Tổng Hợp Và Nghiên Cứu Cấu Trúc Của Phức Chất Kim Loại Chuyển Tiếp Với Phối Tử Đithiocacbamat

• Tác giả: Lầu Mai Trang
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Hải
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Cấu Trúc Phức Chất Kim Loại Chuyển Tiếp Với Phối Tử Đithiocacbamat
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu về đithiocacbamat và phức chất của đithiocacbamat
• 1.2. Hóa học phức chất của đithiocacbamat
• 1.3. Hợp chất đa vòng thơm PAH, antraxen và phức chất của chúng
• 1.3.1. Giới thiệu về hợp chất đa vòng thơm PAH
• 1.3.2. Giới thiệu về antraxen
• 1.3.3. Hóa học phức chất của PAH và antraxen
• 1.4. Đối tượng, mục đích, nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Mục đích và nội dung nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Dụng cụ và hóa chất
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp phổ hồng ngoại (IR)
• 2.2.2. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR
• 2.2.3. Phương pháp phổ khối lượng (MS)
• 2.2.4. Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể
• 2.3. Tổng hợp AnR
• 2.3.1. Tổng hợp AnBut
• 2.3.2. Tổng hợp AnHex
• 2.3.3. Tổng hợp AnOct
• 2.4. Tổng hợp phức chất
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tổng hợp và nghiên cứu AnR
• 3.2. Tổng hợp các AnR
• 3.3. Nghiên cứu các AnR bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR)
• 3.4. Nghiên cứu các AnR bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR
• 3.5. Tổng hợp và nghiên cứu các phức chất
• 3.5.1. Tổng hợp phức chất
• 3.5.2. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR)
• 3.5.3. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR
• 3.5.4. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ khối lượng (ESI+MS)
• 3.5.5. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
• TÀI LIỆU TIẾNG ANH

I. Tổng Quan Về Phức Chất Kim Loại Chuyển Tiếp Dithiocacbamat

Phức chất của dithiocacbamat đang thu hút sự quan tâm lớn của giới khoa học toàn cầu. Các nghiên cứu tập trung vào thành phần, kiểu phối trí và cấu trúc của chúng. Phức chất này, đặc biệt là với kim loại chuyển tiếp, có nhiều ứng dụng quan trọng như tính dẫn truyền, tính từ, khả năng quang học, lưu hóa cao su, luyện kim, y học và nông nghiệp. Chúng còn là tiền chất để điều chế sunfua kim loại và vật liệu nano. Theo tài liệu gốc, các phức chất này có khả năng bền hóa nhiều trạng thái oxy hóa của kim loại. Điều này mở ra tiềm năng lớn trong việc phát triển các ứng dụng mới, đặc biệt trong lĩnh vực vật liệu và xúc tác. Các nghiên cứu gần đây đã chứng minh tiềm năng ứng dụng của chúng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

1.1. Giới Thiệu Chi Tiết Về Phối Tử Dithiocacbamat

Dithiocacbamat là một nhóm chức quan trọng trong hóa học hữu cơ, tương tự như cacbamin. Điểm khác biệt là hai nguyên tử oxy được thay thế bằng lưu huỳnh. Cấu trúc của hợp chất dithiocacbamat bao gồm các dạng cộng hưởng thông qua liên kết π của nhóm amin, làm ngắn liên kết C-N và tạo ra tính chất liên kết đôi. Phối tử này linh hoạt, có khả năng tạo phức với nhiều kim loại và bền hóa nhiều trạng thái oxy hóa. Nguyên tử lưu huỳnh có đặc tính σ cho và π nhận, cùng với dòng electron không liên kết từ N, làm tăng khả năng cho electron và bền hóa số oxy hóa cao của kim loại.

1.2. Ứng Dụng Đa Dạng Của Phức Chất Dithiocacbamat

Phức chất của dithiocacbamat đã được nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực, bao gồm vật liệu nano, dược phẩm phóng xạ chứa tecneti, và các hợp chất chống oxy hóa. Chúng có ứng dụng trong y học, như điều trị nhiễm trùng vi khuẩn, nấm và AIDS. Sự phân hủy nhiệt của phức chất kim loại như Co(II), Zn(II), Cd(II) tạo ra sunfua kim loại dạng nano. Các nghiên cứu gần đây đã tập trung vào khả năng ức chế khuẩn gram âm và gram dương, cũng như một số loại nấm của phối tử dithiocacbamat.

II. Thách Thức Nghiên Cứu Cấu Trúc Phức Chất Kim Loại Chuyển Tiếp

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc nghiên cứu cấu trúc phức chất của kim loại chuyển tiếp với phối tử dithiocacbamat vẫn đối mặt với nhiều thách thức. Sự phức tạp trong cấu trúc phân tử, tính chất hóa học đa dạng và khả năng tạo ra nhiều dạng phức khác nhau đòi hỏi các phương pháp nghiên cứu hiện đại và kỹ thuật phân tích chuyên sâu. Theo tài liệu, việc kiểm soát hình học của phức chất và định hướng các ion kim loại là một vấn đề quan trọng. Ngoài ra, việc tổng hợp và tinh chế các phức chất này cũng đòi hỏi điều kiện nghiêm ngặt và quy trình phức tạp.

2.1. Khó Khăn Trong Tổng Hợp Phức Chất Dithiocacbamat

Việc tổng hợp phức chất dithiocacbamat đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ các điều kiện phản ứng, bao gồm nhiệt độ, dung môi và tỷ lệ mol của các chất phản ứng. Sự hình thành các sản phẩm phụ và khả năng tạo ra nhiều dạng phức khác nhau làm cho quá trình tinh chế trở nên khó khăn. Theo tài liệu gốc, việc gắn thêm các nhóm thế chứa dị tố như N, S, O vào dẫn xuất của dithiocacbamat có thể tạo ra các phức chất phong phú hơn, nhưng cũng làm tăng độ phức tạp của quá trình tổng hợp.

2.2. Phân Tích Cấu Trúc Phức Tạp Của Phức Chất Kim Loại

Việc xác định cấu trúc phức chất của kim loại chuyển tiếp đòi hỏi các phương pháp phân tích hiện đại như phương pháp nhiễu xạ tia X, phổ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và phổ khối lượng (MS). Tuy nhiên, việc giải mã cấu trúc từ dữ liệu phổ có thể gặp nhiều khó khăn do sự phức tạp của phân tử và khả năng tồn tại nhiều đồng phân. Theo tài liệu, việc sử dụng các phần mềm chuyên dụng như SHELXS-97 là cần thiết để tính toán và tối ưu hóa cấu trúc.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Cấu Trúc Phức Chất Kim Loại Chuyển Tiếp

Để vượt qua những thách thức trên, các nhà nghiên cứu đã phát triển và áp dụng nhiều phương pháp nghiên cứu hiện đại. Các phương pháp này bao gồm tổng hợp các phối tử và phức chất, phân tích cấu trúc bằng các kỹ thuật phổ nghiệm, và nghiên cứu tính chất của các phức chất. Theo tài liệu gốc, việc kết hợp nhiều phương pháp phân tích khác nhau là cần thiết để có được cái nhìn toàn diện về cấu trúc và tính chất của phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử dithiocacbamat.

3.1. Tổng Hợp Phối Tử Dithiocacbamat và Phức Chất Kim Loại

Quá trình tổng hợp bắt đầu bằng việc điều chế các phối tử dithiocacbamat từ các amin và cacbon đisunfua. Sau đó, các phối tử này được sử dụng để tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp như Ni2+ và Zn2+. Theo tài liệu, quy trình tổng hợp đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ các điều kiện phản ứng để đảm bảo hiệu suất cao và độ tinh khiết của sản phẩm.

3.2. Phân Tích Cấu Trúc Bằng Phương Pháp Phổ Nghiệm

Các kỹ thuật phổ nghiệm như phổ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và phổ khối lượng (MS) được sử dụng để xác định thành phần và cấu trúc của các phối tử và phức chất. Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc ba chiều của phức chất. Theo tài liệu, việc phân tích dữ liệu phổ nghiệm đòi hỏi kiến thức chuyên sâu và kinh nghiệm để giải mã các tín hiệu và xác định cấu trúc phân tử.

3.3. Nghiên Cứu Tính Chất Vật Lý và Hóa Học

Ngoài việc xác định cấu trúc, các nhà nghiên cứu còn quan tâm đến việc nghiên cứu các tính chất vật lý và hóa học của phức chất kim loại chuyển tiếp. Các tính chất này bao gồm tính dẫn điện, tính từ, khả năng phát quang và hoạt tính xúc tác. Theo tài liệu, việc nghiên cứu tính chất của phức chất có thể giúp mở ra các ứng dụng mới trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Phức Chất Kim Loại Chuyển Tiếp

Phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử dithiocacbamat có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực khác nhau. Chúng được sử dụng làm chất xúc tác trong các phản ứng hóa học, làm vật liệu phát quang trong các thiết bị điện tử, và làm chất chống oxy hóa trong các sản phẩm y tế và nông nghiệp. Theo tài liệu gốc, các phức chất này còn có tiềm năng ứng dụng trong việc điều trị ung thư và các bệnh nhiễm trùng.

4.1. Ứng Dụng Trong Xúc Tác Hóa Học

Phức chất kim loại chuyển tiếp có khả năng xúc tác nhiều phản ứng hóa học quan trọng, bao gồm phản ứng oxy hóa, phản ứng khử và phản ứng trùng hợp. Phối tử dithiocacbamat có thể điều chỉnh tính chất xúc tác của kim loại, giúp tăng hiệu suất và độ chọn lọc của phản ứng. Theo tài liệu, các phức chất này có thể được sử dụng để phát triển các quy trình xúc tác xanh và bền vững.

4.2. Ứng Dụng Trong Vật Liệu Phát Quang

Một số phức chất kim loại chuyển tiếp có khả năng phát quang mạnh, làm cho chúng trở thành vật liệu lý tưởng cho các thiết bị điện tử như đèn LED và màn hình hiển thị. Phối tử dithiocacbamat có thể điều chỉnh màu sắc và cường độ phát quang của phức chất, giúp tạo ra các vật liệu phát quang đa dạng và hiệu quả. Theo tài liệu, các phức chất này có thể được sử dụng để phát triển các thiết bị phát quang tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường.

4.3. Ứng Dụng Trong Y Học và Nông Nghiệp

Phức chất kim loại chuyển tiếp có hoạt tính sinh học đa dạng, bao gồm khả năng kháng khuẩn, kháng nấm và chống oxy hóa. Chúng có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới và các sản phẩm bảo vệ thực vật an toàn và hiệu quả. Theo tài liệu, các phức chất này có tiềm năng ứng dụng trong việc điều trị các bệnh nhiễm trùng và các bệnh liên quan đến stress oxy hóa.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Phức Chất

Nghiên cứu về phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử dithiocacbamat đã đạt được nhiều tiến bộ đáng kể trong những năm gần đây. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần được giải quyết và nhiều tiềm năng chưa được khai thác. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục tập trung vào việc phát triển các phương pháp tổng hợp mới, nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc và tính chất của phức chất, và mở rộng các ứng dụng của chúng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Theo tài liệu gốc, việc kết hợp các phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm là cần thiết để có được cái nhìn toàn diện về phức chất kim loại chuyển tiếp và phối tử dithiocacbamat.

5.1. Hướng Nghiên Cứu Về Vật Liệu Nano và Cảm Biến

Một trong những hướng nghiên cứu tiềm năng là sử dụng phức chất kim loại chuyển tiếp để tạo ra các vật liệu nano có tính chất đặc biệt. Các vật liệu này có thể được sử dụng trong các ứng dụng như cảm biến, xúc tác và lưu trữ năng lượng. Theo tài liệu, việc điều chỉnh kích thước và hình dạng của vật liệu nano có thể giúp tối ưu hóa tính chất của chúng.

5.2. Nghiên Cứu Về Ứng Dụng Trong Y Học và Dược Phẩm

Một hướng nghiên cứu khác là tập trung vào việc phát triển các ứng dụng của phức chất kim loại chuyển tiếp trong y học và dược phẩm. Các phức chất này có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới chống lại ung thư, các bệnh nhiễm trùng và các bệnh thoái hóa thần kinh. Theo tài liệu, việc nghiên cứu cơ chế hoạt động của phức chất có thể giúp tối ưu hóa hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ.

Tổng quan nghiên cứu

Phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử đithiocacbamat là lĩnh vực nghiên cứu đang thu hút sự quan tâm lớn của cộng đồng khoa học toàn cầu do tính ứng dụng đa dạng trong vật liệu nano, y học, luyện kim và cảm biến phát quang. Theo ước tính, các phức chất này có khả năng bền hóa nhiều trạng thái oxy hóa của kim loại, đồng thời thể hiện các tính chất quang học và từ tính đặc biệt. Đặc biệt, antraxen – một hợp chất đa vòng thơm (PAH) điển hình với khả năng phát huỳnh quang mạnh – khi được biến đổi thành các dẫn xuất gắn nhóm thế dị tố, có thể tạo ra các phức chất phong phú với kim loại chuyển tiếp, mở rộng tiềm năng ứng dụng trong cảm biến và vật liệu phát quang.

Luận văn tập trung vào tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc của các phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử đithiocacbamat chứa nhân antraxen, với mục tiêu xác định thành phần phân tử, cấu trúc tinh thể và đặc tính quang học của các phức chất này. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2016-2017 tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, với phạm vi tập trung vào các phức chất của Ni(II) và Zn(II) phối trí với các dẫn xuất antraxen có gốc butyl, hexyl và octyl.

Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc cung cấp dữ liệu cấu trúc chi tiết, làm rõ cơ chế phối trí và ảnh hưởng của các nhóm thế dị tố đến tính chất vật liệu, góp phần phát triển các vật liệu nano sunfua kim loại và vật liệu phát quang ứng dụng trong y tế và môi trường. Các chỉ số như hiệu suất tổng hợp đạt khoảng 70%, độ tan của phức chất trong các dung môi hữu cơ phổ biến và các thông số cấu trúc tinh thể được xác định chính xác bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể, tạo nền tảng vững chắc cho các ứng dụng tiếp theo.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết phối trí kim loại chuyển tiếp và lý thuyết quang học của hợp chất đa vòng thơm (PAH). Phối tử đithiocacbamat được xem là phối tử linh hoạt với khả năng cho electron mạnh nhờ sự cộng hưởng π giữa nguyên tử lưu huỳnh và nitơ, giúp bền hóa các trạng thái oxy hóa cao của kim loại. Lý thuyết này giải thích cơ chế tạo phức và ảnh hưởng của phối tử đến cấu trúc và tính chất của phức chất.

Lý thuyết quang học của PAH tập trung vào hệ liên hợp π mở rộng, ảnh hưởng đến phổ hấp thụ và phát huỳnh quang của các dẫn xuất antraxen. Các khái niệm chính bao gồm: phối tử đithiocacbamat, hợp chất đa vòng thơm (PAH), phát huỳnh quang, phổ hấp thụ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR), phổ khối lượng (MS), và nhiễu xạ tia X đơn tinh thể. Mô hình nghiên cứu tập trung vào mối quan hệ cấu trúc – tính chất của phức chất kim loại chuyển tiếp với phối tử đithiocacbamat chứa nhân antraxen.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thu thập từ các mẫu tổng hợp trong phòng thí nghiệm tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Cỡ mẫu gồm các phức chất Ni(ButĐTC)2, Ni(HexĐTC)2, Ni(OctĐTC)2 và Zn(OctĐTC)2 được tổng hợp từ phối tử AnBut, AnHex, AnOct với các ion Ni2+ và Zn2+. Phương pháp chọn mẫu là tổng hợp có kiểm soát theo quy trình chuẩn, đảm bảo độ tinh khiết và tái lập.

Phân tích cấu trúc và thành phần sử dụng các kỹ thuật phổ hiện đại: phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) để xác định nhóm chức, phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) để quy gán tín hiệu proton, phổ khối lượng (ESI+MS) để xác định khối lượng phân tử và cơ chế phân mảnh, cùng với phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể để xác định cấu trúc tinh thể và các thông số liên kết. Timeline nghiên cứu kéo dài khoảng 12 tháng, từ tổng hợp đến phân tích và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tổng hợp thành công các phối tử AnR (R = Butyl, Hexyl, Octyl) với hiệu suất khoảng 70%. Phổ IR cho thấy không còn tín hiệu C=O và C=N, chứng tỏ phản ứng ngưng tụ và khử hóa đã hoàn tất. Phổ 1H-NMR xác nhận sự biến đổi hóa học với sự biến mất của tín hiệu proton nhóm –CHO ở 11.54 ppm và proton nhóm –NH2, đồng thời xuất hiện các tín hiệu đặc trưng của vòng antraxen và gốc ankyl.

2. Tổng hợp phức chất Ni(ButĐTC)2, Ni(HexĐTC)2, Ni(OctĐTC)2 và Zn(OctĐTC)2 thành công với tinh thể màu vàng (Ni) và trắng (Zn). Tính tan của phức chất Ni trong các dung môi hữu cơ phổ biến như metanol, DCM và DMF là tốt, trong khi phức chất Zn(OctĐTC)2 ít tan hơn. Phổ IR của phức chất cho thấy sự xuất hiện các dải hấp thụ νC-S và νC-N đặc trưng, xác nhận sự hình thành phức chất.

3. Phổ 1H-NMR của phức chất cho thấy sự dịch chuyển hóa học của các proton vòng antraxen về phía trường thấp hơn so với phối tử AnR, đồng thời tín hiệu proton Ha và Hb dịch chuyển rõ rệt do ảnh hưởng của dị tố trong phức chất. Sự thay đổi độ bội và hình dáng tín hiệu proton chứng tỏ ảnh hưởng không gian và điện tử của nhóm –CS2 và vòng ankyl.

4. Phổ khối lượng ESI+MS xác nhận công thức phân tử của phức chất Ni(ButĐTC)2 (C40H40N2NiS4) và Ni(HexĐTC)2 (C44H48N2NiS4) với các tín hiệu ion phân tử proton hóa [M+H]+ tại m/z 736 và 791 tương ứng. Cường độ tương đối của các pic đồng vị phù hợp với tính toán lý thuyết, khẳng định thành phần phân tử và cấu trúc phức chất.

5. Phân tích cấu trúc bằng nhiễu xạ tia X đơn tinh thể cho thấy các phức chất có cấu trúc tinh thể ổn định, với các độ dài liên kết Ni-S khoảng 2.2 Å và góc liên kết phù hợp với mô hình phối trí vuông phẳng. Cấu trúc này hỗ trợ tính bền vững và đặc tính vật liệu của phức chất.

Thảo luận kết quả

Các kết quả cho thấy phối tử đithiocacbamat chứa nhân antraxen có khả năng tạo phức chất bền vững với các ion kim loại chuyển tiếp Ni2+ và Zn2+, đồng thời ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất quang học và cấu trúc tinh thể. Sự dịch chuyển hóa học trong phổ 1H-NMR và sự xuất hiện các dải hấp thụ đặc trưng trong phổ IR minh chứng cho sự phối trí thành công và thay đổi môi trường điện tử quanh kim loại.

So sánh với các nghiên cứu trước đây về phức chất đithiocacbamat chứa alkyl đơn giản, việc sử dụng phối tử chứa nhân antraxen mở rộng hệ liên hợp π, làm tăng khả năng phát huỳnh quang và tiềm năng ứng dụng trong vật liệu phát quang. Kết quả phổ khối lượng và nhiễu xạ tia X cung cấp bằng chứng chắc chắn về cấu trúc phân tử và tinh thể, hỗ trợ cho việc thiết kế các vật liệu mới dựa trên phức chất này.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phổ IR, phổ 1H-NMR so sánh giữa phối tử và phức chất, biểu đồ phổ khối lượng với các pic đồng vị, cùng bảng tổng hợp các thông số cấu trúc tinh thể, giúp minh họa rõ ràng sự khác biệt và tính chất đặc trưng của các phức chất nghiên cứu.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Mở rộng nghiên cứu tổng hợp các phức chất với các kim loại chuyển tiếp khác như Co(II), Cu(II) để đánh giá ảnh hưởng của kim loại đến tính chất quang học và cấu trúc, nhằm tăng cường đa dạng hóa vật liệu. Thời gian thực hiện dự kiến 12-18 tháng, do nhóm nghiên cứu hóa vô cơ thực hiện.

2. Phát triển ứng dụng phức chất trong cảm biến phát quang kim loại nặng và môi trường, tận dụng khả năng phát huỳnh quang của phối tử antraxen. Cần thiết kế thử nghiệm cảm biến với các mẫu môi trường thực tế trong vòng 6-12 tháng, phối hợp với nhóm nghiên cứu vật liệu và môi trường.

3. Nghiên cứu tính ổn định nhiệt và quang học của phức chất trong điều kiện môi trường khác nhau, nhằm đánh giá khả năng ứng dụng trong công nghiệp và y học. Thời gian thực hiện 6 tháng, do nhóm nghiên cứu vật liệu đảm nhận.

4. Ứng dụng kỹ thuật mô phỏng cấu trúc và tính chất điện tử bằng phương pháp tính toán hóa học lượng tử, để dự đoán và thiết kế các phức chất mới có tính chất ưu việt hơn. Thời gian dự kiến 6-9 tháng, phối hợp với nhóm nghiên cứu hóa lý tính.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu hóa vô cơ và vật liệu: Luận văn cung cấp dữ liệu cấu trúc chi tiết và phương pháp tổng hợp phức chất đithiocacbamat chứa nhân antraxen, hỗ trợ phát triển vật liệu nano và vật liệu phát quang.

2. Chuyên gia phát triển cảm biến và vật liệu quang học: Thông tin về tính chất phát huỳnh quang và khả năng phối trí của phức chất giúp thiết kế cảm biến kim loại và vật liệu phát quang hiệu quả.

3. Giảng viên và sinh viên ngành hóa học: Tài liệu tham khảo quý giá về kỹ thuật tổng hợp, phân tích phổ hiện đại và nghiên cứu cấu trúc tinh thể, phục vụ giảng dạy và nghiên cứu khoa học.

4. Doanh nghiệp công nghiệp hóa chất và vật liệu: Cơ sở khoa học để phát triển sản phẩm mới trong lĩnh vực vật liệu nano, vật liệu phát quang và ứng dụng y sinh, góp phần nâng cao giá trị sản phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Phối tử đithiocacbamat là gì và tại sao nó quan trọng trong nghiên cứu phức chất?
   Phối tử đithiocacbamat là nhóm chức có hai nguyên tử lưu huỳnh thay thế nguyên tử oxy trong cacbamat, có khả năng cho electron mạnh và bền hóa các trạng thái oxy hóa cao của kim loại. Điều này giúp tạo phức chất bền vững với tính chất vật liệu đặc biệt.

2. Tại sao chọn antraxen làm nhân phối tử trong nghiên cứu này?
   Antraxen là hợp chất đa vòng thơm có khả năng phát huỳnh quang mạnh và hệ liên hợp π mở rộng, khi gắn vào phối tử đithiocacbamat giúp tăng tính đa dạng cấu trúc và cải thiện tính chất quang học của phức chất.

3. Phương pháp phổ nào được sử dụng để xác định cấu trúc phức chất?
   Các phương pháp phổ chính gồm phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) để xác định nhóm chức, phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) để quy gán tín hiệu proton, phổ khối lượng (ESI+MS) để xác định khối lượng phân tử và cơ chế phân mảnh, cùng với nhiễu xạ tia X đơn tinh thể để xác định cấu trúc tinh thể.

4. Hiệu suất tổng hợp các phối tử AnR đạt được là bao nhiêu?
   Hiệu suất tổng hợp các phối tử AnR đạt khoảng 70%, cho thấy quy trình tổng hợp ổn định và hiệu quả trong điều kiện phòng thí nghiệm.

5. Phức chất Ni(ButĐTC)2 và Ni(HexĐTC)2 có đặc điểm cấu trúc như thế nào?
   Phức chất này có cấu trúc tinh thể vuông phẳng với các liên kết Ni-S dài khoảng 2.2 Å, phối tử đithiocacbamat tạo thành hệ liên hợp π ổn định, ảnh hưởng đến tính chất quang học và hóa học của phức chất.

Kết luận

• Đã tổng hợp thành công các phối tử đithiocacbamat chứa nhân antraxen với hiệu suất khoảng 70%, xác định rõ cấu trúc bằng phổ IR và 1H-NMR.
• Tổng hợp và nghiên cứu các phức chất Ni(II) và Zn(II) với phối tử AnBut, AnHex, AnOct, xác nhận cấu trúc và thành phần bằng phổ khối lượng và nhiễu xạ tia X đơn tinh thể.
• Phức chất thể hiện sự dịch chuyển hóa học đặc trưng trong phổ 1H-NMR và các dải hấp thụ νC-S, νC-N trong phổ IR, chứng tỏ sự phối trí thành công và ảnh hưởng của nhóm thế dị tố.
• Kết quả nghiên cứu mở ra hướng phát triển vật liệu nano sunfua kim loại và vật liệu phát quang ứng dụng trong y tế, môi trường và cảm biến.
• Đề xuất mở rộng nghiên cứu với các kim loại khác, ứng dụng trong cảm biến và mô phỏng cấu trúc để nâng cao tính ứng dụng của phức chất.

Luận văn là tài liệu tham khảo quan trọng cho các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp trong lĩnh vực hóa vô cơ và vật liệu phát quang, đồng thời khuyến khích tiếp tục nghiên cứu phát triển các phức chất mới có tính chất ưu việt hơn.