T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 1/N¨m 2008<br />
<br />
To¸n, Thèng kª – KH m¸y tÝnh – KH tù nhiªn<br />
<br />
TæNG HîP, NGHI£N CøU PHøC CHÊT CñA PRAZEODIM Vµ NEODIM VíI L – HISTIDIN<br />
Lª H÷u ThiÒng - Chu ThÞ Ph−¬ng H»ng (Tr−êng §H S− ph¹m - §H Th¸i Nguyªn)<br />
<br />
1. Më ®Çu<br />
§Ó nghiªn cøu vÒ sù trao ®æi chÊt vµ t¸c ®éng vÒ mÆt sinh häc cña c¸c nguyªn tè ®Êt hiÕm<br />
trong hÖ sinh häc, viÖc nghiªn cøu phøc chÊt cña nguyªn tè ®Êt hiÕm (NT§H) víi c¸c aminoaxit<br />
®M trë thµnh mét lÜnh vùc phæ biÕn trong ngµnh sinh hãa v« c¬ nhiÒu n¨m qua [1, 2]. Tuy nhiªn,<br />
nh÷ng nghiªn cøu vÒ phøc chÊt cña NT§H víi L-histidin Ýt ®−îc mäi ng−êi biÕt ®Õn. Trong c«ng<br />
tr×nh nµy, chóng t«i tæng hîp phøc chÊt r¾n cña prazeodim, neodim víi L-histidin vµ nghiªn cøu tÝnh<br />
chÊt cña chóng b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nguyªn tè, ph©n tÝch nhiÖt, quang phæ hång ngo¹i.<br />
2. Thùc nghiÖm<br />
2.1. Tæng hîp phøc chÊt<br />
C¸c ®Êt hiÕm clorua (LnCl3) ®−îc ®iÒu chÕ tõ Ln2O3 99,9% t−¬ng øng (Ln: Pr, Nd). Trén<br />
dung dÞch LnCl3 víi dung dÞch L-histidin (His) theo tØ lÖ mol Ln3+:His = 3:1, dïng dung dÞch<br />
HCl 1N ®iÒu chØnh pH cña hçn hîp ®Õn 4. §un c¸ch thñy hçn hîp ph¶n øng ë 70-800C. Sau vµi<br />
giê, hçn hîp ph¶n øng xuÊt hiÖn v¸ng bÒ mÆt th× ngõng ®un. §Ó nguéi, c¸c tinh thÓ phøc cã mµu<br />
®Æc tr−ng cña ion ®Êt hiÕm sÏ xuÊt hiÖn tõ tõ. Läc, röa c¸c phøc r¾n b»ng axeton, lµm kh« trong<br />
tñ sÊy ch©n kh«ng ë 40-700C, sau ®ã b¶o qu¶n trong b×nh hót Èm [3] (HiÖu suÊt tæng hîp xÊp xØ<br />
70%). C¸c phøc r¾n thu ®−îc dÔ hót Èm khi ®Ó trong kh«ng khÝ, tan tèt trong n−íc, kÐm tan<br />
trong c¸c dung m«i h÷u c¬ nh− axeton, etanol,…<br />
2.2. X¸c ®Þnh thµnh phÇn c¸c phøc<br />
Hµm l−îng (%) cña Ln trong c¸c phøc chÊt ®−îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch nung mét l−îng x¸c<br />
®Þnh phøc chÊt ë 900-10000C trong 2 giê. ë nhiÖt ®é nµy c¸c phøc chÊt bÞ ph©n hñy vµ chuyÓn<br />
vÒ d¹ng oxit kim lo¹i (Ln2O3). Hßa tan c¸c oxit nµy trong dung dÞch HCl loMng råi chuÈn ®é ion<br />
Ln3+ b»ng DTPA, chØ thÞ asenazo III, pH = 4,2.<br />
- Hµm l−îng (%) Cl x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p Mohr.<br />
- Hµm l−îng (%) N x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p Kendan.<br />
- Hµm l−îng n−íc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt vi ph©n.<br />
B¶ng 1. Hµm l−îng (%) Ln, Cl, N cña c¸c phøc chÊt<br />
C«ng thøc gi¶ thiÕt cña phøc chÊt<br />
Pr(His)3Cl3.12H2O<br />
Nd(His)3Cl3.12H2O<br />
<br />
Ln<br />
LT<br />
15,17<br />
16,02<br />
<br />
Cl<br />
TN<br />
14,01<br />
15,23<br />
<br />
LT<br />
11,46<br />
11,43<br />
<br />
N<br />
TN<br />
10,94<br />
10,87<br />
<br />
LT<br />
13,56<br />
13,52<br />
<br />
TN<br />
12,94<br />
12,86<br />
<br />
(LT: LÝ thuyÕt; TN: Thùc nghiÖm)<br />
<br />
Hµm l−îng n−íc trong c«ng thøc gi¶ thiÕt cña c¸c phøc chÊt x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm<br />
theo ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt vi ph©n ë phÇn sau.<br />
KÕt qu¶ ph©n tÝch hµm l−îng (%) c¸c nguyªn tè Ln, Cl, N trong c¸c phøc chÊt cho thÊy sù<br />
sai lÖch gi÷a thùc nghiÖm vµ lÝ thuyÕt tÝnh theo c«ng thøc gi¶ thiÕt lµ kh«ng ®¸ng kÓ. Nh− vËy, s¬<br />
bé cho thÊy c«ng thøc gi¶ thiÕt cña c¸c phøc chÊt Ln(His)3Cl3.12H2O lµ t−¬ng ®èi phï hîp.<br />
3. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn<br />
88<br />
<br />
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 1/N¨m 2008<br />
<br />
To¸n, Thèng kª – KH m¸y tÝnh – KH tù nhiªn<br />
<br />
3.1. Nghiªn cøu c¸c phøc chÊt b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt<br />
Gi¶n ®å ph©n tÝch nhiÖt cña c¸c phøc chÊt ®−îc ghi trªn m¸y Shimadzu TA-50H, chÊt so<br />
s¸nh lµ Al2O3, tèc ®é gia nhiÖt 100C/phót trong kh«ng khÝ, kho¶ng nhiÖt ®é tõ 30 - 9000C. KÕt<br />
qu¶ ®−îc tr×nh bµy trªn c¸c h×nh 1, 2 vµ b¶ng 2.<br />
<br />
(a): Gi¶n ®å DTA<br />
(b): Gi¶n ®å TGA<br />
H×nh 1. Gi¶n ®å ph©n tÝch nhiÖt cña phøc chÊt Pr(His)3Cl3.12H2O<br />
<br />
(a): Gi¶n ®å DTA<br />
(b): Gi¶n ®å TGA<br />
H×nh 2. Gi¶n ®å ph©n tÝch nhiÖt cña phøc chÊt Nd(His)3Cl3.12H2O<br />
B¶ng 2. KÕt qu¶ ph©n tÝch gi¶n ®å nhiÖt (TGA) cña c¸c phøc chÊt<br />
Phøc chÊt<br />
<br />
Pr(His)3Cl3.12H2O<br />
<br />
Nd(His)3Cl3.12H2O<br />
<br />
t0 pÝc<br />
(0C)<br />
45,28<br />
132,66<br />
271,41<br />
40,07<br />
134,40<br />
271,84<br />
-<br />
<br />
HiÖu øng thu nhiÖt<br />
§é gi¶m khèi l−îng<br />
LT<br />
TN<br />
7,757<br />
7,771<br />
15,514<br />
15,377<br />
24,336<br />
25,609<br />
7,729<br />
7,794<br />
15,459<br />
15,937<br />
24,250<br />
24,497<br />
-<br />
<br />
t0 pÝc<br />
(0C)<br />
487,47<br />
586,77<br />
494,59<br />
<br />
HiÖu øng táa nhiÖt<br />
§é gi¶m khèi l−îng<br />
LT<br />
TN<br />
-<br />
<br />
Dù ®o¸n cÊu tö<br />
t¸ch ra hoÆc<br />
ph©n hñy<br />
4H2O<br />
8H2O<br />
1His.2Cl<br />
<br />
37,223<br />
<br />
34,578<br />
<br />
2His.1Cl<br />
<br />
37,091<br />
<br />
35,627<br />
<br />
4H2O<br />
8H2O<br />
1His.2Cl<br />
2His.1Cl<br />
<br />
(-): Kh«ng x¸c ®Þnh<br />
<br />
Trªn gi¶n ®å DTA cña phøc chÊt:<br />
89<br />
<br />
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 1/N¨m 2008<br />
<br />
To¸n, Thèng kª – KH m¸y tÝnh – KH tù nhiªn<br />
<br />
- Pr(His)3Cl3.12H2O (H×nh 1a) cã 3 hiÖu øng thu nhiÖt vµ 2 hiÖu øng táa nhiÖt.<br />
- Nd(His)3Cl3.12H2O (H×nh 2a) cã 3 hiÖu øng thu nhiÖt vµ 1 hiÖu øng táa nhiÖt.<br />
HiÖu øng thu nhiÖt thø nhÊt cña c¸c phøc chÊt ë kho¶ng nhiÖt ®é 40,07 - 45,280C (thuéc<br />
kho¶ng nhiÖt ®é mÊt n−íc Èm cña c¸c hîp chÊt), chøng tá c¸c phøc dÔ hót Èm khi ®Ó trong<br />
kh«ng khÝ. HiÖu øng thu nhiÖt thø hai ë kho¶ng nhiÖt ®é 132,66 - 134,400C (thuéc kho¶ng nhiÖt<br />
®é mÊt n−íc kÕt tinh cña c¸c hîp chÊt), chøng tá c¸c phøc chÊt cã chøa n−íc kÕt tinh. HiÖu øng<br />
thu nhiÖt thø ba vµ c¸c hiÖu øng táa nhiÖt tiÕp theo øng víi sù ®èt ch¸y vµ ph©n hñy c¸c thµnh<br />
phÇn cßn l¹i cña phøc chÊt.<br />
Qua tÝnh to¸n ®é gi¶m khèi l−îng trªn ®−êng TGA cña c¸c gi¶n ®å: ë hiÖu øng thu nhiÖt<br />
thø nhÊt cã xÊp xØ 4 ph©n tö n−íc Èm trong mçi phøc chÊt t¸ch ra; ë hiÖu øng thu nhiÖt thø hai cã<br />
xÊp xØ 8 ph©n tö n−íc kÕt tinh t¸ch ra; ë hiÖu øng thu nhiÖt thø ba cã xÊp xØ 1 His, 1 Cl bÞ ph©n<br />
hñy. NhiÖt ®é ph©n hñy c¸c phøc chÊt thÊp chøng tá c¸c phøc chÊt kÐm bÒn nhiÖt. ë nhiÖt ®é trªn<br />
586,770C (®èi víi phøc chÊt cña Pr) vµ trªn 494,590C (®èi víi phøc chÊt cña Nd) khèi l−îng cña<br />
phøc chÊt gi¶m kh«ng ®¸ng kÓ, chóng t«i cho r»ng cã sù h×nh thµnh c¸c oxit t−¬ng øng Ln2O3.<br />
KÕt qu¶ thu ®−îc tõ c¸c gi¶n ®å nhiÖt mét lÇn n÷a chøng tá c«ng thøc gi¶ thiÕt cña c¸c<br />
phøc chÊt lµ hîp lÝ.<br />
3.2. Nghiªn cøu c¸c phøc chÊt b»ng ph−¬ng ph¸p quang phæ hång ngo¹i<br />
Phæ hång ngo¹i cña L-histidin vµ c¸c phøc chÊt ®−îc ghi trªn m¸y Magna IR760<br />
Spectrometer (MÜ) trong vïng tÇn sè 400-4000cm-1. C¸c mÉu ®−îc trén, nghiÒn víi KBr. Sù quy<br />
kÕt c¸c d¶i hÊp thô trong phæ hång ngo¹i cña L-histidin vµ c¸c phøc chÊt dùa theo tµi liÖu [3].<br />
KÕt qu¶ ®−îc tr×nh bµy ë h×nh 3, 4 vµ b¶ng 3.<br />
<br />
H×nh 3. Phæ hång ngo¹i cña L-histidin<br />
<br />
(a): Phøc Pr(His)3Cl3.12H2O<br />
<br />
(b): Phøc Nd(His)3Cl3.12H2O<br />
<br />
H×nh 4. Phæ hång ngo¹i cña c¸c phøc chÊt<br />
<br />
90<br />
<br />
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 1/N¨m 2008<br />
<br />
Hîp chÊt<br />
His<br />
Pr(His)3Cl3.12H2O<br />
Nd(His)3Cl3.12H2O<br />
<br />
To¸n, Thèng kª – KH m¸y tÝnh – KH tù nhiªn<br />
<br />
B¶ng 3. C¸c tÇn sè hÊp thô chÝnh (cm-1) cña c¸c hîp chÊt<br />
+<br />
ν asCOO<br />
ν sNH<br />
ν sCOO<br />
ν asNH3<br />
ν OH<br />
+<br />
3<br />
<br />
−<br />
<br />
3411,82<br />
3421,85<br />
<br />
3089,04<br />
3110,56<br />
3129,20<br />
<br />
3010,14<br />
3017,31<br />
3022,14<br />
<br />
−<br />
<br />
1583,38<br />
1620,95<br />
1621,73<br />
<br />
−<br />
<br />
1411,23<br />
1337,93<br />
1339,07<br />
<br />
COO<br />
∆ν as-s<br />
<br />
-<br />
<br />
172,15<br />
283,02<br />
282,66<br />
<br />
So s¸nh phæ hång ngo¹i cña c¸c phøc chÊt víi phæ hång ngo¹i cña L-histidin ë tr¹ng th¸i<br />
tù do, chóng t«i nhËn thÊy: D¶i hÊp thô ë 1583,38cm-1 ®Æc tr−ng cho dao ®éng hãa trÞ bÊt ®èi<br />
−<br />
xøng (ν asCOO ) cña nhãm COO– trªn phæ cña L-histidin tù do dÞch chuyÓn vÒ vïng cã tÇn sè cao h¬n<br />
(1620,95-1621,73cm-1); cßn d¶i hÊp thô ë 1411,23cm-1 ®Æc tr−ng cho dao ®éng hãa trÞ ®èi xøng<br />
−<br />
(ν sCOO ) cña nhãm COO- l¹i dÞch chuyÓn vÒ vïng tÇn sè thÊp h¬n (1337,93-1339,07cm-1) trªn phæ<br />
cña c¸c phøc chÊt, chøng tá nhãm cacboxyl cña L-histidin ®M liªn kÕt víi c¸c ion Ln3+. Sù chªnh<br />
COOCOOlÖch ∆ν as-s<br />
(282,66-283,02 cm-1) cña c¸c phøc chÊt lín h¬n so víi ∆ν as-s<br />
(172,15cm-1) cña Lhistidin, chøng tá L-histidin ®M liªn kÕt víi c¸c Ln3+ qua nguyªn tö oxi cña nhãm cacboxyl.<br />
C¸c d¶i hÊp thô ë 3089,04cm-1 ®Æc tr−ng cho dao ®éng hãa trÞ bÊt ®èi xøng (ν asNH ) cña<br />
nhãm NH3+ trªn phæ cña L-histidin tù do cã sù dÞch chuyÓn vÒ vïng cã tÇn sè cao h¬n (3110,56+<br />
3129,20cm-1), nh−ng d¶i hÊp thô ë 3010,14cm-1 ®Æc tr−ng cho dao ®éng hãa trÞ ®èi xøng (ν sNH3 )<br />
cña nhãm NH3+ l¹i hÇu nh− kh«ng thay ®æi (3017,21-3022,14cm-1) trªn phæ cña c¸c phøc chÊt,<br />
chøng tá NH3+ kh«ng liªn kÕt víi c¸c ion Ln3+.<br />
Ngoµi ra, trªn phæ cña c¸c phøc chÊt ®Òu cã d¶i hÊp thô réng ë kho¶ng 3411,823421,85cm-1, chøng tá c¸c phøc chÊt cã chøa n−íc. §iÒu nµy hoµn toµn phï hîp víi kÕt qu¶<br />
nghiªn cøu c¸c phøc chÊt b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt ë trªn.<br />
4. KÕt luËn<br />
§M tæng hîp ®−îc hai phøc r¾n cña c¸c NT§H (Pr, Nd) víi L-histidin.<br />
B»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nguyªn tè, ph©n tÝch nhiÖt vµ quang phæ hång ngo¹i ®M chØ ra<br />
c¸c phøc chÊt thu ®−îc cã cÊu tróc gièng nhau vµ cho phÐp gi¶ thiÕt cÊu t¹o ph©n tö cña chóng<br />
Tãm t¾t<br />
C¸c phøc chÊt cña prazeodim vµ neodim víi L-histidin ®M ®−îc t¸ch ra ë d¹ng r¾n. C¸c phøc<br />
chÊt thu ®−îc cã mµu ®Æc tr−ng cña ion kim lo¹i, tan tèt trong n−íc, kÐm tan trong etanol, axeton,…<br />
CÊu tróc cña c¸c phøc chÊt ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt vµ quang phæ hång ngo¹i.<br />
Summary<br />
Synthesis and research on the complexes of praseodymium and neodymium with Lhistidine. The complexes of praseodymium and neodymium with L-histidine have been isolated<br />
in solid slate. The obtained complexes are a coloured by metallic ions. Crystalline substances<br />
respectively soluble in ethanol, acetone,… The structure of the complexes were determined by<br />
thermal composition and IR spectral methods.<br />
Tµi liÖu tham kh¶o<br />
+<br />
3<br />
<br />
[1]. Sheng Li Gao, Xu Wu Yang, Mian Ji, Jian Rui Liu, Qi Zhen Shi (1998), Standard enthalpies<br />
of formation of solid complexes of RE nitrates with histidine, Thermochimical Acta 323, 1-7.<br />
[2]. Yang Li (1998), “Synthesis and disinfectant activity test of the solid complexes of histidine<br />
with lanthanide nitrates”, Journal of BaoJi college of Arts and Sciences (Natural Science), Vol 18, No.1.<br />
[3]. Yang Zupei, Zhang Banglao, Yu Yueying, Zhang Honggu (1998), “Synthesis and<br />
characterazation on solid compounds of L-histidine with light rare earth chlorides”, Journal of Shaanxi<br />
Normal University (Natural Science Edition), Vol 26, No.1.<br />
<br />
91<br />
<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
