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1、化学实验设计新型氨基酸锌金属配合物的制备姓 名：学 号：年 级：班 级：学 院：导 师：目录摘 要 11. 前言 12. 实验目的 23. 实验原理 24.实验设备 25. 实验材料及试剂 35.1试剂的配制 35.2材料的处理 35.2.1反应时间的选择 35.2.2反应温度的选择 35.2.3配合物配比的选择 36. 实验操作步骤 47. 结果及计算 48. 讨论 58.1 L 一甘氨酸及甘氨酸锌为例的红外与拉曼光谱分析5参 考 文献8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、酶等的基本结构单元，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
2、渡金属在生物体内的代谢及其 生物效应提供基础。为此，近年来，稀土及过渡金属氨基酸配合物的研究一直为人们所 重视，尤其是近十年来发展迅速。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、运用以及发展等。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、酶的基本结构单元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结构和功 能所必需的活性中心。研究
3、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基础。L一甘氨酸，L一丙氨酸，L一苏氨酸是三种蛋白 质氨基酸，表2.1是三种氨基酸的结构式及基本性质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）的配位反应。表2三种氨基醸的基本性质Lible 2J The main properties oltluree amino acid名称结构式pK-COO辔屯.：（PI）分子量甘氨酸UH2N-CH2COOH2.349.605.9775(glycine)(oiy,o)丙赛酸丙HZN-CHCOOH2J49舟96.0086(alanine)仙,A
4、)CHj苏氨感苏H刑一 CH-COOHCH OH2.099 JO5.0119(theronine)(1UT)tCH3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应制得的，制备方法可 归纳为液相反应合成法阵4-5、固一液相反应合成法6.固相反应合成法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与氨基酸在一定条件下反应制得的，提供
5、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 307型电导率仪，DJS IC型铂黑电极，电极常数为0.97（上海精密科学仪器有限公司）。数显恒温水浴锅HH 一 A型（国华电器有限公司）。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，上海康捷生物 科技发展有限公司）:氯化锌（AR,无锡市东风化工厂）；硝酸锌（AR,上海美兴化工有限公司）; 硫酸锌（AR,上海美兴化工有限公司）；氢氧化钠（AR,杭州萧山化学试剂
6、厂）；盐酸（AR, 杭州化学试剂有限公司）；超纯水。5.1 试剂的配制氨基酸标准溶液的制备:分别精确称取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:精确称取0.349 的固体ZnC12，溶解后用超纯水定容至250mL；5.2 材料的处理5.2.1 反应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）精确移取氨基酸、氯化锌 标准溶液，并用超纯水定容至50mL,摇匀，于室温下进行反应，测定在不同反应时间下 氨基酸锌配位反应体系的电导率。5.2.2 反应温度的选择
7、按不同摩尔比（L:M分别为:4:1； 2:1； 1:1； 1:2）精确移取氨基酸、氯化锌标准溶液， 并用超纯水定容至50ml,摇匀，在不同反应温度（25、35、45、55、65、75C）下反应25min 后，冷却至室温，并适量补加超纯水，使反应前后的浓度保持不变，测定氨基酸锌配位 体系的电导率。5.2.3 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）精确移取氨基 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，在室温下反应 15-25min 后，测定氨基酸锌配位体系的电导率。6. 实
8、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，边搅拌边加入锌盐进行反应，并用 0.1mol 比的 HCI 或 NaOH 调节其pH值。反应完全后，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(25C)下，静置20-30天后，有晶体析出，过滤、干燥得 到氨基酸锌配合物晶体。产物置于干燥器中保存。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电子结构，能够生成稳定的 配合物。
9、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，因而能与锌离子反应生成稳定的配合物。本章根据氨基酸锌体系的电导率变化， 讨论了反应时间、反应温度对配位反应的影响；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 一甘氨酸与锌的反应速度相对较快，15min就达到平衡 状态，到25min后，L 一丙氨酸和L 一苏氨酸也达到了平衡状态。反应温度对配位反应影 响不大。衣24迥基製配孩反应联ft兼件及配合物配比Tabte 2.4 Ttic btst reaciipnand 曲*
10、 強ordination raiio of amim? dfid complex反应温匪CC)配合物配比L:M)甘鬣酸碎体系室盜2:1丙旣議碎休系252 1苏気酸锌体来25室制248. 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，表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行了振动类 型的归属。分析甘氨酸、甘氨
11、酸锌的红外及拉曼光谱可以知道:(1)自由的氨基酸基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留下来，说明氨基酸在金属配合物中仍保留其自 由时的内盐结构。阳弭J廿凰战、甘凰酸斡庇合呦的红外光谄图F1g3J bifraned spectra of L-GIX) Mid Zinc lycine(b) (L-GlyiZn3*1-：!: pH6.0)iWQ2WI5MWavenumbetsen! *)
12、rLKJEE II2,2 u modK寸o二 E.r笛oau畫一90#ZQ_議B us * SUTH I orjE,TP1IrPI5QQ100015002M025003000Wavenumber tcm1)图2甘氨醱、甘氮酸锌配合物的拉曼光谓图Fig32 Raman spectra ofL-Gly(3)and Zijic gycine(b)(L-GlyiZn:!： pH-6.0)去丄EL-甘亘噸、甘就熨4?IE合物軒.工翌転植Cam-lJ厂归皿 Tfbc 3.1 Infrared and Raman &pc drum pmk (cm )- eukJ i-hfii iifiigiWlieilt
13、dt L 唧冏俯 and d 吨 glygjjif. 虹卄光诺赴曼光馆谓峰归購(PropoBfii hand曲对gurnUnt)甘更巔lycine)(Zinc：(glyrinc)甘飢戟锌(Zinc filyeiBe) 273( m)Zn1忡聽拯动305( ni)百wO仲曙伍动啊呦4S0MCCN变挹扳动50dsjH25l2fjr)OO顶內拣捏巒in)-WM!GOBCm)602(m)5B7fnj-COOR曲振功船險罰恥&95(w)674tw)-cotr面外摇世霍动89啲CCN对称忡霸91l(s)917(0-面内搗揺1034(ni)J 3 5(1)1032(5)1029s)CCN不时称伸缩1112.
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