phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử benzamidin ba càng dẫn xuất từ thiosemcacbazit

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




Dƣơng Thu Trang




PHỨC CHẤT KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP
VỚI PHỐI TỬ BENZAMIĐIN BA CÀNG DẪN XUẤT TỪ
THIOSEMICACBAZIT





LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC






Hà Nội – Năm 2012

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



Dƣơng Thu Trang





PHỨC CHẤT KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP
VỚI PHỐI TỬ BENZAMIĐIN BA CÀNG DẪN XUẤT TỪ
THIOSEMICACBAZIT


Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ
Mã số: 60 44 25

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS NGUYỄN HÙNG HUY




Hà Nội – Năm 2012

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
MỤC LỤC HÌNH
MỤC LỤC BẢNG
MỞ ĐẦU 1
Lý do chọn đề tài 2
Nội dung chính 2
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN 3
1.1. Giới thiệu về kim loại 3
1.1.1. Tính chất chung của Paladi 3
1.1.2. Khả năng tạo phức chất của Pd(II) 3
1.1.3. Một số phức chất điển hình của Pd(II) 5
1.1.4. Vai trò sinh học của Palađi 5
1.2. Giới thiệu về Benzamiđin 7
1.2.1. Benzamiđin hai càng 7
1.2.2. Benzamiđin ba càng 8
1.2.2.1. Benzamiđin ba càng 8
1.2.2.2. Benzamiđinba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit 9
1.2.3. Benzamiđin bốn càng 16
1.3. Các phƣơng pháp nghiên cứu 17
1.3.1. Phƣơng pháp phổ hồng ngoại IR 17
1.3.2. Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ
1
H-NMR 18
1.3.3. Phƣơng pháp phổ khối lƣợng ESI-MS 19
1.3.4. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 20
1.4. Thử hoạt tính sinh học 22

CHƢƠNG 2 - THỰC NGHIỆM 23
2.1. Dụng cụ và hóa chất 23


2.1.1. Dụng cụ 23
2.1.2. Hóa chất 23
2.1.3. Chuẩn bị hóa chất 24
2.2. Tổng hợp phối tử 24
2.2.1. Tổng hợp hai dẫn xuất của benzoylthioure 24
2.2.2. Tổng hợp hai dẫn xuất phức chất niken(II) benzoylthioureato 25
2.2.3. Tổng hợp hai dẫn xuất benzimiđoyl clorua 25
2.2.4. Tổng hợp hai loại 4,4’-điankylthiosemicacbazit 26
2.2.5. Tổng hợp phối tử benzamiđin ba càng H
2
L 27
2.3. Tổng hợp phức chất 28
2.3.1. Tổng hợp phức chất [Pd(HL)Cl] 28
2.3.2. Tổng hợp phức chất [{Pd(L)}
3
] 28
2.4. Các thông số kỹ thuật của máy đo áp dụng cho việc đo mẫu phức chất 29
2.4.1. Phƣơng pháp phổ hồng ngoại IR 29
2.4.2. Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ
1
H NMR 29
2.4.3. Phƣơng pháp phổ khối ESI-MS 30
2.4.4. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể 30
2.5. Thử hoạt tính sinh học 30
CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31
3.1. Thảo luận về quá trình tổng hợp và nghiên cứu phối tử 31

3.1.1. Tổng hợp phối tử H
2
L 31
3.1.2. Nghiên cứu phối tử H
2
L 34
3.1.2.1. Nghiên cứu phối tử bằng phƣơng pháp IR 34
3.1.2.2. Nghiên cứu phối tử bằng phƣơng pháp
1
H NMR 37
3.1.2.3. Nghiên cứu phối tử bằng phƣơng pháp ESI-MS 42
3.2. Thảo luận về quá trình tổng hợp và nghiên cứu phức chất [Pd(HL)Cl] 46
3.2.1. Tổng hợp phức chất [Pd(HL)Cl] 46
3.2.2. Nghiên cứu phức chất [Pd(HL)Cl] 46
3.2.2.1. Nghiên cứu phức chất [Pd(HL)Cl] bằng phƣơng pháp IR 46


3.2.2.2. Nghiên cứu phức chất [Pd(HL
E5
)Cl] bằng phƣơng pháp
1
H NMR
51
3.2.2.3. Nghiên cứu phức chất [Pd(HL)Cl] bằng phƣơng pháp ESI-MS 53
3.2.2.4. Nghiên cứu phức chất [Pd(HL
E5
)Cl] bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia
X đơn tinh thể 56
3.3. Thảo luận về quá trình tổng hợp và nghiên cứu phức [{Pd(L)}
3

] 60
3.3.1. Tổng hợp phức chất [{Pd(L)}
3
] 60
3.3.2. Nghiên cứu phức chất [{Pd(L)}
3
] 61
3.3.2.1. Nghiên cứu phức chất [{Pd(L)}
3
] bằng phƣơng pháp IR 61
3.2.2.2. Nghiên cứu phức chất [{Pd(L)}
3
] bằng phƣơng pháp
1
H NMR 65
3.3.2.3. Nghiên cứu phức chất [{Pd(L
E7
)}
3
] bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia X
đơn tinh thể 68
3.4. Kết quả thử hoạt tính sinh học 72
KẾT LUẬN 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
A. TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 74
B. TÀI LIỆU TIẾNG ANH 74
C. TRANG WEB 78

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 3.1. Quy kết các dải hấp thụ trên phổ IR của phối tử H
2
L 35
Bảng 3.2 . Quy kết các tín hiệu trên phổ
1
H NMR của các phối tử H
2
L 38
Bảng 3.3. Quy kết các dải hấp thụ trên phổ IR của phức chất 49
Bảng 3.4. Quy kết các tín hiệu trên phổ
1
H NMR của H
2
L
E5
và [Pd(HL
E5
)Cl]. 52
Bảng 3.5. Một số độ dài liên kết và góc liên kết trong phức chất [Pd(HL
E5
)C]. 57
Bảng 3.6. Một số thông tin về tinh thể phức chất [Pd(HL
E5
)C]. 58
Bảng 3.7. Quy kết các dải hấp thụ trên phổ IR của phức chất [{Pd(L)}
3
] 62
Bảng 3.8. Bảng quy kết các tín hiệu phổ H

1
của phức chất [{Pd(L)}
3
] 67
Bảng 3.9. Một số thông tin về tinh thể phức chất [{Pd(L
E7
)}
3
]. 69
Bảng 3.10. Một số độ dài liên kết và góc liên kết trong phức chất [{Pd(L
E7
)}
3
] 69
Bảng 3.11. Kết quả thử hoạt tính sinh học 73



MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1. Sự tách mức năng lƣợng của các obitan d và sự sắp xếp electron của ion
Pd
2+
(d
8
) trong trƣờng đối xứng bát diện, bát diện lệch và vuông phẳng. 4
Hình 1.2. Benzamiđin ba càng dẫn xuất từ 2-aminophenol (1), 2-
(aminometyl)piriđin (2), axit antranilic (3), benzoylhiđrazin (4) và thiosemicacbazit
(5). 9
Hình 1.3. Sơ đồ tổng hợp benzamiđin ba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit 10

Hình 1.4. Các dạng tautome hóa của H
2
L
1
11
Hình 1.5. Cấu trúc phân tử H
2
L
1
(a)

(thiosemicacbazit). 12
Hình 1.6. Cấu trúc phân tử H
2
L
1
(b)

(thiosemicacbazon). 12
Hình 1.7. Tổng hợp phức chất của {M=O}
3+
với phối tử H
2
L. 13
Hình 1.8. Tổng hợp phức chất của {M≡N}
2+
với phối tử H
2
L. 13
Hình 1.9. Phản ứng của Na[AuCl

4
] với phối tử H
2
L. 14
Hình 1.10. Phức chất [Au
III
(L)Cl] (a) và [Au
I
(L
2
)Cl](b) 14
Hình 1.11. Cơ chế oxi hóa phối tử H
2
L bởi Au(III) 14
Hình 1.12. Phối tử H
2
L
E5
16
Hình 1.13. Phối tử H
2
L
E7
16
Hình 1.14. Phối tử H
2
L
M5
16
Hình 1.15. Phối tử H

2
L
M7
16
Hình 3.1. Phổ IR của phối tử H
2
L
M5
36
Hình 3.2. Phổ IR của phối tử H
2
L
E7
36
Hình 3.3. Phổ
1
H NMR của phối tử H
2
L
E5
37
Hình 3.4. Phổ
1
H NMR của phối tử H
2
L
M7
37
Hình 3.5. Phổ MS của phối tử H
2

L
M5
. 43
Hình 3.6. Phổ MS của phối tử H
2
L
E5
. 43
Hình 3.7. Tóm tắt cơ chế phân mảnh của các phối tử 45
Hình 3.8. Phổ hồng ngoại của phối tử H
2
L
E7
và phức chất [Pd(HL
E7
)Cl]. 47
Hình 3.9. Phổ hồng ngoại của phối tử H
2
L
M5
và phức chất [Pd(HL
M5
)Cl]. 48


Hình 3.10. Phổ
1
H NMR của phức chất [Pd(HL
E5
)Cl] 51

Hình 3.11. Phổ khối lƣợng của phức chất [Pd(HL
E5
)Cl]. 54
Hình 3.12. Phổ khối lƣợng của phức chất [Pd(HL
M5
)Cl]. 55
Hình 3.13. Cơ chế phân mảnh của phức chất [Pd(HL
E5
)Cl]. 55
Hình 3.14. Tinh thể phức chất [Pd(HL
E5
)Cl]. 56
Hình 3.15. Cấu trúc phân tử của phức chất [Pd(HL
E5
)C]. 56
Hình 3.16. Phổ hồng ngoại của phối tử H
2
L
E7
; phức chất [Pd(HL
E7
)Cl] và phức chất
[{Pd(L
E7
)}
3
]. 63
Hình 3.17. Phổ hồng ngoại của phối tử H
2
L

M5
; phức chất [Pd(HL
M5
)Cl] và phức
chất [{Pd(L
M5
)}
3
] 64
Hình 3.18. Phổ
1
H NMR của phức chất [{Pd(L
M5
)}
3
] 66
Hình 3.19. Phổ
1
H NMR của phức chất [{Pd(L
E7
)}
3
] 66
Hình 3.20. Cấu trúc phân tử của phức chất [{Pd(L
E7
)}
3
]. 68
Hình 3.21. Tinh thể phức chất [{Pd(L
E7

)}
3
]. 68
Hình 3.22 . Cấu trúc vòng 6 cạnh tạo bởi Pd 1(a,b,c) và S2(a,b,c). 70



DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Phổ IR
Kí hiệu
Chú giải
Kí hiệu
Chú giải
y
cƣờng độ yếu
tb
cƣờng độ trung bình
m
cƣờng độ mạnh



Phổ
1
H NMR
Kí hiệu
Chú giải
Kí hiệu
Chú giải
s

singlet
d
doublet
t
triplet
q
quartet
m
multiplet
br
chân rộng

Kí hiệu các chất hóa học theo quy ƣớc chung
Kí hiệu
Chú giải
Kí hiệu
Chú giải
Me
Metyl
Et
Etyl
Ph
Phenyl

Kí hiệu các chất tổng hợp đƣợc trong luận văn
H
2
L

H
2
L
E5


H
2
L
E7


H
2
L
M5


H
2
L
M7

[Pd(HL)Cl]

[Pd(HL
E5
)Cl]

[Pd(HL
M5
)Cl]

[Pd(HL
E7
)Cl]

[Pd(HL
M7
)Cl]



[{Pd(L)}
3
]

[{Pd(L
E5

)}
3
]

[{Pd(L
M5
)}
3
]

[{Pd(L
E7
)}
3
]

[{Pd(L
M7
)}
3
]

1

MỞ ĐẦU
Benzamiđin hai càng là lớp phối tử vòng càng thông dụng chứa nhóm
thioure, có công thức chung:


Với R

1
, R
2
, R
3
= H, ankyl, aryl
Hóa học phối trí của benzamiđin hai càng bắt đầu phát triển mạnh từ những
năm 1980. Giống nhƣ các dẫn xuất chứa nhóm thioure khác, hợp chất của
benzamiđin hai càng đƣợc quan tâm nhiều bởi hoạt tính sinh học của chúng. Cho
đến nay, phức chất của chúng với các kim loại chuyển tiếp đã đƣợc nghiên cứu đầy
đủ và hệ thống. Nếu nhóm thế R
3
có thêm một nguyên tử cho khác có khả năng tạo
phức chất vòng càng thì phối tử này trở thành benzamiđin ba càng. Phức chất của
benzamiđin ba càng với các kim loại chuyển tiếp chắc chắn sẽ hứa hẹn nhiều điều
thú vị hơn so với benzamiđin hai càng. Mặc dù vậy, hiện nay phức chất của
benzamiđin ba càng mới đƣợc nghiên cứu chủ yếu với Re và Tc [13-20]. Những
nghiên cứu này tập trung trong lĩnh vực phát triển thuốc chứa đồng vị phóng xạ
188
Re và
99m
Tc. Bên cạnh đó, ngƣời ta còn phát hiện khả năng ức chế sự phát triển tế
bào ung thƣ vú ở ngƣời của benzamiđin ba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit và
phức chất của nó với Renioxo(V) (ReO
3+
) cao hơn hàng chục lần so với cis-platin
[17]. Các phức chất benzamdin ba càng với các kim loại chuyển tiếp khác mới đƣợc
nghiên cứu trong một vài năm trở lại đây, bao gồm: các phức chất của Ni(II), Cu(II)
và Pd(II) với benzamiđin dẫn xuất từ aminometyl piridin; và phức chất của Au(III)
với benzamiđin dẫn xuất từ thiosemicacbazit. Các phức chất này đều có hoạt tính

sinh học tốt, có khả năng ức chế tế bào ung thƣ vú ở ngƣời tốt.
2

Lý do chọn đề tài
Qua thống kê về tình hình nghiên cứu benzamiđin ba càng, có thể nói rằng
hoá học phức chất của benzamiđin ba càng còn rất sơ khai. Việc tổng hợp các hệ
phối tử và nghiên cứu sự tạo phức của benzamiđin ba càng với kim loại chuyển tiếp
còn thiếu tính hệ thống. Thêm vào đó hoạt tính sinh học của lớp hợp chất này có
triển vọng tốt nhƣng chƣa đƣợc quan tâm nhiều.
Phạm vi hƣớng nghiên cứu về benzamiđin ba càng rất rộng vì từ một khung
phối tử ban đầu, tiến hành thay đổi các nhóm thế, sử dụng các amin khác nhau nhƣ
amin kháng sinh, amin có hoạt tính sinh học mạnh trong các cây dƣợc liệu hoặc
thay bằng các axit amin, các peptit nhỏ là có thể thu đƣợc những phối tử có hoạt
tính sinh học quý giá. Từ một phối tử tổng hợp đƣợc nhƣ vậy, tiến hành nghiên cứu
tạo phức với các kim loại chuyển tiếp d dãy thứ nhất, thứ hai, thứ ba, các nguyên tố
đất hiếm , tìm điều kiện tạo phức ở các nhiệt độ, dung môi, xúc tác khác nhau.
Tất cả những nghiên cứu ấy sẽ làm cơ sở để lựa chọn những hoạt chất tốt nhất ứng
dụng vào sản xuất thuốc chữa bệnh.
Nội dung chính
Nội dung bản luận văn này nhằm góp phần mở rộng các nghiên cứu về phức
chất của benzamiđin ba càng với các kim loại chuyển tiếp; trong đó, phối tử
benzamiđin ba càng đƣợc nghiên cứu là benzamiđin ba càng dẫn xuất từ
thiosemicacbazit và ion trung tâm là ion Pd
2+
. Các phức chất đƣợc tổng hợp dƣới
dạng rắn, sau đó đƣợc xác định cấu trúc và thử khả năng ức chế tế bào ung thƣ vú.


3

CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về kim loại
1.1.1. Tính chất chung của Paladi
Palađi là kim loại chuyển tiếp thuộc nhóm VIIIB, chu kì 5, nằm ở ô 46. Cấu
hình electron là [Kr]4d
10
5s
0
[7]. Cấu hình electron của Pd nhƣ vậy là do sự chênh
lệch mức năng lƣợng giữa 4d và 5s nhỏ hơn giữa 3d và 4s và điều này cũng tuân
theo quy luật là các obitan có số lƣợng tử chính càng lớn thì mức năng lƣợng sẽ
càng gần nhau.
Trong tự nhiên, Pd thƣờng tồn tại dƣới dạng tự sinh, hợp kim tự sinh hay các
quặng sunfua, asenua [4]. Pd
2+
là một axít mềm, điều này cho phép dự đoán Pd
2+
sẽ
tạo phức tốt với các phối tử chứa bazơ mềm nhƣ S, N.
Các mức oxi hóa có thể có của palađi là 0,[Pd(PPh
3
)
3
]; +1,[Pd
2
(PMe
3
)
6
]

2+
;
+2,[Pd(CN)
4
]
2-
; +3,Pd
2
(hpp)
4
Cl
2
; +4,[PdCl
6
]
2-
; các mức oxi hóa thƣờng gặp là +2 và
+4, trong đó mức +2 bền nhất, các hợp chất đơn giản và phức chất của Pd(II) đều
bền. Các hợp chất đơn giản của Pd(IV) có tính oxi hóa cao, dễ chuyển hóa thành
hợp chất Pd(II). Các phức chất của Pd(IV) bền hơn so với hợp chất Pd(IV) đơn giản
tuy nhiên số lƣợng của chúng tƣơng đối ít [4].
1.1.2. Khả năng tạo phức chất của Pd(II)
Pd(II) có khuynh hƣớng vƣợt trội đối với sự tạo thành các phức chất vuông
phẳng. Điều này là do tính chất đặc biệt của cấu hình electron d
8
, nên không những
chỉ Pd(II) mà cả những nguyên tố nằm cùng nhóm nhƣ Ni(II), Pt(II) cũng thể hiện
khuynh hƣớng nhƣ vậy. Tuy nhiên, khuynh hƣớng đó ở Pd(II) còn mạnh hơn cả
Ni(II), bởi lẽ lực trƣờng phối tử tăng lên nhiều khi chuyển từ nguyên tử trung tâm
Ni(II) sang Pd(II) [7].

4


Hình 1.1. Sự tách mức năng lượng của các obitan d và sự sắp xếp electron của ion
Pd
2+
(d
8
) trong trường đối xứng bát diện, bát diện lệch và vuông phẳng.
Đối với phức chất vuông phẳng của Pd(II), 8 electron đƣợc xếp trên 4 obitan
d
xz
, d
yz
, d
xy
và
2
z
d
. Trạng thái này có năng lƣợng thấp hơn nhiều so với trạng thái
trong phức chất bát diện lệch (hình 1.1).
Các phức chất vuông phẳng của Pd (II) không có xu hƣớng kết hợp thêm
phối tử thứ năm, trong khi nguyên tố Ni(II) cùng nhóm lại có xu hƣớng này. Điều
này dẫn đến cơ chế của phản ứng thế phối tử của các phức chất Pd(II) là S
N
1 trong
khi cơ chế tƣơng ứng ở phức chất Ni(II) là S
N
2.

Trong lý thuyết chung về cấu tạo phức chất, liên kết giữa phối tử với ion
trung tâm không thuần túy là cộng hóa trị (thuyết VB) hay thuần túy ion (thuyết
trƣờng tinh thể) mà nó là một sự tổ hợp phức tạp của liên kết ion và liên kết cộng
hóa trị. Pd(II) có số lớp electron lớn nên chúng dễ bị phân cực hóa, dẫn đến bên
cạnh hợp phần ion thì liên kết giữa Pd(II) với phối tử có sự đóng góp của hợp phần
5

cộng hóa trị nhiều hơn, điều này làm cho liên kết giữa Pd(II) với phối tử thƣờng bền
hơn và khả năng tạo phức chất của Pd(II) cũng tốt.
Năng lƣợng bền hóa trong trƣờng vuông phẳng của Pd(II) cao, nên chúng có
khả năng thể hiện phức chất vuông phẳng cao, điều này thể hiện qua việc các
tetrahalogenua của Pd(II) đều có cấu dạng vuông phẳng [6]. Cũng vì năng lƣợng
bền hóa ở phức chất Pd(II) lớn nên tính trơ động học của nó cũng cao, việc áp dụng
kết quả “ảnh hƣởng trans” vào việc điều chế các phức chất đó sẽ hiệu quả hơn.
1.1.3. Một số phức chất điển hình của Pd(II)
Phức chất của Pd(II) chủ yếu tồn tại dạng vuông phẳng, chẳng hạn:
[Pd(NH
3
)
4
]
2+
,[Pd(NH
3
)
2
Cl
2
], [PdCl
2

]
n
, [Pd(CN)
4
]
2-
Trong một số trƣờng hợp đặc
biệt, phức chất Pd(II) có thể tồn tại dạng bát diện nhƣ [Pd(diars)
2
I
2
] hoặc lƣỡng
chóp tam giác nhƣ [Pd(diars)
2
Cl]
+
. Các phức chất của Pd có độ bền cao của liên kết
hóa học, do đó trơ về mặt động học. Một trong những phức chất quan trọng và tan
đƣợc là M[PdCl
4
] màu vàng. [1]
1.1.4. Vai trò sinh học của Palađi
Các phức chất của Pt(II) đƣợc biết đên nhiều bởi hoạt tính sinh học và ứng
dụng trong thuốc chữa nhiều loại ung thƣ khác nhau. Ví dụ nhƣ CisPlatin (phức
chất dạng cis của Pt với hai phối tử NH
3
và hai phối tử Cl) có tác dụng ức chế sự
phát triển của tế bào ung thƣ; đƣợc sử dụng làm thuốc hóa trị liệu chống ung thƣ:
tinh hoàn, đầu, cổ, tử cung, phổi và bàng quang. Cis Platin tạo thành các liên kết
chéo bên trong và giữa các sợi DNA, nên làm thay đổi cấu trúc DNA và ức chế sự

tổng hợp DNA. [25]
Pt
Cl
Cl
NH
3
NH
3

6

Các phức chất tƣơng tự của Pd(II) cũng có hoạt tính ức chế tế bào ung thƣ,
tuy nhiên hoạt tính của phức chất Pd(II) thƣờng thấp hơn những phức chất tƣơng
ứng của Pt(II).
PdCl
2
đã từng đƣợc dùng để điều trị bệnh lao, tuy nhiên nó có nhiều tác dụng
phụ tiêu cực vì thế sau này ngƣời ta thay thế PdCl
2
bằng các loại thuốc khác.

7

1.2. Giới thiệu về Benzamiđin
1.2.1. Benzamiđin hai càng
Benzamiđin hai càng đầu tiên trên thế giới đƣợc tổng hợp thành công vào
năm 1982 bởi L.Bayer và các cộng sự [10]. Kể từ đó, có rất nhiều công trình nghiên
cứu về benzamiđin hai càng. Các phối tử dạng này thƣờng đƣợc sử dụng trong quá
trình tách chiết kim loại quý [12]. Nhiều phức chất benzamiđin có khả năng kháng
nấm, kháng khuẩn cao.
Để điều chế benzamiđin hai càng, thƣờng xuất phát từ benzamiđoyl clorua,
khi cho benzamiđoyl clorua phản ứng với NH
3
hay các amin bậc một sẽ thu đƣợc
benzamiđin hai càng [10, 11]:

Trong dung dịch, benzamiđin hai càng tồn tại ở một số dạng tautome nằm
cân bằng với nhau, trong đó proton có thể định cƣ trên các nguyên tử N của khung
benzamiđin hay trên nguyên tử S của nhóm thioure:

Tuy nhiên ở trạng thái rắn, khi nghiên cứu cấu trúc đơn tinh thể của
benzamiđin ngƣời ta thấy rằng nguyên tử H thƣờng liên kết với N(1), trong một số
ít trƣờng hợp, nguyên tử H có thể định cƣ trên nguyên tử N(2) [10]. Sự tồn tại của
đồng phân chứa nhóm thiol (-SH) ở trạng thái rắn chƣa đƣợc xác nhận.
Benzamiđin hai càng tạo phức chất vòng 6 cạnh bền với hầu hết kim loại

chuyển tiếp qua nguyên tử cho là S và N. Phản ứng tạo phức chất thƣờng đi kèm
với quá trình tách một proton của khung benzamiđin và phối tử lúc này mang điện
8

tích 1–, điện tích âm này không định cƣ trên một nguyên tử nào mà đƣợc giải tỏa
trên năm nguyên tử phi kim của vòng chelat. Điều này làm tăng độ bền của các
phức chất tạo thành [12].
Thực nghiệm đã xác định rằng benzamiđin hai càng có xu hƣớng tạo thành
phức chất vuông phẳng ở dạng cis với các ion kim loại M
2+
thuộc nhóm VIII
B
(nhƣ
Ni
2+
, Pd
2+
, Pt
2+
) và kể cả Cu
2+
. Những tính toán lƣợng tử cũng cho thấy dạng cis bền
hơn dạng trans [11]. Tuy nhiên do ảnh hƣởng của hiệu ứng không gian, khi nhóm
thế R
3
có kích thƣớc lớn thì sự tạo thành phức chất dạng trans lại chiếm ƣu thế.

Trong một số trƣờng hợp, đặc biệt là phức chất của Ag
+
và Au

+
với
benzamiđin hai càng, chúng không tạo thành phức chất vòng càng mà ion trung tâm
chỉ liên kết với phối tử qua nguyên tử S nhƣ những phối tử thioure đơn giản.
1.2.2. Benzamiđin ba càng
1.2.2.1. Benzamiđin ba càng
Phải mất gần 30 năm sau kể từ khi các benzamiđin hai càng đầu tiên đƣợc
tổng hợp, đến cuối năm 2008 những benzamiđin ba càng đầu tiên dẫn xuất từ
2-aminophenol, 2-(aminometyl)piriđin, axit antranilic, benzoylhiđrazin và
thiosemicacbazit mới đƣợc công bố (hình 1.2).
9


Hình 1.2. Benzamiđin ba càng dẫn xuất từ 2-aminophenol (1),
2-(aminometyl)piriđin (2), axit antranilic (3), benzoylhiđrazin (4) và thiosemicacbazit (5).
Tƣơng tự nhƣ benzamiđin hai càng, benzamiđin ba càng có thể đƣợc điều
chế bằng phản ứng giữa benzamiđoyl clorua với các amin hai càng (hoặc nhiều
càng hơn). Tuy vậy phản ứng tổng hợp này thƣờng gặp nhiều khó khăn. Rất nhiều
amin hai càng phản ứng đƣợc với benzamiđoyl clorua nhƣng không tạo sản phẩm
benzamiđin ba càng mà tạo ra các hợp chất đóng vòng hoặc bị nhựa hóa. Ba yếu tố
quan trọng quyết định cho sự thành công của các phản ứng điều chế benzamiđin ba
càng là môi trƣờng phản ứng phải thật khan nƣớc, nhiệt độ thực hiện phản ứng phải
thấp (nhiệt độ phòng hoặc thấp hơn) và lƣợng trietylamin cho vào khi thực hiện
phản ứng phải rất dƣ, thƣờng dƣ 100 - 200% [13-20].
Benzamiđin ba càng là lớp phối tử mới đƣợc nghiên cứu trong một vài năm
trở lại đây nên số lƣợng phối tử và phức chất của chúng rất ít, điểm nổi bật là một
vài chất thuộc lớp phối tử này có hoạt tính sinh học rất cao. Do vậy hóa học của
chúng chắc chắn sẽ phát triển mạnh trong thời gian tới.

10

1.2.2.2. Benzamiđinba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit (H
2
L)

H
2
L(a): R
1
= R
2
= Et; R
3
, R
4
= Me
H
2
L(b): R
1
= R
2
= Et; R
3
, R
4
= (CH
2
)

4

H
2
L(c): R
1
= R
2
= Et; R
3
, R
4
= (CH
2
)
5

H
2
L(d): R
1
= R
2
= Et; R
3
, R
4
= (CH
2
)

6

H
2
L(b): R
1
= R
2
= Morpholinyl; R
3
, R
4
= (CH
2
)
4

H
2
L(d): R
1
= R
2
= Morpholinyl; R
3
, R
4
= (CH
2
)

6

Hình 1.3. Sơ đồ tổng hợp benzamiđin ba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit
Các nghiên cứu gần đây [17, 20] cho thấy các phối tử benzamiđin ba càng
dẫn xuất từ thiosemicacbazit (H
2
L) có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung
thƣ vú ở ngƣời rất mạnh. Các phối tử này đƣợc điều chế từ phản ứng giữa N-
[N’,N’-diankylamino (thiocacbonyl)] benzimidoyl clorua với 4,4-diankyl
thiosemicacbazit trong môi trƣờng aceton khô. Các phối tử benzamiđin 3 càng thu
đƣợc có thể tách trực tiếp từ hỗn hợp phản ứng, các sản phẩm đều không màu, tinh
khiết, dạng tinh thể. [14, 17]
Nhƣ vậy, bộ khung của các phối tử loại này gồm hai hợp phần: hợp phần
thiosemicacbazit và hợp phần thioure. Chính sự ảnh hƣởng qua lại giữa hai hợp
phần này tạo nên các hoạt tính sinh học tốt của chúng. Bằng cách thay thế các nhóm
ankyl thế R
1
, R
2
ở phần thiourea hoặc các gốc R
3
, R
4
ở phần thiosemicacbazit, rất
nhiều phối tử benzamiđin ba càng dẫn xuất từ thiosemicacbazit khác nhau đã đƣợc
tổng hợp và nghiên cứu. Sự thuận lợi trong việc dẫn xuất hóa phối tử loại này chính
là ƣu điểm lớn trong việc nghiên cứu ảnh hƣởng của cấu trúc tới hoạt tính sinh học
của chúng và cho phép tìm kiếm đƣợc những nhóm thế thích hợp cho phức chất có
hoạt tính sinh học tốt nhất.
11

Trong dung dịch, các phối tử benzamiđin ba càng cũng có thể tồn tại ở một
số dạng tautome nằm cân bằng với nhau, trong đó hai proton có thể định cƣ trên các
nguyên tử N hay trên nguyên tử S. [14, 17]

Hình 1.4. Các dạng tautome hóa của H
2
L1
Tuy nhiên, ở thể rắn, ngƣời ta chƣa phát hiện đƣợc sự tồn tại dạng tautome
(B, D, E, F) trong đó proton liên kết với nguyên tử S. Cho đến nay, chỉ hai dạng
tautome A và C đã đƣợc phân lập và nghiên cứu cấu trúc đơn tinh thể. Vị trí liên kết
của hai proton sẽ quyết định phối tử đó là thiosemicacbazit hay thiosemicacbazon.
Ở dạng tautome A (hình 1.4), nguyên tử N của hợp phần thiosemicacbazit liên kết
đơn với nguyên tử C của với hợp phần thioure nên trên nguyên tử N đó vẫn còn một
nguyên tử H. Do vậy, khi ở dạng tautome này, phối tử đƣợc coi là dẫn xuất của
thiosemicacbazit. Ngƣợc lại, nếu phối tử tồn tại dạng C (hình 1.4) sẽ đƣợc coi là
dẫn xuất của thiosemicacbazon, vì trong đó nguyên tử N của hợp phần
thiosemicacbazit liên kết đôi với nguyên tử C của hợp phần thioure và trên nguyên
tử N đó không còn H nữa. Những nghiên cứu trƣớc, dựa vào chiều dài của các liên
kết, đã chỉ ra rằng: Ở phối tử H
2
L(a), do nguyên tử H nằm trên N5 và N7, nên phối
tử H
2
L(a) tồn tại ở dạng tautome A, và đƣợc coi là dẫn xuất của thiosemicacbazit
12

(hình 1.5). Ngƣợc lại, ở phối tử H
2
L(b), do nguyên tử H nằm trên N3 và N7, nên nó

tồn tại ở dạng tautome C, và đƣợc coi là dẫn xuất của thiosemicacbazon (hình 1.6).
[14, 20]

Hình 1.5. Cấu trúc phân tử H
2
L
1
(a)

(thiosemicacbazit). Chiều dài liên kết (Å): S1-
C2 1,701(2); C2-N6 1,332(2); C2-N3 1,367(2); N3-C4 1,285(2); C4-N5 1,348(2);
N5-N7 1,380(2); N7-C8 1,372(2); C8-S9 1,669(2).

Hình 1.6. Cấu trúc phân tử H
2
L
1
(b)

(thiosemicacbazon). Chiều dài liên kết (Å): S1-
C2 1,692(4); C2-N6 1,337(4); C2-N3 1,372(4); N3-C4 1,417(4); C4-N5 1,285(4);
N5-N7 1,374(4); N7-C8 1,361(4); C8-S9 1,680(4); C8-N51 1,342(4).

13

Phối tử benzamiđin ba càng dẫn xuất thiosemicacbazit hay thiosemicacbazon
có thể tạo những phức chất vòng càng bền vững với nhiều kim loại chuyển tiếp nhƣ
Re(V), Tc(V), Au(III). Khi tạo phức vòng càng với các kim loại đó, phối tử thƣờng
tách hai proton và mang điện tích 2- (kí hiệu {L}
2-

). Điện tích đó có thể đƣợc giải
tỏa đều trên các vòng càng với ion kim loại.
Khi phối tử H
2
L phản ứng với (NBu
4
)[MOCl
4
] (M = Re, Tc) sẽ tạo ra phức
chất chóp đáy vuông của ReO (V) và TcO (V). Trong các phức chất đó vị trí đỉnh
chóp là phối tử oxo còn ở mặt phẳng hình vuông là ba nguyên tử cho S, N, S của
{L}
2-
và một phối tử cloro. [14, 17]

Hình 1.7. Tổng hợp phức chất của {M=O}
3+
với phối tử H
2
L.
Khi cho H
2
L tác dụng với [MNCl
2
(PPh
3
)
2
] thì thu đƣợc phức chất chóp đáy
vuông chứa nhân MN. Kiểu phối trí của phối tử hữu cơ {L}

2-
trong phức chất này
cũng giống nhƣ trong các phức chất oxo tƣơng ứng. Phối tử {L}
2-
phối trí phẳng và
liên kết phối trí với ion trung tâm qua các nguyên tử cho S, N, S. [14, 17]

Hình 1.8. Tổng hợp phức chất của {M≡N}
2+
với phối tử H
2
L.
Đối với Au(III), với cấu hình d
8
, khi kết hợp với phối tử H
2
L tạo nên phức
chất vuông phẳng. Trong phức chất đó, phối tử cũng chiếm ba vị trí trong cầu phối