intTypePromotion=3

Tổng hợp và nghiên cứu phức chất của một số nguyên tố đất hiếm (La, Pr, Nd, Sm) với L-isolơxin

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

0
41
lượt xem
4
download

Tổng hợp và nghiên cứu phức chất của một số nguyên tố đất hiếm (La, Pr, Nd, Sm) với L-isolơxin

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong vài chục năm gần đây, hóa học phức chất của các nguyên tố đất hiếm với các amino axit đang được phát triển mạnh mẽ. Phức chất của các nguyên tố đất hiếm với các amino axit là những hợp chất có hoạt tính sinh học cao, giúp nâng cao năng suất và chất lượng vật nuôi, cây trồng. Nhiều phức chất của các nguyên tố đất hiếm với các amino axit khác nhau đã được tổng hợp, nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp chăn nuôi gia súc. Mặc dù I-so-lơxin trong 20 amino cơ bản, rất cần thiết đối với người và động thực vật, nhưng số công trình nghiên cứu về phức của các nguyên tố đất hiếm với I-so-lơxin vẫn còn rất ít. Trong công trình này tác giả trình bày phương pháp tổng hợp và nghiên cứu phức chất của I-so-lơxin với một số nguyên tố đất hiếm nhẹ.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tổng hợp và nghiên cứu phức chất của một số nguyên tố đất hiếm (La, Pr, Nd, Sm) với L-isolơxin

  1. T¹p chÝ Hãa häc, T. 45 (§B), Tr. 1 - 5, 2007 Tæng hîp vµ nghiªn cøu phøc chÊt cña mét sè nguyªn tè ®Êt hiÕm (Pr, Nd, Eu, Gd) víi L-isol¬xin §Õn Tßa so¹n 10-9-2007 lª minh tuÊn1, NguyÔn ®×nh b¶ng2, nguyÓn träng uyÓn2 1 ViÖn C«ng nghÖ X¹ HiÕm, VNLNTVN 2 Khoa Hãa häc, Tr+êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, §HQGHN Summary The complexes were synthesized in the mixture of water-ethanol. The coordination of the complexes was determined by elements analysis, 13C-NMR, 1H-NMR and IR methods. These complexes are formulated as Ln(Hile)3.3NO3.3H2O; (Ln: Pr, Nd, Eu, Gd; Hile: L-isoleucine). The comparison of the IR, 13C-NMR and 1H-NMR spectra of the ligand with those of their complexes shows that isoleucine acts as a bidentate ligand bonding the lanthanide ions through the amino and carboxylate groups. I - Më ®Çu viÖc nghiªn cøu sù phèi trÝ trong phøc chÊt cña L-isol¬xin v c¸c nguyªn tè ®Êt hiÕm b»ng c¸c Trong v i chôc n¨m gÇn ®©y, hãa häc phøc ph$¬ng ph¸p ho¸-lý hiÖn ®¹i l mét viÖc cÇn chÊt cña c¸c nguyªn tè ®Êt hiÕm víi c¸c amino thiÕt. axit ®ang ®$îc ph¸t triÓn m¹nh mÏ. Phøc chÊt cña c¸c nguyªn tè ®Êt hiÕm v c¸c amino axit cã II - Thùc nghiÖm thÓ ®$îc xem nh$ l nh÷ng m« h×nh trong hÖ protein - kim lo¹i m« t¶ c¸c qu¸ tr×nh quan träng Phæ hÊp thô hång ngo¹i cña L-isol¬xin v x¶y ra trong c¸c c¬ thÓ sèng [1]. phøc chÊt ®$îc ghi trªn m¸y Magna-IR 760 C¸c amino axit l nh÷ng hîp chÊt ®a chøc Spectrometer ESP Nicolet trong vïng 400 - cã Ýt nhÊt hai nhãm chøc l amin (-NH2) v 4000 cm-1 sö dông c¸c mÉu d$íi d¹ng viªn nÐn cacboxyl (-COOH). Do ®ã, c¸c amino axit cã víi KBr. ThiÕt bÞ Bruker AC-200 Spectrometer kh¶ n¨ng t¹o phøc tèt víi nhiÒu ion kim lo¹i ®$îc sö dông ®Ó ghi phæ 13C-NMR v H-NMR trong ®ã cã c¸c ion nguyªn tè ®Êt hiÕm. c¸c mÉu cña phèi tö tù do v c¸c phøc chÊt ho tan trong dung m«i D2O. §E cã nhiÒu c«ng tr×nh víi c¸c ph$¬ng ph¸p nghiªn cøu kh¸c nhau nghiªn cøu sù t¹o phøc Phøc chÊt cña c¸c nguyªn tè ®Êt hiÕm (Pr, cña nguyªn tè ®Êt hiÕm víi c¸c amino axit. C¸c Nd, Eu, Gd) v phèi tö ( Hile: L-isol¬xin) ®$îc kÕt qu¶ nghiªn cøu thu ®$îc rÊt phong phó, tæng hîp th«ng qua ph¶n øng gi÷a c¸c muèi song ch$a ®Çy ®ñ víi c¸c amino axit c¬ b¶n, ®Æc nitrat ®Êt hiÕm víi L-isol¬xin trong hçn hîp 1:1 biÖt l L-isol¬xin. Bªn c¹nh ®ã cßn tån t¹i mét etanol-n$íc trong 6 giê ë 50 - 60oC. Trong qu¸ sè vÊn ®Ò ch$a thèng nhÊt vÒ sù tham gia liªn tr×nh ph¶n øng, thØnh tho¶ng bæ sung thªm mét kÕt phèi trÝ cña hai nhãm chøc amino (-NH2) v l$îng etanol tuyÖt ®èi. Khi n$íc trong hçn hîp cacboxyl (-COOH) víi c¸c nguyªn tè ®Êt hiÕm ph¶n øng cßn l$îng nhá th× ngõng ®un, ®Ó nguéi trong qu¸ tr×nh h×nh th nh phøc [2 - 7]. V× vËy, qua ®ªm cho phøc kÕt tinh. Läc röa c¸c tinh thÓ 1
  2. phøc chÊt b»ng cån tuyÖt ®èi v b¶o qu¶n trong hEng Merck. b×nh hót Èm. C¸c phøc chÊt thu ®$îc cã m u cña ion trung t©m, tan tèt trong n$íc. H m III - kÕt qu¶ v( th¶o luËn l$îng c¸c nguyªn tè ®Êt hiÕm ®$îc x¸c ®Þnh b»ng phÐp chuÈn ®é víi EDTA, h m l$îng nit¬ KÕt qu¶ c¸c phÐp ph©n tÝch nguyªn tè ®$îc ®$îc x¸c ®Þnh b»ng ph$¬ng ph¸p Kendal trong tr×nh b y trªn b¶ng 1. C¸c kÕt qu¶ n y l phï khi h m l$îng anion nitrat (NO3-) ®$îc x¸c hîp víi c«ng thøc dù kiÕn Ln(L- ®Þnh b»ng ph$¬ng ph¸p tr¾c quang víi chØ thÞ Ile)3(NO3)3.nH2O. axit phenoldisunfunic. HÖ sè tû lÖ c¸c th nh Phæ hÊp thô hång ngo¹i cña L-isol¬xin v phÇn cña phøc chÊt ®$îc ®Ò xuÊt dùa trªn c¸c phøc chÊt ®$îc ghi trªn m¸y Magna-IR 760 kÕt qu¶ ph©n tÝch. Spectrometer ESP Nicolet trong vïng 400 - TÊt c¶ c¸c hãa chÊt ®$îc sö dông trong qu¸ 4000 cm-1. KÕt qu¶ ®$îc chØ ra trªn b¶ng 2 v tr×nh thùc nghiÖm ®Òu cã ®é tinh khiÕt PA cña h×nh 1 v 2. B¶ng 1: H m l$îng c¸c nguyªn tè v ion nitrat cña c¸c phøc chÊt Ln (%) N (%) NO3- (%) C«ng thøc dù kiÕn LT TN LT TN LT TN Pr(L-Ile)3(NO3)3.3H2O 18,19 17,95 10,85 11,63 24,02 23,86 Nd(L-Ile)3(NO3)3.3H2O 18,54 18,22 10,80 10,58 23,92 24,55 Eu(L-Ile)3(NO3)3.3H2O 19,35 19,55 10,69 10,44 23,68 23,32 Gd(L-Ile)3(NO3)3.3H2O 19,89 19,38 10,62 10,68 23,52 23,78 LT: Gi¸ trÞ tÝnh to¸n; TN: Gi¸ trÞ thùc nghiÖm B¶ng 2: C¸c tÇn sè hÊp thô chÝnh (cm-1) cña c¸c hîp chÊt nghiªn cøu COO- COO- + NO3 NO3 NO3 O-H Hîp chÊt as s NH 3 NH 2 1 2 3 L-isol¬xin 1571 1418 2961 - - - - - Pr(HIle)3(NO3)3.3H2O 1586 1385 - 2931 1020 1320 1487 3372 Nd(HIle)3(NO3)3.3H2O 1585 1387 - 2935 1024 1332 1489 3374 Eu(HIle)3(NO3)3.3H2O 1585 1384 - 2936 1024 1325 1480 3372 Gd(HIle)3(NO3)3.3H2O 1586 1389 - 2930 1028 1329 1482 3382 1.0 1388.99 0.9 0.8 0.7 1329.89 1482.66 1585.61 0.6 3382.29 2930.63 Abs 0.5 0.4 489.67 430.55 0.3 0.2 1027.68 0.1 0.0 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 cm-1 H×nh 1: Phæ hång ngo¹i cña phøc r¾n Gd(HIle)3(NO3)3.3H2O 2
  3. 1.7 1.6 1571.15 1.5 1.4 2961.24 1.3 1.2 Abs 1.1 1418.39 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 -0.0 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 cm-1 H×nh 2: Phæ hång ngo¹i cña phèi tö L- Isol¬xin tù do Phæ hång ngo¹i cña L-isol¬xin cã gi¸ trÞ Phæ hång ngo¹i cña phøc chÊt cã d¶i hÊp thô COO- as l 1571 (cm-1) v sCOO- l 1418 (cm-1). réng ë tÇn sè 3400 cm-1 chøng tá trong phøc cã §iÒu n y ®$îc gi¶i thÝch do L-isol¬xin l c¸c chøa c¸c ph©n tö n$íc. amino axit trung tÝnh, th$êng tån t¹i ë d¹ng ion C¸c kÕt qu¶ thu ®$îc tõ viÖc kh¶o s¸t phæ l$ìng cùc nªn gi¸ trÞ asCOO- n»m ë kho¶ng 1570 hång ngo¹i cña phèi tö L-isol¬xin v phøc chÊt (cm-1), cßn sCOO- l kho¶ng 1420 (cm-1). t¹o th nh cho thÊy ion Nd3+ liªn kÕt víi phèi tö Phæ hÊp thô hång ngo¹i cña c¸c hîp chÊt L-isol¬xin v h×nh th nh phøc vßng th«ng qua cho thÊy sù thay ®æi vÒ vÞ trÝ v h×nh d¹ng cña liªn kÕt cña ion Nd3+ víi nguyªn tö oxi cña mét v i d¶i phæ khi so s¸nh víi phæ cña phèi tö nhãm cacboxyl v nguyªn tö nit¬ cña nhãm tù do. §iÒu n y cho thÊy sù tham gia cña c¸c amin. nhãm n y v o c¸c liªn kÕt phèi trÝ víi c¸c §Ó kh¼ng ®Þnh sù h×nh th nh phøc vßng nguyªn tè ®Êt hiÕm. TÇn sè dao ®éng bÊt ®èi c ng trong hÖ NT§H - L-isol¬xin, c¸c phÐp ghi xøng ®Æc tr$ng cña nhãm COO- trong ph©n tö Phæ 13C-NMR, 1H-NMR cho phÐp x¸c lËp sù phèi tö tù do bÞ dÞch chuyÓn vÒ vïng tÇn sè cao thay ®æi ®é chuyÓn dÞch hãa häc cho tõng vÞ trÝ h¬n (1585 cm-1 ®Õn 1586 cm-1) cßn d¶i hÊp thô (h×nh 3) cña c¸c phøc r¾n ®E tæng hîp so víi cña nhãm COO- ®èi xøng sCOO- dÞch chuyÓn vÒ phæ cña phèi tö tù do. vïng cã tÇn sè 1385 cm-1 ÷ 1389 cm-1. §iÒu n y chøng tá r»ng c¸c phèi tö ®E t¹o th nh liªn kÕt phèi trÝ víi ion Ln3+ qua nguyªn tö oxi cña nhãm COO-. D¶i hÊp thô NH3+ cña phèi tö L-isol¬xin tù do (2961 cm-1) ®Òu bÞ dÞch chuyÓn trong phøc chÊt t$¬ng øng (2930 - 2936 cm-1). §iÒu n y ®$îc gi¶i thÝch do c¸c phèi tö ®E t¹o liªn kÕt phèi trÝ víi ion Ln3+ qua nguyªn tö nit¬ cña H×nh 3: C«ng thøc cÊu t¹o cña L-isol¬xin nhãm amin. d$íi d¹ng ion l$ìng cùc Trong phæ cña phøc chÊt xuÊt hiÖn c¸c d¶i Trªn phæ 1H-NMR (b¶ng 3), ngo¹i trõ tÝn hÊp thô trong vïng 480 - 490 cm-1 øng víi dao hiÖu céng h$ëng cña D2O (4,7 ppm) ë mét vÞ trÝ ®éng hãa trÞ cña liªn kÕt Ln-N v vïng 430 - cè ®Þnh, c¸c tÝn hiÖu céng h$ëng cña c¸c H (tõ 450 cm-1 øng víi dao ®éng hãa trÞ cña liªn kÕt ®Õn ) ®Òu dÞch chuyÓn vÒ phÝa tr$êng thÊp so Ln-O. §iÒu n y gióp chøng minh thªm sù t¹o víi vÞ trÝ cña c¸c tÝn hiÖu céng h$ëng cña c¸c H th nh c¸c liªn kÕt phèi trÝ gi÷a ion ®Êt hiÕm víi t$¬ng øng trong phæ phèi tö tù do. Khi tham gia c¸c phèi tö qua nguyªn tö nit¬ v oxi. h×nh th nh liªn kÕt, sù phèi trÝ cña nhãm 3
  4. cacboxyl sÏ t¸c ®éng tíi H- trong khi sù phèi chuyÓn dÞch ®¸ng kÓ tÝn hiÖu céng h$ëng cña H- trÝ cña nhãm amin sÏ t¸c ®éng kh«ng chØ H- tõ 3,62 lªn 3,74 v ë møc ®é nhá c¸c tÝn hiÖu m cßn cã t¸c ®éng ë møc thÊp tíi c¸c H cßn H- , H- 1, H- 2 v H- vÒ phÝa tr$êng thÊp khi l¹i. Sù tham gia cña c¶ nhãm amin ®E t¹o nªn sù h×nh th nh phøc. B¶ng 3: VÞ trÝ c¸c pic trong Phæ 1H-NMR cña L-isol¬xin v c¸c phøc L-isol¬xin-Ln3+ VÞ trÝ c¸c pic (ppm) Hîp chÊt 1 2 D 2O H- H- H- H- H- L-isol¬xin 4,700 3,624 1,938 1,424 1,218 0,895 0,967 Pr(HIle)3(NO3)3 4,700 3,749 2,035 1,475 1,255 0,916 1,009 Nd(HIle)3(NO3)3 4,700 3,741 2,025 1,464 1,258 0,910 1,005 Eu(HIle)3(NO3)3 4,700 3,758 2,032 1,485 1,264 0,921 1,010 Gd(HIle)3(NO3)3 4,700 3,792 2,047 1,469 1,256 0,925 1,012 Phæ 13C-NMR cña L-isol¬xin v phøc chÊt phÝa tr$êng thÊp do t¸c ®éng trùc tiÕp cña liªn Ln-Ile (b¶ng 4) víi cïng nång ®é trong dung kÕt phèi trÝ gi÷a cacboxyl víi ion ®Êt hiÕm. Tuy dÞch D2O còng chØ ra nh÷ng sù thay ®æi ®èi víi nhiªn do b¶n chÊt liªn kÕt còng nh$ so s¸nh t¸c c¸c tÝn hiÖu cña L-isol¬xin sau khi t¹o phøc víi ®éng cña ion ®Êt hiÕm v ion H+, sù gi¶m mËt Ln3+ (Ln: Pr, Nd, Gd, Eu). Ta cã thÓ nhËn thÊy ®é electron t¹i cacbon n y l kh«ng lín l m cho tÝn hiÖu cña C-cacboxyl dÞch chuyÓn chót Ýt vÒ sù chuyÓn dÞch l kh«ng ®¸ng kÓ. B¶ng 4: VÞ trÝ c¸c pic trong Phæ 13C-NMR cña L-isol¬xin v c¸c phøc L-isol¬xin-Ln3+ VÞ trÝ c¸c pic, ppm Hîp chÊt 1 2 Ccaboxyl C- C- C- C- C- L-isol¬xin 174,535 59,993 36,294 24,875 15,102 11,509 Pr(HIle)3(NO3)3 174,773 64,349 36,736 25,300 15,482 11,704 Nd(HIle)3(NO3)3 174,830 66,021 36,859 25,071 15,279 11,592 Eu(HIle)3(NO3)3 175,640 61,378 37,610 25,381 15,943 11,523 Gd(HIle)3(NO3)3 174,976 62,249 36,872 25,256 15,671 11, 520 Trong khi ®ã tÝn hiÖu céng h$ëng cña C- kh¼ng ®Þnh c¸c kÕt qu¶ thu ®$îc tõ b$íc ph©n nèi víi c¶ hai nhãm cacboxyl v amin cã sù tÝch phæ hång ngo¹i cña phøc r¾n ®E tæng hîp. dÞch chuyÓn lín vÒ phÝa tr$êng thÊp (tõ 59,993 ppm th nh 61,378 ÷ 64,349). Sù dÞch chuyÓn IV - KÕt luËn n y l do cã sù tham gia cña nhãm amin v o liªn kÕt phèi trÝ víi ion ®Êt hiÕm l m cho mËt ®é 1. C¸c phøc r¾n cña mét sè nguyªn tè ®Êt electron gi¶m t¹i C- . HiÖu øng n y ®ñ m¹nh ®Ó hiÕm (Pr, Nd, Eu, Gd) víi L-isol¬xin ®E ®$îc cã t¸c ®éng tíi c¸c C cßn l¹i ®Ó l m dÞch chuyÓn tæng hîp trong hÖ dung m«i etanol-n$íc. PhÐp tÝn hiÖu sang phÝa tr$êng thÊp dï ë møc ®é nhá ph©n tÝch nguyªn tè cho phÐp ®$a ra c«ng thøc khi c ng xa C- . ph©n tö dù kiÕn cho c¸c phøc chÊt ®E tæng hîp: Sù dÞch chuyÓn c¸c tÝn hiÖu céng h$ëng Ln(L-ile)3(NO3)3.nH2O. trong c¶ hai phæ 13C-NMR, 1H-NMR cho phÐp 2. PhÐp ph©n tÝch phæ hång ngo¹i, 13C- 4
  5. NMR, 1H-NMR cho thÊy mçi ph©n tö L- # . ( ' ) * ' ( (1979). isol¬xin chiÕm hai vÞ trÝ phèi trÝ trong cÇu néi v 3. ./. 0 " ( 1. 2 " liªn kÕt víi c¸c ion nguyªn tè ®Êt hiÕm ®$îc " $ ( ! ( 1 thùc hiÖn qua nguyªn tö nit¬ cña nhãm amin v # " $% ! &$ " ', 34 qua nguyªn tö oxi cña nhãm cacboxyl. 5 . 6, ' (1996). T(i liÖu tham kh¶o 4. Celia R Carubelli, Ana MG. Massabni and sergio R.deA.leite. Chem. Soc, Vol. 8, No6, 1. Niu chunji, Ni Jiazuan. Advances in Brazil, P. 597 - 602 (1997). bioinogranic chemistry of rare earth in 5. Indrasenan P, Lakshmy M. Indian J. Chem., China Programme and abstracts of the Vol. 36A, P. 998 - 1000 (1997). international symporium on Appied 6. NguyÔn Träng UyÓn, Lª H÷u ThiÒng, Lª bioinogranic chemistry (ISABC-3), Minh TuÊn, D$ §×nh §éng. T¹p chÝ Hãa Australia C24 (1994). häc, T. 44 (3), 311 - 316 (2006). 2. . , . . 7. NguyÔn Träng UyÓn, Lª H÷u ThiÒng, Lª ! " Minh TuÊn. T¹p chÝ Hãa häc, T. 45 (3), 315 # " $% ! &$ " ', - 318 (2007). 5

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản