i LỜI CAM ĐOAN u ca riêng i s ng dn ca PGS.TS Hu ng. Các s liu và kt qu c trình bày trong lun án này là trung thc và chính xác. Các kt qu c ai công b trong bt k công trình nào khác.          PGS.     PGS.       Tác gi lun án Nguyn Th Thúy Nga ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày t lòng bi  c bit sâu s n PGS.TS Hunh ng dn và to mu kin thun li cho tôi trong sut quá trình thc hin lun án. Tôi xin bày t lòng bi tng dn tôi trong quá trình thc hin lun án. Tôi xin chân         i hc Bách Khoa Hà Nu kin thun li v th vt chc lun án này.      o Vin K thut Hóa h ng nghip trong Vin K thut Hóa hc và trong b   ng viên tôi trong quá trình thc hi tài lun án. Cu , c ng viên và to mu kin thun li cho tôi trong sut thi gian hc tp và nghiên cu. iii MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHỨC CHẤT KẼM, SẮT, ĐỒNG, MANGAN VỚI AMINO AXIT THIẾT YẾU VÀ VẬT LIỆU KHUNG HỮU CƠ – KIM LOẠI 4 1.1 Vai trò ca Zn, Fe, Cu, Mn và amino axit thit y sng 4 1.1.1 Vai trò ca Zn, Fe, Cu, và Mn  sng 4 1.1.2 Vai trò sinh hc ca các amino axit thit y sng 9 1.2 Tng hp, nghiên cu cu trúc và tính cht phc cht Zn, Fe, Cu, Mn vi amino axit 15 1.3 Vai trò và ng dng ca phc cht Zn, Fe, Cu, Mn vi amino axit trong b sung kim loi và amino axit cho  sng 20 1.4 Nghiên cu in vitro s hp thu phc cht qua thành rut cng vt 26 1.5 Tng hp và nghiên ct liu khung hu c kim loi 31 CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 2.1. Thc nghim 35 2.1.1. Thc nghim kho sát các yu t   n quá trình tng hp phc cht 35 2.1.1.1. ng ca nhi 35 2.1.1.2. ng ca thi gian phn ng 36 2.1.1.3. ng ca t l các cht tham gia phn ng 37 2.1.2. Thc nghim tng hp phc cht ca Zn(II), Fe(III), Cu(II), Mn(II) vi các amino axit thit yu 37 2.1.3. Thc nghim kh bn ca các phc chng mô phng dch d dày và dch rut 39 2.1.4. Thc nghi  to vt liu khung h kim loi ca Zn(II), Fe(III) vi tryptophan 40 2.2. Các u 40 2.2.1. Nghiên cu s to phnh hng s bn ca phc cht trong dung dch b  40 2.2.2. ng các nguyên t trong phc cht 42 2.2.2.1. c 42 iv 2.2.2.2.  tán sng tia X (EDS) 44 2.2.3.  dn 44 2.2.4.  khng (MS) 45 2.2.5. t 45 2.2.6.  t ngoi  kh kin (UV - Vis) 46 2.2.7.  hng ngoi (IR) 47 2.2.8.  cng t ht nhân (NMR) 47 2.2.9. pháp nhiu x tia X (XRD) 48 2.2.10. n t quét (SEM) 48 2.2.11. ng Gaussian 49 2.2.12. ng nhit hp ph - nh hp ph  49 2.2.13. u kh p thu phc cht qua thành rut cng vt 50 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52 3.1. Kt qu kho sát các yu t n quá trình tng hp phc cht 52 3.1.1. ng cnh hng s bn ca phc cht 52 3.1.2. ng ca nhi phn ng 55 3.1.3. ng ca thi gian phn ng 56 3.1.4. ng ca t l các cht tham gia phn ng 57 3.2. Kt qu ng các nguyên t trong phc cht 60 3.3. Kt qu  dn ca các phc cht 61 3.4. Kt qu nghiên cu ph khng ca các phc cht 62 3.5. Kt qu nghiên cu phân tích nhit ca các phc cht 70 3.6. Kt qu nghiên cu ph t ngoi  kh kin ca các phc cht 81 3.7. Kt qu nghiên cu ph hng ngoi ca các phc cht 83 3.8. Kt qu nghiên cu ph cng t ht nhân ca các phc cht 89 3.9. Kt qu nghiên cu nhiu x tia X ca các phc cht 95 3.10. Kt qu nghiên cu hin t quét ca các phc cht 96 3.11. Cu trúc phân t  ngh ca các phc cht nghiên cu 97 3.12. Kt qu nghiên cu mô phng Gausian ca các phc cht 99 3.13.  ng dng ca các phc cht 104 3.13.1. Kt qu nghiên cu in vitro ng dng phc cht làm thc  sung kim loi  sng 105 v 3.13.1.1. Kt qu kh bn ca các phc chng mô phng dch d dày và dch rut 105 3.13.1.2. Kt qu kho sát kh p thu phc cht qua thành rung vt 109 3.13.2. Kt qu   to vt liu khung h kim loi ca km, st vi tryptophan 111 3.13.2.1. Kt qu nghiên c  to MZnTrp 111 3.13.2.2. Kt qu nghiên c kh  to MFeTrp 116 KẾT LUẬN 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 120 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 130 PHỤ LỤC 132 PHỤ LỤC 1: PHÔ ̉ TÁ N SĂ ́ C NĂNG LƢỢNG TIA X (EDS) 133 PHỤ LỤC 2: PHÔ ̉ KHÔ ́ I LƢỢNG (MS) 138 PHỤ LỤC 3: PHÔ ̉ HÔ ̀ NG NGOẠI (IR) 141 PHỤ LỤC 4: PHÔ ̉ CỘNG HƢƠ ̉ NG TƢ̀ HẠT NHÂN (NMR) 151 PHỤ LỤC 5: GIẢN ĐỒ NHIU XẠ TIA X (XRD)………………………………… 153 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT HLys: Lysin mono HCl (NH 3 Cl  (CH 2 ) 4  CH(NH 2 )  COOH) HMet: Methionin (CH 3  S  (CH 2 ) 2  CH(NH 2 )  COOH) HThr: Threonin (CH 3  CH(OH)  CH(NH 2 ) - COOH) HTrp: Tryptophan (C 8 H 7  CH 2  CH(NH 2 )  COOH) HVal: Valin (CH 3  CH(CH 3 )  CH(NH 2 ) - COOH) Lys: Gc lysin (NH 2  (CH 2 ) 4  CH(NH 2 )  COO - ) Met: Gc methionin (CH 3  S  (CH 2 ) 2  CH(NH 2 )  COO - ) Thr: Gc threonin (CH 3  CH(OH)  CH(NH 2 )  COO - ) Tryp: Gc tryptophan (C 8 H 7  CH 2  CH(NH 2 )  COO - ) Val: Gc valin (CH 3  CH(CH 3 )  CH(NH 2 )  COO - ) HAc: Axít axetic (CH 3 COOH) Cu(Ac) 2 ng axetat (Cu(CH 3 COO) 2 ) Zn(Ac) 2 : Km axetat (Zn(CH 3 COO) 2 ) ZnLys 2 : [(Zn(NH 2  (CH 2 ) 4  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O) 2 ] ZnMet 2 : [Zn(CH 3  S  (CH 2 ) 2  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O) 2 ].H 2 O ZnThr 2 : [Zn(CH 3  CH(OH)  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O) 2 ].2H 2 O ZnTrp 2 : [Zn(C 8 H 7  CH 2  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O) 2 ] ZnVal 2 : [Zn(CH 3  CH(CH 3 )  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O) 2 ].H 2 O FeLys 3 : [(Fe(NH 2  (CH 2 ) 4  CH(NH 2 )  COO - ) 3 ] FeTrp 3 : [Zn(C 8 H 7  CH 2  CH(NH 2 )  COO - ) 3 ] CuLys 2 : [(Cu(NH 2  (CH 2 ) 4  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O)] CuMet 2 : [Zn(CH 3  S  (CH 2 ) 2  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O)] CuThr 2 : [Cu(CH 3  CH(OH)  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O)] CuTryp 2 : [Cu(C 8 H 7  CH 2  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O)] Cu 2 Val 4 : [Cu 2 (CH 3  CH(CH 3 )  CH(NH 2 )  COO - ) 4 ].2H 2 O MnLys 2 : [(Mn(NH 2  (CH 2 ) 4  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O) 2 ] MnMet 2 : [Mn(CH 3  S  (CH 2 ) 2  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O) 2 ] MnVal 2 : [Mn(CH 3  CH(CH 3 )  CH(NH 2 )  COO - ) 2 (H 2 O) 2 ] MFeTrp: Hp cht khung kim loi ha st vi tryptophan MZnTrp: Hp cht khung kim loi ha km vi tryptophan Ph MS: Ph khng Ph UV  Vis: Ph t ngoi  kh kin vii Ph IR: Ph hng ngoi Ph NMR: Ph cng t ht nhân Ph EDS: Ph tán sng tia X XRD: Nhiu x tia X SEM: Hin t quét BET: Brunauer  Emmett - Teller SID: Mc tiêu hóa chun ca rui vi các amino axit EDTA: Etylendiamin viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bng 1.1 Mt s enzym cha kim loi thit yu  ng vt 5 Bng 1.2 Nhu cu b sung các nguyên t kim loi mi ln [8] 7 Bng 1.3 Nhu cu, mc cho phép và mc ca mt s i vi ln [5] 7 Bng 1.4 Các amino axit thit yu và không thit yu 10 Bng 1.5 Tên và công thc hóa hc ca các amino axit thit yu 11 Bng 1.6 ng amino axit khuyn ngh hng ngày ci ln[54] 13 Bng 1.7 Nhu cu amino axit ca mt vài loài tôm, cá [10] 14 Bng 1.8 SID các amino axit cho nhng nhóm ln vi cân nng khác nhau [84] 14 Bng 1.9 S hp thu  rut non ca các dng khoáng có ngun gc khác nhau (ppm) 30 2.1  tan cc  25 o C [50, 71] 35 2.2 n ng tng hp phc cht 38 3.1 Khong pH xy ra to phc và hng s b 1 ca mt s phc cht 55 3.2 u ki    t qu tng hp các phc cht 59 3.3 Kt qu ng nguyên t ca các phc cht 60 3.4 Kt qu  dn ca các phc cht nghiên cu 61 3. 5 Kt qu phân tích ph khng ca các phc cht 62 3.6 Kt qu phân tích nhit ca các phc cht 71 3.7 Các s sóng hp th chính ca các amino axit và phc cht 84 3. 8 Tín hiu cng trên ph 13 C-NMR ca HLys, ZnLys 2 , HMet, ZnMet 2 , HThr, ZnThr 2 , HTrp, ZnTrp 2 , HVal và ZnVal 2 89 3.9 Công thc cu to ca các phc cht nghiên cu 97 3.10 ng liên kng cc ca các phân t phc cht 99 3.11 Kt qu ng hp thu t CuThr 2 , Cu 2 Val 4 và CuSO 4 theo thi gian 109 3.12 Kt qu ng hp thu t CuThr 2 và CuSO 4 theo n 110 3.13 Tín hiu cng trên ph 13 C-NMR c 112 3.14 Tín hiu prot 114 ix DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.2 S ng ln nhau gia các nguyên t khoáng c sng 8 Hình 1.1 ng ca ling khoáng chn chc khe ci và ng vt 8 Hình 1.3 Cu trúc phân t phc cht [M(C 5 H 11 O 2 N) 2 (C 12 H 8 O 2 Mn(II), Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), và Cd(II) 18 Hình 1.4 Cu trúc phân t phc cht C 22 H 24 N 4 O 5 -Co, Ni và Zn 18 Hình 1.5 Hp thu Fe cng rut t các ngun khác nhau 22 Hình 1.6 Hp thu Zn cng rut t các ngun khác nhau 22 Hình 1.7 Hp thu Cu cng rut t các ngun khác nhau 22 Hình 1.8 S vn chuyn Zn t niêm mn thanh mc ca Zn dng phc cht và dng mu 22 Hình 1.9 Bi t l duy trì k t các ngun khác nhau 23 Hình 1.10 Bi so sánh s hp thu kim loi dng mui và dng phc vi amino axit 23 Hình 1.11 N Cr trong máu theo thi gian t các ngun khác nhau 24 Hình 1.12 Bi so sánh kh  t các ngun khác nhau 24 Hình 1.13 Bi so sánh kh  t các ngun khác nhau 24 Hình 1.14 Bi so sánh s i cht cng vt t phc amino axit và t mui clorua 24 Hình 1.15 c tham gia vào sinh kh dng ca mt cht tiêu hóa 27 Hình 1.16 Túi rut ln: Túi rut lc  ng oxi hóa nuôi cy mô trong khi rung. Mc ly ra  mt thm yêu cu. Phân tích hp chnh c bên trong túi (không gian màng thanh dch) và trong mô 28 Hình 1.17 Thit b nghiên cu in vitro hp thu  rut 29 Hình 1.18 Mô bnh hc ca rut gà  0 gi (a) và 2 gi (b) 29 Hình 1.19 Cu trúc ca vt liu MIL-53 32 Hình 2.1  quy trình tng hp các phc cht ca Zn 2+ , Fe 3+ , Cu 2+ và Mn 2+ vi ln t các amino axit Hlys, Hmet, HThr, HTrp và Hval 37 Hình 2.2 Dung dch Cu(Ac) 2 (a), Hn hp Cu(Ac) 2 + HThr (b), Hn hp Cu(Ac) 2 + HTrp (c), Hn hp Cu(Ac) 2 + HVal (d) 39 Hình 2.3 Quy trình tng hp vt liu khung h kim loi MZnTrp và MFeTrp 40 x Hình 2.4  kho sát kh p thu cht qua thành rut 51 Hình 3.1 ng cong chu h H 2 Lys + (1), Cu 2+ + 2H 2 Lys + (2), Fe 3+ + 3H 2 Lys + (3), Mn 2+ + 2H 2 Lys + (4) và Zn 2+ + 2H 2 Lys + (5) 53 Hình 3.2 ng cong chu h H 2 Thr + (1), Cu 2+ +2H 2 Thr + (2) và Zn 2+ +2H 2 Thr + (3) 54 Hình 3.3 ng cong chu h H 2 Val + (1), Zn 2+ +2H 2 Val + (2), Cu 2+ + 2H 2 Val + (3) và Mn 2+ + 2H 2 Val + (4) 54 Hình 3.4 Ph UV   hp th (b) ca dung dch Cu(Ac) 2 + 2HLys theo nhi 56 Hình 3.5 Ph UV  Vis (a) và  hp th (b) ca dung dch Cu(Ac) 2 +2HLys theo thi gian 57 Hình 3.6 Ph UV  Vis ca dung dch Cu(Ac) 2 và Cu(Ac) 2 + HLys  các t l Cu(Ac) 2 : HLys khác nhau 58 Hình 3.7 Ph EDS ca ZnThr 2 (a)  2 (b) 61 Hình 3.8 Ph MS ca ZnLys 2 63 Hình 3.9 Ph MS ca ZnMet 2 64 Hình 3.10 Ph MS ca ZnThr 2 65 Hình 3.11 Ph MS ca ZnVal 2 65 Hình 3.12 Ph MS ca CuLys 2 66 Hình 3.13 Ph MS ca CuMet 2 67 Hình 3.14 Ph MS ca CuThr 2 68 Hình 3.15 Ph MS ca Cu 2 Val 4 69 Hình 3.16 Ph MS ca MnLys 2 70 Hình 3.17 Gi phân tích nhit ca ZnLys 2 72 Hình 3.18 Gi phân tích nhit ca ZnMet 2 73 Hình 3.19 Gi phân tích nhit ca ZnThr 2 73 Hình 3.20 Gi phân tích nhit ca ZnTrp 2 74 Hình 3.21 Gi phân tích nhit ca ZnVal 2 75 Hình 3.22 Gi phân tích nhit ca FeLys 3 75 Hình 3.23 Gi phân tích nhit ca FeTrp 3 76 Hình 3.24 Gi nhiu x tia X ca các phc st sau khi phân tích nhit 76 Hình 3.25 Gi phân tích nhit ca CuLys 2 77 Hình 3.26 Gi phân tích nhit ca CuMet 2 77 [...]... chất của Zn với Trp) và MFeTrp (hợp chất của Fe với Trp) được thăm dò tổng hợp với định hướng ứng dụng làm vật liệu mang khoáng chất Đây là một vấn đề mới, hiện nay trên thế giới chưa thấy có công trình nào được công bố 2 Với các lý do trên, đề tài luận án: Nghiên cứu tổng hợp, tính chất và thăm dò khả năng ứng dụng của phức chất kẽm (II), sắt (III), đồng (II), Mn (II) với các amino axit thiết yếu ... được thực hiện Mục đích của luận án  Xây dựng quy trình và tổng hợp các phức chất của kim loại sinh học với amino axit thiết yếu  Nghiên cứu cấu trúc và tính chất của các phức chất tổng hợp được bằng các phương pháp phân tích và mô phỏng hiện đại  Thăm dò khả năng ứng dụng của các phức chất để tăng hiệu quả bổ sung kim loại sinh học và amino axit thiết yếu cho cơ thể sống và chế tạo vật liệu khung... MnMet2 và MnVal2 các nghiên cứu hiện nay chưa thật đầy đủ về số lượng, xây dựng điều kiện tổng hợp, cấu trúc, tính chất các phức chất và nghiên cứu hiệu quả của việc hấp thu kim loại từ các phức chất này Đối với những khoáng chất không có khả năng tạo phức với amino axit, việc sử dụng chất mang để tăng hiệu quả hấp thu là cần thiết Trên cơ sở các kim loại (Zn, Fe, Cu, Mn) và các amino axit đã mở ra khả năng. .. SEM, đo độ dẫn điện và phương pháp mô phỏng Gaussian  Nghiên cứu thăm dò khả năng ứng dụng: - Khảo sát in vitro đánh giá khả năng ứng dụng phức chất làm thức ăn bổ sung kim loại và amino axit thiết yếu cho cơ thể sống Nghiên cứu bao gồm khảo sát độ bền của các phức chất trong môi trường mô phỏng dịch ruột, dịch dạ dày và khả năng hấp thu qua thành ruột của động vật - Thăm dò khả năng chế tạo vật liệu... protein và tạp chí hóa sinh kết quả nghiên cứu hợp chất Zn với amino axit tạo poly peptit [42, 48] Nhóm nghiên cứu Rajendran [87] đã nghiên cứu phức chelat của kim loại với amino axit trong dinh dưỡng động vật Các tác giả đã đi từ các chất như Cu, Zn, Mg, Fe, Ca, K, Mn với các amino axit trong trái cây để trở thành các phức chất: Cu -amino axit, Zn -amino axit, Mg -amino axit, Fe -amino axit, Ca -amino axit, ... trúc phức chất bằng phổ hồng ngoại, cộng hưởng từ hạt nhân, phân tích nguyên tố và nhiễu xạ tia X đơn tinh thể Tương tự, tác giả đã tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc các phức chất Cu(II) DL-DAPSalixyandehit và [Cu (L-Lysin) (2,2'-bipyridin) (H2O)(ClO4)2] Theo các tài liệu [78, 81, 93], các tác giả đã tổng hợp phức chất của Mn(II), Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), Ni(II), Cd(II) Cr(III), Fe(III), với. .. Fe(III), với các phối tử amino axit hoặc các phối tử hữu cơ Cấu trúc và tính chất các phức chất được nghiên cứu bằng phổ 17 hồng ngoại, phổ tử ngoại – khả kiến, phân tích nguyên tố, momen từ và phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cấu trúc các phức chất được trình bày trên hình 1.3 Nhóm Aliye Kaşarci và cộng sự [38] đã tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và tính chất các phức chất của Co(II), Ni(II), Cu(II) and Zn(II) với. .. với ion kim loại So sánh hai đường cong chuẩn độ và kết luận về sự tạo phức Từ kết quả chuẩn độ các tác giả tính được hằng số bền bậc nhất của phức chất Ngoài các nghiên cứu trên, ở nước ta hiện chưa thấy các nghiên cứu về phức chất của các kim loại Zn, Mn, Cu, Fe với các amino axit thiết yếu Đặc biệt chưa có công 19 trình nào nghiên cứu ứng dụng của các phức chất này làm thức ăn bổ sung kim loại và. .. chưa có công trình nào nghiên cứu về phức chất của các kim loại Zn, Fe, Cu, Mn với các amino axit thiết yếu HLys, HMet, HThr, HTrp và HVal Đặc biệt chưa có nghiên cứu nào về ứng dụng phức chất làm thức ăn bổ sung kim loại và amino axit cho cơ thể sống Trên thế giới, đã có một số công trình nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng một số trong các phức chất này Tuy nhiên, với 15 phức chất ZnLys2, ZnMet2, ZnThr2,... kim loại và amino axit cho cơ thể sống 1.3 Vai trò và ứng dụng của phức chất Zn, Fe, Cu, Mn với amino axit trong bổ sung kim loại và amino axit cho cơ thể sống Trên thế giới việc bổ sung kim loại và amino axit cho cơ thể sống đã và đang được nghiên cứu theo xu hướng kết hợp kim loại với các amino axit để tăng khả năng tiêu hóa và hấp thu Các sản phẩm amino axit chelat với các kim loại thiết yếu cho cơ . KẼM, SẮT, ĐỒNG, MANGAN VỚI AMINO AXIT THIẾT YẾU VÀ VẬT LIỆU KHUNG HỮU CƠ – KIM LOẠI 1.1 Vai trò của Zn, Fe, Cu, Mn và amino axit thiết yếu trong cơ thể sống 1.1.1 Vai trò của Zn, Fe, Cu, và. MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHỨC CHẤT KẼM, SẮT, ĐỒNG, MANGAN VỚI AMINO AXIT THIẾT YẾU VÀ VẬT LIỆU KHUNG HỮU CƠ – KIM LOẠI 4 1.1 Vai trò ca Zn, Fe, Cu, Mn và amino axit thit y. km (II), sng (II), Mn (II) vi các amino axit thit yu c thc hin. Mục đích của luận án  Xây dng quy trình và tng hp các phc cht ca kim loi sinh hc vi amino axit