Nghiên cứu cấu trúc, độ bền và tính chất của phức platin(ii) chứa o-Toluidin và eugenol bằng phương pháp hóa học tính toán - Mai Thị Thanh Tâm

5 Tập 12, Số 5, 2018Tạp chí Khoa học - Trường ĐH Quy Nhơn, ISSN: 1859-0357, Tập 12, Số 5, 2018, Tr. 5- 5 *Email: nguyentientrung@qnu.edu.vn Ngày nhận bài: 15/7/2018; Ngày nhận đăng: 10/8/2018 NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC, ĐỘ BỀN VÀ TÍNH CHẤT CỦA PHỨC PLATIN(II) CHỨA O-TOLUIDIN VÀ EUGENOL BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC TÍNH TOÁN MAI THỊ THANH TÂM1, PHAN ĐẶNG CẨM TÚ1, NGUYỄN THỊ THANH CHI3, TRƯƠNG THỊ CẨM MAI2, NGUYỄN TIẾN TRUNG1 * 1Phòng Thí nghiệm Hóa học tính toán và Mô phỏng, Trường Đại học Quy Nhơn 2Khoa Hóa, Trường Đại học Quy Nhơn 3Khoa Hóa, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội TÓM TẮT Sự tương tác của [PtCl3(Eug)] - với o-toluidin được nghiên cứu ở mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ. Biến thiên enthalpy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs của các phản ứng tạo phức nằm trong khoảng 34,95 - 45,31 kcal.mol-1 và 39,66 - 51,41 kcal.mol-1 tương ứng. Sản phẩm của các phản ứng phù hợp với hiệu ứng trans đối với phức vuông phẳng. Kết quả phân tích AIM và NBO cho thấy độ bền của phức được quyết định chủ yếu bởi tương tác Pt∙∙∙N cùng với sự bổ trợ của liên kết hydro C-H∙∙∙Cl; tương tác Pt∙∙∙N trong phức trans bền hơn phức cis. Đáng chú ý, phổ IR thu được từ phương pháp tính toán phù hợp với các kết quả thực nghiệm. Từ khóa: Eugenol, thuyết phiếm hàm mật độ, phức platin(II), o-toluidin. ABSTRACT A theoretical study on structure, stability and property of platinum(II) complex containing o-toluidin and eugenol using computational chemical method Interaction of [PtCl3(Eug)] - with o-toluidin is investigated by using the B3LYP/LanL2DZ level of theory. Variations of enthalpy and Gibbs free energies of reactions forming complexes range from 34,95 - 45,31 kcal.mol-1 and 39,66 - 51,41 kcal.mol-1 respectively. The products of the reactions are consistent with the trans effect for square-planar complexes. The AIM and NBO results indicate that the stability of complexes is mainly determined by the Pt∙∙∙N interaction with an additional complementary of C-H∙∙∙Cl hydrogen bonds. It is found that the Pt∙∙∙N interactions are more stable for the trans-complexes than for the cis-complexes. Remarkably, the IR spectra of the most stable complex at the B3LYP/LanL2DZ level are well matched with the results of the experimental spectrum. Keywords: Eugenol, density functional theory, platinum(II) complex, o-toluidin. 1. Giới thiệu Phức chất Pt(II) đã và đang rất được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu bởi ý nghĩa to lớn của nó không chỉ trong lĩnh vực lý thuyết hóa học phức chất mà cả ứng dụng của nó trong y học. Các thuốc chứa hoạt chất là phức chất Pt(II) như cisplatin, cacboplatin, oxaliplatin đang được sử dụng phổ biến trong việc điều trị nhiều bệnh ung thư. Cisplatin là một tác nhân chống khối u được sử dụng rộng rãi trong điều trị ung thư tinh hoàn và buồng trứng; carboplatin được sử dụng rộng rãi cho điều trị ung thư phổi và ung thư buồng trứng; oxaliplatin gần đây đã được chấp thuận 6Mai Thò Thanh Taâm, Phan Ñaëng Caåm Tuù, Nguyeãn Thò Thanh Chi, Tröông Thò Caåm Mai, Nguyeãn Tieán Trung tại Mỹ để điều trị ung thư đại trực tràng... Tuy nhiên các loại thuốc này còn gây ra nhiều tác dụng phụ và không hiệu quả đối với nhiều dòng tế bào ung thư, vì vậy việc nghiên cứu tổng hợp các phức chất của platin(II) có hoạt tính kháng ung thư cao, giảm tác dụng phụ so với các thế hệ thuốc trước đó, đặc biệt là phức chất chứa phối tử có nguồn gốc thiên nhiên đã và đang thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới [1], [2]. Eugenol (4-allyl-2-metoxiphenol) (Eug) là thành phần chính trong cây đinh hương, cây hương nhu (loại thảo mộc rất phổ biến ở Việt Nam), đã được sử dụng trong công nghiệp hương liệu, trong y học làm chất sát khuẩn, thuốc giảm đau, chế xi măng hàn răng. Nhiều nghiên cứu cho thấy eugenol có khả năng ức chế một số loại tế bào ung thư [3], [4]. Gần đây, eugenol đã được đưa vào cầu phối trí của Pt(II) dưới dạng các phức chất đơn nhân K[PtCl3(Eug)] và phức chất hai nhân [PtCl(Eug-1H)]2. Các phức chất này đã được nghiên cứu tương tác với amin tạo ra một số phức chất có hoạt tính sinh học tiềm năng [5], [6], [7], tuy nhiên phức chất platin(II) chứa eugenol và amin chưa được nghiên cứu nhiều. Vì vậy sự kết hợp hóa học tính toán và phương pháp vật lí hiện đại để xác định cấu trúc và tính chất của phức Pt(II) đã mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới. Trong bài báo này chúng tôi trình bày chi tiết về cấu trúc hình học, độ bền của các phức hình thành trong phản ứng giữa o-toluidin với [PtCl3(Eug)] -, đồng thời đánh giá vai trò đóng góp của các tương tác đến độ bền các phức cũng như phân tích bản chất của chúng. 2. Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc hình học của monome và các phức tạo thành từ phản ứng giữa o-toluidin với [PtCl3(Eug)] - được tối ưu ở mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ bằng phần mềm Gaussian 09 (phiên bản A.01) [8]. Biến thiên enthalpy ( ) và biến thiên năng lượng tự do Gibbs ( ) của các quá trình tương ứng được tính theo công thức như sau: Trong đó, Eo là giá trị năng lượng electron tổng và Hcorr, Gcorr lần lượt là giá trị hiệu chỉnh enthalpy, hiệu chỉnh năng lượng tự do Gibbs. Phương pháp phân tích AIM (Atoms in molecules) được sử dụng để nghiên cứu sự có mặt, độ bền và vai trò của các tương tác làm bền phức. Hình học topo và các giá trị mật độ electron (ρ(r)), Laplacian (∇2ρ(r)), tổng năng lượng mật độ electron khu trú (H(r)) tại các điểm tới hạn liên kết (BCP) được tính bằng phần mềm AIM 2000 [9]. Phân tích NBO được thực hiện bằng phần mềm NBO 5.G [10] tại cùng mức lý thuyết để đánh giá sự chuyển electron và sự hình thành tương tác trong các phức khảo sát. Kết quả phổ IR của phức Pt(II) cũng được so sánh với kết quả thực nghiệm. Phổ IR thực nghiệm của phức chất nghiên cứu được đo bằng kỹ thuật tạo mẫu ép viên KBr trong vùng 4000 ÷ 400 cm-1; phổ 1H NMR và NOESY của phức chất được ghi trên máy Brucker AVANCE 500 MHz, tất cả ở 298-300 K tại Viện Hóa học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Cấu trúc và độ bền của phức Pt(II) Thực hiện tối ưu hình học các phức [PtCl2(Eug)(o-toluidin)] tại mức lý thuyết B3LYP/ LanL2DZ, chúng tôi thu được các cấu trúc bền được chỉ ra ở Hình 1. Các phức [PtCl2(Eug) o 298 K o c r o c r pu o 298 K o c r sp o c r pu H (E H ) (E H ) G (E G ) (E G )  ∆ = + − +   ∆ = + − +  ∑ ∑ ∑ ∑ or sp or or or 7 Tập 12, Số 5, 2018 (o-toluidin)] được kí hiệu X-A1-n, với X=Trans, Cis; n= 1, 2, 3,... là số thứ tự các đồng phân. Giá trị năng lượng tương đối (kcal.mol-1) được chỉ ra trong ngoặc vuông []. Hình 1 cho thấy trong [PtCl2(Eug)(o-toluidin)], Pt liên kết phối trí với o-toluidin qua N vì trên nguyên tử N còn có một cặp electron tự do. Trong đó, phối tử o-toluidin hoặc ở vị trí cis hoặc ở vị trí trans so với nhánh allyl của phối tử eugenol. Giá trị năng lượng tương đối của các phức Pt(II) được sắp xếp tăng dần theo thứ tự: Trans-A1-1 > Trans-A1-2 > Trans-A1-3 > Cis-A1-4 > Cis-A1-5 > Cis-A1-6. Như vậy, phức [PtCl2(Eug)(o-toluidin)] bền nhất được dự đoán có dạng hình học Trans-A1-1. Hình 1. Cấu trúc hình học bền của [PtCl2(Eug)(o-toluidin)] tại mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ Để khảo sát khả năng phản ứng giữa [PtCl3(Eug)] - với o-toluidin, chúng tôi tiếp tục tính các giá trị biến thiên enthalpy và biến thiên năng lượng Gibbs (được liệt kê trong Bảng 1). Trans-A1-1 [0,00] Trans-A1-2 [1,08] Trans-A1-3 [1,62] Cis-A1-4 [6,74] Cis-A1-5 [8,23] Cis-A1-6 [10,58] 8Bảng 1. Biến thiên enthalpy ( ) và biến thiên năng lượng tự do Gibbs ( ) (kcal.mol-1) của các phức [PtCl 2 (Eug)(o-toluidin)] tại B3LYP/LanL2DZ Phức Trans- A1-1 34,95 39,66 Trans- A1-2 35,98 40,87 Trans- A1-3 36,56 41,49 Cis- A1-4 41,53 47,03 Cis- A1-5 43,13 48,00 Cis- A1-6 45,31 51,41 Kết quả thu được cho thấy đồng phân có biến thiên enthalpy thấp nhất là Trans-A1-1 (34,95 kcal.mol-1) được tạo thành khi thay thế một nguyên tử Cl ở vị trí trans trong [PtCl3(Eug)] - bởi o-toluidin tại nguyên tử N. Đồng phân kém bền nhất là Cis-A1-6 với biến thiên enthalpy cao nhất (45,31 kcal.mol-1). Độ bền của các phức giảm dần theo thứ tự từ Trans-A1-1 đến Cis-A1-6. Các thông số nhiệt động và của phản ứng tạo ra phức trans đều thấp hơn so với phản ứng tạo ra phức cis. Đối với các phức trans, Trans-A1-1 có các giá trị biến thiên enthalpy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs thấp hơn Trans-A1-2 và Trans-A1-3 khoảng 1,03 - 1,61 kcal. mol-1 và 1,02 - 1,53 kcal.mol-1 tương ứng. Trong khi đó, các giá trị này của phức cis cao hơn phức Trans-A1-1 khoảng 6,58 - 10,31 kcal.mol-1 và 7,37 - 11,75 kcal.mol-1 tương ứng. Như vậy có thể dự đoán rằng khi [PtCl3(Eug)] - tương tác với o-toluidin, phức chất trans ưu tiên tạo thành hơn so với phức cis, và phức bền nhất là Trans-A1-1 có cấu hình trans. Kết quả này phù hợp với ảnh hưởng của hiệu ứng trans đối với các phức chất vuông phẳng [11]. Mặt khác, các giá trị và của phản ứng đều dương, do đó khả năng thay thế phối tử Cl bởi o-toluidin trong phức Pt(II) ở pha khí không thuận lợi về mặt nhiệt động. 3.2. Phân tích AIM Để nghiên cứu sự có mặt, vai trò của các tương tác làm bền trong phức Pt(II), chúng tôi tiếp tục thực hiện phân tích AIM ở cùng mức lý thuyết. Hình học topo của các phức này được thể hiện ở hình 2. Kết quả cho thấy có sự tồn tại các điểm tới hạn liên kết (BCP) (quả cầu màu đỏ trong vòng tròn màu đỏ) giữa các tiếp xúc minh chứng việc hình thành các tương tác ngoại phân tử Pt...N, H...Cl trong các phức. Trans-A1-1 Trans-A1-2 Mai Thò Thanh Taâm, Phan Ñaëng Caåm Tuù, Nguyeãn Thò Thanh Chi, Tröông Thò Caåm Mai, Nguyeãn Tieán Trung 9 Tập 12, Số 5, 2018 Hình 2. Hình học topo của phức [PtCl 2 (Eug)(o-toluidin)] Bảng 2 liệt kê các thông số mật độ electron (ρ(r)), Laplacian (∇2(r)), mật độ động năng electron (G(r)), mật độ thế năng electron (V(r)) và tổng năng lượng mật độ electron khu trú H(r) tại các BCP của một số tương tác được lựa chọn trong các phức hình thành. Bảng 2. Mật độ electron (ρ(r)), Laplacian (∇2ρ(r)) và H(r) (au) tại các BCP của liên kết trong phức [PtCl 2 (Eug)(o-toluidin)] Phức BCP ρ(r) (au) ∇2ρ(r) (au) H(r) (au) G/|V(r)| Trans-A1-1 Pt∙∙∙N 0,0965 0,3364 -0,0253 0,8116 C30−H43∙∙∙Cl1 0,0080 0,0267 0,0011 1,2551 C36−H38∙∙∙Cl2 0,0085 0,0270 0,0010 1,2205 Trans-A1-2 Pt∙∙∙N 0,0963 0,3345 -0,0254 0,8110 C30−H43∙∙∙Cl1 0,0077 0,0261 0,0011 1,2623 C36−H39∙∙∙Cl2 0,0087 0,0274 0,0010 1,2180 Trans-A1-3 Pt∙∙∙N 0,0959 0,3340 -0,0252 0,8117 C30−H43∙∙∙Cl1 0,0075 0,0268 0,0011 1,2727 C36−H39∙∙∙Cl2 0,0086 0,0270 0,0010 1,2234 Cis-A1-4 Pt∙∙∙N 0,0946 0,3412 -0.0243 0,8163 Cis-A1-5 Pt∙∙∙N 0,0945 0,3406 -0,0242 0,8188 Cis-A1-6 Pt∙∙∙N 0,0938 0,3387 -0,0237 0,8199 Trans-A1-3 Cis-A1-4 Cis-A1-5 Cis-A1-6 10 Các số liệu trên Bảng 2 cho thấy giá trị mật độ electron (ρ(r)) tại các tương tác Pt∙∙∙N của các phức [PtCl2(Eug)(o-toluidin) trong khoảng từ 0,0938 đến 0,0965 au. Các giá trị ∇ 2ρ(r) tại BCP của tiếp xúc Pt⋅⋅⋅N trong các phức này đều dương, giá trị H(r) âm nhẹ và tỉ lệ G/|V(r)| ≤ 1. Do đó, tương tác giữa Pt với N thuộc loại tương tác yếu có bản chất một phần cộng hóa trị [12]. Ngoài ra trong các phức trans còn có sự tồn tại của các liên kết hydro C−H∙∙∙Cl với mật độ electron (trong khoảng 0,0075 - 0,0087 au) tại BCP nhỏ hơn đáng kể so với các tương tác Pt∙∙∙N. Bên cạnh đó, các giá trị ∇2ρ(r), H(r) > 0 và G/|V(r)| > 1 cho thấy các liên kết hydro C−H∙∙∙Cl thuộc loại tương tác yếu không cộng hóa trị [12]. Đáng chú ý, các liên kết hydro này chỉ xuất hiện trong các phức trans, kết hợp với các kết quả phân tích độ bền ở trên, chúng tôi khẳng định rằng liên kết hydro C−H∙∙∙Cl chỉ đóng vai trò bổ trợ trong việc làm bền phức Pt(II) cùng với vai trò chính của tương tác Pt∙∙∙N. Kết quả phân tích AIM cho thấy, giá trị ρ(r) tại BCP của tiếp xúc Pt∙∙∙N giảm dần theo thứ tự Trans-A1-1>Trans-A1-2>Trans-A1-3>Cis-A1-4>Cis-A1-5>Cis-A1-6. Cụ thể, mật độ electron tại BCP của Pt∙∙∙N ở phức dạng trans cao hơn dạng cis khoảng 0,0013 - 0,0027 au, khẳng định thêm rằng các phức trans bền hơn các phức cis. Nhận định này hoàn toàn phù hợp với kết quả thu được khi phân tích cấu trúc, biến thiên enthalpy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs của các phản ứng. Kết quả này còn cho thấy vai trò đóng góp chính của tương tác Pt∙∙∙N trong việc làm bền các phức. 3.3. Kết quả phân tích NBO Để hiểu rõ về sự hình thành liên kết, sự chuyển electron trong các phức, chúng tôi tiến hành phân tích NBO cho các phức [PtCl2(Eug)(o-toluidin)] tại cùng mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ. Kết quả được tổng hợp ở Bảng 3. Bảng 3. Kết quả phân tích NBO của các phức [PtCl 2 (Eug)(o-toluidin)] Phức EDT(e) Sự chuyển electron Einter(kcal.mol -1) Trans- A1-1 0,2315a) n(N)→n*(Pt) 92,25 n(N)→σ*(Pt−Cl) 6,09 n(Cl)→σ*(C−H) 2,82 Trans-A1-2 0,2303a) n(N)→n*(Pt) 92,04 n(N)→σ*(Pt−Cl) 6,22 n(Cl)→σ*(C−H) 2,77 Trans- A1-3 0,2451a) n(N)→n*(Pt) 90,39 n(N)→σ*(Pt−Cl) 7,16 n(Cl)→σ*(C−H) 2,76 Cis –A1-4 0,2479 a) n(N)→n*(Pt) 13,09 n(N)→σ*(Pt−Cl) 82,72 Cis –A1-5 0,2303a) n(N)→n*(Pt) 13,22 n(N)→σ*(Pt−Cl) 82,16 Cis-A1-6 0,2765a) n(N)→σ*(Pt−Cl) 85,34 a)là giá trị mật độ electron tổng của hợp phần o-toluidin Mai Thò Thanh Taâm, Phan Ñaëng Caåm Tuù, Nguyeãn Thò Thanh Chi, Tröông Thò Caåm Mai, Nguyeãn Tieán Trung 11 Tập 12, Số 5, 2018 Kết quả phân tích NBO cho thấy giá trị mật độ electron tổng (EDT) của hợp phần o-toluidin trong các phức Pt(II) đều dương (0,2303 - 0,2765 e), chứng tỏ khi hình thành phức đã có sự chuyển electron từ o-toluidin sang hợp phần [PtCl2(Eug)]. Sự chuyển electron từ cặp electron riêng của N (n(N)) đến orbital n*(Pt) trong các phức trans đều lớn hơn nhiều so với các phức cis. Giá trị năng lượng tương tác siêu liên hợp (Einter) tương ứng cho hai loại tương tác này là 90,39 - 92,25 kcal.mol-1 và 0 - 4,33 kcal.mol-1. Ngược lại, sự chuyển electron từ n(N) đến σ*(Pt−Cl) trong các phức trans đều nhỏ hơn nhiều so với các phức cis (giá trị Einter tương ứng cho hai loại tương tác này là 6,09 - 6,22 kcal.mol-1 và 80,99 - 85,34 kcal.mol-1). Do đó, đối với phức trans, bước chuyển electron n(N)→n*(Pt) đóng vai trò quyết định trong việc làm bền phức, còn độ bền của các phức cis được đóng góp chủ yếu bởi bước chuyển n(N)→σ*(Pt−Cl). Mặt khác, tương tác giữa eugenol và o-toluidin còn xuất hiện bước chuyển n(Cl)→σ*(C−H), tuy nhiên giá trị Einter là rất nhỏ (2,76 - 2,82 kcal.mol-1). Điều này khẳng định lại vai trò của các tương tác trong việc làm bền phức: tương tác Pt∙∙∙N bền hơn và đóng góp đáng kể vào độ bền của phức so với các liên kết hydro C−H∙∙∙Cl. Kết quả thu được cho thấy giá trị tổng năng lượng tương tác siêu liên hợp (ΣEinter) cho các bước chuyển electron n(N)→n*(Pt) và n(N)→σ*(Pt−Cl) của các phức trans đều lớn hơn so với các giá trị tương ứng trong phức cis. Cụ thể, giá trị ΣEinter của phức Trans-A1-1 là lớn nhất với 98,34 kcal.mol-1 và của phức Cis-A1-6 là nhỏ nhất với 85,34 kcal.mol-1; giá trị này giảm dần theo độ bền của các phức Trans-A1-1>Trans-A1-2>Trans-A1-3>Cis-A1-4>Cis-A1-5>Cis-A1-6. Thứ tự sắp xếp này hoàn toàn hợp với kết quả phân tích năng lượng và phân tích AIM. 3.4. So sánh kết quả tính toán với thực nghiệm 3.4.1. Phổ hồng ngoại của phức chất Để đánh giá sự phù hợp của cấu trúc bền của phức tương tác [PtCl3(Eug)] - với o-toluidin tại mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ, phổ hồng ngoại (IR) của phức Trans-A1-1 được so sánh với kết quả thu được từ thực nghiệm. Hình 3a và 3b mô tả phổ IR của phức chất [PtCl2(Eug)(o-toluidin)] thu được từ phương pháp tính toán và thực nghiệm [13]. Kết quả quy kết các tín hiệu được trình bày trong Bảng 4. Hình 3a. Phổ IR của phức Trans-A1-1 Hình 3b. Phổ IR thực nghiệm 12 Bảng 4. Các vân hấp thụ chính trên vùng phổ hồng ngoại của các phức chất [PtCl 2 (Eug)(o-toluidin)](cm-1) Phức chất ν OH ν NH ν CH (thơm, anken) ν CH (no) δ NH, νC=C δNH νPt-N νPt-C=C [PtCl2(Eug)(o-toluidin)] (thực nghiệm) 3409 3212;3142 3014 2938; 2946 1588; 1520 1460; 1349 583 - Trans-A1-1 3658 3555;3444 3238 3036; 3123 1548;1530 1492; 1419 548 450 Từ Hình 3a và 3b cho thấy có sự phù hợp của phổ IR thực nghiệm và tính toán. Các kết quả tập hợp ở Bảng 4 cho thấy hầu hết các vân hấp thụ xuất hiện trên phổ IR đều đặc trưng cho các nhóm nguyên tử trong phân tử phức chất, chứng tỏ có sự phù hợp về thành phần, cấu tạo của phức chất. Chẳng hạn, sự xuất hiện của các vân hấp thụ cường độ trung bình ở 2938÷3123 cm-1 đặc trưng cho dao động ν CH (no) của eugenol hoặc amin. Sự giảm tần số của vân phổ đặc trưng cho dao động νC=C từ 1640 cm -1 xuống 1520÷1588 cm-1 và sự xuất hiện của vân hấp thụ đặc trưng cho dao động hóa trị νPt-C=C khoảng 450 cm -1, chứng tỏ eugenol đã phối trí với Pt(II) qua liên kết C=C của nhánh allyl. Sự giảm tần số ν NH từ 3450÷3300 cm-1 ở dạng tự do xuống ở 3142÷3212 cm-1 (phổ thực nghiệm) và sự xuất hiện vân hấp thụ đặc trưng cho dao động νPt-N ở 548÷583 cm -1, chứng tỏ o-toluidin đã phối trí với Pt(II) qua nguyên tử N của nhóm NH2. Nhìn chung, phổ IR của phức chất thu được từ phương pháp tính toán tương đối phù hợp với phổ IR thực nghiệm. Sự sai khác một ít về tần số dao động hóa trị do kết quả tính phổ IR của phức chất được thực hiện ở pha khí tại mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ, trong khi kết quả thực nghiệm được đo với dung môi, kỹ thuật KBr rắn và ép viên ở 298 - 300 K, và sai khác này là cho phép đối với việc dùng mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ trong tính toán phổ IR. 3.4.2. Phổ 1H NMR và NOESY của phức chất Kết quả phổ IR thực nghiệm và lý thuyết các phức Pt(II) chứa phối tử eugenol với o-toluidin chỉ cho biết sự phù hợp về thành phần cấu tạo và một số nhóm chức đặc trưng mà không thể khẳng định hoàn toàn chính xác cấu trúc hình học. Vì vậy, chúng tôi tiến hành phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H NMR và NOESY thực nghiệm [13] để xác định cấu trúc các phức [PtCl2(Eug) (o-toluidin)]. Để thuận lợi cho việc quy kết các tín hiệu phổ 1H NMR của phức chất, các proton của phức [(PtCl2(Eug)(o-toluidin)] được đánh số như trên Hình 4. Hình 4. Số chỉ vị trí các proton của phức [(PtCl 2 (Eug)(o-toluidin)] 2CH no δ , Mai Thò Thanh Taâm, Phan Ñaëng Caåm Tuù, Nguyeãn Thò Thanh Chi, Tröông Thò Caåm Mai, Nguyeãn Tieán Trung 13 Tập 12, Số 5, 2018 Để quy kết được tín hiệu của các proton của Eug trên phổ 1H NMR của phức chất [(PtCl2(Eug)(o-toluidin)], chúng tôi dựa vào các yếu tố độ dịch chuyển hóa học (δ), cường độ vân phổ, tương tác spin-spin, giá trị hằng số tách J đối với mỗi vân phổ và phổ [14]. Các tín hiệu proton được quy kết thể hiện trong Bảng 5. Bảng 5. Tín hiệu của các proton trên phổ 1H NMR trong phức chất [(PtCl 2 (Eug)(o-toluidin)] δ(ppm); J(Hz) Chất OH H3 H5 H6 H7 Eug tự do 7,30; s 6,78; d; 4J 1,5 6,63; dd; 3J 8; 4J 1,5 6,76; d; 3J 8 3,81; s Trans-[PtCl2(Eug) (o-toluidin)] 7,37; s 6,96; d; 4J 1,5 6,84; dd; 3J 8; 4J 2 6,75; d; 3J 8 3,79; s Chất H8a H8b H9 H10trans H10cis Eug tự do 3,29; d; 3J 7 5,94; m 5,05; dd; 2J 1,5; 3J 16,5 4,99 d; 3J 10 Trans-[PtCl2(Eug) (o-toluidin)] 3,08; dd 2J 14,5; 3J 6,5; 3J PtH 50 3,41; dd 2J 14,5; 3J 7,5 5,53; m; 2J PtH 70 4,54; dd 2J 1,5; 3J 13,5; 4,44; dd 2J 1; 3J 7,5; Chất H13 H14 H15 H16 H17 Trans-[PtCl2(Eug) (o-toluidin)] 7,27; d; 3J 7,5 7,26; dd 3J 6,0 7,37; dd 3J 8,5 7,47; d 3J 8,5 2,28; s Chú thích: s: vân đơn; d: vân đôi; dd: vân đôi - đôi; m: vân bội. Hình 5a và 5b là phổ 1H NMR và NOESY của phức chất [(PtCl2(Eug)(o-toluidin)] [13] Trên phổ 1H NMR của phức chất [(PtCl2(Eug)(o-toluidin)] quy kết được proton của một bộ tín hiệu chính. Số liệu ở Bảng 5 cho thấy hầu hết các vân cộng hưởng proton của Eug đều khác so với Eug tự do chứng tỏ Eug đã phối trí với Pt(II). Sự giảm độ chuyển dịch hóa học của H9, H10cis, H10trans so với Eug tự do và sự không tương đương của 2H8 mà vốn tương đương Hình 5a. Phổ 1H NMR của phức [PtCl 2 (Eug)(o-toluidin)] Hình 5b. Phổ NOESY của phức [PtCl 2 (Eug)(o-toluidin)] 14 ở phối tử tự do kèm theo việc xuất hiện các tín hiệu vệ tinh ở H9, H10trans, H10cis do 195Pt gây tách cho phép kết luận Pt(II) đã tạo phức với Eug qua C=C của nhánh allyl theo kiểu liên kết ba tâm. Trên phổ NOESY của phức [PtCl2(Eug)(o-toluidin)] (Hình 5b) không xuất hiện pic giao nào của các proton của Eug với toluidin chứng tỏ o-toluidin và eugenol ở vị trí trans với nhau. Do đó kết quả thu được từ phương pháp tính toán ở mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ là hoàn toàn phù hợp với kết quả thực nghiệm. 4. Kết luận 1/ Nghiên cứu phản ứng giữa [PtCl3(Eug)] - với o-toluidin chúng tôi thu được 6 phức bền với biến thiên enthalpy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs nằm trong khoảng 34,95 - 45,31 kcal. mol-1 và 39,66 - 51,41 kcal.mol-1 tương ứng. Phức [Pt(Cl2)(Eug)(o-toluidin)] bền nhất có cấu hình trans (Trans-A1-1), trong đó o-toluidin phối trí với Pt qua nguyên tử N. Độ bền các phức giảm dần theo thứ tự: Trans-A1-1>Trans-A1-2>Trans-A1-3>Cis-A1-4>Cis-A1-5>Cis-A1-6. Độ bền phức trans được đóng góp quyết định bởi bước chuyển electron n(N)→n*(Pt), trong khi bước chuyển n(N)→σ*(Pt−Cl) đóng góp chính đến độ bền các phức cis. 2/ Kết quả phân tích AIM cho thấy các tương tác Pt∙∙∙N là tương tác yếu và có một phần bản chất cộng hóa trị, các liên kết hydro C−H∙∙∙Cl thuộc loại liên kết yếu không cộng hóa trị. Các kết quả phân tích AIM và NBO cho thấy tương tác Pt∙∙∙N trong phức trans bền hơn trong phức cis và độ bền các phức được quyết định bởi tương tác Pt∙∙∙N cùng với vai trò đóng góp thêm của liên kết hydro C−H∙∙∙Cl. 3/ Từ phổ IR, 1H NMR và NOESY của phức chất thu được từ thực nghiệm cho thấy có sự phù hợp và tương đồng cao với kết quả tính toán tại mức lý thuyết B3LYP/LanL2DZ. Sản phẩm bền nhất của phản ứng giữa [PtCl3(Eug)] - với o-toluidin là Trans-A1-1, hoàn toàn phù hợp với phức chất tổng hợp từ thực nghiệm là trans-[PtCl2(Eug)(o-toluidin)]. Lời cảm ơn: Công trình này được hoàn thành với sự tài trợ của Bộ Giáo dục và Đào tạo trong đề tài mã số B2017-DQN-04. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. V. K. Alice, W. H. Trevor, Platinum drug distribution in cancer cells and tumors, Chemical Reviews, 109(10), 4911-4920, (2009). 2. M. M. William, O. O. Martin, M. M. Abram, S. Morounke, J. Jeroen, V. M. Luc, Imino-quinolyl palladium(II) and platinum(II) complexes: Synthesis, characterization, molecular structures and cytotoxic effect, Inorganica Chimica Acta, 400, 197-202, (2013). 3. Al. W. Rana, E. Warde, S. Meghri, S. Remi, E. S. Marwan, E. Omar, U. Julnar, Chemosensitivity of MCF-7 cells to eugenol: release of cytochrome-c and lactate dehydrogenase, Nature Scientist Report, 1-13, (2017). 4. K. J. Saravana, M. D. M. Abhijit, M. Mahitosh, Apoptotic effect of eugenol in human colon cancer cell lines, Cell Biology International, 35, 607-615, (2011). 5. T. T. Da, Y. Kim, T. T. C. Mai, N. C. Cuong, N. H. Dinh, Mono-and dinuclear metallacyclic complexes of Pt(II) synthesized from some eugenol derivatives, Journal of Coordination Chemistry, 60, 473-483, (2010). Mai Thò Thanh Taâm, Phan Ñaëng Caåm Tuù, Nguyeãn Thò Thanh Chi, Tröông Thò Caåm Mai, Nguyeãn Tieán Trung 15 Tập 12, Số 5, 2018 6. T. T. Da, N. T. T. Chi, L. V. Meervelt, P. M. Kimpende, N. H. Dinh, Synthesis, structure and properties of two series of platinum(II) complexes containing methyleugenol or chelating methyleugenol and amine, Polyhedron, 85, 104-109, (2015). 7. N. T. T. Chi, T. T. Da, K. Robeyns, L. V. Meervelt, T. T. C. Mai, N. D. Dat, N. H. Dinh, Synthesis, crystal and solution structures of platinacyclic complexes containing eugenol, and properties of two series of platinum(II) complexes containing the main bioactive constituent of Ocimum sanctum L.oil, Polyhedron 151, 330-337, (2018). 8. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Pople, and et al., Gaussian 09 (Revision A.01), Pittsburgh, PA: Gaussian, Inc., (2009). 9. F. Biegler-König, AIM 2000, University of Applied Sciences: Bielefeld, Germany (2000). 10. F. Weinhold, and et al., GenNBO 5.G, Theoretical Chemistry Institute, University of Wisconsin: Madison, WI, (2001). 11. J. V. Quagliano, L. Schubert, The Trans effect in complex inorganic compounds, Chemical Review, 50, 201-260, (1952). 12. M. Zio´łkowski, S. J. Grabowski, J. Leszczynski, Cooperativity in hydrogen-bonded interactions: ab initio and “atoms in molecules”analyses, Journal of Physical Chemistry A, 110, 6514-6521, (2006). 13. Lê Thị Dinh, Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc, tính chất một số phức chất khép vòng và không khép vòng của platin(II) chứa phối tử eugenol. Luận văn thạc sĩ khoa học Hóa học, Trường ĐHSP Hà Nội, (2012). 14. Trần Thị Đà, Nguyễn Hữu Đĩnh, Phức chất - Phương pháp tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, (2007).