Tổng hợp, nghiên cứu tính chất và thãm dò hoạt tính sinh học các phức chất của một số nguyên tố ðất hiếm với dl alanin

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÝ MINH ĐỨC TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VÀ THÃM DÕ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ÐẤT HIẾM VỚI DL-ALANIN  LUẬN VĂN THẠC SỸ HỐ HỌC THÁI NGUN - 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÝ MINH ĐỨC TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VÀ THÃM DÕ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ÐẤT HIẾM VỚI DL-ALANIN Chuyên ngành: HĨA VƠ CƠ Mã số: 60 44 25  LUẬN VĂN THẠC SỸ HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS ÐẶNG THỊ THANH LÊ THÁI NGUYÊN - 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Đại học Thái Nguyên Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Đặng Thị Thanh Lê hướng dẫn tận tình, chu đáo giúp đỡ em suốt trình thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Sau đại học, Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, Viện Hóa học - Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, Phịng Thí nghiệm Hóa lý - Trường Đại Học Sư phạm I Hà Nội, Phòng xét nghiệm Vi sinh - Sinh học phân tử Trường Đại Học Y - Dược Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy, giáo Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt q trình thực nghiệm hồn thành luận văn Thái Nguyên, tháng 03 năm 2012 Tác giả Lý Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Lý Minh Đức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Lời cam đoan ii Các ký hiệu, công thức chữ viết tắt dùng luận văn v Danh mục bảng vii Danh mục hình viii MỞ ĐẦU ix CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Khả tạo phức NTĐH 1.2 Các aminoaxit khả tạo phức chúng với NTĐH 1.3 Alanin khả tạo phức 1.4 Một số phƣơng pháp nghiên phức chất dạng rắn NTĐH 11 1.5 Hoạt tính sinh học muối đất số phức chất NTĐH với aminoaxit 16 1.6 Giới thiệu số loại vi khuẩn 18 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM 20 2.1 Hóa chất thiết bị 20 2.1.1 Hóa chất 20 2.1.2 Thiết bị 21 2.2 Tổng hợp phức chất rắn 22 2.3 Các phƣơng pháp nghiên cứu 22 2.3.1 Xác định hàm lƣợng đất phức chất 22 2.3.2 Độ dẫn điện phức chất 24 2.3.3 Thăm dị hoạt tính kháng số chủng vi khuẩn phức chất 24 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 3.1 Kết tổng hợp phức chất rắn 26 3.2 Xác định thành phần, cấu tạo phức chất rắn thu đƣợc 27 3.2.1 Hàm lƣợng đất phức chất 27 3.2.2 Nghiên cứu độ dẫn điện phức chất 27 3.2.3 Nghiên cứu phổ IR phức chất 29 3.2.4 Nghiên cứu giản đồ phân tích nhiệt phức chất 34 3.3 Thăm dò hoạt tính kháng số chủng vi khuẩn phức chất 37 KẾT LUẬN 42 CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN TỚI LUẬN VĂN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 48 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v CÁC KÝ HIỆU, CÔNG THỨC VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN Ala Alanin H3C CH COOH NH2 (alanine) Leu Leuxin (leucine) Ser Serin (serine) HPhe CH  C H  CH  C H  COOH | | CH NH HO  CH  C H  COOH | NH Phenylalanin (phenylalanine) TBPO Tributylphotphin oxit (tributylphotphine oxide) TOPO Trioctylphotphin oxit (trioctylphotphine oxide) DTPA O H3C (CH2)6 CH2 P CH2 (CH2)6 CH3 CH2 (CH2)6 CH3 Axit đietylentriaminpentaaxetic (diethylenetriaminepentaacetic acid) EDTA Axit đietylenđiamintetraaxetic (ethylenediaminetetraacetic acid) HMDTA Axit hexametylenđiamintetraaxetic (hexamethylenediaminetetraacetic acid) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi IR: IR NTĐH: nguyên tố đất Ln: lantanit; Ln3+: cation lantanit Eu: europi; Pr: prazeođim; Nd: neođim; Sm: samari; Gd: gađoli E.coli: escherichia coli; S.aureus: staphylococcus aureus Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thông số nguyên tố Pr, Nd, Sm, Eu Gd Bảng 1.2: Một số α-aminoaxit tìm thấy protein Bảng 2.1: Kết xác định hàm lƣợng % Ln phức chất 23 Bảng 2.2: Độ dẫn điện riêng (𝛘, om-1.cm-1.10-6) dung dịch 250C 24 Bảng 3.1: Kết tổng hợp phức chất rắn 26 Bảng 3.2: Hàm lƣợng % Ln phức chất 27 Bảng 3.3: Độ dẫn điện mol (μ, om-1.cm2.mol-1) dung dịch 250C 28 Bảng 3.4: Tần số (cm-1) dải hấp thụ phổ IR 33 Bảng 3.5: Kết phân tích nhiệt phức chất 36 Bảng 3.6: Đƣờng kính vịng vô khuẩn phức chất Eu(Ala)3Cl3.3H2O nồng độ khác nhau, mm 38 Bảng 3.7: Đƣờng kính vịng vô khuẩn chất nghiên cứu, mm 40 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Ảnh tinh thể nguyên tố Pr, Nd, Sm, Eu Gd Hình 1.2: Ảnh vi khuẩn E.coli S.aureus 19 Hình 3.1: Phổ IR alanin 29 Hình 3.2: Phổ IR phức chất Eu(Ala)3Cl3.3H2O 30 Hình 3.3: Phổ IR phức chất Sm(Ala)3Cl3.3H2O 30 Hình 3.4: Giản đồ nhiệt alanin 34 Hình 3.5: Giản đồ nhiệt phức chất Eu(Ala)3Cl3.3H2O 35 Hình 3.6: Giản đồ nhiệt phức chất Sm(Ala)3Cl3.3H2O 35 Hình 3.7: Hoạt tính kháng vi khuẩn S.aureus E.Coli phức chất Eu(Ala)3Cl3.3H2O khoảng nồng độ 25÷100 mg/ml 39 Hình 3.8: Hoạt tính kháng vi khuẩn E.coli chất nồng độ 100 mg/ml 39 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 42 KẾT LUẬN Đã tổng hợp đƣợc năm phức chất rắn ion Ln3+ (Ln: Pr, Nd, Sm, Eu Gd) với alanin đạt hiệu suất (hiệu suất tổng hợp phức chất cao Pr3+ đạt 90%, thấp Nd3+ đạt 68%) Đã xác định đƣợc thành phần phức chất rắn thu đƣợc nhờ phƣơng pháp phân tích nguyên tố Kết khảo sát độ dẫn điện mol phức chất dung dịch cho thấy chúng phức cation dung dịch phân li thành ion, ion clo nằm cầu ngoại Các phức chất rắn thu đƣợc có cơng thức [Ln(Ala)3]Cl3.3H2O Kết khảo sát giản đồ nhiệt phức chất cho thấy thành phần chúng có nƣớc kết tinh có thành phần phù hợp với công thức đề nghị Sự phân huỷ nhiệt phức chất xảy đến tạo thành đất oxit Ln2O3 Việc nghiên cứu cách hệ thống phổ hấp thụ IR phối tử alanin tự phức chất chứng tỏ phù hợp cấu tạo với đặc trƣng phổ chúng Phối tử alanin trạng thái tự tồn dạng ion lƣỡng cực CH3CH(NH3+)COO-, tạo phức với ion Ln3+ chuyển sang dạng phân tử trung hoà CH3CH(NH2)COOH Trong phức chất alanin phối tử hai phối vị, phối trí với ion Ln3+ qua nguyên tử nitơ nhóm amin nguyên tử oxi nhóm cacboxyl Đã xác định đƣợc rằng: phối tử alanin khơng có hoạt tính kháng khuẩn hai loại vi khuẩn đem thử Các phức chất Pr3+, Nd3+, Sm3+, Eu3+ Gd3+ có hoạt tính kháng khuẩn thấp chút so với muối clorua tƣơng ứng có tác dụng kháng khuẩn rõ rệt vi khuẩn E.coli S.aureus Trong khoảng nồng độ dung dịch từ 25-100 mg/ml, khả kháng khuẩn phức chất [Eu(Ala)3]Cl3.3H2O tăng theo nồng độ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 43 CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CÓ LIÊN QUAN TỚI LUẬN VĂN Đặng Thị Thanh Lê, Lê Hữu Thiềng, Lý Minh Đức (2012) Tổng hợp nghiên cứu phức chất số nguyên tố đất (Pr, Nd, Eu, Gd) với DL-alanin Tạp chí Khoa học Công nghệ , T.50, N01 Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), “Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử”, NXB Giáo dục Hà Nội, Hà Nội Phạm Văn Hai - Nguyễn Tấn Lê (2009), “Tổng hợp phức chất glutamat borat neođim thử nghiệm làm phân bón vi lượng cho vừng” Tạp chí Hóa học Cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng - số 2(31) Hà Thu Hải, Lê Hữu Thiềng, Nguyễn Trọng Uyển (2011), “Tổng hợp nghiên cứu phức chất Tuli với L-tyrosin” Tạp chí Hóa học, T.49 (3A), 160 - 163 Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Lê Chí Kiên (2007), Hóa học phức chất, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội Đặng Thị Thanh Lê (2007), “Tổng hợp, nghiên cứu tính chất phức mốt số nguyên tố đất với axit DL-2-amino-n-butyric thăm dị hoạt tính sinh học chúng”, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội, Hà Nội Lê Hữu Thiềng (2002), “Nghiên cứu tạo phức số nguyên tố đất với axit L - phenylalanin thăm dị hoạt tính sinh học chúng”, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội website: vi.wikipedia.org TIẾNG ANH Awni Khatib* and Fathi Aqra(2009) , “Nickel Complexes of alanine Having a Preference for One Chiral Form over Another upon Crystallization”, Bull Korean Chem Soc 2009, Vol 30, No 2017 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 45 Célia R Carubelli, Ân M G masabni, and Sergio R de A Leite(1997), “Study of the binding of Eu3+ and Tb3+ to L-phenylalanine and LTryptophan”, J Brazil Chem Soc., vol 8, No 6, 597-602 10 D.Prabha* and S.Palaniswamy (2010), “Growth and characterization of nlo material: L-alanine potassium chloride”, Rasayan j.chem Vol.3, No.3 (2010), 517-524 11 D.Prabha and S.Palaniswamy (2010), “Growth and Characterization of NLO Material: L-alanine Sodium Chloride”, international journal of Chemical, environmental and Pharmaceutical Research Vol 1, No.1, 40-46 12 Henry Borsook and Kenneth V Thimann (1932), ”The cupric complexes of glycine and of alanine” 13 Indrasenan P., Lakshmy M (1997), “Synthesis and infared spectral studies of some lanthanide complexes with leucine”, Indian Journal of Chemistry, Vol 36A, pp.998-1000 14 L F Krylova,* L M Kovtunova and G V Romanenko (2008), “Pt(II) and Pd(II) Complexes with β-alanine”, Bioinorg Chem Appl 2008; 2008: 983725 15 M M Alam, S M M Rahman, M M Rahman, and S M S Islam (2010), “Simultaneous Preparation of Facial and Meridional Isomer of Cobalt-Amino acid Complexes and their Characterization”, Journal of scientific research j-sci.res.2(1),91-98 16 PA KUMAR and T R RAO (1997), “studies on some rare earth metal complexes: ten- and six-coordinated complexes of an unsymmetrical aminoacid derivative”, Pro Indian Acad Sci.(Chem Sci) Vol.109, No.2, April 1997, pp 89-97 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 46 17 Q.G.Zeng, Z.M.Zhang, Z.J.Ding (2006), “The pressure effect on the photoluminescence and Raman spectra of Nd(DBM)3.phen”, solid state communications 138(2006), 86-90 18 T S Martins, J R Matos, G vicentini and P C Isolani (2006), “Synthesis, characterization, spectroscopy and thermal, analysis of rare earth picrate complexes with L-Leucine”, Journal ò thermal analysis and calorimetry, Vol.86, 351-357 19 W.Xinmin, Q.Chuansong, Q.Shongsheng and T.Zhicheng (2007), “Low-temperature heat capacity and standard enthalpy of formation of neodymium glycine perchlerate complex[Nd2(Gly)6(H2O)4](ClO4)6.5H2O”, Journal of thermal analysis and Calorimetry, Vol.2, 569-573 20 Xiaolin Cao, Gad Fischer (1999), “Infrared spectra of monomeric LAlanine and L-alanine-N-d3 zwitterions isolated in a KBr matrix”, Chemical Physics 255 (2000) 195-204.http://www.biology-online.org/dictionary/alanine 21 XinMin Wu, Wei Li, ZhiCheng Tan and SongSheng Qu (2009), “Heat capacity and thermodynamical properties of the crystal of [RE2(Glu)2(H2O)8](ClO4)4.H2O (RE = Nd, Eu, Dy)”, Science in China Series B: Chemistry, Vol 52(7), 862-867 22 Y.M.Dan, Y.R.Zhao, Y.Liu and S.S.Qu (2006),”Thermochemistry of rare earth complexes [Ln(Ala)2(Im)(H2O)](ClO4)3 (Ln=Pr,Gd)”, Journal of thermal analysis and Calorimetry, Vol 84(2006) 3,531-534 23 Zeng Hua-Dong, Pan Ke-Zhen (1992), “Studies on rare earth metal complexes of amino acids The synthesis and crystal structure of tetrakis(alanine) octaaquodilanthanide hexaperchlorate [Ln2(Ala)4(H2O)8].(ClO4)8 (Ln=Er3+ and Eu3+)”, Jiegou huaxue(J.Struct.chem) Vol.11, No.5, 393 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 47 24 Z.L.Wang, C.J.Niu, Z.H.Liu, J.Z.Ni (1996), “Synthesis and thermodecomposition mechannism of rare earth complexes with phenylacetic acid”, Thermochimica Acta 282/283(1996), 353-358 25 http://en.wikipedia.org 26 http://www.biology-online.org/dictionary/alanine TIẾNG TRUNG 27 Dan, You-meng; Nie, Guang-hua; Yu, Ai-nong; Hu, Wei-bing (2004), “Synthesis, characterization and thermal analysis of rare earth complex [Tb(C3H7NO2)2(C3H4N2)(H2O)].(ClO4)3”, Minzu Xueyuan Xuebao, Ziran Kexueban, 22(1), 45-47 (Chinese) 2004 Hubei Minzu Xueyuan Xuebao Bianjibu 28 He Qizhuang, Yang Jing, Min Hui (2006), “Studies on the spectra and antibacterial properties of rare earth dinuclear complexes with Lphenylalanine and o-phenanthroline”, Materials Letters, 60, 317-320 29 Wu Boneng, Zhu Jiagin, Yang Yansheng(1992), “ Studied on the synthesis and properties of several aminoacid complexes with Nd(III) and Er(III)”, Vol.30, p.117-121 30 Wu jigui Deng Ruwen Wang LiuFang Yu Ming (1984), “Astudy on the solid complexes of rare earths with three amino acids”, Vol.20, p.69-80 31 Zhang Zhong-Hai, Ku Zong-Jun, Liu Yi, Qu Song-Sheng (2005), “Study on thermochemistry and thermal Decomposition Knietics ò Dy(Tyr)(Gly)3Cl3.3H2O”, Chinese Journal of chemistry Vol.23, Pages 1146-1150 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 48 PHỤ LỤC Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn PHỤ LỤC 1: PHỔ HỒNG NGOẠI CỦA PHỨC CHẤT Phổ hồng ngoại phức chất Gd(Ala)3Cl3.3H2O Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Phổ hồng ngoại phức chất Nd(Ala)3Cl3.3H2O Phổ hồng ngoại phức chất Pr(Ala)3Cl3.3H2O Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn PHỤ LỤC 2: GIẢN ĐỒ PHÂN TÍCH NHIỆT CỦA PHỨC CHẤT Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Gd(Ala)3Cl3.3H2O Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Nd(Ala)3Cl3.3H2O Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Giản đồ phân tích nhiệt phức chất Pr(Ala)3Cl3.3H2O Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ THĂM DÕ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA PHỨC CHẤT Hoạt tính kháng vi khuẩn E.Coli chất khoảng nồng độ 50÷100 mg/ml Hoạt tính kháng vi khuẩn S.aureus chất khoảng nồng độ 50÷100 mg/ml Ala-50: Nồng độ alanin 50 mg/ml; Ala-70: Nồng độ alanin 70 mg/ml; Ala-100: Nồng độ alanin 100 mg/ml E: EuCl3 nồng độ 100 mg/ml Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hoạt tính kháng vi khuẩn E.Coli chất khoảng nồng độ 100 mg/ml Hoạt tính kháng vi khuẩn S.aureus chất khoảng nồng độ 100 mg/ml P: PrCl3; P-A: [Pr(Ala)3Cl3].3H2O S: SmCl3; S-A: [Sm(Ala)3Cl3].3H2O Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LÝ MINH ĐỨC TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VÀ THÃM DÕ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÁC PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ÐẤT HIẾM VỚI DL-ALANIN Chuyên... hợp phức chất NTĐH với alanin đƣợc nghiên cứu chƣa nhiều, số lƣợng cơng trình cơng bố cịn Trên sở thực đề tài: ? ?Tổng hợp, nghiên cứu tính chất thăm dị hoạt tính sinh học phức chất số nguyên tố. .. kháng số chủng vi khuẩn phức chất rắn tổng hợp đƣợc Chúng hy vọng nghiên cứu góp phần nhỏ vào lĩnh vực nghiên cứu phức chất NTĐH với aminoaxit, nhƣ định hƣớng cho việc nghiên cứu hoạt tính sinh học