- Trang Chủ
- Báo cáo khoa học
- Báo cáo khoa học: Tổng hợp, nghiên cứu tính chất và hoạt tính sinh học của một số phức chất của nguyên tố đất hiếm với axit
Xem mẫu
- Tæng hîp, nghiªn cøu tÝnh chÊt vµ ho¹t tÝnh sinh häc
cña mét sè phøc chÊt cña nguyªn tè ®Êt hiÕm
víi axit DL-2-amino-n-butyric
Lª chÝ kiªn
Khoa Ho¸ - Tr−êng §H Khoa häc Tù nhiªn
Ph¹m ®øc ro∙n
Khoa Ho¸ - Tr−êng §H S− ph¹m Hμ Néi
§Æng thÞ thanh lª
Khoa KHCB - Tr−êng §H Giao th«ng VËn t¶i
Tãm t¾t: Nghiªn cøu sù t¹o phøc gi÷a c¸c nguyªn tè ®Êt hiÕm (NT§H) vμ c¸c amino axit
cã ý nghÜa c¶ vÒ mÆt lý thuyÕt vμ thùc tiÔn [2]. Trong c«ng tr×nh [1] chóng t«i ®· tæng hîp vμ
nghiªn cøu c¸c phøc chÊt r¾n cña mét sè nguyªn tè ®Êt hiÕm (Pr, Nd, Sm, Eu, Gd ) víi axit DL-
2-amino-n-butyric (Hbu). Trong c«ng tr×nh nμy, chóng t«i tæng hîp phøc chÊt r¾n cña mét sè
NT§H (La, Y, Tb) víi Hbu; nghiªn cøu tÝnh chÊt cña chóng b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch
nguyªn tè, ®é dÉn ®iÖn ph©n tö, phæ IR, ph©n tÝch nhiÖt vμ th¨m dß ho¹t tÝnh sinh häc cña
chóng.
Summary: The complexes of some rare earths with DL-2-amino-n-butyric acid have been
CT 2
synthesized. These solid complexes have the general formula [Ln(Hbu)4]Cl3 [Ln : La , Y , Tb
and Hbu : CH3-CH2-CH-COOH ] . The structure of the
⎪
NH2
complexes has been recognised on the basis of elemental analysis, conductivity measurement,
IR spectra and thermal analysis methods. It is found that the DL-2-amino-n-butyric acid utilizes
amino nitrogen and carboxyl oxygen for bonding. The biological activity of the complexes has
been tested.
Nghiªn cøu sù t¹o phøc gi÷a c¸c nguyªn tè ®Êt hiÕm (NT§H) vµ c¸c amino axit cã ý nghÜa
c¶ vÒ mÆt lý thuyÕt vµ thùc tiÔn [2]. Trong c«ng tr×nh [1] chóng t«i ®· tæng hîp vµ nghiªn cøu
c¸c phøc chÊt r¾n cña mét sè nguyªn tè ®Êt hiÕm (Pr, Nd, Sm, Eu, Gd ) víi axit DL-2-amino-n-
butyric (Hbu). Trong c«ng tr×nh nµy, chóng t«i tæng hîp phøc chÊt r¾n cña mét sè NT§H (La, Y,
Tb) víi Hbu; nghiªn cøu tÝnh chÊt cña chóng b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nguyªn tè, ®é dÉn
®iÖn ph©n tö, phæ IR, ph©n tÝch nhiÖt vµ th¨m dß ho¹t tÝnh sinh häc cña chóng.
Thùc nghiÖm
§Êt hiÕm (III) clorua LnCl3 ®−îc ®iÒu chÕ tõ oxit Ln2O3 lo¹i 99,9% t−¬ng øng. Trén 2 mmol
LnCl3 vµ 8 mmol Hbu ë d¹ng r¾n trong b×nh cÇu nhá, sau ®ã cho 40 ml etanol vµo ®−îc hçn hîp
ë d¹ng huyÒn phï. §un håi l−u c¸ch thuû hçn hîp ph¶n øng trong 8 h ë 70 - 800C. Sau vµi giê
hçn hîp ph¶n øng trë nªn trong suèt vµ kÕt tña phøc chÊt cã mµu ®Æc tr−ng cña ion ®Êt hiÕm sÏ
- xuÊt hiÖn tõ tõ. Läc, röa kÕt tña b»ng etanol tuyÖt ®èi. Lµm kh« s¶n phÈm trong b×nh hót Èm.
HiÖu suÊt tæng hîp ®¹t xÊp xØ 85%.
Hµm l−îng ®Êt hiÕm ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p oxalat [5]. Hµm l−îng clo ®−îc x¸c
®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch khèi l−îng d−íi d¹ng kÕt tña AgCl. Hµm l−îng C, N ®−îc x¸c
®Þnh trªn m¸y Inca Enregi (Anh). Phæ IR ®−îc ghi trªn m¸y Nicolet-AVATA 360 FT IRE.S.P
(Thuþ Sü), mÉu ®−îc Ðp viªn víi KBr. Gi¶n ®å ph©n tÝch nhiÖt ®−îc ghi trªn m¸y Shimadzu
DTA-50 trong kh«ng khÝ, thang nhiÖt ®é ®−îc ghi ®Õn 7000C víi tèc ®é n©ng nhiÖt 100C/phót.§é
dÉn ®iÖn ®−îc ®o trªn m¸y CDM 210 Conductivity Meter.
Ho¹t tÝnh kh¸ng khuÈn cña c¸c phøc chÊt ®−îc thö t¹i Phßng ho¹t tÝnh sinh häc, ViÖn Ho¸
häc c¸c hîp chÊt thiªn nhiªn thuéc Trung t©m KHTN vµ CN Quèc gia.
KÕt qu¶ vμ th¶o luËn
i. Thμnh phÇn ph©n tö cña phøc chÊt
C¸c phøc chÊt thu ®−îc cã mµu gièng mµu cña ion ®Êt hiÕm, dÔ ch¶y r÷a trong kh«ng khÝ
Èm, tan tèt trong n−íc, kh«ng tan trong etanol.
KÕt qu¶ ph©n tÝch nguyªn tè, ®é dÉn ®iÖn ph©n tö ®−îc ®−a ra ë b¶ng 1.
So s¸nh c¸c sè liÖu vÒ hµm l−îng nguyªn tè tÝnh theo lý thuyÕt víi sè liÖu ph©n tÝch ®èi víi
tõng nguyªn tè trong mçi phøc chÊt cã thÓ kÕt luËn r»ng c¸c phøc chÊt thu ®−îc cã thµnh phÇn
phï hîp víi c«ng thøc ph©n tö nªu trong b¶ng 1.
B¶ng 1. KÕt qu¶ ph©n tÝch nguyªn tè, ®é dÉn ®iÖn ph©n tö cña c¸c phøc chÊt
CT 2
§é d½n
C«ng thøc cña KL %Ln %Cl %C %N ®iÖn ph©n
tö (om-1.
STT phøc chÊt ph©n tö Lt(Tn) Lt(Tn) Lt(Tn) Lt(Tn)
cm2. mol-1)
21,14 16,20 29,20 8,52
1 LaCl3. 4Hbu 657,5 330
(21,46) (16,82) (29,96) (9,54)
14,65 17,53 31,60 9,22
2 YCl3. 4Hbu 607,5 331
(14,68) (15,19) (33,46) (8,40)
23,47 15,72 28,34 8,27
3 TbCl3. 4Hbu 677,5 322
(23,18) (14,95) (-) (-)
§é dÉn ®iÖn ph©n tö cña c¸c phøc chÊt víi nång ®é 10-3 M ®−îc ®o ngay sau khi pha cã
gi¸ trÞ tõ 322 ÷ 331 om-1.cm2.mol-1. Tõ c¸c gi¸ trÞ ®ã, theo [4] th× ®©y lµ c¸c phøc chÊt ®iÖn ly ra 4
ion trong dung dÞch n−íc.
Tõ c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm trªn chóng t«i ®−a ra c«ng thøc cña phøc chÊt lµ [Ln(Hbu)4]Cl3
(víi Ln lµ La , Y , Tb ; Hbu lµ CH3-CH2- CH-COOH).
⎪
NH2
ii. Nghiªn cøu phæ hång ngo¹i cña phøc chÊt
H×nh 2 ®−a ra phæ IR cña phèi tö Hbu tù do vµ cña mét phøc chÊt ®¹i diÖn lµ [La(Hbu)4]Cl3.
- B¶ng 2 ®−a ra tÇn sè (cm-1) cña c¸c d¶i hÊp thô chÝnh trong phæ IR cña c¸c phøc chÊt.
C¸c phæ IR cña 3 phøc chÊt nghiªn cøu ®Òu cã cïng d¹ng, chøng tá cÊu tróc cña c¸c phøc
chÊt gièng nhau. ViÖc quy kÕt c¸c d¶i hÊp thô trong phæ IR cña c¸c phøc chÊt dùa trªn viÖc so
s¸nh phæ IR cña c¸c phøc chÊt víi phæ IR cña phèi tö tù do Hbu.
(a) (b)
H×nh 2. Phæ IR cña: a) Hbu; b) [La(Hbu)4]Cl3
Trong phæ IR cña Hbu tù do d¶i ë 3073 cm-1 thuéc vÒ dao ®éng cña nhãm NH3+ trong Hbu
tån t¹i ë d¹ng ion l−ìng tÝnh CH3-CH2-CH-COO – [5].
⎪
NH3+
B¶ng 2. TÇn sè (cm-1) cña c¸c d¶i hÊp thô chÝnh trong phæ IR5
CT 2
νOH ν ΝΗ3+ νNH2 νa(COO-) νas(COO-)
STT Hîp chÊt
1 Hbu - 3073 - 1526 1419
2 [La(Hbu)4]Cl3 3365 - 2983 1568 1495
3 [Y(Hbu)4]Cl3 3393 - 2976 1570 1512
4 [Tb(Hbu)4]Cl3 3375 - 2982 1573 1500
Thùc tÕ d¶i νNH3+ xuÊt hiÖn ë vïng thÊp h¬n d¶i νNH2 b×nh th−êng quan s¸t ®−îc
(3400 cm-1) trong axit amin tù do [3] lµ do cã sù t−¬ng t¸c gi÷a nhãm NH3+ vµ COO– trong ion
l−ìng tÝnh. Trong phæ IR cña c¸c phøc chÊt d¶i νNH2 xuÊt hiÖn ë vïng 2976 ÷ 2983 cm-1. VÞ trÝ
cña d¶i νNH2 trong phøc chÊt thÊp h¬n d¶i NH2 trong phèi tö tù do (3400 cm-1), chøng tá nhãm
NH2 trong Hbu ®· tham gia phèi trÝ víi ion kim lo¹i trong phøc chÊt. D¶i xuÊt hiÖn ë vïng
3365 ÷ 3393 cm-1 trong phæ IR cña c¸c phøc chÊt kh«ng cã ë phæ IR cña phèi tö, d¶i nµy ®−îc
quy cho νOH cña nhãm COOH. Trong phæ cña phèi tö tù do cã 2 d¶i ë 1526 cm-1 vµ 1419 cm-1
t−¬ng øng víi νs(COO-) vµ νas(COO-). Nh−ng trong phæ IR cña phøc chÊt d¶i νs(COO-] di chuyÓn vÒ
vïng 1568 ÷ 1573 cm-1, d¶i νas(COO-) di chuyÓn vÒ vïng 1495 ÷ 1512 cm-1, lµ nh÷ng vïng cã tÇn
sè cao h¬n.
Nh− vËy Hbu ®· phèi trÝ víi ion kim lo¹i qua nguyªn tö N cña nhãm amin vµ nguyªn tö O
cña nhãm cacboxylat.
- iii. Nghiªn cøu gi¶n ®å ph©n tÝch nhiÖt cña phøc chÊt
H×nh 3 ®−a ra gi¶n ®å ph©n tÝch nhiÖt cña phøc chÊt ®¹i diÖn lµ [La(Hbu)4]Cl3.
H×nh 3. Gi¶n ®å ph©n tÝch nhiÖt cña [La(Hbu)4]Cl3
B¶ng 3 ®−a ra kÕt qu¶ ph©n tÝch nhiÖt cña c¸c phøc chÊt.
Gi¶n ®å ph©n tÝch nhiÖt cña c¸c phøc chÊt cã d¹ng gièng nhau, chøng tá chóng cã cÊu tróc
t−¬ng tù nhau. Trªn gi¶n ®å ph©n tÝch nhiÖt cña c¸c phøc chÊt, d−íi 2000C kh«ng cã hiÖu øng
nhiÖt còng nh− hiÖu øng mÊt khèi l−îng, chøng tá trong thµnh phÇn cña chóng kh«ng cã n−íc
tham gia phèi trÝ. KÕt qu¶ nµy hoµn toµn phï hîp víi c¸c d÷ liÖu phæ IR ë trªn. Trªn gi¶n ®å
ph©n tÝch nhiÖt cña c¸c phøc chÊt ®Òu cã hai hiÖu øng thu nhiÖt kÐp vµ mét hiÖu øng to¶ nhiÖt CT 2
m¹nh. Hai hiÖu øng thu nhiÖt kÐp n»m trong kho¶ng 2000C ÷ 2950C, cßn hiÖu øng to¶ nhiÖt n»m
trong kho¶ng 4700C ÷ 5600C. øng víi c¸c hiÖu øng nhiÖt nµy ®Òu cã hiÖu øng gi¶m khèi l−îng
trªn ®−êng DTG. Sù ph©n huû nhiÖt vµ ®èt ch¸y phÇn h÷u c¬ cña c¸c phøc chÊt ®Òu x¶y ra ®Õn
cïng t¹o thµnh Ln2O3. Khèi l−îng Ln2O3 cßn l¹i tÝnh theo lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm lµ t−¬ng ®èi
phï hîp.
B¶ng 3. KÕt qu¶ ph©n tÝch nhiÖt
NhiÖt ®é cña hiÖu Khèi l−îng oxit Ln2O3
STT Hîp chÊt HiÖu øng nhiÖt
øng nhiÖt (0C) cßn l¹i (%) Lt(Tn)
1 Hbu 251,14 Thu nhiÖt _
245,76
2 [La (Hbu)4]Cl3 269,39 Thu nhiÖt 24,49 (26,97)
478,33 To¶ nhiÖt
228,16
3 [Y (Hbu)4]Cl3 287,13 Thu nhiÖt 18,60 (20,63)
555,16 To¶ nhiÖt
276,03
4 [Tb (Hbu)4]Cl3 294,88 Thu nhiÖt 27,01 (29,11)
506,22 To¶ nhiÖt
- iv. Ho¹t tÝnh sinh häc cña c¸c phøc chÊt
Chóng t«i tiÕn hµnh thö ho¹t tÝnh kh¸ng khuÈn cña Hbu, [La(Hbu)4]Cl3, [Y(Hbu)4]Cl3; c¸c
chÊt ®−îc pha víi nång ®é 5%, 10%. ViÖc thö nghiÖm ®−îc thùc hiÖn theo ph−¬ng ph¸p khuÕch
t¸n trong th¹ch. C¸c chñng khuÈn ®em thö gåm cã hai lo¹i Gram (+) lµ Staphylococcus aureus
(S.A) vµ Bacillus subtilis (B.S) vµ hai lo¹i Gram (-) lµ Escherichia coli (E.C) vµ Pseudomonas
aeruginosa (P.A). KÕt qu¶ ®−îc ®−a ra ë b¶ng 4.
B¶ng 4. Ho¹t tÝnh kh¸ng khuÈn cña c¸c chÊt nghiªn cøu
Vi khuÈn S.A B.S E.C P.A
STT
ChÊt 5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10%
1 Hbu (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-)
2
[La(Hbu)4]Cl3 (-) (-) (-) (+) (+) (++) (-) (-)
3
[Y(Hbu)4]Cl3 (-) (-) (-) (+-) (-) (+) (-) (-)
DÊu (-) chØ chÊt kh«ng kh¸ng khuÈn, dÊu (+) chØ chÊt kh¸ng khuÈn, dÊu (+-) chØ chÊt kh¸ng khuÈn kh«ng râ
rμng , sè l−îng dÊu (+) ®−îc ®¸nh gi¸ t−¬ng ®èi theo b¸n kÝnh vßng trßn kh¸ng khuÈn.
NhËn xÐt: Hbu kh«ng cã t¸c dông kh¸ng khuÈn ®èi víi tÊt c¶ c¸c vi khuÈn ®em thö. §èi víi
c¸c vi khuÈn kh¸c nhau kh¶ n¨ng kh¸ng khuÈn cña c¸c phøc chÊt kh«ng gièng nhau. C¸c phøc
chÊt ®Òu cã t¸c dông kh¸ng khuÈn râ rÖt h¬n c¶ ®èi víi vi khuÈn Escherichia coli (E.C). Víi vi
khuÈn nµy th× t¸c dông kh¸ng khuÈn cña [La(Hbu)4]Cl3 m¹nh h¬n cña [Y(Hbu)4]Cl3.
KÕt luËn
CT 2
1. §· tæng hîp ®−îc c¸c phøc chÊt cña ion Ln3+ víi axit DL-2-amino-n-butyric. Phøc chÊt
r¾n t¹o thµnh cã c«ng thøc [Ln(Hbu)4]Cl3 [Ln : La, Y, Tb.]
2. §· nghiªn cøu c¸c phøc chÊt thu ®−îc b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nguyªn tè, ®é dÉn
®iÖn ph©n tö, phæ IR vµ ph©n huû nhiÖt. KÕt qu¶ cho thÊy Hbu ®· tham gia phèi trÝ víi Ln3+ qua
nguyªn tö N cña nhãm amin vµ nguyªn tö O cña nhãm cacboxylat.
3. §· thö ho¹t tÝnh kh¸ng khuÈn cña Hbu vµ c¸c phøc chÊt cña nã víi La3+, Y3+. KÕt qu¶
cho thÊy c¸c phøc chÊt ®Òu cã t¸c dông øc chÕ kh¸c nhau ®èi víi mét sè chñng khuÈn ®em thö,
®¸ng chó ý nhÊt lµ phøc [La(Hbu)4]Cl3 cã t¸c dông øc chÕ m¹nh ®èi víi khuÈn Escherichia coli
(E.C) nghiªn cøu.
Tµi liÖu tham kh¶o
[1]. Lª ChÝ Kiªn, §Æng ThÞ Thanh Lª, Ph¹m §øc Ro·n. Tæng hîp vµ nghiªn cøu tÝnh chÊt cña mét sè phøc
chÊt cña nguyªn tè ®Êt hiÕm nhÑ víi axit DL-2-amino-n-butyric. T¹p chÝ Ho¸ häc. Sè 4 (2004).
[2]. §Æng Vò Minh, L−u Minh §¹i. Nghiªn cøu thö nghiÖm ph©n vi l−îng cho c©y lóa. TuyÓn tËp b¸o c¸o
cña ViÖn khoa häc vËt liÖu. Trung t©m Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ Quèc gia, Hµ Néi (1995).
[3]. NguyÔn §×nh TriÖu. C¸c ph−¬ng ph¸p vËt lý øng dông trong ho¸ häc. NXB §¹i häc Quèc gia Hµ Néi,
Hµ Néi (1999).
[4]. Zamiatkina. Hîp chÊt trong dÊu mãc vu«ng. NXB Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi (1980).
[5]. P. Indrasenan, M. Lakshmy. Indian Journal cf Chemistry.Vol 36A, pp. 998 ÷1000, (1997)
nguon tai.lieu . vn