Luận án tiến sĩ Hóa học: Thiết kế sàng lọc dẫn xuất thiosemicarbazone và phức chất bằng hóa lượng tử & QSPR (79 ký tự)

Luận án tiến sĩ thiết kế sàng lọc dẫn xuất thiosemicarbazone bằng hóa lượng tử kết hợp QSPR.

Trường ĐH
Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
Chuyên ngành
Hóa lý thuyết và hóa lý
Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

472

Thời gian đọc

1 giờ 11 phút

Lượt xem

1

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

60 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Thiết kế phân tử dẫn xuất thiosemicarbazone bằng QSPR
Số trang:
472 trang
Trường:
Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
Chuyên ngành:
Hóa lý thuyết và hóa lý
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Thiết kế phân tử dẫn xuất thiosemicarbazone bằng QSPR

Nghiên cứu hóa dược hiện đại ưu tiên phương pháp thiết kế phân tử in silico nhằm rút ngắn chu kỳ thử nghiệm. Các dẫn xuất thiosemicarbazone sở hữu cấu trúc linh hoạt và tiềm năng sinh học đa dạng. Phương pháp mô hình hóa QSPR giúp dự đoán chính xác các đặc tính hóa lý và khả năng tạo phức. Các giải thuật tính toán lượng tử hỗ trợ sàng lọc những phân tử tiềm năng trước khi tổng hợp thực nghiệm. Quy trình sàng lọc ảo giúp tối ưu hóa chi phí và giảm thiểu lượng hóa chất tiêu hao. Dữ liệu cấu trúc không gian được mô phỏng chi tiết để đánh giá tương tác liên kết. Các thông số mô tả phân tử phản ánh chính xác mật độ điện tích và sự phân bố orbital. Đây là nền tảng khoa học vững chắc để phát triển các cấu trúc hoạt chất mới.

1.1. Ứng dụng mô hình hóa QSPR trong thiết kế phân tử

Mô hình hóa QSPR đóng vai trò trung tâm trong quy trình thiết kế phân tử in silico hiện đại. Phương pháp này liên kết chặt chẽ cấu trúc hóa học với các đặc tính sinh học và hóa lý của hợp chất. Dữ liệu thực nghiệm ban đầu được thu thập, xử lý và chuẩn hóa nghiêm ngặt. Các thuật toán học máy như mạng thần kinh nhân tạo và hồi quy đa biến được áp dụng đồng bộ để xây dựng mô hình. Hệ thống phương trình toán học giúp dự báo độ bền và hoạt tính của các dẫn xuất thiosemicarbazone tiềm năng. Đánh giá chéo và kiểm định ngoại đảm bảo độ tin cậy của thuật toán dự đoán. Miền ứng dụng của mô hình được xác định rõ ràng nhằm hạn chế tối đa các sai số ngoại biên. Kết quả dự đoán cung cấp định hướng chính xác cho các bước tổng hợp tiếp theo.

1.2. Tính toán hóa lượng tử sàng lọc cấu trúc hợp chất

Tính toán hóa lượng tử cung cấp bức tranh chi tiết về cấu trúc điện tử và năng lượng của phân tử. Phương trình sóng Schrödinger và các phương pháp bán thực nghiệm tiên tiến được ứng dụng để tối ưu hóa hình học. Các thông số năng lượng HOMO, LUMO phản ánh trực tiếp khả năng cho nhận điện tử và độ bền liên kết. Phân bố điện tích nguyên tử chỉ ra các trung tâm phản ứng và vị trí phối trí tiềm năng trên khung ligand. Cấu hình không gian của ligand thiosemicarbazone được khảo sát ở trạng thái năng lượng thấp nhất. Quá trình tính toán hóa lượng tử giúp loại bỏ sớm các cấu trúc kém bền hoặc khó tổng hợp trong thực tế. Nhờ đó, hiệu quả nghiên cứu và tỷ lệ thành công của quy trình thực nghiệm được nâng cao rõ rệt.

II. Quy trình tổng hợp dẫn xuất thiosemicarbazone mới

Tổng hợp hữu cơ là bước hiện thực hóa các cấu trúc được đề xuất từ mô hình tính toán lý thuyết. Quá trình này đòi hỏi sự kiểm soát nghiêm ngặt về nhiệt độ phản ứng, hệ dung môi và chất xúc tác. Các dẫn xuất thiosemicarbazone được điều chế thông qua phản ứng ngưng tụ giữa aldehyde hoặc ketone thích hợp với thiosemicarbazide. Hiệu suất phản ứng phụ thuộc lớn vào hiệu ứng không gian và bản chất điện tử của các nhóm thế trên khung phân tử. Sản phẩm thô trải qua các bước kiểm tra sơ bộ để đánh giá độ tinh khiết và khả năng kết tinh. Việc tối ưu hóa điều kiện phản ứng giúp tăng tính bền vững và an toàn cho toàn bộ quy trình. Đây là tiền đề vật chất quan trọng để tạo ra nguồn hoạt chất dồi dào phục vụ thử nghiệm sinh học.

2.1. Quy trình tổng hợp hữu cơ các ligand thiosemicarbazone

Phản ứng tổng hợp hữu cơ được tiến hành trong môi trường cồn khan với sự có mặt của một lượng nhỏ acid acetic băng làm xúc tác. Nhiệt độ phản ứng thường duy trì ở điều kiện hồi lưu nhiệt trong khoảng thời gian từ 2 đến 6 giờ. Tiến trình phản ứng được theo dõi liên tục và chặt chẽ bằng sắc ký bản mỏng. Tỷ lệ mol giữa hợp chất carbonyl và thiosemicarbazide được tối ưu hóa nhằm đạt hiệu suất chuyển hóa cao nhất. Kết tủa sinh ra được lọc hút chân không và rửa sạch nhiều lần bằng dung môi lạnh thích hợp. Các ligand thiosemicarbazone sau tổng hợp có độ tinh khiết cao và cấu trúc tinh thể ổn định. Quy trình tổng hợp cho thấy tính lặp lại xuất sắc và khả năng mở rộng quy mô phòng thí nghiệm dễ dàng.

2.2. Kỹ thuật tách chất và tinh chế sản phẩm phản ứng

Tách chất và tinh chế là giai đoạn bắt buộc để loại bỏ hoàn toàn tạp chất và nguyên liệu dư thừa sau phản ứng. Sắc ký bản mỏng được sử dụng thường xuyên để kiểm tra độ tinh khiết và lựa chọn hệ dung môi giải ly tối ưu. Phương pháp kết tinh lại trong hỗn hợp dung môi phân cực như ethanol, DMF hoặc nước mang lại độ tinh khiết cao cho tinh thể. Kỹ thuật cô quay chân không hỗ trợ thu hồi dung môi nhanh chóng ở nhiệt độ thấp mà không làm phân hủy sản phẩm. Các tinh thể thu được được sấy khô dưới áp suất giảm đến khối lượng không đổi. Sản phẩm sạch đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn khắt khe cho các phân tích quang phổ cấu trúc và khảo sát hoạt tính dược lý tiếp theo.

III. Xác định cấu trúc dẫn xuất thiosemicarbazone phổ học

Xác định cấu trúc phân tử là yêu cầu cốt lõi trong nghiên cứu hóa học hiện đại. Các phương pháp phổ nghiệm cung cấp bằng chứng trực tiếp về sự hình thành liên kết mới. Mỗi dẫn xuất thiosemicarbazone được phân tích toàn diện qua nhiều kỹ thuật phổ bổ trợ cho nhau. Dữ liệu phổ nghiệm giúp khẳng định cấu trúc không gian và dạng đồng phân hình học của hợp chất. Sự biến đổi tín hiệu của các nhóm chức đặc trưng phản ánh chính xác cơ chế phản ứng ngưng tụ đã diễn ra. Phân tích phổ học đảm bảo tính xác thực khoa học cho toàn bộ quy trình tổng hợp. Các thông số đo đạc thực nghiệm luôn được so sánh đối chiếu với dữ liệu tính toán lý thuyết để đưa ra kết luận chính xác nhất.

3.1. Phân tích phổ hồng ngoại FT IR và phổ khối lượng MS

Phổ hồng ngoại (FT-IR) ghi nhận các dao động hóa học đặc trưng của từng nhóm chức trong phân tử. Vạch hấp thụ mạnh của nhóm azomethine C=N xuất hiện rõ nét trong vùng tần số 1590–1630 cm⁻¹. Dao động kéo dãn của nhóm thiocarbonyl C=S và liên kết N-H cung cấp bằng chứng rõ ràng về sự hình thành khung thiosemicarbazone. Đồng thời, phổ khối lượng (MS) xác định chính xác khối lượng phân tử và các mảnh phân cắt ion đặc trưng của hợp chất. Tín hiệu pic ion phân tử [M+H]⁺ hoặc [M+Na]⁺ trên phổ MS khẳng định khối lượng thực nghiệm trùng khớp hoàn toàn với khối lượng lý thuyết. Sự kết hợp giữa phổ hồng ngoại (FT-IR) và phổ khối lượng (MS) xác thực độ chính xác của khung cấu trúc cơ bản.

3.2. Xác định cấu trúc bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) đóng vai trò quyết định trong việc giải mã chi tiết vị trí từng nguyên tử hydro và carbon. Phổ ¹H-NMR chỉ ra độ dịch chuyển hóa học đặc trưng của proton nhóm azomethine (-CH=N-) ở vùng trường thấp 8.0–8.5 ppm. Tín hiệu của proton nhóm hydrazinic (-NH-CS-) xuất hiện đơn độc và rõ rệt quanh vùng 11.0–12.0 ppm. Phổ ¹³C-NMR xác nhận sự có mặt của carbon nhóm C=S tại vùng 175–180 ppm và carbon nhóm C=N tại vùng 145–155 ppm. Các kỹ thuật phổ tương tác hai chiều hỗ trợ làm sáng tỏ cấu hình không gian E/Z của liên kết đôi. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) cung cấp minh chứng tuyệt đối và đầy đủ nhất về cấu trúc phân tử mong muốn.

IV. Tạo phức chất kim loại thiosemicarbazone và độ bền

Khả năng phối trí đa dạng là đặc điểm nổi bật của các ligand thiosemicarbazone trong hóa học phức chất. Sự kết hợp với các ion kim loại chuyển tiếp tạo ra phức chất kim loại thiosemicarbazone với cấu trúc không gian đặc sắc. Kim loại trung tâm làm thay đổi sự phân bố điện tích và tăng cường hoạt tính sinh học của phối tử. Hằng số bền của phức chất phản ánh mức độ ổn định nhiệt động học trong dung dịch thử nghiệm. Các yếu tố như điện tích ion, bán kính ion và hiệu ứng dung môi ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền phối trí. Việc nghiên cứu sâu cơ chế tạo phức giúp định hướng ứng dụng hiệu quả trong lĩnh vực hóa dược và xúc tác sinh học.

4.1. Tổng hợp phức chất kim loại thiosemicarbazone chọn lọc

Phức chất kim loại thiosemicarbazone được điều chế bằng phản ứng phối trí giữa ligand và các muối kim loại chuyển tiếp như Cu(II), Ni(II), Co(II) hoặc Zn(II). Quá trình phản ứng được thực hiện trong dung môi thích hợp dưới điều kiện khuấy nhiệt liên tục. Phối tử thường liên kết với ion kim loại trung tâm qua nguyên tử lưu huỳnh thione/thiolate và nguyên tử nitrogen azomethine. Phức chất tạo thành nhanh chóng tách ra khỏi dung dịch dưới dạng kết tủa có màu sắc đặc trưng. Sản phẩm được rửa sạch dung môi dư và sấy khô cẩn thận trong bình hút ẩm. Cấu trúc của phức kim loại được khảo sát qua phổ hấp thụ điện tử và phổ nhiễu xạ tia X để xác định hình học phối trí.

4.2. Khảo sát hằng số bền và cơ chế tạo phức kim loại

Đo quang phổ hấp thụ electron kết hợp phương pháp biến đổi liên tục Job được dùng để xác định thành phần và hằng số bền của phức chất. Phương pháp tỷ lệ mol giúp khẳng định tỷ lệ phối trí 1:1 hoặc 1:2 giữa ion kim loại và phối tử. Hằng số bền nhiệt động được tính toán chính xác dựa trên các mô hình cân bằng dung dịch. Dữ liệu thực nghiệm chứng minh độ tương thích cao với các giá trị dự báo thu được từ mô hình QSPR. Phức chất của đồng Cu(II) và niken Ni(II) thường thể hiện hằng số bền vượt trội so với các kim loại khác. Nghiên cứu độ bền giúp hiểu rõ động học phân rã và khả năng giải phóng ion kim loại trong môi trường sinh học.

V. Đánh giá hoạt tính sinh học dẫn xuất thiosemicarbazone

Đánh giá hoạt tính sinh học là bước then chốt khẳng định giá trị ứng dụng thực tiễn của các hợp chất mới tổng hợp. Các dẫn xuất thiosemicarbazone thể hiện phổ tác dụng dược lý rất rộng đối với nhiều đối tượng đích. Khung phối tử kết hợp cùng ion kim loại trung tâm đóng vai trò quyết định trong việc ức chế enzyme và kìm hãm vi sinh vật gây hại. Các thử nghiệm in vitro được tiến hành bài bản trên nhiều chủng vi sinh vật chuẩn và các dòng tế bào ung thư người. Dữ liệu thu được cung cấp cơ sở khoa học vững chắc để sàng lọc các ứng viên thuốc tiềm năng. Nghiên cứu mở ra triển vọng to lớn trong việc phát triển các liệu pháp điều trị an toàn và hiệu quả cao.

5.1. Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn kháng nấm thực nghiệm

Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn kháng nấm được thực hiện bằng phương pháp khuếch tán đĩa thạch và kỹ thuật pha loãng vi lượng trong đĩa 96 giếng. Các chủng vi khuẩn Gram dương, Gram âm và nấm men Candida albicans được sử dụng để xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC). Nhiều dẫn xuất thiosemicarbazone và phức chất kim loại biểu hiện khả năng ức chế vi sinh vật mạnh mẽ ở nồng độ rất thấp. Sự hiện diện của ion kim loại làm giảm độ phân cực của phối tử, tăng tính thấm qua màng lipid của tế bào vi khuẩn. Hoạt tính kháng khuẩn kháng nấm vượt trội của hợp chất mở ra tiềm năng ứng dụng thực tế trong điều trị các bệnh lý nhiễm trùng kháng thuốc.

5.2. Khảo sát hoạt tính kháng ung thư và phân tích SAR

Thử nghiệm độc tính tế bào MTT in vitro được áp dụng để khảo sát hoạt tính kháng ung thư trên các dòng tế bào ung thư gan, phổi và vú. Nhiều phức chất thể hiện giá trị IC₅₀ ở mức micromol thấp, chứng minh khả năng tiêu diệt tế bào ác tính một cách chọn lọc. Phân tích mối quan hệ cấu trúc - hoạt tính (SAR) làm sáng tỏ vai trò cốt lõi của các nhóm thế trên vòng thơm và bản chất tâm kim loại trong việc gia tăng hoạt tính kháng ung thư. Kết quả phân tích mối quan hệ cấu trúc - hoạt tính (SAR) khẳng định việc tạo phức kim loại nâng cao rõ rệt hiệu lực ức chế so với ligand tự do. Đây là định hướng quan trọng để thiết kế các thuốc chống ung thư trúng đích.

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CAM ĐOAN
LỜI CÁM ƠN
MỤC LỤC
BẢNG VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BIỂU, BẢNG
DANH MỤC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ
ĐẶT VẤN ĐỀ
1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. THIOSEMICARBAZONE VÀ PHỨC CHẤT
1.1.1. Dẫn xuất thiosemicarbazone
1.1.2. Phức chất của thiosemicarbazone với các ion kim loại
1.1.2.1. Hằng số bền của phức
1.1.2.2. Khái quát hằng số bền
1.1.2.3. Yếu tố ảnh hưởng lên hằng số bền
1.1.2.4. Phương pháp xác định hằng số bền
1.2. Khái quát phương pháp mô hình hóa QSPR
1.2.1. Nguyên lý phát triển mô hình QSPR
1.2.2. Kỹ thuật phát triển mô hình QSPR
1.2.2.1. Những ưu điểm chính từ sự mô hình hóa QSPR
1.2.2.2. Ứng dụng kỹ thuật mô hình hóa QSPR
1.2.3. Xây dựng dữ liệu
1.2.3.1. Bộ mô tả phân tử
1.2.3.2. Phân chia dữ liệu
1.2.4. Mô hình toán học và giải thuật
1.2.4.1. Hồi quy tuyến tính bội
1.2.4.2. Hồi quy bình phương tối thiểu riêng phần
1.2.4.3. Hồi quy thành phần chính
1.2.4.4. Mạng thần kinh nhân tạo
1.2.4.5. Máy học véctơ hỗ trợ
1.2.4.6. Giải thuật di truyền
1.2.5. Đánh giá mô hình QSPR
1.2.5.1. Chỉ số thống kê đánh giá mô hình
1.2.5.2. Miền ứng dụng và quan sát ngoại biên
1.2.5.3. Chỉ số đánh giá phần đóng góp các biến số
1.2.5.4. Sai số giữa các mô hình dự đoán
1.2.5.5. Phân tích ANOVA
1.3. TÍNH TOÁN LƯỢNG TỬ
1.3.1. Cơ học phân tử
1.3.2. Cơ học lượng tử
1.3.2.1. Phương trình sóng Schrödinger
1.3.2.2. Phương pháp bán thực nghiệm
1.4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TỔNG HỢP
1.4.1. Phương pháp tách chất
1.4.1.1. Sắc ký bản mỏng
1.4.1.2. Phương pháp cô quay
1.4.2. Phương pháp xác định cấu trúc
1.4.2.1. Phổ hấp thụ hồng ngoại
1.4.2.2. Phổ tán xạ năng lượng tia X
1.4.2.3. Phổ khối lượng
1.4.2.4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
1.4.3. Phương pháp xác định công thức phức
1.4.3.1. Phương pháp trắc quang
1.4.3.2. Phương pháp Job
1.4.3.3. Phương pháp tỷ lệ mol
1.5. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.5.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1.5.1.1. Đối tượng nghiên cứu
1.5.1.2. Nội dung nghiên cứu
1.5.1.3. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát
1.5.2. CÔNG CỤ, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU
1.5.2.1. Dữ liệu và phần mềm
1.5.2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị
1.5.3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH QSPR
1.5.3.1. Tính toán sàng lọc dữ liệu
1.5.3.1.1. Thu thập dữ liệu thực nghiệm ban đầu
1.5.3.1.2. Tối ưu hóa cấu trúc
1.5.3.1.3. Sàng lọc dữ liệu
1.5.3.2. Phương pháp xây dựng mô hình QSPR
1.5.3.2.1. Mô hình hồi quy tuyến tính
1.5.3.2.2. Mô hình phi tuyến
1.5.3.3. Đánh giá mô hình
1.5.3.3.1. Đánh giá chéo
1.5.3.3.2. Đánh giá ngoại
1.5.3.3.3. Đánh giá miền ứng dụng và quan sát ngoại biên
1.5.3.3.4. Đánh giá so sánh các mô hình
1.5.4. THIẾT KẾ HỢP CHẤT MỚI
1.5.4.1. Lựa chọn đối tượng thiết kế mới
1.5.4.2. Thiết kế các dẫn xuất thiosemicarbazone và phức chất
1.5.5. DỰ BÁO HẰNG SỐ BỀN VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HÌNH THÀNH CỦA LIGAND VÀ PHỨC CHẤT MỚI
1.5.5.1. Dự báo hằng số bền của phức chất mới
1.5.5.2. Phân tích cấu dạng của ligand và phức chất
1.5.5.3. Lựa chọn ligand và ion kim loại nghiên cứu
1.5.5.4. Phân tích tìm kiếm cấu dạng bền của ligand và phức chất
1.5.6. TỔNG HỢP LIGAND VÀ PHỨC CHẤT
1.5.6.1. Tổng hợp BEPT và BECT
1.5.6.2. Tổng hợp phức chất
1.5.7. XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ BỀN CỦA PHỨC CHẤT
1.5.7.1. Khảo sát công thức phức
1.5.7.2. Xác định hằng số bền
2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
2.1. XÂY DỰNG MÔ HÌNH QSPR
2.1.1. Tính toán sàng lọc dữ liệu
2.1.1.1. Dữ liệu thực nghiệm ban đầu
2.1.1.2. Tối ưu hóa cấu trúc
2.1.1.3. Sàng lọc dữ liệu
2.1.2. Mô hình QSPR và đánh giá mô hình
2.1.2.1. Mô hình QSPR của phức chất ML
2.1.2.2. Mô hình QSPR của phức chất ML2
2.2. THIẾT KẾ HỢP CHẤT MỚI
2.2.1. Thiết kế dẫn xuất thiosemicarbazone
2.2.2. Thiết kế phức chất
2.3. DỰ ĐOÁN HẰNG SỐ BỀN VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HÌNH THÀNH CỦA CÁC LIGAND VÀ PHỨC CHẤT THIẾT KẾ MỚI
2.3.1. Phức chất ML
2.3.1.1. Kết quả dự báo trên mô hình nhóm dữ liệu 1
2.3.1.2. Kết quả dự báo trên mô hình nhóm dữ liệu 4 và 9
2.3.2. Phức chất ML2
2.3.2.1. Kết quả dự báo trên mô hình nhóm dữ liệu 1
2.3.2.2. Kết quả dự báo trên mô hình nhóm dữ liệu 2
2.3.3. Phân tích cấu dạng bền
2.3.3.1. Cấu dạng bền của BEPT và BECT
2.3.3.2. Đánh giá khả năng tạo phức bằng tính toán lượng tử
2.4. TỔNG HỢP LIGAND VÀ PHỨC CHẤT
2.4.1. Tổng hợp BEPT và phức Ni(II)-BEPT, Cd(II)-BEPT
2.4.1.1. Giai đoạn ethyl hóa phenothiazine
2.4.1.2. Giai đoạn carbonyl hóa ethyl phenothiazine
2.4.1.3. Giai đoạn brom hóa carbonyl phenothiazine
2.4.1.4. Giai đoạn tổng hợp BEPT
2.4.1.5. Giai đoạn tổng hợp phức Ni(II)-BEPT và Cd(II)-BEPT
2.4.2. Tổng hợp BECT và phức Cu(II)-BECT, Zn(II)-BECT
2.4.2.1. Giai đoạn ethyl hóa carbazole
2.4.2.2. Giai đoạn carbonyl hóa ethyl carbazole
2.4.2.3. Giai đoạn brom hóa carbonyl carbazole
2.4.2.4. Giai đoạn tổng hợp BECT
2.4.2.5. Giai đoạn tổng hợp phức Cu(II)-BECT và Zn(II)-BECT
2.4.3. Xác định cấu trúc của ligand và phức chất
2.4.3.1. Cấu trúc của BEPT
2.4.3.2. Cấu trúc của phức chất Cd(II)-BEPT
2.4.3.3. Cấu trúc phức chất Ni(II)-BEPT
2.4.3.4. Cấu trúc của BECT
2.4.3.5. Cấu trúc của phức Cu(II)-BECT
2.4.3.6. Cấu trúc của phức Zn(II)-BECT
2.5. XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ BỀN CỦA PHỨC VÀ ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH
2.5.1. Phức chất Ni(II)-BEPT và Cd(II)-BEPT
2.5.1.1. Phức chất Cd(II)-BEPT
2.5.1.2. Phức chất Ni(II)-BEPT
2.5.1.3. Hằng số bền của phức Cd(II)/Ni(II)-BEPT và đánh giá mô hình
2.5.2. Phức chất Cu(II)-BECT và Zn(II)-BECT
2.5.2.1. Phức chất Cu(II)-BECT
2.5.2.2. Phức chất Zn(II)-BECT
2.5.2.3. Hằng số bền của phức Cu(II)/Zn(II)-BECT và đánh giá mô hình
3. Giai đoạn tổng hợp phức Ni(II)-BEPT và Cd(II)-BEPT
3.1. Tổng hợp BECT và phức Cu(II)-BECT, Zn(II)-BECT
3.1.1. Giai đoạn ethyl hóa carbazole
3.1.2. Giai đoạn carbonyl hóa ethyl carbazole
3.1.3. Giai đoạn brom hóa carbonyl carbazole
3.1.4. Giai đoạn tổng hợp BECT
3.1.5. Giai đoạn tổng hợp phức Cu(II)-BECT và Zn(II)-BECT
3.2. Xác định cấu trúc của ligand và phức chất
3.2.1. Cấu trúc của BEPT
3.2.2. Cấu trúc của phức chất Cd(II)-BEPT
3.2.3. Cấu trúc phức chất Ni(II)-BEPT
3.2.4. Cấu trúc của BECT
3.2.5. Cấu trúc của phức Cu(II)-BECT
3.2.6. Cấu trúc của phức Zn(II)-BECT
3.3. XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ BỀN CỦA PHỨC VÀ ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH
3.3.1. Phức chất Ni(II)-BEPT và Cd(II)-BEPT
3.3.1.1. Phức chất Cd(II)-BEPT
3.3.1.2. Phức chất Ni(II)-BEPT
3.3.1.3. Hằng số bền của phức Cd(II)/Ni(II)-BEPT và đánh giá mô hình
3.3.2. Phức chất Cu(II)-BECT và Zn(II)-BECT
3.3.2.1. Phức chất Cu(II)-BECT
3.3.2.2. Phức chất Zn(II)-BECT
3.3.2.3. Hằng số bền của phức Cu(II)/Zn(II)-BECT và đánh giá mô hình
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ
TÀI LIỆU THAM KHẢO: Mô tả các tham số 2D trong mô hình
Mô tả các tham số 2D trong mô hình
Mô tả các tham số 3D trong mô hình
appendix_3. Phụ lục 3: Các thuật ngữ năng lượng trong tính tổng năng lượng MM
Dữ liệu thực nghiệm ligand và phức trong nghiên cứu
Dữ liệu thực nghiệm phức ML
Dữ liệu thực nghiệm phức ML2
Thiết kế các dẫn xuất thiosemicarbazone mới
Thiết kế phức chất mới và kết quả dự báo
Quy trình tổng hợp BEPT và phức chất Ni(II)-BEPT, Cd(II)-BEPT qua các giai đoạn
Quy trình tổng hợp BECT và phức chất Cu(II)-BECT, Zn(II)-BECT qua các giai đoạn
Phổ FT-IR của BEPT và tiền chất trước đó
Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của BEPT
Phổ 13C-NMR, DEPT và kết quả phân tích của BEPT
Phổ HR-MS của BEPT
Phổ FT-IR của Cd(II)-BEPT
Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của Cd(II)-BEPT
Phổ 1C-NMR, DEPT và kết quả phân tích của Cd(II)-BEPT
Phổ HSQC và HMBC và kết quả phân tích của Cd(II)-BEPT
Phổ HR-MS của Cd(II)-BEPT
Phổ EDX và SEM của Cd(II)-BEPT
Phổ FT-IR của Ni(II)-BEPT
Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của Ni(II)-BEPT
Phổ 13C-NMR phức chất Ni(II)-BEPT
Phổ HSQC và HMBC và kết quả phân tích của Ni(II)-BEPT
Phổ HR-MS của Ni(II)-BEPT
Phổ EDX và SEM của Ni(II)-BEPT
Phổ FT-IR của BECT và tiền chất trước đó
Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của BECT
Phổ 13C-NMR và kết quả phân tích của BECT
Phổ HR-MS của BECT
Phổ FT-IR của Cu(II)-BECT
appendix_32. Phụ lục 32: Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của Cu(II)-BECT
Phổ 1C-NMR và kết quả phân tích của Cu(II)-BECT
Phổ HSQC và HMBC và kết quả phân tích của Cu(II)-BECT
Phổ HR-MS của Cu(II)-BECT
Phổ FT-IR của Zn(II)-BECT
Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của Zn(II)-BECT
Phổ 1C-NMR và kết quả phân tích của Zn(II)-BECT
Phổ HSQC và HMBC và kết quả phân tích của Zn(II)-BECT
Phổ HR-MS của Zn(II)-BECT
Kết quả khảo sát công thức phức chất Cd(II)/Ni(II)-BEPT
Kết quả khảo sát công thức phức chất Cu(II)/Zn(II)-BECT
Kết quả tính toán hằng số bền
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ thiết kế sàng lọc và tổng hợp một số dẫn xuất thiosemicarbazone và phức chất dựa trên các tính toán hóa lượng tử kết hợp phương pháp mô hình hóa qspr

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (472 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN MINH QUANG THIẾT KẾ, SÀNG LỌC VÀ TỔNG HỢP MỘT SỐ DẪN XUẤT THIOSEMICARBAZONE VÀ PHỨC CHẤT DỰA TRÊN CÁC TÍNH TOÁN HÓA LƯỢNG TỬ KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA QSPR Ngành: Hóa lý thuyết và hóa lý Mã số: 944.19 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: 1. Trần Xuân Mậu HUẾ – NĂM 2020 luan an LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Nguyễn Minh Quang, nghiên cứu sinh chuyên ngành Hóa lý thuyết và hóa lý tại Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế. Tôi xin cam đoan rằng:  Những kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án này là công trình của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS. Phạm Văn Tất và TS.

Trần Xuân Mậu.  Những kết quả nghiên cứu của các tác giả khác và các số liệu được sử dụng trong luận văn đều có trích dẫn đầy đủ. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về nghiên cứu của mình. Nguyễn Minh Quang ii luan an LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành luận án, trước tiên, tôi xin chân thành cám ơn sự hỗ trợ tài chính, sự giúp đỡ trong công việc và tạo điều kiện thuận lợi trong nghiên cứu thực nghiệm từ lãnh đạo Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh và Ban chủ nhiệm Khoa Công nghệ hóa học – Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh cùng các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện luận án.

Tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến lãnh đạo các cấp Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế đã tạo điều kiện thuận lợi trong thời gian tôi theo học tại trường. Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. Phạm Văn Tất và TS. Trần Xuân Mậu đã truyền đạt những kiến thức, những kinh nghiệm quý báu và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án này.

Bên cạnh đó, Tôi cũng xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến GS. Trần Thái Hòa, GS. Đinh Quang Khiếu và tập thể giảng viên Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế đã giúp đỡ trong thời gian qua. Tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến GS.

James Stewart đã hỗ trợ cung cấp miễn phí phần mềm MOPAC2016 với license đến nguyenminhquang@iuh.vn phiên bản Version 17. Tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến TS. Trần Nguyễn Minh Ân và các bạn học viên cao học, các bạn sinh viên tại Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ trong suốt quá trình thực nghiệm tổng hợp trong luận án. Cuối cùng, Tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh ủng hộ, tạo mọi điều kiện thuận lợi và là chỗ dựa vững chắc về tinh thần để tôi vượt qua khó khăn, vững tin hoàn thành luận án này.

Tuy luận án đã hoàn thành nhưng chắc chắn vẫn còn những hạn chế và thiếu sót, do đó, Tôi rất mong nhận được sự đóng góp, chỉnh sửa để luận án được hoàn thiện và đầy đủ hơn. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn các đơn vị và cá nhân đã giúp đỡ. Nguyễn Minh Quang iii luan an MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. iii BẢNG VIẾT TẮT.

xi DANH MỤC CÁC BIỂU, BẢNG. xvi DANH MỤC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ. xxi ĐẶT VẤN ĐỀ. xxxi CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU. THIOSEMICARBAZONE VÀ PHỨC CHẤT. Dẫn xuất thiosemicarbazone. Phức chất của thiosemicarbazone với các ion kim loại.

Hằng số bền của phức. Khái quát hằng số bền. Yếu tố ảnh hưởng lên hằng số bền. Phương pháp xác định hằng số bền.

Khái quát phương pháp mô hình hóa QSPR. Nguyên lý phát triển mô hình QSPR. Kỹ thuật phát triển mô hình QSPR. Những ưu điểm chính từ sự mô hình hóa QSPR.

Ứng dụng kỹ thuật mô hình hóa QSPR. Xây dựng dữ liệu. Bộ mô tả phân tử. Phân chia dữ liệu.

Mô hình toán học và giải thuật. Hồi quy tuyến tính bội. Hồi quy bình phương tối thiểu riêng phần. Hồi quy thành phần chính.

14 iv luan an 1. Mạng thần kinh nhân tạo. Máy học véctơ hỗ trợ. Giải thuật di truyền.

Đánh giá mô hình QSPR. Chỉ số thống kê đánh giá mô hình. Miền ứng dụng và quan sát ngoại biên. Chỉ số đánh giá phần đóng góp các biến số.

Sai số giữa các mô hình dự đoán. Phân tích ANOVA. TÍNH TOÁN LƯỢNG TỬ. Cơ học phân tử.

Cơ học lượng tử. Phương trình sóng Schrödinger. Phương pháp bán thực nghiệm. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TỔNG HỢP.

Phương pháp tách chất. Sắc ký bản mỏng. Phương pháp cô quay. Phương pháp xác định cấu trúc.

Phổ hấp thụ hồng ngoại. Phổ tán xạ năng lượng tia X. Phổ khối lượng. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân.

Phương pháp xác định công thức phức. Phương pháp trắc quang. Phương pháp Job. Phương pháp tỷ lệ mol.

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. Đối tượng nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Sơ đồ nghiên cứu tổng quát. CÔNG CỤ, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU. Dữ liệu và phần mềm. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị.

XÂY DỰNG MÔ HÌNH QSPR. Tính toán sàng lọc dữ liệu. Thu thập dữ liệu thực nghiệm ban đầu. Tối ưu hóa cấu trúc.

Sàng lọc dữ liệu. Phương pháp xây dựng mô hình QSPR. Mô hình hồi quy tuyến tính. Mô hình phi tuyến.

Đánh giá mô hình. Đánh giá chéo. Đánh giá ngoại. Đánh giá miền ứng dụng và quan sát ngoại biên.

Đánh giá so sánh các mô hình. THIẾT KẾ HỢP CHẤT MỚI. Lựa chọn đối tượng thiết kế mới. Thiết kế các dẫn xuất thiosemicarbazone và phức chất.

DỰ BÁO HẰNG SỐ BỀN VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HÌNH THÀNH CỦA LIGAND VÀ PHỨC CHẤT MỚI. Dự báo hằng số bền của phức chất mới. Phân tích cấu dạng của ligand và phức chất. Lựa chọn ligand và ion kim loại nghiên cứu.

Phân tích tìm kiếm cấu dạng bền của ligand và phức chất. TỔNG HỢP LIGAND VÀ PHỨC CHẤT. Tổng hợp BEPT và BECT. Tổng hợp phức chất.

XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ BỀN CỦA PHỨC CHẤT. 59 vi luan an 2. Khảo sát công thức phức. Xác định hằng số bền.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. XÂY DỰNG MÔ HÌNH QSPR. Tính toán sàng lọc dữ liệu. Dữ liệu thực nghiệm ban đầu.

Tối ưu hóa cấu trúc. Sàng lọc dữ liệu. Mô hình QSPR và đánh giá mô hình. Mô hình QSPR của phức chất ML.

Mô hình QSPR của phức chất ML2. THIẾT KẾ HỢP CHẤT MỚI. Thiết kế dẫn xuất thiosemicarbazone. Thiết kế phức chất.

DỰ ĐOÁN HẰNG SỐ BỀN VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HÌNH THÀNH CỦA CÁC LIGAND VÀ PHỨC CHẤT THIẾT KẾ MỚI. Phức chất ML. Kết quả dự báo trên mô hình nhóm dữ liệu 1. Kết quả dự báo trên mô hình nhóm dữ liệu 4 và 9.

Phức chất ML2. Kết quả dự báo trên mô hình nhóm dữ liệu 1. Kết quả dự báo trên mô hình nhóm dữ liệu 2. Phân tích cấu dạng bền.

Cấu dạng bền của BEPT và BECT. Đánh giá khả năng tạo phức bằng tính toán lượng tử. TỔNG HỢP LIGAND VÀ PHỨC CHẤT. Tổng hợp BEPT và phức Ni(II)-BEPT, Cd(II)-BEPT.

Giai đoạn ethyl hóa phenothiazine. Giai đoạn carbonyl hóa ethyl phenothiazine. Giai đoạn brom hóa carbonyl phenothiazine. Giai đoạn tổng hợp BEPT.

104 vii luan an 3. Giai đoạn tổng hợp phức Ni(II)-BEPT và Cd(II)-BEPT. Tổng hợp BECT và phức Cu(II)-BECT, Zn(II)-BECT. Giai đoạn ethyl hóa carbazole.

Giai đoạn carbonyl hóa ethyl carbazole. Giai đoạn brom hóa carbonyl carbazole. Giai đoạn tổng hợp BECT. Giai đoạn tổng hợp phức Cu(II)-BECT và Zn(II)-BECT.

Xác định cấu trúc của ligand và phức chất. Cấu trúc của BEPT. Cấu trúc của phức chất Cd(II)-BEPT. Cấu trúc phức chất Ni(II)-BEPT.

Cấu trúc của BECT. Cấu trúc của phức Cu(II)-BECT. Cấu trúc của phức Zn(II)-BECT. XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ BỀN CỦA PHỨC VÀ ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH.

Phức chất Ni(II)-BEPT và Cd(II)-BEPT. Phức chất Cd(II)-BEPT. Phức chất Ni(II)-BEPT. Hằng số bền của phức Cd(II)/Ni(II)-BEPT và đánh giá mô hình.

Phức chất Cu(II)-BECT và Zn(II)-BECT. Phức chất Cu(II)-BECT. Phức chất Zn(II)-BECT. Hằng số bền của phức Cu(II)/Zn(II)-BECT và đánh giá mô hình.

133 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 135 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ. 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO. Mô tả các tham số 2D trong mô hình.

Mô tả các tham số 3D trong mô hình. 14 viii luan an Phụ lục 3. Các thuật ngữ năng lượng trong tính tổng năng lượng MM. Dữ liệu thực nghiệm ligand và phức trong nghiên cứu.

Dữ liệu thực nghiệm phức ML. Dữ liệu thực nghiệm phức ML2. Thiết kế các dẫn xuất thiosemicarbazone mới. Thiết kế phức chất mới và kết quả dự báo.

Quy trình tổng hợp BEPT và phức chất Ni(II)-BEPT, Cd(II)-BEPT qua các giai đoạn. Quy trình tổng hợp BECT và phức chất Cu(II)-BECT, Zn(II)- BECT qua các giai đoạn. Phổ FT-IR của BEPT và tiền chất trước đó. Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của BEPT.

Phổ 13C-NMR, DEPT và kết quả phân tích của BEPT. Phổ HR-MS của BEPT. Phổ FT-IR của Cd(II)-BEPT. Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của Cd(II)-BEPT.

Phổ 1C-NMR, DEPT và kết quả phân tích của Cd(II)-BEPT. Phổ HSQC và HMBC và kết quả phân tích của Cd(II)-BEPT. Phổ HR-MS của Cd(II)-BEPT. Phổ EDX và SEM của Cd(II)-BEPT.

Phổ FT-IR của Ni(II)-BEPT. Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của Ni(II)-BEPT. Phổ 13C-NMR phức chất Ni(II)-BEPT. Phổ HSQC và HMBC và kết quả phân tích của Ni(II)-BEPT.

Phổ HR-MS của Ni(II)-BEPT. Phổ EDX và SEM của Ni(II)-BEPT. Phổ FT-IR của BECT và tiền chất trước đó. Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của BECT.

Phổ 13C-NMR và kết quả phân tích của BECT. Phổ HR-MS của BECT. Phổ FT-IR của Cu(II)-BECT. 197 ix luan an Phụ lục 32.

Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của Cu(II)-BECT. Phổ 1C-NMR và kết quả phân tích của Cu(II)-BECT. Phổ HSQC và HMBC và kết quả phân tích của Cu(II)-BECT. Phổ HR-MS của Cu(II)-BECT.

Phổ FT-IR của Zn(II)-BECT. Phổ 1H-NMR và kết quả phân tích của Zn(II)-BECT. Phổ 1C-NMR và kết quả phân tích của Zn(II)-BECT. Phổ HSQC và HMBC và kết quả phân tích của Zn(II)-BECT.

Phổ HR-MS của Zn(II)-BECT. Kết quả khảo sát công thức phức chất Cd(II)/Ni(II)-BEPT. Kết quả khảo sát công thức phức chất Cu(II)/Zn(II)-BECT. Kết quả tính toán hằng số bền .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Nguyễn Minh Quang (2020). Luận án tiến sĩ thiết kế và tổng hợp dẫn xuất thiosemicarbazone (58 ký tự) [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế]. LuanAn.net. https://luanan.net/hoa-hoc/hoa-huu-co/qspr

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Luận án tiến sĩ thiết kế và tổng hợp dẫn xuất thiosemicarbazone (58 ký tự)" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án tiến sĩ thiết kế sàng lọc dẫn xuất thiosemicarbazone bằng hóa lượng tử kết hợp QSPR.

Luận án "Luận án tiến sĩ thiết kế và tổng hợp dẫn xuất thiosemicarbazone (58 ký tự)" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế. Năm bảo vệ: 2020.

Luận án "Luận án tiến sĩ thiết kế và tổng hợp dẫn xuất thiosemicarbazone (58 ký tự)" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Luận án tiến sĩ thiết kế và tổng hợp dẫn xuất thiosemicarbazone (58 ký tự)" thuộc chuyên ngành Hóa lý thuyết và hóa lý. Danh mục: Hóa Hữu Cơ.

Luận án "Luận án tiến sĩ thiết kế và tổng hợp dẫn xuất thiosemicarbazone (58 ký tự)" có bao nhiêu trang?

Luận án "Luận án tiến sĩ thiết kế và tổng hợp dẫn xuất thiosemicarbazone (58 ký tự)" có 472 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Luận án tiến sĩ thiết kế và tổng hợp dẫn xuất thiosemicarbazone (58 ký tự)" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter