1
MỞ ĐẦU
Quinolin đã được biết đến từ năm 1834 khi Runge tách được từ nhựa
than đá. Từ đó đến nay, hóa học các hợp chất dị vòng quinolin phát triển
mạnh và đem lại nhiều kết quả đáng quan tâm, đặc biệt là trong hóa dược. Ví
dụ quinin, một ankaloit tách từ vỏ cây Cinechona mọc ở Indonesia và Nam
Phi. Vỏ cây này được dùng để chữa bệnh sốt rét từ thế kỷ XVII. Quinin được
tách ra dưới dạng nguyên chất vào đầu thế kỷ XIX và được tổng hợp toàn
phần vào năm 1944 (bởi R.B.Woodward và V.E Doping). Quinin có tác dụng
chữa trị mọi thể sốt rét khác nhau. Tiếp sau quinin, người ta đã tìm được
nhiều chất chứa nhân quinolin dùng để chữa bệnh sốt rét, có thể đưa ra các
chất điển hình là: Xinkhonin (II), cloroquin (III), plasmoquin (IV) và acriquin
(V) [10,12].

N
N
N
Cl
R
1
H
3
CO
R
1
Cl
OCH
3
R
1
Cloroquin(III)

OH
SO
3
H
N=N
SO
3
H
N
OH
N
=
N
N
S
Br
N
OH
SO
3
H
N
=
N
C
H
=
C
H
HO

của axit eugenoxi axetic bằng Na
2
S
2
O
4
đã xảy ra phản ứng khép vòng tại
nhánh anlyl tạo ra dẫn xuất mới của quinolin là axit 6-hiđroxi-3-sunfoquinol-
7-yloxiaxetic [10, 11]. Chất này đã được xác định là có hoạt tính kháng khuẩn
và kháng nấm khá cao. Kết quả này đã mở ra hướng tổng hợp các dẫn xuất
mới của quinolin.
Phức chất của phối tử này và các dẫn xuất của nó chưa được nghiên
cứu. Với mục đích nghiên cứu khả năng tạo phức của phối tử Q và hợp chất
azo của nó với một số kim loại chuyển tiếp và thăm dò hoạt tính sinh học của
các phức chất tổng hợp được, chúng tôi chon đề tài:
“TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT PHỨC
CHẤT CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI DẪN XUẤT CỦA
QUINOLIN”
Nhiệm vụ của đề tài là:
• Tổng quan tình hình tổng hợp, nghiên cứu phức chất của một số kim
loại chuyển tiếp dãy 3d với dẫn xuất quinolin.
3
• Tổng hợp phối tử: Từ eugenol trong tinh dầu hương nhu tổng hợp axit
6-hiđroxi-3-sunfoquinol-7-yloxiaxetic (Q), và azo của Q với p-
nitroanilin (DQ1).
• Tìm điều kiện tổng hợp một số phức chất của vanađi, titan, cadimi,
kẽm, thủy ngân với các phối tử trên.
• Xác định thành phần, cấu tạo, tính chất phức chất tổng hợp được bằng
các phương pháp vật lý, hóa lí và hóa học.
• Thử hoạt tính sinh học của các phức chất tổng hợp được.

2
COOH
HO
3
S
CH
2
=CHCH
OH
OCH
2
COOH
NO
2
NO
2
1) Na
2
S
2
O
4
/OH
-
2) CH
3
COOH
Cơ chế và điều kiện thích hợp của phản ứng đã được nghiên cứu trong các
tài liệu [9, 10]. Đồng thời việc tổng hợp một số dẫn xuất của quinolin đã được
thực hiện. Có thể tóm tắt các dẫn xuất đã tổng hợp được thông qua sơ đồ sau:

H
4
.H
2
O/CH
3
OH
(C-Q)
(E-Q)
(H-Q)
N
HO
3
S
OH
OCH
2
COOH
N
HO
3
S
OH
OCH
2
COOH
Br
(B-Q)
Qua sơ đồ trên, chúng tôi nhận thấy việc tổng hợp các dẫn xuất của
quinolin chưa thực hiện được nhiều. Tuy axit 6–hiđroxi–3–sufoquinol-7-

)
2
(CO)(Q)(3)
Trong đó: RL
1
: C
6
H
2
O-CHNHC
6
H
4
R (p)-3-Me-5
RL
2
: C
6
H
2
OH-CHNC
6
H
4
R (p)-3-Me-5
R: Me, OMe, Cl.
Hình 1.1: Công thức cấu tạo Ru(RL
1
)(PPH
3

Hình 1.2: Phức chất 3
• Năm 2008, nhóm nghiên cứu người Pháp đã chuẩn bị và nghiên cứu
phức vòng càng mới của poly-8-Hydroxyquinolin dùng làm chất kháng virut
Alzheimer.[20]
Các phối tử được sử dụng có cấu tạo như sau:
Hình 1.3: Các phối tử
Khả năng tạo phức của Cu(II), Zn(II) với phối tử bis-8-hydroxyquinolin
(L là phối tử (3) trong hình 1.3) trong dung môi CH
3
OH, ở pH = 7,4 đã được
nghiên cứu bằng phương pháp phổ hấp thụ electron. So sánh phổ của phối tử
và phổ của dung dịch khi tăng dần tỉ lệ M(II)/L từ 0 đến 1 cho thấy các vân
hấp thụ từ 248 ÷ 262nm có sự dịch chuyển về phía bước sóng ngắn (bước
chuyển π  π
*
). Đồng thời trên phổ xuất hiện thêm các vân hấp thụ trong
khoảng 374 ÷ 420nm là do bước chuyển dd. Kết quả nghiên cứu cho thấy
khả năng tạo phức của Cu(II), Zn(II) với phối tử L tốt nhất là 1:1.
Theo sơ đồ: L + M→ ML với tỉ lệ : L:M=1:1
(Trong đó M: Cu(II), Zn(II), Ni(II) ;
L: 2, 2’-(2, 2-Propanediyl)-bis(8-hydroxyquinolin)).
8
Các tác giả cũng đã xác định được bằng hằng số bền của các phức chất
với
2
l g 11,0, l g 7,7
II II
LCu L Cu
o K o K
= =

trong dung môi DMF thì tác
giả thu được phức chất (28) là một phức chất đơn nhân, cấu trúc của phức này
được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể (hình 1.4).
Khi cho phối tử L hoà tan trong CH
3
OH và thêm từ từ dung dịch CuCl
2
vào theo tỉ lệ 1 :1 thì thu được phức chất 29, đây là một phức đơn nhân (hình
1.4). Phức chất của Zn(II) với phối tử L được thực hiện trong hỗn hợp dung
môi H
2
O/DMSO thu được phức chất (30). Cấu trúc của phức chất này cũng
được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X, nhưng trong đó Zn có số
phối trí là 5.(Hình 1.4).
9
(a) (b)
(c) (d)
Hình 1.4: Cấu trúc phức chất (27), (28), (29), (30)
• Nhóm nghiên cứu Ấn Độ, năm 2009 [21] đã công bố công trình tổng hợp
phức chất của Cu(II) với dẫn xuất Quinolin. Kết quả nghiên cứu cho thấy phức
chất có nhiều ứng dụng trong một số quá trình sinh học và môi trường. Quá trình
tạo phức phụ thuộc vào anion: Cl-, Br-, OAc-….

(a) (b)
Hình 1.5: Cấu tạo phối tử L (hình a) và phức chất Cu-L (hình b)
10
Phức chất này được tổng hợp bằng cách cho Cu(ClO
4
)
2

azoquinoline hydroxy benzene) từ 8-hydroxy-5-azoquinoline hydroxy
benzene (8H5AQPMA-F) (C
20
H
15
O
3
N
3
).
Phức vòng càng của polime(8H5AQPMA-F) được tổng hợp như sau:
Hòa tan poly(8H5AQPMA-F) (5mmol/đơn vị) trong 75 ml DMF. Chú ý điều
chỉnh pH của phản ứng tới 7 bằng cách nhỏ từ từ dung dịch NH
4
OH vào hỗn
hợp. Thêm từ từ 2,5 mmol dung dịch Cu(CH
3
COO)
2
vào dung dịch polime.
Khuấy đều hỗn hợp trong 2h (đặt bình phản ứng trong nước), để qua đêm ở
nhiệt độ phòng, thu được kết tủa poly(8H5AQPMA-F) – Cu(II). Lọc kết tủa,
rửa bằng nước cất nóng, CH
3
OH rồi sấy khô ở 60
o
C. Hiệu suất phản ứng là
60%. Làm tương tự với poli(8H5AQPMA-F) - Ni(II), hiệu suất phản ứng là
81%.
Các phức này có những đặc trưng riêng và được tổng hợp với tỉ lệ giữa

2
(LH2)
4
(hình c).
Qua việc tổng quan tài liệu cho thấy phối tử họ quinolin được nhiều tác
giả rất quan tâm nghiên cứu bởi sự tạo phức đa dạng phong phú cũng như
những ứng dụng quan trọng của chúng trong y học và trong Hóa phân tích.
Tuy nhiên chưa có công trình nào nghiên cứu sự tạo phức của các kim loại chuyển tiếp với phối tử 6-
hiđroxi-3-sunfoquinol-7-yloxiaxetic (kí hiệu là Q) và azo tương ứng (kí hiệu là DQ1). Trên cơ sở đó, chúng tôi đã tiến
hành tổng hợp và bước đầu nghiên cứu cấu tạo và tính chất phức chất của một số kim loại chuyển tiếp với phối tử Q và
DQ1.
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1. TỔNG HỢP PHỐI TỬ
Sơ đồ tổng hợp phối tử:
14
OCH
2
COOH
OCH
3
CH
2
-CH=CH
2
OCH
2
COOH
OH
H
2

O
H
1)NaOH/ClCH
2
COONa
2)HCl
(Q)
(A2)
(A1)
N
HO
3
S
HO
OCH
2
COOH
N=N
ArN N
+
D-Q1
1)Na
2
S
2
O
4
/NH
3
2) H

COOH
3.HCl
CH
2
CH=CH
2
CH
2
CH=CH
2
15
Sau khi phản ứng kết thúc, rót hỗn hợp phản ứng ra cốc, để nguội, axit hoá
bằng HCl 1:1 đến môi trường axit. Chất rắn màu vàng nhạt tách ra được lọc,
rửa bằng nước, kết tinh lại trong nước, sau đó trong benzen khan thu được
axit eugenoxiaxetic tinh khiết ở dạng tinh thể hình kim, màu trắng. Điểm chảy
72
0
C (kết tinh từ nước) 100,5
0
C (kết tinh từ benzen khan), hiệu suất 75%. Kí
hiệu là A1.
2.1.2. Tổng hợp axit 2-hiđroxi-5-nitro-4-(1-nitroprop-2-enyl) phenoxiaxetic
(A2)
Sơ đồ tổng hợp:
OCH
2
COOH
OCH
3
OCH

đặc của Merk (≈ 0,2 mol) vào
hỗn hợp trên và tiếp tục làm lạnh trong 2h. Sau quá trình làm lạnh thấy tách ra
khá nhiều sản phẩm dạng hạt màu vàng. Lắp sinh hàn hồi lưu rồi đun cách
thủy ở nhiệt độ 45-50
o
C trong 3
h
, sau đó dừng phản ứng và để yên hỗn hợp
phản ứng qua đêm.
16
Lọc lấy chất rắn màu vàng tươi, rửa nhiều lần bằng nước đá, rửa tiếp
bằng etylaxetat (2 lần) rồi bằng đietylete (2lần), lấy sản phẩm đem sấy khô ở
nhiệt độ 40
o
C (tránh ánh sáng) được sản phẩm sạch phân huỷ ở nhiệt độ >
155
0
C, hiệu suất phản ứng thu được là 65%. Kí hiệu sản phẩm là A2.
2.1.3. Tổng hợp axit 6-hiđroxi-3-sunfoquinol-7-yl-oxiaxetic (Q)
Sơ đồ phản ứng:
OCH
2
COOH
OH
O
2
N
NO
2
1. Na

1000ml. Lắp máy khuấy rồi cho từ từ 5,96 g (0,02 mol) A2 vào trong khoảng
30 phút (vừa cho vừa khuấy). Sau khi cho hết A2 vào thì khuấy tiếp thêm 23
giờ nữa. Hỗn hợp chuyển từ màu nâu đỏ chuyển sang màu vàng chanh. Trong
hỗn hợp phản ứng xuất hiện các chất rắn.
Bước 2: Axit hoá hỗn hợp phản ứng: nhỏ từ từ từng giọt axit sunfuric đặc vào
hỗn hợp phản ứng sau khi đã khuấy 23 h cho đến khi pH = 2. Hiện tượng
quan sát được: ban đầu có khí thoát ra, hỗn hợp phản ứng chuyển từ màu
vàng chanh sang dung dịch màu nâu đỏ, tiếp tục nhỏ axit sunfuric đặc thì
dung dịch tách ra ở dạng rắn màu vàng. Đun cách thuỷ hỗn hợp ở nhiệt độ 70-
80
o
C trong 20 phút, sau đó để yên hỗn hợp trong một ngày. Lọc lấy sản phẩm,
rửa nhiều lần bằng nước, sau bằng etanol, rồi đem kết tinh lại bằng hỗn hợp
etanol : nước = 1:1 được chất rắn, hình khối, màu vàng nhạt, phân huỷ ở nhiệt
độ > 255
0
C. Hiệu suất 60%. Kí hiệu sản phẩm là Q.
2.1.4. Tổng hợp azo DQ1
Phản ứng tiếp vĩ azo tạo azo DQ1:
17
O
2
NC
6
H
4
NH
2
+ NaNO
2

2
NC
6
H
4
N
N
Cl
+
O
2
N
Bước 1: Tạo muối điazoni:
Cho 1 ml nước cất vào 0,14 gam p-nitroalinin (0,001 mol ), nhỏ từ từ
từng giọt HCl 10% đến khi hoà tan hoàn toàn p-nitroanilin ( 3 ml axit HCl ).
Làm lạnh dung dịch bằng đá ở 0-5
o
C.
Nhỏ từ từ dung dịch chứa 0,17 gam NaNO
2
trong 2 ml nước cất vào
dung dịch p-nitroanilin đã được làm lạnh, dùng đũa thuỷ tinh khuâý đều. Chú
ý luôn giữ cho hỗn hợp ở nhiệt độ 0-5
o
C. Ta được dung dịch 1.
Hoà tan hoàn toàn 0,3 gam Q (0,001 mol) bằng 1ml NaOH 2M vào cốc
thuỷ tinh 50 ml, cho thêm 5 ml nước cất vào hỗn. Làm lạnh dung dịch cho đến
0-5
o
C. Ta được dung dịch 2.

5
vào dung
dịch 1 chất rắn không tan. Thêm từ từ dung dịch KOH 1M vào hỗn hợp trên đến
khi dung dịch đồng nhất thì dùng hết 5ml KOH 1M. Dung dịch có pH = 8. Để bay
hơi ngoài không khí thấy xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt hình sợi. Lọc thu kết
tủa, rửa bằng etanol. Kết tinh lại trong hỗn hợp dung môi etanol, nước tỉ lệ 1:1,
thu được bột màu vàng, kí hiệu VQ1.
2.2.1.2. Tổng hợp phức chất VQ16:
Thí nghiệm 1: Hòa tan hoàn toàn 0,6 gam Q (2mmol) trong 10ml H
2
O và
4ml KOH 0,5M, thu được dung dịch 1 có pH = 7. Cho 0,181g V
2
O
5
vào dung
dịch 1, chất rắn không tan. Tăng dần nhiệt độ phản ứng lên 50
o
C và thêm từ từ
KOH 0,5M thì thấy hết 6ml KOH thì dung dịch đồng nhất có pH = 8, khuấy thêm
1 giờ. Sau đó hạ nhiệt độ phản ứng xuống nhiệt độ phòng. Thêm 2ml H
2
O
2
thu
được dung dịch có pH = 5, khuấy phản ứng thêm 30 phút. Để bay hơi dung
dịch ngoài không khí thấy xuất hiện tinh thể màu vàng cam (kí hiệu VQ7).
Lọc thu kết tủa, rửa bằng etanol, sấy khô ở 50
o
C.

trong các điều kiện khác nhau về: tỉ lệ mol, cách tiến hành, nồng độ chất
tham gia, dung môi và cách tách sản phẩm rắn (TN 6 ÷ TN 13 bảng 3.3).
Qua thực nghiệm chúng tôi chọn sản phẩm của TN 6 bảng 3.3 để tiếp tục
nghiên cứu thành phần và cấu trúc.
Tổng hợp phức chất CdQ:
Cho 0,6g Q (2mmol) vào 6ml H
2
O, thêm từ từ 2ml dung dịch NaOH
1M khuấy cho Q tan hoàn toàn, thu được dung dịch 1 có pH = 7 ÷ 8. Nhỏ từ
20
từ 10ml dung dịch CdCl
2
0,2M (2mmol) vào dung dịch 1, sau 5 phút xuất hiện
kết tủa vàng xám, khuấy 1h ở nhiệt độ phòng. Lọc, bỏ kết tủa. Phần nước lọc
để bay hơi ngoài không khí sau một ngày xuất hiện bột màu vàng chanh, lọc
rửa kết tủa bằng nước, etanol, sấy ở 50
o
C kí hiệu CdQ, hiệu suất 62%.
2.3. TỔNG HỢP PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI CHUYỂN
TIẾP VỚI PHỐI TỬ DQ1
2.3.1. Tổng hợp phức chất của cadimi
Chúng tôi đã nghiên cứu sự tương tác giữa phối tử DQ1 và ion Cd
2+
trong các điều kiện khác nhau về: tỉ lệ mol, cách tiến hành, nồng độ chất tham
gia, thời gian, nhiệt độ, dung môi, cách tách sản phẩm rắn và điều kiện kết
tinh (TN 1 ÷ TN 5 bảng 3.4). Qua thực nghiệm chúng tôi chọn sản phẩm của
TN 1 bảng 3.4 để tiếp tục nghiên cứu thành phần và cấu trúc.
Tổng hợp phức chất CdD:
Cho 0,225 gam DQ1 (0,5mmol) vào 10 ml H
2

o
C, kí hiệu ZnD.
2.3.3. Tổng hợp phức chất của thủy ngân
Chúng tôi đã nghiên cứu sự tương tác giữa phối tử DQ1 và ion Hg
2+
trong
các điều kiện khác nhau về: tỉ lệ mol, cách tiến hành, nồng độ chất tham gia,
thời gian, nhiệt độ, dung môi, cách tách sản phẩm rắn và điều kiện kết tinh
(TN 11, TN 12 bảng 3.4). Qua thực nghiệm chúng tôi chọn sản phẩm của TN
12 bảng 3.4 để tiếp tục nghiên cứu thành phần và cấu trúc.
Tổng hợp phức chất Hg2D:
Cho 0,225 gam DQ1 (0,5mmol) vào 10 ml H
2
O, thêm từ từ 1ml dung dịch
KOH 1M, thu được dung dịch 1. Nhỏ từ từ 5ml dung dịch HgCl
2
0,1M
(0,5mmol) vào dung dịch 1, thu được dung dịch đồng nhất. Khuấy thêm 1h ở
nhiệt độ phòng thấy xuất hiện kết tủa màu đỏ. Lọc, rửa kết tủa bằng nước
lạnh, etanol, sấy ở 50
o
C.
2.4. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN, CẤU TRÚC CỦA PHỨC CHẤT
Để xác định thành phần cấu tạo, cấu trúc của phức chất, chúng tôi đã
tiến hành đo phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân, phổ hấp thụ
electron, EDX và giản đồ phân tích nhiệt.
2.4.1. Phổ hồng ngoại (IR)
Phổ hồng ngoại của các chất được ghi tại Phòng phổ hồng ngoại – Viện
Hoá học – viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới dạng ép viên với KBr
trên máy FTS-6000 (Bio-Rad, USA). Kết quả được trình bày ở bảng 3.6, hình

nhiên, ở đây chỉ phân tích 2 chất làm phối tử. Chúng tôi đã khép vòng thành
23
công quinolin. Sản phẩm axit 6-hiđroxi-3-sunfoquinol-7-yl-oxiaxetic (Q), và
hợp chất azo của Q với p-nitroanilin (DQ1) thu được có thành phần cấu trúc
như tài liệu [10]. Dựa trên kết quả nghiên cứu tổng hợp Q và DQ1 đã được
trình bày ở tài liệu [10], chúng tôi đã tiến hành thay đổi một số điều kiện phản
ứng để nâng cao hiệu suất của phản ứng.
3.1.1.Tổng hợp Q
Trong giai đoạn khử: bắt đầu từ khi khử A1 bằng Na
2
S
2
O
4
trong môi
trường kiềm cho đến quá trình cộng bisunfit vào nối đôi. Phản ứng tỏa nhiệt
mạnh, do vậy chúng tôi đã tiến hành giữ phản ứng ở nhiệt độ 0 ÷ 10
0
C (đặt bình
phản ứng trong chậu nước đá).
Trong giai đoạn axit hóa: Axit hóa hỗn hợp bằng dung dịch H
2
SO
4 đ
tới môi
trường pH = 1 ÷ 2, giữ phản ứng ở nhiệt độ thấp. Sản phẩm thu được phải đảm
bảo độ sạch cao để thuận lợi cho quá trình tổng hợp phức chất, chúng tôi đã chọn
kết tinh Q trong nước.
So với tài liệu [10, 11] chúng tôi đã tiến hành thay đổi khối lượng muối
Na

trong môi trường kiềm yếu.
Chúng tôi đã tiến hành đo phổ IR, UV-Vis của phối tử và so sánh với
phổ chuẩn. Kết quả cho thấy phối tử Q và DQ1 mà chúng tôi tổng hợp trùng
hợp với Q và DQ1 đã được đưa ra ở tài liệu [10].
3.2. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
TỔNG HỢP CÁC PHỨC CHẤT
Công thức cấu tạo của phối tử :

N
OCH
2
COOH
OH
HO
3
S

N
HO
3
S
HO
OCH
2
COOH
N=N
O
2
N
(Q) (DQ1)

Bảng 3.1: Các thí nghiệm thử tính tan của phối tử và ion trung tâm
Ghi chú: * dung dịch Q/DMSO sau 10 ngày tách ra hạt tròn bên ngoài màu
nâu, bên trong màu vàng.
Ví dụ TiCl
4
là chất lỏng, dễ thủy phân tạo HCl ở điều kiện thường, điều
này đã gây nhiều khó khăn cho quá trình tiến hành phản ứng. Vì vậy chúng
tôi đã lựa chọn hòa tan TiCl
4
trong etanol để thuận lợi cho quá trình tiến hành
thí nghiệm. Qua quá trình khảo sát chúng tôi nhận thấy với kim loại là Ti,
dung môi thích hợp là nước và etanol, hoặc DMSO và etanol.
Q DQ1 V
2
O
5
TiCl
4
CdCl
2
ZnSO
4
HgCl
2
HCl Tan Ít tan Không tan
NaOH Tan Tan Không tan Kết tủa
H
2
O Ít tan Ít tan Không tan Kết tủa Tan Tan Tan
C