BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CATALAZA CỦA PHỨC
MN2+ - HIS
CHUYÊN NGÀNH: HOÁ LÝ THUYẾT VÀ HOÁ LÝ
MÃ SỐ: 62.44.3101
NGUYỄN HỒNG VÂN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
GS. TSKH. NGƯT NGUYỄN VĂN XUYẾN
HÀ NỘI- 2005
Xóc t¸c phøc ®ång thÓ Oxy ho¸ khö
TÝnh chÊt Catalaza H2O - Mn2+ - H3BO3- His- H2O2 NguyÔn Hång V©n
Môc lôc
Trang
Lêi c¶m ¬n ............................................................................................ 1
Mét sè ch÷ viÕt t¾t dïng trong luËn v¨n.............................................. 2
Danh môc c¸c h×nh ................................................................................ 3
Danh môc c¸c b¶ng............................................................................... 4
Më ®Çu ................................................................................................ 6
Ch¬ng I - Tæng quan
Xóc t¸c ®ång thÓ oxyhoa khö b»ng
phøc chÊt c¸c ion kim lo¹i chuyÓn tiÕp....................... 8
1.1.Vµi nÐt chung vÒ phøc chÊt cña Ion kim lo¹i chuyÓn tiÕp .......... 10
1.2.Ho¹t tÝnh xóc t¸c cña phøc chÊt kim lo¹i chuyÓn tiÕp ................. 10
1.2.1.§Æc ®iÓm cña xóc t¸c phøc .............................................................. 10
1.2.2.Kim lo¹i chuyÓn tiÕp trong phøc chÊt xóc t¸c ............................... 11
1.2.3.nh hëng cña sù t¹o phøc ®Õn tÝnh chÊt xóc t¸c cñaMz+............... 12
1.2.3.1. T¨ng ®é bÒn thuû ph©n cña ion kim lo¹i..................................... 12
1.2.3.2 Thay ®æi thÕ oxyhoa khö cña ion kim lo¹i.................................... 14
1.2.4. Mèi liªn hÖ gi÷a nhiÖt ®éng häc sù t¹o phøc chÊt vµ xóc t¸c .......... 16
1.2.5. Chu tr×nh «xi ho¸ khö thuËn nghÞch................................................. 20
1.2.6. Kh¶ n¨ng t¹o phøc trung gian ho¹t ®éng......................................... 21
1.2.7. C¬ chÕ vËn chuyÓn electron trong ph¶n øng xóc t¸c b»ng phøc chÊt. 22
1.3. Qu¸ tr×nh xóc t¸c ph©n huû H2O2 b»ng phøc chÊt (qu¸ tr×nh
catalaza)............................................................................................ 26
Xóc t¸c phøc ®ång thÓ Oxy ho¸ khö
TÝnh chÊt Catalaza H2O - Mn2+ - H3BO3- His- H2O2 NguyÔn Hång V©n
1.3.1. C¸c hÖ MZ+ H2O2..................................................................... 26
1.3.2. C¸c hÖ MZ+ - L - H2O2.............................................................. 27
1.3.3. C¸c hÖ Mn2+ - L - H2O2........................................................... 30
1.4. Xóc t¸c oxi ho¸ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ (qu¸ tr×nh peroxydaza)
1.4.1. HÖ MZ+ - H2O2 - S.................................................................... 31
1.4.2. C¸c hÖ MZ+ - L - H2O2 - S....................................................... 32
1.4.3. Mét sè nguyªn nh©n quan träng ¶nh hëng ®Õn c¬ chÕ
cña qu¸ tr×nh peroxidaza ..................................................... 33
1.4.3.1. CÊu t¹o cÇu khèi trÝ cña phøc chÊt xóc t¸c........................... 33
1.4.3.2 .CÊu tróc electron cña ion trung t©m....................................... 34
1.4.3.3.B¶n chÊt Ligan........................................................................ 34
1.4.3.4 B¶n chÊt chÊt øc chÕ................................................................ 34
1.4.4. Mèi liªn hÖ gi÷a qu¶ tr×nh catalaza vµ peroxidaza...................... 35
1.4.5. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cña viÖc nghiªn cøu xóc t¸c
®ång thÓ oxi ho¸ khö b»ng phøc chÊt................................................. 36
Ch¬ng 2 - C¬ së thùc nghiÖm vµ c¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu..... 38
2.1.C¸c hÖ xóc t¸c ®îc nghiªn cøu................................................. 38
2.3. S¬ lîc vÒ c¸c chÊt tham gia ph¶n øng..................................... 38
2.3.1.Ion kim lo¹i t¹o phøc Mn2+ ...................................................... 38
2.3.2. Ligan lµ Histi®in(His)................................................................. 39
2.3.3.ChÊt «xiho¸ H2O2........................................................................ 40
2.3.4.Vai trß cña H3BO3........................................................................ 40
2.3.5. Sù t¹o phøc gi÷a ion Mn2+ vµ Histi®in......................................... 41
Xóc t¸c phøc ®ång thÓ Oxy ho¸ khö
TÝnh chÊt Catalaza H2O - Mn2+ - H3BO3- His- H2O2 NguyÔn Hång V©n
2.2.C¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu.......................................................... 42
2.4 Ho¸ chÊt vµ thiÕt bÞ nghiªn cøu...................................................... 43
2.5. Ph¬ng ph¸p vµ c¸c bíc tiÕn hµnh nghiªn cøu c¸c hÖ............... 45
Ch¬ng 3 - KÕt qu¶ vµ th¶o luËn............................................ 46
3.1 nghiªn cøu sù t¹o phøc xóc t¸c gi÷a Mn2+vµ His trong hÖ (1)
H2O2- Mn2+- His- H3BO3-H2O2.............................................................. 48
3.2 §éng häc qu¸ tr×nh xóc t¸c ph©n huû H2O2 trong hÖ(1).............. 50
3.2.1. ¶nh hëng cña pH trong hÖ (1)..................................................... 50
3.2.2. nh hëng cña β trong hÖ (1)....................................................... 56
3.2.3. nh hëng cña nång ®é Mn2+trong hÖ (1):.................................. 60
3.2.4. nh hëng cña [H2O2] 0 trong hÖ (1)............................................ 67
3.3. BiÓu thøc ®éng häc cña qu¸ tr×nh catalaza trong hÖ (1)............. 70
3.4. C¬ chÕ nguyªn t¾c cña qu¸ tr×nh catalaza trong hÖ(1)................ 71
3.4.1.nh hëng cña chÊt øc chÕ Hi®roquinon (Hq) ®Õn hÖ (1).............. 71
3.4.2. nh hëng cña chÊt øc chÕ Ascobic (Ac) ®Õn hÖ (1)................... 74
3.4.3 nh hëng cña chÊt øc chÕ Pa (Paranitrozo dimetyl anilin) ®Õn hÖ (1) 79
3.4.4. nh hëng cña rîu Etylic ®Õn hÖ ................................................ 84
3.4.5. nh hëng cña rîu isopropylic tíi hÖ (1)..................................... 88
3.5.5. S¬ ®å c¬ chÕ nguyªn t¾c cña qu¸ tr×nh catalaza díi t¸c dông
xóc t¸c cña phøc chÊt Mn2+ vµ His.......................................................... 93
KÕt luËn ........................................................................................... 95
Tµi liÖu tham kh¶o.................................................................... 96
- 1 -
Xóc t¸c phøc ®ång thÓ Oxy ho¸ khö
TÝnh chÊt Catalaza H2O - Mn2+ - H3BO3- His- H2O2 NguyÔn Hång V©n
Lêi c¶m ¬n
Sau mét thêi gian häc tËp vµ nghiªn cøu t«i ®· hoµn thµnh b¶n luËn v¨n
tèt nghiÖp nµy.
Tríc khi tr×nh bµy néi dung cña b¶n luËn v¨n, t«i xin ®îc bµy tá lßng
biÕt ¬n s©u s¾c tíi GS.TSKH.NG¦T. NguyÔn V¨n XuyÕn, thÇy ®· chu ®¸o,
tËn t×nh híng dÉn ®Ó t«i cã thÓ hoµn thµnh luËn v¨n tèt nghiÖp.
T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n TS. Ng« Kim §Þnh cïng c¸c thÇy c« gi¸o
bé m«n Ho¸ M«i trêng, trêng §HHH ViÖt Nam, ®· t¹o ®iÒu kiÖn vµ gióp
®ì t«i trong suèt qu¸ tr×nh lµm luËn v¨n.
Cuèi cïng, t«i xin ®îc bµy tá lßng biÕt ¬n ch©n thµnh tíi Ban l·nh ®¹o
trêng THPT Ng« QuyÒn ®· t¹o mäi ®iÒu kiÖn thuËn lîi trong suèt qu¸ tr×nh
t«i häc tËp vµ nghiªn cøu võa qua.
H¶i phßng, th¸ng 10 n¨m 2005
Häc viªn
NguyÔn Hång V©n