NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, CẤU TRÚC, HOẠT TÍNH XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG HYDROSILIC HÓA CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT PLATINUM(II) CHỨA EUGENOL VÀ CARBEN DỊ VÒNG NITROGEN

• Tác giả: Dương Mạnh Hiếu
• Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Thị Thanh Chi
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa Học Vô Cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Tổng Hợp, Cấu Trúc, Hoạt Tính Xúc Tác Cho Phản Ứng Hydrosilic Hóa Của Một Số Phức Chất Platinum(II) Chứa Eugenol Và Carben Dị Vòng Nitrogen
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lí do chọn đề tài
• 0.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng nghiên cứu
• 0.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG HỢP, CẤU TRÚC PHỨC CHẤT PLATINUM(II) CHỨA EUGENOL
• 1.1. Tổng hợp, tính chất của eugenol
• 1.2. Tổng hợp, cấu trúc phức chất Pt(II) chứa olefin
• 1.3. TỔNG HỢP, CẤU TRÚC PHỨC CHẤT PLATINUM(II) CHỨA CARBENE DỊ VÒNG NITROGEN
• 1.3.1. Tổng hợp và tính chất của phối tử carbene dị vòng nitrogen
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU
• 2.1. TỔNG HỢP PHỐI TỬ NGHIÊN CỨU
• 2.2. TỔNG HỢP CÁC PHỨC CHẤT
• 2.3. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN, CẤU TRÚC CÁC PHỨC CHẤT
• 2.4. THĂM DÒ HOẠT TÍNH XÚC TÁC CỦA CÁC PHỨC CHẤT
• 2.5. THU HỒI PLATINUM
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. TỔNG HỢP CÁC CHẤT ĐẦU
• 3.2. TỔNG HỢP PHỨC CHẤT PLATINUM(II) CHỨA EUGENOL VÀ CARBENE DỊ VÒNG NITROGEN
• 3.3. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN, CẤU TRÚC PHỨC CHẤT PLATINUM(II) CHỨA EUGENOL VÀ CARBENE DỊ VÒNG NITROGEN
• 3.4. HOẠT TÍNH XÚC TÁC CỦA CÁC PHỨC CHẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Phức Chất Platinum II Lợi Ích Gì

Nghiên cứu về phức chất Platinum(II) đang thu hút sự quan tâm lớn trong lĩnh vực y học và xúc tác. Các hợp chất Platinum(II) đã được sử dụng rộng rãi trong điều trị ung thư, nhưng độc tính cao vẫn là một thách thức. Việc nghiên cứu các phức chất mới, đặc biệt là các phức chất chứa phối tử có nguồn gốc thiên nhiên như Eugenol, đang mở ra hướng đi đầy hứa hẹn. Bên cạnh đó, sự kết hợp với Carben dị vòng Nitrogen (NHC) mang lại tiềm năng lớn trong xúc tác đồng thể. Bài viết này sẽ làm rõ vai trò của Eugenol và Carben dị vòng Nitrogen trong việc cải thiện tính năng của phức chất Platinum. Trích dẫn từ tài liệu gốc: "Nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp phức chất platinum(II) chứa eugenol hoặc dẫn xuất của nó đã được công bố và cho thấy chúng có hoạt tính xúc tác tốt cho phản ứng hydrosilic hóa [8, 42]."

1.1. Tại sao Eugenol và NHC lại quan trọng trong Hóa học Platinum

Eugenol, có nguồn gốc từ các loại cây như hương nhu, có khả năng chống nấm mốc, diệt khuẩn và chống viêm. Carben dị vòng Nitrogen (NHC), mặt khác, ổn định hơn so với carbene cổ điển và có khả năng cho electron mạnh. Sự kết hợp này tạo ra các phức chất có hoạt tính xúc tác cao và tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Việc tích hợp Eugenol và NHC vào phức chất Platinum(II) không chỉ tăng cường hoạt tính mà còn có thể giảm độc tính, mở ra hướng đi mới trong điều trị ung thư.

1.2. Mục tiêu và phạm vi của nghiên cứu về Hoạt Tính Xúc Tác .

Nghiên cứu này tập trung vào việc tổng hợp và đánh giá hoạt tính xúc tác của các phức chất Platinum(II) chứa cả Eugenol và Carben dị vòng Nitrogen (NHC). Mục tiêu là tạo ra các phức chất mới có hiệu suất xúc tác cao và độ chọn lọc tốt cho các phản ứng quan trọng, đặc biệt là phản ứng hydrosilic hóa. Nghiên cứu cũng sẽ khám phá cơ chế phản ứng và ảnh hưởng của cấu trúc phức chất đến hoạt tính xúc tác.

II. Thách Thức và Cơ Hội trong Tổng Hợp Phức Chất Platinum II

Việc tổng hợp phức chất Platinum(II) chứa Eugenol và Carben dị vòng Nitrogen (NHC) đặt ra nhiều thách thức. Cần phải kiểm soát chính xác quá trình phản ứng để đảm bảo tạo ra phức chất mong muốn với hiệu suất cao. Sự tương tác giữa các phối tử cũng cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để tối ưu hóa cấu trúc và hoạt tính xúc tác. Tuy nhiên, thành công trong lĩnh vực này sẽ mở ra cơ hội lớn trong việc phát triển các xúc tác hiệu quả và thân thiện với môi trường, đồng thời mang lại các phương pháp điều trị ung thư tiềm năng. Theo tài liệu: "Vì vậy, việc nghiên cứu và hoàn thiện loại phức chất này là rất cần thiết, một mặt nhằm khẳng định tính ổn định của phương pháp tổng hợp, mặt khác thu được các phức chất mới lại tiếp tục góp phần làm tiền chất cho các nghiên cứu hoạt tính xúc tác."

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến Hiệu Suất Xúc Tác của Phức Chất

Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu suất xúc tác của phức chất Platinum(II), bao gồm cấu trúc phối trí, tính chất điện tử của các phối tử, và điều kiện phản ứng. Cần phải điều chỉnh các yếu tố này một cách cẩn thận để đạt được hiệu suất xúc tác tối ưu. Việc sử dụng các kỹ thuật phân tích như phổ NMR và phân tích XRD có thể giúp xác định cấu trúc phức chất và hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt tính.

2.2. Vấn đề về Độ Bền Xúc Tác và Tính Chọn Lọc Xúc Tác cần giải quyết.

Độ bền xúc tác và tính chọn lọc xúc tác là hai yếu tố quan trọng khác cần được xem xét. Phức chất cần phải duy trì hoạt tính xúc tác trong thời gian dài và chỉ xúc tác cho phản ứng mong muốn. Việc cải thiện độ bền và tính chọn lọc có thể đòi hỏi sự điều chỉnh cấu trúc phối trí hoặc sử dụng các chất phụ gia.

III. Phương Pháp Tổng Hợp Đột Phá Phức Chất Platinum II Eugenol

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp tổng hợp tiên tiến để tạo ra phức chất Platinum(II) chứa Eugenol và Carben dị vòng Nitrogen (NHC). Các phương pháp này bao gồm phản ứng trực tiếp giữa muối Platinum(II) với Eugenol và sau đó là với NHC. Quá trình tổng hợp được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo tạo ra sản phẩm có độ tinh khiết cao và hiệu suất tốt. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng sắc kí bản mỏng để đánh giá sự hình thành của phức chất P2.

3.1. Chi tiết Quy Trình Tổng Hợp các Phức Chất Nghiên Cứu.

Quá trình tổng hợp bắt đầu bằng việc tạo ra phức chất trung gian chứa Eugenol. Sau đó, Carben dị vòng Nitrogen (NHC) được thêm vào để tạo ra phức chất cuối cùng. Các điều kiện phản ứng như nhiệt độ, thời gian và dung môi được tối ưu hóa để đạt được hiệu suất tổng hợp cao nhất. Các phương pháp phân tích như phổ NMR, phân tích XRD và phổ khối lượng (ESI-MS) được sử dụng để xác định cấu trúc và độ tinh khiết của sản phẩm.

3.2. Các Yếu Tố Tối Ưu trong Phản Ứng Xúc Tác Platinum .

Để tối ưu hóa phản ứng xúc tác Platinum, cần phải xem xét nhiều yếu tố như tỷ lệ chất phản ứng, nhiệt độ, dung môi và loại xúc tác. Việc sử dụng các silane khác nhau cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác và độ chọn lọc của phản ứng. Cần phải thực hiện các thí nghiệm kiểm soát để xác định điều kiện tối ưu cho phản ứng xúc tác.

IV. Phân Tích Cấu Trúc và Đặc Tính Của Phức Chất Platinum II Mới

Để hiểu rõ về đặc tính và hoạt tính xúc tác của phức chất Platinum(II), cần phải thực hiện các phân tích cấu trúc chi tiết. Các kỹ thuật như phổ NMR, phân tích XRD, phân tích DSC, phân tích TGA, và phổ hồng ngoại (IR) được sử dụng để xác định cấu trúc phối trí, độ bền nhiệt và các đặc tính khác của phức chất. Kết quả phân tích này cung cấp thông tin quan trọng để giải thích cơ chế phản ứng và tối ưu hóa hiệu suất xúc tác. Các tín hiệu proton của Eugenol tự do và Eugenol trong phức chất P5, P6 cũng được phân tích.

4.1. Sử dụng Phổ NMR để xác định cấu trúc phân tử chi tiết.

Phổ NMR là một công cụ mạnh mẽ để xác định cấu trúc phân tử của phức chất Platinum(II). Thông qua việc phân tích các tín hiệu hóa học và hằng số tương tác, có thể xác định vị trí và sự tương tác của các nguyên tử trong phân tử. Phổ NMR cũng có thể được sử dụng để theo dõi quá trình phản ứng và xác định các sản phẩm trung gian.

4.2. Phân tích XRD để xác định cấu trúc tinh thể và liên kết.

Phân tích XRD cung cấp thông tin về cấu trúc tinh thể của phức chất Platinum(II), bao gồm khoảng cách liên kết và góc liên kết. Thông tin này có thể giúp hiểu rõ hơn về sự ổn định và hoạt tính xúc tác của phức chất. Phân tích XRD cũng có thể được sử dụng để xác định độ tinh khiết của mẫu và phát hiện các tạp chất.

4.3. Ứng dụng Phổ hồng ngoại IR trong nghiên cứu cấu trúc phức chất.

Phổ hồng ngoại (IR) cung cấp thông tin về các nhóm chức và liên kết hóa học trong phức chất Platinum(II). Thông qua việc phân tích các vân hấp thụ, có thể xác định sự có mặt của các nhóm chức quan trọng như C=C, C-H và Pt-Cl. Phổ hồng ngoại (IR) cũng có thể được sử dụng để theo dõi sự thay đổi cấu trúc trong quá trình phản ứng.

V. Ứng Dụng Phức Chất Platinum II trong Hóa Dược và Hóa Chất Xanh

Phức chất Platinum(II) chứa Eugenol và Carben dị vòng Nitrogen (NHC) có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong hóa dược và hóa chất xanh. Trong hóa dược, các phức chất này có thể được sử dụng làm thuốc điều trị ung thư với độc tính thấp hơn so với các loại thuốc hiện tại. Trong hóa chất xanh, chúng có thể được sử dụng làm xúc tác cho các phản ứng tổng hợp hữu cơ thân thiện với môi trường. Các phức chất chứa NHC đã được chứng minh có hoạt tính tiềm năng trong điều trị ung thư.

5.1. Tiềm năng trong điều trị ung thư và các bệnh khác.

Phức chất Platinum(II) có thể được thiết kế để nhắm mục tiêu các tế bào ung thư một cách chọn lọc, giảm thiểu tác dụng phụ. Eugenol có khả năng chống oxy hóa và chống viêm, có thể giúp tăng cường hiệu quả điều trị. Ngoài ra, các phức chất này có thể có hoạt tính chống vi khuẩn và kháng virus.

5.2. Ứng dụng trong các quy trình tổng hợp hữu cơ bền vững.

Phức chất Platinum(II) có thể được sử dụng làm xúc tác trong các phản ứng tổng hợp hữu cơ với hiệu suất cao và độ chọn lọc tốt. Các phản ứng này có thể được thực hiện trong điều kiện nhẹ nhàng, sử dụng các dung môi thân thiện với môi trường, giảm thiểu chất thải và tiêu thụ năng lượng.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Tương Lai về Xúc Tác Platinum

Nghiên cứu về phức chất Platinum(II) chứa Eugenol và Carben dị vòng Nitrogen (NHC) đã mở ra những hướng đi mới trong lĩnh vực xúc tác và y học. Việc kết hợp các phối tử có nguồn gốc thiên nhiên và các phối tử ổn định như NHC đã tạo ra các phức chất có hoạt tính xúc tác cao và tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc tối ưu hóa cấu trúc phức chất, khám phá cơ chế phản ứng và mở rộng phạm vi ứng dụng. Hướng nghiên cứu là phát triển quy trình tổng hợp xanh cho phức chất Platinum(II).

6.1. Các bước tiếp theo trong việc tối ưu hóa hoạt tính xúc tác .

Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc tối ưu hóa cấu trúc phối trí, tính chất điện tử và điều kiện phản ứng để đạt được hoạt tính xúc tác cao nhất. Việc sử dụng các phương pháp tính toán lý thuyết có thể giúp dự đoán và thiết kế các phức chất có hoạt tính xúc tác tốt hơn.

6.2. Hướng phát triển Phức Chất Kim Loại Chuyển Tiếp trong tương lai.

Nghiên cứu về phức chất kim loại chuyển tiếp đang phát triển mạnh mẽ, với nhiều tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Các hướng nghiên cứu trong tương lai bao gồm phát triển các phức chất mới với cấu trúc và tính chất độc đáo, khám phá các phản ứng xúc tác mới và ứng dụng các phức chất này trong các quy trình công nghiệp.