar to Nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức giữa 4-metylthiosemicacbazon isatin với Co(II).doc (20)

More from Dịch vụ viết thuê đề tài trọn gói 🥰🥰 Liên hệ ZALO/TELE: 0917.193.864 ❤❤

More from Dịch vụ viết thuê đề tài trọn gói 🥰🥰 Liên hệ ZALO/TELE: 0917.193.864 ❤❤ (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (19)

Nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức giữa 4-metylthiosemicacbazon isatin với Co(II).doc