Tính chất Peroxidaza của phức Ni2+ HCO3 Lumomagnezon

Tính chất Peroxidaza của phức Ni2+ HCO3 Lumomagnezon Tính chất Peroxidaza của phức Ni2+ HCO3 Lumomagnezon Tính chất Peroxidaza của phức Ni2+ HCO3 Lumomagnezon luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Bộ giáo dục đào tạo Trường Đại học Bách Khoa Hµ Néi - Luận Văn Thạc SÜ Khoa Häc TÝnh chÊt peroxidaza cña phøc Ni2+ - HCO3- - Lumomagnezon Ngµnh: hãa lý thuyÕt vµ hãa lý Mà số: 62 44 31 01 Phạm Thị Minh Thúy Người hướng dẫn: GS.TSKH NGƯT Nguyễn Văn Xuyến Hà Nội 2005 Lời cảm ơn Sau thời gian học tập nghiên cứu đà hoàn thành luận văn Luận văn hoàn thành với hướng dẫn tận tình GS.TSKH.NGƯT Nguyễn Văn Xuyến, TS Ngô Kim Định, giúp đỡ đồng chí cán giảng dạy khoa môi trường trường đại học Hàng Hải Việt Nam, tổ sinh hoá trường đại học Y Khoa Hải Phòng, cộng tác đồng nghiệp môn Môi Trường trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng Tôi mÃi mÃi ghi nhớ hướng dẫn, giúp đỡ cộng tác Tôi xin gửi tới thầy giáo, đồng chí, đồng nghiệp lời cảm ơn chân thành sâu sắc Hà Nội, tháng 11 năm 2005 Học viên Phạm Thị Minh Thuý Một số chữ viết tắt luận văn SL: chÊt cã tÝnh ligan Sr: c¬ chÊt cã tÝnh khư In: chÊt øc chÕ Substrate(S): c¬ chÊt S WS: tèc độ trình oxy hoá chất S Lm: Lumomagnezon Phen: o- phenantrolin Dipy: Đipirydin : tỷ số nồng độ đầu ligan ion kim loại ([L]0:[Mz+]0) Ac: axit Ascorbic Hq: Hyđroquinon Pa: Paranitrozodimetylanilin C2H5OH: rượu etylic H4L: axit citric D: mật độ quang D: biến thiên mật độ quang MỤC LỤC MỞ ĐẦU…………………… ……………………………………………… …1 CHƯƠNG – TỔNG QUAN………………………………………………….1 1.1 Vai trò tạo phức đến tính chất xúc tác ion kim loại chuyển tiếp Mz+…………………… ……………………1 1.1.1 Đặc điểm cấu trúc electron kim loại chuyển tiếp ion kim loại chuyển tiếp……………………………….……4 1.1.2 Vai trò ion kim loại chuyển tiếp phức chất xúc tác……………………………………….……5 1.1.3 Ảnh hưởng tạo phức đến tính chất xúc tác Mz+……… 1.1.4 Chu trình oxi hố - khử thuận nghịch…………………………….11 1.1.5 Mối liên hệ nhiệt động học tạo phức chất xúc tác………12 1.1.6 Khả tạo thành phức trung gian hoạt động………………… 14 1.1.7 Cơ chế vận chuyển electron phản ứng xúc tác phức chất…………………………….16 1.2 Xúc tác phân hủy H2O2 phức chất (quá trình catalaza)………….19 1.2.1 Các hệ Mz+- H2O2……………………………………………… 20 1.2.2 Các hệ Mz+- L- H2O2…………………………………………… 21 1.3 Xúc tác oxy hóa chất H2O2 (quá trình peroxydaza)……… 25 1.3.1 Các hệ Mz+- H2O2S………………………………………………25 1.3.2 Các hệ Mz+SL)………………………………… 26 L- H2O2-S (Sr, 1.3.3 Mối quan hệ trình catalaza peroxydaza ……………30 1.4 Vấn đề hoạt hóa phân tử O2 , H2 O2 phức chất…………….…….32 1.4.1 Hoạt hoá O2 phức đa nhân LnMmz+………………………… 32 1.4.2 Hoạt hoá H2O2 phức đa nhân LnMmz+………………….…….37 1.4.3 Nhận xét chung…………………………………………….…….38 CHƯƠNG - CƠ SỞ THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………………… 41 2.1 Các hệ xúc tác chọn để nghiên cứu……………………………… 41 2.2 Hoá chất dụng cụ thiết bị thí nghiệm……………………………… 41 2.3 Các phương pháp nghiên cứu…………………………………………….44 2.4 Phương pháp tiến hành nghiên cứu trình xúc tác……….…….48 CHƯƠNG - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………… 50 3.1 Nghiên cứu tạo phức hệ H2O - Lm (a) H2O - Ni2+ - Lm (b) H2O - Ni2+ - Lm - HCO3- (c)……………………………….50 3.1.1 Phương pháp phổ hấp thụ electron phân tử………………….…….50 3.1.2 pháp Phương dãy đồng phân tử……………………………………52 3.1.3 Phương pháp đường cong bão hoà……………………………… 53 3.1.4 Xác định số bền phức [NiHL]+………………………….55 3.2 Sơ nghiên cứu tạo phức xúc tác hệ H2O - Lm - H2O2 (1) H2O - Ni2+ - Lm - H2O2 (2) H2O - Ni2+ - HCO3- - Lm - H2O2 (3) H2O - Ni2+ - HCO3- - Lm - O2 (4) ……………………… 55 3.3 Động học qúa trình xúc tác oxy hố Lm hệ H2O - Ni2+ - HCO3- - Lm - H2O2 (3)……………………… 58 3.3.1 Ảnh hưởng pH đến hoạt tính xúc tác hệ (3)………………58 3.3.2 Ảnh hưởng β đến hoạt tính xúc tác hệ (3)……………… 62 3.3.3 Ảnh hưởng [Ni2+]0 đến hoạt tính xúc tác hệ (3)…….…….65 3.3.4 Ảnh hưởng [H2O2]0 đến hoạt tính xúc tác hệ (3)………….69 3.3.5 Ảnh hưởng [Lm]0 đến hoạt tính xúc tác hệ (3)………… 73 3.3.6 Biểu thức động học trình peroxydaza hệ (3)……….76 3.4 Cơ chế nguyên tắc trình xúc tác oxy hoá Lm hệ H2O - Ni2+ - HCO3- - Lm - H2O2 (3)… …………………… 75 3.4.1 Ảnh hưởng chất ức chế axit Ascorbic (Ac) đến hệ (3)….…….77 3.4.2 Ảnh hưởng chất ức chế Hyđroquinon (Hq) đến hệ (3)….…….80 3.4.3 Ảnh hưởng chất ức chế Paranitrozođimetylanilin(Pa) đến hệ (3)……………………………………………………… 83 3.4.4 Ảnh hưởng chất ức chế rượu etylic (C2H5OH) đến hệ (3)…….87 3.4.5 Xác định số tốc độ phản ứng kLm + OH*……………………….90 3.4.6 Sơ đồ nguyên tắc phản ứng peroxydaza xúc tác phức chất Ni2+ với Lm HCO3- …………………93 KẾT LUẬN…………………………………………………………………….95 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………97 PHỤ LC Mở đầu Xúc tác có vai trò quan trọng lĩnh vực: công nghiệp, kỹ thuật, khoa học đời sống Hiện nay, hầu hết sản phẩm thu từ xí nghiệp hoá chất đại giới phải dựa sở xúc tác (đồng thể dị thể) Ngoài ra, xúc tác thể vai trò đặc biệt quan trọng giới hữu sinh (người, động vật, thực vật) Xúc tác chia thành ba loại bản: xúc tác đồng thể, xúc tác dị thể xúc tác sinh học (xúc tác enzym) Quá trình xúc tác dị thể đà nghiên cứu sử dụng từ lâu bên cạnh ưu điểm vốn có trình tồn số nhược điểm như: tiến hành điều kiện khắc nghiệt (nhiệt ®é cao, ¸p st lín), ®é chän läc thÊp, tèn nhiều lượng, chi phí cho thiết bị lớn, giá thành sản phẩm cao, tạo nhiều sản phẩm phụ chất thải độc hại gây ô nhiễm môi trườngNgược lại, xúc tác enzym coi mô hình xúc tác hoàn hảo tâm hoạt động enzym cho phép vận chuyển đồng nhiều electron giai đoạn (enzym cao phân tử protein chứa tâm hoạt động phức đa nhân (Cluster) ion kim loại chuyển tiếp ), mặt khác với tối ưu cấu trúc lượng nên trình xúc tác diễn nhiệt độ áp suất thường với tốc độ độ chọn lọc cao, dùng đến chất oxy hoá mạnh chất khử mạnh Ngày nay, xu hướng nghiên cứu sử dụng trình xúc tác đồng thể, đặc biệt trình xúc tác đồng thể phức chất ion kim loại chuyển tiếp đà phát triển mạnh mẽ hướng khoa học đầu tư nghiên cứu rộng rÃi Các phức chất xúc tác nghiên cứu sử dụng dựa sở mô theo thành phần, cấu trúc chế tâm hoạt động enzym (còn gọi xúc tác men), ion trung tâm tạo phức ion kim loại chuyển tiếp, protein thay ligan hữu có nhóm chức giống protein Phức chất-xúc tác tạo thành có nguyên lý hoạt động, hoạt tính độ chọn lọc gần với chất xúc tác men Ưu điểm phức xúc tác nhân tạo có cấu tạo, thành phần đơn giản chất xúc tác men nhiều, nên trình xúc tác thực giới hữu sinh (trong công nghiệp, thực nghiệm) Quá trình xúc tác phức chất ion kim loại chuyển tiếp gặp nhiều thuận lợi nhờ phát triển mạnh số ngành như: sinh vật học phân tử, hoá học phối trí nhờ hoàn thiện, ứng dụng ngày có hiệu phương pháp vật lý hoá lý đại, thích hợp cho việc nghiên cứu trình xúc tác Việc ứng dụng xúc tác phức không hạn chế phản ứng tổng hợp hoá học thông thường mà vươn xa đến mục đích tối ưu hoá dây chuyền sản xuất, tạo môi trường sạch, tức tạo dây chuyền sản xuất khép kín, có suất cao, sản phẩm phụ gây ô nhiễm môi trường Trong trình công nghệ, việc sử dụng O2, H2O2, O3 làm chất oxy hoá cho phản ứng hoá học cách lựa chọn tin cậy chất oxy hoá rẻ, thay chất oxy hoá mạnh, độc hại đắt tiền, tạo sản phẩm khiết mặt sinh thái [16] Nhưng phân tử O2, H2O2 lại trơ mặt động học, việc sản xuất O3 lại không dễ dàng thân O3 khí độc Hoạt hoá phân tử O2 H2O2 đà đối tượng nghiên cứu nhiều công trình giới hoạt hoá phân tử phức chất, đặc biệt phức chất đa nhân (đồng hạch hay dị hạch) kim loại chuyển tiếp tỏ ưu việt thùc hiƯn c¸c hƯ sinh häc b»ng c¸c chÊt xúc tác men oxydaza, oxygenaza Vì vậy, nghiên cứu chế tạo hệ xúc tác phức thích hợp, có khả hoạt hoá phân tử O2 H2O2 vấn đề quan trọng, cần đầu tư nghiên cứu Do đa dạng phức tạp đối tượng nghiên cứu xúc tác phức đồng thể nên tồn nhiều vấn đề lớn thuộc sở lý thuyết trình xúc tác phức chất chưa nghiên cứu giải cách hệ thống, đồng sâu sắc: nhiệt động học tạo phức, động học chế trình xúc tác, chất, hoạt tính độ chọn lọc phức chất xúc tác, tương tác phân tử, tương tác phối trí, hàng loạt yếu tố ảnh hưởng khác làm thay đổi cấu tạo, tính chất vật lý hoá lý cđa c¸c cÊu tư hƯ cã thĨ dÉn đến xuất triệt tiêu hiệu ứng xúc tác Bên cạnh đó, chất xúc tác chưa làm sáng tỏ, nhiều thông số động học chưa xác định, thiếu kiến thức qui luật động học chế trình xúc tác nguyên nhân dẫn đến phát triển lý thuyết xúc tác chưa theo kịp đáp ứng yêu cầu thực tiễn Xuất phát từ vấn đề trên, chọn đề tài: Nghiên cøu tÝnh chÊt peroxydaza cña phøc chÊt Ni + víi HCO vµ Lumomagnezon’’ ... Ni2+ làm ion tạo phức Ni2+ tham gia tạo phức chất tâm hoạt động chất xúc tác men [55] dự đoán phức chất nhân tạo Ni2+ với ligan thích hợp điều kiện thích hợp phức chất- xúc tác Mặt khác, ion Ni2+. .. H2O - Ni2+ - Lm - H2O2 HÖ 3: H2O - Ni2+ - HCO3- - Lm - H2O2 HÖ 4: H2O - Ni2+ - HCO3- - Lm - O2 HÖ 5: H2O - Ni2+ - HCO3- - Lm - Ac - H2O2 HÖ 6: H2O - Ni2+ - HCO3- - Lm - Hq - H2O2 HÖ 7: H2O - Ni2+. .. thuộc vào nhiều yếu tố như: chất ion kim loại, ligan, chất oxy hoá, chất khử, cấu tạo, thành phần, độ bền phức chất tạo thành, oxy hoá-khử phức chất, chất oxy hoá, chất khử, điều kiện phản ứng