tổng hợp, nghiên cứu phức chất của lantan, europi, gadolini với l-lơxin và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng

Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN THỊ THU HUYỀN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA LANTAN, EUROPI, GADOLINI VỚI L-LƠXIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Thái Nguyên – Năm 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN THỊ THU HUYỀN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA LANTAN, EUROPI, GADOLINI VỚI L-LƠXIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG Chuyên ngành: Hóa vô cơ Mã số: 60.44.25 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Hƣớng dẫn khoa học: GS. TS. NGUYỄN TRỌNG UYỂN Thái Nguyên – Năm 2011 i Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Trọng Uyển, người thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn thạc sỹ này. Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa sau Đại học, Khoa Hóa học trường ĐHSP Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài. Em xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm Khoa Hóa học, trường ĐHSP Thái Nguyên và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn. Em xin chân thành cảm ơn Sở GD và ĐT Lào Cai, Ban Giám hiệu và các thầy cô giáo trường THPT số 1 TP Lào Cai đã động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành quá trình học tập và làm luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu của mình. Thái Nguyên, tháng 8 năm 2011 Tác giả Nguyễn Thị Thu Huyền ii Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn ……………………………………………………………………i Mục lục ……………………………………………………………………….ii Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt……………………………………… v Danh mục các bảng………………………………………………………… vi Danh mục các hình………………………………………………………… vii Mở đầu……………………………………………………………………… 1 Chương 1: Tổng quan tài liệu…………………………………………………2 1.1. Sơ lược về các nguyên tố đất hiếm và khả năng tạo phức của chúng……2 1.1.1. Sơ lược về các nguyên tố đất hiếm …………………………………….2 1.1.2. Sơ lược về các nguyên tố La, Eu, Gd………………………………… 3 1.1.3. Khả năng tạo phức của NTĐH…………………………………………5 1.2. Giới thiệu về amino axit và L – lơxin……………………………………7 1.2.1. Amino axit…………………………………………………………… 7 1.2.2.L – lơxin ……………………………………………………………… 9 1.3. Khả năng tạo phức của các amino axit và L – lơxin với các NTĐH……10 1.4. Hoạt tính sinh học của L – lơxin, NTĐH và phức chất của NTĐH với amino axit……………………………………………………………………12 1.5. Giới thiệu về cây đậu tương, protein, proteaza ……………………… 15 1.5.1. Vài nét về cây đậu tương…………………………………………… 15 1.5.2. Giới thiệu về protein và proteaza…………………………………… 16 1.6. Một số phương pháp nghiên cứu phức rắn…………………………… 17 1.6.1. Phương pháp phân tích nhiệt………………………………………….17 1.6.2. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR)………………………… 18 1.6.3. Phương pháp đo độ dẫn điện………………………………………….20 iii Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và kĩ thuật thực nghiệm………………22 2.1. Phương pháp nghiên cứu……………………………………………… 22 2.2. Kĩ thuật thực nghiệm……………………………………………………22 2.2.1. Dụng cụ và máy móc………………………………………………….22 2.2.2. Hóa chất……………………………………………………………….22 2.2.2.1. Dung dịch DTPA 10 -3 M 22 2.2.2.2. Dung dịch asenazo (III) 0,1 % 23 2.2.2.3. Dung dịch đệm axetat pH = 4,2 23 2.2.2.5. Các hóa chất khác 23 Chương 3: Thực nghiệm và kết quả 24 3.1. Tổng hợp phức rắn của La, Eu, Gd với L-lơxin 24 3.2. Nghiên cứu phức rắn của La, Eu, Gd với L-lơxin 24 3.2.1. Xác định hàm lượng của La, Eu, Gd trong các phức chất 24 3.2.2. Xác định hàm lượng cacbon, nitơ 26 3.2.3. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt 26 3.2.4. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 31 3.2.5. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp đo độ dẫn điện 38 3.3. Thăm dò hoạt tính sinh học 39 3.3.1. Thăm dò sự ảnh hưởng của hàm lượng phức H 3 [La(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].4H 2 O đến sự nảy mầm và phát triển mầm của hạt đậu tương 39 3.3.1.1. Phương pháp thí nghiệm 39 3.3.1.2. Ảnh hưởng của phức chất đến sự nảy mầm của hạt đậu tương 40 3.3.1.3. Ảnh hưởng của phức chất đến sự phát triển mầm của hạt đậu tương 40 3.3.1.4. So sánh ảnh hưởng của phức chất, ion kim loại và phối tử đến sự nảy mầm của hạt đậu tương 42 3.3.1.5. So sánh ảnh hưởng của phức chất, ion kim loại và phối tử đến sự phát triển mầm của hạt đậu tương 43 iv Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.3.2. Thăm dò sự ảnh hưởng của phức chất đến một số chỉ tiêu sinh hóa có trong mầm hạt đậu tương 44 3.3.2.1. Ảnh hưởng của phức chất đến protein của mầm hạt đậu tương 46 3.3.2.2. Ảnh hưởng của phức chất đến hoạt độ proteaza của mầm hạt đậu tương 48 Kết luận…………………………………………………………………… 50 Tài liệu tham khảo 51 v Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT dicet: β-dixetonat DTA: Differential thermal analysis (phân tích nhiệt vi phân) DTPA: Axit dietylentriaminpentaaxetic EDTA: Axit etylendiamintetraaxetic Hleu: Lơxin Ln: Lantanit Ln 3+ : Ion lantanit NTA: Axit nitrylotriaxetic NTĐH: Nguyên tố đất hiếm T: Thermogram TGA: Thermogravimetry or Thermogravimetry analysis (phân tích trọng lượng nhiệt). vi Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Một số thông số vật lí của các nguyên tố lantan, europi, gadolini 4 Bảng 3.1: Hàm lượng % La, Eu, Gd trong phức chất 25 Bảng 3.2 : Hàm lượng cacbon và nitơ trong phức chất 26 Bảng 3.3: Kết quả phân tích giản đồ nhiệt của các phức chất 30 Bảng 3.4: Các tần số hấp thụ đặc trưng (cm -1 ) của L-lơxin và các phức chất 32 Bảng 3.5: Độ dẫn điện riêng χ (Ω -1 .cm -1 ) của các dung dịch phức chất ở nhiệt độ 25 0 C  0,5 0 C 38 Bảng 3.6: Độ dẫn điện mol phân tử μ (Ω -1 .cm 2 . mol -1 ) của các dung dịch phức chất ở nhiệt độ 25 0 C  0,5 0 C 39 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của hàm lượng phức H 3 [La(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].4H 2 O đến sự nảy mầm của hạt đậu tương 40 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của nồng độ phức chất H 3 [La(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].4H 2 O đến sự phát triển mầm của hạt đậu tương 41 Bảng 3.9: Ảnh hưởng của hàm lượng phức H 3 [La(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].4H 2 O, La 3+ , và HLeu đến sự nảy mầm của hạt đậu tương 43 Bảng 3.10: Kết quả so sánh ảnh hưởng của phức H 3 [La(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].4H 2 O, La 3+ và HLeu đến sự phát triển mầm của hạt đậu tương 43 Bảng 3.11: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào khối lượng protein 45 Bảng 3.12: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ tyrosin 46 Bảng 3.13: Ảnh hưởng của phức chất H 3 [La(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].4H 2 O đến hàm lượng protein của mầm hạt đậu tương 47 Bảng 3.14: Ảnh hưởng của phức chất H 3 [La(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].4H 2 O đến hàm lượng proteaza của hạt đậu tương 49 vii Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 3.1 : Giản đồ phân tích nhiệt của phức H 3 [La(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].4H 2 O 27 Hình 3.2: Giản đồ phân tích nhiệt của phức H 3 [Eu(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].3H 2 O 28 Hình 3.3: Giản đồ phân tích nhiệt của phức H 3 [Gd(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].3H 2 O 29 Hình 3.4: Phổ hấp thụ hồng ngoại của L-lơxin 33 Hình 3.5: Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức H 3 [La(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].4H 2 O 34 Hình 3.6: Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức H 3 [Eu(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].3H 2 O 35 Hình 3.7: Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức H 3 [Gd(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].3H 2 O 36 Hình 3.8: Ảnh hưởng của nồng độ phức chất H 3 [La(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].4H 2 O đến sự phát triển mầm hạt đậu tương 42 Hình 3.9: Ảnh hưởng của phức H 3 [La(Leu) 3 (NO 3 ) 3 ].4H 2 O, La 3+ và HLeu đến sự phát triển mầm của hạt đậu tương 44 Hình 3.10: Đường chuẩn xác định protein 45 Hình 3.11: Đường chuẩn xác định proteaza 46 Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của ngành hóa học, hóa học phức chất của các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) đã có những đóng góp to lớn và quan trọng cho nhiều ngành khoa học. NTĐH cũng như phức chất của chúng với các amino axit được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, công nghệ sinh học , y dược . . . Các amino axit là hợp chất tạp chức có khả năng tạo phức tốt với nhiều ion kim loại. Dạng L(-α) của các amino axit có hoạt tính sinh học và có vai trò quan trọng trong sự sống. Các ion đất hiếm cũng có hoạt tính sinh học và với hàm lượng rất nhỏ là không độc đối với cơ thể sinh vật. Qua các tài liệu tham khảo chúng tôi thấy phức chất của các NTĐH với các phối tử khác nhau thì có những hoạt tính sinh học khác nhau. Phức chất của các NTĐH với phối tử là các amino axit rất đa dạng và phong phú như: phức chất của NTĐH với L-proline, L-phenylalanin, L-tyrosin, L-tryptophan… Tuy nhiên chưa có nhiều công trình nghiên cứu về phức chất của một số NTĐH với L-lơxin. Với những nhận định trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: ‘‘ Tổng hợp, nghiên cứu phức chất của Lantan, Europi, Gadolini với L-lơxin và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng ’’. [...]... http://www.lrc-tnu.edu.vn 12 1.4 Hoạt tính sinh học của L – lơxin, NTĐH và phức chất của NTĐH với amino axit L – lơxin là một trong số các amino axit không thể thay thế, rất cần thiết đối với người và động vật Nó là hợp phần của protein và tham gia vào những quá trình sinh học quan trọng nhất trong cơ thể, là nguyên liệu để tổng hợp protein và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác nhau Các NTĐH từ lâu... trung tâm - Bản chất của nhóm phối tử - Cấu tạo của ion phức - Dung lượng phối trí của các phối tử Việc nghiên cứu độ dẫn điện và biến đổi của độ dẫn điện theo thời gian có thể cho biết về tính chất phân li và về tương tác của phức chất với dung môi Có thể kết luận về việc phức chất có hình thành hay không nhờ vào việc so sánh độ dẫn điện của hỗn hợp hai chất với độ dẫn điện của hai chất ở trạng Số... chuyển từ phổ của phối tử tự do sang phổ phức chất, đồng thời ta còn biết vị trí phối trí, bản chất liên kết giữa kim loại và phối tử trong phức chất Để đánh giá bản chất và đặc tính của các liên kết trong phức chất giữa kim loại M và phối tử L, người ta so sánh phổ của phức chất với các muối kim loại kiềm dạng KnL ( K là kim loại kiềm) là những chất mang bản chất ion hoặc phổ của các hợp chất kiểu R-L... tinh, gốm, sứ, và vật liệu Ngày nay chúng đã và đang được sử dụng trong một số lĩnh vực mới như nông nghiệp, công nghệ, sinh học và y dược Hoạt tính sinh học của các phức chất nói chung được phát hiện từ đầu thế kỷ XIX Phức chất của các amino axit được ứng dụng nhiều trong y học và nông nghiệp Phân bón có thành phần phức vòng của các kim loại chuyển tiếp cho hiệu quả cao hơn nhiều so với các loại phân... chưa nhiều Vì vậy, chúng tôi tiến hành thăm dò hoạt tính Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 15 sinh học của phức đất hiếm với L- Lơxin đã tổng hợp đối với sự nảy mầm, phát triển mầm của hạt đậu tương và ảnh hưởng của phức chất đến một số chỉ tiêu sinh hóa có trong mầm hạt đậu tương 1.5 Giới thiệu về cây đậu tƣơng, protein, proteaza 1.5.1 Vài nét về cây đậu... nguyên tử của các nguyên tố trong họ lantanit chỉ thể hiện ở lớp thứ ba từ ngoài vào, mà lớp này ít ảnh hưởng đến tính chất hóa học của các nguyên tố nên các lantanit có tính chất hóa học rất giống nhau Ngoài những tính chất giống nhau, các lantanit cũng có những tính chất không giống nhau, từ Ce đến Lu một số tính chất biến đổi đều đặn và một số tính chất biến đổi tuần hoàn Sự biến đổi tuần tự tính chất. .. nhiều chức năng sinh lý như: hoạt hóa zymogen, đông máu và phân hủy sợi fibrin của cục máu đông, giải phóng hormon và các peptit có hoạt tính sinh học từ các tiền chất, vận chuyển protein qua màng…Ngoài ra, các proteaza có thể hoạt động như các yếu tố phát triển của cả tế bào ác tính và tế bào bình thường đó là tăng sự phân chia tế bào, sinh tổng hợp AND…[9] 1.6 Một số phƣơng pháp nghiên cứu phức rắn 1.6.1... , thành phần % của nguyên tố cacbon và nitơ giữa giá trị lý thuyết và thực nghiệm trong các phức chất không khác nhau nhiều, từ đó chúng tôi sơ bộ kết luận công thức giả thiết của phức chất là phù hợp Để có những hiểu biết về các phức rắn thu được, chúng tôi tiến hành nghiên cứu chúng bằng các phương pháp: phân tích nhiệt, quang phổ hồng ngoại và đo độ dẫn điện 3.2.3 Nghiên cứu phức chất bằng phƣơng... bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 21 thái riêng biệt Nếu các chất không tương tác với nhau thì độ dẫn điện của hỗn hợp của chúng trong dung dịch loãng bằng tổng số độ dẫn điện của các chất riêng rẽ, trong trường hợp tạo thành phức chất thì độ dẫn điện của dung dịch được xác định bởi số lượng các ion tạo thành từ phân tử phức chất và bởi độ linh động của chúng [10]... pháp phân tích nhiệt là phương pháp thuận lợi để nghiên cứu phức chất Cơ sở của phương pháp này là dựa vào các hiệu ứng nhiệt để nghiên cứu những quá trình phát sinh khi đun nóng hoặc làm nguội chất Với các thiết bị phân tích hiện đại, người ta thu được các giản đồ biểu thị sự biến đổi tính chất của chất nghiên cứu trong hệ tọa độ nhiệt độ - thời gian và gọi là giản đồ nhiệt Thông thường giản đồ nhiệt . những nhận định trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: ‘‘ Tổng hợp, nghiên cứu phức chất của Lantan, Europi, Gadolini với L-lơxin và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng ’’. . ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN THỊ THU HUYỀN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA LANTAN, EUROPI, GADOLINI VỚI L-LƠXIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA. EUROPI, GADOLINI VỚI L-LƠXIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Thái Nguyên – Năm 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái