ỨNG DỤNG CỦA PHỨC CHẤT TRONG HÓA SINH

LỜI NÓI ĐẦUTrong công nghiệp hóa dược, các phức chất chứa các phối tử bất đối đã được dùng phổ biến để tổng hợp lựa chọn lập thể các dược chất làm nguyên liệu tổng hợp các chế phẩm dược

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HUẾ

KHOA HÓA HỌC

BÀI TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI: “Ứng dụng của phức chất trong hóa sinh”.

Giảng viên : Trần Ngọc Tuyền Sinh viên : HÀ THỊ NHA

Lớp : HÓA K36

Năm học: 2014-2015

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công nghiệp hóa dược, các phức chất chứa các phối tử bất đối đã được dùng phổ biến để tổng hợp lựa chọn lập thể các dược chất làm nguyên liệu tổng hợp các chế phẩm dược dụng quan trọng Ở động vật, thực vật, đặc biệt lad ở cơ thể con người, phức chất không chỉ tham gia cấu tạo các cơ qua

mà nó còn đóng vai trò quan trọng trong nhiều hoạt động sống Sự thiếu, thừa hay bất cứ một sự lệch lạc nào về cấu trúc và vai trò của phức sinh học cũng có thể gây ra một tình trạng bệnh lý nhất định Ngày nay, cùng với sự phát triển của Y học, người ta đã không chỉ phân tích được cấu trúc và vai trò của nhiều phức chất mà còn đưa những ứng dụng của chúng vào lĩnh vực bào chế thuốc đào thải nguyên tố độc cũng như thuốc trong phòng và chữa bệnh.

Để hiểu rõ thêm về phức chất nói chung và phức sinh học nói riêng, dưới đây

là đề tài tiểu luận “Ứng dụng của phức chất trong hóa sinh”.

Nội dung:

I.Tổng quan về phức chất

1 Định nghĩa phức chất

2 Ion trung tâm và phối tử

3 Cầu nội, cầu ngoại

4 Số phối trí

II.Ứng dụng của phức chất trong hóa sinh

1 Sự ra đời của hóa sinh vô cơ

2 Các phức chất sinh học tiêu biểu

3 Ứng dụng của phức chât trong y học

3.1.Phức platin 3.2 Pophyrin 3.3 Phức của Molipden và hoạt tính sinh học của chúng

4 Phức chất Glutamat Borat và thử nghiệm làm phân bón vi lượng cho cây vừng

5 Một số các nguyên tố khác được ứng dụng trong y học

I.TỔNG QUÁT VỀ PHỨC CHẤT:

1.1.Định nghĩa phức chất:

Phức chất là hợp chất tạo thành giữa ion hay nguyên tử kim loại M với các phối tử A là các phân tử hay ion khác Số liên kết tạo thành giữa M với A nhiều hơn hóa trị thông thường của M Công thức chung của phức chất là

Nhiều ion kim loại trong nước tồn tại ở dạng phức aquo chẳng hạn

1.2 Ion trung tâm và phối tử:

Ion hay nguyên tử kim loại M được gọi là ion trung tâm M là axit lewis vì có các orbital hoá trị đang còn trống, có thể nhận các cặp electron của các phân

tử hay ion khác Ion trung tâm thường là các nguyên tử hay các kim loại chuyển tiếp

1.3 Cầu nội, cầu ngoại:

liên kết cộng hoá trị, các nguyên tử đó được gọi chung là cầu nội hay ion phức

Nếu cầu nội mang điện tích – thì cần kết hợp thêm các ion trái dấu để tạo hợp chất trung hoà điện, các ion đó được gọi là cầu ngoại

ngoại

Như vậy, nếu cầu nội không mang điện thì không có cầu ngoại Vì thế, từ phức chất thường dùng để chỉ cầu nội

Phức chất trung hoà là chất điện ly trong nước

Lúc đó: ion phức và cầu ngoại tách khỏi nhau (điện ly hoàn toàn)

Ion phức điện ly rất yếu, có thể bỏ qua sự điện ly của ion phức

Phức chất càng bền hằng số β càng lớn

β đươc gọi là hằng số bền của phức chất

1.4 Số phối trí:

Số phối trí của M là số liên kết mà ion trung tâm M tạo được với các phối tử

Số phối trí quan hệ mật thiết với cấu trúc hình học của phức chất

Số phối trí được quyết định chủ yếu bởi kích thước của ion trung tâm và phối tử: khi ion trung tâm M có kích thước nhỏ, phối tử A có kích thước lớn thì số phối trí nhỏ và ngược lại

II.Ứng dụng của phức chất trong hóa sinh

2.1 Sự ra đời của hóa sinh vô cơ

- Các sản phẩm hóa học tự nhiên và nhân tạo vừa là cơ sở của sự sống, vừa là phương tiện dùy trì và phát triển cuộc sống, từ thực phẩm, thuốc men, trang

phục … đến vật liệu xây dựng, đồ nội thất, công cụ sản xuất gọi là Hóa sinh

- Hóa sinh Vô cơ là cầu nối giữa Hóa Sinh và Hóa học phức chất vì cơ

bản các kim loại có mặt trong cơ thể đều tồn tại dưới dạng phức chất.

- Hóa sinh vô cơ là Hóa học phức chất của các hệ sinh học với nhiệm vụ + Là nghiên cứu cấu tạo của các phức chất sinh học

+ Làm sáng tỏ mối quan hệ giữa cấu tạo đó với hoạt tính sinh học

2.2 Các phức chất sinh học tiêu biểu

- Nhiều phức chất được tìm thấy trong cơ thể sinh vật có khối lượng phân tử

- Khả năng liên kết với oxi quyết định chức năng sinh học của hemoglobin là chất vận chuyển oxi

- Clorophyl và vitamin B12 cũng thuộc loại phức chất pophyrin Mg2+

là ion trung tâm trong clorophy, sắc tố màu lục trong lá cây

- Metalloprotein khác chứa các kim loại như molipden, kẽm, đồng v.v…

và đóng vai trò quan trọng như cố định nito, thủy phân chuyển nhóm nguyên tử

enzim xúc tác cho quá trình cố định nito khí quyển

2.3 Ứng dụng của phức chât trong y học

- Hóa sinh vô cơ có vai trò rất quan trọng trong Y học Trong cơ thể con người có khoảng 60 nguyên tố hóa học, trong đó phần lớn là các kim loại

- Theo quan diểm của Y học, hàm lượng mỗi kim loại trong cơ thể chỉ được dao động trong một giới hạn nhất định Sự thiếu hay thừa đều dẫn đến rối loạn hoạt động cơ thể, nghĩa là dẫn đến bệnh tật, thậm chí có thể sẫn đến sự chết

Ví dụ: Thiếu sắt dẫn đến bệnh thiếu máu, thiếu canxi dẫn đến bệnh loãng xương… Dư sắt bệnh chàm da, dư caxi dẫn đến bệnh sỏi thận

- Y học hiện đại người ta dùng các loại thuốc chứa những hoạt chất có khả năng tạo phức với các kim loại Những kim loại cần bổ sung thường được đưa vào cơ thể dứoi dạng phức chất với các phối tử không gây độc cho cơ thể mà còn có tác dụng bổ ích như các amino axit, protein, đường, vitamin v.v

2.3.1.Phức platin

tế bào ung thư như ung thư tinh hoàn, buồng trứng, bàng quang và các khối u ở đầu và cổ

- Vì cisplatin có độc tính cao đối với thận và chỉ có tác dụng với một số bệnh ung thư

- Một số thuốc chống ung thư trên cơ sở Platin

2.3.2 Pophyrin

- Pophyrin tuy không tồn tại trong thiên nhiên nhưng những dẫn xuất của nó như hemoglobin, clorophin và xitocrom có vai trò rất lớn đối với sự sống của sinh vật

- Phức chất của pophirin với sắt được gọi là hem

- Phức chất của pophirin với Mg2+ được gọi là clorophin

2.3.3 Phức của Molipden và hoạt tính sinh học của chúng

- Molypđen là kim loại 4d có mặt trong cơ thể và có vai trò rất quan trọng đối với sự sống Thiosemicacbazit và các dẫn xuất của nó – các thiosemicacbazon –có tính sinh học

- Phức chất thiosemicacbazonat kim loại có khả năng ức chế phát triển của ung thư

Phức chất của Mo(V) với thiosemicacbazit

Phức chất của Mo(VI) với các dẫn xuất salixilandehit và axetylaxeton của thiosemicacbazit

- Phức chất Mo với thiosemicacbazon có khả năng diệt khuẩn cao cùng với khả năng ức chế sự phát triển ung thư

triển của khối u như làm giảm thể tích khối u, giảm mật độ tế bào ung thư, giảm tổng số tế bào và từ đó đã làm giảm chỉ số phát triển của u

2.4 Phức chất Glutamat Borat và thử nghiệm làm phân bón vi lượng cho cây vừng

- Phức Glutamat borat neodim với thành phần của phức tương ứng là

vừng, đã thấy rằng:

+ Làm tăng tỷ lệ nảy mầm, tăng cường các chỉ tiêu sinh trưởng phát triển, tăng cường các quá trình sinh lý theo hướng thuận lợi

+ Tăng năng suất và chất lượng hạt của cây vừng

- Phức chất Mo với thiosemicacbazon có khả năng diệt khuẩn cao cùng với khả năng ức chế sự phát triển ung thư

triển của khối u như làm giảm thể tích khối u, giảm mật độ tế bào ung thư, giảm tổng số tế bào và từ đó đã làm giảm chỉ số phát triển của u

2.4 Phức chất Glutamat Borat và thử nghiệm làm phân bón vi lượng cho cây vừng

- Phức Glutamat borat neodim với thành phần của phức tương ứng là

vừng, đã thấy rằng:

+ Làm tăng tỷ lệ nảy mầm, tăng cường các chỉ tiêu sinh trưởng phát triển, tăng cường các quá trình sinh lý theo hướng thuận lợi

+ Tăng năng suất và chất lượng hạt của cây vừng

2.5 Một số các nguyên tố khác được ứng dụng trong y học

Nguyên tố Hợp chất có

dược tính Tên thương mại Vai trò

dày

trong dạ dày, loét dạ dày

việc chữa bệnh đái tháo đường

Để làm tăng độ nhạy của phép chuẩn đoán ngừơi ta thường đưa vào cơ thể những chất có tác dụng làm nổi bật các hình ảnh thu được, do đó làm tăng độ nhạy của phép chuẩn đoán

chuẩn đoán bệnh ung thư xương bằng cách chụp ảnh gamma

KẾT LUẬN

- Hóa học phức chất đóng vai trò hết sức quan trọng trong nhiều lĩnh vực: hóa

lý, hóa môi trường, hóa phân tích và đặc biệt trong lĩnh vực hóa sinh

- Phức chất trong hóa sinh được ứng dụng để sản xuất một số thuốc chống ung thư, tiểu đường…

- Những quá trình quan trọng nhất của sự sống như sự quang hợp, sự vận chuyển oxi và cacbon đioxit trong cơ thể…

- Ngày nay hóa học phức chất còn có nhiều ứng dụng trên lý thuyết nhưng trên thực tế chưa được sử dụng vào thực tế

- Nhiệm vụ của các nhà hóa học là tiếp tục nghiên cứu để ngành hóa học phức chất ngày càng phát triển rực rỡ