Luận án tiến sĩ hóa học - Nghiên cứu tổng hợp cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học của phức chất kim loại chuyển tiếp chứa phối tử loại quinoline

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN THỊ NGỌC VINH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, CẤU TRÖC VÀ THĂM DÕ HOẠT TÍNH SINH HỌC, TÍNH CHẤT HUỲNH QUANG CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP CHỨA PHỐI TỬ LOẠI QUINOLINE LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN THỊ NGỌC VINH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, CẤU TRÖC VÀ THĂM DÕ HOẠT TÍNH SINH HỌC, TÍNH CHẤT HUỲNH QUANG CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP CHỨA PHỐI TỬ LOẠI QUINOLINE Chuyên ngành: Hóa vô cơ Mã số: 9440113 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Thị Đà PGS.TS Lê Thị Hồng Hải HÀ NỘI - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án “Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và thăm dò hoạt tính sinh học, tính chất huỳnh quang của một số phức chất kim loại chuyển tiếp chứa phối tử loại quinoline” là công trình nghiên cứu của riêng tôi dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Thị Đà và PGS.TS Lê thị Hồng Hải. Các số liệu trong luận án trung thực, đƣợc sự cho phép sử dụng của các đồng tác giả. Kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án chƣa từng đƣợc công bố tại bất kì công trình nào khác. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình.

Hà Nội, tháng 5 năm 2020 Tác giả Nguyễn Thị Ngọc Vinh LỜI CẢM ƠN Luận án này đƣợc hoàn thành tại bộ môn Hoá Vô cơ - Khoa Hoá học - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Thị Đà và PGS. TS Lê Thị Hồng Hải. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Thị Đà và PGS.TS Lê Thị Hồng Hải - Hai cô đã truyền cho em lòng say mê khoa học, tận tình hƣớng dẫn, động viên và giúp đỡ em hơn mƣời năm qua. Những điều hai cô chỉ dạy sẽ là những bài học lớn cũng nhƣ những hành trang cho cuộc sống của em.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong bộ môn Hoá Vô cơ, Khoa Hoá học - Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội đã tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn nhóm nghiên cứu gồm các anh, chị, em: học viên cao học K26 Nguyễn Văn Đức, học viên cao học K26 Lƣu Thị Tuyên, học viên cao học K26 Nguyễn Thị Thu Hà, học viên cao học K23 Đỗ Thị Bích Huệ, sinh viên K63 Nguyễn Thu Thảo, sinh viên K65 Nguyễn Thị Thu Hiền, sinh viên K66 Mai phƣơng Chi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, nhiệt tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Em xin chân thành cảm ơn GS. Luc Van Meervelt và PGS.TS Nguyễn Hùng Huy đã đo và tính cấu trúc các phức chất bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Ban chủ nhiệm khoa cùng các thầy cô các bộ môn trong khoa Hóa học đã giúp đỡ em trong việc cung cấp dụng cụ, tài liệu, hóa chất để em hoàn thành luận án. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn những ngƣời thân trong gia đình, cơ quan nơi tôi công tác và bạn bè đã dành cho tôi sự khích lệ, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt giai đoạn học tập quan trọng này. Hà Nội, tháng 5 năm 2020 Tác giả Nguyễn Thị Ngọc Vinh MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục các kí hiệu, chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình MỞ ĐẦU. 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.

TỔNG QUAN CỦA HỢP CHẤT LOẠI QUINOLINE. Giới thiệu chung về hợp chất loại quinoline. Tính chất quang của hợp chất loại quinoline. PHỨC CHẤT Pt(II) CHỨA PHỐI TỬ LOẠI QUINOLINE.

Hoạt tính sinh học của phức chất Pt(II) chứa phối tử loại quinoline. Tổng hợp và nghiên cứu tính chất phức chất Pt(II) chứa phối tử loại quinoline. PHỨC CHẤT CỦA NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM CHỨA PHỐI TỬ LOẠI QUINOLINE. Đặc điểm chung của các nguyên tố đất hiếm.

Tính chất quang phức chất của NTĐH với dẫn xuất quinoline. Hoạt tính sinh học phức chất của NTĐH với dẫn xuất quinoline. 30 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM. HÓA CHẤT, THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Hóa chất, thiết bị. Phƣơng pháp nghiên cứu thành phần, cấu trúc và tính chất các chất. TỔNG HỢP CÁC CHẤT ĐẦU. Tổng hợp phối tử loại aryl olefin.

Tổng hợp phối tử loại quinoline. Tổng hợp phức chất K[PtCl3(arylolefin)]. Tổng hợp phức chất hai nhân khép vòng [PtCl(arylolefin-1H)]2. TỔNG HỢP PHỨC CHẤT Pt(II) CHỨA ARYLOLEFIN VÀ DẪN XUẤT QUINOLINE.

Tổng hợp phức chất [PtCl(Saf)(2-Me-8-O-quinoline)] (A1). Tổng hợp phức chất [PtCl(Saf)(5,7-Dichloro-8-O-quinoline)] (A2). Tổng hợp phức chất [PtCl(Saf)(5,7-Dichloro-2-Me-8-O-quinoline)] (A3)46 2. Tổng hợp phức chất [PtCl(Meteug)(5,7-Dichloro-8-O-quinoline)] (A4).

Tổng hợp phức chất [PtCl(Meteug)(5,7-Dichloro-2-Me-8-O-quinoline)] (A5)47 2. Tổng hợp phức chất [Pt(Saf-1H)(2-Me-8-O-quinoline)] (A6). Tổng hợp phức chất [Pt(Saf-1H)(5,7-Dichloro-8-O-quinoline)] (A7). Tổng hợp phức chất [Pt(Saf-1H)(5,7-Dichloro-2-Me-8-O-quinoline)] (A8).

Tổng hợp phức chất [Pt(Eteug-1H)(2-Me-8-O-quinoline)] (A9). Tổng hợp phức chất [Pt(Eteug-1H)(2-Fomyl-8-O-quinoline)] (A10). Tổng hợp phức chất [Pt(Eteug-1H)(5,7-Dichloro-8-O-quinoline)] (A11)48 2. Tổng hợp phức chất [Pt(Eteug-1H)(5,7-Dichloro-2-Me-8-O-quinoline)] (A12)48 2.

Tổng hợp phức chất [Pt(Meteug-1H)(5,7-Dichloro-8-O-quinoline)] (A13) 49 2. Tổng hợp phức chất K[Pt(Meteug-1H) (5-Bromo-1-Me-6,7-O-3- sulfoquinoline)] (A14). Tổng hợp phức chất K[Pt(Eteug-1H)(5-Bromo-1-Me-6,7-O-3- sulfoquinoline)] (A15). Tổng hợp phức chất [Pt(Eteug-1H)(2,8-O-quinoline)] (A16).

TỔNG HỢP PHỨC CHẤT NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM CHỨA PHỐI TỬ LOẠI QUINOLINE. Chuẩn bị các dung dịch muối của các nguyên tố hiếm Ln3+. Tổng hợp dãy phức chất LnQBr1 (Ln: Y, La, Pr, Sm, Eu, Tb) (B1 - B6) 50 2. Tổng hợp dãy phức chất LnQBr2 (Ln: Y, La) (B7, B8).

Tổng hợp dãy phức chất LnMeQBr1 (Ln: Y, La, Pr, Nd, Eu) (B9 - B13) 51 2. Tổng hợp dãy phức chất LnMeQBr2 (Ln: Y, La, Pr, Sm, Eu, Tb) (B14-B16)51 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN. TỔNG HỢP CÁC CHẤT. Tổng hợp phối tử.

Tổng hợp các phức chất Pt(II) chứa aryl olefin. Tổng hợp phức chất Pt(II) chứa aryl olefin và dẫn xuất quinoline. Tổng hợp phức chất của nguyên tố đất hiếm chứa phối tử loại quinoline 60 3. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN, CẤU TRÚC PHỨC CHẤT PLATINUM(II) CHỨA ARYLOLEFIN VÀ DẪN XUẤT QUINOLINE.

Phƣơng pháp phổ khối lƣợng (ESI MS). Phƣơng pháp phổ hồng ngoại (IR). Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (1H NMR). Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể (XRD).

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN, CẤU TRÚC PHỨC CHẤT NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM CHỨA PHỐI TỬ LOẠI QUINOLINE. Phƣơng pháp phổ EDX (xác định bán định lƣợng nguyên tố). Giản đồ phân tích nhiệt. Phƣơng pháp phổ khối lƣợng (ESI MS).

Phƣơng pháp phổ hồng ngoại (IR). Phƣơng pháp phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (1H NMR). Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể (XRD). NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG.

Phổ hấp thụ electron UV-Vis. Phổ huỳnh quang của phối tử và phức chất. Khả năng cảm biến huỳnh quang của phối tử và một số phức chất đối với pH 114 3. Khả năng cảm biến huỳnh quang của phối tử đối với ion kim loại.

THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT. Khả năng kháng tế bào ung thƣ. Khả năng kháng vi sinh vật kiểm định. 133 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ NẰM TRONG NỘI DUNG LUẬN ÁN.

135 CÁC CÔNG TRÌNH KHÁC CÓ LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG LUẬN ÁN. 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 137 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Chú giải Kí hiệu Chú giải Phƣơng pháp xác định bán EDX L QBr, MeQBr định lƣợng nguyên tố ESI MS Phổ khối HOQuiN Dẫn xuất của 8-hidroxyquinoline IR Phổ hấp thụ hồng ngoại Aryl Arylolefin NMR Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân Eteug Ethyl eugenoxyacetate 1 H Phổ cộng hƣởng từ proton Eug Eugenol NMR Phổ dựa vào tƣơng tác H-H NOESY Meug Methyl eugenol qua không gian Safrol có công thức PTN Phân tích nhiệt Saf CH2=CH-CH2C6H3OOCH2 UV - Safrol -1H có công thức Phổ hấp thụ electron Saf-1H VIS CH2=CH-CH2C6H2OOCH2 Cdhh chuyển dịch hóa học XRD Nhiễu xạ tia X đơn tinh thể Ttss tƣơng tác spin-spin Meteug Methyl eugenoxyacetate  độ chuyển dịch hóa học 8-HOQ 8- hidroxyquinoline J hằng số tƣơng tác spin-spin Me-HOQ 2-methyl- 8-hidroxyquinoline s singlet (vân đơn) Cl-HOQ 5,7-dichloro-8-hidroxyquinoline 5,7-dichloro-8-hidroxy-2-methyl d doublet (vân đôi) MC-HOQ quinoline doublet of doublets dd QCHO 2-formyl-8-hidroxyquinoline (vân đôi-đôi) t triplet (vân ba) HO-QOH quinoline-2,8-diol 5-bromo-7-(carboxymethoxy)-6- m multiplet (vân bội) QBr hydroxyquinolin-1-ium-3-sulfonate 5-bromo-7-(carboxymethoxy)-6- ov overlap (che lấp) MeQBr hydroxy-1-methylquinolin-1-ium-3- sulfonate Nồng độ ức chế 50% 5-bromo -1-methyl -6,7-dihydroxy-1- IC50 QOH đối tƣợng thử methylquinolin-1-ium-3-sulfonate Et Ethanol Ax Acetone Kt Kết tủa EtOH Ethanol KB Dòng tế bào ung thƣ biểu mô RD Dòng tế bào ung thƣ màng tim Hep-G2 Dòng tế bào ung thƣ gan MCF-7 Dòng tế bào ung thƣ vú Lu Dòng tế bào ung thƣ phổi Aceug Axit eugenoxyacetic Ankeug Ankyl eugenoxyacetate Kt Không tan Preug Propyl eugenoxyacetate DMSO dimethylsulfoxit LOD Nồng độ phát hiện tối thiểu Ln3+ Y3+, La3+, Pr3+, Sm3+, Nd3+, Eu3+ BẢNG KÍ HIỆU, CÔNG THỨC PHÂN TỬ, DANH PHÁP CÁC PHỨC CHẤT Kí STT Công thức phân tử Danh pháp hiệu (2-5-allyl-1,3-benzodioxole)chlorido(2- 1 A1 [PtCl(Saf)(Me-OQ)] methylquinolin-8-olato-2N,O)- platinum(II)) (2-5-allyl-1,3-benzodioxole)chlorido- 2 A2 [PtCl(Saf)(Cl-OQ)] (5,7-dichloroquinolin-8-olato-2N,O)- platinum(II)) (2-5-allyl-1,3-benzodioxole)chlorido(5,7- 3 A3 [PtCl(Saf)(MC-OQ)] dichloro-2-methylquinolin-8-olato- 2N,O)-platinum(II)) (chlorido(5,7-dichloroquinolin-8-olato- 2N,O){4-methoxycarbonylmethoxy-3- 4 A4 [PtCl(Meteug)(Cl-OQ)] methoxy-1-[(2,3-)-prop-2-en-1- yl)benzene}platinum(II)) (chlorido(5,7-dichloro-2-methylquinolin- 8-olato-2N,O){4- 5 A5 [PtCl(Meteug)(MC-OQ)] methoxycarbonylmethoxy-3-methoxy-1- [(2,3-)-prop-2-en-1- yl)benzene}platinum(II)) (2-5-allyl-1,3-benzodioxole-C6)(2- 6 A6 [Pt(Saf-1H)(Me-OQ)] methylquinolin-8-olato-2N,O)- platinum(II)) (2-5-allyl-1,3-benzodioxole-C6)(5,7- 7 A7 [Pt(Saf-1H)(Cl-OQ)] dichloroquinolin-8-olato-2N,O)- platinum(II)) (2-5-allyl-1,3-benzodioxole-C6)(2- 8 A8 [Pt(Saf-1H)(MC-OQ)] methyl-5,7-dichloroquinolin-8-olato- 2N,O)-platinum(II)) {4-ethoxycarbonylmethoxy-3-methoxy-1- [(2,3-)-prop-2-en-1-yl)phenyl-C6}(2- 9 A9 [Pt(Eteug-1H)(Me-OQ)] methylquinolin-8-olato-2N,O)- platinum(II)) {4-ethoxycarbonylmethoxy-3-methoxy-1- [(2,3-)-prop-2-en-1-yl)phenyl- 10 A10 [Pt(Eteug-1H)(HOCQ)] C6}(quinoline-2-carbaldehyde-8-olato- 2N,O)-platinum(II)) {4-ethoxycarbonylmethoxy-3-methoxy-1- [(2,3-)-prop-2-en-1-yl)phenyl-C6} (5,7- 11 A11 [Pt(Eteug-1H)(Cl-OQ)] dichloroquinolin-8-olato-2N,O)- platinum(II)) {4-ethoxycarbonylmethoxy-3-methoxy-1- [(2,3-)-prop-2-en-1-yl)phenyl-C6} (2- 12 A12 [Pt(Eteug-1H)(MC-OQ)] methyl-5,7-dichloroquinolin-8-olato- 2N,O)-platinum(II)) {4-methoxycarbonylmethoxy-3-methoxy- 1-[(2,3-)-prop-2-en-1-yl)phenyl-C6} 13 A13 [Pt(Meteug-1H)(Cl-OQ)] (5,7-dichloroquinolin-8-olato-2N,O)- platinum(II)) {4-methoxycarbonylmethoxy-3-methoxy- A14A, 1-[(2,3-)-prop-2-en-1-yl)phenyl-C6} (5- 14 K[Pt(Meteug-1H)(QOH-2H)] A14B bromo-1-methyl-6,7-diolato-quinolin-1- ium-3-sulfonato-2O)-platinum(II)) {4-ethoxycarbonylmethoxy-3-methoxy-1- A15A, [(2,3-)-prop-2-en-1-yl)phenyl-C6} (5- 15 K[Pt(Eteug-1H)(QOH-2H)] A15B bromo-1-methyl-6,7-diolato -quinolin-1- ium-3-sulfonato- -2O)-platinum(II)) {4-ethoxycarbonylmethoxy-3-methoxy-1- [(2,3-)-prop-2-en-1-yl)phenyl-C6} (2- 16 A16 [Pt(Eteug-1H)(HO-OQ)] hydroxy-quinolin-8-olato-2N,O)- platinum(II)) {triaqua(5-bromo-3-(sulfonato-μ-O)-6- 17 B1 [Y(QBr-3H)(H2O)3].2H2O oxidoquinolin-7-yl)oxi)aceto- 3O))yttrium(III)} dihydrate {triaqua(5-bromo-3-(sulfonato-μ-O)-6- 18 B2 [La(QBr-3H)(H2O)3].2H2O oxidoquinolin-7-yl)oxi)aceto- 3O))lanthanum(III)} dihydrate {triaqua(5-bromo-3-(sulfonato-μ-O)-6- 19 B3 [Pr(QBr-3H)(H2O)3].2H2O oxidoquinolin-7-yl)oxi)aceto- 3O))praseodymium(III)} dihydrate {triaqua(5-bromo-3-(sulfonato-μ-O)-6- 20 B4 [Sm(QBr-3H)(H2O)3].2H2O oxidoquinolin-7-yl)oxi)aceto- 3O))samarium(III)} dihydrate {triaqua(5-bromo-3-(sulfonato-μ-O)-6- 21 B5 [Eu(QBr-3H)(H2O)3].4H2O oxidoquinolin-7-yl)oxi)aceto- 3O))europium(III)} tetrahydrate {triaqua(5-bromo-3-(sulfonato-μ-O)-6- 22 B6 [Tb(QBr-3H)(H2O)3].2H2O oxidoquinolin-7-yl)oxi)aceto- 3O))terbium(III)}dihydrate {diaqua(5-bromo-3-sulfonato-6- hydroxyquinolin-7-yl)oxi)aceto--O))(5- [Y(QBr-1H)(QBr- 23 B7 bromo-3-(sulfonato-)-6- oxidoquinolin-7- 2H)(H2O)2].4H2O yl)oxi)aceto-- 2O))yttrium(III)}tetrahydrate {diaqua(5-bromo-3-sulfonato-6- hydroxyquinolin-7-yl)oxi)aceto--O))(5- [La(QBr-1H)(QBr- 24 B8 bromo-3-(sulfonato-)-6- oxidoquinolin-7- 2H)(H2O)2].H2O yl)oxi)aceto-- 2O))lanthanum(III)}monohydrate {hexaaquatris(5-bromo-3-(sulfonato-μ-O)- [Y2(MeQBr- 25 B9 6-oxido-1-methylquinolin-7-yl)oxi)aceto- 2H)3(H2O)6].6H2O methylquinolin-7-yl)oxi)aceto-- 2O))yttrium(III)}hexahydrate {diaqua(5-bromo-3-sulfonato-6-hydroxy- 1-methylquinolin-7-yl)oxi)aceto--O))(5- [La(MeQBr-2H)(MeQBr- 31 B15 bromo-3-(sulfonato-)-6- oxido-1- 1H)(H2O)2].5H2O methylquinolin-7-yl)oxi)aceto-- 2O))lanthanum(III)}pentahydrate {diaqua(5-bromo-3-sulfonato-6-hydroxy- 1-methylquinolin-7-yl)oxi)aceto--O))(5- [Eu(MeQBr-2H)(MeQBr- 32 B16 bromo-3-(sulfonato-)-6- oxido-1- 1H)(H2O)2].4H2O methylquinolin-7-yl)oxi)aceto-- 2O))europium(III)}tetrahydrate MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Kết quả hoạt tính kháng tế bào ung thƣ ở ngƣời của một số phức chất Pt(II) chứa Ankeug, Saf và amin .2: Sự phụ thuộc hiệu suất lƣợng tử, thời gian sống của phức chất vào dung môi .3: Kết quả thử hoạt tính kháng tế bào ung thƣ của các phức chất.1: Hóa chất và nguồn gốc xuất xứ .2: Một số thiết bị sử dụng trong quá trình nghiên cứu .3: Các phƣơng pháp sử dụng để xác định thành phần, cấu trúc các phức chất nghiên cứu .1: Một số dữ kiện tinh thể học của phối tử QBr, MeQBr .