nghiên cứu tổng hợp và đánh giá khả năng hấp thu phức chất của kim loại chuyển tiếp với các amino axit trong cơ thể sống

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - THÂN VĂN HẬU NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THU PHỨC CHẤT CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI CÁC AMINO AXIT TRONG CƠ THỂ SỐNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: Hóa học HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - THÂN VĂN HẬU NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THU PHỨC CHẤT CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI CÁC AMINO AXIT TRONG CƠ THỂ SỐNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Chuyên ngành: Hóa học NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS HUỲNH ĐĂNG CHÍNH TS TRẦN THỊ THÚY HÀ NỘI - 2015 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Huỳnh Đăng Chính, TS Trần Thị Thúy TS Nguyễn Thị Thúy Nga tận tình hƣớng dẫn em thời gian thực đề tài luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Bộ môn Hóa Vô Đại cƣơng, Bộ môn Hóa Phân tích trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Xin cảm ơn gia đình, anh chị em, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ em thời gian nghiên cứu vừa qua Học viên Thân Văn Hậu LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn đƣợc hoàn thành kết nghiên cứu riêng dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Huỳnh Đăng Chính, TS Trần Thị Thúy TS Nguyễn Thị Thúy Nga − Viện Kỹ thuật hóa học − Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu, kết luận văn hoàn toàn trung thực không trùng lặp với đề tài khác Học viên Thân Văn Hậu MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 VAI TRÒ PHỨC CHẤT CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI AMINO AXIT THIẾT YẾU TRONG CƠ THỂ SỐNG 1.1.1 Vai trò khoáng chất 1.1.2 Vai trò amino thiết yếu 11 1.1.3 Vai trò phức chất vòng 13 1.2 KHẢ NĂNG TẠO PHỨC CỦA AMINO AXIT VỚI KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP15 1.2.1 Khả tạo phức amino axit .15 1.2.2 Khả tạo phức kim loại nhóm d 16 1.3 KHẢ NĂNG HẤP THU 18 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 HÓA CHẤT, THUỐC THỬ VÀ DỤNG CỤ, THIẾT BỊ .21 2.1.1 Hóa chất 21 2.1.2 Dung dịch thuốc thử 21 2.1.3 Dụng cụ, thiết bị 21 2.2 THỰC NGHIỆM .22 2.2.1 Tổng hợp phức chất vòng kim loại chuyển tiếp với amino axit 22 2.2.2 Khảo sát ảnh hƣởng pH đến trình tạo phức 23 2.2.3 Đánh giá khả hấp thu phức chất tổng hợp .24 2.2.3.1 Nghiên cứu độ bền phức chất môi trường mô dịch ruột dịch dày .24 2.2.3.2 So sánh khả hấp thu khoáng chất dạng muối tan, oxit dạng phức chất 25 2.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.3.1 Phƣơng pháp chuẩn độ đo pH xác định số bền .26 2.3.2 Phƣơng pháp phân tích 29 2.3.3 Phƣơng pháp phổ UV – Vis 30 2.3.4 Phƣơng pháp phổ khối lƣợng .31 2.3.5 Phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 32 2.3.6 Phƣơng pháp phân tích nhiệt 33 2.3.7 Phƣơng pháp phổ 13C – NMR 34 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 KẾT QUẢ TỔNG HỢP MỘT SỐ PHỨC CHẤT VÒNG CÀNG CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI AMINO AXIT THIẾT YẾU 35 3.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA pH ĐẾN SỰ TẠO PHỨC .35 3.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH NGUYÊN TỐ 41 3.4 PHƢƠNG PHÁP UV – VIS 42 3.5 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHỔ KHỐI LƢỢNG 42 3.6 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHỔ HỒNG NGOẠI 49 3.7 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH NHIỆT 55 3.8 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHỔ 13C – NMR .59 3.9 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THU CỦA CÁC PHỨC CHẤT 64 3.9.1 Nghiên cứu độ bền phức chất môi trƣờng mô dịch ruột dịch dày 64 3.9.2 So sánh khả hấp thu khoáng chất dạng muối tan, oxit phức chất 64 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH Danh mục bảng: Bảng 3.1 Sự hình thành phức chất phụ thuộc vào pH dung dịch .36 Bảng 3.2 Kết chuẩn độ pH tạo phức Cu−tryptophan 36 Bảng 3.3 Kết chuẩn độ pH tạo phức Zn−tryptophan 38 Bảng 3.4 Kết chuẩn độ pH tạo phức Mn−tryptophan .39 Bảng 3.5 Kết phân tích nguyên tố kim loại nitơ phức 41 Bảng 3.6 Kết phân tích MS Zn−tryptophan .42 Bảng 3.7 Kết phân tích MS Mn−tryptophan 44 Bảng 3.8 Kết phân tích MS Cu−tryptophan .45 Bảng 3.9 Kết phân tích MS Fe−tryptophan 46 Bảng 3.10 Kết phân tích MS Zn−valin .47 Bảng 3.11 Kết phân tích MS Cu−valin .48 Bảng 3.12 Kết phân tích nhiệt phức chất Cu–tryptophan 55 Bảng 3.13 Kết phân tích nhiệt phức chất valin 56 Bảng 3.14 Kết phân tích hàm lƣợng Cu2+ hệ hấp thụ – hòa tan 64 Danh mục hình: Hình 1.1 Công thức cấu tạo valin 12 Hình 1.2 Công thức cấu tạo tryptophan 12 Hình 1.3 Khả hấp thụ sắt dạng muối vô dạng hữu (phức vòng) ruột đƣợc chụp kính hiển vi 14 Hình 1.4 Dạng ion lƣỡng cực phân tử α-amino axit .15 Hình 1.5 Phức chất α-amino axit với kim loại 16 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình tổng hợp phức chất tryptophan, valin với kim loại 23 Hình 2.2 Hệ hấp thụ hòa tan 25 Hình 2.3 Các bƣớc chuyển dời electron phân tử 30 Hình 2.4 Sơ đồ trình hoạt động máy khối phổ 31 Hình 3.1 Biểu đồ phụ thuộc n log [Sc]của phức Cu−tryptophan 38 Hình 3.2 Biểu đồ phụ thuộc n log [Sc] phức Zn−tryptophan 39 Hình 3.3 Biểu đồ phụ thuộc n log [Sc] phức Mn−tryptophan 41 Hình 3.4 Phổ hấp thụ UV – Vis muối Cu(CH3COO)2 phức Cu−valin 42 Hình 3.5 Phổ MS Zn−tryptophan 43 Hình 3.6 Phổ MS Mn–tryptophan .44 Hình 3.7 Phổ MS Cu–tryptophan 45 Hình 3.8 Phổ MS Fe–tryptophan .46 Hình 3.9 Phổ MS Zn–valin 48 Hình 3.10 Phổ MS Cu–valin .49 Hình 3.11 Phổ hồng ngoại tryptophan .50 Hình 3.12 Phổ hồng ngoại Zn−tryptophan 50 Hình 3.13 Phổ hồng ngoại phức chất Cu−tryptophan .51 Hình 3.14 Phổ hồng ngoại phức chất Mn–tryptophan 51 Hình 3.15 Phổ hồng ngoại phức chất Fe−tryptophan 52 Hình 3.16 Phổ hồng ngoại valin .52 Hình 3.17 Phổ hồng ngoại phức chất Cu−valin 53 Hình 3.18 Phổ hồng ngoại phức chất Mn−valin 53 Hình 3.19 Phổ hồng ngoại phức chất Zn−valin 54 Hình 3.20 Phổ hồng ngoại phức chất Fe−valin 54 Hình 3.21.Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Cu−tryptophan 55 Hình 3.22 Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Cu–Valin 57 Hình 3.23 Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Zn–Valin 57 Hình 3.24 Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Mn–Valin 58 Hình 3.25 Phổ13C – NMR tryptophan .59 Hình 3.26 Tín hiệu 13C – NMR tryptophan .59 Hình 3.27 Phổ13C – NMR phứcchất Zn–tryptophan 60 Hình 3.28 Tín hiệu 13C – NMR valin 61 Hình 3.29 Phổ 13C – NMR phức chất Zn–valin 61 Hình 3.30 Phổ hấp thụ UV – Vis phức Cu2Val4 môi trƣờng mô dịch dày 64 Hình 3.31 Phổ hấp thụ UV – Vis phức Cu2Val4 môi trƣờng mô dịch ruột 64 BẢNG KÍ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Lys : Lysin Met : Methionin Thr : Threonin Tryp : Tryptophan Val : Valin TGA : Phƣơng pháp phân tích nhiệt trọng lƣợng (thermal gravimetric analysis) DTA : Phƣơng pháp phân tích nhiệt vi phân (differential thermal analysis ) MS : Phổ khối (mass spectrometry) IR : Phổ hồng ngoại (infrared spectroscopy) UV – Vis : Phổ tử ngoại − khả kiến (Ultraviolet – visible spectroscopy) ICP − MS : Hệ thống phân tích khối phổ Plasma cảm ứng (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) KRB : Dung dịch KRB (Krebe Ringers Bicarbonate) MỞ ĐẦU Amino axit, khoáng chất vi lƣợng thành phần tạo nên giá trị dinh dƣỡng riêng biệt, cần cho sống, đóng vai trò quan trọng thành phần thức ăn loài động vật thể ngƣời Các amino axit nhƣ lysin, methionin, threonin, tryptophan valin đơn vị cấu trúc protein Chúng trì khôi phục bắp, tạo nhiều hormon enzym giúp điều hòa trình phản ứng hóa học Nếu thiếu amino axit thiết yếu dẫn đến rối loạn cân đạm rối loạn chức tất amino axit lại Còn nguyên tố khoáng chất vi lƣợng nhƣ đồng, sắt, mangan, kẽm chất tham gia vào trình sinh hóa thể nhƣ trình trao đổi chất tế bào, hình thành cấu trúc xƣơng, trì trạng thái cân axit – bazơ, tăng cƣờng khả miễn dịch chức sinh lý khác Chúng thành phần quan trọng kích thích tố (hormon) enzym, giữ vai trò nhƣ chất hoạt hóa loạt enzym Với vai trò sinh học quan trọng nhƣ vậy, việc nghiên cứu kết hợp amino axit khoáng chất với nhƣ đánh giá khả hấp thu thể sống phức chất có ý nghĩa vô to lớn không phát triển toàn diện thể ngƣời mà việc làm tăng suất, tăng giá trị dinh dƣỡng, giảm thời gian, chi phí cho nông dân chăn nuôi Phức chất vòng với có mặt amino axit kim loại chuyển tiếp kết hợp đƣợc vai trò sinh học quan trọng amino axit khoáng chất Đặc biệt chúng dạng phân tử hữu có tính sinh khả dụng cao tƣơng tác với đƣờng tiêu hóa Phức chất vòng bị ảnh hƣởng tác dụng ức chế hợp chất khác Chúng làm tăng cƣờng hoạt tính sinh học, đồng thời giảm liều lƣợng đƣa vào thể mà mang lại hiệu cao Ngày giới có nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp nhƣ đánh giá khả hấp thu khoáng chất này, nhiên nƣớc ta công việc khiêm tốn mang lại hiệu chƣa nhiều cao cho thấy nƣớc tham gia cấu trúc vào phân tử phức Hiệu ứng thứ hai khoảng nhiệt độ 547,24 oC, trình tỏa nhiệt, ứng với trình phân hủy cháy Các hiệu ứng phân tách phức chất kèm theo cháy phần tử hữu mẫu làm khối lƣợng, phần trăm khối lƣợng phù hợp với giả thiết sản phẩm cuối trình phân tích CuO Dƣới kết phân tích nhiệt phức chất valin với ion Cu2+, Zn2+, Mn2+, Fe3+: Bảng 3.13 Kết phân tích nhiệt phức chất valin STT Hợp chất Cu2val4 Zn(val)2(H2O)2 Mn(val)2(H2O)2 Nhiệt Hiệu ứng Giả thiết độ (oC) nhiệt phần lại 80 thu 287 tỏa 333 tỏa 73,52 thu 251,68 thu 294,68 tỏa 378,33 tỏa 114,48 thu 392,30 tỏa % khối lƣợng TN LT CuO 76,26 74,52 ZnO 88,12 74,28 Mn3O4 87,72 76,37 Trên giản đồ phân tích nhiệt phức chất Cu–valin quan sát thấy có hiệu ứng nhiệt Ở dải nhiệt độ 30 ÷ 220 oC giảm 7,32 % khối lƣợng có hiệu ứng thu nhiệt 80 oC hai phân tử H2O kết tinh Từ 220 ÷ 800 oC giảm 68,94% khối lƣợng Khối lƣợng giảm chủ yếu 220 ÷ 300 oC, có hai hiệu ứng tỏa nhiệt 287,12 oC 333,37 oC, giai đoạn phá vỡ liên kết phức nhiệt oxi hóa khử chất hữu phức để tạo chất có khối lƣợng nhỏ bay nhƣ CO, H2 N2 Sản phẩm cuối trình phân hủy đồng oxit Các kết cho thấy số liệu thực nghiệm phù hợp với công thức dự kiến 56 Hình 3.22 Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Cu–Valin Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Zn–valin dải nhiệt độ 30 ÷ 200 oC, khối lƣợng 6,58 % nƣớc kết tinh 73,52 oC xảy trình thu nhiệt Từ 200 oC đến 800 oC phần trăm khối lƣợng phức chất lớn 81,54 %, có hiệu ứng thu nhiệt 251,68 oC nƣớc đƣợc liên kết cấu trúc phức hai hiệu ứng tỏa nhiệt 294,68 oC 378,33 oC phức bị phân hủy, thăng hoa Sự khối lƣợng lớn nhiệt độ thấp cho thấy phức bền nhiệt Hình 3.23 Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Zn–Valin 57 Hình 3.24 Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Mn–Valin Đối với giản đồ phân tích nhiệt phức Mn–valin thấy dải nhiệt độ từ 30 ÷ 200 oC, % khối lƣợng phức chất 25,82 %, có hiệu ứng thu nhiệt 114,48 oC, trình nƣớc kèm theo phân hủy, thăng hoa phức chất Hiệu ứng thu nhiệt nhiệt độ thấp chứng tỏ nƣớc liên kết yếu với phức Ở nhiệt độ 200 ÷ 800 oC, % khối lƣợng phức chất 61,90 %, có hiệu ứng tỏa nhiệt 392 oC, giai đoạn phá vỡ liên kết phức nhiệt oxi hóa khử chất hữu phức để tạo chất có khối lƣợng nhỏ bay nhƣ CO, H2 N2 Sản phẩm cuối trình phân hủy Mn3O4 58 3.8 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHỔ 13C – NMR Kết đo phổ 13C – NMR tryptophan cho ta kết hình 3.25: Hình 3.25 Phổ13C – NMR tryptophan Từ phổ ghi đƣợc ta quy kết tín hiệu xuất phổ 13C – NMR tryptophan đƣợc thể theo hình 3.26 bên dƣới: Hình 3.26 Tín hiệu 13C – NMR tryptophan Kết hợp với phổ 13C – NMR Zn–Trp hình 3.27 ta có nhận xét nhƣ sau: - Tín hiệu 170,675 ppm nguyên tử cacbon nhóm –COOH tryptophan không xuất phổ phức chất ZnTrp2 cƣờng độ trở nên 59 thấp, điều giả thiết có liên kết nguyên tử oxi nhóm –COOH với nguyên tử kim loại kẽm ảnh hƣởng đến tín hiệu - Tín hiệu nguyên tử cacbon liên kết trực tiếp với nhóm –COOH – NH2 HTrp bị dịch chuyển từ 54,721 ppm xuống 54,348 ppm tạo thành phức ZnTrp2, chứng tỏ có hình thành liên kết cho nhận nguyên tử N nhóm –NH2 với nguyên tử kim loại - Các tín hiệu cacbon nhóm –CH2 lại HTrp hầu nhƣ thay đổi đáng kể phức chất tạo thành, chứng minh chúng không tham gia vào liên kết phức chất Hình 3.27 Phổ13C – NMR phứcchất Zn–tryptophan Với phổ 13C – NMR Zn–Val ta rút nhận xét: - Tín hiệu 176,91 ppm nguyên tử cacbon nhóm –COOH valin không xuất phổ phức chất Zn–Val cƣờng độ trở nên nhỏ, điều đƣợc giả thiết có liên kết nguyên tử oxi nhóm –COOH với nguyên tử kim loại kẽm ảnh hƣởng đến tín hiệu 60 Hình 3.28 Tín hiệu 13C – NMR valin Hình 3.29 Phổ 13C – NMR phức chất Zn–valin - Tín hiệu nguyên tử cacbon vị trí α liên kết trực tiếp với nhóm – COOH –NH2 valin bị dịch chuyển từ 63,26 ppm xuống 59,698 ppm tạo 61 thành phức Zn–val, chứng tỏ có hình thành liên kết cho nhận nguyên tử N nhóm –NH2 với nguyên tử kim loại - Tín hiệu cacbon β nhóm –CH từ 31,78 ppm valin bị dịch chuyển xuống 29,503 phức Các tín hiệu vị trí cacbon γ lần lƣợt 20,62 19,31 ppm bị dịch chuyển thành 18,392 16,116 ppm Từ kết thấy liên kết nguyên tử kim loại với nguyên tử oxi nhóm –COOH nguyên tử N nhóm –NH2 ảnh hƣởng tới tín hiệu phổ 13C–NMR phức chất so với phối tử chúng Kết hợp kết phân tích nguyên tố, phổ khối lƣợng, phổ tử ngoại – khả kiến, phổ hồng ngoại, phổ cộng hƣởng từ hạt nhân, phân tích nhiệt đề nghị công thức cấu tạo cấu trúc phân tử phức chất tổng hợp đƣợc nhƣ sau: - Phức Zn–tryptophan: NH2 H2O H2CHC Zn COO N H OOC CHCH2 NH2 N H H 2O - Phức chất Mn–tryptophan: NH2 H2CHC N H COO OOC Mn NH2 NH2 COO CHCH2 N H CH CH2 NH - Phức chất Cu–tryptophan: H2CHC N H COO NH2 Cu H 2O - Phức chất Fe–tryptophan: 62 OOC NH2 CHCH2 N H N H OOC NH2 H2CHC Fe COO CHCH2 NH2 NH2 N H COO CH2CH NH - Phức chất Zn–valin: H3C H3C O H2 H2O N O C Zn C O N H2O H2 O CH CH CH CH CH3 CH3 - Phức chất Cu–valin: CH3CH CH3 CH CH H2 O C N O CH3 CH CH3 CH Cu C O O H2N NH2 O O C Cu O CH CH CH3 CH3 N H2 C O CH CH CH3 CH3 - Phức chất Mn–valin: H3C H3C CH CH O H2 H2O N O C Mn C O N H2O H2 O CH CH CH3 CH3 - Phức chất Fe–valin: H3C H3C CH CH C O O H3C O H2 N O C Fe N H2 H2N COO CH CH H3C 63 CH CH CH3 CH3 3.9 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THU CỦA CÁC PHỨC CHẤT 3.9.1 Nghiên cứu độ bền phức chất môi trƣờng mô dịch ruột dịch dày Phổ UV – Vis Cu2Val4 môi trƣờng mô dịch dày dịch ruột cho thấy, λmax dung dịch Cu2Val4 môi trƣờng không đổi suốt thời gian khảo sát (chỉ có độ hấp thụ tăng dần theo thời gian) khác xa so với λmax Cu(CH3COO)2 có phổ hấp thụ không ổn định, chứng tỏ phức chất bền môi trƣờng này, không bị phân hủy thành ion Cu2+ tự 0.3 0.2 0.15 0.2 0.1 0.1 0.05 0 420 620 420 820 620 820 Hình 3.31 Phổ hấp thụ UV – Vis Cu2Val4 môi trường mô dịch ruột Hình 3.30 Phổ hấp thụ UV – Vis Cu2Val4 môi trường mô dịch dày 3.9.2 So sánh khả hấp thu khoáng chất dạng muối tan, oxit dạng phức chất 3.9.2.1 Hệ hấp thu − hòa tan Bảng 3.14 Kết phân tích hàm lượng Cu2+ hệ hấp thụ – hòa tan Hàm lƣợng Cu2+ dung dịch Hàm lƣợng Cu2+ dung dịch KRB dạng phức chất (mg/l) KRB dạng muối (mg/l) 0,21 0,15 Kết phân tích hàm lƣợng Cu2+ cho thấy dịch chuyển kim loại dạng phức chất (Cu2Val4) nhanh so kim loại dạng muối tan (CuSO4) vào thành ruột Điều giả thiết chất khoáng dạng phức bị ảnh hƣởng 64 điều kiện bên môi trƣờng thành ruột, việc hấp thu khuếch tán tốt 3.9.2.2 Thử độ hấp thụ ruột Bảng 3.15 Kết phân tích hàm lượng Cu2+ Zn2+ hấp thụ ruột Phức Val Muối SO42- Muối CO32- (ppm) (ppm) (ppm) Đồng 30 Kẽm 170 73 52 Kết đo độ hấp thụ ruột cho thấy hấp thu Cu Zn ruột dạng phức gấp từ đến lần so với kim loại dạng muối sunfat cacbonat Nhƣ kim loại dạng phức vòng với amino axit hấp thụ tốt so với kim loại dạng muối vô 65 KẾT LUẬN 1) Đã tổng hợp đƣợc phức chất amino axit (tryptophan, valin) với Cu(II), Zn(II), Mn(II), Fe(III) phƣơng pháp chuẩn độ đo pH, tìm đƣợc khoảng giá trị pH để phản ứng tạo phức xảy nhƣ tính đƣợc số bền phức chất Zn(II), Cu(II), Mn(II) với tryptophan Đã xác định đƣợc cấu trúc phức chất tổng hợp đƣợc phƣơng pháp phổ MS, UV – Vis, IR, phân tích nhiệt, phƣơng pháp phổ 13C – NMR Liên kết phức chất đƣợc hình thành ion kim loại Mn+ (Mn+: Zn2+, Cu2+, Mn2+, Fe3+) với phối tử qua nguyên tử O nhóm cacboxyl nguyên tử N nhóm amin Các phức chất có cấu trúc vòng càng, số phối trí Zn(II), Mn(II), Fe(III) 6, số phối trí Cu(II) phối tử có dung lƣợng Đã khảo sát độ bền độ hấp thu phức chất môi trƣờng mô dịch ruột dịch dày, kết cho thấy phức chất đƣợc hấp thu tốt không bị phân hủy môi trƣờng Kết khảo sát khả hấp thu ruột cho thấy hấp thụ Cu Zn ruột dạng phức gấp từ đến lần so với kim loại dạng muối sunfat cacbonat 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Thị Đà, Lê Thị Hồng Hải, Nguyễn Thị Ngọc Vinh, Nguyễn Hữu Đĩnh (2006), “Tổng hợp số phức chất Mangan dùng làm chế phẩm tạo màu cho granit nhân tạo”, Tạp chí khoa h c công nghệ, T.44, số 2, tr.65-70 Vũ Đăng Độ (2004), Các phương pháp vật lý hóa h c, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Vũ Đăng Độ (2003), Giáo trình Hóa sinh vô cơ, Khoa Hóa h c, Trƣờng Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội Vũ Đăng Độ, Triệu Thị Nguyệt (2011), Hóa h c vô cơ, 2, NXB Giáo Dục, Vĩnh Phúc Glinka FB (1981), Hóa h c phức chất, ngƣời dịch Lê Chí Kiên, NXB Giáo Dục, Hà Nội, tr 90-93 Lê Chí Kiên (2007), Hóa h c phức chất, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội Đỗ Đình Rãng, Đặng Đình Bạch, Lê Thị Anh Đào, Nguyễn Mạnh Hà, Nguyễn Thị Thanh Phong (2006), Hóa h c hữu cơ, tập 3, NXB Giáo Dục, Hà Nội Nguyễn Minh Thủy (2009), Giáo trình dinh dưỡng người, Trƣờng Đại học Cần Thơ Lê Hữu Thiềng, Nguyễn Trọng Uyển, Đặng Thị Thanh Lê, Phạm Thế Cƣờng (2012), “Nghiên cứu tạo phức số nguyên tố đất (Tb, Dy, Ho, Er) với L-Asparagin dung dịch phƣơng pháp chuẩn độ đo pH”, Tạp chí khoa h c T.50 (5B) tr 75-78 10 Nguyễn Trọng Uyển, Lê Hữu Thiềng, Nguyễn Thị Thúy Hằng (2007), “Thăm dò hoạt tính sinh học phức chất Europi (III) với L-tryptophan”, Tạp chí khoa h c, 46(4), tr.421-425 Tiếng Anh 11 A ALBERT (1950), “Quantitative Studies of the Avidity of Naturally Occurring Substances for Trace Metals”, Department of Medical 67 Chemistry, The Australian National University 12 B M Sarhan, T.A Hamdan B Z Naema (2012), “Synthesis and Characterization of Some mixed-Ligand Complexes Containing N-acetyl Tryptophan and (2, 2′-bipyridine) with Some Metal Salts”, Ibn Al-Haitham Journal for Pure and Applied Science, Vol 25, pp 294-303 13 Claudia C WAGNER, Enrique J BARAN (2004), “Spectroscopic and Magnetic Behaviour of the Copper (II) Complex of L-Tryptophan”, Acta Farm Bonaerense (23), 339-342 14 E.J Underwood, N.F Suttle (1999), The mineral nutrition of livestock, the 3rdedition, Cabi Publishing, New York, USA 15 E.W Rice, R.B Baird, A.D Eaton, L.S Clesceri, editors (2012), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environmen 16 H.DeWayne Ashmead (1993), The roles of amino acid chelates in animal nutrition, Noyes Publications, NewJersey, USA 17 Hsinhung John Hsu (2001), “Animal feed additive by preparing metal amino acid chelates, increasing desired metal uptake by the animal, and concomitant growth facilitation and enhancement for the treated animals”,United states Patent, US 6197815 B1 18 Mahmoud M Abdel-Monem, Michael D Anderson (2003), “Composition for supplementing animals with solutions of essential metal amino acid complexes”,United states Patent,US 7022351 B2 19 Mahmoud M Abdel-Monem, Michael D Anderson (1990), “Use of copper complexes of alpha-amino acids that contain terminal amino groups as nutritional supplements”, European patent application, EP 0377526 A2 20 Mark Pedersen, H.Deway Ashmead (2003), “Composition and method for preparing amino acid chelates andcomplexes”, United states Patent, US 6518240 B1 68 21 Max R Motyka, Rick Harnish, Stephen D Ashmead, H.Deway Ashmead (2010), “Hypoallergenic metal amino acid chelates and metal amino acid chelate – containing compositions”, United states Patent, US 7838042 B2 22 Monty Leu, Laurens, Iowa (1991),“Metal lysine complexes and method for producing metal lysine complexes”,United states Patent, 5061815 23 Nagham S Buttrus (2014), “Synthesis and Characterization of some Cr+3, Fe+3, Co+2, Ni+2, Cu+2 and Zn+2 Complexes with N-Phthalyl amino acid ligands”,Research Journal of Chemical Sciences , vol 4(5), pp 41-47 24 Noori.K Fayad, Taghreed Hashim Al- Noor, Atheer A Mahmood, Ibtihaj Kadhim Malih(2013),“Synthesis, Characterization, and Antibacterial Studies of Mn (II), Fe (II), Co (II), Ni (II), Cu (II) and Cd (II) MixedLigand Complexes Containing Amino Acid (L-Valin) And (1,10phenanthroline)”, Chemistry and Materials Research, vol.3 No.5 25 Peter A Stark (2012),“Mixed amino acid metal salt complexes”, WO 2012170055 A1 26 Salman M Saadeh (2013), “Synthesis, characterization and biological properties of Co (II), Ni (II), Cu (II) and Zn (II) complexes with an SNO functionalized ligand”, King Saud University Arabian Journal of Chemistry, vol 6, pp 191-196 27 Temitayo Olufunmilayo Aiyelabola1, Isaac Ayoola Ojo1, Adeleke Clement Adebajo, Grace Olufunmilayo Ogunlusi, Olayinka Oyetunj, Ezekiel Olugbenga Akinkunmi, Adebowale Olusoji Adeoye (2012), “Synthesis, characterization and antimicrobial activities of some metal (II) amino acids complexes”, Advances in Biological Chemistry, vol 2, pp 268-273 28 Udrescu Mariana (2012), Structural studies of metal complexes with amino acids and biomarkers for use in diagnostic, Bolyai University, Romania 29 Umaid Singh (1982), Grain Quality and Biochemistry: Chickpea and Pigeonpea Antinutritional Factors (Progress Report 3), International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics, India 69 30 Vinita V Kale, Rahul H Kasliwal, and Jasmin G.Avari (2007), “Attempt to Design Continuous Dissolution-Absorption System Using Everted Intestine Segment for In Vitro Absorption Studies of Slow Drug Release Formulations”, University Campus, Nagpur-440 010, Maharashtra INDIA 31 Wolfgang Beck (2009), Metal Complexes of Biologically Important Ligands, CLXXII Metal ions and metal complexes as protective groups of amino acids and peptides - reactions at coordinated amino acid, US 32 YuLin Min, Zheng, FangCai; Chen, YouCun; Zhang, Yuanguang (2012), “The synthesis and characterization of Zn-Tryptophan complexes and their luminescence properties”, Materials in Electronics - Journal of Materials Science, Vol 23 Issue 5, p 1116 70 [...].. .Với các lý do nêu trên, chúng tôi chọn tên đề tài là Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá khả năng hấp thu phức chất của kim loại chuyển tiếp với các amino axit trong cơ thể sống với mục đích: - Tổng hợp phức chất vòng càng của Zn, Fe, Cu, Mn với các amino axit thiết yếu nhƣ tryptophan, valin - Đánh giá khả năng hấp thu và ứng dụng các phức chất tổng hợp đƣợc làm chất bổ sung protein – khoáng cho cơ thể. .. α amino axit có khả năng tạo với nhiều kim loại chuyển tiếp d và f tạo thành những phức chất vòng càng năm cạnh Các β amino axit cũng có khả năng tạo phức tƣơng tự nhƣng kém bền hơn, còn các γ– và δ amino axit thì không có khả năng tạo phức chất vòng càng Hình 1.5 Phức chất của α -amino axit với kim loại Đã có nhiều công trình nghiên cứu về sự tạo phức trong dung dịch của kim loại chuyển tiếp với các amino. .. sống Với việc nghiên cứu và tổng hợp thành công phức chất của một số amino axit với kim loại chuyển tiếp có thể bổ sung vào cơ thể sống cũng nhƣ đƣa ra các mô phỏng, các phƣơng pháp đánh giá về chất lƣợng, tiêu chuẩn và đặc biệt là khả năng hấp thu tốt của các phức chất này trong cơ thể sống đã có ý nghĩa quan trọng trong các ngành nông nghiệp chăn nuôi và công nghiệp thực phẩm Phƣơng pháp đi sâu vào... học của các phức chất vòng càng tới các enzym tiêu hóa và tăng khả năng tổng hợp protein trong cơ thể - Tăng khả năng hấp thu các chất khoáng và amino axit Hình 1.3 mô tả khả năng hấp thu sắt ở dạng muối vô cơ và dạng hữu cơ (phức vòng) của sắt trong ruột đƣợc chụp bằng kính hiển vi, nhận thấy các khoáng ở dạng vô cơ và hữu cơ có tốc độ hấp thu vào cơ thể là khác nhau, ở dạng hữu cơ có tốc độ hấp thụ... nghiên cứu tổng hợp với một tỷ lệ amino axit và các khoáng chất thích hợp sẽ có hiệu quả tích cực làm giảm chi phí cũng nhƣ giảm lãng phí trong việc sử dụng chúng 14 1.2 KHẢ NĂNG TẠO PHỨC CHẤT CỦA AMINO AXIT VỚI KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP 1.2.1 Khả năng tạo phức của amino axit Tuỳ thu c vào số lƣợng các nhóm chức, hằng số axit Ka và hằng số bazơ Kb của các nhóm –COOH và –NH2 mà các amino axit thể hiện tính axit, ... phức chất tổng hợp 2.2.3.1 Nghiên cứu độ bền của phức chất trong môi trường mô phỏng dịch ruột và dịch dạ dày Với việc đánh giá đƣợc độ bền của phức chất trong môi trƣờng dịch ruột và dịch dạ dày sẽ cho ta thấy đƣợc sự hiệu quả của việc sử dụng phức chất đối với cơ thể sống cũng nhƣ so sánh đƣợc khả năng bị ảnh hƣởng bởi các yếu tố môi trƣờng dịch ruột và dịch dạ dày của phức chất và các dạng hợp chất. .. anion gây kết tủa hơn so với trƣờng hợp của các muối kim loại hòa tan Các chất béo cũng không thể gây ảnh hƣởng đến sự hấp thu của phức chất amino axit vòng càng do hằng số bền cao và sự hấp thụ các amino axit vòng càng có thể không cần sự hỗ trợ của các loại vitamin nhƣ trong trƣờng hợp của một số dạng ion kim loại khác - Ngoài ra phức chất này còn tăng hỗ trợ cho sự hấp thu các loại vitamin vì vitamin... điện pI của một số amino axit[ 6] Amino axit PI Amino axit PI Methionin 5,74 Threonin 5,6 19 Amino axit PI Amino axit PI Valin 5,96 Tryptophan 5,88 Lysin 9,74 Từ cấu tạo của các α amino axit trung tính có thể thấy rằng sự tạo thành các hợp chất vòng càng với các kim loại do sự phối trí của kim loại với nguyên tử nitơ chủ yếu xảy ra ở pH > pI Nhƣ vậy, quá trình tổng hợp phức chất kim loại với amino axit. .. VAI TRÒ PHỨC CHẤT CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VỚI AMINO AXIT THIẾT YẾU TRONG CƠ THỂ SỐNG 1.1.1 Vai trò của các khoáng chất Các chất khoáng tham gia vào nhiều vai trò sinh học trong cơ thể sống của động vật và thực vật, các tác dụng đặc biệt nhƣ: - Cấu tạo nên cơ thể và tham gia các phản ứng sinh học: Thành phần cơ thể bao gồm nhiều nguyên tử chất khoáng Nhiều ion khoáng liên kết với enzym đặc hiệu và tạo... 2.2.3.2 So sánh khả năng hấp thu khoáng chất ở dạng muối tan, oxit và dạng phức chất Thí nghiệm để đánh giá sự hiệu quả về khả năng hấp thu của thành ruột đối với phức chất nghiên cứu cùng với việc so sánh sự hấp thu của phức chất với các dạng hợp chất khác Chúng tôi đã tiến hành hai thí nghiệm: * Sử dụng hệ hấp thụ − hòa tan[16,30 ]: Ruột của lợn đoạn đầu tiên 10 cm sau dạ dày đƣợc rửa rồi đặt vào dung dịch