Đang tải... (xem toàn văn)
Tổng hợp, nghiên cứu phức chất của một số nguyên tố đất hiếm nặng với DL - Alanin và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng
Số hóa bởi 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 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC Thái Nguyên, năm 2013 Số hóa bởi 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 cơ Mã số: 60. 44. 0113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC : TS. Đặng Thị Thanh Lê Thái Nguyên, năm 2013 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ i LỜI CẢM ƠN Luận văn được hoàn thành tại 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 đã hướng dẫn tận tình, chu đáo và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện 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 và Công nghệ Việt Nam, Phòng Thí nghiệm Hóa lý - Trường Đại Học Sư phạm I Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên và các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực nghiệm và hoàn thành luận văn. Cùng với sự biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, tổ Hóa sinh, Trường THPT Phú Lương - Thái Nguyên đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu của mình. Thái Nguyên, tháng 03 năm 2013 Tác giả Vũ Thị Thủy Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Tác giả Vũ Thị Thủy Số hóa bởi 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 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2 1.1. Sơ lược về các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) 2 1.1.1. Đặc điểm cấu tạo và tính chất chung của các NTĐH 2 1.1.2. Giới thiệu về các nguyên tố Tb, Dy, Ho, Er, Tm [17] 4 1.1.3. Khả năng tạo phức của các nguyên tố đất hiếm 6 1.1.4. Tình hình phân bố NTĐH trên thế giới và ở Việt Nam 8 1.2. Các aminoaxit và khả năng tạo phức của chúng 9 1.2.1. Giới thiệu về aminoaxit 9 1.2.2. DL-alanin và khả năng tạo phức của nó 11 1.3. Khả năng tạo phức của NTĐH với các aminoaxit 12 1.4. Hoạt tính sinh học của phức chất NTĐH với các 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 về cây đậu đen, protein, proteaza và α-amilaza 21 1.6.1. Giới thiệu về cây đậu đen 21 1.6.2. Giới thiệu về protein, proteaza và α-amilaza 22 Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM 24 2.1. Hóa chất và thiết bị 24 2.1.1. Hóa chất 24 2.1.2. Thiết bị 25 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ iv 2.2. Tổng hợp các phức chất rắn 26 2.3. Xác định thành phần, cấu tạo các phức chất rắn thu được 26 2.3.1. Xác định thành phần của các phức chất 26 2.3.2. Độ dẫn điện của các phức chất 28 2.4. Thăm dò ảnh hưởng của một số phức chất rắn tổng hợp được đến sự nảy mầm, phát triển mầm và một số chỉ tiêu sinh hóa của mầm hạt đậu đen 29 2.4.1. Xây dựng đường chuẩn xác định một số chỉ tiêu sinh hóa 29 2.4.2. Ảnh hưởng của hàm lượng các phức chất [Tb(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O và [Er(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O đến sự nảy mầm và phát triển mầm của hạt đậu đen 32 2.4.3. Thăm dò ảnh hưởng của hàm lượng phức chất đến một số chỉ tiêu sinh hóa của mầm hạt đậu đen 33 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1. Kết quả tổng hợp các phức chất rắn 36 3.2. Xác định thành phần, cấu tạo các phức chất rắn thu được 36 3.2.1. Hàm lượng các nguyên tố (Ln, C, N, Cl) trong các phức chất 36 3.2.2. Nghiên cứu phổ IR của các phức chất 37 3.2.3. Nghiên cứu giản đồ phân tích nhiệt của các phức chất 41 3.2.4. Nghiên cứu độ dẫn điện của các phức chất 45 3.3. Ảnh hưởng của một số phức chất rắn tổng hợp được đến mầm của hạt đậu đen và một số chỉ tiêu sinh hóa của mầm hạt đậu đen 46 3.3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng các phức chất [Tb(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O và [Er(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O đến sự nảy mầm và phát triển mầm của hạt đậu đen 46 3.3.2. Ảnh hưởng của các phức chất đến một số chỉ tiêu sinh hóa của mầm hạt đậu đen 50 3.3.3. Ảnh hưởng của các phức chất, muối và phối tử đến một số chỉ tiêu sinh hóa của 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 bởi 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) CH 3 CH NH 2 COOH DTPA Axit đietylentriaminpentaaxetic (diethylenetriaminepentaacetic acid) EDTA Axit đietylenđiamintetraaxetic (ethylenediaminetetraacetic acid) HPhe Phenylalanin (phenylalanine) IMDA Axit iminođiaxetic (iminodiaxetic acid) Leu Leuxin (leucine) 32 || 32 OOCH C H CH C H C H CH NH NTA axit nitrilotriaxetic (nitrilotriaxetic acid) IR: hồng ngoại Ln: lantanit; Ln 3+ : cation lantanit NTĐH: nguyên tố đất hiếm 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 bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Một số thông số cơ bản của các nguyên tố Tb, Dy, Ho, Er và Tm 5 Bảng 2.1. Kết quả xác định hàm lượng (%) Ln trong các phức chất 27 Bảng 2.2. Kết quả xác định hàm lượng %Cl trong các phức chất 28 Bảng 2.3. Độ dẫn điện riêng (χ, om -1 .cm -1 .10 -6 ) của các dung dịch ở 25 0 C 29 Bảng 2.4. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào khối lượng protein 30 Bảng 2.5. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ tyrosin 31 Bảng 2.6. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào khối lượng tinh bột 31 Bảng 3.1. Kết quả tổng hợp các phức chất rắn 36 Bảng 3.2. Kết quả phân tích thành phần (%) các nguyên tố (Ln, C, N, Cl) trong các phức chất 37 Bảng 3.3. Số sóng (cm -1 ) của các dải hấp thụ chính trong phổ IR của DL-alanin và các phức chất 41 Bảng 3.4. Kết quả phân tích nhiệt của DL-alanin và các phức chất 44 Bảng 3.5. Độ dẫn điện mol (μ, om -1 .cm 2 .mol -1 ) của các dung dịch ở 25 0 C 45 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của hàm lượng các phức chất [Tb(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O và [Er(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O đến sự nảy mầm của hạt đậu đen 46 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của phức chất [Tb(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O đến sự phát triển mầm của hạt đậu đen 47 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của phức chất [Er(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O đến sự phát triển mầm của hạt đậu đen 48 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của hàm lượng các phức chất, các muối và DL-alanin đến sự nảy mầm của hạt đậu đen 49 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của các phức chất, các muối và DL-alanin đến sự phát triển mầm của hạt đậu đen 50 Bảng 3.11. Ảnh hưởng của phức chất [Tb(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O đến một số chỉ tiêu sinh hóa của mầm hạt đậu đen 50 Bảng 3.12. Ảnh hưởng của phức chất [Er(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O đến một số chỉ tiêu sinh hóa của mầm hạt đậu đen 51 Bảng 3.13. Ảnh hưởng của các phức chất, các muối và DL-alanin đến một số chỉ tiêu sinh hóa của mầm hạt đậu đen 51 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Ảnh tinh thể các nguyên tố Tb, Dy, Ho, Er và Tm 6 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 của DL-alanin 38 Hình 3.2. Phổ IR của phức chất [Tb(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O 38 Hình 3.3. Phổ IR của phức chất [Tm(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O 39 Hình 3.4. Giản đồ nhiệt của DL-alanin 42 Hình 3.5. Giản đồ nhiệt của phức chất [Tb(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O 42 Hình 3.6. Giản đồ nhiệt của phức chất [Tm(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O 43 Hình 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ các phức chất đến sự phát triển mầm hạt đậu đen: (a) [Tb(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O; (b) [Er(Ala) 3 ]Cl 3 .3H 2 O 47 Hình 3.8. Ảnh hưởng của các phức chất, các muối và DL-alanin đến sự phát triển mầm hạt đậu đen 49 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 1 MỞ ĐẦU Hóa học về các phức chất là một lĩnh vực quan trọng của hóa học hiện đại. Việc nghiên cứu các phức chất đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm, vì chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống. Các phức chất của nguyên tố đất hiếm (NTĐH) với amino axit đã được nghiên cứu từ lâu nhưng hiện nay chúng vẫn đang được sự quan tâm chú ý của nhiều nhà hóa học trong và ngoài nước. Càng ngày người ta càng tìm thấy thêm những ứng dụng mới của các phức chất của NTĐH với amino axit trong các lĩnh vực khác nhau như: nông nghiệp, sinh học, y dược Ở Việt Nam, đất hiếm đã được ứng dụng hiệu quả vào các lĩnh vực như 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 về phức chất của NTĐH với các amino axit, nhưng hoạt tính sinh học của chúng còn ít được nghiên cứu. Việt Nam có nguồn tài nguyên đất hiếm tương đối dồi dào, tổng trữ lượng đứng thứ 9 trên thế giới. Hiện nay, việc nghiên cứu khai thác, sử dụng chúng đang được nhà nước quan tâm đặc biệt. Trên cơ sở đó chúng tôi thực hiện đề tài: “Tổng hợp, nghiên cứu phức chất của một số nguyên tố đất hiếm nặng với DL-alanin và bƣớc dầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng”. Nội dung của luận văn gồm những phần chính sau: 1. Tổng hợp các phức chất rắn của Tb, Dy, Ho, Er và Tm với DL-alanin. 2. Xác định thành phần, cấu tạo các phức chất rắn tổng hợp được bằng một số phương pháp hóa học và vật lý khác nhau. 3. Thăm dò ảnh hưởng của một số phức chất rắn tổng hợp được đến sự nảy mầm, phát triển mầm và một số chỉ tiêu sinh hóa (protein, proteaza và -amilaza) của mầm hạt đậu đen. Chúng tôi hy vọng rằng những nghiên cứu này sẽ góp phần nhỏ vào lĩnh vực nghiên cứu cơ bản về phức chất của NTĐH với các aminoaxit, cũng như định hướng cho việc nghiên cứu hoạt tính sinh học của chúng. [...]... được nghiên cứu, số công trình nghiên cứu đã công bố về vấn đề này chưa nhiều Nhiều aminoaxit và phức chất của chúng với các kim loại chuyển tiếp họ d đã được ứng dụng trong y học, nông nghiệp Tuy nhiên, hoạt tính sinh học của phức chất NTĐH với DL- alanin còn chưa được nghiên cứu nhiều Vì vậy chúng tôi tiến hành tổng hợp, xác định cấu tạo các phức chất rắn của ion Ln3+ với DL- alanin và thăm dò hoạt tính. .. Ln3+ là 8 Tóm lại, phức chất của NTĐH với amioaxit đã được nghiên cứu Các kết quả thu được khá đa dạng và phong phú, cấu tạo của các phức chất còn nhiều chỗ chưa thống nhất 1.4 Hoạt tính sinh học của phức chất NTĐH với các aminoaxit Hoạt tính sinh học của các phức chất nói chung được phát hiện từ đầu thế kỷ XIX Phức chất của các aminoaxit được ứng dụng nhiều trong nông nghiệp và y học Trong nông nghiệp... và nguyên tử oxi của nhóm cacboxyl; SPT của Ln3+ là 9 Tác giả [6] đã tổng hợp được 12 phức chất rắn của ion Ln3+ với axit DL- 2-amino-n-butyric, các phức chất này có công thức [Ln(Hbu)4Cl3] (Ln: Y, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb và Hbu: axit DL- 2-amino-n-butyric) Trong các phức chất Hbu tham gia phối trí với Ln3+ qua nguyên tử nitơ của nhóm amin và nguyên tử oxi của nhóm cacboxyl; SPT của. .. Romanenko đã nghiên cứu về phức chất của Pt(II) và Pd(II) với β -alanin bằng các phương pháp phổ NMR, phổ IR và X-ray Kết quả cho thấy phức chất thu được có công thức cis-[Pt(β-Ala)2], trans-[Pt(β-Ala)2] và cis-[Pd(β-Ala)2], trans-[Pd(β-Ala)2] [25] Tác giả [7] đã nghiên cứu phức chất của Pr, Nd, Eu, Gd với DL- alanin bằng phương pháp phân tích nhiệt, phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại và phương pháp đo độ dẫn... phần của phức chất có thể thay đổi [13] Như vậy, các kết quả rút ra từ thực nghiệm về sự tạo phức trong dung dịch của aminoaxit với NTĐH chưa thống nhất về nguyên tố liên kết với ion đất hiếm, Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 13 cũng như thành phần phức chất tạo thành Thành phần và cấu tạo của phức chất phụ thuộc vào điều kiện tổng hợp phức chất Các phức chất rắn của một số ion... nguyên tử và ion tương đương Sự khác nhau trong cấu trúc nguyên tử ở lớp thứ ba từ ngoài vào ít ảnh hưởng đến tính chất hóa học của các nguyên tố nên các lantanit rất giống nhau Ngoài những tính chất đặc biệt giống nhau, các lantanit cũng có những tính chất không giống nhau, từ Ce đến Lu một số tính chất biến đổi tuần tự và một số tính chất biến đổi tuần hoàn Sự biến đổi tuần tự các tính chất của chúng. .. thấy chúng vô hại đối với môi trường và chất lượng thịt, không thấy dấu hiệu của sự tích lũy đất hiếm trong thịt của cá và gia cầm Nhiều thí nghiệm đã Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 16 chỉ ra việc sử dụng một liều lượng nhất định các NTĐH là an toàn cho người và động vật [13] Như vậy, hoạt tính sinh học của các phức chất chứa ion một số đất hiếm nặng với các aminoaxit đã và. .. Kết quả cho thấy phức chất thu được có công thức [Ln(Ala)3]Cl3.3H2O (Ln: Pr, Nd, Eu, Gd) Như vậy, phức chất của alanin với các nguyên tố họ d đã được nghiên cứu nhiều, phức chất của DL- alanin và NTĐH đã được nghiên cứu nhưng chưa đầy đủ 1.3 Khả năng tạo phức của NTĐH với các aminoaxit Do trong phân tử các aminoaxit có chứa nhóm amin và nhóm cacboxyl nên chúng có khả năng tạo phức với nhiều ion kim... có tính chất của dung dịch các chất có momen lưỡng cực cao, các hằng số về độ bazơ và độ axit đối với nhóm -NH2 và nhóm -COOH đặc biệt nhỏ Những tính chất này phù hợp với cấu trúc ion lưỡng cực R-CH(NH3+)-COO- trong dung dịch [9] 1.2.2 DL- alanin và khả năng tạo phức của nó Alanin có công thức phân tử: C3H7O2N; Khối lượng phân tử: 89,09 đvC Công thức cấu tạo : H3C CH COOH H2N Alanin có 3 dạng: L -alanin, ... hợp chất: Các tần số νN-H và δN-H: các dải dao động hóa trị của liên kết N-H trong phổ của các amin nằm trong vùng 3500÷3300 cm-1, các dao động biến dạng (δN-H) nằm trong vùng 1600 cm-1 Các tần số νO-H và δO-H: nước kết tinh hấp thụ ở 3500÷3200 cm-1 (νO-H) và ở 1630÷1600 cm-1 (δO-H) Ion hydroxyl được đặc trưng bằng dải phổ hẹp ở vùng 3750÷3500 cm-1, dải này rõ nét và có tần số cao hơn so với νO-H của . tài: Tổng hợp, nghiên cứu phức chất của một số nguyên tố đất hiếm nặng với DL- alanin và bƣớc dầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng . Nội dung của luận văn gồm những phần chính sau: 1. Tổng. tố họ d như Cu, Ni, Pd, Pt với alanin đã được tổng hợp và nghiên cứu [19], [22], [25]. Phức chất của Nd và Er với alanin đã được tổng hợp và nghiên cứu [31]. Ba phức chất [bis (L-, D- và DL- alanin) (điaqua)]nickel(II)đihyđrat. 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