Luận văn Tổng hợp, nghiên cứu phức chất của Lantan, Europi, Gadolini với L-lơxin và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN THỊ THU HUYỀN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA LANTAN, EUROPI, GADOLINI VỚI L-LƠXIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Thái Nguyên – Năm 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN THỊ THU HUYỀN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA LANTAN, EUROPI, GADOLINI VỚI L-LƠXIN VÀ BƢỚC ĐẦU THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG Chuyên ngành: Hóa vô cơ Mã số: 60.44.25 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Hƣớng dẫn khoa học: GS. TS. NGUYỄN TRỌNG UYỂN Thái Nguyên – Năm 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên i LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Trọng Uyển, người thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn thạc sỹ này. Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa sau Đại học, Khoa Hóa học trường ĐHSP Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài. Em xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm Khoa Hóa học, trường ĐHSP Thái Nguyên và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn. Em xin chân thành cảm ơn Sở GD và ĐT Lào Cai, Ban Giám hiệu và các thầy cô giáo trường THPT số 1 TP Lào Cai đã động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành quá trình học tập và làm luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu của mình. Thái Nguyên, tháng 8 năm 2011 Tác giả Nguyễn Thị Thu Huyền Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn i Mục lục .ii Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt ..v Danh mục các bảng ..vi Danh mục các hình ..vii Mở đầu ...1 Chương 1: Tổng quan tài liệu 2 1.1. Sơ lược về các nguyên tố đất hiếm và khả năng tạo phức của chúng 2 1.1.1. Sơ lược về các nguyên tố đất hiếm .2 1.1.2. Sơ lược về các nguyên tố La, Eu, Gd ..3 1.1.3. Khả năng tạo phức của NTĐH 5 1.2. Giới thiệu về amino axit và L – lơxin 7 1.2.1. Amino axit ...7 1.2.2.L – lơxin ..9 1.3. Khả năng tạo phức của các amino axit và L – lơxin với các NTĐH 10 1.4. Hoạt tính sinh học của L – lơxin, NTĐH và phức chất của NTĐH với amino axit 12 1.5. Giới thiệu về cây đậu tương, protein, proteaza ...15 1.5.1. Vài nét về cây đậu tương ...15 1.5.2. Giới thiệu về protein và proteaza ..16 1.6. Một số phương pháp nghiên cứu phức rắn ...17 1.6.1. Phương pháp phân tích nhiệt .17 1.6.2. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) ...18 1.6.3. Phương pháp đo độ dẫn điện .20 Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên iii Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và kĩ thuật thực nghiệm 22 2.1. Phương pháp nghiên cứu ..22 2.2. Kĩ thuật thực nghiệm 22 2.2.1. Dụng cụ và máy móc .22 2.2.2. Hóa chất .22 2.2.2.1. Dung dịch DTPA 10-3 M....................................................................22 2.2.2.2. Dung dịch asenazo (III) 0,1 %............................................................23 2.2.2.3. Dung dịch đệm axetat pH = 4,2..........................................................23 2.2.2.5. Các hóa chất khác...............................................................................23 Chương 3: Thực nghiệm và kết quả................................................................24 3.1. Tổng hợp phức rắn của La, Eu, Gd với L-lơxin.......................................24 3.2. Nghiên cứu phức rắn của La, Eu, Gd với L-lơxin ...................................24 3.2.1. Xác định hàm lượng của La, Eu, Gd trong các phức chất.....................24 3.2.2. Xác định hàm lượng cacbon, nitơ..........................................................26 3.2.3. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt....................26 3.2.4. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại.............31 3.2.5. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp đo độ dẫn điện....................38 3.3. Thăm dò hoạt tính sinh học......................................................................39 3.3.1. Thăm dò sự ảnh hưởng của hàm lượng phức H3[La(Leu)3(NO3)3].4H2O đến sự nảy mầm và phát triển mầm của hạt đậu tương...................................39 3.3.1.1. Phương pháp thí nghiệm.....................................................................39 3.3.1.2. Ảnh hưởng của phức chất đến sự nảy mầm của hạt đậu tương..........40 3.3.1.3. Ảnh hưởng của phức chất đến sự phát triển mầm của hạt đậu tương...40 3.3.1.4. So sánh ảnh hưởng của phức chất, ion kim loại và phối tử đến sự nảy mầm của hạt đậu tương....................................................................................42 3.3.1.5. So sánh ảnh hưởng của phức chất, ion kim loại và phối tử đến sự phát triển mầm của hạt đậu tương............................................................................43 Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên iv 3.3.2. Thăm dò sự ảnh hưởng của phức chất đến một số chỉ tiêu sinh hóa có trong mầm hạt đậu tương.................................................................................44 3.3.2.1. Ảnh hưởng của phức chất đến protein của mầm hạt đậu tương...........46 3.3.2.2. Ảnh hưởng của phức chất đến hoạt độ proteaza của mầm hạt đậu tương...48 Kết luận ...50 Tài liệu tham khảo...........................................................................................51 Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT dicet: β-dixetonat DTA: Differential thermal analysis (phân tích nhiệt vi phân) DTPA: Axit dietylentriaminpentaaxetic EDTA: Axit etylendiamintetraaxetic Hleu: Lơxin Ln: Lantanit Ln3+: Ion lantanit NTA: Axit nitrylotriaxetic NTĐH: Nguyên tố đất hiếm T: Thermogram TGA: Thermogravimetry or Thermogravimetry analysis (phân tích trọng lượng nhiệt). Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên vi DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Một số thông số vật lí của các nguyên tố lantan, europi, gadolini....4 Bảng 3.1: Hàm lượng % La, Eu, Gd trong phức chất.....................................25 Bảng 3.2 : Hàm lượng cacbon và nitơ trong phức chất...................................26 Bảng 3.3: Kết quả phân tích giản đồ nhiệt của các phức chất.........................30 Bảng 3.4: Các tần số hấp thụ đặc trưng (cm-1) của L-lơxin và các phức chất...........32 Bảng 3.5: Độ dẫn điện riêng χ (Ω-1.cm-1) của các dung dịch phức chất ở nhiệt độ 250C 0,50C..............................................................................38 Bảng 3.6: Độ dẫn điện mol phân tử μ (Ω-1.cm2. mol-1) của các dung dịch phức chất ở nhiệt độ 250C 0,50C..........................................................................39 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của hàm lượng phức H3[La(Leu)3(NO3)3].4H2O đến sự nảy mầm của hạt đậu tương.............................................................................40 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của nồng độ phức chất H3[La(Leu)3(NO3)3].4H2O đến sự phát triển mầm của hạt đậu tương..............................................................41 3+ Bảng 3.9: Ảnh hưởng của hàm lượng phức H3[La(Leu)3(NO3)3].4H2O, La , và HLeu đến sự nảy mầm của hạt đậu tương...................................................43 Bảng 3.10: Kết quả so sánh ảnh hưởng của phức H3[La(Leu)3(NO3)3].4H2O, La3+ và HLeu đến sự phát triển mầm của hạt đậu tương.................................43 Bảng 3.11: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào khối lượng protein..............45 Bảng 3.12: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ tyrosin...................46 Bảng 3.13: Ảnh hưởng của phức chất H3[La(Leu)3(NO3)3].4H2O đến hàm lượng protein của mầm hạt đậu tương.............................................................47 Bảng 3.14: Ảnh hưởng của phức chất H3[La(Leu)3(NO3)3].4H2O đến hàm lượng proteaza của hạt đậu tương...................................................................49 Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên vii DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 3.1 : Giản đồ phân tích nhiệt của phức H3[La(Leu)3(NO3)3].4H2O........27 Hình 3.2: Giản đồ phân tích nhiệt của phức H3[Eu(Leu)3(NO3)3].3H2O........28 Hình 3.3: Giản đồ phân tích nhiệt của phức H3[Gd(Leu)3(NO3)3].3H2O........29 Hình 3.4: Phổ hấp thụ hồng ngoại của L-lơxin ..............................................33 Hình 3.5: Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức H3[La(Leu)3(NO3)3].4H2O........34 Hình 3.6: Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức H3[Eu(Leu)3(NO3)3].3H2O........35 Hình 3.7: Phổ hấp thụ hồng ngoại của phức H3[Gd(Leu)3(NO3)3].3H2O.......36 Hình 3.8: Ảnh hưởng của nồng độ phức chất H3[La(Leu)3(NO3)3].4H2O đến sự phát triển mầm hạt đậu tương.......................................................42 3+ Hình 3.9: Ảnh hưởng của phức H3[La(Leu)3(NO3)3].4H2O, La và HLeu đến sự phát triển mầm của hạt đậu tương..............................................44 Hình 3.10: Đường chuẩn xác định protein......................................................45 Hình 3.11: Đường chuẩn xác định proteaza....................................................46 Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên 1 MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của ngành hóa học, hóa học phức chất của các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) đã có những đóng góp to lớn và quan trọng cho nhiều ngành khoa học. NTĐH cũng như phức chất của chúng với các amino axit được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, công nghệ sinh học , y dược . . . Các amino axit là hợp chất tạp chức có khả năng tạo phức tốt với nhiều ion kim loại. Dạng L(-α) của các amino axit có hoạt tính sinh học và có vai trò quan trọng trong sự sống. Các ion đất hiếm cũng có hoạt tính sinh học và với hàm lượng rất nhỏ là không độc đối với cơ thể sinh vật. Qua các tài liệu tham khảo chúng tôi thấy phức chất của các NTĐH với các phối tử khác nhau thì có những hoạt tính sinh học khác nhau. Phức chất của các NTĐH với phối tử là các amino axit rất đa dạng và phong phú như: phức chất của NTĐH với L-proline, L-phenylalanin, L-tyrosin, L-tryptophan Tuy nhiên chưa có nhiều công trình nghiên cứu về phức chất của một số NTĐH với L-lơxin. Với những nhận định trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: ‘‘ Tổng hợp, nghiên cứu phức chất của Lantan, Europi, Gadolini với L-lơxin và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng ’’. Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên