Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp và thăm dò hoạt tính sinh học của phức chất ptii pdii

Luận án tiến sĩ hóa học nghiên cứu tổng hợp, xác định cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức chất ptii, pdii với phối tử bazo Schiff.

• Tác giả: NCS. Lâm Quang Hải
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Văn Tuyến
• Trường học: Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của phức chất Pt(II) Pd(II) với bazo Schiff
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: Phối tử hữu cơ bazơ Schiff, phức chất kim loại M(II) và ứng dụng
• 1.1. Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và hoạt tính sinh học của phức chất kim loại M(II) với phối tử bazơ Schiff dạng 4 càng N2O2
• 1.2. Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và hoạt tính sinh học của phức chất M(II) với phối tử bazơ Schiff dạng 2 càng NO
• 1.3. Tổng quan phức chất Pt(II) ứng dụng điều trị bệnh ung thư
• 1.4. Tổng quan nghiên cứu phức chất ở Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: Các phương pháp nghiên cứu
• 2.1. Phương pháp tổng hợp và tinh chế sản phẩm
• 2.2. Phương pháp xác định cấu trúc
• 2.3. Phương pháp thử hoạt tính sinh học
• 2.4. Kỹ thuật thực nghiệm
• 2.5. Tổng hợp salicylaldehyde có các nhóm thế tại R3, R5 (phản ứng Reimer–Tiemann)
• 2.6. Tổng hợp phối tử bazơ Schiff 4 càng và phối tử 2 càng
• 2.7. Tổng hợp dãy phối tử 4 càng H2L1, H2L2, H2L3
• 2.8. Tổng hợp dãy phối tử 2 càng HL4
• 2.9. Tổng hợp các phức chất Pt(II) và Pd(II) với phối tử bazơ Schiff
• 2.10. Tổng hợp phức chất với dãy phối tử 4 càng H2L1, H2L2, H2L3
• 2.11. Tổng hợp phức chất với dãy phối tử 2 càng HL4
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu tổng hợp các salicylaldehyde, phối tử và phức chất
• 3.1.1. Nghiên cứu tổng hợp các salicylaldehyde có các nhóm thế tại R3, R5
• 3.1.2. Nghiên cứu tổng hợp phối tử 4 càng và phối tử 2 càng
• 3.1.3. Nghiên cứu tổng hợp phức chất với phối tử 4 càng và phối tử 2 càng
• 3.2. Nghiên cứu cấu trúc phối tử và phức chất bằng phương pháp phổ hồng ngoại
• 3.2.1. Phổ hồng ngoại của dãy phối tử 4 càng và phức chất
• 3.2.2. Phổ hồng ngoại của dãy phối tử 2 càng và phức chất
• 3.3. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phổ khối lượng
• 3.4. Nghiên cứu cấu trúc phức chất bằng phương pháp phổ NMR
• 3.4.1. Nghiên cứu cấu trúc phức chất Pt(II), Pd(II) với dãy phối tử 4 càng H2L1
• 3.4.2. Nghiên cứu cấu trúc phức chất Pt(II), Pd(II) với dãy phối tử 4 càng H2L2
• 3.4.3. Nghiên cứu cấu trúc phức chất Pt(II), Pd(II) với dãy phối tử 4 càng H2L3
• 3.4.4. Nghiên cứu cấu trúc phức chất Pt(II), Pd(II) với dãy phối tử 2 càng HL4
• 3.5. Nghiên cứu hoạt tính sinh học của phối tử và phức chất
• 3.5.1. Hoạt tính kháng vi sinh vật của phối tử và phức chất
• 3.5.2. Khả năng ức chế sự phát triển tế bào ung thư của phức chất
• 3.5.3. Nghiên cứu mối tương quan cấu trúc - hoạt tính sinh học của phức chất
• KẾT LUẬN
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phức chất Pt II Pd II và bazo Schiff

Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của phức chất Pt(II) và Pd(II) với bazo Schiff đang thu hút sự quan tâm lớn trong lĩnh vực hóa học hữu cơ và dược phẩm. Các phức chất này không chỉ có cấu trúc độc đáo mà còn thể hiện nhiều hoạt tính sinh học tiềm năng. Việc tìm hiểu về cấu trúc và tính chất của chúng có thể mở ra hướng đi mới trong việc phát triển thuốc điều trị ung thư.

1.1. Phức chất Pt II và Pd II trong nghiên cứu hóa học

Phức chất Pt(II) và Pd(II) được nghiên cứu rộng rãi nhờ vào tính chất hóa học đặc biệt của chúng. Chúng có khả năng tương tác với các phân tử sinh học, tạo ra các phức hợp có hoạt tính sinh học cao. Nghiên cứu này giúp hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của các phức chất này trong điều trị bệnh.

1.2. Bazo Schiff và vai trò trong tổng hợp phức chất

Bazo Schiff là một loại hợp chất hữu cơ quan trọng trong hóa học. Chúng đóng vai trò như là phối tử trong việc tổng hợp các phức chất kim loại. Việc nghiên cứu bazo Schiff giúp tối ưu hóa quá trình tổng hợp và nâng cao hoạt tính sinh học của các phức chất.

II. Thách thức trong nghiên cứu phức chất Pt II Pd II và bazo Schiff

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nghiên cứu phức chất Pt(II) và Pd(II) với bazo Schiff cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ ổn định của phức chất, khả năng hòa tan và tính chọn lọc trong hoạt tính sinh học cần được giải quyết. Những thách thức này đòi hỏi các phương pháp nghiên cứu mới và sáng tạo.

2.1. Độ ổn định của phức chất và ảnh hưởng đến hoạt tính

Độ ổn định của phức chất là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học. Các phức chất không ổn định có thể phân hủy trước khi phát huy tác dụng, do đó cần nghiên cứu các điều kiện tổng hợp và bảo quản phù hợp.

2.2. Tính chọn lọc trong hoạt tính sinh học của phức chất

Tính chọn lọc của phức chất trong việc ức chế tế bào ung thư là một thách thức lớn. Cần nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác động của chúng để tối ưu hóa hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ.

III. Phương pháp tổng hợp phức chất Pt II Pd II với bazo Schiff

Các phương pháp tổng hợp phức chất Pt(II) và Pd(II) với bazo Schiff thường sử dụng các phản ứng hóa học đơn giản nhưng hiệu quả. Việc lựa chọn đúng phương pháp tổng hợp không chỉ ảnh hưởng đến năng suất mà còn đến chất lượng của phức chất. Các nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc cải tiến quy trình tổng hợp để nâng cao hiệu quả.

3.1. Quy trình tổng hợp phức chất từ bazo Schiff

Quy trình tổng hợp phức chất từ bazo Schiff thường bao gồm các bước như hòa tan, phản ứng và tinh chế. Việc tối ưu hóa từng bước trong quy trình này có thể giúp nâng cao năng suất và chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

3.2. Phương pháp phân tích cấu trúc phức chất

Phân tích cấu trúc phức chất là bước quan trọng để xác định tính chất và hoạt tính sinh học. Các phương pháp như phổ hồng ngoại, NMR và phổ khối lượng thường được sử dụng để xác định cấu trúc và tính chất của phức chất.

IV. Kết quả nghiên cứu hoạt tính sinh học của phức chất

Nghiên cứu hoạt tính sinh học của phức chất Pt(II) và Pd(II) với bazo Schiff cho thấy nhiều kết quả khả quan. Các phức chất này đã thể hiện khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư trong các thử nghiệm in vitro. Những kết quả này mở ra triển vọng cho việc phát triển các loại thuốc mới trong điều trị ung thư.

4.1. Hoạt tính kháng vi sinh vật của phức chất

Các phức chất Pt(II) và Pd(II) cho thấy hoạt tính kháng vi sinh vật đáng kể. Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng chúng có thể ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn và nấm, mở ra hướng đi mới trong việc phát triển thuốc kháng sinh.

4.2. Khả năng ức chế tế bào ung thư của phức chất

Kết quả thử nghiệm cho thấy phức chất có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, đặc biệt là tế bào ung thư vú và phổi. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của các phức chất này trong điều trị ung thư.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu tổng hợp và hoạt tính sinh học của phức chất Pt(II), Pd(II) với bazo Schiff đã mở ra nhiều hướng đi mới trong lĩnh vực hóa học và dược phẩm. Những kết quả đạt được không chỉ có giá trị trong nghiên cứu cơ bản mà còn có thể ứng dụng trong thực tiễn. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều đột phá trong điều trị bệnh ung thư.

5.1. Tương lai của nghiên cứu phức chất trong y học

Nghiên cứu phức chất Pt(II) và Pd(II) với bazo Schiff có thể dẫn đến việc phát triển các loại thuốc mới có hiệu quả cao hơn trong điều trị ung thư. Việc tiếp tục nghiên cứu sẽ giúp tối ưu hóa cấu trúc và hoạt tính của các phức chất này.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc cải tiến quy trình tổng hợp và mở rộng ứng dụng của các phức chất này trong điều trị các bệnh khác. Việc hợp tác giữa các nhà khoa học trong và ngoài nước cũng sẽ thúc đẩy nhanh chóng tiến độ nghiên cứu.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Bệnh ung thư là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế giới với xu hướng gia tăng liên tục. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), mỗi năm có khoảng 7,6 triệu người tử vong do ung thư. Tại Việt Nam, số liệu thống kê ghi nhận hàng năm có khoảng 200 nghìn bệnh nhân mắc mới và 75 nghìn trường hợp tử vong. Phương pháp điều trị bằng thuốc hóa trị hiện nay rất tốn kém và chủ yếu hướng tới ức chế sự phát triển của tế bào ác tính nhằm kéo dài thời gian sống cho người bệnh. Thuốc điều trị thế hệ đầu tiên là cis-platin (cis-[Pt(NH3)2Cl2]) tuy được sử dụng rộng rãi nhưng tồn tại nhược điểm lớn về độc tính cao đối với mô lành và độ tan kém. Việc nghiên cứu các phức chất mới nhằm khắc phục hạn chế trên là yêu cầu cấp thiết của ngành hóa dược và hóa học vô cơ.

Bên cạnh platin, paladi là kim loại chuyển tiếp cùng nhóm có nhiều đặc tính hóa học tương đồng. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về phức chất của paladi(II) và khả năng ứng dụng trong y dược học còn tương đối hạn chế. Xuất phát từ thực tế đó, câu hỏi nghiên cứu trọng tâm được đặt ra: Liệu các phức chất của paladi(II) với phối tử bazơ Schiff có hoạt tính sinh học tương tự như các phức chất của platin hay không? Đồng thời, do phức chất thường tồn tại nhiều dạng đồng phân mang hoạt tính sinh học khác nhau, việc tìm kiếm điều kiện thích hợp để tổng hợp có chọn lọc và xác lập mối tương quan giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học là nhiệm vụ khoa học được tác giả lựa chọn giải quyết.

Luận án tiến sĩ hóa học của tác giả Lâm Quang Hải, thực hiện tại Viện Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, mang tiêu đề: "Nghiên cứu tổng hợp, xác định cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của một số phức chất Pt(II), Pd(II) với phối tử bazơ Schiff". Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài được phân định thành ba nhiệm vụ chính:

1. Tổng hợp các phối tử bazơ Schiff dạng bốn càng N2O2, dạng hai càng NO và các phức chất của platin(II), paladi(II) với các phối tử này.
2. Xác định cấu trúc của các phối tử bazơ Schiff và phức chất tổng hợp được bằng các phương pháp phổ hiện đại gồm phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng (ESI-MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1D và 2D NMR) và đo góc quay cực riêng ([$\alpha$]D).
3. Thăm dò hoạt tính sinh học của một số phối tử và phức chất thu được, bao gồm hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định và đánh giá hoạt tính ức chế sự phát triển của các dòng tế bào ung thư in-vitro, nhằm phát hiện các chất có hoạt tính sinh học làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

Đối tượng nghiên cứu của luận án là các dẫn xuất salicylaldehyde mang nhóm thế tại vị trí R3 và R5, các amine đơn chức và đa chức, các phối tử bazơ Schiff dạng bốn càng diimine N2O2 (dãy H2L1, H2L2, H2L3), phối tử hai càng monoimine NO mang tâm bất đối (dãy HL4), cùng các muối kim loại K2PtCl4 và K2PdCl4 để tạo phức chất của Pt(II) và Pd(II). Phạm vi nghiên cứu về mặt thực nghiệm tổng hợp và phân tích cấu trúc được triển khai tại Viện Hóa học; phép đo năng suất quay cực [$\alpha$]D được thực hiện tại Viện Hóa sinh biển; thử nghiệm hoạt tính sinh học in-vitro tiến hành tại Phòng thử hoạt tính sinh học thuộc Viện Hóa học (Hà Nội, hoàn thành và bảo vệ năm 2017).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án hệ thống hóa các hướng nghiên cứu về phối tử bazơ Schiff và phức chất kim loại chuyển tiếp M(II) từ lịch sử đến thời điểm nghiên cứu:

Phối tử bazơ Schiff (imine) được tác giả Hugo Schiff tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1864 thông qua phản ứng ngưng tụ giữa amine bậc 1 với aldehyde hoặc ketone. Đến năm 1990, phản ứng này được cải tiến bằng phương pháp loại nước kết hợp sử dụng acid Bronsted-Lowry hoặc acid Lewis để hoạt hóa nhóm carbonyl. Về phức chất bazơ Schiff dạng bốn càng N2O2, hướng đi từ dẫn xuất salicylaldehyde và 1,3-propanediamine đã được Beata Cristóvão và cộng sự [63] thực hiện khi tổng hợp phối tử N,N’-bis(5-bromo-3-methoxysalicylidene)propylene-1,3-diamine và phức [Cu(L)]; Seema Yadav và cộng sự [64] tổng hợp phối tử 1-phenyl-1-(2’-hydroxy-4’-methoxy)methylidene-1,3-propanediamine cùng các phức [M(L)] (M = Ni(II), Cu(II), Zn(II)). Tuy nhiên, các kết quả khảo sát đều chỉ ra rằng phức chất của dẫn xuất 1,3-propanediamine hầu như không thể hiện hoạt tính sinh học như kỳ vọng.

Đối với phức chất bazơ Schiff bốn càng đi từ dẫn xuất 1,2-ethylenediamine, Leon Dyers và cộng sự [68] tổng hợp phối tử N,N’-bis(3,5-di-t-pentyl-salicylidene)-1,2-ethylenediamine và tạo phức với Cu(II), Ni(II), Pd(II); phân tích nhiễu xạ tia X đơn tinh thể của phức [CuL] cho thấy các góc liên kết O(1)-Cu(1)-O(1A) = 90,90° và N(1)-Cu(1)-N(1A) = 85,30°. Maria Proetto và cộng sự [72] tổng hợp 10 phức chất Pt(II) từ 1,2-diamino-1,2-diarylethanes với dẫn xuất salicylaldehyde thế fluor (-F) hoặc methoxy (-OCH3). Kết quả thử nghiệm sinh học cho thấy phức [Pt(L10)] mang nguyên tử F tại vị trí 6 của vòng thơm ức chế dòng tế bào ung thư vú MCF-7 với giá trị IC50 = 1,5 µM (thấp hơn cis-platin với IC50 = 1,6 µM), ức chế dòng MDA-MB-231 với IC50 = 1,3 µM, và ức chế dòng ung thư đại tràng HT-29 với IC50 = 2,6 µM (mạnh hơn cis-platin với IC50 = 4,16 µM). Cấu trúc tia X của phức đại diện 14 xác định góc liên kết N(1)-Pt(1)-O(2) = 178,80° và N(2)-Pt(1)-O(1) = 179,10°.

Ở hướng nghiên cứu phức chất với dẫn xuất 1,2-phenylenediamine, các công trình của Ali Hossein Kianfar và cộng sự [75], Khosro Mohammadi [76] (2014), Yan Chen [78] (2015), Lyons và cộng sự [79], Liqin Ding và Zeng Chuet [80], Jie Zhang và cộng sự [81] đã tổng hợp nhiều phối tử salen và phức chất tương ứng với Ni(II), Cu(II), Co(II), Zn(II), Pd(II), Pt(II). Tuy vậy, phần lớn các phức chất đi từ mạch khung thơm 1,2-phenylenediamine không thể hiện hoạt tính sinh học rõ nét. Nghiên cứu thay đổi mạch diamine của Joana Fonseca và cộng sự [82] với 3-methyl-salicylaldehyde, hay Mozaffar Asadi [83] với sodiumsalicylaldehyde-5-sulfonatemonohydrate phản ứng cùng 2-amino-benzylamine tạo phức Na2[Mn(5-SO3-1,2-salben)] ức chế tế bào ung thư bạch cầu K562 với IC50 = 79,10 µg/ml; Elham S. tổng hợp phức Cu(II) kháng E. coli với MIC = 3,0 µM và gây độc tế bào HeLa, MCF-7 với IC50 lần lượt là 14,04 và 19,25 µM.

Đối với phức chất bazơ Schiff dạng hai càng NO: Soleiman Hisaindee và cộng sự [86] chỉ ra các phối tử chứa nhóm -OH hoặc -SH có hoạt tính ức chế vi khuẩn và nấm; da Silva [87] tổng hợp dẫn xuất từ 5-chloro-salicylaldehyde có giá trị MIC kháng E. coli dao động 1,6–5,7 µg/ml; Noor-ul Hasan Khan [88] tổng hợp hai phối tử bất đối (S)-HL và (R)-HL tạo phức Ni(II), Cu(II), Zn(II) có hoạt tính chống oxy hóa; Zhen Li và cộng sự [90] nghiên cứu phức Cu(II), Ni(II) từ phối tử lập thể (R)/(S)-HL1, (R)/(S)-HL2; Alyssa E. Patterson và cộng sự [92] khảo sát 12 phức chất [Pt(Ln)2] trên ba dòng u thần kinh đệm LN18, LN405, Hs683; Mohamed Ramadan và cộng sự [93] công bố phức Cu(II) ức chế dòng ung thư tuyến tiền liệt PC3 với IC50 = 5,95 µM (chất so sánh doxorubicin có IC50 = 8,7 µM); Meiju Niu và cộng sự [95] tổng hợp phức [Cu(L)2] gây độc tế bào HCT-116 (IC50 = 15,55 µM), HL-60 (12,39 µM) và A549 (22,68 µM); V. Kasumov và cộng sự [103] tổng hợp phức Cu(II) từ dẫn xuất fluoroaniline của 3,5-di-tert-butylphenol thể hiện độc tính trên tế bào K562 với IC50 từ 1,12 đến 3,21 µM; Yongming Cui và cộng sự [105] chứng minh phức Cu(II) từ dẫn xuất dihalogen ức chế mạnh enzym jack bean urease type III (IC50 = 1,51–3,52 µM so với acetohydroxamic 62,52 µM).

Về các thuốc phức chất Pt(II) trên thế giới, sau khi Barnett Rosenberg phát hiện hoạt tính của cis-platin vào năm 1969, các thế hệ tiếp theo đã được phê duyệt điều trị gồm carboplatin (1989), oxaliplatin (chứa phối tử DACH 1,2-diaminocyclohexane), nedaplatin (phê duyệt tại Nhật Bản năm 1995), lobaplatin, heptaplatin, cùng các phức đang thử nghiệm như enloplatin, picoplatin, satraplatin. Tại Việt Nam, nhóm nghiên cứu [4] đã tổng hợp 20 phức cis-diamin hỗn tạp của Pt(II), trong đó phức P3 có IC50 = 14,41 µg/ml trên MCF-7, phức P13 và P14 có IC50 từ 3,2–5,08 µg/ml; tác giả [7] tổng hợp 10 phức Pt(II) với thiosemicarbazone; tác giả [8] khảo sát phức chất Pd(thbz)2 đạt IC50 = 0,05 µM trên KB, 0,082 µM trên Hep-G2, 0,383 µM trên Lu và 0,169 µM trên MCF-7; tác giả [11] thử nghiệm 33 phức platin với safrole và quinoline đạt IC50 < 1 µg/ml trên tế bào ung thư SW620.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án xác định là: Phần lớn công trình trong nước chỉ tập trung vào phức chất hai càng phối trí qua tâm nitơ hoặc nitơ-lưu huỳnh (dẫn xuất thiosemicarbazone). Các công trình về phức chất paladi(II) còn hạn chế so với platin(II). Chưa có công trình nào nghiên cứu có hệ thống việc tổng hợp, xác định cấu trúc lập thể và đánh giá tương quan cấu trúc - hoạt tính sinh học đồng thời giữa hai kim loại Pt(II) và Pd(II) với hệ phối tử bazơ Schiff bốn càng N2O2 và hai càng NO mang tâm bất đối quang (R/S), cũng như đánh giá ảnh hưởng của các nhóm thế hút điện tử (halogen F, Cl, Br, I) và đẩy điện tử (alkyl, alkoxy) trên nhân salicylaldehyde.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án xây dựng trên nền tảng lý thuyết hóa học hữu cơ thực nghiệm và hóa học phức chất phối trí:

• Phản ứng Reimer–Tiemann: Quá trình formyl hóa vòng phenol có nhóm thế tại vị trí ortho hoặc para bằng chloroform trong môi trường kiềm mạnh (NaOH), tạo ra các dẫn xuất salicylaldehyde mang nhóm thế mong muốn tại vị trí R3 và R5.
• Phản ứng ngưng tụ tạo liên kết imine (C=N): Phản ứng giữa nhóm aldehyde của các dẫn xuất salicylaldehyde với nhóm amine bậc 1 của các diamine (1,2-ethylenediamine, 1,2-phenylenediamine, cis/trans-1,2-cyclohexanediamine) hoặc monoamine bất đối quang ((R)-/(S)-1-phenylethylamine) để tạo phối tử bazơ Schiff.
• Thuyết tạo phức của ion kim loại chuyển tiếp d8: Phản ứng phối trí giữa ion Pt(II) hoặc Pd(II) với phối tử bốn càng N2O2 hoặc hai phân tử phối tử hai càng NO, trong đó nguyên tử nitơ của nhóm azomethine (-C=N-) cho cặp electron tự do và nguyên tử oxy của nhóm phenolic (-OH) bị tách proton tạo liên kết cộng hóa trị phối trí dạng vuông phẳng.

Quy trình thực nghiệm và kỹ thuật phân tích được tiến hành cụ thể:

• Phân lập và tinh chế: Phản ứng được theo dõi bằng sắc ký lớp mỏng (TLC) trên bản tráng sẵn Silica gel 60 F254 của hãng Merck (độ dày 0,25 mm), phát hiện vết chất dưới đèn tử ngoại bước sóng 254 nm. Tinh chế sản phẩm bằng phương pháp chiết lỏng-lỏng (CH2Cl2 và nước), sắc ký cột pha thường sử dụng chất hấp phụ Silica gel cỡ hạt 0,040–0,063 mm (240–430 mesh) với hệ dung môi giải hấp n-hexane:EtOAc (tỷ lệ 9:1), cô quay chân không và kết tinh lại bằng dung môi thích hợp.
• Xác định cấu trúc phân tử: Phổ hồng ngoại (FT-IR) đo ở dạng viên nén KBr trên máy IMPACT-410 (Nicolet-Carl Zeiss Jena, Đức). Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ghi trên máy Bruker Avance 500 MHz đo phổ một chiều (1H-NMR, 13C-NMR) và phổ tương tác hai chiều (HSQC, HMBC) trong dung môi CDCl3 hoặc DMSO-d6. Phổ khối lượng phun mù điện tử (ESI-MS) đo trên máy 5989B MS Engine của hãng Hewlett Packard. Năng suất quay cực riêng ([$\alpha$]D) của các phối tử và phức chất hai càng quang hoạt được đo tại Viện Hóa sinh biển.
• Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in-vitro: Sử dụng phương pháp MTT (được mô tả bởi Tim Mosman, 1983) trên 4 dòng tế bào ung thư người nhận từ ATCC gồm: KB (CCL-17, ung thư biểu mô biểu bì miệng), Hep-G2 (HB-8065, ung thư biểu mô tế bào gan), LU-1 (HTB-57, ung thư phổi), MCF-7 (HTB-22, ung thư vú). Tế bào được nuôi trong môi trường DMEM hoặc MEME có bổ sung 7–10% FBS, duy trì ở 37°C, 5% CO2. Mẫu thử pha loãng trong DMSO qua 5 nồng độ (128, 32, 8, 2, 0,5 µg/ml), ủ tế bào trong 72 giờ, sau đó bổ sung dung dịch MTT (5 mg/ml) ủ tiếp 4 giờ. Tinh thể formazan màu tím được hòa tan bằng DMSO 100% và đo mật độ quang (OD) tại bước sóng 540 nm trên máy quang phổ Genios Tecan. Dữ liệu xử lý bằng phần mềm Rawdata xác định giá trị IC50 (chất sạch có IC50 $\le$ 20 µM được coi là có hoạt tính đáng quan tâm). Chất đối chứng dương là Ellipticine.
• Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định: Thử nghiệm theo phương pháp pha loãng đa nồng độ trên đĩa 96 giếng để xác định giá trị MIC và IC50. Chủng vi sinh vật gồm: vi khuẩn Gram (-) Pseudomonas aeruginosa (Pa) ATCC 15442, Escherichia coli (Ec) ATCC 25922; vi khuẩn Gram (+) Staphylococcus aureus (Sa) ATCC 13709, Bacillus subtilis (Bs) ATCC 6633, Lactobacillus fermentum N4, Enterococcus faecium B650; nấm kiểm định Candida albicans (Ca) ATCC 10231. Môi trường nuôi cấy gồm MHB, MHA, TSB, TSA cho vi khuẩn và SAB, SA cho nấm. Nồng độ vi sinh vật thử nghiệm đạt 5x10^5 CFU/ml. Sau khi ủ 24 giờ ở 37°C, bổ sung MTT để đọc giá trị MIC bằng mắt thường và đo mật độ quang trên máy Tecan Genios. Chất tham chiếu gồm Ampicillin (cho vi khuẩn Gram (+) và E. coli), Penicillin/Streptomycin (cho P. aeruginosa), và Amphotericin B (cho nấm C. albicans).

Nguồn hóa chất đầu vào bao gồm các phenol thế, các diamine, chiral amine và muối K2PtCl4 (46–47% Pt), K2PdCl4 (32% Pd) có độ tinh khiết phân tích từ hãng Merck và Aldrich; dung môi kỹ thuật được xử lý chưng cất lại trước khi sử dụng.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1. Phối tử hữu cơ bazơ Schiff, phức chất kim loại M(II) và ứng dụng

Chương 1 cung cấp tổng quan cơ sở lý luận về cấu trúc phân tử bazơ Schiff và khả năng tạo phức với các kim loại chuyển tiếp hóa trị hai M(II). Luận án phân loại và phân tích sâu các cụm công trình nghiên cứu theo cấu trúc mạch cầu của phối tử:

• Dẫn xuất bazơ Schiff bốn càng N2O2 đi từ 1,3-propanediamine (như các phức chất Cu(II), Ni(II), Zn(II), Mn(II) của Beata Cristóvão, Seema Yadav) hầu hết không có hoạt tính sinh học.
• Dẫn xuất bazơ Schiff bốn càng đi từ 1,2-ethylenediamine (như công trình của Leon Dyers, Maria Proetto) cho thấy việc đưa các nhóm thế halogen (-F) hoặc alkyl, alkoxy lên vòng salicylaldehyde mang lại hoạt tính ức chế tế bào ung thư vú MCF-7, MDA-MB-231 và đại tràng HT-29 vượt trội hoặc tương đương chất chuẩn cis-platin.
• Dẫn xuất bazơ Schiff bốn càng đi từ 1,2-phenylenediamine và các diamine khác (Ali Hossein Kianfar, Khosro Mohammadi, Yan Chen, Joana Fonseca) nhìn chung hạn chế về hoạt tính, song các nhóm carboxyl hay sulfonate có thể biến đổi tính tan và hoạt tính trên dòng bạch cầu K562.
• Phối tử bazơ Schiff hai càng NO (Soleiman Hisaindee, da Silva, Noor-ul Hasan Khan, Alyssa E. Patterson, Mohamed Ramadan, Meiju Niu, V. Kasumov, Yongming Cui): Cấu trúc lập thể đối quang (R và S) và các nhóm thế hút điện tử mạnh (như nguyên tử F) đóng vai trò quyết định đến hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm và khả năng gây độc tế bào ung thư.
• Đánh giá tổng quan về phức chất Pt(II) dùng trong lâm sàng (cis-platin, carboplatin, oxaliplatin, nedaplatin, lobaplatin) và tình hình nghiên cứu phức chất tại Việt Nam (chủ yếu là phức chất hai càng mang phối tử thiosemicarbazone hoặc phức hỗn tạp quinoline). Từ các phân tích đó, tác giả khẳng định việc lựa chọn hệ phối tử salicylaldimine bốn càng N2O2 và hai càng NO bất đối phối trí với Pt(II) và Pd(II) là định hướng nghiên cứu có cơ sở khoa học vững chắc.

CHƯƠNG 2. Các phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình hóa học thực nghiệm tổng hợp các hợp chất trung gian, phối tử và phức chất, cùng các phương pháp đo đạc phổ và thử nghiệm sinh học.

1. Tổng hợp các dẫn xuất salicylaldehyde có nhóm thế tại R3, R5 bằng phản ứng Reimer–Tiemann: Cho phenol mang nhóm thế tác dụng với NaOH và CHCl3 theo tỷ lệ mol 1:15:20 trong hệ dung môi ethanol:nước (tỷ lệ thể tích 85:15), hỗ trợ bằng siêu âm ở nhiệt độ phòng trong thời gian 5 giờ. Hỗn hợp được trung hòa bằng dung dịch HCl 35% đến pH = 7, chiết bằng CH2Cl2, thu hồi dung môi và tinh chế qua cột silica gel (hệ n-hexane:EtOAc 9:1). Dữ liệu tổng hợp 8 dẫn xuất aldehyde thu được như sau:

STT	Tên hợp chất aldehyde	Ký hiệu	Trạng thái, màu sắc	Hiệu suất (H %)
1	5-methoxy-salicylaldehyde	5ms (108b)	Chất lỏng màu nâu	23
2	3-t-butyl-salicylaldehyde	3tbs (108c)	Chất lỏng màu nâu	21
3	5-t-butyl-salicylaldehyde	5tbs (108d)	Chất lỏng màu nâu	23
4	3,5-di-t-butyl-salicylaldehyde	3,5tbs (108e)	Chất lỏng màu nâu	24
5	5-chloro-salicylaldehyde	5Cls (108f)	Chất rắn, màu trắng	18
6	5-bromo-salicylaldehyde	5Brs (108g)	Chất rắn, màu trắng	18
7	5-iodo-salicylaldehyde	5Is (108h)	Chất rắn, màu trắng	17
8	5-fluoro-salicylaldehyde	5Fs (108i)	Chất rắn, màu trắng	15

Dữ liệu phổ 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) của các aldehyde xác nhận cấu trúc chuẩn xác:

• 5ms (108b): $\delta$H 10,64 (1H, s, -OH); 9,85 (1H, s, H-7); 7,15 (1H, dd, J = 3,0; 9,0 Hz, H-4); 7,00 (1H, d, J = 3,0 Hz, H-6); 6,93 (1H, d, J = 9,0 Hz, H-3); 3,82 (3H, s, -OCH3).
• 3tbs (108c): $\delta$H 11,78 (1H, s, -OH); 9,87 (1H, s, H-7); 7,51 (1H, dd, J = 1,5; 7,5 Hz, H-6); 6,94 (1H, dd, J = 1,5; 7,5 Hz, H-4); 6,94 (1H, t, J = 7,5 Hz, H-5); 1,42 (9H, s, C(CH3)3).
• 5tbs (108d): $\delta$H 10,85 (1H, s, -OH); 9,89 (1H, s, H-7); 7,58 (1H, dd, J = 2,5; 8,5 Hz, H-4); 7,51 (1H, d, J = 2,5 Hz, H-6); 6,93 (1H, d, J = 8,5 Hz, H-3); 1,32 (9H, s, C(CH3)3).
• 5Cls (108f): $\delta$H 10,91 (1H, s, -OH); 9,85 (1H, s, H-7); 7,54 (1H, d, J = 2,5 Hz, H-6); 7,48 (1H, dd, J = 2,5; 9,0 Hz, H-4); 6,96 (1H, d, J = 8,5 Hz, H-3).
• 5Brs (108g): $\delta$H 10,93 (1H, s, -OH); 9,83 (1H, s, H-7); 7,84 (1H, d, J = 2,5 Hz, H-6); 7,75 (1H, dd, J = 2,0; 8,5 Hz, H-4); 6,79 (1H, d, J = 8,5 Hz, H-3).
• 5Fs (108i): $\delta$H 10,77 (1H, s, -OH); 9,85 (1H, s, H-7); 7,28–7,23 (2H, m, H-6, H-3); 6,96 (1H, q, J = 4,5 Hz, H-4).

2. Tổng hợp phối tử bazơ Schiff bốn càng (H2L1, H2L2, H2L3):

• Dãy H2L1 đi từ salicylaldehyde phản ứng với các diamine vòng trong ethanol ở nhiệt độ phòng trong 3 giờ, sử dụng Na2SO4 khan hút nước: H2spd (110, vàng cam, hiệu suất 85%), cis-H2scd (111a, màu vàng, hiệu suất 93%), trans-H2scd (111b, màu vàng, hiệu suất 94%).
• Dãy H2L2 và H2L3 đi từ các dẫn xuất salicylaldehyde (108a–i) với 1,2-ethylenediamine theo tỷ lệ mol 2:1: Dãy H2L2 gồm H2sed (112a), H25msed (112b), H23tbsed (112c), H25tbsed (112d), H23,5tbsed (112e); Dãy H2L3 mang nhóm halogen gồm H25Clsed (112f), H25Brsed (112g), H25Ised (112h), H25Fsed (112i).

3. Tổng hợp dãy phối tử hai càng bất đối quang HL4: Ngưng tụ các dẫn xuất salicylaldehyde với (R)-(+)-1-phenylethylamine hoặc (S)-(+)-1-phenylethylamine, tạo ra các cặp đối quang: (R)- và (S)-Hspa, (S)-H5mspa, (R)- và (S)-H5tbspa, (R)- và (S)-H5Clspa, (R)- và (S)-H5Brspa, (R)- và (S)-H5Ispa, (R)- và (S)-H5Fspa.

4. Tổng hợp phức chất của Pt(II) và Pd(II): Phối tử tác dụng với muối K2PtCl4 hoặc K2PdCl4 trong dung môi thích hợp, bổ sung triethylamine làm tác nhân trung hòa proton để tạo thành các phức chất bốn càng [M(L)] (121a,b; 122a,b,c,d; 123a,b; 124a,b; 125a,b; 126a,b; 127; 128a,b; 129a,b; 130a,b; 131) và phức chất hai càng [M(L)2] (132a,b,c; 133; 134a,b; 135a,b; 136a,b,c; 137a,b; 138a,b,c).

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương 3 tập trung phân tích cấu trúc phối tử và phức chất qua hệ thống phổ nghiệm thực nghiệm và đánh giá hoạt tính sinh học:

1. Nghiên cứu bằng phổ hồng ngoại (IR):

• Phổ IR của các phối tử bazơ Schiff tự do thể hiện dải dao động hóa trị đặc trưng của liên kết imine $\nu$(C=N) trong vùng 1600–1640 cm^-1 và dao động $\nu$(O-H) dạng liên kết hydro nội phân tử trong dải rộng 2800–3100 cm^-1.
• Khi tạo phức với ion Pt(II) và Pd(II), dải hấp thụ $\nu$(C=N) dịch chuyển về phía số sóng thấp hơn (giảm khoảng 10–30 cm^-1), chứng minh sự tham gia phối trí của cặp electron tự do trên nguyên tử nitơ azomethine vào ion kim loại trung tâm. Đồng thời, dải hấp thụ của nhóm phenolic -OH biến mất hoàn toàn và xuất hiện các dải dao động mới đặc trưng cho liên kết phối trí $\nu$(M-N) và $\nu$(M-O) ở vùng số sóng thấp hơn (400–600 cm^-1).

2. Nghiên cứu bằng phổ khối lượng phun mù điện tử (ESI-MS):

• Phổ ESI-MS của các phức chất bốn càng và hai càng đều ghi nhận các pic ion phân tử đặc trưng dạng [M + H]+ hoặc [M + Na]+.
• Phổ thực nghiệm ghi nhận rõ dạng phân bố đồng vị đặc trưng của nguyên tử platin (các đồng vị 194Pt, 195Pt, 196Pt) và paladi (105Pd, 106Pd, 108Pd), hoàn toàn trùng khớp với phổ mô phỏng lý thuyết về khối lượng phân tử và hình dạng cụm đồng vị, khẳng định phức chất tạo thành sạch và đúng thành phần phối trí mong muốn.

3. Phân tích cấu trúc lập thể qua phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR):

• Luận án thực hiện phân tích chi tiết dữ liệu 1H-NMR, 13C-NMR kết hợp các phổ hai chiều HSQC và HMBC cho toàn bộ các dãy chất:
  • Dãy phức bốn càng H2L1: Phức [Pd(spd)] 121b, [Pt(cis-scd)] 122a, [Pt(trans-scd)] 122c cho thấy tín hiệu proton azomethine (-CH=N-) dịch chuyển về phía trường thấp hơn so với phối tử tự do do hiệu ứng rút electron khi phối trí với ion Pt(II)/Pd(II). Cấu hình cis và trans của vòng cyclohexyl được bảo toàn rõ nét qua các hằng số tương tác spin-spin (J) giữa các proton trục (axial) và xích đạo (equatorial).
  • Dãy phức bốn càng H2L2: Phức [Pt(sed)] 123a, [Pd(5msed)] 124b, [Pd(3tbsed)] 125b, [Pt(3tbsed)] 125a, [Pd(5tbsed)] 126b, [Pd(3,5tbsed)] 127. Phổ HMBC xác nhận tương tác xuyên không gian và qua liên kết giữa proton imine (-CH=N-) với các carbon phenolic C-2 và carbon C-6, minh chứng cấu trúc vòng chelate 6 cạnh bền vững quanh tâm kim loại vuông phẳng.
  • Dãy phức bốn càng mang halogen H2L3: Phức [Pd(5Clsed)] 128b, [Pt(5Brsed)] 129a, [Pd(5Ised)] 130b, [Pd(5Fsed)] 131. Sự xuất hiện của các nguyên tử halogen hút điện tử tại vị trí C-5 làm dịch chuyển độ dịch chuyển hóa học của các proton vòng thơm H-4, H-6 sang vùng trường yếu; trong trường hợp [Pd(5Fsed)] 131, phổ ghi nhận sự tách pic do tương tác spin-spin giữa hạt nhân 19F và 1H, 13C.
  • Dãy phức hai càng HL4: Phức [Pt(R-spa)2] 132a, [Pd(S-5mspa)2] 133, [Pd(R-5tbspa)2] 134a, [Pd(S-5tbspa)2] 134b, [Pd(S-5Clspa)2] 135b, [Pd(R-5Brspa)2] 136b, [Pd(S-5Ispa)2] 137b, [Pt(R-5Fspa)2] 138a, [Pd(R-5Fspa)2] 138b. Phổ NMR thể hiện tính đối xứng phân tử cao, ion kim loại nằm ở tâm đối xứng liên kết với hai phân tử phối tử tạo cấu hình phối trí vuông phẳng dạng trans- hoặc cis-.

4. Kết quả thăm dò hoạt tính sinh học và mối tương quan cấu trúc - hoạt tính (SAR):

• Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định: Đa số các phức chất thể hiện hoạt tính kháng các chủng vi khuẩn Gram (+) (S. aureus, B. subtilis) và nấm C. albicans ở các mức độ khác nhau. Nhóm phức chất mang nhóm thế halogen (đặc biệt là Cl, Br, F) thể hiện giá trị MIC và IC50 thấp hơn rõ rệt so với các dẫn xuất mang nhóm đẩy điện tử (alkyl, methoxy).
• Khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư: Thử nghiệm in-vitro trên 4 dòng tế bào ung thư KB, Hep-G2, LU-1, MCF-7 cho thấy nhiều phức chất của cả Pt(II) và Pd(II) đạt giá trị IC50 $\le$ 20 µM. Đặc biệt, các phức chất chứa nguyên tử fluor (-F) ở vị trí C-5 trên nhân thơm của phối tử có hoạt tính ức chế mạnh nhất trên các dòng tế bào thử nghiệm.
• Mối tương quan giữa cấu trúc lập thể và hoạt tính: Đối với dãy phối tử hai càng HL4, các phức chất mang đồng phân đối quang cấu hình (R) và cấu hình (S) thể hiện sự sai khác đáng kể về khả năng ức chế tế bào ung thư và vi sinh vật kiểm định. Dữ liệu thực nghiệm khẳng định paladi(II) hoàn toàn có thể tạo nên các phức chất bazơ Schiff có hoạt tính sinh học tương đương hoặc vượt trội platin(II), mở ra triển vọng thay thế kim loại platin đắt tiền trong nghiên cứu hóa dược.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án của NCS. Lâm Quang Hải đã tự nêu các đóng góp mới về mặt khoa học lý luận và thực tiễn:

1. Đã nghiên cứu tổng hợp thành công một hệ thống bao gồm 8 dẫn xuất salicylaldehyde có nhóm thế R3, R5 bằng phản ứng Reimer–Tiemann với sự hỗ trợ của sóng siêu âm; 21 phối tử bazơ Schiff (trong đó có 12 phối tử bốn càng N2O2 và 9 phối tử hai càng NO mang tâm lập thể bất đối quang).
2. Đã tổng hợp thành công 32 phức chất mới của Pt(II) và Pd(II) với các phối tử bazơ Schiff bốn càng (dãy H2L1, H2L2, H2L3) và phối tử hai càng (dãy HL4).
3. Đã xác định đầy đủ, chính xác cấu trúc hóa học và hình học phối trí vuông phẳng của các phối tử và phức chất tổng hợp được thông qua việc kết hợp các phương pháp phổ nghiệm hiện đại: IR, ESI-MS, 1H-NMR, 13C-NMR, phổ hai chiều HSQC, HMBC và đo năng suất quay cực riêng [$\alpha$]D.
4. Đã thăm dò hoạt tính sinh học in-vitro của các phức chất trên 7 chủng vi sinh vật kiểm định (gồm 6 chủng vi khuẩn và 1 chủng nấm) và 4 dòng tế bào ung thư người (KB, Hep-G2, LU-1, MCF-7); phát hiện một số phức chất chứa nhóm thế fluor (-F) và dẫn xuất halogen có hoạt tính gây độc tế bào cao.
5. Đã bước đầu thiết lập mối tương quan giữa cấu trúc hóa học (loại nhóm thế, tính chất hút/đẩy điện tử, vị trí nhóm thế, cấu hình lập thể R/S) với hoạt tính sinh học của phức chất kim loại Pt(II) và Pd(II).

Về mặt kiến nghị, tác giả đề xuất tiếp tục mở rộng quy mô tổng hợp các dẫn xuất phức chất của paladi(II) nhằm tìm kiếm các hoạt chất có hoạt tính sinh học cao thay thế platin; đồng thời cần phát triển các thử nghiệm sâu hơn về cơ chế tác động sinh học ở mức độ phân tử.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung và phạm vi nghiên cứu được văn bản công bố, đề tài tồn tại một số hạn chế:

• Hiệu suất tổng hợp các dẫn xuất salicylaldehyde qua phản ứng Reimer–Tiemann còn ở mức tương đối thấp (dao động từ 15% đến 24%), đòi hỏi quy trình tinh chế sắc ký cột phức tạp và tốn dung môi.
• Hoạt tính sinh học của các phức chất mới chỉ dừng lại ở quy mô thử nghiệm sàng lọc in-vitro trên 4 dòng tế bào ung thư nuôi cấy và các chủng vi sinh vật chuẩn trong phòng thí nghiệm; chưa tiến hành khảo sát độ tan trong hệ dung môi sinh lý, độ bền nhiệt động, độ ổn định động học trong huyết thanh cũng như chưa thử nghiệm trên mô hình động vật in-vivo.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được xác định là: Tối ưu hóa điều kiện phản ứng tổng hợp hữu cơ nhằm nâng cao hiệu suất phân lập dẫn xuất aldehyde; nghiên cứu biến tính cấu trúc phối tử bằng các nhóm ưa nước để cải thiện độ tan sinh học; tiến hành thử nghiệm cơ chế gây chết tế bào theo chương trình (apoptosis), khảo sát khả năng gắn kết của phức chất với DNA phân tử và thử nghiệm độc tính trên động vật thực nghiệm.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo hữu ích cho:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Hóa vô cơ, Hóa hữu cơ, Hóa dược và Hóa học các hợp chất thiên nhiên / phức chất.
• Giảng viên và nghiên cứu viên tại các trường đại học, viện nghiên cứu chuyên ngành Hóa học và Y - Dược học.

Nội dung đặc biệt có giá trị tham khảo gồm:

• Quy trình thực nghiệm chi tiết về phản ứng Reimer–Tiemann có hỗ trợ của sóng siêu âm để formyl hóa các phenol mang nhóm thế cồng kềnh hoặc nhóm hút điện tử.
• Kỹ thuật tổng hợp, phân lập và làm sạch các phức chất kim loại quý Pt(II) và Pd(II) với hệ phối tử bazơ Schiff đa càng và phối tử quang hoạt.
• Bộ số liệu phổ nghiệm đầy đủ (IR, ESI-MS, 1H-NMR, 13C-NMR, HSQC, HMBC) của hàng chục phối tử và phức chất, là nguồn dữ liệu đối sánh tin cậy cho việc phân tích cấu trúc phối trí vuông phẳng của các ion kim loại d8.

Câu hỏi thường gặp

1. Hiệu suất tổng hợp 8 dẫn xuất salicylaldehyde bằng phản ứng Reimer–Tiemann trong luận án đạt bao nhiêu phần trăm?
Theo số liệu thực nghiệm tại Bảng 2.2 của luận án, hiệu suất phản ứng Reimer–Tiemann hỗ trợ bởi sóng siêu âm dao động từ 15% đến 24%. Cụ thể: 5-methoxy-salicylaldehyde (5ms) đạt 23%; 3-t-butyl-salicylaldehyde (3tbs) đạt 21%; 5-t-butyl-salicylaldehyde (5tbs) đạt 23%; 3,5-di-t-butyl-salicylaldehyde (3,5tbs) đạt 24%; 5-chloro-salicylaldehyde (5Cls) đạt 18%; 5-bromo-salicylaldehyde (5Brs) đạt 18%; 5-iodo-salicylaldehyde (5Is) đạt 17%; và 5-fluoro-salicylaldehyde (5Fs) đạt 15%.

2. Tác giả sử dụng các phương pháp phổ nghiệm nào để khẳng định sự tạo phức giữa phối tử bazơ Schiff với ion Pt(II) và Pd(II)?
Tác giả đã kết hợp bốn phương pháp phổ nghiệm hiện đại: (1) Phổ hồng ngoại FT-IR ghi nhận sự dịch chuyển dải hấp thụ $\nu$(C=N) về số sóng thấp hơn và sự biến mất của dao động $\nu$(O-H) phenolic; (2) Phổ khối lượng ESI-MS xác nhận khối lượng ion phân tử [M+H]+ hoặc [M+Na]+ kèm dạng phân bố đồng vị đặc trưng của Pt và Pd; (3) Phổ 1H-NMR, 13C-NMR và phổ hai chiều HSQC, HMBC chứng minh sự dịch chuyển độ dịch chuyển hóa học của proton azomethine và carbon thơm khi liên kết phối trí; (4) Đo độ quay cực [$\alpha$]D đối với các phức chất hai càng quang hoạt đi từ dẫn xuất của 1-phenylethylamine.

3. Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào ung thư in-vitro được tiến hành trên những dòng tế bào nào và theo nguyên lý gì?
Thử nghiệm được thực hiện trên 4 dòng tế bào ung thư người nhận từ ATCC gồm: ung thư biểu mô biểu bì miệng KB (CCL-17), ung thư biểu mô tế bào gan Hep-G2 (HB-8065), ung thư phổi LU-1 (HTB-57), và ung thư vú MCF-7 (HTB-22). Phép thử dựa trên nguyên lý chuyển hóa MTT (Tim Mosman, 1983), đo khả năng enzym dehydrogenase của tế bào sống khử MTT màu vàng thành phức chất formazan màu tím đen, đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 540 nm trên máy Genios Tecan để xác định giá trị IC50.

4. Yếu tố cấu trúc nào trên phối tử ảnh hưởng tích cực nhất đến hoạt tính sinh học của phức chất?
Dữ liệu tổng hợp từ Chương 1 và Chương 3 chỉ ra rằng các phối tử bazơ Schiff mang nhóm thế halogen hút điện tử tại vị trí C-5 trên nhân thơm (đặc biệt là nguyên tử fluor -F) mang lại hoạt tính ức chế tế bào ung thư và kháng vi sinh vật mạnh nhất. Ngoài ra, cấu hình lập thể đối quang (R hoặc S) trên phối tử hai càng NO cũng tạo ra sự khác biệt rõ rệt về hoạt tính sinh học của phức chất.

5. Điểm khác biệt cơ bản giữa phức chất dãy H2L1 và dãy H2L2, H2L3 trong luận án là gì?
Dãy phối tử H2L1 là các bazơ Schiff bốn càng N2O2 có mạch cầu nối giữa hai nguyên tử nitơ imine là các gốc vòng thơm hoặc vòng no cứng nhắc (1,2-phenylenediamine, cis-1,2-cyclohexanediamine, trans-1,2-cyclohexanediamine). Trong khi đó, dãy H2L2 và H2L3 sử dụng mạch cầu aliphatic linh động 1,2-ethylenediamine, gắn với các nhân salicylaldehyde mang các nhóm thế đẩy điện tử alkyl/alkoxy (dãy H2L2) hoặc các nhóm thế halogen hút điện tử (dãy H2L3).

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Lâm Quang Hải là công trình khoa học thực nghiệm hoàn chỉnh về tổng hợp hữu cơ và hóa học phức chất của hai kim loại chuyển tiếp platin(II) và paladi(II). Bằng việc sử dụng phối hợp các phương pháp phổ nghiệm IR, ESI-MS, NMR 1D/2D và đo độ quay cực, tác giả đã làm sáng tỏ cấu trúc hình học phối trí vuông phẳng của 32 phức chất với các phối tử bazơ Schiff bốn càng và hai càng. Kết quả thử nghiệm sinh học in-vitro đã cung cấp những bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định tiềm năng kháng vi sinh vật và ức chế tế bào ung thư của phức chất paladi(II) chứa nhóm thế fluor, đóng góp nguồn dữ liệu có giá trị cho lĩnh vực hóa dược vô cơ tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Hiện nay ung thư là một trong những căn bệnh gây tử vong hàng đầu trên thế giới và có xu hướng ngày càng gia tăng. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), hàng năm có khoảng 7,6 triệu người chết vì bệnh ung thư. Ở Việt Nam, theo số liệu thống kê mỗi năm có khoảng 200 nghìn bệnh nhân mắc bệnh ung thư và 75 nghìn người chết mỗi năm. Chi phí chữa bệnh rất tốn kém nhưng cũng chỉ ức chế sự phát triển của bệnh và kéo dài thời gian sống.

Chính vì vậy, nhiều nước có rất nhiều chương trình nghiên cứu, đầu tư công nghệ, chiết tách các hợp chất thiên nhiên. để nghiên cứu tổng hợp các hợp chất mới có hoạt tính sinh học làm co sở cho việc bào chế thuốc mới dang là vấn dề thu hút duợc rất nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Phức chất của kim loại chuyển tiếp với các phối tử bazơ Schiff đã thể hiện hoạt tính sinh học cao, đa dạng như kháng nấm, kháng khuẩn, các hoạt chất diệt cỏ, chống co giật, chống oxy hóa, chống viêm, chống sốt rét.và có nhiều triển vọng trong điều trị bệnh ung thư nên đã thu hút các nhà khoa học trong nước và thế giới. Thuốc thế hệ đầu tiên điều trị bệnh ung thư là cis-platin (cis-[Pt(NH3)2Cl2]) đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới, nhưng nó có nhược điểm là độc tính cao, độ tan kém.

Do đó, việc nghiên cứu tổng hợp các phức chất mới nhằm khắc phục các nhược điểm trên là một trong những mục tiêu chính tìm kiếm các phức chất có hoạt tính kháng ung thư. Khác với platin, các công trình về phức chất của paladi(II) và ứng dụng của chúng trong y dược còn hạn chế, mặc dù các nguyên tố này có tính chất hóa học giống nhau. Liệu các phức chất của paladium(II) với phối tử bazơ Schiff có hoạt tính sinh học như các phức chất của platin không? Yêu cầu này cần phải nghiên cứu giải quyết. Tuy nhiên, việc đưa các phức chất vào ứng dụng trong thực tế là con đường rất dài và khó khăn, phức chất thường tồn tại nhiều dạng đồng phân, mỗi dạng có các hoạt tính khác nhau, do đó việc tìm điều kiện thích hợp để tổng hợp các phức chất có hoạt tính sinh học như mong muốn là một thách thức cho các nhà khoa học.

Qua nghiên cứu, các nhà khoa học nhận thấy mối tương quan giữa hoạt tính sinh học và cấu trúc. Vì vậy, việc thay thế các phối tử trong phức chất có thể sẽ tạo thành các sản phẩm có hoạt tính sinh học khác nhau. Do đó việc nghiên cứu mối tương 1 quan giữa cấu trúc và hoạt tính là nhiệm vụ quan trọng của các nhà khoa học. Với những ý nghĩa cấp thiết và thực tiễn trên, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp, xác định cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của một số phức chất Pt(II), Pd(II) với phối tử bazơ Schiff” Nội dung luận án gồm ba phần chính: 1.

Tổng hợp các phối tử bazơ Schiff dạng 4 càng N2O2, dạng hai càng NO và phức chất Pt(II) và Pd(II) với phối tử trên. Xác định cấu trúc của các phối tử bazơ Schiff và phức chất tổng hợp được bằng các phương pháp hiện đại như phổ hồng ngoại, phổ khối lượng, phổ cộng hưởng từ hạt nhân, anpha D. Thăm dò hoạt tính sinh học của một số phối tử và phức chất được, bao gồm hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định và đánh giá hoạt tính ức chế sự phát triển tế bào ung thư nhằm phát hiện các chất mới có hoạt tính sinh học, làm co sở cho các nghiên cứu tiếp theo.