ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM VŨ THỊ THỦY TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM NẶNG VỚI DL-ALANIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÕ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÖNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC Thái Nguyên, năm 2013 Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM VŨ THỊ THỦY TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM NẶNG VỚI DL-ALANIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÕ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÖNG Chuyên ngành: Hóa vô Mã số: 60 44 0113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC : TS Đặng Thị Thanh Lê Thái Nguyên, năm 2013 Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ i LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Đặng Thị Thanh Lê hướng dẫn tận tình, chu đáo giúp đỡ em suốt trình thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban Quản lý & Đào tạo Sau đại học, Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm, Viện Khoa học Sự sống - Đại học Thái Nguyên, Viện Hóa học - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Phòng Thí nghiệm Hóa lý - Trường Đại Học Sư phạm I Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình thực nghiệm hoàn thành luận văn Cùng với biết ơn sâu sắc xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, tổ Hóa sinh, Trường THPT Phú Lương - Thái Nguyên giúp đỡ động viên trình học tập nghiên cứu Thái Nguyên, tháng 03 năm 2013 Tác giả Vũ Thị Thủy Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố công trình khác Tác giả Vũ Thị Thủy Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii CÁC KÝ HIỆU, CÔNG THỨC VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Sơ lược nguyên tố đất (NTĐH) 1.1.1 Đặc điểm cấu tạo tính chất chung NTĐH 1.1.2 Giới thiệu nguyên tố Tb, Dy, Ho, Er, Tm [17] 1.1.3 Khả tạo phức nguyên tố đất 1.1.4 Tình hình phân bố NTĐH giới Việt Nam 1.2 Các aminoaxit khả tạo phức chúng 1.2.1 Giới thiệu aminoaxit 1.2.2 DL-alanin khả tạo phức 11 1.3 Khả tạo phức NTĐH với aminoaxit 12 1.4 Hoạt tính sinh học phức chất NTĐH với aminoaxit 13 1.5 Một số phương pháp nghiên cứu phức chất rắn 16 1.5.1 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại [2] 16 1.5.2 Phương pháp phân tích nhiệt [5] 18 1.5.3 Phương pháp đo độ dẫn điện [5] 19 1.6 Giới thiệu đậu đen, protein, proteaza α-amilaza 21 1.6.1 Giới thiệu đậu đen 21 1.6.2 Giới thiệu protein, proteaza α-amilaza 22 Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM 24 2.1 Hóa chất thiết bị 24 2.1.1 Hóa chất 24 2.1.2 Thiết bị 25 Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ iv 2.2 Tổng hợp phức chất rắn 26 2.3 Xác định thành phần, cấu tạo phức chất rắn thu 26 2.3.1 Xác định thành phần phức chất 26 2.3.2 Độ dẫn điện phức chất 28 2.4 Thăm dò ảnh hưởng số phức chất rắn tổng hợp đến nảy mầm, phát triển mầm số tiêu sinh hóa mầm hạt đậu đen 29 2.4.1 Xây dựng đường chuẩn xác định số tiêu sinh hóa 29 2.4.2 Ảnh hưởng hàm lượng phức chất [Tb(Ala)3]Cl3.3H2O [Er(Ala)3]Cl3.3H2O đến nảy mầm phát triển mầm hạt đậu đen 32 2.4.3 Thăm dò ảnh hưởng hàm lượng phức chất đến số tiêu sinh hóa mầm hạt đậu đen 33 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Kết tổng hợp phức chất rắn 36 3.2 Xác định thành phần, cấu tạo phức chất rắn thu 36 3.2.1 Hàm lượng nguyên tố (Ln, C, N, Cl) phức chất 36 3.2.2 Nghiên cứu phổ IR phức chất 37 3.2.3 Nghiên cứu giản đồ phân tích nhiệt phức chất 41 3.2.4 Nghiên cứu độ dẫn điện phức chất 45 3.3 Ảnh hưởng số phức chất rắn tổng hợp đến mầm hạt đậu đen số tiêu sinh hóa mầm hạt đậu đen 46 3.3.1 Ảnh hưởng hàm lượng phức chất [Tb(Ala)3]Cl3.3H2O [Er(Ala)3]Cl3.3H2O đến nảy mầm phát triển mầm hạt đậu đen 46 3.3.2 Ảnh hưởng phức chất đến số tiêu sinh hóa mầm hạt đậu đen 50 3.3.3 Ảnh hưởng phức chất, muối phối tử đến số tiêu sinh hóa mầm hạt đậu đen 51 KẾT LUẬN 53 CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN TỚI LUẬN VĂN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 59 Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ iv CÁC KÝ HIỆU, CÔNG THỨC VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN Ala Alanin (alanine) DTPA Axit đietylentriaminpentaaxetic (diethylenetriaminepentaacetic acid) EDTA Axit đietylenđiamintetraaxetic (ethylenediaminetetraacetic acid) HPhe H3C CH COOH NH2 Phenylalanin (phenylalanine) IMDA Axit iminođiaxetic (iminodiaxetic acid) Leu Leuxin (leucine) NTA axit nitrilotriaxetic (nitrilotriaxetic acid) CH C H CH C H COOH | CH | NH IR: hồng ngoại Ln: lantanit; Ln3+: cation lantanit NTĐH: nguyên tố đất Ce: xeri; Pr: praseođim; Nd: neođim; Pm: prometi; Sm: samari; Eu: europi; Gd: gađolini; Tb: tecbi; Dy: đysprosi; Ho: honmi; Er: ecbi; Tm: tuli; Yb: ytecbi; Lu: lutexi, Y: ytri SPT: Số phối trí TGA: phân tích trọng lượng nhiệt Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số thông số nguyên tố Tb, Dy, Ho, Er Tm Bảng 2.1 Kết xác định hàm lượng (%) Ln phức chất 27 Bảng 2.2 Kết xác định hàm lượng %Cl phức chất 28 Bảng 2.3 Độ dẫn điện riêng (χ, om-1.cm-1.10-6) dung dịch 250C 29 Bảng 2.4 Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào khối lượng protein 30 Bảng 2.5 Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ tyrosin 31 Bảng 2.6 Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào khối lượng tinh bột 31 Bảng 3.1 Kết tổng hợp phức chất rắn 36 Bảng 3.2 Kết phân tích thành phần (%) nguyên tố (Ln, C, N, Cl) phức chất 37 Bảng 3.3 Số sóng (cm-1) dải hấp thụ phổ IR DL-alanin phức chất 41 Bảng 3.4 Kết phân tích nhiệt DL-alanin phức chất 44 Bảng 3.5 Độ dẫn điện mol (μ, om-1.cm2.mol-1) dung dịch 250C 45 Bảng 3.6 Ảnh hưởng hàm lượng phức chất [Tb(Ala)3]Cl3.3H2O [Er(Ala)3]Cl3.3H2O đến nảy mầm hạt đậu đen 46 Bảng 3.7 Ảnh hưởng phức chất [Tb(Ala)3]Cl3.3H2O đến phát triển mầm hạt đậu đen 47 Bảng 3.8 Ảnh hưởng phức chất [Er(Ala)3]Cl3.3H2O đến phát triển mầm hạt đậu đen 48 Bảng 3.9 Ảnh hưởng hàm lượng phức chất, muối DL-alanin đến nảy mầm hạt đậu đen 49 Bảng 3.10 Ảnh hưởng phức chất, muối DL-alanin đến phát triển mầm hạt đậu đen 50 Bảng 3.11 Ảnh hưởng phức chất [Tb(Ala)3]Cl3.3H2O đến số tiêu sinh hóa mầm hạt đậu đen 50 Bảng 3.12 Ảnh hưởng phức chất [Er(Ala)3]Cl3.3H2O đến số tiêu sinh hóa mầm hạt đậu đen 51 Bảng 3.13 Ảnh hưởng phức chất, muối DL-alanin đến số tiêu sinh hóa mầm hạt đậu đen 51 Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Ảnh tinh thể nguyên tố Tb, Dy, Ho, Er Tm Hình 2.1 Đường chuẩn xác định protein 30 Hình 2.2 Đường chuẩn xác định proteaza 31 Hình 2.3 Đường chuẩn xác định α-amilaza 32 Hình 3.1 Phổ IR DL-alanin 38 Hình 3.2 Phổ IR phức chất [Tb(Ala)3]Cl3.3H2O 38 Hình 3.3 Phổ IR phức chất [Tm(Ala)3]Cl3.3H2O 39 Hình 3.4 Giản đồ nhiệt DL-alanin 42 Hình 3.5 Giản đồ nhiệt phức chất [Tb(Ala)3]Cl3.3H2O 42 Hình 3.6 Giản đồ nhiệt phức chất [Tm(Ala)3]Cl3.3H2O 43 Hình 3.7 Ảnh hưởng nồng độ phức chất đến phát triển mầm hạt đậu đen: (a) [Tb(Ala)3]Cl3.3H2O; (b) [Er(Ala)3]Cl3.3H2O 47 Hình 3.8 Ảnh hưởng phức chất, muối DL-alanin đến phát triển mầm hạt đậu đen 49 Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU Hóa học phức chất lĩnh vực quan trọng hóa học đại Việc nghiên cứu phức chất nhiều nhà khoa học giới quan tâm, chúng ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật đời sống Các phức chất nguyên tố đất (NTĐH) với amino axit nghiên cứu từ lâu chúng quan tâm ý nhiều nhà hóa học nước Càng ngày người ta tìm thấy thêm ứng dụng phức chất NTĐH với amino axit lĩnh vực khác như: nông nghiệp, sinh học, y dược Ở Việt Nam, đất ứng dụng hiệu vào lĩnh vực sản xuất phân bón vi lượng dùng cho chè, vừng, chế tạo nam châm vĩnh cửu cho máy phát điện mini, tuyển quặng, chế tạo thủy tinh, bột mài, chất xúc tác để xử lí khí thải Đã có nhiều công trình nghiên cứu phức chất NTĐH với amino axit, hoạt tính sinh học chúng nghiên cứu Việt Nam có nguồn tài nguyên đất tương đối dồi dào, tổng trữ lượng đứng thứ giới Hiện nay, việc nghiên cứu khai thác, sử dụng chúng nhà nước quan tâm đặc biệt Trên sở thực đề tài: “Tổng hợp, nghiên cứu phức chất số nguyên tố đất nặng với DL-alanin bƣớc dầu thăm dò hoạt tính sinh học chúng” Nội dung luận văn gồm phần sau: Tổng hợp phức chất rắn Tb, Dy, Ho, Er Tm với DL-alanin Xác định thành phần, cấu tạo phức chất rắn tổng hợp số phương pháp hóa học vật lý khác Thăm dò ảnh hưởng số phức chất rắn tổng hợp đến nảy mầm, phát triển mầm số tiêu sinh hóa (protein, proteaza -amilaza) mầm hạt đậu đen Chúng hy vọng nghiên cứu góp phần nhỏ vào lĩnh vực nghiên cứu phức chất NTĐH với aminoaxit, định hướng cho việc nghiên cứu hoạt tính sinh học chúng Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Sơ lƣợc nguyên tố đất (NTĐH) 1.1.1 Đặc điểm cấu tạo tính chất chung NTĐH Các nguyên tố đất (NTĐH) bao gồm nguyên tố thuộc nhóm IIIB scandi, ytri, lantan 14 nguyên tố họ lantanit (Ln) xeri, praseođim, neođim, prometi, samari, europi, gađolini, tecbi, đysprosi, honmi, ecbi, tuli, ytecbi, lutexi [8] Trong lĩnh vực xử lý quặng, dãy NTĐH thường phân thành hai ba phân nhóm: 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho 68 69 70 71 39 Er Tm Yb Lu Y Nguyên tố đất nhẹ Nguyên tố đất nặng (phân nhóm Xeri) (phân nhóm Ytri) NTĐH NTĐH NTĐH nhẹ trung bình nặng Cấu hình electron chung nguyên tử nguyên tố họ lantanoit là: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104fn5s25p65dm6s2 Trong đó: n nhận giá trị từ ÷ 14 m nhận giá trị Dựa vào cấu tạo cách điền eletron vào obitan 4f, nguyên tố lantanit thường chia thành phân nhóm: Phân nhóm Xeri (nhóm đất nhẹ) gồm Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu Gd Phân nhóm Ytri (nhóm đất nặng) gồm Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb Lu Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ [...]... 71 39 Er Tm Yb Lu Y Nguyên tố đất hiếm nhẹ Nguyên tố đất hiếm nặng (phân nhóm Xeri) (phân nhóm Ytri) NTĐH NTĐH NTĐH nhẹ trung bình nặng Cấu hình electron chung của các nguyên tử nguyên tố họ lantanoit là: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104fn5s25p65dm6s2 Trong đó: n nhận các giá trị từ 0 ÷ 14 m nhận các giá trị 0 hoặc 1 Dựa vào cấu tạo và cách điền eletron vào obitan 4f, các nguyên tố lantanit thường được...2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Sơ lƣợc về các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) 1.1.1 Đặc điểm cấu tạo và tính chất chung của các NTĐH Các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) bao gồm 3 nguyên tố thuộc nhóm IIIB là scandi, ytri, lantan và 14 nguyên tố họ lantanit (Ln) là xeri, praseođim, neođim, prometi, samari, europi, gađolini, tecbi,... Dựa vào cấu tạo và cách điền eletron vào obitan 4f, các nguyên tố lantanit thường được chia thành 2 phân nhóm: Phân nhóm Xeri (nhóm đất hiếm nhẹ) gồm Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu và Gd Phân nhóm Ytri (nhóm đất hiếm nặng) gồm Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb và Lu Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/