Tổng hợp, nghiên cứu phức chất của Tecbi, Dysprosi với L Histidin, Axit L Aspartic và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM LÊ THỊ BÍCH NGỌC TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA TECBI, DYSPROSI VỚI L-HISTIDIN, AXIT L-ASPARTIC VÀ BƯỚC ĐẦU THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG Chuyên ngành: HÓA VÔ CƠ Mã số: 60.44.01.13 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ HỮU THIỀNG THÁI NGUYÊN - 2013 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả Lê Thị Bích Ngọc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo-PGS.TS.Lê Hữu Thiềng- người đã tận tình chu đáo và giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, phòng quản lý đào tạo Sau Đại học, Khoa Hóa học Trường ĐHSP Thái Nguyên; phòng máy quang phổ, phòng thử hoạt tính sinh học Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam; phòng thí nghiệm Hóa lý trường Đại Học Sư Phạm I Hà Nội; phòng phân tích Hóa học- viện Khoa học Sự sống và trung tâm Học liệu Đại học 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, Khoa Sinh - KTNN Trường ĐHSP Thái Nguyên và các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn này. Cùng với sự biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, phòng ĐT -NCKH trường CĐSP Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu của mình. Thái Nguyên, tháng 4 năm 2013 Tác giả Lê Thị Bích Ngọc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục i Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt iii Danh mục các bảng iv Danh mục các hình vi MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2 1.1. Giới thiệu 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 một số hợp chất chính của NTĐH 5 1.1.3. Giới thiệu về nguyên tố tecbi và dysprosi 8 1.1.4. Trạng thái tự nhiên và tầm quan trọng của các NTĐH 10 1.2. Giới thiệu về aminoaxit, L-histidin và axit L-aspartic 11 1.2.1. Giới thiệu về aminoaxit 11 1.2.2. Giới thiệu về L-histidin và axit L-aspartic 12 1.3. Khả năng tạo phức của các NTĐH và các aminoaxit 14 1.3.1. Khả năng tạo phức của các NTĐH 14 1.3.2. Khả năng tạo phức của aminoaxit với các NTĐH 17 1.4. Hoạt tính sinh học và ứng dụng của phức chất NTĐH với các aminoaxit 18 1.5. Một số phương pháp nghiên cứu phức chất 19 1.5.1. Phương pháp phân tích nhiệt 19 1.5.2. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 20 1.5.3. Phương pháp đo độ dẫn điện 21 1.6. Đối tượng thăm dò hoạt tính sinh học của phức chất 23 1.6.1. Giới thiệu về cây lạc 23 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 1.6.2. Giới thiệu về protein, proteaza và lipaza 23 1.6.3. Giới thiệu về các chủng vi sinh vật kiểm định 24 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 2.1. Hóa chất và thiết bị 27 2.1.1. Hóa chất 27 2.1.2. Thiết bị 28 2.2. Tổng hợp các phức chất rắn 29 2.2.1. Phức chất của Ln 3+ với L-histidin 29 2.2.2. Phức chất của Ln 3+ với axit L-aspartic 29 2.2.3. Xác định thành phần của phức chất 29 2.3. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt 31 2.4. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 36 2.5. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp đo độ dẫn điện 41 2.6. Bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của một số phức chất của NTĐH với L-Histidin và axit L-aspartic 43 2.6.1. Thăm dò sự ảnh hưởng của nồng độ phức Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O và Tb(HAsp) 3 .3H 2 O đến sự nảy mầm và phát triển mầm của hạt lạc 43 2.6.2. Thăm dò sự ảnh hưởng của nồng độ phức chất đến một số chỉ tiêu sinh hóa có trong mầm hạt lạc …………………… ……………… …………49 2.6.3. Hoạt tính kháng khuẩn của phức Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O và Tb(HAsp) 3 .3H 2 O …. 56 KẾT LUẬN 58 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN…59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ 1. NTĐH Nguyên tố đất hiếm 2. Ln Lantanit 3. Ln 3+ Ion Lantanit 4. His L-histidin 5. Asp Axit L-aspartic 6. IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry 7. DTPA Đietylen triamin pentaaxetic 8. IR Infared (hồng ngoại) 9. DTA Differential thermal analysis 10. TGA Thermogravimetry or Thermogravimetry analysis 11. NTA Nitrilotriaxetic 12. IMDA Iminođiaxetic 13. dixet  -đixetonat 14. leu Lơxin 15. ADN Acid Deoxyribo Nucleic Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các phân nhóm của dãy nguyên tố đất hiếm 3 Bảng 2.1. Kết quả phân tích thành phần (%) các nguyên tố (Ln, C, N, Cl) của các phức chất 31 Bảng 2.2. Kết quả phân tích giản đồ nhiệt của các phức chất 34 Bảng 2.3. Các tần số hấp thụ đặc trưng (cm -1 ) của L-histidin, axit L-aspartic và các phức chất 39 Bảng 2.4. Độ dẫn điện mol phân tử (μ) của L-histidin, axit L-aspartic, TbCl 3 , DyCl 3 và các phức chất ở 25 ± 0,5 0 C 42 Bảng 2.5. Ảnh hưởng của nồng độ phức Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O và Tb(HAsp) 3 .3H 2 O đến sự nảy mầm của hạt lạc 43 Bảng 2.6. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O đến sự phát triển mầm của hạt lạc 44 Bảng 2.7. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Tb(HAsp) 3 .3H 2 O đến sự phát triển mầm của hạt lạc 45 Bảng 2.8. Ảnh hưởng của phức Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O, TbCl 3 và L-histidin đến sự nảy mầm của hạt lạc 46 Bảng 2.9. Ảnh hưởng của phức Tb(HAsp) 3 .3H 2 O, TbCl 3 và axit L-aspartic đến sự nảy mầm của hạt lạc 47 Bảng 2.10. Kết quả so sánh ảnh hưởng của phức Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O, TbCl 3 và L- histidin đến sự phát triển mầm của hạt lạc 47 Bảng 2.11. Kết quả so sánh ảnh hưởng của phức Tb(HAsp) 3 .3H 2 O, TbCl 3 và axit L- aspartic đến sự phát triển mầm của hạt lạc 48 Bảng 2.12. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào khối lượng protein 50 Bảng 2.13. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ tyrosin 51 Bảng 2.14. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O đến hàm lượng protein trong mầm hạt lạc 52 Bảng 2.15. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Tb(HAsp) 3 .3H 2 O đến hàm lượng protein trong mầm hạt lạc 52 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii Bảng 2.16. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O đến hàm lượng proteaza trong mầm hạt lạc 54 Bảng 2.17. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Tb(HAsp) 3 .3H 2 O đến hàm lượng proteaza trong mầm hạt lạc 54 Bảng 2.18. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O đến hàm lượng lipaza trong mầm hạt lạc 55 Bảng 2.19. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Tb(HAsp) 3 .3H 2 O đến hàm lượng lipaza trong mầm hạt lạc 56 Bảng 2.20. Kết quả thử hoạt tính kháng sinh………………………………………57 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O 32 Hình 2.2. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất Dy(His) 3 Cl 3 .8H 2 O 32 Hình 2.3. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất Tb(HAsp) 3 .3H 2 O 33 Hình 2.4. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất Dy(HAsp) 3 .3H 2 O 33 Hình 2.5. Phổ hấp thụ hồng ngoại của L-histidin 36 Hình 2.6. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O 37 Hình 2.7. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Dy(His) 3 Cl 3 .8H 2 O 37 Hình 2.8. Phổ hấp thụ hồng ngoại của axit L-aspartic 38 Hình 2.9. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Tb(HAsp) 3 .3H 2 O 38 Hình 2.10. Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất Dy(HAsp) 3 .3H 2 O 39 Hình 2.11. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O đến sự phát triển mầm hạt lạc 44 Hình 2.12. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất Tb(HAsp) 3 .3H 2 O đến sự phát triển mầm hạt lạc 45 Hình 2.13. Ảnh hưởng của phức chất Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O, TbCl 3 và L-histidin đến sự phát triển mầm hạt lạc 48 Hình 2.14. Ảnh hưởng của phức chất Tb(HAsp) 3 .3H 2 O, TbCl 3 và axit L- aspartic đến sự phát triển mầm hạt lạc 49 Hình 2.15. Đường chuẩn xác định protein 50 Hình 2.16. Đường chuẩn xác định proteaza 51 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 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 khác nhau như: nông nghiệp, công nghiệp, sinh học, y dược và công nghệ. Phức chất của nguyên tố đất hiếm (NTĐH) với các aminoaxit rất đa dạng và phong phú, chúng cũng đã được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một vài phức chất của NTĐH với glixin, histidin, axit glutamic, phenylalanin, L-tyrosin đã được tổng hợp và nghiên cứu theo các tài liệu [24], [25], [26], [27], [28], [29], [30].… Đến nay sự tạo phức của aminoaxit với khoảng 50 ion kim loại đã được nghiên cứu, các kết quả thu được khẳng định rằng nhiều phức chất của NTĐH với aminoaxit có hoạt tính sinh học, có thể nâng cao năng suất chất lượng vật nuôi và cây trồng. Các viên thuốc chứa lượng nhỏ các NTĐH đang được chỉ định thử nghiệm trên thực tế lâm sàng, tạo ra nhiều triển vọng trong nghiên cứu chúng trong y học. Ở nước ta việc nghiên cứu, sử dụng NTĐH và các chế phẩm của chúng vào lĩnh vực nông nghiệp mới ở giai đoạn đầu. Từ năm 1990, Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam và Viện Thổ nhưỡng đã tiến hành thử nghiệm sử dụng NTĐH cho một số cây trồng và đã thu được những kết quả khả quan. Trong lĩnh vực y học, năm 1995 mới bắt đầu thử nghiệm hoạt tính chống ung thư của một số đất hiếm aspartat đối với chuột trắng Swiss tại trường Đại học Y Hà Nội. Đã có nhiều công trình, với nhiều phương pháp khác nhau nghiên cứu sự tạo phức của NTĐH với aminoaxit. Phức chất của NTĐH với L-histisdin, axit L-aspartic đã được nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu xong số lượng các công trình nghiên cứu được công bố chưa nhiều. Trên cơ sở đó, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài:“Tổng hợp, nghiên cứu phức chất của Tecbi và Dysprosi với L-histidin, axit L-aspartic 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 [...]... đặc biệt Vì vậy, việc tổng hợp, nghiên cứu phức chất của NTĐH với L- histidin, axit L aspartic và thăm dò hoạt tính sinh học của chúng tạo cơ sở khoa học cho việc sử dụng, khai thác tài nguyên thiên nhiên của Việt Nam l có ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.5 Một số phương pháp nghiên cứu phức chất 1.5.1 Phương pháp phân tích nhiệt Đây l phương pháp hóa l hiện đại để nghiên cứu phức rắn, áp dụng phương... nghiên cứu cho thấy mỗi phân tử axit L aspartic sử dụng một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH để liên kết Liên kết thứ nhất được thực hiện qua nguyên tử nitơ của nhóm -NH2 theo cơ chế cho - nhận, liên kết thứ hai liên kết qua nguyên tử oxi của nhóm -COOH l i có đặc tính ion nhiều hơn Trong luận văn này chúng tôi tổng hợp, nghiên cứu phức chất của Tb3+ và Dy3+ với L- histidin và axit L- aspartic 1.4 Hoạt tính sinh. .. Trừ glyxin, các aminoaxit đều l những chất hoạt động quang học, các amino axit tự nhiên đều có cấu hình L- giống như L- glixeranđehit [12] Tính chất hoá học: Ngoài các tính chất của các nhóm amino và nhóm cacboxyl, các amino axit còn thể hiện tính chất của cả phân tử, trong đó đặc biệt có phản ứng tạo phức của chúng: các  - aminoaxit phản ứng với một số ion kim loại nặng cho hợp chất phức khó tan và. .. trò của các đối tượng nêu trên đối với cuộc sống, chúng tôi nhận thấy: việc tìm ra một chất có tác dụng ức chế hay kích thích sự phát triển của cây l c hoặc có hoạt tính kháng khuẩn đối với các vi sinh vật l có ý nghĩa quan trọng Vì vậy, sau khi tổng hợp và nghiên cứu thành phần và cấu trúc của phức chất, chúng tôi tiến hành nghiên cứu hoạt tính sinh học của phức chất trên các đối tượng: mầm, rễ của. .. http://www.lrc-tnu.edu.vn 18 với europi bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại và phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân, tác giả đã chỉ ra L- histidin liên kết với ion Eu3+ qua nguyên tử nitơ của nhóm amin và nguyên tử oxi của nhóm cacboxyl Có một số tác giả đã nghiên cứu sự tạo phức của axit L aspartic với kim loại Nhóm tác giả [16] đã nghiên cứu sự tạo phức của axit L aspartic với NTĐH nhẹ, theo kết quả nghiên. .. học và một số ứng dụng 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, phân bón có thành phần phức vòng của các kim loại chuyển tiếp, NTĐH cho hiệu quả cao hơn nhiều so với các loại phân vô cơ, hữu cơ truyền thống, vì chúng có những đặc tính: ... thủy tinh và gốm sứ kỹ thuật cao, phân bón vi l ợng… Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 19 Trong y học, các viên thuốc chứa l ợng rất nhỏ các NTĐH đã được phát hiện và thử nghiệm trên thực tế l m sàng Phức của axit L- asparticvới các NTĐH hóa trị (III) và kẽm có tính chất l m giảm hàm l ợng đường trong máu và nước tiểu Sự hấp thụ và trao đổi chất của một vài α... trong các l nh vực như xúc tác, vật liệu gốm, vật liệu từ, vật liệu phát quang trong nông nghiệp, Tuy nhiên số công trình nghiên cứu về phức chất của NTĐH với các aminoaxit, đặc biệt l nghiên cứu hoạt tính sinh học của chúng còn rất ít Mặt khác, Việt Nam l nước có nguồn tài nguyên đất hiếm tương đối dồi dào, tổng trữ l ợng đứng hàng thứ 9 trên thế giới Hiện nay việc nghiên cứu khai thác sử dụng chúng. .. glutamat thì chúng có thể tham gia tạo liên kết để tạo thành phức chất hai nhân bền (một phân tử nước đóng vai trò l cầu nối) Trong những thập niên gần đây đã có một số công trình nghiên cứu về phức của L- histidin Các tác giả [23] đã nghiên cứu sự tạo phức của L- histidin với vanadi trong dung dịch Các tác giả [22] đã tổng hợp và nghiên cứu phức rắn của L- histidin Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái... dung dịch phức chất không vòng Dựa theo kết quả đo độ dẫn điện ở một chừng mực nào đấy có thể suy đoán về độ bền tương đối của các phức chất có cùng kiểu cấu tạo với nhau Đối với các phức chất có cùng kiểu cấu tạo thì dung dịch của phức chất nào có độ dẫn điện l n hơn sẽ kém bền hơn [14] 1.6 Đối tượng thăm dò hoạt tính sinh học của phức chất 1.6.1 Giới thiệu về cây l c Cây l c có tên khoa học l Arachis . ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM L THỊ BÍCH NGỌC TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA TECBI, DYSPROSI VỚI L- HISTIDIN, AXIT L- ASPARTIC VÀ BƯỚC ĐẦU THĂM DÒ HOẠT TÍNH. 41 2.6. Bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của một số phức chất của NTĐH với L- Histidin và axit L- aspartic 43 2.6.1. Thăm dò sự ảnh hưởng của nồng độ phức Tb(His) 3 Cl 3 .8H 2 O và Tb(HAsp) 3 .3H 2 O. 2.2. Tổng hợp các phức chất rắn 29 2.2.1. Phức chất của Ln 3+ với L- histidin 29 2.2.2. Phức chất của Ln 3+ với axit L- aspartic 29 2.2.3. Xác định thành phần của phức chất 29 2.3. Nghiên