Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và hoạt tính sinh học của phức chất platin (II) và palađi (II) với carbine dị vòng nitơ trên cơ sở triazole

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

NGUYỄN THỊ THU HẰNG

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC
CỦA PHỨC CHẤT PLATIN (II) VÀ PALAĐI (II) VỚI CARBINE
DỊ VÒNG NITƠ TRÊN CƠ SỞ TRIAZOLE

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2020


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

NGUYỄN THỊ THU HẰNG

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC
CỦA PHỨC CHẤT PLATIN (II) VÀ PALAĐI (II) VỚI CARBINE
DỊ VÒNG NITƠ TRÊN CƠ SỞ TRIAZOLE

Chuyên ngành: Hố học vơ cơ
Mã số: 8440112.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN VĂN HÀ

Hà Nội – 2020


LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành luận văn này, tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và
các cô chú quản lí trong trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà
Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình làm thực
nghiệm tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn Ban Chủ nghiệm Khoa Hóa học Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, Tập thể giảng viên, cán bộ nhân
viên bộ mơn Hóa vô cơ đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học
tập cũng như thực hiện luận văn.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Văn Hà người đã giao đề
tài và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu
luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã ở bên động viên,
ủng hộ và tạo mọi điều kiện cho tơi hồn thành tốt luận văn này.
Ngồi ra, xin cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí nghiên cứu từ quỹ Nafosted trong đề
tài nghiên cứu khoa học cơ bản “Thiết kế, tổng hợp, nghiên cứu tính chất phát
quang, khả năng xúc tác và hoạt tính chống ung thư của phức chất platin với một số
phối tử carbine dị vòng nitơ”, mã số 104.03-2017.14.
Luận văn dù đã cố gắng hết sức nhưng cũng khơng tránh khỏi những thiếu sót
trong q trình thực hiện. Tơi rất mong nhận được những lời góp ý để luận văn
được hồn thiện và sâu săc hơn.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2020

Học viên

Nguyễn Thị Thu Hằng


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN..................................................................................... 2
1.1. Giới thiệu về carbine dị vòng nitơ (NHC) và phức chất kim loại chuyển
tiếp của NHC .......................................................................................................... 2
1.1.1. Carbine dị vòng nitơ (NHC) ...................................................................... 2
1.1.2. Phức chất kim loại chuyển tiếp của NHC .................................................. 4
1.2. Giới thiệu chung về platin và palađi ............................................................. 8
1.2.1. Platin .......................................................................................................... 8
1.2.2. Palađi ......................................................................................................... 9
1.3. Một số phương pháp vật lý nghiên cứu cấu trúc phối tử và phức chất ... 10
1.3.1. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân.............................................. 10
1.3.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể................................................. 11
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ................. 12
2.1. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu ..................................... 12
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 12
2.1.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 12
2.1.3. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 14
2.2. Thực nghiệm .................................................................................................. 14
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 19
3.1. Tổng hợp các muối triazolium làm tiền chất carbine dị vòng nitơ .......... 19
3.2. Tổng hợp các phức chất trans-[PtBr2(Mes-tazy-C3Br)2] và trans[PdBr2(Mes-tazy-C3Br)2] ..................................................................................... 21
3.3. Tổng hợp các phức chất cis- [PtCl2(DMSO)(Mes-tazy-ntl)] và cis[PtCl2(DMSO)(Bn-tazy-ntl)] ............................................................................... 25
3.4. Tổng hợp các phức chất [PtCl(Mes-tazy-ntl)(dppe)](OTf) và [PtCl(Mestazy-ntl)(dppf)] ..................................................................................................... 29
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 31

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 33


DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Công thức cấu tạo

Chữ viết tắt

Điphenylđiphosphinoethane
(dppe)

Điphenylđiphosphinoferrocene
(dppf)

Mes

Bn

Mes-tazy-C3Br∙HBr


Mes-tazy-ntl∙HBr

Bn-tazy-ntl∙HBr

Mes-tazy-C3Br ∙HBr

trans-[PdBr2(Mes-tazy-C3Br)2]

trans-[PtBr2(Mes-tazy-C3Br)2]

[PtCl2(DMSO)(Mes-tazy-ntl)]

[PtCl2(DMSO)(Bn-tazy-ntl)]

[PtCl(Mes-tazy-ntl)(dppe)](OTf)


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc điện tử của carbine và carbine dị vịng nitơ. ................................2
Hình 1.2. Sự tăng trưởng của các nghiên cứu về NHC theo SciFinder® [16].............3
Hình 1.3. Sự thay đổi nhóm thế và vịng azole trong NHC. .......................................4
Hình 1.4. Phức chất ([PdCl2(L)(NHC)], L = NHC, pyridine và triphenylphosphine. 6
Hình 1.5. Phức chất PEPSI. ........................................................................................7
Hình 1.6. Phức chất [(6-phenyl-2,2’-bipyridine)PtII(N,N’-nBu2NHC)]PF6. ...............7
Hình 1.7. Cấu tạo của phức chất mono – NHC (1) và phức bis – NHC (2). ..............8
Hình 1.8. Một số phức chất của platin (II). .................................................................9
Hình 1.9. Một số phức chất của palađi......................................................................10
Hình 3.1. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của Mes-tazy-C3Br·HBr ........................20
Hình 3.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của Mes-tazy-ntl·HBr ............................20
Hình 3.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của Bn-tazy-ntl·HBr ..............................21
Hình 3.4. Phổ 1H – NMR của phức chất [PdBr2(Mes-tazy-C3Br)2] trong CDCl3. ...22
Hình 3.5. Phổ 1H – NMR của phức chất [PdBr2(Mes-tazy-C3Br)2] trong CD3CN...22
Hình 3.6. Phổ 1H – NMR của phức chất [PtBr2(Mes-tazy-C3Br)2] trong CDCl3. ....23
Hình 3.7. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của phức chất trans-[PdBr2(Mes-tazy-C3Br)2]
trong khoảng 2.5 – 5 ppm .........................................................................................24
Hình 3.8. Cấu trúc của phức chất trans-[PdBr2(Mes-tazy-C3Br)2] và trans[PtBr2(Mes-tazy-C3Br)2]. ..........................................................................................25
Hình 3.9. Phổ 1H – NMR của phức chất cis-[PtCl2(DMSO)(Mes-tazy-ntl)] trong
CDCl3. .......................................................................................................................27

Hình 3.10. Phổ 13C{1H} – NMR của phức chất [PtCl2(DMSO)(Mes-tazy-ntl)] trong
CDCl3. .......................................................................................................................27
Hình 3.11. Phổ 1H – NMR của phức chất [PtCl2(DMSO)(Bn-tazy-ntl)] trong CDCl3.
...................................................................................................................................28
Hình 3.12. Phổ 13C{1H} – NMR của phức chất [PtCl2(DMSO)(Bn-tazy-ntl)] trong
CDCl3. .......................................................................................................................28
Hình 3.13. Phổ 1H – NMR của phức chất [PtCl(Mes-tazy-ntl)(dppe)]OTf trong
CDCl3. .......................................................................................................................30
Hình 3.14. Phổ 13C{1H} – NMR của phức chất [PtCl(Mes-tazy-ntl)(dppe)]OTf
trong CDCl3. ..............................................................................................................30
Hình 3.15. Phổ 1H – NMR của phức chất [PtCl(Mes-tazy-ntl)(dppf)]OTf trong
CDCl3. .......................................................................................................................31


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Tổng hợp carbine dị vòng nitơ................................................................... 2
Sơ đồ 1.2. Phương pháp điều chế phức chất kim loại với NHC. ................................ 5
Sơ đồ 2.1. Tổng hợp một số muối triazolium ........................................................... 12
Sơ đồ 2.2. Tổng hợp phức chất của platin (II) và palađi (II) với phối tử carbine trên
cơ sở triazole (1,2,4-triazolin-5-ylidene). ................................................................. 13
Sơ đồ 2.3. Tổng hợp phức chất của platin (II) với phối tử carbine có chứa đầu tương
tác với ADN. ............................................................................................................. 13
Sơ đồ 3.1. Sơ đồ tổng hợp các muối triazolium. ....................................................... 19
Sơ đồ 3.2. Tổng hợp các phức chất cis- [PtCl2(DMSO)(Mes-tazy-ntl)] và cis[PtCl2(DMSO)(Bn-tazy-ntl)]..................................................................................... 26
Sơ đồ 3.3. Tổng hợp các phức chất [PtCl(Mes-tazy-ntl)(dppe)](OTf) và [PtCl(Mestazy-ntl)(dppf)] .......................................................................................................... 29


MỞ ĐẦU
Carbine được định nghĩa là tác nhân trung hòa về điện với nguyên tử carbon
hóa trị II. Khi nguyên tử carbon carbine nằm trong dị vòng chứa nitơ chúng được

gọi là carbine dị vòng nitơ. Mặc dù những carbine đầu tiên mới được biết đến và
phân lập trong một vài thập niên gần đây, carbine dị vòng nitơ (NHC) đã nhanh
chóng trở thành một trong những hệ phối tử quan trọng nhất trong hóa học cơ kim
và xúc tác hữu cơ. Các carbine d, … Sự thành công được xuất phát từ việc dễ dàng
điều chỉnh tính chất điện tử cũng như hiệu ứng không gian của các phối tử này bằng
cách sử dụng các nhóm thế hay bộ khung carbine một cách phù hợp, từ đó thay đổi
hoạt tính của phức chất tương ứng. Khi mở rộng ra, khả năng điều chỉnh tính chất
điện tử và hiệu ứng không gian của phức chất không chỉ thay đổi khả năng tương
tác của phức chất với các chất nền (substrate) mà còn thay đổi khả năng tương tác
của phức chất với các vật chất khác, trong đó có các phân tử sinh học trong tế bào.
Khi xét từ khía cạnh này, có thể nhận thấy tiềm năng ứng dụng rất lớn của các phức
chất NHC kim loại chuyển tiếp trong việc phát triển các hợp chất có hoạt tính sinh
học. Thực tế, tuy đã có một số nghiên cứu về hoạt tính sinh học của phức chất với
kim loại chuyển tiếp trong một thập niên trở lại đây, mảng nghiên cứu này thực sự
vẫn còn rất nhiều tiềm năng phát triển trong nhiều năm tới.
Một trong những phương pháp ức chế sự phát triển tế bào ung thư là tác
động vào q trình sao mã của tế bào thơng qua việc đưa các tác nhân có thể cài
(intercalate) vào chuỗi xoắn kép của ADN. Trên cơ sở các phân tích đó, chúng tơi
nhận thấy tiềm năng phát triển của việc kết hợp các phối tử trên cơ sở carbine dị
vòng nitơ đã được gắn thêm nhóm chức có khả năng tương tác với ADN trong phức
chất hỗn hợp của kim loại chuyển tiếp. Chúng tôi tin rằng việc kết hợp các hệ phối
tử có hoạt tính sinh học mạnh như thiosemicacbazon với hệ phối tử có khả năng
điều chỉnh tính chất điện tử, hiệu ứng không gian tốt như NHC có thể đem đến
những bất ngờ thú vị trong quá trình nghiên cứu. Chính vì vậy, chúng tơi chọn đề
tài: “Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và hoạt tính sinh học của phức chất platin
(II) và palađi (II) với carbine dị vòng nitơ trên cơ sở triazole”.

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về carbine dị vòng nitơ (NHC) và phức chất kim loại chuyển
tiếp của NHC
1.1.1. Carbine dị vòng nitơ (NHC)
Carbine là tác nhân trung hòa về điện với ngun tử carbon hóa trị II (Hình
1.1a). Khi nguyên tử carbon hóa trị 2 đó nằm trong hệ vịng có chứa dị tố là nitơ thì
carbine được gọi là carbine dị vịng nitơ (Hình 1.1b). Về mặt lịch sử, carbine dị
vòng nitơ mới được phân lập lần đầu bởi nhóm nghiên cứu của Arduengo vào năm
1991 trong một nghiên cứu được thực hiện đơn giản bởi đam mê khám phá trong
khoa học. Theo đó, khi khử hóa 1,3-diadamantylimidazolin iodua với NaH với sự
có mặt của chất xúc tác anion DMSO thu được chất rắn không màu 1,3diadamantyl-2,3-dihydro-1-H-imidazol-2-ylidene theo sơ đồ 1.1 [4].

Hình 1.1. Cấu trúc điện tử của carbine và carbine dị vòng nitơ.

Sơ đồ 1.1. Tổng hợp carbine dị vòng nitơ.
Sau nghiên cứu của Arduengo, cũng như nhiều hướng nghiên cứu khác,
NHC gần như bị lãng qn khi có rất ít nghiên cứu được cơng bố theo hướng này
(Hình 1.2). Tuy nhiên, trong một thập kỷ gần đây, các nghiên cứu về NHC và phức
chất của chúng lại được quan tâm trở lại và trở thành một trong những hướng
nghiên cứu được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm khi các phức chất này được phát

2


hiện có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như xúc tác, hợp chất
phát quang, hợp chất có hoạt tính sinh học, ... Thực tế, NHC đã và đang trở thành
một hệ phối tử có vài trị quan trọng nhất trong hóa học phức chất và cơ kim. Sự
thành cơng này có thể được giải thích bởi khả năng điều chỉnh một cách rất linh
hoạt về tính chất điện tử và hiệu ứng không gian của chúng thơng qua việc lựa chọn
phù hợp các nhóm thế hay phần khung carbine của NHC (Hình 1.3).

Hình 1.2. Sự tăng trưởng của các nghiên cứu về NHC theo SciFinder® [16].

3


Hình 1.3. Sự thay đổi nhóm thế và vịng azole trong NHC.
Tổng kết lại, carbine dị vòng nitơ là các phối tử có khả năng cho điện tử
mạnh có thể điều chỉnh tính chất của điện tử và hiệu ứng không gian của NHC một
cách dễ dàng bằng cách thay đổi nhóm thế ˗R và vịng azole.
1.1.2. Phức chất kim loại chuyển tiếp của NHC
Các carbine dị vòng nitơ rất kém bền khi ở trạng thái tự do và do vậy rất khó
phân lập, bảo quản trong điều kiện thường. Tuy nhiên, sau khi tạo phức với kim loại
chuyển tiếp, các carbine được bền hóa, do đó phức chất của NHC tương đối bền và
có thể dễ dàng xử lý trong điều kiện thường. Có nhiều phương pháp tổng hợp phức
chất kim loại chuyển tiếp của NHC, trong đó có ba phương pháp quan trọng là phản
ứng của muối azoli trong bazơ với một số kim loại thích hợp, phản ứng chuyển từ
NHC tự do và phương pháp qua phức chất của bạc với NHC [22][24][41]. Ở cả ba
phương pháp này, phức chất của NHC với kim loại chuyển tiếp đều được phối trí
qua nguyên tử Ccarbine.

4


Sơ đồ 1.2. Phương pháp điều chế phức chất kim loại với NHC.
Các phức chất kim loại với phối tử NHC đang được nghiên cứu rộng rãi nhờ
các ứng dụng của nó trong thực tiễn như xúc tác, hợp chất phát quang cùng với
những ứng dụng trong y học.
Tác giả Mihai S. Viciu đã tổng hợp phức chất carbine [Pd(IPr)Cl2]2 và
nghiên cứu khả năng xúc tác của nó trong các phản ứng của amin có aryl clorua và

bromua. Kết quả cho thấy phản ứng không bị ảnh hưởng bởi oxy và nước, vì vậy,
có thể thực hiện phản ứng amin hóa trong khơng khí và trong các dung mơi khơng
pha loãng. Tác giả L. Boubakri và cộng sự đã tổng hợp thành công chuỗi các phức
chất của palađi với phối tử NHC như ([PdCl2(NHC)2], [PdCl2(L1)(NHC)]
[PdCl2(L2)(NHC)] (Hình 1.4) với L1, L2 lần lượt là pyridine và triphenylphosphine,
sau đó, nghiên cứu khả năng xúc tác của nó cho các phản ứng Sonogashira và
Suzuki–Miyaura giữa arylhalides, phenylacetylene và axit phenylboronic. Các phức
chất này là một trong những xúc tác palađi đầu tiên được báo cáo có hiệu quả cao
trong xúc tác của các phản ứng Sonogashira với chất nền arylchloride [6].

5


Hình 1.4. Phức chất ([PdCl2(L)(NHC)], L = NHC, pyridine và triphenylphosphine.
Giáo sư Mike Organ tại Đại học York, cùng với các đồng nghiệp đã phát
triển một hệ xúc tác của NHC với kim loại palađi (II) bằng cách cho PdCl2 phản
ứng với một phối tử NHC cồng kềnh (IPr) và một phối tử 3-chloropyridine (Hình
1.5). Đây là một trong những chất xúc tác ổn định trong khơng khí và nước, nó có
hoạt tính xúc tác mạnh cho các phản ứng như phản ứng Negishi Couplings, Suzuki
Couplings,

Buchwald-Hartwig

Aminations,

Kumada

Couplings,

Tandem

Methodology, ... Hiện nay, hệ phức chất này đã được thương mại hóa với tên gọi là
PEPSI (Pyridine-Enhanced Precatalyst Preparation Stabilization and Initiation).
Ngoài ứng dụng làm xúc tác, phức chất NHC cũng được chú ý mở rộng
nghiên cứu về hoạt tính sinh học và tính chất phát quang. Một nghiên cứu rất đáng
chú ý là cơng trình gần đây của Che và cộng sự [37]. Trong đó, một dãy phức chất
phát quang của platin (II) với phối tử hỗn hợp carbine dị vòng nitơ và phối tử ba
càng đã được tổng hợp và thử hoạt tính chống ung thư. Kết quả nghiên cứu cho thấy
các phức chất này đều có độc tính cao, ví dụ như phức chất [(6-phenyl-2,2’bipyridine)PtII(N,N’-nBu2NHC)]PF6 (Hình 1.6) cho giá trị IC50 (liều lượng cần thiết
để ức chế 50% sự tăng trưởng của tế bào) là 0.057 và 0.077 μM cho các dịng tế bào
Hela và HepG2, ít gây độc đối với dịng tế bào lành tính của người (CCD-19Lu) với
giá trị IC50=11.6 μM, cao hơn 232 lần so với tế bào Hela. Một điểm rất đáng chú ý
của nghiên cứu này là sự kết hợp giữa tính chất phát quang và hoạt tính sinh học
của phức chất platin (II). Do phức chất [(6-phenyl-2,2’-bipyridine)PtII(N,N’Bu2NHC)]PF6 phát quang mạnh nên có thể theo dõi sự phân bố của thuốc trong cơ

n

thể chuột bằng kính hiển vi huỳnh quang. Kết quả cho thấy phức chất đã xâm nhập

6


qua màng tế bào ung thư và tập trung ở tế bào chất, gây ức chế sự hoạt động của ti
thể và làm chết tế bào [23].

Hình 1.5. Phức chất PEPSI.

Hình 1.6. Phức chất [(6-phenyl-2,2’-bipyridine)PtII(N,N’-nBu2NHC)]PF6.
Trong các nghiên cứu khác, các phức chất NHC của Au(I) và Au(III) đã
được chứng minh là chất chống ung thư tiềm năng, đối với nhiều dẫn xuất có tác

dụng chống đơng máu mạnh, các hoạt động chống vi trùng và ức chế enzim
thioredoxin liên quan đến ung thư. Phức chất Ag(I) với NHC đã được nghiên cứu
nhằm phát triển thuốc kháng khuẩn và chống ung thư với kết quả rất hứa hẹn. Ngồi
ra, cũng có những nghiên cứu chỉ ra rằng phức chất của NHC với Pd(II) hoặc các
kim loại chuyển tiếp khác cũng có tính chất sinh học quý, chứng minh tiềm năng trị
liệu cao của chúng.
Khả năng chống di căn của phức chất mono NHC và bis – NHC carbine
của Pd(II) đã được Panda, Ghosh và các cộng sự công bố trên “The Royal Society
of Chemistry 2012”. Trong đó, Pd(II) – bis – NHC là một chất ức chế hiệu quả sự
gia tăng các tế bào ung thư gấp 2- 20 lần so với DDP.

7


(1)

(2)

Hình 1.7. Cấu tạo của phức chất mono – NHC (1) và phức bis – NHC (2).
1.2. Giới thiệu chung về platin và palađi
1.2.1. Platin
Platin là một kim loại chuyển tiếp quý hiếm, màu xám trắng, đặc dẻo và dễ
uốn. Tên platin bắt nguồn từ thuật ngữ tiếng Tây Ban Nha “platina del Pinto”, nghĩa
đen là "sắc hơi óng ánh bạc của sơng Pinto". Mặc dù nó có sáu đồng vị tự nhiên,
nhưng platin vẫn là một trong những nguyên tố hiếm nhất trong lớp vỏ Trái Đất với
mật độ phân bố trung bình khoảng 0.005 mg/kg. Platin thuộc nhóm VIIIB, có tính
trơ, rất ít bị ăn mịn, thậm chí ở nhiệt độ cao, vì vậy nó được xem là một kim loại
quý.
Platin có số oxy hóa phổ biến nhất là +2 và +4, các số oxy hóa +1 và +3 ít
phổ biến hơn. Pt(II) là một axit mềm nên nó có ái lực lớn đối với lưu huỳnh, ví dụ

lưu huỳnh trong dimethyl sulfoxid (DMSO), tạo thành một số phức chất DMSO tùy
theo dung môi phản ứng. Tinh thể phức chất với số phối trí 4 của platin (II) có dạng
hình vng phẳng, trong đó Pt đạt 16 electron hóa trị.
Platin được sử dụng làm chất xúc tác, trang thiết bị phịng thí nghiệm, thiết bị
điện báo, các điện cực, nhiệt kế điện trở bạch kim, thiết bị nha khoa, và đồ trang
sức. Vì là một kim loại nặng nên khi tiếp xúc với muối của nó sẽ ảnh hưởng không
tốt đối với sức khỏe nhưng do khả năng chống ăn mịn nên nó ít độc hại hơn so với
các kim loại khác.
Khả năng tạo phức của platin (II): Ion Pt2+ có cấu hình electron là [Xe]
4f145d8. Hầu hết các phức chất của platin (II) đều là các phức chất vuông phẳng.
Cisplatin và oxaliplatin là những phức chất của platin phổ biến và hiệu quả nhất
trong hóa trị và điều trị bệnh ung thư hiện nay. Các phức hợp này phần lớn có cấu
hình d8 vng phẳng, một số ít có cấu hình tứ diện.

8


Hình 1.8. Một số phức chất của platin (II).
1.2.2. Palađi
Palađi là một kim loại hiếm màu trắng bạc và bóng, mềm, được William
Hyde Wollaston phát hiện năm 1803. Ông cũng là người đặt tên cho nó là
“palladium”, theo tên gọi của Pallas. Palađi là kim loại có điểm nóng chảy thấp nhất
và nhẹ nhất trong số các kim loại quý.
Các trạng thái oxi hóa phổ biến của palađi là 0, +1, +2 và +4. Palađi hòa tan
chậm trong axit sulfuric, axit nitric và axit clohiđric. Palađi chống xỉn màu tốt, dẫn
điện ổn định, khả năng chống ăn mịn hóa học cao, chịu nhiệt tốt.
Palađi được ứng dụng rộng rãi trong thực tế như làm xúc tác trong các phản
ứng hữu cơ, sử dụng trong nha khoa, chế tạo đồng hồ, các que thử đường trong
máu, trong bugi tàu bay và để sản xuất các dụng cụ phẫu thuật và các tiếp điểm
điện. Ngoài ra, palađi được sử dụng làm chất lưu trữ hiệu quả và an toàn cho hiđro

và các đồng vị của hiđro do nó có thể hấp thụ hiđro tới 900 lần thể tích của nó.
Khả năng tạo phức của palađi (II): Ion Pd2+ có cấu hình electron [Kr] 4d8,
bền trong mơi trường nước, dung dịch lỗng có màu vàng, dung dịch đặc hơn có
màu vàng sẫm đến nâu. Pd2+ có khả năng tạo phức với hầu hết các phối tử như Cl-,
I-, SCN-, CN-, … cũng như các ion kim loại nhóm d khác. Phức chất của Pd(II) chủ
yếu tồn tại ở dạng vuông phẳng, chẳng hạn như [Pd(NH3)4]2+, [Pd(NH3)2Cl2],
[PdCl2]n, [Pd(CN)4]2, … Trong một số trường hợp đặc biệt, phức chất Pd(II) có thể
tồn tại ở dạng bát diện như [Pd(diars)2I2], hoặc lưỡng chóp tam giác như
[Pd(diars)2Cl]+. Tương tự Pt(II), các phức chất của Pd(II) cũng có hoạt tính ức chế
tế bào ung thư, tuy nhiên hoạt tính của phức chất Pd(II) thường thấp hơn những
phức chất tương ứng của Pt(II).

9


Hình 1.9. Một số phức chất của palađi.
1.3. Một số phương pháp vật lý nghiên cứu cấu trúc phối tử và phức chất
1.3.1. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân
Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân là một trong những phương pháp
hiện đại được ứng dụng để xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ. Phổ cộng
hưởng từ hạt nhân 1H và 13C có thể được sử dụng độc lập hoặc kết hợp với nhau để
xác định cấu tạo hóa học của hợp chất hữu cơ, cũng như các hợp chất của
thiosemicacbazon và phức chất của chúng.
Phổ cộng hưởng từ proton 1H cho biết số loại proton có trong phân tử. Chất
chuẩn trong phổ cộng hưởng từ proton thường sử dụng là TMS (tetramethylsilan)
và độ dịch chuyển hóa học của proton trong TMS được qui ước là 0 ppm. Sự tương
tác của các proton xung quanh sẽ gây ra sự tách vạch cho trường hợp phổ bậc nhất
tuân theo quy tắc (n+1): singlet, doublet, triplet, quartet, ...
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
Trong phổ cộng hưởng từ hạt nhân

13
13

C cho các tín hiệu của các loại của carbon.

C ở những dạng thường như

13

C – CPD hay

DEPT, tương tác spin – spin, C – C hay C – H đã được khử, nên khơng có sự tách
vạch như trong phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton [1][2].
Dung môi dùng trong phổ cộng hưởng từ hạt nhân không được chứa những
hạt nhân có tín hiệu che lấp tín hiệu chính. Thường được sử dụng là các dung mơi
đã bị đơteri hóa như CCl4, CDCl3, CD2Cl2, CD3OD, CD3COCD3, D2O, ... Tuy
nhiên, khơng thể đơteri hóa tuyệt đối nên dung mơi thường cịn chứa một lượng nhỏ
proton, đồng thời cũng có thể chứa cả vết H2O, do hút ẩm. Vì vậy, trên phổ cộng
hưởng từ proton, cùng với những tín hiệu của chất nghiên cứu thường có những tín
hiệu của proton cịn sót của dung mơi và của nước.

10


1.3.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể
Phương pháp nhiễu xạ đơn tinh thể tia X (tia Rơnghen) là phương pháp quan
trọng và hiệu quả nhất trong số các phương pháp vật lí nghiên cứu cấu tạo vì nó cho
phép xác định vị trí của các ngun tử trong tinh thể, tức là có thể xác định độ dài
và góc liên kết trong tinh thể chất.

Phân tích cấu trúc bằng tia X gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn 1 là xác định các
thông số của mạng tinh thể, tính đối xứng của mạng tinh thể và một số dữ kiện khác
có liên quan. Giai đoạn 2 là xác định tọa độ của các nguyên tử trong không gian tinh
thể, độ dài liên kết, góc giữa các liên kết.
Khi nghiên cứu cấu tạo của các phối tử và phức chất bằng phương pháp
nhiều xạ tia X đơn tinh thể sẽ thu được một số thông số như: hệ tinh thể, nhóm đối
xứng khơng gian, số phân tử trong 1 ô mạng cơ sở, thông số mạng, cấu trúc phân tử,
các thơng số về độ dài liên kết và góc liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử. Từ
những thơng số này có thể kết luận được các vị trí phối trí của ngun tử trong phân
tử, dạng hình học của chất nghiên cứu.

11


CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
2.1. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Phức chất platin (II) và palađi (II) với phối tử carbine trên cơ sở 1,2,4triazole.
2.1.2. Nội dung nghiên cứu
-

Tổng hợp các muối 1,2,4-triazolium làm tiền chất carbine.

-

Các muối này có chứa các nhóm thế khác nhau ở vị trí N4. Các muối này

được chia thành 2 nhóm, nhóm chứa nhóm chức bromo và nhóm chức
naphthalimide, đây là tác nhân có thể tương tác trực tiếp với chuỗi xoắn kép ADN
(DNA intercalator)

Sơ đồ 2.1. Tổng hợp một số muối triazolium
-

Tổng hợp phức chất palađi (II) và platin (II) với phối tử carbine từ các tiền

chất trên theo sơ đồ 2.2.

12


Sơ đồ 2.2. Tổng hợp phức chất của platin (II) và palađi (II) với phối tử carbine trên
cơ sở triazole (1,2,4-triazolin-5-ylidene).

Sơ đồ 2.3. Tổng hợp phức chất của platin (II) với phối tử carbine có chứa đầu
tương tác với ADN.
13

Nghiên cứu cấu trúc của các phức chất bằng các phương pháp phổ 1H NMR,

C NMR.
-

Nghiên cứu cấu trúc của phức chất bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn

tinh thể.

13

2.1.3. Phương pháp nghiên cứu
Trong luận văn này, để xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của
phức chất đã tổng hợp được, chúng tôi sử dụng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt
nhân 1H, và phổ 13C NMR.
-

Các điều kiện ghi phổ:
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân của phức chất được ghi trên máy Brucker-500

MHz ở 300K, dung mơi CDCl3 tại Khoa hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội.
Phổ nhiễu xạ tia X đơn tinh thể được ghi trên máy Bruker D8 Quest ở nhiệt
độ 100 K, đối âm cực Mo với bước sóng Kα (λ = 0,71073 Å), tại Bộ mơn Hóa vơ
cơ, Khoa hóa học, ĐHKHTN, ĐHQGHN.
2.2. Thực nghiệm
Tổng hợp Mes-tazy-C3Br·HBr Dung dịch Mes-tazy (374 mg, 2 mmol) trong
MeCN được nhỏ giọt từ từ xuống dung dịch 1,3-dibromopropane (2.1 mL, 20
mmol) trong MeCN đang được đun nóng ở 80 °C. Sau khi nhỏ giọt xong, hỗn hợp
tiếp tục được khuấy đều ở 80 °C trong 2 h. Sau khi kết thúc phản ứng, sử dụng máy
cất quay để loại dung mơi dễ bay hơi, sau đó đietyl ete được thêm vào để kết tủa
muối Mes-tazy-C3Br·HBr. Sản phẩm này được tách bằng phễu lọc thủy tinh xốp rồi
làm khô. Hiệu suất: 95 % (740 mg, 1.9 mmol). Dữ kiện phổ: 1H NMR (500 MHz,
CDCl3): δ 12.05 (s, 1 H, NCHN), 8.37 (s, 1 H, NCHN), 7.05 (s, 2 H, Ar-H), 5.12 (t,
2 H, NCH2), 3.61 (t, 2 H, CH2Br), 2.72 (m, 2 H), 2.35 (s, 3 H, CH3), 2.13 (s, 5 H,
CH3).

13

C{1H} (75.47 MHz, CDCl3): δ 145.2 (NCHN), 143.6 (NCHN), 142.6,

134.3, 130.5, 127.4 (Ar-C), 52.3, 31.7, 29.1, 21.3, 18.2.
Tổng hợp Bn-tazy-C3Br·HBr Muối này được tổng hợp tương tự như Mestazy-C3Br·HBr. Hiệu suất: 89%.
Tổng hợp N-(3-bromopropyl)-1,8-naphthalimide (ntlC3Br). Hỗn hợp chứa
1,8-naphthalimide (200 mg, 1 mmol) và K2CO3 (137 mg, 1 mmol) trong MeCN (5
mL) được khuấy và đun nóng ở 80 °C trong 2 h. Sau đó, một lượng dư 1,3dibromopropane 1 mL (10 mmol) được thêm vào và hỗn hợp tiếp tục được khuấy

14


trong 12 h ở 80 °C. Sau khi kết thúc phản ứng, sản phẩm được tách bằng phương
pháp sắc ký cột silicagel. Sản phẩm thu được là chất rắn màu trắng, hiệu suất 72%
(230 mg).
Tổng hợp Mes-tazy-ntl·HBr Hỗn hợp chứa Mes-tazy 187 mg (1 mmol) và
ntlC3Br (382 mg, 1.2 mmol) trong MeCN (5 mL) được khuấy đều ở 80 ºC trong 12
h. Sau khi kết thúc phản ứng, một lượng dư đietyl ete được thêm vào hỗn hợp để kết
tủa muối Mes-tazy-ntl·HBr. Sản phẩm được tách bằng phương pháp lọc sử dụng
phễu thủy tinh xốp, và rửa băng etyl axetat. Hiệu suất 81% (410 mg). Dữ kiện phổ:
1

H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ 11.82 (s, 1 H, NCHN), 8.56 (d, 3JH–H = 7.3 Hz, 2 H,

Ar–H), 8.33 (s, 1 H, NCHN), 8.22 (d, 3JH–H = 8.2 Hz, 2 H, Ar–H), 7.74 (m, 2 H, Ar–
H), 7.08 (s, 2 H, Ar–H), 4.97 (m, 2 H, NCH2), 4.27 (m, 2 H, NCH2), 2.62 (m, 2 H,
CH2), 2.38 (s, 3 H, CH3), 2.25 (s, 6 H, CH3).
Tổng hợp Bn-tazy-ntl·HBr Muối này được tổng hợp tương tự Mes-tazyntl·HBr từ phản ứng giữa Bn-tazy và ntlC3Br. Hiệu suất 89%. Dữ kiện phổ: 1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ 11.23 (s, 1 H, NCHN), 8.80 (s, 1 H, NCHN), 8.44 (d,
3

JH–H = 7.2 Hz, 2 H, Ar–H), 8.44 (d, 3JH–H = 8.2 Hz, 2 H, Ar–H), 7.66 (m, 2 H, Ar–

H), 7.62 (m, 2 H, Ar–H), 7.36–7.30 (m, 3 H, Ar–H), 5.85 (s, 1 H, Ar–H), 4.58 (m, 2

H, NCH2), 4.16 (m, 2 H, NCH2), 2.43 (m, 2 H, CH2).
Tổng hợp phức chất trans-[PdBr2(Mes-tazy-C3Br)2] (1) Hỗn hợp của Mestazy-C3Br·HBr (390 mg, 1 mmol), PdBr2 (133 mg, 0.5 mmol) and Ag2O (128 mg,
0.55 mmol) trong diclometan (DCM) được khuấy trong 24 h ở nhiệt độ thường. Kết
tủa sau đó được loại bỏ bằng cách lọc qua phễu lọc chứa Celite. Loại dung môi của
dịch lọc thu được bằng máy cất quay chân khơng, sau đó sử dụng cột sắc ký
silicagel để thu được sản phẩm. Hiệu suất 353 mg (80%). Dữ kiện phổ: trans-anti-1:
1

H NMR (500 MHz, CD3CN): δ 8.14 (s, 1 H, NCHN), 7.07 (s, 2 H, Ar-H), 4.84 (t, 2

H, NCH2), 3.23 (t, 2 H, CH2Br), 2.39 (m, 2 H, CH2CH2CH2), 2.37 (s, 3 H, p-CH3),
2.17 (s, 6 H, o-CH3).

13

C{1H} (125.76 MHz, CD3CN): 172.76 (Ccarbine), 145.5

(NCH2N), 140.9, 137.2, 132.9, 130.1 (Ar-C), 52.5 (NCH2), 33.6 (CH2Br), 30.9
(CH2CH2CH2), 21.2 (o-CH3), 19.8 (p-CH3). trans-syn-1: 1H NMR (500 MHz,

15


CD3CN): 8.08 (s, 1 H, NCHN), 6.92 (s, 2 H, Ar-H), 4.85 (t, 2 H, NCH2), 3.60 (t, 2
H, CH2Br), 2.72 (m, 2 H, CH2CH2CH2), 2.46 (s, 3 H, p-CH3), 1.87 (s, 6 H, o-CH3).
13

C{1H} (125.76 MHz, CD3CN): 172.8 (Ccarbine), 145.6 (NCH2N), 140.2, 136.5,

132.5, 130.1 (Ar-C), 52.4 (NCH2), 33.9 (CH2Br), 31.5 (CH2CH2CH2), 21.3 (o-CH3),

19.5 (p-CH3).
Tổng hợp phức chất trans-[PtBr2(Mes-tazy-C3Br)2] (2) Phức chất 2 được
tổng hợp tương tự như phức chất 1, đi từ Mes-tazy-C3Br·HBr (390 mg, 1 mmol),
PtBr2 (178 mg, 0.5 mmol) and Ag2O (128 mg, 0.55 mmol). Hiệu suất: 380 mg
(78%). Dữ kiện phổ: trans-anti-2 1H NMR (500 MHz, CD3CN): δ 7.78 (s, 1 H,
NCHN), 7.02 (s, 2 H, Ar–H), 4.56 (t, 2 H, NCH2), 3.20 (t, 2 H, CH2Br), 2.46 (m, 2
H, CH2CH2CH2), 2.38 (s, 3 H, CH3), 2.22 (s, 6 H, CH3). trans-anti-2 δ 7.73 (s, 1 H,
NCHN), 6.86 (s, 2 H, Ar–H), 4.92 (t, 2 H, NCH2), 3.57 (t, 2 H, CH2Br), 2.77
(quint., 2 H, CH2CH2CH2), 2.46 (s, 3 H, CH3), 1.91 (s, 6 H, CH3).
Tổng hợp phức chất cis-[PtCl2(DMSO)(Mes-tazy-ntl)] (3a) Trong bình cầu
thứ nhất, hỗn hợp của Mes-tazy-ntl·HBr (250 mg, 0.5 mmol) được khuấy với Ag2O
(64 mg, 0.28 mmol) trong điclometan (DCM) được khuấy trong 12 h. Ở bình cầu
thứ 2, K2PtCl4 (208 mg, 0.5 mmol) trong DMSO (0.5 mL) được khuấy trong 12 h.
Sau thời gian trên, hỗn hợp từ bình cấu thứ nhất được chuyển qua bình cầu thứ hai
và tiếp tục khuấy trong 24 h. Kết tủa sinh ra sau đó được loại bỏ bằng cách lọc qua
phễu lọc chứa Celite. Dung môi dễ bay hơi trong dịch lọc được loại bỏ bằng phương
pháp cất quay. Nước cất (20 mL) sau đó được thêm vào để kết tủa phức chất từ
dung dịch của nó trong DMSO. Lọc lấy phức chất, sau đó tinh chế bằng cột sắc ký
silicagel. Hiệu suất: 275 mg (72%). 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.59 (d, 2 H, Ar–
H), 8.21 (d, 2 H, Ar–H), 7.96 (s, 1 H, NCHN), 7.74 (t, 2 H, Ar–H), 7.09 (s, 1 H, Ar–
H), 6.98 (s, 1 H, Ar–H), 5.13–5.10 (m, 1 H, NCHH), 4.75 – 4.68 (m, 1 H, NCHH),
4.38 (t, 2 H, NCH2), 3.53 (s, 3 H, CH3), 2.75 (s, 3 H, CH3), 2.65–2.57 (m, 1 H,
CHH), 2.56–2.50 (m, 1 H, CHH), 2.38 (s, 3 H, CH3), 2.35 (s, 3 H, CH3), 2.06 (s, 3
H, CH3).

13

C NMR (126.7 MHz, CDCl3) δ 164.4 (Ccarbine), 150.6 (NCN), 143.8,

140.7, 137.2, 135.8, 134.3, 131.8, 131.5, 130.7, 130.6, 129.4, 128.4, 127.1, 122.7

16