MỞ ĐẦU Một trong những phương hướng phát triển của hóa học hiện dai là nghiên cúu vai trò của các kim loại đốt vói sự sống. Người ta đã xác định được rằng nhiều quá trình quan trọng xảy ra trong co thể (tổng hợp chất, chuyển nhóm, oxi hóa-khủ.) được xúc tác bói các enzừn chúa kim loại (metaloenzim). Trong các metaloenzim này các nguyên tử kim loại thường nằm ở các trung tâm hoạt động mà bản chất là các phúc chất của kim loại với các phối tử nhiều chúc, nhiều càng, có khả năng tạo thành các hệ vòng lún (macrocycle) phúc tạp. Vi vậy người ta tiến hành rộng rãi việc tổng hợp và nghiên cứu cấu tạo của các phúc chất của các kim loại, đặc biệt la kim loại của sự sống vói các phối tử chúa những bộ nguyên tỉ cho khác nhau và tạo thành vdi các ion kim loại những phúc chất vòng càng phúc tạp.
Trong số các phốt it loại này người ta đặc biệt lưu ý đến các dẫn xuất của thiosemicacbazit - các thiosemicacbazon. Những nghiên cúu gần đây cho thấy rằng các thiosemicacbazon có thể thể hiện các dung lượng phối trí khác nhau, phối trí vói các ion kim loại theo các kiểu khác nhau, và đặc biệt có nguyên tử lưu huỳnh có thể tham gia phối trí. Một tính chất quá khác của thiosemicacbazit và các thiosemicacbazon là chúng có thể tham gia các "phản ting trên khuôn" (template reactions), loại phản ứng được xem là rất quan trọng trong sự tạo thành các trung tâm hoạt động của các metaloenzim. Su quan tâm nghiên cứu các phúc chất trên cd sở thiosemicacbazit còn được thúc đẩy bỏi hoạt tinh sinh học của các phối tit này.
Trên co sé nhuing điều da trình bày ỏ trên, để góp phần vào việc nghiên cứu phúc chất của các thiosemicacbazon, trong luận án này 6 mục III.2 chúng tôi tổng hợp và nghiên cúu hệ thống phổ hap thụ electron của các phúc chất của Co(II), Co(II), Ni(II) va Cu(II) vdi các thiosemicacbazon của salixilaldehit, isatin và axetylaxeton.3 chúng tôi nghiên cúu phổ hấp thụ hồng ngoại của các phúc chất thu được. Kết quả thu được ỏ các mục này cho phép xác định cấu hình hình học của các phân tử phúc chất, cách phối trí của các phân từ phối nt. Các kết quả nghiên cứu phổ hấp thụ hồng ngoại còn cho phép chinh xác hóa một số dai hấp thu của các nhóm chúc chủ yếu trong phân nt phốt ut. Trong mục III.4 chúng tôi nghiên củu việc tổng hợp các phúc chất của Mo ở các mức oxi hóa III, V và VI vói thiosemicacbazit.
Việc chọn Mo làm đối tợng nghiên cứu xuất phát từ chỗ Mo là kim loại 4d duy nhất có mặt trong co thể và có vai trò rất quan trọng đốt vdi sự sống. Mặt khác, các phúc chất của Mo với các phối tử trên cơ sở thiosemicacbazit hau như chưa được nghiên cúu. Chúng tôi dda tìm được phương pháp tổng hợp các phúc chất của thiosemicacbazit và Mo 6 các mức oxi hóa khác nhau, sử dụng những kết quả nghiên cúu quang phổ ở các mục III.3 cùng các kết quả khác da xác định được cấu tạo của các sản phẩm thu được. ở đây chúng tôi đã phát hiện ra khả năng tổng hợp các phúc chất của Mo(V1) có hệ vòng lớn với phối tử 4 càng trên cơ sở thiosemicacbazit vdi bộ nguyên tử cho ONNO bằng phản ting trên khuôn.
Trong mục III.5 chúng tôi đã thử hoạt tính kháng khuẩn của thiosemicacbazit, một số thiosemicacbazon và một số phúc chất đại điện. Chúng tôi cũng đã thăm do khả năng úc chế sự phát triển của ung thư của hai phúc chất điển hình. Những nghiên cúu này nhằm thăm dò khả năng ứng dung của các phức chất trên co sở thiosemicacbazit trong y học và mỏ đường cho việc tiếp cận vdi Hóa sinh vô co. Chúng tôi hy vọng rằng, tất cả các kết quả được trình bày chỉ tiết trong phần thực nghiệm và kết luận của luận án sẽ đóng góp phần nhỏ vào lĩnh vực nghiên cứu phúc chất của các kim loại chuyển tiếp với các phốt tt có hoạt tính sinh học trên cd sở thiosemicacbazit.
THIOSEMICACBAZIT VÀ DẪN XUẤT CUA NÓ 1. Thiosemicacbazit và thiosemicacbazon Thiosemicacbazit được tổng hợp vào cuối thế kỷ vừa qua [92]. Nó là chất kết tỉnh màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 181 - 183C và có công thức cấu tạo Trong đó các nguyên tử NÓ), NÓ), NÓ), C và S hau như nằm trên một mat phẳng [75, 64]. Trong phân tử thiosemicacbazit liên kết C—S có độ bội nhỏ hon hai, các liên kết C-N@), C—N€) có độ bội lón hon một, còn các liên kết khác gần bằng một [60].
Ö trạng thái rắn nguyên tử lưu huỳnh và nhóm NH, nằm 6 vị trí trans vói nhau. Điện tích hiệu dụng ỏ một số nguyên tử của thiosemicacbazit được xác định trên cơ sỏ các dữ kiện phân tích cấu trúc ron ghen như sau: S(—0,49), NỞ)(—0,19), NỞ)(—0,08), NỞ)(—0,21) và C(+0,32). « Pies Các hợp chất cacbonyl rất phong phú về số lượng va đa dạng về tinh chat đã mỏ ra một gidi hạn rộng để tổng hợp các thiosemicacbazon. Trên thực tế các thiosemicacbazon rất đa dạng.
Chúng là những phối tử có cấu tạo hình học và số lượng các nguyên tử cho rất khác nhau. Phức chất của kim loại chuyển tiếp với thiosemicacbazit Jensen là người đầu tiên tổng hop và nghiên cứu các phức chất của kim loại chuyển tiếp vói thiosemicacbazit [101, 102, 103]. Ông đã tổng hợp và nghiên cứu các phức chất đồng (II), niken và coban (II) và đã chứng minh rằng trong các hop chất này thiosemicacbazit phối trí hai càng qua nguyên tu lưu huỳnh và nito của nhóm hydrazin. Trong quá trình tạo phúc của phân tử thiosemicacbazit có sự chuyển từ cấu hình trans sang cấu hình cis, đồng thời xảy ra sự di chuyển nguyên tử H của nhóm imin sang nguyên tử lưu huỳnh.
HS NH, và nguyên tử hydro này bị thay thé bỏi kim loại, do đó tao thành hop chất nội phúc theo sơ đồ:. Ha H; N¬N N=N ` | “mw || H,N-C- ⁄ Äs~Œ—NH, Sau công trình của Jensen là hàng loạt các thông báo về sự tạo phúc của thiosemicacbazit vói các kim loại chuyển tiếp khác, tuy nhiên mãi tdi năm 60 của thế kỷ này việc nghiên cứu phúc chất của kim loại chuyển tiếp vói thiosemicacbazit mói trỏ thành hệ thống do việc ứng dụng rộng rãi các phương pháp vật lý và hóa lý vào nghiên cứu phức chất [3]. Việc nghiên cứu bằng phương pháp điện thé các phức chất của Ag(I), Hg(II) [66, 90] đã đi đến kết Soe luận rằng,giống như thioure, trong các trường họp này thiosemicacbazit phối tri một càng qua nguyên tử lưu huỳnh. Phức chất của đồng (II) vói thiosemicacbazit đã được nghiên cứu bằng phương pháp từ hóa, phổ hấp thụ electron, phổ hấp thụ hồng ngoại [84].
Các dữ kiện quang phổ cho thấy rằng trong các phức chất Cu(Hth);X; (X: Br~, NO) các gốc axit đều liên kết trực tiếp vdi kim loại và thiosemicacbazit liên kết phối trí với ion trung tam qua các nguyên tử lưu huỳnh và nito của nhóm hydrazin. Do vậy người ta đã gán cho các phức này cấu hình bát diện. Sử dụng phương pháp từ hóa để nghiên cứu các phức chất của niken Ni(Hth);X; các tác giả [118] nhân thấy rằng nếu X~ = Cl”, Br, I~ thì các hop chất là nghịch từ, còn nếu X = CNS”, NO; thì các họp chất là thuận từ. Nhu vậy các phức chất kiểu thứ nhất có cấu tạo vuông phẳng còn các phức chất kiểu thứ hai có cấu tạo bát diện.
Các dữ kiện phổ hồng ngoại đã xác nhận sự liên kết trực tiếp của các nhóm CNS và NO: vói nguyên tủ niken trung tâm trong các phúc chất bát diện. Các phúc chất Cr(III) [37], Co(II) và Co(III) [62, 63], Fe(II) [13] voi thiosemicacbazit cũng đã được tổng hop. Việc nghiên cứu phức chat của Fe(II) [13] bằng phương pháp cộng hudng gama xác nhận hop chất có cấu tao bát diện lệch [Fe(NCS);(Hth); ] và thiosemicacbazit liên kết vói nguyên tử trung tâm qua các nguyên tử S và N của nhóm hydrazin. Những chứng minh trực tiếp sự phối trí của thiosemicacbazit bằng phương pháp phân tích cấu trúc ronghen đã xác nhận rang 6 trạng thái rắn thiosemicacbazit tồn tại 6 dang trans [75, 86].
Cấu hình trans của phân tử được bảo toàn trong các phức chất của Ag(I), Hg(1I) [§3, 90], và trong phức chất hỗn hợp vói dioximin của Co(III) [11],6 đây, thiosemicacbazit xu sự như một phối tử một càng và liên kết được thực hiện qua nguyên tử lưu huỳnh. Dữ kiện phân tích cấu tric ronghen cũng xác nhận rằng trong các phức chất của kẻm [82] va niken [81, 97, 118] thiosemicacbazit là phối tử hai càng, liên kết vói ion trung tâm qua các nguyên tu S và N của nhóm hydrazin. Trong các phức chất này eek khoảng cách giữa các nguyên tử NỞ) và C ngắn hơn trong phối tử tự do, chứng tỏ sự tạo thành liên kết đối C = N®), do việc di chuyển nguyên tử hydro từ N@) sang S trong quá trình tạo phức. Những điều trình bày ở trên cho thấy thiosemicacbazit thường có xu hướng thể hiện dung lượng phối trí bằng 2 và liên kết được thực hiện qua các nguyên tử S và N của nhóm hydrazin.
Để thực hiện sự phối trí kiểu này cần phải tiêu tốn năng lượng cho quá trình chuyển phân tử từ cấu hình trans sang cấu hình cis và di chuyển nguyên tử hydro từ nguyên tử NÓ sang nguyên tử S. Năng lượng này có thể được bù trừ bỏi năng lượng dư ra do việc tạo thêm một liên kết và hiệu ứng đóng vòng. Phức chất của kim loại chuyển tiếp với các thiosemicacbazon Hóa học phức chất của kim loại chuyển tiếp vói thiosemicacbazon bắt đầu phát triển mạnh sau khi Domagk nhận thấy hoạt tính chống vi khuẩn của một số thiosemicacbazon [85]. Để làm sáng tỏ co chế tác dụng ấy của các thiosemicacbazon người ta đã tổng họp các phức chat của chúng vói các ion kim loại và thử hoạt tính diệt khuẩn của các hợp chất tổng hợp được.
Sự quan tâm nhiều tdi phức chất của các thiosemicacbazon còn xuất phát từ chỗ các hợp chất cacbonyl rất đa dạng và phong phú, cho phép thay đổi trong một giói hạn rộng bản chất các nhóm chúc, cũng như cấu tạo hình học và tính chất của các thiosemicacbazon, và điều đó lại tạo điều kiện để tổng họp định hướng các phức chất của kim loại. Tùy thuộc vào số lượng nhóm tạo vòng trong các phân tủ thiosemicacbazon người ta có thể chia chúng thành các loại hai càng, ba càng và bốn càng. Cũng như thiosemicacbazit, các thiosemicacbazon có khuynh hướng thể hiện dung lượng phối trí cực đại. Trong một số ít trường hợp.
do khó khăn về hóa lập thé hay do những nguyên nhân khác, các thiosemicacbazon mdi thể hiện là phối tử một càng,chẳng hạn trong các phúc hỗn hợp của đioximin Co(qH): [CoX(DH);L] và [Co(DH);L;]X [11] (L là thiosemicacbazon salixilandehit).