Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức crom với bazơ schiff isatin histamin (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
----------

LÊ XUÂN THANH

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ THĂM DÒ
HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA PHỨC CROM VỚI
BAZƠ SCHIFF ISATIN – HISTAMIN
Demo Version - Select.Pdf SDK
Chuyên ngành : HÓA VÔ CƠ
Mã số

: 60 44 01 13

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. DƯƠNG TUẤN QUANG

Huế, năm 2014
Trang 1


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả
nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng
và chưa từng công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.
Họ tên tác giả
( Chữ ký)

Demo Version - Select.Pdf SDK
Lê Xuân Thanh

Trang 2


LỜI CẢM ƠN
Đề tài luận văn “Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học
của phức crom với bazơ Schiff isatin – histamin” được thực hiện tại trường Đại Học
Sư Phạm Huế dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Dương Tuấn Quang.
Tôi xin gởi lời cảm ơn tới Ban Giám Hiệu cùng các giáo viên tổ Hóa trường
THPT Long Thành đã giúp đỡ , hỗ trợ tôi trong suốt thời gian tôi đi học . Đặc biệt, tôi
chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy - PGS.TS. Dương Tuấn
Quang trong thời gian tôi thực hiện đề tài.
Việc thu thập, tìm tài liệu và thời gian thực hiện đề tài còn hạn chế, do đó trong
đề tài này không
tránh Version
khỏi các sai
sót, kính mong
các thầy, cô đóng góp ý kiến để
Demo
- Select.Pdf
SDK
luận văn được hoàn chỉnh hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Trang 3

MỤC LỤC
Trang phụ bìa.......................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... ii
LỜI CÁM ƠN ...................................................................................................... iii
MỤC LỤC .............................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................... 4
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... 4
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... 5
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC ................................................................................ 5
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 6
1. Mục tiêu đề tài .................................................................................................... 6
2. Phương pháp nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................... 7
3. Nội dung nghiên cứu của đề tài ........................................................................... 7
Chương 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 8

Demo Version - Select.Pdf SDK

1.1. GIỚI THIỆU VỀ ISATIN ................................................................................ 8
1.1.1. Một vài tính chất của Isatin ........................................................................... 8
1.1.2. Điều chế, ứng dụng .................................................................................... ...8
1.2. GIỚI THIỆU VỀ HISTAMINE ..................................................................... .12
1.2.1. Một vài tính chất của Histamine .................................................................. .12
1.2.2. Vai trò trong cơ thể ..................................................................................... .14
1.2.2.1.Điều khiển giấc ngủ .................................................................................. .14
1.2.2.2. Sự đáp ứng tình dục ................................................................................. .14
1.2.2.3. Bệnh tâm thần phân liệt ............................................................................ .15
1.3. GIỚI THIỆU VỀ BAZƠ SCHIFF ................................................................ .15
1.4. PHỨC CHẤT CỦA BAZƠ SCHIFF ISATIN ................................................ 23
1.5. GIỚI THIỆU VỀ CROM ............................................................................... 34
1.5.1. Lịch sử về nguyên tố Crom ......................................................................... 34

Trang 4


1.5.2. Trạng thái tự nhiên và thành phần các đồng vị ............................................ 35
1.5.3. Điều chế ...................................................................................................... 36
1.5.4. Sơ lược về tính chất vật lí và tính chất hóa học của Crom ........................... 37
1.5.5. Vai trò của Crom......................................................................................... 39
1.5.6. Độc tính của Crom ...................................................................................... 39
1.5.6.1. Ảnh hưởng của crom đối với động thực vật .............................................. 39
1.5.6.2. Ảnh hưởng của crom đối với con người ................................................... 40
1.6. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ XÁC ĐỊNH HOẠT
TÍNH SINH HỌC ................................................................................................. 41
1.6.1. Phương pháp phổ khối lượng ...................................................................... 41
1.6.1.1. Phổ khối lượng trong việc xác định cấu trúc ............................................. 41
1.6.1.2. Xác định cụm pic đồng vị trong phổ khối lượng theo phương pháp tính toán
............................................................................................................................. 42
1.6.2. Phương pháp đo độ dẫn điện dung dịch phức .............................................. 43
1.6.3. Phương pháp thử hoạt tính sinh học ............................................................ 44

Version
- Select.Pdf
Chương 2: ĐỐIDemo
TƯỢNG
NGHIÊN
CỨU VÀ KĨ SDK
THUẬT THỰC NGHIỆM ....... 45
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ........................................................................ 45
2.2. KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM ....................................................................... 45
2.3. THỰC NGHIỆM ........................................................................................... 45
2.3.1.Hóa chất ...................................................................................................... 45

2.3.2. Tổng hợp phức chất của isatin-histamin với Crom ...................................... 45
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 48
3.1. PHỔ KHỐI LƯỢNG VÀ CẤU TRÚC CỦA PHỨC CHẤT .......................... 48
3.2. ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH PHỨC CHẤT ....................................... 53
3.3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA PHỨC CHẤT .............................................. 54
3.3.1. Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định................................................... 54
3.3.2. Thử khả năng gây độc tế bào ....................................................................... 54
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 57
Trang 5


PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Bảng số liệu phổ khối lượng của phức chất [CrLCl3] ............................ P1
Phụ lục 2. Bảng số liệu phổ khối lượng của phức chất [CrLCl2(H2O)] ................. P6
Phụ lục 3. Phiếu trả lời kết quả hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định .................P11
Phụ lục 4. Phiếu trả lời kết quả hoạt tính gây độc tế bào........................................P12

Demo Version - Select.Pdf SDK

Trang 6


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Isa

Isatin

Hist

Histamin đihiđroclorua (C5H9N3.2HCl)

L

Phối tử bazơ Schiff tạo thành từ isatin và histamin

[CrLCl2(H2O)]

Phức tạo thành giữa isatin-histamin với Cr ở pH = 7.5

[CrLCl3]

Phức tạo thành giữa isatin-histamin với Crom ở pH =3.5

IAQ

Isatin 8- aminoquinoline

IPDA

Isatin 1,3-propanđiamin

DMSO

Dimetysunfoxit

DMF

Dimetylfomait

M1
M2

Demo Version - Select.Pdf SDK
Mẫu THANH 1.1 (3.5)
Mẫu THANH 1.1 (7.5)

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.3.2

Dụng cụ điều chế

Hình 3.1.

Phổ khối lượng của phức [CrLCl3]

Hình 3.2.

Sơ đồ phân mảnh của phức [CrLCl3]

Hình 3.3.

Phổ khối lượng của phức chất [CrLCl2(H2O)]

Hình 3.4.

Sơ đồ phân mảnh của phức [CrLCl2(H2O)]

Hình 3.5.

Công thức cấu tạo của phức [CrLCl2(H2O)] và [CrLCl3]

Trang 7


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1. Tỉ lệ phần trăm các pic tính theo lý thuyết và thực nghiệm của
[CrLCl3]
Bảng 3.2. Tỉ lệ phần trăm các pic tính theo lý thuyết và thực nghiệm của phức [CrLCl2(H2O)]
Bảng 3.3. Độ dẫn điện của các dung dịch phức chất
Bảng 3.4. Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các phức chất
Bảng 3.5. Kết quả thử khả năng gây độc tế bào của các phức chất

Demo Version - Select.Pdf SDK
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
Phụ lục 1.

Bảng số liệu phổ khối lượng của phức chất [CrLCl3]

Phụ lục 2.

Bảng số liệu phổ khối lượng của phức chất [CrLCl2(H2O)]

Phụ lục 3.

Phiếu trả lời kết quả hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định

Phụ lục 4.

Phiếu trả lời kết quả hoạt tính gây độc tế bào

Trang 8


MỞ ĐẦU
Hóa học phức chất là ngành khoa học có ứng dụng rộng rãi không chỉ trong hóa
học mà còn trong các lĩnh vực khác như nông nghiệp, y học, đời sống....Hiện nay, việc
tổng hợp và nghiên cứu phức chất là một trong những hướng phát triển cơ bản của Hóa
học Vô cơ hiện đại.
Các phức chất đóng vai trò quan trọng trong đời sống động, thực vật vì những
chất quan trọng nhất về mặt sinh lí học đều là phức chất. Chẳng hạn chất clorophin
(diệp lục) tạo ra màu xanh thực vật, là hợp chất nội phức của Mg, còn hemoglobin tạo
nên màu đỏ của máu, là một phức chất có ion trung tâm là Fe,…Y học hiện đại người
ta dùng các loại thuốc chứa những hoạt chất có khả năng tạo phức với các kim loại.
Những kim loại cần bổ sung thường được đưa vào cơ thể dưới dạng phức chất với các
phối tử không gây độc cho cơ thể mà còn có tác dụng bổ ích như các amino axit,
protein, đường, vitamin v.v..
Isatin và dẫn xuất của nó nhận được sự quan tâm đáng kể vì chúng có hoạt tính

Select.Pdf
SDK
sinh học mạnh.Demo
Nhiều Version
công trình- cho
thấy chúng
có tính kháng nấm, kháng khuẩn,
chống co giật và đã được sử dụng làm thuốc điều trị một số loại bệnh [55], [69]. Khi
tác dụng với amin sẽ tạo thành bazơ Schiff isatin, có hoạt tính sinh học quý, đặc biệt
có khả năng chống lại HIV [61]. Gần đây, một số công trình đã chứng minh rằng phức
kim loại chuyển tiếp của bazơ Schiff isatin không những có hoạt tính sinh học phong

phú mà còn được tăng lên đáng kể so với isatin và bazơ Schiff isatin tự do [74-75]
Tuy nhiên những công bố về phức chất của bazơ Schiff đi từ isatin và histamin vẫn
chưa nhiều [5]. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu:
“Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức Crom
với bazơ Schiff isatin - histamin”
1. Mục tiêu của đề tài
Tổng hợp được phức chất của crom với bazơ Schiff từ isatin và histamin có hoạt
tính kháng nấm, kháng khuẩn và khả năng ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư.

Trang 9


2. Phương pháp nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Phức chất giữa bazơ Schiff isatin –histamin với crom được tổng hợp trực tiếp từ
dung dịch chứa các thành phần ban đầu gồm muối CrCl3.6H2O, isatin, histamin. Phản
ứng được tiến hành trong điều kiện đun hồi lưu với pH và dung môi thích hợp. Sản
phẩm sau khi tổng hợp được kết tinh lại và tiến hành xác định cấu trúc bằng các
phương pháp như:
-

Phổ khối lượng (MS)

-

Độ dẫn điện

Phức chất sau khi tổng hợp sẽ được khảo sát hoạt tính kháng nấm (Asp.Niger,
F.Oxysporum, C.Albicans), kháng khuẩn (E.Coli, P.Aeruginosa, B.Subtillis, S.Aureus)
và khả năng ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư (Hep-G2, RD, FI, VR). Nồng
độ ức chế tối thiểu (MIC) được xác định theo phương pháp hiện đại của Vader

Bergher và Vlietlinck (1991), MCKane, L & Kandel (1996) tiến hành trên các phiến vi
lượng 96 giếng. Đọc sau khi ủ các phiến thí nghiệm trong tủ ấm 37oC/24 giờ cho vi

Demo Version - Select.Pdf SDK

khuẩn và 30oC/48 giờ đối với nấm sợi và nấm men. Tế bào ung thu được duy trì liên
tục ớ các điều kiện tiêu chuẩn và được sử dụng test với các chất thử đã chuẫn bị sẵn ở
các nồng độ khác nhau trên phiến vi lượng 96 giếng. Phiến thử nghiệm bao gồm: tế
bào + môi trường + chất thử, được ủ ở 37oC trong 3 ngày để tế bào tiếp tục phát triển.
Sau đó tế bào được lấy ra cố định, rửa, nhuộm và hòa lại bàng dung dịch chuẩn, đọc
trên máy Elisa ở bước sóng 515 – 540 nm.
Phạm vi nghiên cứu: Tổng hợp, nghiên cứu và xác định cấu trúc của crom với
phối tử bazơ Schiff isatin – histamin. Hoạt tính sinh học sẽ dừng lại ở mức độ thử
nghiệm trong phòng thí nghiệm.
3. Nội dung nghiên cứu của đề tài
- Tổng hợp phức chất của crom với bazơ Schiff isatin – histamin
- Sử dụng phổ khối lượng để xác định cấu trúc của phức chất

Trang 10


- Thăm dò khả năng kháng khuẩn, kháng nấm cũng như khả năng ức chế tế bào
ung thư của phức chất.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ ISATIN
1.1.1. Một vài tính chất của Isatin
Isatin (1H-inđol-2,3-đion) là một dẫn xuất của indol, là chất rắn màu đỏ da cam,
nhiệt độ nóng chảy 198-2040C, không tan trong nước, tan nhiều trong rượu và benzen,
có công thức phân tử C8H5O2N (khối lượng phân tử bằng 147.1308 g / mol), và công

thức cấu tạo sau [73]:

Isatin là hợp chất dị vòng có trong các động vật như là một thành phần chính của
chất ức chế oxi hóa monoamin. Trong tự nhiên, isatin được tìm thấy trong nhiều thực

Demo Version - Select.Pdf SDK

vật, chẳng hạn như Isatis tinctoria , Calanthe discolor và trong Couroupita guianensis
[73] . Nó cũng được tìm thấy trong dịch tiết từ tuyến mang tai của một loài ếch Bufo,
có trong mô tế bào của động vật có vú và là chất điều biến các quá trình hóa sinh. Ở
người, isatin đóng vai trò trao đổi chất như một dẫn xuất của adrenalin. Isatin còn
được tìm thấy trong thành phần của nhựa than đá.
Isatin có thể được axyl hóa trên dị tố Nitơ và tham gia các phản ứng ngưng tụ
trên nhóm cacbonyl [24].
Isatin có thể tham gia phản ứng thế với các Halogen trong dung dịch nước với sự
có mặt của axít làm xúc tác [6]
Br
C
+ Br2 1015


o

1.1.2. Điều chế, ứng dụng

Trang 11

+ HBr

Isatin được tổng hợp và phát hiện bởi Traugott Sandmeyer năm 1919 bằng phản
ứng ngưng tụ của anilin với cloran hiđrat và hiđroxiamin hiđroclorua trong dung dịch
natri sunfat để tạo ra isonitrosoaxetanitrin, sau đó tách riêng, xử lý với axit sunfuric
thu được lượng isatin lớn hơn 75%.

Phương pháp trên được gọi là phương pháp Sandmeyer. Phương pháp
Sandmeyer là phương pháp cổ xưa nhất nhưng vẫn thường xuyên được sử dụng để
tổng hợp isatin. Phương pháp này cũng áp dụng tốt đối với một số amin vòng như 2aminophenoxatin.
Năm 1841, Erdman và Laurent thu được isatin như là sản phẩm của sự oxi hóa
thuốc nhuộm inđigo
từ nitric
và axit
cromic.
Demo
Version
- Select.Pdf
SDK

Hiện nay có rất nhiều phương pháp điều chế isatin [73], sau đây là một số ví dụ:
Ví dụ: Isatin được điều chế từ 2-nitrocinnamaldehyde

Trang 12


Hoặc từ octohaloaxeanilin với xúc tác paladi trong sự có mặt của đietylamin có
thể điều chế được isatin với hiệu suất cao:

Các dạng tautome của isatin được đưa ra vào năm 1882, cho thấy 2 nhóm
cacbonyl khác nhau về mặt hóa học, 1 cacbonyl lactam và 1 cacbonyl xeto[54] .

2,3-đioxoindolin

2-hyđroxy-indolin-3-on

Version
- Select.Pdf
SDKđặc tính về sinh học và dược lý
Do sự đa Demo
dạng trong
tổng hợp
isatin và những
của isatin nên hợp chất này được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ .
Isatin là một chất tổng hợp nền linh hoạt, được sử dụng để tổng hợp nhiều hợp
chất dị vòng khác nhau, như indol và quinolin và cũng là nguyên liệu để tổng hợp
dược phẩm.
Isatin được sử dụng làm thuốc thử phân tích hữu cơ và tác nhân tổng hợp hữu cơ,
đặc biệt trong phản ứng Pfitzinger ( một trong các phương pháp tổng hợp vòng
quinoline) [24].Như:
Isatin được biết đến là một thuốc thử màu đối với axit amino prolin, dùng để xác
định chất này trong phấn hoa và các nguyên liệu rau xanh sử dụng sắc kí giấy hoặc để
phát hiện các hợp chất tạo polyme có kết tủa là prolin. Nó còn dùng để phát hiện
trytophan bằng sắc kí bản mỏng, phát hiện 3,4-đehiđroprolin (bị oxi hóa bởi isatin) và
phản ứng với p-đimetylaminobenzanđehit cho dẫn xuất có màu.

Trang 13