Nghiên cứu sự tạo phức của tecbi (tb), dysprozi (dy), honmi (ho), ecbi (er) với l asparagin và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM  PHẠM THẾ CƢỜNG NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA TECBI (Tb), DYSPROZI (Dy), HONMI (Ho), ECBI (Er) VỚI L - ASPARAGIN VÀ BƯỚC ĐẦU THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG Chuyên ngành: Hoá vô Mã số: 60.44.0113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS TS Nguyễn Trọng Uyển Thái Nguyên, năm 2013 Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Luận văn đƣợc hoàn thành khoa Hóa học, trƣờng Đại học Sƣ phạm, Đại học Thái Nguyên Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS TS Nguyễn Trọng Uyển hƣớng dẫn tận tình, chu đáo giúp đỡ em suốt trình thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, phòng quản lí đào tạo Sau đại học, khoa Hóa học trƣờng Đại học Sƣ phạm Đại học Thái Nguyên, phòng Vi sinh vật trƣờng Đại học Y Dƣợc Thái Nguyên, Viện khoa học Sự sống Đại học Thái Nguyên, phòng quang phổ hồng ngoại Viện Hóa học - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, phòng Hóa lý trƣờng Đại Học Sƣ phạm I Hà Nội, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu thực đề tài Xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo trực tiếp giảng dạy, gia đình, quan bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho Em suốt trình thực nghiệm hoàn thành luận văn Thái Nguyên, tháng 04 năm 2013 Tác giả Phạm Thế Cƣờng Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đƣợc đồng tác giả cho phép sử dụng chƣa đƣợc công bố công trình khác Xác nhận ngƣời hƣớng dẫn GS.TS Nguyễn Trọng Uyển Xác nhận trƣởng khoa TS Nguyễn Thị Hiền Lan Số hóa trung tâm học liệu Tác giả Phạm Thế Cƣờng Xác nhận chủ tịch hội đồng TS Nguyễn Thị Hiền Lan http://www.lrc.tnu.edu.vn/ i MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ i Lời cảm ơn ii Lời cam đoan iii Mục lục iv Danh mục bảng v Danh mục hình vi Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt vii MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu nguyên tố đất (NTĐH) 1.1.1 Đặc điểm cấu tạo tính chất chung NTĐH 1.1.2 Giới thiệu số hợp chất NTĐH 1.1.3 Giới thiệu tecbi, dysprozi, honmi ecbi 10 1.2 Giới thiệu amino axit L-asparagin 13 1.2.1 Sơ lƣợc amino axit 13 1.2.2 Sơ lƣợc L-asparagin 14 1.3 Khả tạo phức NTĐH với aminoaxit 15 1.3.1 Khả tạo phức NTĐH 15 1.3.2 Khả tạo phức NTĐH với aminoaxit 18 1.4 Hoạt tính sinh học phức chất NTĐH với aminoaxit 19 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu tạo phức dung dịch 20 1.5.1 Phƣơng pháp chuẩn độ đo pH 20 1.5.2 Phƣơng pháp xác định số bền phức chất tạo thành 21 1.6 Các phƣơng pháp nghiên cứu phức rắn 22 1.6.1 Phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 22 Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ii 1.6.2 Phƣơng pháp phân tích nhiệt 23 1.7 Giới thiệu vi khuẩn Salmonella, E.coli 24 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 2.1 Hóa chất thiết bị 25 2.1.1 Hóa chất 25 2.1.2 Thiết bị 26 2.2 Nghiên cứu tạo phức ion Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+ với Lasparagin phƣơng pháp chuẩn độ đo pH 27 2.2.1 Xác định số phân ly L-asparagin 25  10C, lực ion 0,10 27 2.2.2 Nghiên cứu tạo phức ion Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+ với L-asparagin 30 2.3 Tổng hợp xác định thành phần phức chất rắn 35 2.3.1 Tổng hợp phức chất 35 2.3.2 Xác định thành phần phức chất 35 2.3.3 Nghiên cứu phức chất phƣơng pháp phân tích nhiệt 37 2.3.4 Nghiên cứu phức chất phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 41 2.4 Bƣớc đầu thăm dò hoạt tính sinh học số phức chất NTĐH với L_asparagin 44 2.4.1 Hoạt tính kháng khuẩn phức Tb(Asn)3.2H2O 44 2.4.2 Hoạt tính kháng khuẩn phức Dy(Asn)3.2H2O 46 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các phân nhóm dãy NTĐH [6] Bảng 1.2 Một số đặc điểm L - asparagin 14 Bảng 2.1 Kết chuẩn độ dung dịch H2Asn+ 2.10-3 M dung dịch KOH 2,5.10-2 M 25  10C; lực ion I = 0,10 27 Bảng 2.2 Giá trị số phân ly pK1 pK2 L-asparagin 25  10C; lực ion I = 0,10 30 Bảng 2.3 Kết chuẩn độ hệ Ln3+: H2Asn+ = 1: KOH 2,5.10-2M 25  10C; I = 0,10 31 Bảng 2.4 Logarit số bền phức chất LnAsn2+ (Ln: Tb, Dy, Ho, Er) 25 ± 10C; I = 0,1 35 Bảng 2.5 Kết phân tích thành phần (%) nguyên tố (Ln, C, N) phức chất Ln(Asn)3.nH2O 36 Bảng 2.6 Kết phân tích giản đồ nhiệt phức chất 39 Bảng 2.7 Các tần số hấp thụ đặc trƣng (cm-1) L-asparagin phức chất 43 Bảng 2.8 Kết thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn phức chất Tb(Asn)3.2H2O Dy(Asn)3.2H2O 47 Bảng 2.9 Kết so sánh ảnh hƣởng Tb(Asn)3.2H2O, Tb(NO3)3, Dy(Asn)3.2H2O, Dy(NO3)3, L-asparagin đến vi khuẩn Salmonella spp, E.coli 49 Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ iv DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Đƣờng cong chuẩn độ dung dịch H2Asn+ 2.10-3 dung dịch KOH 2,5.10-2M 25  10C, I = 0,10 28 Hình 2.2 Đƣờng cong chuẩn độ H2Asn+ hệ Ln3+: H2Asn+=1:2 25  10C; I=0,1 32 Hình 2.3 Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Tb(Asn)3.2H2O 37 Hình 2.4 Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Dy(Asn)3.2H2O 38 Hình 2.5 Phổ hấp thụ hồng ngoại L-asparagin 41 Hình 2.6 Phổ hấp thụ hồng ngoại phức chất Tb(Asn)3.2H2O 42 Hình 2.7 Phổ hấp thụ hồng ngoại phức chất Dy(Asn)3.2H2O 42 Hình 2.8 Kết thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn Salmonella spp phức Tb(Asn)3.3H2O 45 Hình 2.9 Kết thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn E.coli phức Tb(Asn)3.3H2O 45 Hình 2.10 Kết thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn Salmonella spp phức Tb(Asn)3.2H2O, Tb(NO3)3, L-asparagin 46 Hình 2.11 Kết thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn E.coli phức Tb(Asn)3.2H2O, Tb(NO3)3, L-asparagin 46 Hình 2.12 Kết thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn Samonella spp phức Dy(Asn)3.2H2O 47 Hình 2.13 Kết thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn E.coli phức Dy(Asn)3.2H2O 47 Hình 2.14 Kết thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn Samonella spp phức Dy(Asn)3.2H2O, Dy(NO3)3, L-asparagin 48 Hình 2.15 Kết thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn E.coli phức Dy(Asn)3.2H2O, Dy(NO3)3,L-asparagin 48 Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết đầy đủ Chữ viết tắt NTĐH Nguyên tố đất Ln lantanit Ln3+ Ion lantanit Asn asparagin DTPA đietylen triamin pentaaxetic EDTA đietylen điamin tetraaxetic IMDA Iminođiaxetic dixet  -đixetonat NTA Nitrilotriaxetic 10 Phe Phenylalanin 11 IR Infared (hồng ngoại) 12 DTA 13 TGA 14 Z Differential thermal analysis (phân tích nhiệt vi phân) Thermogravimetry or Thermogravimetry analysis (phân tích trọng lƣợng nhiệt) Điện tích hạt nhân, số thứ tự bảng hệ thống tuần hoàn 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 nguyên tố đất (NTĐH) đƣợc nhiều nhà khoa học nƣớc quan tâm, chúng đƣợc ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác nhƣ: công nghiệp, nông nghiệp, sinh học, y dƣợc…[24] Ở Việt Nam, có nguồn đất tƣơng đối dồi dào, số sản phẩm từ đất đƣợc ứng dụng có hiệu nhƣ: công nghiệp dùng để 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…; Trong nông nghiệp dùng sản xuất phân vi lƣợng bón cho trồng; Trong sinh học dùng cho việc hấp thụ chất dinh dƣỡng nhƣ tƣơng tác vi khuẩn,… Nguyên tố đất có khả tạo phức bền với nhiều phối tử hữu Một loại phức bền phức chất ion đất với aminoaxit Các loại phức đƣợc khẳng định có hoạt tính sinh học Phức chất nguyên tố đất với aminoaxit đa dạng phong phú Tuy nhiên số công trình nghiên cứu phức chất nguyên tố đất với phối tử L-asparagin Trên sở thực đề tài: “ Nghiên cứu tạo phức tecbi (Tb), dysprozi (Dy), honmi (Ho), erbi (Er) với L-asparagin bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học chúng” Mục tiêu: Xác định số bền phức chất NTĐH (Tb, Dy, Ho, Er) với L-asparagin Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc phức rắn số NTĐH (Tb, Dy, Ho Er) với L-asparagin Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ Nội dung nghiên cứu: Xác định số phân li L-asparagin nhiệt độ xác định Nghiên cứu tạo phức ion đất (Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+) với L-asparagin theo tỉ lệ mol 1: nhiệt độ xác định Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc phức chất dạng rắn ion đất (Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+) với L-asparagin theo tỉ lệ mol 1: Thăm dò hoạt tính sinh học số phức chất tổng hợp đƣợc chủng vi khuẩn Salmonella khuẩn E.coli Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu nguyên tố đất (NTĐH) 1.1.1 Đặc điểm cấu tạo tính chất chung NTĐH 1.1.1.1 Cấu hình tính chất vật lý chung NTĐH Các NTĐH bao gồm: nguyên tố thuộc nhóm IIIB scandi (Sc, Z=21), ytri (Y, Z=39), lantan (La, Z=57) 14 nguyên tố thuộc họ lantanit (Ln) xeri (Ce, Z=58), praseodim (Pr, Z=59), neodim (Nd, Z=60), prometi (Pm, Z=61), samari (Sm, Z=62), europi (Eu, Z=63), gadolini (Gd, Z=64), tecbi (Tb, Z=65), dysprozi (Dy, Z=66), honmi (Ho,Z=67), ecbi (Er, Z=68), tuli (Tm, Z=69), ytecbi (Yb, Z=70) lutexi (Lu, Z=71) Ion Y3+ có bán kính tƣơng tự ion Tb3+ Dy3+, ytri thƣờng gặp khoáng sản lantanit phân nhóm nặng Scandi có tính chất hóa học chiếm vị trí trung gian nhôm, ytri Do đó, ytri scandi đƣợc xem thuộc NTĐH Do tính chất vật lý, tính chất hóa học tính chất địa hóa 17 nguyên tố giống gây nên nhầm lẫn hệ thống hóa danh pháp Để tránh nhầm lẫn, vào năm 1968 IUPAC đề nghị nguyên tố ''lantanit '' gồm 14 nguyên tố từ Ce đến Lu dùng tên ''nguyên tố đất hiếm'' cho nguyên tố Sc, Y, La 14 nguyên tố lantanit Lantanit đƣợc gọi lanthanoit, lanthanon đƣợc kí hiệu Ln Trong lĩnh vực xử lý quặng, dãy NTĐH thƣờng đƣợc phân thành hai ba phân nhóm: Số hóa trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ [...]... chất hóa học và tính chất địa hóa của 17 nguyên tố rất giống nhau và gây nên sự nhầm l n trong hệ thống hóa và danh pháp Để tránh nhầm l n, vào năm 1968 IUPAC đề nghị rằng các nguyên tố ''lantanit '' gồm 14 nguyên tố từ Ce đến Lu và dùng tên ''nguyên tố đất hiếm'' cho các nguyên tố Sc, Y, La và 14 nguyên tố lantanit trên Lantanit đôi khi đƣợc gọi l lanthanoit, lanthanon và đƣợc kí hiệu Ln Trong l nh vực... gadolini (Gd, Z=64), tecbi (Tb, Z=65), dysprozi (Dy, Z=66), honmi (Ho,Z=67), ecbi (Er, Z=68), tuli (Tm, Z=69), ytecbi (Yb, Z=70) và lutexi (Lu, Z=71) Ion Y3+ có bán kính tƣơng tự ion Tb3+ và Dy3+, vì vậy ytri thƣờng gặp trong khoáng sản lantanit phân nhóm nặng Scandi có tính chất hóa học chiếm vị trí trung gian giữa nhôm, ytri Do đó, cả ytri và scandi cũng đƣợc xem thuộc các NTĐH Do tính chất vật l , tính. ..3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) 1.1.1 Đặc điểm cấu tạo và tính chất chung của các NTĐH 1.1.1.1 Cấu hình và tính chất vật l chung của các NTĐH Các NTĐH bao gồm: 3 nguyên tố thuộc nhóm IIIB l scandi (Sc, Z=21), ytri (Y, Z=39), lantan (La, Z=57) và 14 nguyên tố thuộc họ lantanit (Ln) l xeri (Ce, Z=58), praseodim (Pr, Z=59), neodim... cho các nguyên tố Sc, Y, La và 14 nguyên tố lantanit trên Lantanit đôi khi đƣợc gọi l lanthanoit, lanthanon và đƣợc kí hiệu Ln Trong l nh vực xử l quặng, dãy các NTĐH thƣờng đƣợc phân thành hai hoặc ba phân nhóm: Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/