Bioinorganic chemistry and applications, 2006; 2006: (más artículos en esta revista)

Síntesis, espectral, y las propiedades biológicas de cobre (II) Complexes Thiosemicarbazones de Bases de Schiff derivados de 4-Aminoantipyrine y aromáticos Aldehídos

Hindawi Publishing Corporation
Ram K. Agarwal [1], Lakshman Singh [2], Deepak Kumar Sharma [2]

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Resumen

Hemos sintetizado una nueva serie de bases de Schiff de la condensación de 4-aminoantipyrine y varios aldehídos aromáticos seguido de reacción con thiosemicarbazide. Estos son los posibles thiosemicarbazones ligandos transición hacia iones metálicos. La reacción de cobre (II) sales con 4 [N-(benzalidene) amino] antipyrinethiosemicarbazone (BAAPTS), 4 [N-(4'-methoxybenzalidene) amino] antipyrinethiosemicarbozone (MBAAPTS), 4 [N-(4'-dimethylamino benzalidene ) Amino] antipyrinethiosemicarbazone (DABAAPTS), y 4 [N-(cinnamalidene) amino] antipyrinethiosemicarbazone (CAAPTS) dio lugar a la formación de sólidos complejos con la composición general CuX 2 (H 2 O) (L) ( X = Cl , Br, NO 3, NCS , O CH 3 COO ; L = BAAPTS , MBAAPTS, DABAAPTS, o CAAPTS). Estos complejos se caracterizaron mediante análisis elemental, peso molecular, la conductancia eléctrica, infrarrojos, espectros electrónicos, magneticos y susceptibilidades a temperatura ambiente. El cobre (II) con BAAPTS y MBAAPTS se examinaban para ver si antibacterianos y antifúngicos y propiedades han mostrado potencial de actividad. Thermal stabilities representante de dos complejos fueron también investigados.

INTRODUCCIÓN

Thiosemicarbazones están ahora bien establecidas como una importante clase de ligandos de azufre de donantes en particular para los iones de metales de transición [1 - 3]. Esto se debe al notable observar las actividades biológicas de estos compuestos, que desde entonces se ha demostrado estar relacionada con su capacidad de metal complejantes. Estos compuestos presentan una gran diversidad de actividad biológica que van desde antitumoral, fungicidas, bactereocide, antiinflamatorios, antivirales y actividades [4 - 8]. Hemos examinado anteriormente la quelante comportamiento de algunos donantes NNS thiosemicarbazones haber pyrazolone anillo en varios complejos metálicos con el objeto de obtener más información acerca de su naturaleza y las formas conexas de coordinación estructural y propiedades espectrales [9, 10].

En el presente trabajo, se presenta la síntesis, magne-tospectral, antibacteriana, antifúngica y propiedades de cobre (II) de 4 [N-(benzalidene) amino] antipyrinethiosemicarbazone (BAAPTS), 4 [N-(4'-methoxybenzalidene) amino] antipyrinethiosemicarbazone (MBAAPTS), 4 [N-(4'-dimethylaminobenzalidene) amino] antipyrinethiosemicarbazone (DABAAPTS) y 4 [N-(cinnamalidene) amino] antipyrinethiosemicarbazone (CAAPTS) (Figura 1].

EXPERIMENTAL
Materiales

El cobre (II) sales, por ejemplo, cobre (II) cloruro, bromuro, nitrato o acetato, se obtuvieron a partir de BDH. AR-grado y fueron utilizados como tales. Cu (SCN) 2 fue preparado por la mezcla de cloruro de cobre (en etanol) y una solución etanólica de tiocianato de potasio en 1: 2 molar ratio. KCl se precipitó fuera filtrada, y de haber filtrado el cobre (II) tiocianato se utilizó de inmediato para la formación de complejos. Todos los cuatro thiosemicarbazones fueron preparados en el laboratorio informó de procedimiento [11]. Todos los solventes fueron obtenidas comercialmente destilada antes de su uso.

La actividad antibacteriana de ambos thiosemicarbazones, es decir, BAAPTS y MBAAPTS complejos de cobre (II), fueron estudiados por la habitual taza de placa de agar-método de difusión [12, 13]. Los compuestos fueron seleccionados por su actividad antibacteriana contra los microorganismos siguientes: (a) gram positivos staphylococcus aureus (S aureus), (b) gram negativos E coli. La copa de placa de agar-método de difusión se compone de los siguientes pasos.

Preparación de medios de comunicación, la esterilización, y los tubos.

La esterilización de los aparatos de cristal limpiados.

Pouring de la semilla en medio esterilizado petridishes y corte de las copas.

Pouring de la solución diluida de los compuestos en los tubos.

La incubación a una temperatura.

Determinación de las "zonas de inhibición."

La composición de los medios de ensayo es el factor, que a menudo ejerce el mayor efecto sobre la actividad de drogas. Esto es particularmente cierto para thiosemicarbazones, ya que los inhibidores de estos compuestos parecen estar presentes en el común medio de cultivo bacteriológicos. Eficiente de los medios de comunicación conocidos composición química se encuentran disponibles para muchas especies como el S aureus y E coli. Además de la composición de los medios de ensayo, su pH es un factor que puede, directa o indirectamente, influir en la actividad de una droga. El pH de los medios de ensayo adoptadas para S aureus y E coli fue ajustada en el rango de 7,6 ± 0,1. La composición de la basal medios utilizados en los experimentos fue de (i) de cloruro de sodio = 6,0 g, (ii) peptona = 10,0 MM, (iii) el extracto de carne de vacuno = 3,0 g, (iv) de extracto de levadura = 2,0 g, (v) de sacarosa = 1,5 g, (vi) agar-agar = 3,0%, y (vii) de agua destilada = 1,0 litro.

Procedimiento

La cantidad medida de la cultura de la prueba organismo (0,5 mL) se añadió a cada uno de calefacción (casi ~ 55 ° C) agar-tubos de medios de comunicación. Los tubos fueron bien agitados, y los medios de comunicación fueron inoculados vierte a la petridishes esterilizados y luego a fijar en un refrigerador mantenida a 4-8 º C. Las soluciones de prueba de 500 μ g / ml y 1000 μ g / mL de las diluciones respectivas thiosemicarbazones se prepararon en una mezcla de DMF y H 2 O (3: 7, v / v). Cinco tazas de 5 mm de diámetro se redujeron en los medios de cultivo en la pertidishes. Un compuesto especial de solución de dilución (500 μ g / ml o 1000 μ g / ml) fue puesto en el exterior cuatro tazas de uno de los petridishes, y la segunda solución es poner en las cuatro tazas de otras petridishes. La central tazas de todos los petridishes se llenaron con la solución controlada, y todos los petridishes se les permitió permanecer en el frigorífico mantiene a ~ 10 ° C durante 1 hora ~ a permitir la difusión de la solución. El petridishes fueron trasladados a una incubadora mantiene a ~ 35 ° C y se mantiene durante casi 30 hrs. Las zonas de inhibición formado fueron medidos con calibradores. El control de DMF y H 2 O (3: 7, v / v) no mostró actividad. La actividad de los compuestos están representados por el tamaño del diámetro en mm. La actividad antifúngica de los compuestos se valoró mediante el uso de papel de filtro método de difusión en disco. Las pruebas se llevaron a cabo mediante la adopción de 6 mm de diámetro los discos de papel de filtro contra los hongos (A niger y C albicans).

Síntesis de los complejos

Todas las de cobre (II) fueron sintetizados por el siguiente procedimiento general. Las correspondientes de cobre (II), la sal y la adecuada thiosemicarbazone en relación equimolar fueron disueltos, separados en etanol, y mezclados entre sí. La mezcla de reacción fue hervido en virtud del estado de refluxing ~ 4 hrs. En refrigeración a temperatura ambiente, un complejo microcristalina se separó. Se filtra, bajo succión, y los cristales se lavaron con etanol frío y finalmente con éter etílico anhidro y se mantuvo en un desecador más fusionado CaCl 2 .

Análisis

Cobre contenido de los complejos se estimaron complexometrically con EDTA utilizando murexide y negro erichrome T como un indicador después de la descomposición de concentrados complejos H 2 SO 4 y H 2 O 2 [14]. Los halógenos se calcula por el método de Volhard [15]. El tiocianato se estimó por titrating solución ligeramente ácida del complejo con la solución de nitrato de plata. El azufre se estimó gravimétricamente como BaSO 4 . El porcentaje de nitrógeno se determinó por el método Kjeldahl. El peso molecular de los complejos se determinó en el laboratorio en congelación cryoscopically nitrobenceno Beckmann utilizando un termómetro de precisión de ± 0,01 ° C. La medición de conductividad se llevaron a cabo utilizando un puente de conductividad Toshniwal tipo CL 01/01 y baño tipo de células funcionan a 220 voltios, corriente alterna. Todas las mediciones se realizaron a temperatura ambiente en PhNO 2 . Las mediciones magnéticas en forma de polvo de los complejos se llevaron a cabo a temperatura ambiente en GOUY la balanza utilizando anhidro sulfato de cobre como de calibración. Los espectros infrarrojos de los complejos se registraron en un Perkin Elmer Espectrofotómetro de infrarrojos modelo-521 a KBR / CSI en el rango de 4000-200 cm -1 en la Universidad de Delhi, Delhi, India. Espectros de reflectancia difusa de los compuestos sólidos se registraron en un Beckmann-DK-2A Espectrofotómetro de la Universidad de Delhi. Thermogravimeteric análisis de los complejos se llevó a cabo en estática con aire abierto muestra titular y un pequeño barco de platino, la velocidad de calentamiento fue de 6 ° C / min.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La reacción de Cu 2 + sales con BAAPTS, MBAAPTS, DABAAPTS, y dio CAAPTS complejos de la composición general CuX 2 (L) (H 2 O) ( X = Cl , Fr , NO 3 , NCS , O CH 3 COO ; L = BAAPTS, MBAAPTS, DABAAPTS, o CAAPTS). Los datos analíticos de estos complejos se presentan en la Tabla 1. Todos los complejos son muy estables y pueden almacenarse durante meses sin ningún cambio apreciable. Los complejos no tienen punto de fusión fuerte, pero se descompuso en la calefacción más allá de 250 ° C. Estos complejos son por lo general solubles en disolventes orgánicos comunes. La conductancia molar de los valores en los complejos PhNO 2 se presentan en la Tabla 1. Los valores son demasiado bajos para tener en cuenta cualquier disociación, por lo tanto, los complejos se consideran nonelectrolytes [16]. Los pesos moleculares determinados por método crioscópico en PhNO 2 (Tabla 1] son en general de acuerdo con los datos de conductancia. La observó momentos magnéticos de todos estos complejos (Tabla 1] se encuentran en rango 1.81-1.92 BM. La observó momentos magnéticos de los complejos están en consonancia con la presencia de un solo electrón unpaired [17, 18].

Propiedades biológicas

Varios autores [19 - 23] estaban interesados en investigar la situación biológica y propiedades medicinales de complejos de metales de transición de thiosemicarbazones. Thomas y Parmeswaran [20] estudiaron la actividad antitumoral de Mn 2 + , Co 2 + , Ni 2 + , Y Cu 2 + quelatos de antraceno-9-carboxaldehyde thiosemicarbazone. Murthy y Dharmaraja [21] informó de la actividad citotóxica de phenylglyoxal bis (thiosemi-carbazone) contra la ascitis Ehrlich carcinoma de células. Estos compuestos también fueron seleccionados para la actividad antimicrobiana en B subtilis y E coli. Se inhibe el crecimiento bacteriano considerablemente. Garg et al [24] han informado recientemente de la actividad antifúngica de algunos complejos de metales de transición de 2 - (2'-hydroxybenzylidene) aminophenyl benzimidazol. Todos los complejos fueron examinados contra Alternaria alternata Aspergillus niger y de inhibición de la germinación de esporas método en concentraciones 100, 500 y 1000 ppm utilizando Dithane M-45 como una norma. Recientemente, Singh [25] publicó un artículo de revisión sobre los complejos de metales de glutatión y de sus propiedades biológicas. El cobre (II) es el más importante estado de oxidación del cobre en muchos sistemas fisiológicos. Cu (II) complejos de glutatión se realizarán las pruebas de su actividad antifúngica contra algunos hongos fitopatógenos de diapositivas usando la técnica de germinación, [26]. Cu (I) es otro importante estado de oxidación del cobre en los sistemas fisiológicos. Cu (I) - thioamino compleja formación sirve no sólo para mejorar la terapia de quelación para el tratamiento de la intoxicación, aunque también pueden ofrecer una mejor comprensión de muchas facetas del metabolismo normal de cobre [27 - 29], ya que el cobre es un metal traza esencial que puede adoptar un sistema redox en sistema biológico que le permita desempeñar un papel fundamental en la fisiología. Cobre en la homeostasis del sistema biológico está bien caracterizado, con la participación de varias proteínas, tales como glutatión, metallothione, ATPasa, Menkes, Wilso y proteínas, así como el cobre chaperons citoplásmica. En vista de la importancia biológica de cobre (II), en el presente estudio, la actividad antibacteriana del cobre (II) de BAAPTS y MBAAPTS estándar y las drogas (ampicilina y teracycline) fueron seleccionadas por el agar-taza método en DMF disolvente en una concentración de 50 μ g / ml y se cotejan con las bacterias Gram positivas B subtilis y S aureus y bacterias gram negativas y E coli S typhi (Cuadro 2]. Diámetros de la zona de inhibición (en mm) de la norma de drogas ampicilina contra bacterias gram positivos B subtilis y S aureus y bacterias gram negativas y E coli S typhi se encontraron 15, 13, 17, y 18, respectivamente, mientras que la tetraciclina dio 18 , 17, 21 y 22, respectivamente, en idénticas condiciones, el cuadro 2 se muestran todos los que cobre (II)-thiosemicarbazone complejos tienen moderada actividad antibacteriana contra estas bacterias. Ambos thiosemicarbazones y su cobre (II) se examinaban para ver si sus actividades antifúngica contra dos hongos (A niger y C albicans). Los resultados (Tabla 2] mostró que casi todos los complejos mostraron casi el mismo grado de actividad, pero son menos activas en comparación con el ácido salicílico. Es interesante observar que, debido a la presencia del grupo metoxi y comparativamente más rápida difusión de MBAAPTS complejos, que mostró una mayor actividad que no sea la de BAAPTS complejos. Estos compuestos se consideran eficientes agentes antifúngicos.

INFRARROJOS

Un estudio y la comparación de espectros infrarrojos de la libertad de ligandos (BAAPTS, MBAAPTS, DABAAPTS, o CAAPTS) y sus Cu 2 + complejos (cuadros 3 y 4] implica que estos ligandos se comportan como neutral tridentado y el cobre (II) se coordina a través de N & N azomethine de dos grupos de S y de thio-ceto grupo.

Las bandas de fuerte observado en 3440-3270 cm -1 en la región libre de ligandos se han asignado a ν (NH) las vibraciones. Prácticamente no afecta a estas frecuencias después de complexation excluye la posibilidad de complexation a este grupo. La absorción a ~ 1600 cm -1 en la libre ligandos pueden atribuirse a (C = N) extiende las vibraciones de imine nitrógeno, que está de acuerdo con las observaciones anteriores de los autores [30, 31]. El complexation, estas frecuencias se observaron a ser trasladado a menor número de onda (Cuadros 3 y 4]. Estas observaciones sugieren la participación de los átomos de nitrógeno insaturados de los dos grupos azomethine en unión con los iones metálicos. En sustituido thioureas, la (C = S) son las vibraciones de estiramiento contribuido en gran medida con algunas otras como las vibraciones (CN) de estiramiento y flexión, así como (N-C-S) los modos de flexión [32]. En los espectros de la presente ligandos, las bandas observadas en 1330-1305 cm -1 región, 1120-1095 cm -1, y 820-760 cm -1 regiones están asignados a [ν (C = S) + ν (C = N) + ν (C-N)], (N-C-S) + δ (C = S)] flexión y ν (C = S-) se extiende, respectivamente, a raíz de las observaciones de Irving et al [33 ] Y algunos otros autores [34, 35]. Coordinación de azufre con iones metálicos se traduciría en el desplazamiento hacia las elecciones de este último, lo que dio lugar a un debilitamiento de (C = S) de bonos. Por lo tanto, en complexation, (C = S) de estiramiento deberían disminuir las vibraciones y el de (CN) debería aumentar [35, 36]. En todos los complejos de la actualidad Cu 2 + con BAAPTS, MBAAPTS, DABAAPTS, y CAAPTS, las frecuencias de 1330-1305 cm -1 obtener un aumento de cerca de 30-60 cm -1. Del mismo modo, los modos de flexión (N-C-S) y (C = S) también consigue aumentar, pero en menor cantidad. Por otra parte, en complexation, las frecuencias de 820-760 cm -1 se desplazan a menor número de onda y la intensidad de las bandas también se redujo. Todos estos cambios peculiares en complexation confianza se opone a cualquier unambigious determinar de metal-azufre fianza.

La posibilidad de thione-tiol tautomerism ( H -- N - C = S) (C = N-SH) en estos ligandos se ha descartado ninguna de las bandas en torno a 2700-2500 cm -1, característica del grupo tiol se muestra en la absorción de infrarrojos [37, 38]. En la medida región infrarroja, en las bandas 410-330 cm -1 son asignadas provisionalmente a ν (Cu-N) / ν (Cu-N) (metal-ligando) de estiramiento bandas [39, 41]. En conclusión, la espectral infrarroja estudios sugieren la tridentado ( N, N, S ) La naturaleza de señalar los lugares de posibles donantes átomos.

La presencia coordinada de agua fue sugerido por el muy amplio de absorción centrada en torno a 3450 cm -1 en los espectros infrarrojos. Bandas a ~ 930 y 770 cm -1 puede atribuirse a mecerse y meneando los modos de la coordinación de agua [42].

Aniones

El pseudohalide ( SCN -- ) Es un ion muy interesante anión, ya que puede coordinar a través del azufre (thio-) oa través del nitrógeno (isothio-) o por medio de estos dos átomos (de transición). Los diversos criterios tenidos en cuenta para determinar el modo de unión han sido analizadas por Nakamoto [42]. En general, la vinculación depende de (a) la naturaleza del átomo central, (b) la naturaleza de otros ligandos en la esfera de coordinación, y (c) los controles ambientales y cinética (mecánica) a los controles. En el presente complejos, las frecuencias de 2045-2035 cm -1 debido a (C-N) tramo 1), 845-835 cm -1 debido a ν (C-S) tramo 2), y 465 -- 400 cm -1 para δ (NCS) han sido identificados. Estas frecuencias están asociadas con la terminal N - servidumbre isotiocianato iones [43, 44]. En el nitrato de complejos, la aparición de dos fuertes bandas en 1550-1535 cm -1 y 1315-1300 cm -1 se atribuyen a 4 y ν ν 1 modos de vibraciones de la servidumbre covalentemente nitrato de grupos, respectivamente. Esto sugiere que el nitrato de grupos están presentes en el interior de la esfera de coordinación [45, 46]. Otros absorción asociados covalentemente con la servidumbre de nitrato de grupos también se observó en los espectros de estos complejos. Si el 4 - ν 1) diferencia se toma como una medida aproximada de la covalency de nitrato de grupo [46, 47], un valor de ~ 200 cm -1 para los complejos estudiados sugiere covalency fuerte para el metal de nitrato de Fianzas. Lever et al [48, 49] han puesto de manifiesto que el número relativo de energía y de nitrato de combinación de frecuencias (1 + ν ν 4) en el 1800-1700 cm -1 de la región infrarroja del espectro, puede ser utilizado como una ayuda a distinguir la diversos modos de coordinación del grupo de nitrato. Según Lever et al [48, 49], bidentate coordinación implica una mayor distorsión de D 3h unidentate simetría de coordinación, por lo tanto, bidentate complejos debería mostrar una mayor separación de (1 + ν ν 4). Los autores han tratado de aplicar este método a la presente complejos. En todos los complejos de la actualidad, una separación de 15-25 cm -1 en la combinación de bandas (1 + ν ν 4) en el 1800-1700 cm -1 región llega a la conclusión de la monodentate nitrato de coordinación.

ELECTRÓNICA espectros

Electrónica espectros de todos los datos de cobre (II) se recogen en el cuadro 5. Los espectros de estos complejos consisten en una amplia banda (16000 ± 200 cm -1), de mediana intensidad en la región visible que puede ser identificado como un d - d banda de la central de iones, es decir, una transición electrónica principalmente localizadas en Cu (II) . Los espectros de tetragonality distorsionada complejos debe constar de tres bandas correspondientes a las transiciones 2 B 1g 2 A 2 , 2 B 1g 2 B 2g , Y 2 B 1g 2 E g con el fin de aumentar la energía. Pero en general, por ejemplo, los complejos de exhibición [50, 51], una amplia banda structureless con o sin hombro entre 14000-18000 cm -1 dependiendo de la fuerza de avión en-axial y de ligandos. Desde un solo d - d banda ancha a 16000 ± 200 cm -1 se ha observado en los complejos informó este documento, se concluye que las tres transiciones estar dentro de este amplio sobre. El 10 DQ calculado los valores también se incluyen en la Tabla 5.

ESTUDIOS TÉRMICOS

En comparación, menos se sabe acerca de la propiedades térmicas de complejos de metales de transición de thiosemicarbazones [39 - 41, 52 - 54]. En el presente trabajo, nos informe en este documento la descomposición térmica de datos de los dos complejos de representante, es decir, [ Cu (BAAPTS) H 2 O (NO 3) 2 ] Y [Cu (CAAPTS) H 2 O (CH 3 COO) 2 ], Presentan en la Tabla 6. El cuidadoso análisis de las curvas de termogravimetría sugieren que tanto los complejos contienen una molécula de agua coordinada, lo cual es evidente por la pérdida de peso a ~ 160 ° C. No hay ningún cambio hasta ~ 300 ° C después de que hay una ruptura en las curvas debido a la evaporación del 0,5 molécula orgánica de ligando, ligando el resto se elimina de la esfera de coordinación a ~ 600 ° C. Por último, a ~ 760 ° C, se forma CuO [37, 38].

La probable estructuras de la presente complejos se sugieren como en régimen de 1.

CONCLUSIÓN

Así, en el presente estudio, todas las thiosemicarbazones están coordinando para Cu 2 + neutral de iones como tridentado (N, N, S) ligandos. El magnéticos y elecytronic espectral estudios sugieren la distorsionada octahédrica geometrías de la presente complejos. El cobre (II) de BAAPTS y MBAAPTS han moderada actividad antibacteriana contra E coli y S typhi y actividad antifúngica contra una niger y C albicans.