_
BỘCƠNGTHƯƠNG
_
ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHĨ HỊ CHÍ MINH

BAO CAO TONG KET DE TAI KHOA HOC
KẾT QUÁ THỰC HIỆN ĐẺ TÀI _

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÁP TRƯỜNG

Tên đề tài: Nghiên cứu phức chất của Plumbagin với Ti
(IV) trong dung dich va tng dung
Mã số đề tài: 22/2 HHSV01
Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Văn Thời
Đơn vị thực hiện: Khoa Công nghệ Hóa học

Tp. Hồ Chí Minh, 2023


LOI CAM ON
Chúng tôi xin chân thành cảm on Quỹ nghiên cứu khoa học của Trường Đại học Công

nghiệp Tp HCM, lãnh đạo khoa Cơng nghệ Hóa học, Phịng thí nghiệm Khoa Cơng nghệ
Hóa học, các thành viên của để tài đã giúp tơi hồn thành để tài nghiên cứu khoa học này.

Cảm ơn Thầy GS.TS. Lê Văn Tán: PGS.TS.Trần Nguyễn Minh Ân đã hướng dẫn chuyên
môn, động viên giúp đỡ chủ nhiệm đề tài để hồn thành cơng trình nghiên cứu này.


PHAN I. THONG TIN CHUNG
I. Thong tin tổng quát

1.1. Tên đề tài: Nghiên cứu phức chất của Plumbagin với Ti(IV) trong dung dịch và

ứng dụng.

1.2. Mã số: 22/2HHSV0I
1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

Ho lọ vàvà têtên

TT

a

sân

Đơn vị cơng tác

Vai trị r3 hiện để

Trường Đại học Cơng

Chủ nhiệm đề tài

nghiệp TP Hồ Chí Minh

Thanh vién tham gia

đề


(học hàm, học vị)

1

|[ThS. Nguyễn Văn Thời

2

|PGS.TS. Tran Ngun Minh An

nghiệp TP Hồ Chí Minh
Trường Đại học Cơng

1.4. Đơn vị chủ trì:
1.5. Thời gian thực hiện:

1.5.1. Theo hợp đồng: _ từ tháng 03 năm 2023 đến tháng 3 năm 2024

1.5.2. Gia hạn (nếu có):
1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 03 năm 2023 đến tháng 10 năm 2023
1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): KHƠNG

đè mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tô chức thực hiện; Nguyên

nhân; Y kiên của Cơ quan quản ly)

1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 50 triệu đồng.
II. Kết quả nghiên cứu

1. Đặt vấn đề

Cùng với sự phát triển ngày càng nhanh của các ngành khoa học kỹ thuật nói chung và
hóa học nói riêng, thì việc tổng hợp và nghiên cứu phức chất là một trong những hướng phát
triển cơ bản của hóa học hiện đại. Đặc biệt phức chất có khả năng phát huỳnh quang ngày

càng thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học trong và ngoài nước trong việc tổng hợp,
nghiên cứu cấu tạo, tính chất và khả năng ứng dụng. Trong nghiên cứu chế tạo vật liệu, các
phức chất này có tiềm năng ứng dụng rất lớn để tạo ra các vật liệu, các đầu dị phát quang
trong phân tích sinh học, đánh dấu huỳnh quang sinh y, trong vật liệu quang điện, trong
khoa học môi trường, công nghệ sinh học tế bào và nhiều lĩnh vực khác nhau trong đời sống
Có thể nói rằng hiện nay Hóa học phức chất đang phát triển và là nơi hội tụ những
thành tựu của hoá lý, hoá phân tích, hóa hữu cơ. hóa sinh, hóa mơi trường. hóa dược....

Trong đó, phối tử hữu cơ đóng một vai trị hết sức quan trọng, ngồi việc tạo phức có nhiều
ứng dụng, nó cịn có thể được sử dụng đề tách, chiết làm giàu tăng độ nhạy trong phân tích
các ion kim loại trong các mẫu thực... Vì thế, các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực tổng hợp

ii


các loại thuốc thử

hữu

cơ mới

nhằm

phục

vụ cho


mục

đích này.

Trong

xu hướng

ay,

Plumbagin (5-hydroxy-2-metyl-1,4-napthoquinone) dù được xem là một chất rất khó tổng
hợp. chủ yếu được phân lập từ rễ của cây Bạch hoa xà (Plumbago zeylanica L.), nhung véi
những tính chất khá đặc biệt như kháng viêm, kháng ung thư, kháng đái tháo đường, kháng
oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nắm, kháng xơ vữa động mạch và giảm đau, cộng với khả
năng tương tác rất chọn lọc với ion kim loại mà PLB

đã được các nhà khoa học rất quan

tâm. Từ những cơng trình đã được công bố bởi các nhà khoa học, chúng tôi nhận thấy rằng
việc tìm kiếm các tín hiệu tương tác của PLB

với các ion kim loại nhằm nghiên cứu tìm ra

những ứng dụng có giá trị trong đời sống là hết sức cần thiết. Vì vậy, chúng tơi lựa chọn đề
tài “ Nghiên cứu phức chất của Plumbagin với Ti(IV) trong dung dịch và ứng dụng”.
với hy vọng có thé tim ra được những phức mới và những ứng dụng rất hữu ích mà chúng
mang lại.

2. Mục tiêu

a) Mục tiêu tổng quát.

Nghiên cứu phức mới của Plumbagin với Ti(IV) và ứng dụng trong lĩnh vực phân tích
định lượng.
b) Mục tiêu cụ thé.
«

Khảo sát tín hiệu tạo phức: Tìm bước sóng kích thích và bước sóng phát xạ cực đại

của phức chất;

«
nước:

Khảo

sát điều kiện tối ưu phức trong dung

dịch với dung

mơi

là Ethanol-

pH, thời gian, nông độ, nhiệt độ và ảnh hưởng của các ion lạ:

« — Xác định cấu trúc và cơ chế huỳnh quang bằng phương pháp, FT-IR, 'H-NMR,

13C-NMR:


HR-MS: ECP/DFT:

« __ Khảo sát ion cản trong quá trình tạo phức của TI;
+

Ung dung phic trong phân tích định lượng bằng phương pháp huỳnh quang;

» — Xác định Ti trong mau gia định;
+

Xác định Tỉ trong mẫu thật và đo đối chứng với phương pháp khác;

3. Phương pháp nghiên cứu
- Tổng quan tài liệu;
- Xây dựng kế hoạch thực nghiệm;

3. 1. Nội dung 1: Khảo sát tín hiệu tạo phức: Tìm bước sóng kích thích và bước sóng
phát xạ cực đại của phức chât;

iii


- Cach tiép cận: Khảo sát các tín hiệu tương tác của các thuốc thử PLB

loại TiTV) bằng cách khảo sát phổ hấp thụ của từng hệ trên máy đo UV-VIS

với ion kim

trong khoảng


bước sóng từ 250+700 nm. Từ phổ hấp thụ, xác định các cực đại hấp thụ của thuốc thử và

phức. Từ bước sóng hâp thụ cực đại này ta tiên hành khảo sát huỳnh quang của từng hệ.
- Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Phương pháp phô huỳnh quang
- Kết quả: Xác định được bước sóng kích thích và bước sóng phát xạ cực đại.

3. 2. Nội dung 2: Khảo sát điều kiện tốt nhất tạo phức trong dung dịch
- Cách tiếp cận: Sau khi đã tìm được các tín hiệu phức, chúng tơi khảo sát các điều
kiện tôi ưu của phức như khoảng pH, độ bên của phức theo thời gian, khoảng nông độ tuân
theo định luật Beer.

- Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Phố huỳnh quang
- Kết quả: Số liệu điều kiện tốt nhất cho sự tạo phức.

3. 3. Nội dung 3: Xác định cấu trúc phức

- Cách tiếp cận: Thực nghiệm đo phé FT-IR, 'H-NMR, 8C-NMR va HR-MS
- Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Phương pháp. FT-IR, 'H-NMR, !*CNMR và HR-MS
- Kết quả: Dự liệu phổ nghiệm.

3. 4. Nội dung 4: Khao sat ion cản trong quá trình tạo phức của Tì.
- Cách tiếp cận: Ảnh hưởng của một số ion kim loại đến khả năng tạo phức của PLB
với ion TIV)

được khảo sát như sau: Chuân

bị dung dich nghiên cứu

PLB-TI(V)


trong

điêu kiện tôi ưu trên, nông độ của các ion khác tăng dân. Đê ôn định rồi đo phô hufnh quang
của của từng hệ.

- Kết quả: Các ion cản trong quá trình tạo phức.
3. 5. Nội dung 5: Xác định Tỉ trong mẫu giả bằng phương pháp huỳnh quang
- Cách tiếp cận: Chuẩn bị mẫu giả định có nồng độ Ti{V) đã biết có thành phần tương
tự như thành phân của một sô dung dịch sau khi phá mâu thực.

- Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Phỗ huỳnh quang trén thiét bi HITACHI
F-2700. đo bước sóng phát xạ trong khoảng bước sóng từ 300-600 nm.
- Kết quả: Kết quả phân tích được lượng Tỉ trong mẫu giả
3. 6. Nội dung 6: Xác định Ti trong mau thật và đo đối chứng với phương pháp khác

- Cách tiếp cận: Mẫu cát được thu thập ở Bình Thuận. Mẫu được nghiền mịn bằng cối
xay chuyên dụng. sau đó cho mâu vào túi PE. Sau đó tiên hành phá mâu và phân tích định
lượng TiV) bằng phương pháp huỳnh quang
iv


- Phương pháp nghiên cứa, kỹ thuật sử dụng: Phương pháp phổ huỳnh quang
- Kết quả: Kết quả phân tích được lượng Tỉ trong mẫu thật đúng với các phương pháp
khác

3.7. Nội dung 7: Viết bài đăng tạp chí ISI hoặc Scopus
- Cách tiếp cận: Đọc tài liệu, viết bài báo

- Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Viết tông quan tài liệu, TN, kết quả và
thảo luận và kết luận.


~ Viết báo cáo tổng kết.
4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu
- Khao sát sự hình thành phức trong dung dich của PLB và Ti{TV) bằng phương pháp
huỳnh quang.

-_ Xã định được các điều kiện tối ưu của quá trình hình thành phức.
-_ Tổng hợp được phức rắn của Plumbagin với Ti(IV) và đặc tính phơ của phức.
-

Ung dụng trong phân tích định lượng TiqV) trong mẫu cát ở Bình Thuận bằng

phương pháp huỳnh quang cho kết quá phù hợp với phương pháp ICP-OES.

5. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận
-_

Công bố 01 bài quốc tế trên tạp chí thuộc danh mục ISI;

-_

Hồn thành báo cáo nghiệm thu để tài.

6. Tóm tắt kết quả

6.1. Tóm tắt bằng tiếng việt
Phức chất của Plumbagin voi Ti(IV) lan đầu tiên được chúng tôi tổng hợp và nghiên
cứu bằng phương pháp huỳnh quang.

Sự phát huỳnh quang của phức đặc trưng ở bước sóng


kích thích và phát xạ lần lượt là 605 nm và 500 nm. Cường độ huỳnh quang ồn định sau 3

phút, tỷ lệ mol ốn định của TiđV) và PLB là 1:2, khoảng pH từ 4-6, hằng số liên kết K=
3.98x10f và cực kỳ chọn lọc đối với TIqV). Phức tồn tại và ồn định trong ethanol. Kết quả

của quang phô huỳnh quang, UV-vis, FT-IR, 'H-NMR, C-NMR, HSQC, HMBC, HR-MS,
tia X, XPS, TGA,

SEM-EDX

va TEM

da cho biét cdu tao của phire 1a Ti(PLB)2. Nghién

cứu đã áp dụng phức chất này vào phương pháp phân tích mẫu cát ở Bình Thuận cho kết
qua tương thích với kết quả của phương pháp ICP-OES. Nghiên cứu cũng sử phép tính DFT
để giải thích cơ chế phát huỳnh quang của phức Ti(PLB)›. Quang phô huỳnh quang đã được
coi là một phương pháp mới để phân tích T¡ dựa trên phức Ti(PLB)› trong EtOH: HO = 7:3
và nó đã chứng tỏ được những ưu điểm như tính đơn giản, tính chọn lọc, độ nhạy cao, và
Vv


dung mơi thích hợp. Các giá trị LOD và LOQ của T¡ (IV) ở pH 5,0 là 2x10” M và 7x10”M.
Độ chính xác trung gian (độ lệch chuẩn tương đối (RSD), %) là 4.09%. Phương pháp đề
xuất có ưu điểm là có tính chọn lọc cao, độ nhạy cao, phức huỳnh quang hình thành tức

thời, thiết bị phân tích đơn giản hơn và cho kết quả có độ chính xác như nhau.

6.2. Tóm tắt bằng tiếng Anh

A novel Ti-PLB compound, a complex of titanium (Ti) and plumbagin (PLB) in acidic
medium,

has

been

synthesized

for

the

first

time

and

investigated

via

fluorescence

spectroscopy. This complex's fluorescence demonstrated that it emits and excites light at
wavelengths of 605 nm and 500 nm, respectively. It has a stable fluorescence intensity after
3 minutes, a stable mol ratio of Ti to PLB of 1:2, a pH range of 4-6, binding constants of K=
3.98x10‘ and is extremely selective for Ti. It has also been properly stabilized in ethanol.


Fluorescence spectroscopy, UV-vis, FT-IR, 'H-NMR, C-NMR,
X-rays,

XPS,

TGA,

SEM-EDX,

and

TEM

have

all pointed

HSQC, HMBC, HR-MS,

to a complex

structure,

Ti

(PLB)2. This article invented it to determine the optimal conditions, and the sand sample
analysis has also been applied in this project, with conclusions that are compatible with the
results of the ICP-OES
mechanism


of Ti(PLB)2

methodology and the DFT
complex.

Fluorescence

calculation explains the fluorescence

spectroscopy

has been established as a

novel method to analyze Ti that is based on the complex of Ti (PLB)2 in EtOH:

H20 =

V:V=7:3 and it has demonstrated advantages such as simplicity, selectivity, high sensitivity,
and appropriate solvent. The values of the LOD and LOQ of Ti (IV) at pH of 5.0 are 2x10"
7M and 7x10
4,09%.

. The intermediate precision (relative standard deviation (RSD), %) was

The proposed method has the advantages of being very selective, high sensitivity,

fluorescence complexes forming instantaneously, and simpler analytical equipment and the
results give the same accuracy.

vi



Til. San phim đề tài, công bố và kết quả đào tạo
Kết quả nghiên cứu ( sản phẩm dạng 1,2,3)
Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu

kinh tế - kỹ thuật

TT | Tên sản phẩm
Đăng ký

1

|Bài

báo

Đạt được

quốc | 01 bài báo ISI

té trên tạp chí
Scopus/TSI

Ø1 bài báo ISI (Q1, IF: 5,3)
Tên bài báo:

The spectroscopic properties and capability of
anew and selective complex of Ti-Plumbagin
for analyzing titanium in sand samples

(Microchemical

Journal

194

(2023)

109227),

/>IV. Tinh hinh sw dung kinh phi

TT

Nội dung chỉ
Chỉ phí trực tiếp
Cơng lao động

2

3

Ngun vật liệu, thiết bị. máy móc

-_
-_
-_
-_

Plumbagin

Titan chloride
Cromochloride
Dung mơi cộng hướng từ

Acetone,d6

In ấn. Văn phịng phâm

Kinh phí
được duyệt |
(đơng)

Kinh phí
thực hiện
(đơng)

14,500,000 |

14,500,000

Ghi
chú

50,000,000 | 50,000,000
34,404,000 | 34,404,000
10,000,000 | 10,000,000
1,000,000
1.000.000

1,000,000

1.000.000

2,500,000

2,500,000

1,095,900

1,095,900

Tổng số : 50,000,000
V. Kién nghị @ề phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài)
Kết quả đạt được có thể là một thành cơng đối với chúng tơi trong q trình nghiên
cứu vì lần đầu tiên phức chất của plumbagin với ion kim loại Titanium đã được tổng hợp và
nghiên cứu bằng phương pháp quang phổ huỳnh quang, nghiên cứu này đã xác định các
điều kiện tối ưu và được ứng dụng trong phân tích mẫu cát với những kết luận tương thích

với kết quả của phương pháp ICP-OES. Cần tiến hành khảo sát nghiên cứu tách chiết, làm
giàu chất phân tích bằng plumbagin nhằm tăng độ nhạy cho quá trình phân tích Ti(IV) trong
mẫu thực.

vii


VI. Phu luc san phim (liét ké minh chimg cdc san phém néu 6 Phan III)
The spectroscopic properties and capability of a new
Plumbagin for analyzing titanium in sand samples
(Microchemical Journal

and


selective

complex

of Ti-

194 (2023)

109227). />Tp. HCM, ngày 16 tháng 10 năm 2023

Chủ nhiệm đề tài

Phòng QLKH&HTQT

Nguyễn Văn Thời

(ĐƠN VỊ)

Trưởng (đơn vị)

PGS.TS. Nguyễn Văn Cường

viii


PHAN II. BÁO CÁO CHI TIẾT ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TONG QUAN ú...........................cccccc2SC rCrcCrrCrHHHHHH......0..14111171i ktrrtrrrertrorriiririe 14
1.1. Tổng quan về Plumbagin..........................-2222£©22V222++222EEE2222222231122221111122222111222221112

22x. 14
1.1.1. sơ lược về nguồn gốc của Plumbagin..............................---2:+-c222vcctE222
1112... Xe, 14
1.1.2. Ứng dụng của Plumbagin.........................22--222222EEE22++222E22212122222111222211111222211112
222221. xe 15
1.2.Sơ lượt về kim loai Titanium va kha năng tào phức.................----..--¿©222cz+222222+czstcvzssccee 23
1.2.1. Titanium va hop chat...
1.2.2. Kha nang tao phire cua titanium

1.2.3. Một số phương pháp xác dinh Ti..
1.3. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp huỳnh quang phân tử.

iS

1.3.1. Định nghĩa phương pháp huỳnh quang............................------¿55252222 SS++xexvevzxekrxerrrsree 25
1.3.2. Phé kich thich (excitation) huỳnh quang......................-------¿¿22222+222222++z+t22222zzzszrxsccee 25
1.3.3. Phố phát xạ (emission) huỳnh quang........................:---22¿+222ES22+++2222ES++rttEErrrerrrrkrrree 26
1.3.4. Phân tích định tính bằng phương pháp huỳnh quang......................-

2:22

26

1.3.5. Phân tích định lượng bằng phổ huỳnh quang phân tử........................2 2:++222+scc+2 26

GHƯƠNG2

2.1.
2.2.


'THỰCGNGHIỆNHặ:ccý;Ÿy-ggờrtseisooErnoetrsauegobaseddossdoaakel 27

Hóa chất, thiết bị, dụng cụ.......................-2222::-2222222222222222121222221112221111
2.22211111222111 Xe 27
Quy trình tiến hành...............................-222-22VE222+22222221112222211111122221111222221111122121111
221. Xe 7

2.2.1. Khảo sát sự tạo phức trong dung dịch bằng phương pháp huỳnh quang......................- 27
2.2.2. Tính toán hằng số cân bằng của phức.......................------22++222E2222++222222+22222222E22222E2ccee 28
22:9; Xác định DO

aneboniibindiilDiostess02gsftitoslftfisssnsbiiðitaicsicpialssbdnsurensoie 28

2.2.4. Phân tích lượng Titan trong mẫu cát ở Bình Thuận..........................---:¿5222++++t22v+vcc+2 28
2.2.5. Quy trình tổng hợp chất rắn phức Tỉ và PL...........................---2¿222¿++2222222+z+t2vz+zcce2 28

CHUGNG3S KET QUA-VA THAO LUAN ssscscsscscssssesessocessssassssvssnasivansocsssssecsczoosevessessensienonts 30
S51, Khitos&t tin biéu tao Phi sico.cccrse cise

occememncacenamanecan mrsiannnsassosmmnnmeenniasmtiy 30

§ci/lIENG:HAPfDW(DV
2 VỀ nhieu gưaniobBinglinsidkiBHtiblUiE.iơtictattgfi310088l22NGUi038880
xe 30
3.1.2. Phổ huỳnh quang.....................--222-¿©222++22EEEE+++2222211122221111112222211111222111112222111222211.
Xe 30
3.1.3. Quang phổ FT-IR, HR-MS, 1H-NMR của phức PLB và Tỉ trong dung dịch .............. 31
8Ø: Tính: tốn Tượng tử của phite TiCRLB)isvsssscccessassesnscnrsossaanssensnunsscavartaxcnnarnereauneanytses 35
3.3. Giải thích cơ chế phát huỳnh quang của phức Tỉ (PLB)¿...................ix


22-22222222 38


3.4. Quang phố HR-MS, !'H-NMR, !3C-NMR, TGA, HR-TEM va XPS cia phite chat ran... 38
B001. 8H, AGCANMR, ISOC, AME Sia. FIR

Six reeusexsaseresceineceenssesessnaveucesneorncevesvasuevstieccusess 38

BAZ. TGA... cecccccceesecsessecsessesecsecsessesscsnssecsessesnssussessesussnssessessesseeussrssessesisansnssussessesseensanssesaeeneanse 39
3/443: X-EHW§Ttutpioiobtbitibii08135553155811E11831IS0530DXSGGVIGI81S0003S8GSSS34STASIEGISG33%588659G58003346% 39

844: SEMCED Xia: TEM arses
rane

40

BAS: SA ED, ND CĐ 0py4/ 0 x30001102140513681E056170415020"d8510GS85GQNsliGfitoepisohievl3ia000aiasi_0xk0yzlaisusi 4I

BIS Gaon

Kiều: HH Wiuesceanronoooneniindigntstidindtdtd10010300dả060118180110481311601030088810..3013500004
g8 43

3.5.1. Ảnh hưởng dung môii..........................---22-22VE22222222222222222222311122231122222211112
2222111122221. xe 43

3/62: Ảnh hướng TT cong nttitb0HRGEIRDNUEEIIGDIHGIENIGBEISEDIHENIGDNEEĐUBRNGU-E. 44
3.5.3. Anh huong ctia nhiét d6 va thoi gian tao Pht...

cece cece eeteeeeeeeeeeneneeesteeeeeeeeeeeee 44


8151|. nÌ(THỜNG THÍ. sssnossotdesbiutogsgitisliGilbsaiftoepqtsaoltGidsobosis0bagaisgsiiesiage 45

3.5.5. Ảnh hưởng nồng độ PLB...........................---2++22EEE2++++22EEE222+222221112221311222222111122222212+ 46
3.5.6. Khoảng tuyến tính
3.5.7. LOD, LOQ của phương pháp:

3.6. Áp dụng phân tích mẫu thục.

KẾT QUÁ VÀ KIÊN NGHỊ
KÉT LUẬN
KIENINGHEnnirttergsiirtteirtodirgiiisgidtrfiogniypiteltirditeafinitniilditriistrntrltmdsgisgaiamii 48
Gai1iêu tham KHẢO sssccggon gian 2ag 1g tuág Gig4101358010334804448G6100161050Đi041804015848ã72.0848xigu4a
0u) 49

10


DANH MUC BANG
Bang 1.1. Hoat tinh chống tăng sinh của Plumbagin và Cu-PLB [19].

Bảng 2.1. Hóa chất
Bang 3.4. Excitation energy and MOs involved in excitation for Ti(PLB)2 complex at
theoretical level TPSSH/LANDL2DZ(Ti)//def2-SVPD (C, O, H)
Bang 3.5. Kết quả phân tích hàm lượng Tỉ trong mẫu cát

11


DANH MUC HiNH

Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của Plumbagin........
Hình 1. 2. Cây Bạch hoa xà: (a) Rễ, (b) lá, (c) hoa.
Hình 1. 3. Cấu trúc hố học của Plumbagin và dẫn xuất tự nhiên của nó.

Hình 1.4. Cấu trúc hóa học của các dẫn xuất tơng hợp của Plumbagin
Hình 1.5. Ảnh SEM của các hat Plumbagin-chitosan (a) x35 và (b) «100 [7]
Hình 1. 6. Hình ảnh của các hạt nano chứa Plumbagin với lượng thuốc lý thuy:
bang (A) kính hiên vi điện tử quét và (B) kính hiên vi điện tử truyền qua.[8]
Hình 1.7. Hình ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua của PTFM (các mixen TPGS-FOL được nạp PLB)

Hinh 1.8.

Đánh giá độc tính mơ của PLB, PTM tự do (mixen TPGS

nap PLB) va PTFM

(mixen

'TPGS-FOL nạp PLB) ở chuột. [9] .....
Hình 1.9. Cơng thức và ảnh hiên vi truyền

điện tử của các mixen hỗn hợp chứa Plumbagin được tối

ưu hóa. (A) BMM, PLMM và PDS. (B & C) Ảnh vi mô điện tử truyền của PLMM được tôi ưu hóa ở
các độ phóng đại khác nhau. BMM:

Micelle hỗn hợp tréng; PDS: Plumbagin có nhiều trong nước;

PLMM: Các mixen hỗn hợp chứa Plumbagin [ 10] .............................---2-2<: 222225+2SE2Se2E22SeEYstzvrsrrrre 18
Hình 1.. 10. SEM-c7a CD, ELIH2Z và PLIHZCD


[17].................................-.-<-eiieiiisiiiiiesnao 21

Hình 1.11. Mơ hình docking của Plumbagin and PLIHZ trong b-eyelodextrin [L7] .........................
-.. 21

Hình 1. 12. Tỷ lệ tế bào chết được định lượng từ phân tích tế bào hoe dong cháy. ns, p > 0,05; ***, p

< 0,001; ****, p < 0,0001.[19]......

Hình 1. 13. Hình thái tế bào CHO ở các nồng độ khác nhau của phức hợp titan 1, 2 va 3

Hình 1.14. Phân tích chu kỳ tế bào của các tế bào CHO tiếp xúc với các nòng độ khác nhau của phức
hợp 1, 2, 3..........
Hình

3. 15. (A). Phổ UV/vis của PLB ở nồng độ 1,6x10ŸM trong dung môi EtOH ở pH= Š và pH =

9: (B) Phổ UV/vis của phức PLB và Ti-PLB trong dung méi EtOH & pH=5, (C) Phô UV/vis của phức
Ti-PLB trong dung môi EtOH ở pH = 5 với việc bổ sung Ti tir 0,3 đến 0,8x10ŸM

..30

Hình 3. 16. (A). Phổ phát xạ huỳnh quang của PLB, Ti và Ti-PLB 1,6*10° M trong EtOH, pH = 5;
(C) Phổ phát huỳnh quang của dung dich Ti-PLB trong dung méi EtOH 6 pH = 5 khi bổ sung Tỉ ở

nồng độ từ 0,4 đến 0,8x105M ở bước sóng kích thích 500 nm......................
222222 52V222zz222222zzzzcrx 31

Bi. PP (CƯ

ene
32
Hình 3.18. Phé FT-IR ctia PLB-Ti(IV).....
Hình 3.19. Phd FT-IR của PLB (Xanh) và Ti-PLB (đỏ).......................-222222222222222222222222222222222222222222222 34
Hình 3.20. Phổ HR-MS của phức Tï-PLB trong dung dịch..........................22: 52222+z+22222+zrcvvversrcrrx 34
Hình 3.21.
from HOMO,

Energy diagram of boundary MOs for complex Ti(PLB)2 solid state; electron transfer
HOMO-1,

HOMO-2

and HOMO-3 to LƯMO

and LƯMO+]............................--.55+ 36

Hình 3. 22. Giản đồ TGA của Plumbagin (đường màu đỏ) và phức
12

_Ti-PLB (đường màu xanh)....... 39


Hình 3.23. Sơ đồ XRD của PLB và PLB-Ti....
Hình 3.24.

Ảnh SEM-EDX của phức Ti-PLB 6 trạng thái rắn..............................------:¿2ce52vsvvcesrrx 40

Hình 3.25


Ảnh TEM của phức Ti-PLB 6 trang thái rắn

Hình 3. 26. A. SEM- EDX: B-E: anh EDX của phức Ti-PLB ở trạng

thái răn......

Hình 3. 27. F. Chiều dài phức chất của vật liệu phức Ti-PLB; G. Đường kính phức ch:
phức Ti-PLB ở trạng thái ran.
Hinh 3.28. The XPS spectrum of Ti-PLB complex: (A) survey Ti-PLB complex; (B) Ols Ti-PLB;
(Gy Cis Ti-PLB: CD) Tip TA-BEEB sess: cess scncvcssssptoenreses reper

acerca

tannssan erences iesnaey ee aeeanagae 42

Hình 3.29. Cau trúc đề xuất của phưc Ti- PLB, Ti(PLB)›
Hình 3.30. (A) Phổ phát xạ huỳnh quang của dung dich Tï-PLB trong các dung môi khác nhau ở
pH=5: (B) Ảnh hưởng của tỷ lệ etanol:nước.................
Hình 3.31. Ảnh hưởng của pH đến sự hình thành phức chất
Hình 3.32. Ảnh hướng của thời gian phản ứng................
Hình 3.33. Phé phat xạ huỳnh quang của phức Tï-PLB và với cdc cation kim loại khác nhau (Kích
thích ở bước sóng 500 nm và pH bằng 5); B) Ảnh hưởng của cation đến cường độ huỳnh quang

0,8x107ŠM Ti(IV) trong mẫu.......................---:+c
52252 2252222 srcz
Hinh 3.34. (A) Job’s plot for Ti-PLB complex; (B) Determination of the binding constant. (C) The
calibration curve of Ti-PLB compleX...........:csccceceecsscseseeseseescesesesesesecssescseseeerseeecscessansnsseeesseessueeesaeeens 46

13



CHUONG 1: TONG QUAN
1.1. Tong quan vé Plumbagin
1.1.1. sơ lược về nguồn gốc của Plumbagin
Plumbagin (5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone, PLB) là một naphthoquinone
được phân lập từ rễ của cây Bạch hoa xa (Plumbago zeylanica L., Plumbaginaceae).

9

Oy
OH

OO

Hình 1.1. Câu trúc hóa học của Plumbagin.

Hình 1. 2. Cây Bạch hoa xà: (a) Rễ, (b) lá, (e) hoa.
Plumbagin là một sản phẩm tự nhiên có độc tính mạnh
Bạch hoa xà đã được

sử dụng ở Trung Quốc

được chiết xuất từ rễ của cây

và các nước châu Á khác để điều trị điều trị

viêm khớp dang thấp, đau bụng kinh, chấn thương do va chạm và thậm chí ca ung thư [1][2]

Đặc tính chống ung thư của PLB chống lại HeLa, tế bào Lympho P388, bệnh bạch câu,
ung thư ruột kết và ung thư gan đã được báo cáo [3].


Đặc tính vật lý: tỉnh thể hình kim màu vàng, điểm chảy: 78 — 79°C. Tan ít trong nước
nong, tan trong ancohol, acetone, eloroform, benzen, acid acetie có độc tố cao, khả nang an

da; Phổ hấp thu UV trong các dung môi:

os

=

440nm,

AFH —

270;404;419 nm,

2£f0Na — 526nm. Tri sé Rr = 0.76 trên sắc ký bản mỏng với hệ dung ly la eter dau hỏa ( 60 —
90°C) — acetat etyl(v:v = 7:3). Plumbagin cho phản ứng màu đỏ nâu với dung dịch FeCla, cho
kết tủa xanh lục với Cu(OAe); trong alcohol, không cho kết tủa voi AgNOs, PB(OAc)2 hay

CaCls, cho màu tím trong dung dich NaOH, CaCh, màu vàng trong môi trường acid. Một số
dẫn xuất của plumbagin thiosemicarbazone được tổng hợp, nghiên cứu docking và cho thấy

hoạt tính kháng tế bào ưng thư phối trong ¡ vitro[4].
Bản chất gây độc tế bào của plumbagin là do cấu trúc độc đáo của nó với vịng

quinone liên quan đến sự hình thành gốc thơng qua vận chuyển điện tử với sự có mặt của
vong quinone. C4u trúc hóa học của plumbagin và các chất tương tự tự nhiên cũng như tổng

hợp của nó được được thê hiện ở hình 1 và hình 2 [5]


14


gironetr
ồn
8
Plumbagin

J

Juglone

ch, tục

28

8

SN

Lawsone

Hình 1. 3. Cấu trúc hố học cha Plumbagin
và dẫn xuất tự nhiên của nó.

ẫu

Ao0ipisssgs


ƠN

€yano nlumbagin

o

Methyl plurnbagia

On

Hydroquinonold plumbagin

rir

OU

Plumbazelanone

sử gục cớ
om Ơ
Nitro plumbagin

Propionate plumnbagin

Hình 1.4. Câu trúc hóa học của các dẫn xuất

‘ng hợp của Plumbagin

1.1.2. Ứng dụng của Plumbagin
Plumbagin cũng có các hoạt động được lý, chăng hạn như chống ung thư, giảm mỡ

máu, chống nội tiết tố, ghẻ nhọt ác tính, chống co thất, kháng vi sinh vật, kháng nắm, kháng

viêm, kháng khuẩn, chống trầm cảm, kiểm soát đái tháo đường và các hoạt dong ha lipid mau
[6]. Các hoạt động trị liệu của naphthoquinone chủ yếu là do khả năng hoạt động như các

chất ức chế vận chuyền electron mạnh, như các chất tách cặp của quá trình phosphoryl hóa
oxy hóa, như các tác nhân xen kế trong chuỗi xoắn kép DNA, như các tác nhân alkyl hóa khử

sinh học của các phân tử sinh học và là nhà sản xuất các gốc oxy phản ứng bằng cách vịng

oxi hóa khử trong điều kiện hiếu khí [6]
Hạn chế về ứng dụng của Plumbagin là đòi hỏi các kỹ thuật để tăng độ tan, độ bèn,
hạn chế sự đào thai của plumbin qua các con đường sinh hóa. Các nhà nghiên cứu trong và
ngoài nước cũng đã đưa ra các giải pháp đề khắc phục những hạn chế nêu trên:
1.1.2.1. Hạt vi cầu, hạt nano, nanomicell, liposome, niosome.
Một số loại thuốc mới có hệ thống dẫn truyền hóa học từ các sản phẩm tự nhiên như vi
cầu, hạt nano, nanomicelle, liposome, niosome, v.v. đã được các nhà nghiên cứu điều chế và

đánh giá cả trong ống nghiệm và in-vivo dé cải thiện tiềm năng điều trị và giảm tac dung phụ
và độc tính liên quan đến plumbagin

Hạt miropheres plumbagin dựa trên chitosan đã được Mandala Rayabandla va cộng

sự nghiên cứu, phát triển và đánh giá về hiệu quả chống khối u và độc tính tồn thân so với
Plumbagin tw do [7] .

1ã


Hinh 1.5. Anh SEM eda cdc hat Plumbagin-chitosan (a) x35 và (b) x100 [7]

Kết quả nghiên cứu cho thấy kích thước hat miropheres đã tổng hợp là 106,35um có
hiệu suất mang dược chất là 80,12%,

thời gian bán thải tăng cường (tiz) của pÏlumbagin-

chitosan gdp 22,2 lan so với Plumbagin tự do. Thử nghiệm các hạt plumbagin ở chuột
C57BL/6I mang khối u dẫn đến sự ức chế rõ rệt sự phát triển của khối u cũng giảm thiểu độc
tính tồn thân. Do đó, đữ liệu thu được cho thấy rằng các hạt mieropheres dựa trên chitosan

có thể chứng minh là một phương pháp rất có lợi cho việc dẫn truyền có hệ thống các thành

phần thực vật chống ung thư tự nhiên như Plumbagin.[7]
Hot nano polymer
Hạt nano poly nzlaetie-co-glyeolie aeid-bpolyethylene glyeol (PLGA-PEG)-aptamer
poly Di-lactic-co-glycolic acid-b-polyethylene glycol (PLGA-PEG) được gắn với plumbagin
(NPs) bằng kỹ thuật kết tủa nano và khám phá tác dụng của nó trên tế bào ung thư tuyến tiền
liệt trong ống nghiệm. Tỷ lệ hấp thụ tế bào cho cả NPs được nhấm mục tiêu và không được
nhấm mục tiêu là khoảng 90% sau 0,5 giờ.

Giá trị IC50 của các NP được nhắm mục tiêu và

không được nhắm mục tiêu được tìm thấy lần lượt là 32,59 và 39,02mM. Do đó, các NPPSMA -plumbagin có thể là một liệu pháp đầy hứa hẹn chống lại ung thư tuyến tiền liệt [8].

16


Hink 1. 6. Hình ảnh của các hạt nano chứa Plumbagin với lượng thuốc lý thuyết
là 5% được
quan sắt bằng (A) kinh hiển vị điện tử quét và (B) kính hiển vị điện tử truyền qua[8]


Polymeric micelles
Hiện nay, một số nghiên cứu đã chỉ ra vai trở hiệu quả của các hạt micelle được nạp
plumbagin nhằm điều trị hiệu quả các bệnh khác nhau. Ví dụ, tác giả Pawar đã phát triển D-

a-tocopheryl polyethylen glycol 1000 succinate (vitamin E TPGSlk hoặc TPGS) nạp PLB,
chứa D-o-tocopheryl polyetylen glycol (ký hiệu là PTEM) với hiệu quả chống ung thư và
cũng để giảm kha nang gay déc cha PLB. Nhting hat micelles TEGS-PLB mà không liên hợp
với asit folic (ký hiệu là PTM) và PTEM duge ghi nhan là có kích thước nhỏ hơn với hiệu
suất mang được chất tốt. CMC của dung dịch micellar TPGS-axit folic là 0,015 mgmL;!.

So.

véi PLB ty do, kha dang sinh học của PLB từ PTM và PTEM được tăng cường gấp 3,9 và 4,8
lần với thời gian lưu thơng kéo dai và q trình đào thải huyết trong châm lại mà khơng có
bắt kỳ dấu hiệu nhiễm độc máu và mô nào. Hợp chất của PLB và TPGS cho thấy một chiến
lược về phương pháp vận chuyển thuốc vừa đạt hiệu quả về chỉ phí vừa đạt mục tiêu mang
hợp chất điều trị bệnh [9]

7


Hình 1.7. Hình ảnh kính hiển vi điện ink 2.8, Danh gid déc tính mơ của PLB, PTM tự đo
từ truyền qua của PTEM ác mixen _ ứnixen TPG8 nạp PLB) và PTEM (nixen TPG8-FOL
nạp ELB) ở chuột [9]
TPGS-FOL duge nap PLB) [9]
Trong một cơng trình nghiên cứu khác của Bothiraja và công sự, hạt micelles
phospholipid và Tween 80 Polysorbate 80) - plurnbagin đã được bào chế dưới dang hợp chất
nano có thể tiêm được, bằng kỹ thuật by lắp ráp và được đánh giá về hiệu quả chống ung thư
của chúng. Hỗn hợp điều chế được có dạng hình cầu, kích thước hạt 46nm. Các giá trị của
điện thế zeta, tải thuốc và hiệu suất lần lượt là 5,04mV, 91,21% và 98,38%. Các hạt rnicelles


được tối ưu hóa thể hiện sự giải phóng thuốc bền vững và dẫn đến hiệu quả chống khối u
trong ống nghiệm của PBG tăng gấp 2,1 lần chống các tế bào khối u MCFE-7.[10]

Hình 1.9. Công thức và ảnh hiển vị truyền điện tử của các mixen hỗn hợp chứa Plurnbagin
duoc téi uu héa. (A) BMM, PLMM va PDS. (B & C) Anh vi mơ điện tử truyền cla PLMM
được tối ưu hóa ở các độ phóng dai khác nhau. BMM: Micelle hén hop tréng, PDS
Plumbagin có nhiều trong nước, PLMM: Các mixen hẫn hợp chứa Plurnbagin [10]

18


Liposomes
Tác giả Gowda và cộng sự đã phát triển một cơng thức dựa trên nanoliposomal có chứa

Celecoxib va plumbagin (CelePlum-777) van dat độ ổn định và giải phóng thuốc đồng thời
với tốc độ tối ưu để tiêu diệt tối đa các tế bào khối u ác tính. CelePlum-777

chọn lọc hơn

trong việc tiêu diệt các tế bào u ác tính so với các tế bào bình thường và cũng ức chế sự phát
triển của khối u ác tính trong mơ hình xenograft động vật tới 72% mà không gây ra bất kỳ
độc tính nào. Sự kết hợp của các loại thuốc trong CelePlum-777 dẫn đến tăng cường ức chế
sự tăng sinh của các tế bào khối u ác tính bằng cách giảm mức độ cyclin chính rất quan trọng
đối với sự sống sót và tăng sinh của tế bào ung thư. Do đó, hệ thống dẫn truyền dựa trên hạt

nano mới này có hiệu quả trong việc cung cấp đồng thời celecoxib và plumbagin khơng có

độc tính và tiêu diệt đáng kể các tế bào ung thư.[11]
Một


cách tiếp cận

quan

trọng khác của tác giả Tiwari

dẫn

đến

việc hình thành

các

liposome đơn lớp nhạy nhiệt có chứa plumbagin được tạo thành từ dipalmitoyl phosphatidyl-

choline (DPPC) và distearoyl phosphatidylcholine (DSPC) bằng kỹ thuật hydrat hóa màng
mỏng.

Hoặc,

trong một cơng

trình đầy

hứa

hẹn


khác của

Sunil

Kumar

và cộng

sự, các

liposome pegylated tuần hồn dài được bào chế bằng kỹ thuật hydrat hóa màng mỏng và
được đánh giá đề tăng cường thời gian bán hủy sinh học và hiệu quả chống khối u.[ 12].

1.1.2.2. Phức chất với phối tử plumbagin.
Năm 2016 Vishwambhar P. Shinde cùng cộng sự đã nghiên cứu

khả năng kháng khuẩn

của phức chất Tb(II) với phối tử plumbagin và đồng phân của lumbagin, kết quả cho thay
Tb(II-plumbagin

có hoạt tính kháng khuẩn,

chống lai vi sinh vat

E.coli., K. pneumoniae,

B. subtilis, M. luteus, S. aureus
Qui luật tao phire trong dung dich cua plumbagin voi cac ion kim loai: Cu, Co, Ni, Mg.


Zn, Hg (II) có cấu trúc MLa(HzO)z; đã được tổng hợp và nghiên

cứu cấu trúc thông qua phơ

IR, UV-vis, hằng số bền, khả năng hịa tan và đánh giá độ bền của phức cho thấy phức Cu(I)
và plumnbagin là bền nhất. Plumbagin làm cảm biến so màu cho Arginine trong mơi trường
nước, đầu dị cảm biến plumbagin khi liên kết với Arginine, gây ra sự thay đổi màu có thể
nhìn thấy từ vàng nhạt sang hồng và phức hợp plumbagin
phương pháp Job, tính tốn ESI-MS

và DFT

:Arginine với tỷ lệ l: 1 dựa trên

[13]. Những phát hiện về sự tương tác của

plumbagin với HAS (Human serum albumin) trong mơ hình nghiên cứu tương tác của các
phân tử sinh hóa với thuốc, đã tắt huỳnh quang của HSA bởi plumbagin và mơ hình nghiên

19