ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------------------

Trần Hồng Hạnh

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ THĂM DÒ HOẠT
TÍNH SINH HỌC CỦA PHỨC CHẤT HỖN HỢP CỦA
PALAĐI(II) CHỨA PHỐI TỬ THIOSEMICARBAZONAT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------------------

Trần Hồng Hạnh

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ THĂM DÒ HOẠT
TÍNH SINH HỌC CỦA PHỨC CHẤT HỖN HỢP CỦA
PALAĐI(II) CHỨA PHỐI TỬ THIOSEMICARBAZONAT

Chuyên ngành : Hóa vô cơ
Mã Số

: 60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

1.1. Khả năng tạo phức của Palađi (II).................................................................2
1.2. Giới thiệu chung về thiosemicacbazon ............................................................3
1.2.1. Giới thiệu chung ........................................................................................3
1.2.2. Phức chất của thiosemicacbazon với các kim loại chuyển tiếp ..............3
1.3. Một số ứng dụng của thiosemicacbazon và phức của chúng.......................7
1.4. Giới thiệu về cacben ......................................................................................10
1.4.1. Định nghĩa cacben ..................................................................................10
1.4.2. Phân loại và điều chế ..............................................................................11
1.4.3. Cacben kim loại chuyển tiếp và phức chất của chúng ..........................12
1.4.4. Một số ứng dụng của cacben và phức của chúng .................................14
1.5. Các phƣơng pháp vật lý nghiên cứu cấu trúc phối tử và phức chất ........16
1.5.1. Phương pháp phổ khối lượng .................................................................16
1.5.2. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại ..................................................17
1.5.3. Phương pháp phổ cộng hưởng từ proton...............................................18
1.5.4. Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể..............................................19
1.6. Phƣơng pháp thăm dò hoạt tính sinh học về khả năng ức chế sự phát
triển của tế bào ung thƣ của phức chất ...........................................................20
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM ............................................................................22
2.1. Hóa chất và phƣơng pháp nghiên cứu.........................................................22
2.1.1. Hóa chất ...................................................................................................22
2.1.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................22
2.2. Kỹ thuật thực nghiệm ...................................................................................23
2.2.1. Các điều kiện ghi phổ ..............................................................................23
2.2.2. Tổng hợp phối tử và phức chất ...............................................................23
2.2.3. Kết tinh lại phức chất ..............................................................................25
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................26


3.1. Nghiên cứu các phức chất bằng phƣơng pháp phổ khối lƣợng ................26
3.2. Nghiên cứu các phức chất bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại –

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

3.7

Công thức phân tử, khối lượng mol phân tử và tỷ số m/z của các
phức chất
Cường độ tương đối của các pic đồng vị trong cụm píc ion phân
tử phức chất PdBrLthbz
Cường độ tương đối của các pic đồng vị trong cụm píc ion phân
tử phức chất PdBrLmthbz
Cường độ tương đối của các pic đồng vị trong cụm píc ion phân
tử phức chất PdBrLathbz
Cường độ tương đối của các pic đồng vị trong cụm píc ion phân
tử phức chất PdBrLpthbz
Một số dải hấp thụ đặc trưng trong phổ hấp thụ hồng ngoại của
các phối tử và phức chất
Các tín hiệu cộng hưởng trong phổ 1H-NMR của PdBrLthbz,
PdBrLmthbz, PdBrLathbz, PdBrLpthbz

28

28

3.12 Kết quả thử hoạt tính ức chế một số tế bào ung thư

44
44-45
47


DANH MỤC CÁC HÌNH

TT

Hình vẽ

Trang

1.1

Một số phức chất của Pd (II)

2

1.2

Sơ đồ cơ chế của phản ứng ngưng tụ tạo thành thiosemicacbazon
trong môi trường trung tính (a) và trong môi trường axit (b)

3

1.3



Phức chất 4 càng và 5 càng của thiosemicacbazon

7

1.9

Phức chất của thiosemicacbazon một càng

7

1.10 Cấu trúc điện tử của cacben

10

1.11 Sơ đồ tổng hợp N-heteroxyclic cacben

11

1.12 Ba loại N-cacben dị vòng chính

11

1.13

Hai phương pháp điều chế phức hợp kim loại với N-cacben dị
vòng

12


3.1

Phổ khối lượng của PdBrLthbz

26

3.2

Phổ khối lượng của PdBrLmthbz

26

3.3

Phổ khối lượng của PdBrLathbz

27

3.4

Phổ khối lượng của PdBrLpthbz

27

3.5

Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất PdBrLthbz

31


36

3.12 Phổ 1H-NMR của PdBrLpthbz

37

3.13 Cấu trúc phân tử phức chất Pd2L2Br4 []

41

3.14 Hình ảnh cấu trúc của phức chất PdBrLmthbz

41

3.15 Hình ảnh cấu trúc của phức chất PdBrLathbz

43


DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Thiosemicacbazon
benzanđehit (Hthbz)

N(4)-metylthiosemicacbazon
benzanđehit (Hmthbz)

N(4)-allylthiosemicacbazon
benzanđehit (Hathbz)



1


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Khả năng tạo phức của Palađi (II)
Ion Pd2+ có cấu hình electron 1s22s22p63s23p6 3d104s24p64d8, bền trong môi
trường nước, dung dịch loãng có màu vàng, dung dịch đặc hơn có màu vàng sẫm
đến nâu. Cũng như các ion kim loại nhóm d khác, nó có khả năng tạo phức với hầu
hết các phối tử như Cl-, I-, SCN-, CN-…Các phức chất này phổ biến có số phối trí
bằng 4 với cấu hình vuông phẳng như [PdCl4]2-, [PdI4]2-….Cấu hình vuông phẳng
còn phổ biến trong các hợp chất của Pd dưới dạng rắn như PdCl2 [2]. Song trong
một số phức chất ion Pd2+ cũng thể hiện số phối trí 5,6 có nghĩa là có sự tương tác
yếu giữa ion trung tâm với các phối tử trên và dưới mặt phẳng hình vuông. Ví dụ
như ion phức [Pd(ĐMG)2OH] (ĐMG: đimetyl glioxim) có số phối trí 5 với cấu trúc
tháp đáy vuông hình thành khi palađi đimetylglioxim tan trong môi trường kiềm.

Hình 1.1 : Một số phức chất của Pd (II)

2


1.2. Giới thiệu chung về thiosemicacbazon
1.2.1. Giới thiệu chung
Thiosemicacbazon là sản phẩm của phản ứng ngưng tụ giữa thiosemicacbazit
hay sản phẩm thế của nó với các hợp chất cacbonyl sẽ tạo thành các hợp chất theo
sơ đồ sau:

(a)



Hình 1.3: Sơ đồ mô hình tạo phức của thiosemicacbazon hai càng
NH
S

N
O
N

S

H

Pt

H
C

C

S

N

O
N

S
NH


hoÆc

S

N

N

N
NH2

NH2

H

a)

a')

Phức chất vuông phẳng của Pt(II)
với thiosemicacbazon salixylanđehit

Phức vuông phẳng của Cu(II)
với thiosemicacbazon isatin

Hình 1.5: Mô hình tạo phức 3 càng và một số phức chất 3 càng của
thiosemicacbazon
Tương tự hợp chất cacbonyl có thêm nguyên tử có khả năng tham gia phối trí
(D), các thiosemicacbazon axetypyriđin, 2 - benzoylpyriđin…[14, 24, 40] trong cấu
trúc phân tử của hợp chất cacbonyl trong vòng pyriđin có một nguyên tử N có khả

lượng phối trí cực đại.

6


Phức của Zn(II) với glyoxal-bis(4metylthiosemicarbazone)

Phức chất của Co(II) với
bis(N(4)-phenyl thiosemicacbazon)-2,6
–điaxetylpyriđin

Hình 1.8: Phức chất 4 càng và 5 càng của thiosemicacbazon
Trong một số ít trường hợp do khó khăn về mặt lập thể hay do những nguyên
nhân khác, các thiosemicacbazon thể hiện là phối tử 1 càng N(1) hay S [30, 31].

Phức chất của Pd(II) với
N(4)-etylthiosemicacbazon
2-hyđroxiaxetophenon

Phức chất của Cu(II) với N(4)-phenyl
thiosemicacbazon 2 – benzoylpyriđin

Hình 1.9: Phức chất của thiosemicacbazon một càng
1.3. Một số ứng dụng của thiosemicacbazon và phức của chúng
Thiosemicacbazon cũng như phức chất của chúng với các kim loại chuyển
tiếp luôn nhận được sự quan tâm đặc biệt bởi hoạt tính sinh học của nó. Hiện nay
người ta có xu hướng nghiên cứu các phức chất trên cơ sở thiosemicacbazon với

7


Ngoài TB1, các thiosemicacbazon của pyridin-3, 4-etylsunfobenzandehit
(TB3) và pyriđin-4 cũng đang được sử dụng trong y học chữa bệnh lao.
Thiosemicacbazon istatin được dùng để chữa bệnh cúm, đậu mùa và làm thuốc sát
trùng. Thiosemicacbazon của monoguanyl hidrazon có khả năng diệt khuẩn gam
dương…. Phức chất của thiosemicacbazit với các muối clorua của mangan, niken,
coban đặc biệt là kẽm được dùng làm thuốc chống thương hàn, kiết lị, các bệnh
đường ruột và diệt nấm. Phức chất của Cu(II) với thiosemicacbazit có khả năng ức
chế sự phát triển của tế bào ung thư [35].
Các tác giả [13, 20] đã nghiên cứu và đưa ra kết luận cả phối tử và phức chất
Pd(II) với 2-benzoylpyriđin N(4)-phenylthiosemicacbazon và Pd(II), Pt(II) với
pyriđin 2 - cacbanđehitthiosemicacbazon đều có khả năng chống lại các dòng tế bào
ung thư như MCF-7, TK-10, UACC-60, trong số các phức chất đó thì phức của
Pd(II) với 2-benzoylpyriđin N(4)-phenylthiosemicacbazon có giá trị IC50 (nồng độ
ức chế tế bào phát triển một nửa) thấp nhất trong 3 dòng được chọn nghiên cứu..

8


Ở Việt Nam, các hướng nghiên cứu gần đây cũng tập trung nhiều vào việc thử
hoạt tính sinh học của các thiosemicacbazon và phức chất của chúng với kim loại
chuyển tiếp như Cu, Mo, Ni, Pt, Pd…. [1, 4, 7, 10]. Tác giả [1] đã tổng hợp và thăm
dò hoạt tính sinh học của thiosemicacbazit, thiosemicacbazon salixylanđehit
(H2thsa), thiosemicacbazon istatin (H2this) và phức chất của chúng. Kết quả đều cho
thấy khả năng ức chế sự phát triển khối u của cả 2 phức chất Cu(Hthis)Cl và
Mo(Hthis)Cl đem thử các phức chất này đều giảm mật độ tế bào ung thư, giảm tổng
số tế bào, từ đó làm giảm chỉ số phát triển của khối u. Khả năng ức chế tế bào ung
thư Sarcomar TG180 trên chuột trắng Swiss của Cu(Hthis)Cl là 43,99% và của
Mo(Hthis)Cl là 36,8%.
Tiếp sau đó, các tác giả [4] đã tổng hợp các phối tử và phức chất của Pd (II)
với một số thiosemicacbazon và dẫn xuất thiosemicacbazon. Kết quả cho thấy các

trong lĩnh vực phân tích cũng như xác định hàm lượng của nhiều kim loại khác
nhau. R.Murthy đã sử dụng thiosemicacbazon o-hiđroxi axetophenon trong việc xác
định làm lượng Pd bằng phương pháp trắc quang. Với phương pháp này có thể xác
định hàm lượng Pd trong khoảng nồng độ 0,042-10,6g/l [37].
1.4. Giới thiệu về cacben
1.4.1. Định nghĩa cacben
Hợp chất cacben bao gồm các nguyên tử cacbon với sáu electron hóa trị.
Công thức chung là R- (C:) - R' hoặc R = C:
Cacben có thể tồn tại ở trạng thái singlet hoặc triplet [31]. Hai electron
không liên kết trong cacben singlet chiếm quỹ đạo σ với hướng spin song song
và quỹ đạo pπ trống. Ngược lại, cả obitan σ và pπ trong trạng thái triplet bị
chiếm bởi hai electron không liên kết với hướng quay spin song song [29].

Hình 1.10: Cấu trúc điện tử của cacben.

10


Cacben đã từng được biết đến như những chất trung gian phản ứng rất
mạnh cho tới khi Arduengo và các cộng sự đã tổng hợp và điều chế ra hợp chất
cacben đầu tiên là N-heteroxyclic cacben (NHC) vào năm 1991 [11]

Hình 1.11: Sơ đồ tổng hợp N-heteroxyclic cacben
1.4.2. Phân loại và điều chế
N- cacben dị vòng là một loại cacben singlet có cacbon cacben được kết hợp
với một bộ khung có chứa nguyên tố nitơ. Có ba loại N - cacben dị vòng chính , đó
là benzimidazolin-2-yliden, imidazolin-2-yliden và imidazolidin-2-yliden

Hình 1.12: Ba loại N-cacben dị vòng chính
N-cacben dị vòng được biết đến là phối tử σ cho mạnh mẽ, trong đó khả

Hình 1.15: Cấu trúc tia X của phức chất [Pd(Ipr)Cl2] 2
Tuy nhiên, trong một số trường hợp phối trí lại được thực hiện qua nguyên
tử N. Ví dụ, tác giả Bidyut kumar Rana đã tổng hợp và nghiên cứu cấu tạo của phức
chất Pd(II) của N-cacben dị vòng với phối tử Bazơ schiff. Kết quả nghiên cứu chỉ ra
rằng phức chất có cấu trúc vuông phẳng và tạo cầu phối trí thông qua các nguyên tử
N[18] (Hình 1.7).

13


Hình 1.16: Sơ đồ tổng hợp phức chất cacben Pd(II) với phối tử Bazo Schiff
1.4.4. Một số ứng dụng của cacben và phức của chúng
Hóa trị, cùng với phẫu thuật và xạ trị, là các phương pháp được sử dụng rộng
rãi trong quá trình điều trị ung thư. Sau khi được Rosenberg và cộng sự nghiên cứu
và phát hiện, cisplatin hoặc cis-diamminedichloroplatinum (II) (DDP) được coi là
bước ngoặt trong cuộc chiến với bệnh ung thư. Tuy nhiên, các phản ứng phụ
nghiêm trọng ảnh hưởng đến thận, thần kinh … phức tạp và đôi khi hạn chế các ứng
dụng của DDP. Trước đây chỉ có 3 loại thuốc chống ung thư từ Platin được chấp
nhận trên toàn thế giới

14


Hình 1.17 : Cấu tạo ba loại thuốc ngừa ung thư từ Pt được sử dụng trên toàn
thế giới.
Tuy nhiên, cho đến ngày hôm nay, không có thuốc chống ung thư không chứa
Pt nào đã thành công trong suốt quá trình phát triển lâm sàng.
Để khắc phục những hạn chế của thuốc đem lại điều trị ung thư, các nhà
khoa học đã và đang nghiên cứu chế tạo các loại thuốc chữa bệnh ung thư nhằm hạn
chế tối đa những tác dụng phụ mà thuốc đem lại. Một trong những phức chất được

Hiện nay trong phương pháp phổ khối người ta thường áp dụng các phương
pháp ion hoá khác nhau như: ion hoá hoá học (CI), ion hoá bằng phương pháp bụi
electron (ESI), bắn phá bằng nguyên tử tăng tốc (FAB), phun mù e dùng khí trợ
giúp (PAESI)… Các phương pháp này đều có những ưu, nhược điểm riêng. Tuy
nhiên, trong số các phương pháp trên, phương pháp bụi electron là phù hợp nhất và
được sử dụng để nghiên cứu các phức chất của kim loại. Ưu điểm của phương pháp
này là năng lượng ion hoá thấp do đó không phá vỡ hết các liên kết phối trí giữa
kim loại và phối tử.
Dựa vào phổ khối lượng có thể thu được các thông tin khác như: khối lượng
phân tử chất nghiên cứu, các mảnh ion phân tử, tỉ lệ các pic đồng vị. Từ các thông
tin này có thể xác định được công thức phân tử của phức chất.
Khi trong phức chất nghiên cứu chứa nguyên tử của các nguyên tố có nhiều
đồng vị thì pic ion phân tử sẽ tồn tại dưới dạng một cụm pic của các pic đồng vị.
Cường độ tương đối giữa các pic trong cụm pic đồng vị cho ta thông tin để xác nhận
thành phần phân tử của hợp chất nghiên cứu. Muốn vậy, người ta đưa ra công thức

16