MỤC LỤC

Trang
Lời cảm ơn ……………………………………………………………………….1
Mục lục ……………………………………………………………….………… 2
Danh mục các kí hiệu, chữ viết tắt ……… …… …………………………… 4
Danh mục các bảng ……………………………………………………………….5
Danh mục các hình vẽ ………………………………………………………… 6
MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN…………………………………………………… 10
I.1. Thiosemicacbazon: cấu tạo, tính chất, khả năng tạo phức ………………….10
I.1.1. Cấu tạo, tính chất………………………………………………………… 10
I.1.2. Khả năng tạo phức…………………………………………………………13
I.1.3. Hoạt tính sinh học của thiosemicacbazon…………………………………18
I.2. Menton……………………………………………………………………….21
I.2.1. Giới thiệu chung………………………………………………………… 21
I.2.2. Điều chế……………………………………………………………………21
I.2.3. Tính chất hóa học………………………………………………… …… 22
I.2.4. Ứng dụng………………………………………………………………… 23
I.3. Khả năng tạo phức của Cu(I), Cu(II) và hoạt tính sinh học…………………23
I.3.1. Giới thiệu chung………………………………………………………… 23
I.3.2. Khả năng tạo phức của Cu(I)…………………………………………… 25
I.3.3. Khả năng tạo phức của Cu(II)…………………………………………….26
I.3.4. Hoạt tính sinh học của đồng và phức đồng……………………………… 27
I.4. Tình hình nghiên cứu phức chất của các kim loại chuyển tiếp với phối
tử thiosemicacbazon…………………………………………………………….28
I.5. Các phương pháp nghiên cứu……………………………………………… 34
I.5.1. Phương pháp phổ MS…………………………………………………… 34
I.5.2. Phương pháp hồng ngoại (IR)………………… ……………………… 36
I.5.3. Phương pháp phổ hấp thụ electron (UV-VIS)…………………………… 38
1

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: Hoạt tính kháng khuẩn của Ac-4Mtsc, Ac-2Mtsc và phức chất
của chúng………………………………………………………….…19
Bảng 1.2: Hoạt tính kháng vi sinh vật của thiosemicacbazon và phức chất
Pt của chúng…………………………………………………………20
Bảng 1.3: Khả năng tạo phức của Cu(II)……………………………………… 26
Bảng 1.4:Hoạt tính kháng khuẩn của Ac-4Mtsc, Ac-2Mtsc và phức chất Cu(II)
của chúng……………………………………………………………….28
Bảng 1.5: Các dải hấp thụ chính trong phổ IR của thiosemicacbazit………… 37
Bảng 3.1: Kết quả MS và thành phần phức chất……………………………… 44
Bảng 3.2: Kết quả qui kết một số tần số đặc trưng trên phổ hồng ngoại của
Hthiomen và các phức chất Cu(I), Cu(II)………… ……………… 52
Bảng 3.3 . Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các phối tử
thiosemicacbazon menton và các phức chất Cu(I), Cu(II) của nó… 57
4
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Cấu trúc phân tử thiosemicacbazit………………………….……… 10
Hình 1.2: Cân bằng tauteme của thiosemicacbazit …………………………….10
Hình 1.3: Phản ứng ngưng tụ của thiosemicacbazit với hợp chất cacbonyl….…11
Hình 1.4: Hợp chất cacbonyl phản ứng với thiosemicacbazon ở giai đoạn 1 11
Hình 1.5: Hợp chất cacbonyl phản ứng với thiosemicacbazon ở giai đoạn 2 12
Hình 1.6: Sự biến đổi nồng độ của
C OH
+
> =
(1)và thiosemicacbazon theo pH 12
Hình 1.7 Sơ đồ tạo phức của thiosemicacbazit 13
Hình 1.8: Phức của Cu(II) với 4-phenyl thiosemicacbazon 2 benzoylpiridin 15

Hình 1.21: Công thức cấu tạo của 3-aminppyridine-2-carboxaldehyde
thiosemicacbazon……………………………………………………29
Hình 1.22: Công thức cấu tạo 4-pyridinecacboxaldehyde thiosemicacbazon… 30
Hình1.23:Công thức cấu tạo 4-(dimetylamino)benzandehit thiosemicacbazon…30
5
Hình 1.24: Công thức cấu tạo của isatin beta thiosemicacbazon…………….…30
Hình 1.25: Công thức cấu tạo phức vuông phẳng của Ni(thsa)A (A = H
2
O,
NH
3
, Py, C
6
H
5
NH
2
)……………………………………………… 31
Hình 1.26: Công thức cấu tạo phức bát diện Ni(H
2
thsa)(NO
3
)
2
…………….….31
Hình 1.27: Phức của Ni(II) với thiosemicacbazon menthone……………….… 32
Hình 1.28: Tổng hợp phức Cu(II), Ni(II) với thiosemicacbazon menthone… 32
Hình 1.29: Cấu trúc của các phức chất [Hg(FTSZ)Cl]
2
và [Hg(TTSZH)Cl

lĩnh vực khác, đồng thời nó cũng tác động trở lại các lĩnh vực nói trên một cách
tích cực. Rất nhiều thành tựu trong lĩnh vực hóa sinh vô cơ và trong y dược… gắn
liền với việc nghiên cứu phức chất trong các hệ sinh học.
Trong những năm gần đây phức chất của các kim loại chuyển tiếp với các
phối tử hữu cơ là đối tượng đang được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng trong
nhiều lĩnh vực. Các kết quả nghiên cứu cho thấy thiosemicacbazon là nhóm chất
đa dạng về thành phần, tính chất và có hoạt tính sinh học mạnh và có khả năng
tạo phức tốt. Phần lớn phức chất của chúng với các kim loại chuyển tiếp có hoạt
tính sinh học khá mạnh, chúng có khả năng kháng nấm, kháng khuẩn cũng như ức
chế sự phát triển của tế bào ung thư. Lĩnh vực nghiên cứu về phức chất của nhóm
phối tử thiosemicacbazon là một trong những hướng nghiên cứu đã và đang phát
triển mạnh với mục tiêu là tìm ra các chất có hoạt tính cao đồng thời đáp ứng tốt
nhất các yêu cầu sinh – y học như không độc, không có tác dụng phụ, không gây
hại cho tế bào lành…để nghiên cứu ứng dụng trong y học.
Từ những lí do trên, tôi chọn đề tài : “Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và
thăm dò hoạt tính sinh học của phức chất Cu(I), Cu(II) với thiosemicacbazone
menton”.
Các mục tiêu cụ thể là:
7
- Tổng hợp phối tử thiosemicacbazon menton từ thiosemicacbazit và
menton
- Tổng hợp các phức chất:
+ Phức chất Cu(I) với thiosemicacbazon menton.
+ Phức chất Cu(II) với thiosemicacbazon menton.
- Nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức chất Cu(I),
Cu(II) với thiosemicacbazon menton.
+ Xác định thành phần, cấu trúc của phối tử và phức chất bằng các
phương pháp: phổ hồng ngoại, phổ khối lượng, phổ hấp thụ electron.
+ Thăm dò hoạt tính sinh học của thiosemicacbazon menton và phức
chất của chúng với Cu(I), Cu(II): Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định trên 8

H
2
N
N H C
N H
2
H
2
N
N C
S H
N H
2
D ¹ n g t h i o n D ¹ n g t h i o l
S
Hình 1.2. Cân bằng tauteme của thiosemicacbazit
Trong phân tử thiosemicacbazit liên kết C=S có độ bội bé hơn 2, các liên kết
C-N(2), C-N(3) có độ bội lớn hơn 1 còn các liên kết khác có độ bội gần bằng 1,
9
Công thức phân tử: CH
5
N
3
S
Công thức cấu tạo: NH
2
-NH-(C=S)-NH
2

hay:

hiđrazin của thiosemicacbazit trong môi
trường etanol- nước có axit làm xúc tác. Phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn, ta có
thể mô tả cơ chế của phản ứng như sau:
Giai đoạn 1: cộng nucleophin có axit làm xúc tác
C O
+ H
+
OH
+
OH
+
H
2
N
H
N C
S
NH
2
+
C
OH
HNH - NH
C
S
NH
2
+
C
OH

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

bằng hình 1.6
11
Hình 1.6. Sự biến đổi nồng độ của
C OH
+
> =
(1) và thiosemicacbazon (2) theo
pH.
Với sự đa dạng về tính chất và phong phú về số lượng của các hợp chất
cacbonyl có thể tổng hợp được rất nhiều thiosemicacbazon khác nhau.
I.1.2. Khả năng tạo phức
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)
H
2
).
+ 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 hình 1.7:
Hình 1.7. Sơ đồ tạo phức của thiosemicacbazit
Cũng trong nghiên cứu phức chất của Ni(II), Cu(II), Pt(II), Pd(II), Co(II),
Zn(II) [4,16,8,6] với thiosemicacbazit bằng các phương pháp từ hoá, phổ hấp thụ
electron, phổ hấp thụ hồng ngoại, các tác giả cũng đưa ra kết luận: liên kết giữa

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. Tuy nhiên, tuỳ vào phần hợp chất cacbonyl mà
thiosemicacbazon có thể là phối tử 1 càng, 2 càng, 3 càng hay 4 càng.
Phối tử 1 càng
Trong một số ít trường hợp, do khó khăn về hoá lập thể, các
thiosemicacbazon mới thể hiện như phối tử một càng. Ví dụ như phức chất của
Cu (II) với 4-phenyl thiosemicacbazon 2 benzoylpiridin trong đó phối tử thứ nhất
đóng vai trò như phối tử hai càng còn phối tử thứ hai là phối tử 3 càng được thể
hiện cụ thể qua hình dưới đây:
13
N
N S
S
NHR
C
O
Cu
N
N
CH
3
CH
3
Hình 1.8. Phức chất của Cu (II) với 4-phenyl thiosemicacbazon 2 benzoylpiridin
Phối tử 2 càng:
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. Ví dụ:
thiosemicacbazon của benzanđehit, xyclohexanon, axetophenon, octanal,

O
O
NH
C N
S
N
C
CH
3
Pt
N
S
N
C
NH
C
CH
3
N
N
Hình 1.10. Sơ đồ tạo phức phối tử hai càng
14
I
II
Phối tử 3 càng
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

….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 [1,17] xác định như sau:
Hình 1.11. Mô hình tạo phức của thiosemicacbazon 3 càng và công thức cấu tạo
của phức chất giữa thiosemicacbazon và một số kim loại chuyển tiếp.
a, a') Mô hình tạo phức của thiosemicacbazon 3 càng.
b. Phức vuông phẳng Ni(thac).H
2
O.
c. Phức vuông phẳng Pt(Hthsa)Cl. d. Phức vuông phẳng Cu(Hthis)Cl
Phối tử 4 càng
15
Các thiosemicacbazon bốn càng được điều chế bằng cách ngưng tụ hai phân
tử thiosemicacbazit với một phân tử hợp chất đicacbonyl.
+
- 2
OH
2
N
NH
2
S
NH
2
H
O
R
O
R'

thsasal mà ở điều kiện thường phản ứng ngưng tụ phân tử salixilandehit
thứ hai này không xảy ra. Công thức chung của các phức chất tạo thành được mô
tả dưới đây:
O
CH N
N C
N CH
O
SR
M
M = VO , Ni , Cu ; R = CH , C H , H
2+
2+
2+
3
2
5
Hình 1.13. Mô hình chung của thiosemicacbazon salixilandehit ngưng tụ với
Ni
2+
, Cu
2+
.
16
M:
Nói chung, trong đa số các trường hợp, phần khung thiosemicacbazon đều
tham gia phối trí qua hai nguyên tử cho là S và N

để tạo thành vòng 5 cạnh như
mô hình dưới đây:

C
NH
N
H
N
NH
C
S
NH
2
Bên cạnh đó, các thiosemicacbazon cũng có tác dụng tốt trong quá trình
chữa bệnh viêm nhiễm.[21]
17
Domark và các cộng sự của ông đã so sánh khả năng kháng khuẩn của các
thiosemicacbazon với các thiosemicacbazit và từ đó ông kết luận rằng tác dụng
chữa bệnh của các thiosemicacbazon không phải do chúng diệt các vi trùng mà
trung hòa các độc tố do vi trùng tiết ra. Chính vì thế mà tác dụng kháng khuẩn
trong cơ thể sống của chúng lớn hơn nhiều trong ống nghiệm.
Trong công trình [26], Martelli đã công bố kết quả về việc tổng hợp 4-metyl
thiosemicacbazon 2-axetyl piridin (Ac-4Mtsc) và 2-metyl thiosemicacbazon 2-
axetyl piridin (Ac-Mtsc) và các phức chất của chúng. Hai phối tử này có khả năng
chống lại nhiều loại nấm khác nhau. Hoạt tính này tăng khi chúng tạo phức với
các ion kim loại như kẽm, niken, đồng. Chẳng hạn, Ac-4Mtsc có nồng độ ức chế
tối thiểu MIC đối với Aspergillus Fumigatus là 600 μg/ml, Mic của Ac-2Mtsc là
800 μg/ml trong khi đó của Cu(Ac-2Mtsc)SO
4
là 300 μg/ml… Phức đồng có hoạt
tính mạnh nhất rồi đến phức niken và yếu nhất là phức kẽm. các phức chất này có
khả năng chống lại những tác nhân gây ra bệnh có khả năng lây lan lớn ở vùng
nhiệt đới. các phối tử Ac-4Mtsc, Ac-2Mtsc và phức kim loại của chúng cũng

)
2
- - - - - - - -
Ni(Ac-4Mtsc)SO
4
- - - - - - 15.62
Zn(Ac-4Mtsc)Cl
2
- - 15.62 - - - - 3.91
Zn(Ac-4Mtsc)(OAc)
2
- - - - - - - 62.50
Zn(Ac-4Mtsc)(NO
3
)
2
- - 31.25 - - - - -
Zn(Ac-4Mtsc)SO
4
- - 31.25 - 15.62 - - -
Ac-2Mtsc 31.25 12.50 25.00 125 41.25 7.81 31.25 15.62
18
Cu(Ac-2Mtsc)Cl
2
21.25 12.50 62.50 62.50 31.25 3.91 31.25 15.62
Cu(Ac-2Mtsc)(Oac)
2
15.62 25.00 62.50 62.50 31.25 3.91 15.62 15.62
Cu(Ac-2Mtsc)(NO
3

Nấm mốc Nấm men
E p B S A F C
H
2
4Phthis 25 25 50 - 50 25 50
(H
2
4Phthis)Cl 12,5 25 25 - 12.5 25 50
H
2
thsa - 50 - - - 25 50
Pt(H
2
thsa)Cl 25 - 25 - 50 - -
H
2
thac - - - - 50 50 -
Pt(Hthac)Cl - - - - 25 50 -
Hthbe 50 50 - - - 50 50
Pt(Hthbe)
2
50 25 50 50 50 25 25
H4Phthbe 25 50 50 50 - 50 50
Pt(4Phthbe)
2
12.5 25 12,5 25 - 12.5 25
H
2
thdi - - - - - 50 -
Pt(thdi) 25 25 50 25 50 12.5 25

c
Nhiệt độ sôi: 207
o
c
Menton là hợp chất hữu cơ tự nhiên có công thức phân tử C
10
H
18
O có tên
gọi là 2-Isopropyl-5-methylcyclohexanone ( Menthone ), tồn tại bốn đồng phân

Hình 1.15. Cấu trúc phân tử menton
Menton thường được sử dụng trong nước hoa và mỹ phẩm nhằm tạo mùi
thơm đặc trưng của bạc hà.
I.2.2. Điều chế
Menton có trong thành phần tinh dầu của một số loại cây, trong đó có tinh
dầu cây bạc hà và nó là chất trung gian trong quá trình tổng hợp tinh dầu trong
cây bạc hà. Menton được điều chế lần đầu tiên bằng cách oxi hóa tinh dầu bạc hà
vào năm 1881 trước khi nó được tìm ra trong các tinh dầu mười năm sau.

Hình 1.16. Menton-chất trung gian trong quá trình tổng hợp tinh dầu ở cây bạc
hà.
Menthone có thể điều chế bằng cách oxi hóa tinh dầu bạc hà bằng dicromat
hoặc axit cromic.
20

Hình 1.17. Oxi hóa tinh dầu bạc hà để điều chế menton
I.2.3. Tính chất hóa học
Về bản chất, menton là một ankylcycloanone (xeton có C của nhóm >C=O
là một đỉnh trong vòng) nên nó có tính chất cơ bản của xeton.

Trong thiên nhiên đồng có 2 đồng vị bền là:
63
Cu (70, 13%),
65
Cu (29, 87%).
Đồng là kim loại kém hoạt động có khả năng thể hiện trạng thái oxi hóa +1,
+2, +3. Điều này được giải thích là do sự gần nhau về năng lượng của các obitan
3d và 4s. Trong đó trạng thái +2 là đặc trưng nhất được thể hiện qua sơ đồ oxi
hóa khử sau:
Cu
3+
Cu
2+
Cu
+
Cu
Từ giản đồ thấy rằng ở điều kiện chuẩn đồng là một kim loại kém hoạt động.
Mức oxi hóa +3 không bền vì có thế khử cao, còn mức oxi hóa +1 không bền vì
có thể dị li thành Cu (II) và Cu (0). Về mặt hóa học, đồng là kim loại kém hoạt
động.
Cũng có thông tin về sự tồn tại của Cu (IV) (Cs
2
CuF
6
) và Cu (0) (Cu
2
(CO)
6
)
nhưng chỉ là hai hợp chất rất kém bền và chỉ tồn tại ở những điều kiện rất đặc

2
→
2[CuSO
4
.3Cu(OH)
2
]
Ở nhiệt độ khoảng 200
0
C phản ứng của Cu với O
2
trở nên rõ rệt, tạo nên hỗn
hợp oxit CuO và Cu
2
O, còn ở nhiệt độ nóng chảy Cu cháy và cho CuO. Ở nhiệt
độ cao hơn 1300K CuO lại phân hủy cho Cu
2
O. Với lưu huỳnh nó cho Cu
2
S dưới
dạng hợp chất thành phần không hợp thức.
Ở nhiệt độ thường đồng không tác dụng với flo vì màng CuF
2
được tạo nên
rất bền sẽ bảo vệ đồng. Nhờ tính chất mà đồng được sử dụng để chế tạo bình điện
phân để điều chế flo hay ống dẫn khí flo. Với Cl, Br nó cho các halogenua tương
ứng.
Đồng không tác dụng với các dung dịch axit nhưng tác dụng được với dung
dịch HI giải phóng khí H
2

đặc
→
Cu(NO
3
)
2
+ NO
2
+ H
2
O
3Cu + 8HNO
3
(30%)
→
3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO

+ 4H
2
O
Cu + 2H
2
SO
4
đặc
→

4
](OH)
2
I.3.2. Khả năng tạo phức của Cu (I)
Đồng ở trạng thái oxi hóa +1 có cấu hình electron [Ar]3d
10
, tuy nhiên trạng
thái oxi hóa +1 là kém đặc trưng đối với đồng, ở trong nước các muối đồng (I) rất
23
kém bền, tự phân hủy. Chẳng hạn muối Cu
2
SO
4
chỉ có thể điều chế trong dung
môi khác nước, ở trong nước tự phân hủy theo phản ứng:
Cu
2
SO
4

→
CuSO
4
+ Cu
Tuy nhiên ở trong nước ion Cu
+
được làm bền khi tạo thành hoặc kết tủa ít
tan như CuI, CuCN hoặc ion phức tương đối bền như [Cu(NH
3
)

CuCl + 2NH
3

→
[Cu(NH
3
)
2
]Cl
CuCl + HCl
→
H[CuCl
2
]
Dung dịch CuCl trong NH
3
hoặc HCl hấp thụ khí CO tạo nên dung dịch
không màu của phức chất dạng đime [CuClCOH
2
O]
2
OC Cl CO
Cu Cu
H
2
O Cl OH
2
Tuy nhiên Cu
+
chủ yếu tạo phức có sự phân bố theo dạng đường thẳng

ở bảng 1.1
Bảng 1.3. Khả năng tạo phức của Cu(II)
Ion trung tâm Số phối trí Cấu trúc Phức chất
4
5
Tứ diện (biến dạng)
Lưỡng chóp tam giác
Cr[CuCl
4
]
[Cu(dipy)
2
I]
24
Cu(II): d
9
5
4
*
6
*
7
Chóp vuông
Vuông phẳng
Bát diện biến dạng
kéo dài
Bát diện biến dạng dẹt
[Cu(DMG)
2
] (rắn)

6
[
σ
plk
z
2]
2
[
σ
plk
x
2
- y
2].
Vì trên obitan
σ
plk
x
2
-y
2 chỉ có một electron nên liên kết của Cu
2+
với phối tử tạo
thành bởi các obitan
σ
plk
x
2
- y
2 bền hơn tạo thành bởi các obitan

trời) tác dụng với axit thì tạo thành các phức aquơ màu xanh da trời kiểu
[Cu(H
2
O)
6
]
2+
.
Các phức chất của anion, các cuprat (II) cũng đặc trưng đối với Cu (II).
Chẳng hạn khi đun nóng trong các dung dịch kiềm đặc Cu(OH)
2
bị hòa tan một
phần tạo thành hydroxocuprat (II) màu xanh thẫm kiểu M
2
[Cu(OH)
4
]. Người ta
cũng biết nhiều phức chất anion của Cu(II) với các anion cacbonat, sunfat và các
anion phức tạp khác, chẳng hạn tách được kalicacbonatocuprat(II): K
2
Cu(CO
3
)
2
màu
25