MỞ ĐẦU
Việc tổng hợp ra các dẫn xuất mới của quinolin đã được đề cập đến trong
nhiều công trình do chúng có nhiều tính chất có ứng dụng trong hóa phân tích,
hóa dược. 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) [8, 10].
R1
HO H
C
R

H3 CO

N
C
H

Cl

CH 2

N

N

Cloroquin(III)

R1

Plasmoquin(IV)


OH
N=N

S

N=N

N

Br

N

SO3H
SO3H

(VII)

(VI)
OH

SO3H

N
N=N

SO3H

CH=CH

• Tổng hợp phối tử: Từ eugenol trong tinh dầu hương nhu tổng hợp axit 5bromo-6-hiđroxi-3-sunfoquinol-7-yloxiaxetic (kí hiệu là Q-Br) và 1-metyl-5bromo-6-hiđroxi-7-metyl amin -3-sunfoquinolin (kí hiệu là QAm)
• Tìm điều kiện tổng hợp một số phức chất của sắt, kẽm, cadimi, lantan và
ytri với các phối tử trên.
• Xác định thành phần, cấu tạo, tính chất các phức chất tổng hợp được
bằng các phương pháp vật lý, hóa lí và hóa học.



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT
CỦA MỘT VÀI DẪN XUẤT QUINOLIN
Quinolin đã được biết đến từ năm 1834 khi Runge tách được từ nhựa than
đá [12]. 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.
Mặc dù quinolin được tách từ nhựa than đá, nhưng đa số các dẫn xuất của
nó không phải là sản phẩm của tự nhiên mà là sản phẩm của quá trình tổng hợp.
Nguyên liệu của quá trình tổng hợp dẫn xuất của quinolin, phần lớn đều đi từ dẫn
xuất của benzen, chung quy lại có thể nêu ra 4 kiểu tổng hợp vòng quinolin
chính dưới đây [12,11] (nét đứt ở các công thức dưới đây biểu diễn các liên kết
được hình thành ở giai đoạn khép vòng).

Trong kiểu I, sự khép vòng xảy ra giữa nguyên tử C γ kể từ dị tử nitơ và
nguyên tử cacbon ở vị trí octo của amin thơm. Đại diện cho kiểu I là phản ứng
Skraup. Đây là phương pháp phổ biến và chung nhất để điều chế quinolin và dẫn
xuất của nó. Phương pháp này dựa trên phản ứng của amin thơm bậc 1 có vị trí
ortho còn tự do được đun nóng với glixerin trong sự có mặt của axit sunfuric đậm
đặc và chất oxi hóa [8]. Quá trình phản ứng có thể biểu diễn như sau:


CH 2OH

Kiểu II được thực hiện do sự khép vòng tạo liên kết giữa C β và Cγ của
vòng quinolin. Đại diện cho kiểu này là phản ứng Friedlander và phản ứng
Pfitzinger. Tổng hợp Friedlander được thực hiện dựa trên sự ngưng tụ của các oaxylanilin như o-aminoaxeto benzendehit hoặc o-aminoaxetophenol với andehit,
xeton hoặc hợp chất có nhóm chứa nguyên tử H linh động như: -CH 2CO,CH2CN … trong sự có mặt của axit hoặc kiềm làm xúc tác [12,11].
R

R
R1
O
+

NH2

H 2C
C
O

xóc t¸c

C

-H2O
R2

N

R
O
R1
H 2C

C 2H 5
CH 3

+

COCH3

NHCOCH3

H

+ H2
N

+ H 2O

CH3

Kiểu IV được thực hiện do sự khép vòng tạo liên kết giữa nguyên tử C α và
nguyên tử N của vòng quinolin. Chiozza đã thực hiện thành công sự đóng vòng
này đi từ dẫn xuất o-amino của axit cinnamic [11]. Dẫn xuất này thu được từ sự
khử hợp chất nitro tương ứng. Phản ứng được thực hiện bằng cách đun nóng dẫn
xuất o-amino của axit cis-cinnamic với anhidrit axetic hoặc axit sunfuric sẽ cho
dẫn xuất của quinolin theo sơ đồ dưới đây:
H
C

CH
COOH



N

O

OH

Mới đây, Nhóm tổng hợp dị vòng Bộ môn Hóa Hữu Cơ đã thực hiện thành
công phản ứng nitro hóa axit eugenoxiaxetic và đã tiến hành phản ứng khử nhóm
nitro của hợp chất này bằng Na2S2O4. Kết quả đã thu được dẫn xuất mới của quinolin
là axit 6-hidroxi-3-sunfoquinol-7-yloxiaxetic (kí hiệu là Q) [10,9].
Đây là kết quả khá bất ngờ vì sự khép vòng xảy ra giữa nhóm amino với


nhóm anlyl (CH2=CH-CHR-) chứ không phải với nhóm cacboxyl hoặc nhóm
ciano, và vì sự tạo ra sản phẩm có nhóm -SO3H ở vị trí 3 của vòng quinolin cùng
với nhiều nhóm chức khác như OH và COOH. Thành công này đã mở ra một
hướng hoàn toàn mới để tổng hợp các dẫn xuất của quinolin. Quá trình phản ứng
xảy ra qua nhiều giai đoạn, cơ chế đã được sơ bộ đề cập qua việc theo dõi sự
thay đổi cấu trúc các hợp chất trung gian bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân.
Có thể tóm tắt qua sơ đồ dưới đây:
OH

NO2
CH2=CHCH

OCH2COOH
NO2

1) Na2S2O4/OH-

HO3S
N
(B-Q)

OH

HO3S

OH
OCH2COOH

(E-Q)

OCH2COOCH3

N2H4.H2O/CH3OH

OCH2COOH

OH

HO3S
N

OCH2CONHNH2
(H-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–hidroxi–3–sunfoquinol-7yloxiaxetic có nhiều nhóm chức thuận lợi cho việc tổng hợp các dẫn xuất


như: Q-Br, QAm... Thành phần và cấu tạo các chất này đã được nghiên cứu và
trình bày trong tài liệu [ 9, 10, 23]. Việc đưa ra các dẫn xuất trên vào tạo phức
với các ion kim loại chuyển tiếp là rất khả quan và có ý nghĩa.


1.2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH TỔNG HỢP PHỨC CHẤT CỦA KIM
LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI PHỐI TỬ QUINOLIN VÀ DẪN XUẤT
CỦA NÓ
Phức chất của phối tử họ quinolin gần đây đã được nhiều tác giả quan
tâm nghiên cứu. Qua đó thấy được sự tạo phức đa dạng, phong phú cũng như
những ứng dụng quan trọng của chúng trong các lĩnh vực như hóa phân tích,
hóa dược như đã được trình bày ở các tài liệu 17, 19, 20, 31].
• Bikash Kumar Pand và các cộng sự đã tổng hợp và nghiên cứu tính chất của
phức chất cơ kim Quinolin-8-olato (Q) với Ruteni [17] theo sơ đồ sau :
Ru(RL1)(PPH3)2(CO)Cl(1)+Quinolin-8-ol(HQ)→
Ru(RL2)(PPH3)2(CO)(Q)(3)
Trong đó: RL1: C6H2O-CHNHC6H4R (p)-3-Me-5
RL2: C6H2OH-CHNC6H4R (p)-3-Me-5
R: Me, OMe, Cl.

Hình 1.1: Công thức cấu tạo Ru(RL1)(PPH3)2(CO)Cl (1); Quinolin-8-ol (2)
Với R = Me, phức chất được tổng hợp như sau: Hòa tan 0,109 mmol chất (1)
trong 40ml CH3OH, ta được dung dịch 1. Dung dịch 2 tạo thành khi cho
0,331mmol HQ trong 20ml CH2Cl2. Cho từ từ dung dịch 1 vào dung dịch 2, khuấy
hỗn hợp phản ứng trong 4h, dung dịch màu tím chuyển vàng. Bay hơi dung môi


được chất rắn màu vàng, rửa kết tủa bằng CH 3OH. Kết tinh lại trong dung môi
CH2Cl2 : C6H14 (theo tỉ lệ 1:3) thu được phức chất 3. Hiệu suất 86%.
Bằng phương pháp IR, UV-Vis, phân tích hàm lượng nguyên tố,thành

phức chất khác nhau. Ví dụ như hòa tan phối tử L trong etanol, rồi nhỏ từ từ
dung dịch Cu(OAc)2 thu được phức (27), nhưng khi dùng CuCl2 và CH3OH thì
lại tạo ra phức chất (29).
Khi cho Cu(OAc)2 tương tác với phối tử L sau đó kết tinh lại bằng CH 3OH
thu được phức chất (27). Cấu trúc của phức chất này được xác định bằng phương
pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể, đây là phức chất đime, trong đó Cu liên kết với
phối tử thông qua nguyên tử N và O, còn 1 nguyên tử O của đầu kia của phối tử
L làm cầu nối (hình 1.4).


Nếu cho phối tử L tương tác với CuSO 4 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).

(a)

(b)

(c)

(d)

Hình 1.4: Cấu trúc phức chất (27), (28), (29), (30)
Khi cho phối tử L hoà tan trong CH3OH 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
H2O/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).


đến khi hòa tan hết kết tủa, được dung dịch đồng nhất (1). Hòa tan 1,385 gam
axit quialdic (8 mmol) trong 25 ml etanol nóng, nhỏ từ từ vào dung dịch (1) và
đun nhẹ trong vài phút, thu được dung dịch đồng nhất màu vàng cam. Để bay hơi
từ từ, sau vài ngày, xuất hiện các tinh thể màu vàng A. Lọc, thu tinh thể A.
Bằng phương pháp nhiễu xạ tia X, các tác giả đã xác định được cấu trúc tinh
thể của phức chất này (hình 1.6).
• Năm 2000, Matsyas Czugler, Renate Neumann, Edwin Weber [22] bằng
phương pháp nhiễu xạ tia X đã xác định được cấu trúc tinh thể các phức chất của
Zn(II), Cd(II) với phối tử 2-nonyl-8-hydroxylquinoline (LH1) và 7-nonyl-8hydroxylquinaline (LH2). Bằng phương pháp nhiễu xạ tia X độ dài liên kết, góc
liên kết trong các tinh thể phức chất đã được xác định (hình 1.8). Kết quả đo cho


thấy phức chất của Zn với phối tử LH1 và Cd với phối tử LH2 là phức chất hai
nhân trong đó nguyên tử kim loại trung tâm có số phối trí 5. Công thức tổng quát
là M2L2. Trong khi đó phức chất của Zn với phối tử LH2 là phức chất đơn nhân,
số phối trí 4 và có công thức phân tử là ML2.

Hình 1.7: Cấu tạo của các phối tử LH1, LH2


Hình 1.8: Cấu trúc phân tử của các phức chất Zn2(LH1)4 (hình a), Zn(LH2)2
(hình b), Cd2(LH2)4 (hình c).
• Năm 2007, nhóm tác giả Ấn Độ

R.Sankar, S.Vijayalakshmi,

S.Subramanian, S.Rajagopan, T.Kaliyappan đã tổng hợp poli(8-hydroxy-5azoquinoline hydroxy benzene) và nghiên cứu phức vòng càng mới của polime
này [23]. Tác giả đã tiến hành tổng hợp poli(8-hydroxy-5-azoquinoline hydroxy
benzene) từ 8-hydroxy-5-azoquinoline hydroxy benzene (8H5AQPMA-F) (C20H15O3N3).
Phức vòng càng của polime(8H5AQPMA-F) được tổng hợp như sau: Hòa

từ từ dung dịch 1 vào dung dịch 2 ta thu được kết tủa. Lọc, rửa kết tủa bằng hỗn
hợp CH3OH và CHCl3. Bằng các phương pháp vật lí và lí hóa, tác giả đã xác
định được cấu tạo và cấu trúc phức chất (hình 1.9).
• Năm 2011, nhóm nghiên cứu

Boris-Marko Kokovec, Ivan Kodrin,

Zlatko Mihalic, Zora Popovic [24] đã tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc, tính
chất của phức chất giữa Cd(II) với axit quialdic ( kí hiệu là Hquin). Phức chất
[Cd(quin)2(H2O)2] được điều chế từ phản ứng giữa Cd(CH 3COO)2 với Hquin
trong hỗn hợp dung môi C 2H5OH : H2O = 1:1. Phức chất [Cd(quin) 2(DMSO)2]
được điều chế bằng cách kết tinh lại [Cd(quin) 2(H2O)2] trong dung môi DMSO.
Kết quả nghiên cứu cho thấy các phức chất này có cấu trúc bát diện, tỉ lệ mol
Cd : Hquin = 1:2, Cd2+ liên kết với phối tử Hquin qua nguyên tử N của vòng
quinolin và O của nhóm –COO-. Hai phối vị còn lại là do dung môi đảm nhận.
Bằng phương pháp nhiễu xạ tia X, các tác giả đã xác định được cấu trúc của
phức chất [Cd(quin) 2(DMSO)2] như sau (hình 1.10):


Hình 1.10: Cấu trúc phân tử của phức chất [Cd(quin)2(DMSO)2]
• Trong nhóm phức chất Bộ môn Hóa vô cơ trường Đại học Sư phạm Hà
Nội đã nghiên cứu sự tạo phức của phối tử axit 6-hiđroxi-3-sunfoquinol-7yloxiaxetic (Q) với các kim loại chuyển tiếp như Cr, Fe, Co, Zn, Hg…
[11,12,13,14].
Qua khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo phức : dung
môi, tỉ lệ mol, nhiệt độ…đã tìm được điều kiện tổng hợp phức chất. Các
phức chất được tổng hợp bằng cách cho dung dịch muối của các ion kim loại
Zn (II), Cd (II) …vào dung dịch phối tử Q hào tan trong dung dịch kiềm,
phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ thường. Lọc bỏ kết tủa phần nước lọc để
trong tủ lạnh sau một vài ngày thấy xuất hiện kết tủa. Dựa vào kết quả đo
phổ hấp thụ hồng ngoại, phổ hấp thụ electron, 1H NMR, EDX cho thấy trong


,

O

C
O

(A)

(B)

Hình 1.12: Công thức cấu tạo của các phức chất HgQ


Trong phức của Hg (II) với phối tử Q đã tạo ra hỗn hợp 2 sản phẩm trong
đó có một sản phẩm mà nguyên tử Hg lien kết trực tiếp với vòng benzene và một
sản phẩm liên kết với phối tử Q qua nguyên tử O của nhóm phenolat và nhóm
COO-.

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 [17, 19, 20,
31]
Tuy nhiên chưa có công trình nào nghiên cứu sự tạo phức của các kim
loại chuyển tiếp với phối tử axit 5-bromo-6-hiđroxi-3-sunfoquinol-7yloxiaxetic (kí hiệu là Q-Br) và 1-metyl-5-bromo-6-hidroxi-7-metyl amin-3sunfoquinolin (kí hiệu là Qam). 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-Br và QAm.