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
Chương 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 7
1.1. Giới thiệu về coban 7
1.1.1. Lịch sử của coban 7
1.1.2. Trạng thái tự nhiên 8
1.1.3. Thuộc tính của coban 8
1.1.4. Tính chất hóa học của coban 9
1.1.5. Một số thông tin khác của coban 9
1.1.6. Vai trò sinh học của coban 10
1.2. Giới thiệu về salixylandehit 11
1.2.1. Một vài tính chất của salixylandehit 11
1.2.2. Điều chế, ứng dụng 12
1.3. Giới thiệu về thiosemicacbazit và thiosemicacbazon 12
1.4. Phức chất của thiosemicacbazit và thiosemicacbazon 15
1.5. Một số ứng dụng của thiosemicacbazit, thiosemicacbazon và phức chất của
chúng 19
1.6. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc và xác định hoạt tính sinh học 24
1.6.1. Phương pháp phổ khối lượng 24
1.6.1.1. Phổ khối lượng trong việc xác định cấu trúc 24
1.6.1.2. Xác định cụm pic đồng vị trong phổ khối lượng theo phương pháp
tính toán 25
1.6.2. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 25
1.6.3. Phương pháp đo độ dẫn điện dung dịch 26

Hình 3.11: Công thức cấu tạo của phức [Co(H4methsa)
2
], [Co(H4methsa)
(H
2
O)
3
]NO
3
và phức [Co(H4methsa)Cl
3
]
4
MỞ ĐẦU
Nguyên tử kim loại chuyển tiếp có nhiều obitan hoá trị, trong đó có nhiều
obitan trống và có độ âm điện lớn hơn kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ cho nên rất
có khả năng nhận cặp electron và là chất tạo phức tốt, ví dụ như: Fe, Co, Ni…[10].
Tổng hợp các phức chất là một phần quan trọng của hóa học nói chung và của
hóa học các hợp chất phối trí nói riêng. Như đã biết, việc điều chế những phức chất
đầu tiên và nghiên cứu về chúng đã dẫn đến sự 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 thực tế, đặc biệt là phức của kim loại
chuyển tiếp. Trong lĩnh vực sinh hoá và y học những nghiên cứu mới đây cho thấy
rằng phức chất có vai trò quan trọng đối với sự sống. Chúng tham gia vào các quá
trình tích luỹ và chuyển hoá các chất, chuyển hoá năng lượng, tham gia các phản
ứng oxi hoá - khử, hình thành và phá vỡ các liên kết hoá học…[1], [2].
Hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn, kháng vi rút cũng như khả năng ức chế sự
phát triển khối u của thiosemicacbazon và dẫn xuất của chúng đã nhận được sự
quan tâm đáng kể bởi các nhà nghiên cứu. Cấu trúc của thiosemicacbazit cho phép
nó có khả năng tạo phức tốt và khả năng này được tăng lên khi ngưng tụ với hợp

Chương 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 đại thông qua những hợp chất tạo 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 tạo 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 tại nhà máy
Blaafarveværket (Na Uy), sản lượng coban sản xuất tại đây chiếm 70-80% sản
lượng thế giới.
Vào năm 1938, John Livingood và Glenn Seaborg đã phát hiện đồng vị Co-60.
Tên gọi coban (cobalt) có xuất xứ từ tiếng Đức kobalt hoặc kobold, nghĩa là
linh hồn của quỷ dữ. Tên này do những người thợ mỏ đặt ra vì nó mang tính độc
hại, gây ô nhiễm môi trường, và làm giảm giá trị những kim loại khác, như niken.
Những nguồn khác thì lại cho rằng tên gọi phát sinh từ những người thợ mỏ bạc vì
họ tin rằng coban được đặt ra bởi kobolds là những người đã từng đánh cắp bạc.
Một vài nguồn khác cho rằng tên gọi có xuất xứ từ tiếng Hy Lạp kobalos, nghĩa là
'mỏ', và có thể có nguồn gốc chung với kobold, goblin, và cobalt [10].
7
1.1.2. Trạng thái tự nhiên
Coban không thể tìm thấy như là một kim loại tự do, mà nói chung là ở trong
các dạng quặng. Người ta ít khi khai thác coban riêng rẽ, mà có xu hướng lấy coban
như là một sản phẩm phụ trong hoạt động 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 Cộng hòa dân chủ Côngô, Trung Quốc, Zambia,
Nga, và Úc. Coban còn được tìm thấy ở Phần Lan, Azerbaijan, và Kazakhstan. Nó

rất ít hợp chất trong đó coban có hóa trị +1 tồn tại [10].
8
Các 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, thuộc nhóm các nguyên tố họ d. Cấu hình electron: [Ar]3d
7
4s
2
.
Về mặt hóa học, coban là kim loại có hoạt tính hóa học trung bình. Nó bền
trong khí quyển ở nhiệt độ thường. Ở nhiệt độ cao nó bị oxi hóa thành Co
3
O
4
. Ở trên
900
0
C sản phẩm lại là CoO. Cũng có thể điều chế CoO bằng cách cho hơi nước tác
dụng với kim loại nóng đỏ. Khi đun nóng coban cũng tác dụng với các phi kim
khác như: B, C, P, S , nhưng không tác dụng với H
2
và N
2
.
Thế khử của cặp Co
2+
/Co bằng -0,28V, do đó coban có thể tan chậm trong các
axit không có tính oxi hóa, giải phóng hiđro [6].
Co + 2HCl

O
Co + 4HNO
3
(đ)
→
Co(NO
3
)
2
+ 2NO
2
+ 2H
2
O
1.1.5. Một số thông tin khác của coban
Tổng quát
Số hiệu nguyên tử 27
Phân loại kim loại chuyển tiếp
Nhóm, chu kì, khối VIIIB, 4, d
Khối lượng riêng; độ cứng 8900 kg/m
3
; 5,0
Bề ngoài kim loại màu sáng nhẹ ánh kim
Tính chất nguyên tử
Khối lượng nguyên tử 58,9331195 đvC
Bán kính nguyên tử 125 pm
9
Bán kính cộng hoá trị 126 pm
Cấu hình electron [Ar] 3d
7

sức khoẻ của những động vật ăn cỏ. Coban là thành phần trung tâm của vitamin
cobalamin, hoặc vitamin B-12.
Ứng dụng trong y học
Đồng vị Co-60 (
60
Co) là kim loại phóng xạ dùng trong xạ trị. Nó tạo ra hai tia
gamma với năng lượng lần lượt là: 1,17 MeV và 1,33 MeV. Nguồn Co-60 có đường
kính khoảng 2 cm và được tạo ra bằng cách tạo một vùng nửa tối, làm cho góc của
vùng bức xạ bị mờ đi. Kim loại này có đặc tính tạo ra bụi mịn, gây ra vấn đề về bảo
vệ bức xạ. Nguồn Co-60 hữu dụng trong vòng khoảng 5 năm, nhưng ngay cả sau
thời điểm này, mức độ phóng xạ vẫn rất cao. Vì vậy máy móc dùng coban đã không
10
còn được sử dụng rộng rãi ở các nước phương Tây. Hiện nay, người ta sử dụng phổ
biến máy gia tốc hạt tuyến tính thay cho máy móc dùng coban trước đây.
Cảnh báo
Bột kim loại coban dễ bùng cháy khi tiếp xúc với lửa. Các hợp chất của coban
phải được xử lý cẩn thận do có độc tính nhẹ.
60
Co là nguồn phát ra tia gamma mạnh nên 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 chạp.
60
Co là yếu tố rủi ro gây tranh cãi về vấn đề hạt nhân vì nguồn nơtron sẽ
chuyển hóa
59
Co thành đồng vị này. Một số mô hình vũ khí hạt nhân có chủ ý gia
tăng lượng
60

nhóm –CHO [16], [21].
1.2.2. Điều chế, ứng dụng
Nó có thể được điều chế từ phenol và chloroform bằng cách nung nóng với
natri hydroxit hoặc kali hydroxit trong một phản ứng Reimer-Tiemann :
Vì nó có mùi thơm nên được sử dụng trong công nghệ sản xuất nước hoa
[16], [21].
1.3. GIỚI THIỆU VỀ THIOSEMICACBAZIT VÀ THIOSEMICACBAZON
Thiosemicacbazit là chất kết tinh màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 181
÷
183
0
C,
có công thức cấu tạo như sau:
Các nguyên tử N
(1)
, N
(2)
, N
(3)
, C và S hầu như nằm trên một mặt phẳng. Liên
kết C=S có độ bội nhỏ hơn 2, liên kết C-N
(1)
và C-N
(2)
có độ bội lớn hơn 1, còn các
liên kết khác có độ bội gần bằng một.
Thiosemicacbazit có khả năng ngưng tụ với các hợp chất cacbonyl để tạo
thành thiosemicacbazon.
+
H

NH
2
C NH
R
R
'
C O
R
R
'
(1)
OH
NH C
S
NH
2
C NH
R
R
'
OH
NH C
S
NH
2
(2)
+ H
2
O
C N

NH
2
+
H
2
N
NH
C
S
NH
2
C O
R
R
'
C NH
2
R
R
'
O
-
NH C
S
NH
2
+
H
2
N

2
R
R
'
O
-
NH C
S
NH
2
nhanh
Giai đoạn này được xúc tác bằng axit axetic vì axit hoạt hoá nhóm cacbonyl
bằng cách proton hoá nhóm này.
+C O
R
R
'
H
+
C
R
R
'
OH
+
H
2
N
NH
C

R
'
OH
NH C
S
NH
2
-H
+
Như vậy, sự có mặt của axit trong môi trường sẽ làm cho tốc độ của phản
ứng tăng lên. Tuy nhiên, nếu cứ tăng nồng độ của axit thì đến mức nào đó tốc độ
phản ứng sẽ giảm đi vì khi ấy nồng độ của tác nhân nucleophin bị giảm đi do sự
proton hoá thiosemicacbazit.
+
H
2
N NH C
S
NH
2
H
+
H
3
N NH C
S
NH
2
13
chậm

'
OH
2
NH C
S
NH
2
-H
2
O
C
R
R
'
NH NH C
S
NH
2
C
R
R
'
NH NH C
S
NH
2
-H
+
C
R

thiosemicacbazit phối trí 2 càng qua nguyên tử S và N trong nhóm hiđrazin. Trong
quá trình tạo phức, phân tử thiosemicacbazit chuyển từ cấu hình trans sang cấu hình
cis, đồng thời xảy ra sự di chuyển nguyên tử H của nhóm imin sang nguyên tử S.
N
N
H
C
S
N
H
H
HH
(3)
(2)
(1)
N
HH
N
C
SH
N
H H
(1)
(3)
(2)
Nguyên tử H này bị thay thế bởi kim loại, do đó tạo thành hợp chất nội phức
theo sơ đồ:
H
2
N C

thiosemicarbazone) được nghiên cứu rộng rãi vì chúng có các hoạt tính sinh học
quan trọng, từ 1-methylisatin-3-thiosemicarbazone được tìm thấy là có hoạt tính
trong điều trị bệnh đậu mùa. Thuốc thiosemicarbazone có thể ngăn chặn sự phát
triển của virus. Vì vậy phức của kim loại với thiosemicarbazone được tiếp tục
nghiên cứu rộng rãi hơn. Gần đây một số bài báo khoa học đã công bố tổng hợp và
ước lượng hoạt tính chống vius HIV của dẫn xuất isatin-β-thiosemicarbazone. Phức
tạo thành giữa 5-fluoro-isatin-3-(N-benzylthiosemicarbazone) (H
2
FLB) 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 một số phức giữa thiosemicacbazon salixylanđehit (H
2
thsa),
thiosemicacbazon isatin (H
2
this), thiosemicacbazon axetylaxeton (H
2
thac) với các
ion kim loại như Cu
2+
, Co
3+
, Ni
2+
…. H
2

chất đã được thiết lập dựa trên các phương pháp khác nhau như phổ khối lượng, phổ
cộng hưởng từ proton, phổ hồng ngoại… và đã thử hoạt tính sinh học của các phức
tổng hợp được. Các cấu trúc phức như sau:
H
N
N
N C
NH
S
Pt
Cl
Pt(H4phthis)Cl
O
O
HC N
N
C
NH
2
S
H
Pt
Cl
Pt(Hthsa)Cl
O
HC N
N
C
HN
S

HN
S
N
H
O
Co
Cl
N
[Co(H4phthis)
2
]Cl
Trong công trình [20] tác giả đã nghiên cứu quá trình tổng hợp
thiosemicacbazon từ các anđehit và xeton có nguồn gốc tự nhiên là xitronenlal,
menton và các phức của chúng. Đây là một nhóm chất hứa hẹn có hoạt tính 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:
N
N
H
3
C CH
3
NH
2
S
M
CH
3
CH
3

NH
2
S
M
CH
3
CH
3
H
3
C
N
N
H
2
N
S
M(thiomen)
2
(MC
22
H
40
N
6
S
2
)
(M=Cu, Ni)
CH

2
H
O
H
2
N
C
S
N
NC
H
3
C
Fe
CH
3
C
N
H
O
H
2
O
[Fe(Hthdi)Cl
2
H
2
O]
Cl
Cl

trong khoảng nồng độ của Pd từ 0,04 – 6,00
µ
g/l [33].
Thiosemicacbazit, thiosemicacbazon và phức chất của chúng có nhiều tính
chất quí, được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Tuy nhiên, tính chất đáng chú ý nhất
là hoạt tính sinh học của chúng. Chính điều này đã thu hút sự quan tâm đặc biệt của
các nhà khoa học, nhằm ứng dụng vào lĩnh vực y học, nhất là khả năng ức chế tế
bào ung thư.
Năm 1950 Hamre và các cộng sự phát hiện ra rằng khi cho chuột uống các
dẫn xuất này thì có khả năng chống được sự lây bệnh neurovaccinial [22]. Đây là
nghiên cứu đầu tiên về hoạt tính chống virut của thiosemicacbazon. Kể từ đó, ngày
càng có nhiều công trình công bố liên quan đến loại hợp chất này.
Các nhà khoa học Ấn Độ đã thử lâm sàng dẫn xuất thiosemicacbazon
N-metyl isatin-
β
(methisazon). Nghiên cứu này được xem như là bằng chứng về
hoạt tính chống vi rút hữu hiệu của thiosemicacbazon trên 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.
20
H
3
C C
O
H
N NH C
S

khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn ngay cả ở nồng độ thấp. Trong đó phức
Cu(II) thể hiện hoạt tính mạnh 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 loại khuẩn trên bị ức chế
như nhau. Tuy nhiên tác động 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
21
2-axetylpyriđin (Ac-4Ptsc) với các kim loại nhóm platin cũng đã được nghiên cứu
[40]. Kết quả thử hoạt tính 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 tự xét theo kim loại là:
Phức của Ru(III) > Pt(II) > Ir(III) > Pd(II) > Rh(III)
I.H. Hall và các cộng sự nhận thấy rằng phức của Cu(II), Co(II) với
thiosemicacbazon 2-furanđehit có độc tính mạnh chống lại sự 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 sự phát triển bệnh bạch cầu [29]. Các tác giả cho rằng các phức này đã ức
chế các quá trình tổng hợp trong sự chuyển hoá axit nucleic dẫn đến sự giảm lượng
đeoxynucleotit chuyển hoá thành ADN. Khi ủ các tế bào bệnh bạch cầu L1210 với
các phức này ở nồng độ 100
µ
M trong 24 giờ thì sẽ gây nên sự 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].
M = Cu, Pt, Pd
CH
2

Cl
3
đem thử nghiệm đều có tác dụng làm
giảm thể tích khối u, giảm mật độ 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 sự phát triển tế bào ung thư SARCOMAR-TG 180 trên
chuột nhắt trắng SWISS của Cu(Hthis)Cl là 43,99 %, của Mo(Hth)
3
Cl
3
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 đoạn chuẩn bị
tách đôi tế bào. Có lẽ ở đây các phức chất đã làm cho các băng co rút ở vùng xích
đạo của tế bào không đạt tới sự 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)
3
Cl
3
là 3,42 % [2], [3].
Trong công trình [12] tác giả đã công bố khả năng ức chế tế bào ung thư của
một 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

- Nếu phân tử chứa liên kết đôi thì sự cắt mạch thường xảy ra ở vị trí
β
.
- Hợp chất vòng thường chứa các pic có số khối đặc trưng cho vòng.
- Một chất có pic mẹ mạnh thì phân tử thường chứa vòng. Vòng càng bền thì
cường độ pic càng lớn. Thường dùng để tìm vòng benzen.
- Các vòng bão hoà cắt mạnh nhánh ở
C
α
. Trong quá trình phá vỡ vòng, xác
suất của sự mất đi 2 nguyên tử C trong vòng lớn hơn rất nhiều so với xác suất mất
đi một nguyên tử.
- Nếu vòng có nối đôi gắn với mạch nhánh thì sự cắt mạch lại xảy ra ở vị trí
β
tính tới vòng.
- Ở hợp chất dị nguyên tố thì sự cắt mạch xảy ra ở liên kết
β
tính từ dị
nguyên tố đó.
- Ở hợp chất chứa nhóm cacbonyl thì sự gãy thường xảy ra tại nhóm này và
điện tích dương thường tồn tại ở phần cacbonyl.
- Sự có mặt của Cl, Br, S, Si được suy ra từ đặc điểm hàm lượng đồng vị
khác thường của chúng. Các nguyên tố này và các nguyên tố khác như: P, F, I cũng
có thể được phát hiện từ các chênh lệch về khối lượng khác thường sinh ra từ một
vài ion mảnh trong phổ.
24
Đối với phức chất, phương pháp phổ khối lượng đã góp phần một cách tích
cực 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.
Một đặc điểm nổi bật trong phổ khối lượng của các hợp chất phối trí là các


2 2
2 1 2
n n
C p p
−

1 2
n n x x
x
C p p
−

2 2
2 1 2
n n
C p p
−

1
1 2
n n
p p
−

2
n
p
Xác suất này là các số hạng khai triển của biểu thức (p
1

2
. Phân tử có thể được viết
(A
1
)
a
(A
2
)
b
(B
1
)
u
(B
2
)
v
. Trong đó: a + b = n và u + v = m
Xác suất (XS) các mảnh được tính như sau [12]
1 2 1 2
. . .
n a b m u v
a u
XS C p p C q q=
hay

XS =
1 2 1 2
! !