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1、-新型氨基酸锌金属配合物的制备*：*：年级：班级：学院：导师：. z.-目录摘要11.前言12.实验目的13.实验原理14.实验设备15.实验材料及试剂15.1试剂的配制15.2材料的处理1反响时间的选择1反响温度的选择1配合物配比的选择16.实验操作步骤17.结果及计算18.讨论18.1 L一甘氨酸及甘氨酸锌为例的红外与拉曼光谱分析1参考文献1. z.-新型氨基酸锌金属配合物的制备摘要氨基酸是生物体内大量存在的一类生物配体，是蛋白质、酶等的根本构造单元，研究稀土及过渡金属与氨基酸的相互作用将为探索稀土及过渡金属在生物体内的代谢及其生物效应提供根底。为此，近年来，稀土及过渡金属氨基酸配合物的研
2、究一直为人们所重视，尤其是近十年来开展迅速。本文概述了近年来锌金属的氨基酸配位化合物的研究，主要介绍了它的性质、运用以及开展等。对氨基酸配合物的性质研究，主要集中在讨论此类配合物的稳定性和成键特征等方面。关键词：氨基酸锌金属配合物制备1.前言氨基酸是生物体内大量存在的同时具有氨基和羧基的双官能团生命小分子配体，是构成生物体内蛋白质、酶的根本构造单元1，氨基酸金属配合物等小分子配合物不仅具有重要生物功能，而且也往往是金属蛋白，金属酶等生物大分子配合物为维持其构造和功能所必需的活性中心。研究过渡金属与氨基酸的相互作用将为探索过渡金属在生物体内的新陈代谢及其生物效应提供根底2。 L一甘氨酸，L一丙氨
3、酸，L一苏氨酸是三种蛋白质氨基酸，表2.1是三种氨基酸的构造式及根本性质3。本论文以上述三种氨基酸作为配体，讨论了其与锌盐(氯化锌，硫酸锌，硝酸锌)的配位反响。金属氨基酸配合物的合成是通过无机盐与氨基酸在一定条件下反响制得的，制备方法可归纳为液相反响合成法阵4-5、固一液相反响合成法6.固相反响合成法7及电解合成法8、相平衡合成法9等。提供金属元素离子的原料有金属单质、金属氧化物、金属氢氧化物、金属氯化物、醋酸盐、碳酸盐和硫酸盐；氨基酸配体包括单一氨基酸配体和复合氨基酸配体。2.实验目的根据氨基酸及锌金属配合物的性质制备氨基酸金属配合物并研究其性质3.实验原理金属氨基酸配合物的合成是通过无机盐
4、与氨基酸在一定条件下反响制得的，提供金属元素离子的原料有金属单质、金属氧化物、金属氢氧化物、金属氯化物、醋酸盐、碳酸盐和硫酸盐；氨基酸配体包括单一氨基酸配体和复合氨基酸配体。4.实验设备DDS一307型电导率仪，DJS一IC型铂黑电极，电极常数为0.97(*精细科学仪器*)。数显恒温水浴锅HH一A型(国华电器*)。5.实验材料及试剂L一甘氨酸(L-Gly)、L一丙氨酸(L一Ala)、L一苏氨酸(L-Thr)(生化试剂，*康捷生物科技开展*):氯化锌(AR，*市东风化工厂)；硝酸锌(AR，*美兴化工*)；硫酸锌(AR，*美兴化工*)；氢氧化钠(AR，*萧山化学试剂厂)；盐酸(AR，*化学试剂*)
5、；超纯水。5.1试剂的配制氨基酸标准溶液的制备:分别准确称取0.0759、0.0899、0.1199的L一甘氨酸、L一丙氨酸、L一苏氨酸，溶解后用超纯水定容至100mL；氯化锌标准溶液的制备:准确称取0.349的固体ZnC12，溶解后用超纯水定容至250mL；5.2材料的处理反响时间的选择按不同摩尔比(氨基酸:金属(LM)分别为:4:1；2:1；1:1；1:2)准确移取氨基酸、氯化锌标准溶液，并用超纯水定容至50mL，摇匀，于室温下进展反响，测定在不同反响时间下氨基酸锌配位反响体系的电导率。反响温度的选择按不同摩尔比(L:M分别为:4:1；2:1；1:1；1:2)准确移取氨基酸、氯化锌标准溶液
6、，并用超纯水定容至50ml，摇匀，在不同反响温度(25、35、45、55、65、75)下反响25min后，冷却至室温，并适量补加超纯水，使反响前后的浓度保持不变，测定氨基酸锌配位体系的电导率。配合物配比的选择按不同摩尔比(L:M分别为:9:1、6:1、4:1、3:1、2:1、1:1、l:2、l:3、l:4)准确移取氨基酸、氯化锌标准溶液，调节溶液州值，使其处于等电点状态，并用超纯水定容至50ml，摇匀，在室温下反响15-25min后，测定氨基酸锌配位体系的电导率。6.实验操作步骤按摩尔比氨基酸:金属为2:1称取一定量的氨基酸和锌盐(包括氯化锌，硫酸锌，硝酸锌)，以适量水溶解氨基酸，边搅拌边参加
7、锌盐进展反响，并用0.1mol比的HCI或NaOH调节其pH值。反响完全后，用滤纸滤去杂质或沉淀(pH13.0时产生沉淀)，然后用滤纸封住烧杯口防止灰尘落入，在室温(25)下，静置20-30天后，有晶体析出，过滤、枯燥得到氨基酸锌配合物晶体。产物置于枯燥器中保存。7.结果及计算锌离子是较强的路易斯酸，带有+2价电荷，在生成配合物是其配位数通常为4或6，分别形成四面体构型或八面体构型，由于中心原子Zn的d10电子构造，能够生成稳定的配合物。而氨基酸是较强的路易斯碱，是既具有氨基又具有羧基的双官能团生命小分子配体，因而能与锌离子反响生成稳定的配合物。本章根据氨基酸锌体系的电导率变化，讨论了反响时间
8、、反响温度对配位反响的影响；通过电导率曲线变化确定了各氨基酸锌配合物的配比；制备了不同pH条件下的氨基酸金属离子配合物。由实验得出，三种氨基酸锌配合物均为2:1型配合物，L一甘氨酸与锌的反响速度相对较快，15min就到达平衡状态，到25min后，L一丙氨酸和L一苏氨酸也到达了平衡状态。反响温度对配位反响影响不大。8.讨论8.1 L一甘氨酸及甘氨酸锌为例的红外与拉曼光谱分析图3.1，3.2分别为甘氨酸及甘氨酸锌固体的红外、拉曼光谱图，结合红外、拉曼谱图，可以看出金属配合物与配体氨基酸相比，一些主要吸收峰发生了明显的位移，相对强度也有所改变，说明金属与氨基酸发生了配位作用。表3.1列出了甘氨酸及其
9、配合物的红外和拉曼谱图的主要吸收峰数值，并且对照配体前后谱带的变化对谱峰进展了振动类型的归属。分析甘氨酸、甘氨酸锌的红外及拉曼光谱可以知道: (1)自由的氨基酸根本上以内盐形式存在，即氨基酸中的梭基表现为梭酸根离子，而氨基则表现为质子化的伯钱离子，故在甘氨酸红外和拉曼光谱中出现.氨基的正离子和羧基的负离子的特征红外及拉曼吸收谱带。而在甘氨酸锌配合物的红外与拉曼谱图中，配体氨基酸的几个特征锋都在配合物中保存下来，说明氨基酸在金属配合物中仍保存其自由时的内盐构造。2在甘氨酸锌的谱图中，甘氨酸的特征谱线都存在，且发生了频移。红外谱图中，配体的羧基不对称伸缩和对称伸缩振动分别从1612cm-1，141
10、3cm-1频移到1635cm-1，1411cm-l，分别向高波数和低波数频移了23cm-l和2cm-1。在拉曼谱图中，配体的羧基不对称伸缩和对称伸缩振动分别从1626cm-1，1410cm-1频移到了1650cm-1，1411cm-1，分别频移24cm-1，和7cm-1，与红外谱图中的根本一致。另外，在甘氨酸锌的拉曼谱图中，305cm-1，出现了新的特征峰，经分析为Zn2+伸缩振动产生的。以上现象说明L一甘氨酸分子中的羧基氧原子参与了配位反响，与Zn早十配位，形成了Zn2+配位键。 (3)甘氨酸锌的红外谱图中，只有在3300cm-1-3500cm-1，处出现较宽的水吸收峰，说明配合物中有水分子
11、存在，且所含的水为结晶水。拉曼谱图中的按离子-NH3+的不对称伸缩和对称伸缩振动也发生了红移，说明-NH3+在配合物中的分子环境发生了变化，形成配合物时自由甘氨酸分子间氢键被破坏。由于-NH3+基团中的N原子不能提供孤对电子，无法与Zn2+进展配位，因此，-NH3+伸缩振动的红移可能是与构造中的水分子发生了更强的氢键所致，是环境作用的结果，而非参与中心离子配位的结果。 (4)由甘氨酸和甘氨酸锌的红外光谱图可以知道，甘氨酸中的羧基氧原子与Zn2+十进展配位，形成Zn-O配位键，谱图中的羧基不对称伸缩振动和对称伸缩振动发生了红移。通过计算甘氨酸及甘氨酸锌配合物的-COO-不对称伸缩振动与对称伸缩振
12、动的差值发现，两者的差值分别为199cm-1和224cm-1。后者的值大于前者，说明配合物中的羧基以单齿形式参与配位。通过以上分析可以得到，L一甘氨酸在等电点条件(即pH6.0条件)下，能与Zn2+进展配位反响。L一甘氨酸分子中的羧基氧原子能够与Zn2+进展配位，形成新的Zn2+配位键，且羧基与金属离子以单齿形式进展配位。参考文献1杨频，高飞.生物无机化学原理M.:科学，20022计亮年，黄锦汪，莫庭焕等.生物无机化学导论第二版M.:*大学，20013蒋澄主编.氨基酸的应用J.:世界图书出版公司，1996:5-74张有明，白俊锋，吕曼青等.氨基酸锌的制备和性质J.化学世界，1997，(2):82一845朱妙琴.甘氨酸合铜(II)配合物的固、液相反响合成与表征J.光谱实验室，2006，23(l):110一1146张瑞华.赖氨酸锌的合成J.饲料工业，2004，25(5):35一37.7蒋才武，陈超球，梁利芳等.微波辐射条件下Cu(II)、Co(II)、Ni(II)、Zn(II)与甘氨酸配合物的固相合成、表征及应用J.*师范学报(自然科学版)，2000，17(l):32一378柴之芳，祝汉民.微量元素化学概论M.:原子能，19949*建睿，侯育冬，高胜利等.锌盐与L一a一组氨酸配合物行为的相化学研究J.化学学报，1999，57:485一90. z.
