BỘ Y Tế
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI
v ũ Hà KHUê
NGHIÊN CỨU Sự TẠO PHỨC CỦA CURCUMIN
VỚI CÁC KIM LOẠI CALCI, SẮT, ĐỔNG, KẼM
(KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Dược s ĩ KHÓA 2004-2009)
- Người hướng dẫn: PGS.TS. Phan Túy
ThS. Lê Đình Quang
- Nơi thực hiện: Bộ môn Hóa Đại cương-Vô cơ
Trường Đại học Dược Hà Nội
- Thời gian thực hiện: từ 01/02/2009-16/05/2009
HẢ NỘI-2009
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin được gửi lời cảm
ơn chân thành tới thầy giáo PGS.TS. Phan Túy, người đã giao đề tài, tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo Ths. Lê Đình Quang,
người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em
trong suốt thời gian làm khóa luận.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo TS. Nguyễn Thị Kiều Anh
đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Hóa Đại cươngVô cơ đã chỉ bảo, cho em những góp ý và nhận xét sâu sắc để em hoàn thành
khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn các anh chị kỹ thuật viên trong bộ môn Hóa
Đại Cương- Vô cơ, bộ môn Hóa Phân tích đã giúp đỡ, động viên và tạo điều
kiện thuận lợi cho em trong quá trình làm thực nghiệm.
Và cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các bạn cùng
thực nghiêm đã giúp đỡ tôi trong thời gian qua để tôi có thể hoàn thành tốt
khóa luận của mình.
Hà Nội, tháng 5 năm 2009
Sinh viên
Vũ Hà Khuê
MỤC LỤC
Trang
ĐẶT VẤN Đ Ể ................................................................................................
3
PHẨN I- TỔNG QUAN...............................................................................
4
1.1. VÀI NÉT VỀ CURCUMIN...................................................................
4
1.1.1. Cấu tạo...................................................................................................
4
1.1.2. Tính chất hóa lý .....................................................................................
5
1.1.3. Tác dụng dược lý..................................................................................
9
1.1.4. Công dụng.............................................................................................
10
1.2. VÀI NÉT VỀ PHỨC CHẤT...................................................................
12
1.2.1. Một số khái niệm ..................................................................................
12
1.2.2. Các phương pháp xác định thành phần của phức chất
dạng tinh thể...................................................................................................
13
1.3.
ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI............................................................
14
1.3.1. Calci.......................................................................................................
14
1.3.2. Sắt............................................................................................................ 14
1.3.3. Đồng........................................................................................................ 15
1.3.4. Kẽm......................................................................................................... 16
1.4. CÁC NGHIÊN c ứ u VỀ PHỨC CHấ T CURCUMIN-KIM LOẠI..
1.4.1. Các nghiên cứu về tổng hợp phức curcumin-kim loại.....................
16
16
1.4.2. Các nghiên cứu về tác dụng sinh học của phức curcumin-kim loại. 19
PHẦN II-THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ............................................
21
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THựC NGHIỆM......... 21
2.1.1. Nguyên liệu............................................................................................ 21
2.1.2. Trang thiết bị, dụng cụ và hóa chất..................................................... 22
2.1.3. Nội dung nghiên cứu............................................................................. 23
1
2.1.4. Phương pháp thực nghiệm....................................................................
23
2.2. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ NHẬN XÉT..................................
26
2.2.1. Tổng hợp phức curcumin-kim loại.....................................................
26
2.2.2. Xác định tỷ lệ của phức.......................................................................
31
2.2.3. Đo phổ hồng ngoại của các phức.......................................................
38
2.3. BÀN LUẬN...........................................................................................
39
PHẦN m - KẾT LUẬN...............................................................................
41
3.1. KẾT LUẬN.............................................................................................
41
3.2. ĐỀ XUẤT................................................................................................
41
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................
42
PHỤ LỤC
2
ĐẶT VẤN ĐỂ
Trong kỷ nguyên hiện đại ngày nay, đặc biệt là trong thế kỷ XXI, khi xu
hướng của thế giới ngày càng ưa chuộng những sản phẩm có nguồn gốc từ
thiên nhiên với ít tác dụng phụ và có hiệu quả không kém các thuốc có nguồn
gốc từ tổng hợp hóa dược thì nền y học cổ truyền của các dân tộc trên thế giới
ngày càng được quan tâm và phát triển, trong đó có một bộ phận quan trọng là
dựa trên việc sử dụng cây cỏ để chăm sóc sức khỏe và chữa bệnh.
Ở thời điểm hiện tại, nghệ vàng (Curcuma longa L) nổi lên như một vấn đề
thời sự khoa học. Có rất nhiều các công trình khoa học nghiên cứu chất
curcumin trong nghệ vàng để sử dụng làm chất màu thực phẩm, làm thuốc
chữa các bệnh ung thư, chống oxy hóa, chống viêm nhiễm... Curcumin là một
polyphenol, do đó nó có khả năng tạo phức với các ion kim loại. Trên thế giới
cũng như ở Việt Nam đã có công trình nghiên cứu tạo phức curcumin với các
kim loại tương ứng để tạo thành các hợp chất có khả năng làm chất màu thực
phẩm.
Hiện nay, để đưa các nguyên tố vi lượng vào cơ thể, chủ yếu sử dụng các
muối gluconat kim loại. Nguồn gluconat sử dụng chủ yếu được lấy từ tổng
hợp hóa dược. Với ý tưởng là liệu có thể thay thế gluconat bằng một dẫn chất
của curcumin, có thể sử dụng các phức chất curcumin-kim loại ứng dụng vào
công nghiệp dược phẩm, với nguồn nguyên liệu tự nhiên, dễ kiếm và phù hợp
với xu hướng phát triển của xã hội ngày nay cũng như phù hợp với điều kiện
nước ta, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài : “Nghiên cứu sự tạo phức của
curcumin với các kim loại Calci, sắt, đồng, kẽm” với 2 mục tiêu sau:
1. Nghiên cứu tổng hợp phức của curcumin với 4 kim loại: Ca2+, Fe2+,
Cu2+, Zn2+
2. Xác định thành phần phức chất tạo thành.
3
PHẦN I: TỔNG QUAN
1.1.
VÀI NÉT Về CURCUMIN
1.1.1. Cấu tạo:
Curcumin là một hỗn hợp màu vàng gồm 3 chất: curcumin I chiếm tỷ lệ
60%, curcumin II chiếm 24% và curcumin III chiếm 14% [5], [14].
1.1.1.1. Công thức phân tử, phân tử khối [14]:
Curcumin I:
C21H 20O6, phân tử khối: 368.
Curcumin II: C20H 18O5, phân tử khối: 338.
Curcumin III: C 19H 160 4, phân tử khối: 308.
1.1.12. Công thức cấu tạo, tên khoa học [23]:
^
- OH
Hình 1: Công thức cấu tạo của curcuminoid
Trong đó:
I: R, = R 2 = OCH 3
1.7-Bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)hepta-1,6-dien-3,5-dion
= diferuloylmethan
II: Rị = OCH3, R2 = H
1
-(4-Hydroxyphenyl)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)hepta-1,6-dien-3,5-
dion= p-hydroxycinnamoylferuloylmethan
III: Rj = R2 = H
1.7-Bis-(4-hydroxyphenyl)hepta-1,6-dien-3,5-dion
= p,p-dihidroxydicinnamoylmethan
4
1.1.1.3. Đồng phân:
Do trong phân tử có liên kết đôi liên hợp nên curcumin có đồng phân hình
học. Curcumin I có đồng phân Z-E ở dạng trans-trans có điểm chảy thấp hơn,
kém ổn định hơn trong dung dịch và không bền dưới tác dụng của ánh sáng
hơn so với các đồng phân khác [23].
Hình 2 : Đồng phân hình học cis-trans của curcumin I
1.1.2. Tính chất hóa lý:
1.12.1. Tính chất vật lý:
a) Tính tan:
- Curcumin là một chất nhuộm màu tan trong dầu, thực tế không tan trong
nước ở pH acid và pH trung tính, tan được trong kiềm. Curcumin hòa tan
được trong nước khi có mặt các chất hoạt động bề mặt như: natri dodecyl
sulfat, cetylpyridin bromid, gelatin, polysaccharid, polyethylenglycol,
cyclodextrin [23], [27].
-T a n
được trong methanol, ethanol, tan trong dung môi hữu cơ:
dichloromethan, cloroform, ethylacetat, dầu béo, tan ít trong n-hexan [14],
[22]. Tan trong acid acetic băng, thực tế không tan trong ether [4]
b) Điểm chảy: khoảng 183°c (182-183 °C) [4], [14].
c) Dạng thù hình [7]:
- Curcumin I: dạng tinh thể hình kim, màu vàng có ánh đỏ nâu.
5
- Curcumin II: tinh thể hình kim hay bột vô định hình màu vàng.
- Curcumin III: tinh thể hình kim hay bột vô định hình màu vàng cam.
d) Phổ hấp thụ tử ngoại [18]:
Hấp thụ tia tử ngoại ở bước sóng ?imax=426 nm
Hệ số hấp thụ riêng E
Ị =1600
1.12.2. Tính chất hóa học:
a) Hiện tượng hỗ biến:
Tùy theo dung môi thích hợp, có thể có trên 95% hợp chất màu tồn tại dưới
dạng enol [28].
b) Ảnh hưởng của pH trong dung dịch nước:
Động học của phản ứng thủy phân curcumin I trong khoảng pH 1-11 đã
được nghiên cứu bằng phương pháp HPLC [28]. Ở p H cl, dung dịch nước của
curcumin I có
màu đỏ và tồn tại ở dạng ion H 4A+. Ở khoảng pH 1-7,
curcumin I rất ít tan trong nước, tạo dung dịch màu vàng và tồn tại ở dạng
H 3A. ở pH>7.5, dung dịch có màu đỏ, các dạng tồn tại là H 2A , HA2' và A3'
lần lượt tương ứng với các giá trị pH 7.8, 8.5 và 9.0 [23]:
HO^
H4A+
^
^^O H +
ỴX
J
OH
OH
o
OH
H3A
6
H-A"
h 3cd
HO
HA2'
h 3co
c) Độ ổn định:
Curcumin ổn định ở pH acid, nhưng nhanh chóng bị phân hủy ở pH>7
[28].
Sự phân hủy của curcumin I: các sản phẩm phân hủy ở pH 7-10 được xác
định bằng phương pháp HPLC [28], [29]. Sản phẩm tạo thành ban đầu là acid
ferulic và feruloylmethan, feruloylmethan nhanh chóng bị chuyển màu (chủ
yếu là từ vàng đến vàng nâu). Ngoài ra còn có các sản phẩm ngưng tụ. Sau đó,
feruloylmethan bị thủy phân thành vanillin và aceton (Hình 3) [29]:
7
ịOH-
vanillin
aceton
Hình 3 : Sản phẩm phân hủy của curcumin I
Curcumin được ủ trong môi trường đệm phosphat 0,1M, pH 7,2 ở 37°c, và
có trên 90% bị phân hủy trong vòng 30 phút, đã xác định được trans-6-(4hydroxy 3-methoxyphenyl)-2,4-dioxo-5-hexenal là sản phẩm chính. Còn
vanillin, acid ferulic acid và feruloylmethan là các sản phẩm phụ [29].
Ở pH 10,2, hợp chất curcumin III ít bị phân hủy hơn so với curcumin I và
II [23].
Đặc biệt, curcumin không bền dưới ảnh hưởng của ánh sáng nhất là trong
dung dịch. Sau khi chiếu bức xạ quang, các sản phẩm được xác định cho thấy
chúng giống các sản phẩm phân hủy như acid vanillic, vanillin, ferulic acid
[22].
8
d) Tính chất của polyphenol [1]:
Các curcuminoid là polyphenol và là chất tạo màu chủ yếu cho nghệ. Do
đó, curcumin và dãn chất còn mang tính chất của polyphenol:
- Tan trong kiềm.
- Tác dụng với các tác nhân oxy hóa: do nhóm -OH hoạt hóa nhân thơm đối
với các tác nhân oxy hóa nên rất dễ bị oxy hóa ngay cả khi tác dụng với oxy
của không khí.
- Thế ái điện tử: hướng nhóm thế vào vị trí ortho, para.
- Thế ái nhân.
- Tác dụng với dung dịch muối kim loại: tạo phức chất có màu. Với Fe3+ tạo
muối màu xanh đen [25], với Sn, Zn, Cu, Ca, Mg tạo hợp chất màu [15].
1.1.3. Tác dụng dược lý:
Curcumin là chất độc hại tế bào vào loại mạnh nhất theo cơ chế diệt bớt
các tế bào ác tính, làm vô hiệu hóa tế bào ung thư và ngăn chặn hình thành các
tế bào ung thư mới mà không làm ảnh hưởng đến các tế bào lành tính bên
cạnh. Trong khi đó, nhiều thuốc khi diệt tế bào ác tính cũng diệt luôn tế bào
lành, làm cơ thể suy kiệt. Curcumin có khả năng loại bỏ gốc tự do và các loại
men gây ung thư có trong thức ăn, nước uống, giúp cho cơ thể vừa phòng ngừa
vừa chống ung thư một cách tích cực [15], [19].
Curcumin và dẫn chất là những thành phần có hoạt tính chôhg viêm, tác
dụng này có thể do khả năng thu dọn những gốc oxy có liên quan đến quá
trình viêm. Thử nghiệm lâm sàng chứng minh curcumin là một thuốc chống
viêm có hiệu quả. Nghiên cứu lâm sàng trên bệnh nhân viêm khớp dạng thấp
cho thấy curcumin có tác dụng cải thiện đối với sự cứng khớp buổi sáng và
sưng khớp [20 ], [21 ].
Curcumin dự phòng và cải thiện những thương tổn ở dạ dày do kích thích
sản sinh chất nhầy [20]. Tuy vậy, curcumin cho uống liều 100mg/kg trong 6
ngày liên tục đã gây loét dạ dày ở chuột cống trắng [5].
9
Curcumin có khả năng kháng các loại virus, vi khuẩn như vi khuẩn gây
loét dạ dày Helicobacter pylori, virus viêm gan B, c . Curcumin I gây ức chế in
vitro sự phát triển của trực khuẩn lao ở nồng độ tối thiểu 25|ig/ml, ngoài ra
còn có tác dụng ức chế Samonella paratyphi ở 50(ig/ml, tụ cầu vàng ở 50|ig/ml
[5]. Đáng chú ý là khả năng kháng virus H IV -l-RT gây AIDS. Curcumin
“chặt đứt” một trong tám mắt xích của quá trình nhiễm HIV [15], [20], [21].
Curcumin với liều 125mg/kg cho vào dạ dày chuột làm tăng lưu lượng mật
và liều 250mg/kg làm tăng lượng cholesterol và acid mật do mật tiết ra [5],
[20].
Dịch chiết nghệ bằng ether ethylic thấy có tác dụng tăng sự bài tiết mật và
chất curcumin có tác dụng co bóp túi mật [5].
Curcumin chiết từ nghệ có tác dụng ức ch ế sự tan hồng cầu gây bởi
hydrogen peroxyd ở nồng độ thấp nhưng không ức chế ở nồng độ cao [5].
Curcumin cho chuột cống trắng ăn có tác dụng kích thích hoạt tính của
men arylhydroxylase là men phụ thuộc vào cytochrom P450 của ty lạp thể
trong tế bào gan, giúp giải độc và bảo vệ tế bào gan.
Tác dụng chống oxy hóa của bột nghệ có thể do tính chất phenolic của
curcumin [5], [20]. Curcumin i n có hoạt tính chống ung thư và chống oxy hóa
mạnh hơn curcumin I, II thể hiện rõ trong việc chúng gây độc và ức chế ung
thư báng Ehrlich trên chuột (ILC 74,1%).[17]
Curcumin chiết từ nghệ không có tác dụng làm giảm số lượng bạch cầu da
nhân trung tính với nồng độ đã thử nghiệm [5].
1.1.4. Công dụng:
Trong lĩnh vực Dược phẩm, dùng curcumin làm tá dược màu để bao viên
có màu vàng chanh sáng đẹp, màu bền vững [6 ].
Curcumin được coi là chất tiêu biểu nhất cho thế hệ mới các chất chống
ung thư vừa rất hiệu lực, vừa an toàn, không gây tác dụng phụ. Curcumin có
khả năng loại bỏ các loại enzym gây ung thư như: COX-1, COX-2 có trong
10
thức ăn, nước uống, vô hiệu hóa các gốc tự do hình thành trong cơ thể, do bức
xạ độc hại cũng như do các loại sock thần kinh, thể lực..., các độc tố hóa học
(DDT, dioxin...)- Bởi vậy, curcumin giúp cơ thể vừa phòng ngừa, vừa chống
ung thư một cách tích cực trong khi thế hệ thuốc cũ không có tác dụng phòng
ngừa. [19], [20].
Curcumin có khả năng mạnh mẽ giải độc và bảo vệ tế bào gan, bảo vệ và
làm tăng hồng cầu, loại bỏ cholesterol LDL, điều hòa huyết áp, hạ cholesteron
máu, ngăn chặn béo phì, xóa bỏ tàn nhang, đồi mồi, trứng cá, chống rụng tóc,
giúp mau chóng mọc tóc, làm cho da dẻ hồng hào ...[19].
Curcumin là một trong những chất chống viêm, chống oxy hóa điển hình.
Nó hỗ trợ điều trị cho các bệnh ung thư, loét dạ dày, hành tá tràng, đại tràng,
bệnh Parkinson, nhũn não.
Curcumin có hiệu quả cao với các bệnh rối loạn hệ miễn dịch như viêm
toàn thân, viêm đa khớp (bệnh gout), viêm lõi cầu khớp, viêm màng bồ đào
mắt, bệnh đa xơ cứng, bệnh khô cứng (mắt, âm đạo...), bệnh xơ cứng bì,
loãng xương, nhược cơ, vẩy nến, basedo, lupus ban đỏ hệ thống, viêm đa ổ
bụng, đa u hạt hệ tiêu hóa, rối loạn tuyến giáp, u máu, chảy máu, máu khó
đông, hắc tố, suy giảm trí nhớ, mất trí nhớ.... Nhờ hoạt tính chống viêm, có
thể sử dụng curcumin như một corticoid như phenylbutazon trong điều trị
bệnh mà không sợ gây loãng xương hay loét dạ dày.
Curcumin là một chất có triển vọng lớn trong điều trị viêm gan B, c, yếu
gan mật, xơ gan cổ chướng, HIV [15].
Nhiều nước trên thế giới coi curcumin vừa là thuốc, vừa là thực phẩm
(fooddrug) điều trị gần 20 loại ung thư khác nhau (hãng dược phẩm Sabina
của Mỹ đã sử dụng curcumin bào chế thuốc chữa trên 20 loại ung thư). Riêng
đối với ung thư máu, các nhà khoa học cho biết curcumin có tác dụng tăng
hồng cầu và chống suy kiệt. ..[15]
11
1.2.
VÀI NÉT VỂ PHỨC CHẤT
1.2.1. Một số khái niệm [16]:
1.2.1.1 .Định nghĩa phức chất:
Những hợp chất được tạo nên bởi sự kết hợp giữa ion (kim loại hoặc phi
kim) với các ion hoặc phối tử khác bằng liên kết phối trí và có thể tồn tại trong
tinh thể cũng như trong dung dịch gọi là phức chất.
VD: K 2[HgI4], [Zn(NH 3)4](OH)2...
1.2.1.2.Thành phần của phối tử phức:
Phức chất gồm các thành phần quan trọng sau: cầu nội, cầu ngoại, ion
trung tâm, phối tử.
- Cầu nội: thường là ion phức, cầu nội gồm có ion trung tâm (chất tạo phức),
phối tử (được viết trong ngoặc vuông). Điện tích cầu nội bằng tổng điện tích
ion trung tâm và điện tích phối tử.
- Cầu ngoại: là ion dương hoặc âm để ngoài ngoặc vuông.
- Ion trung tâm hay chất tạo phức là ion của các kim loại chuyển tiếp. Trường
hợp phức chất được hiểu một cách khái quát như định nghĩa đã nêu, thì ion
trung tâm có thể là ion của bất kỳ nguyên tố nào trong bảng tuần hoàn.
- Phối tử: là ion hoặc phân tử có cặp electron tự do có thể tạo liên kết phối trí
với ion trung tâm.
1.2.1.3.Dung lượng phối trí của phối tử:
Là số liên kết của một phối tử liên kết với ion trung tâm
12.1.4.
S ố phối trí:
Là số liên kết của một ion trung tâm liên kết với các phối tử
VD:
v[Zn(N H ,U (OH),
lon trung tâm
phối tử
Điện tích cầu nội = +2
Dung lượng phối trí của NH 3 là 1, số phối trí của Zn2+ là 4.
12
1.2.2. Các phương pháp xác định thành phần của phức chất dạng tinh
thể[8]
1.22.1. Phương pháp hóa học - Xác định hàm lượng nguyên tố:
Phân tích định lượng: Dùng phản ứng hóa học để chuyển các nguyên tố
trong phức chất thành các chất vô cơ đơn giản như kim loại, ion kim loại, oxid
kim loại, muối, N2, C 0 2, H20 hoặc một hợp chất đặc trưng rồi định lượng các
sản phẩm đó bằng phương pháp khối lượng, phương pháp thể tích, phương
pháp chuẩn độ hay các phương pháp hóa lý: phổ hấp thụ nguyên tử, sắc ký
khí...
Từ đó xác định hàm lượng ion trung tâm và phối tử trong phân tử phức.
1.2.2.2.
Phương pháp phân tích nhiệt:
Là phương pháp nghiên cứu dựa trên sự thay đổi của 1 tham số vật lý nào
đó của hệ phụ thuộc nhiệt độ: thường áp dụng với phức chất rắn.
VD: phương pháp phân tích trọng lượng nhiệt: theo dõi sự biến đổi khối
lượng của mẫu phân tích theo nhiệt độ nhờ thiết bị “cân nhiệt”. Từ đó xác
định được khối lượng ion trung tâm và khối lượng phối tử trong phân tử phức.
Hình 4: Sơ đồ thiết bị phân tích trọng lượng nhiệt
1.2.2.3. Các phương pháp vật lý hiện đại:
a. Phương pháp p h ổ hấp thụ electron: phổ hấp thụ tử ngoại- khả kiến
b. Phương pháp p h ổ dao động: phổ hồng ngoại, phổ Raman (phổ khuếch tán
tổ hợp).
13
c. Các phương pháp hóa lý hiện đại: phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân,
phương pháp phổ khối lượng, phương pháp phổ khối lượng ion hóa ở áp suất
khí quyển (API M S )...
1.3.
ĐẠI CƯƠNG VỂ KIM LOẠI
1.3.1. Calci [9]:
Cấu hình electron: [Ar]4s2
Ca2+ có lớp vỏ electron của khí hiếm nên trong các hợp chất Calci chỉ thể
hiện số oxy hóa + 2
Khả năng tạo phức: thực tế, ion Ca2+không có obital trống để tạo liên kết
cho nhận, cũng không có các cặp electron để tạo liên kết cho n . Do đó, phức
chất của Ca2+ chỉ được hình thành nhờ tương tác ion-ion hoặc ion-lưỡng cực
giữa nguyên tử trung tâm và phối tử. Calci không tạo thành phức chất bền với
các phối tử 1 càng. Tuy nhiên, tạo phức chất khá bền với các phối tử vòng
càng (có thể được giải thích nhờ hiệu ứng chelat).
Vai trò sinh hoc:
Điều chỉnh quá trình trao đổi chất trong cơ thể động vật. Muối calci rất
quan trọng khi hình thành xương và răng.
Cơ chế đông máu là quá trình bậc thang, nhiều giai đoạn của nó phụ thuộc
vào sự có mặt của ion Calci trong vai trò hoạt hóa các men tương ứng.
1.3.2. Sát [10]:
Cấu hình electron: [Ar]3d64s 2
Sắt thể hiện các mức oxy hóa từ -2—>+6 . Trong đó các mức từ -2—>+1 thể
hiện trong phức chất với các phối tử n , các mức còn lại thể hiện chủ yếu trong
các hợp chất thông thường. Trong các mức oxy hóa >1 thì mức +2, +3 quan
trọng hơn cả. Hai mức oxy hóa này có thể chuyển hóa qua lại tùy theo môi
trường.
Khả năng tạo phức: Fe(II) tạo phức với hầu hết các phối tử, trong đó đặc
biệt quan trọng là những phức chất với hệ vòng porphyrin. Trong các phức
14
chất với đa số các phối tử thông thường, Fe(II) có số phối trí 6 với cấu tạo bát
diện. Một số ít phối tử như halogenua X- , SCN"... tạo thành các phức chất tứ
diện. [5]
Fe(III) tạo phức chất với hầu hết các phối tử. Dạng hình học của các phức
chất chủ yếu là bát diện. Với cấu hình d5, có tính bền đặc biệt, các phức chất
của Fe(HI) hấp thụ mạnh ánh sáng trong vùng khả kiến.
Vai trò sinh hoc:
Cơ thể người có khoảng 5gam sắt tập trung chủ yếu ở Hemoglobin của
máu. Khi thiếu sắt có thể mắc các bệnh thiếu máu, sức khỏe suy giảm, da
xanh.
Sắt(II) cũng tạo thành nhiều phức chất sinh học quan trọng có vai trò vận
chuyển oxy, vận chuyển electron, là enzym xúc tác cho các phản ứng khác
nhau: oxidase, hydrogenase, reductase, dehydrogenase, deoxynase... sắt (III):
transferin, feritin, hemosidesin và một số cytochrom, enzym oxy hóa khử như
nitrogenase...
1.3.3. Đồng:[10]
Cấu hình electron: [Ar]3d 104s'.
Thể hiện 3 mức oxy hóa chính: +1, +2, +3. Trong đó mức +2 là bền nhất.
Khả năng tạo phức: ion Cu2+ với cấu hình electron d9 có thể tạo thành một
số lượng lớn phức chất với số phối trí thay đổi từ 3-8. Trong đó số phối trí 4
(cấu trúc vuông phẳng hoặc tứ diện) và 6 (cấu trúc bát diện lệch) là phổ biến
nhất.
Vai trò sinh hoc:
Đồng là nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho các loài động, thực vật bậc
cao.
Tham gia vào các trung tâm hoạt động của các phân tử sinh học:
Nhóm
enzym
xúc
tác
cho
các
phản
ứng
oxy
hóa
cytochromoxidase: xúc tác cho giai đoạn cuối của quá trình hô hấp.
15
khử:
Protein: hemocyanin có khả năng hấp thụ thuận nghịch oxy giống
Hemoglobin và mioglobin.
Thiếu đồng trong cơ thể dẫn đến phá vỡ sự trao đổi sắt giữa huyết tương và
hồng cầu do đó dẫn đến bệnh thiếu máu.
Thiếu đồng cũng dẫn đến chứng bạc tóc.
1.3.4. Kẽm [10]:
Cấu hình electron: [Ar]3d'°4s2
Thể hiện 1 mức oxy hóa bền duy nhất là +2 do phân lớp 3d đã bão hòa
electron.
Khả năng tạo phức: ion Zn2+ với cấu hình electron d 10 thể hiện các số phối
trí và dạng hình học đa dạng tùy thuộc vào tương quan giữa lực tương tác tĩnh
điện, lực cộng hóa trị và các yếu tố không gian, lập thể. Nói chung, Zn có các
số phối trí từ 2-7, trong đó, các số phối trí 4, 5, 6 là phổ biến hơn cả.
Vai trò sinh hoc :
Kẽm là nguyên tố cần thiết để duy trì sự sống của con người và động vật.
Kẽm là trung tâm hoạt động của các enzym: andolase, peptidase,
carboxipeptidase, phophatase, transphotphorylase, insulin, AND và ARNpolymerase...
Đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra những cấu trúc đặc trưng của các
protein và mạch xoắn của các phân tử ADN
Zn cần thiết cho quá trình tạo thành mô xương, đặc biệt là ở thời kỳ đầu
của sự phát triển của con người
Thiếu kẽm, trẻ em biếng ăn, chậm lớn, xương giòn, tóc mọc chậm
Vitamin A chỉ phát huy hiệu quả khi có mặt kẽm.
1.4.
CÁC NGHIÊN CỨU VỂ PHỨC CHẤT CURCUMIN-KIM LOẠI:
1.4.1. Tổng hợp phức curcumin-kim loại:
* Đã có một số công trình nghiên cứu tổng hợp phức curcumin-kim loại:
16
a) Nghiên cứu trong dung môi methanol:
Hòa tan curcumin trong hỗn hợp methanol và aceton, hòa tan muối kim
loại (kẽm, thiếc, calci, magnesi clorid và đồng sulfat) trong methanol rồi nhỏ
từ từ vào hỗn hợp curcumin. Độ pH của hỗn hợp được điều chỉnh từ 7,5 đến
9,5 bằng dung dịch amoniac đặc để kết tủa phức kim loại. Chất kết tủa được
lọc, rửa bằng nước và rửa lại bằng methanol, làm khô ở 70-80°C.
Màu của các phức curcumin-kim loại [15]:
Bảng 1: Màu của phức curcumin-kim loại
STT
Curcumin-kim loại
Màu sản phẩm
1.
Zn2+
Vàng cam
2.
Sn2+
Cam đỏ
3.
Ca2+
Ca cao
4.
Mg2+
Vàng nghệ
5.
Cu2+
Nâu
b) Nghiên cứu trong dung môi ethanol:
Hòa tan curcumin và muối kim loại (kẽm acetat, đồng(II) acetat hydrat,
sắt(II) acetat, mangan acetat tetrahydrat) trong cồn ethylic. Dung dịch muối
kim loại được thêm dần vào dung dịch curcumin, hỗn hợp được đặt cách thủy
ở 37°c. Kết tủa phức hợp sau đó được lọc, rửa và sấy khô ở 70-80°C [26].
c) Nghiên cứu trong dung dịch nước: m ethanol=l:l
Curcumin có thể tạo phức chelat với Fe(III): Tương tác của Fe3+ với
curcumin
trong
dung
dịch
nước:methanol= 1: 1,
tạo
thành
phức
[FeH 2CU(OH)2] (H2CU =curcumin) tại pH~7. Trong môi trường base (pH>7),
tạo thành phức [FeH 2CU(OH)3]' , tránh được kết tủa của hydroxyd kim loại.
Curcumin liên kết phối trí với Fe(III) nhờ liên kết (3-diceton. Dạng tồn tại chủ
yếu của phức ở pH sinh lý là [FeH 2CU(OH)2]. Hằng số bền của phức (xác
định bằng phép đo điện thế) gần giống với desferrioxamin (phức sắt với amin).
[22]
* v ề thành phần phức:
Bằng phương pháp quang trắc phổ, xác định số lượng curcumin liên kết với
ion kim loại Cu2+, Zn2+, Fe2+: kết quả cho thấy các ion Cu2+, Fe2+ liên kết với
tối thiểu là 2 phân tử curcumin, còn ion Zn2+ liên kết với ít phân tử curcumin
hơn [29].
Curcumin có khả năng tạo phức mạnh với các ion kim loại Fe2+, Cu2+, Zn2+,
Mn2+ ở dạng muối acetat trong cồn tuyệt đối và có thể tách được. Phổ khối
lượng của tất cả các phức đều chứng tỏ sự có mặt của curcumin và ion kim
loại. Đồng và sắt tạo phức tỷ lệ 2:1. Kẽm và mangan tạo phức tỷ lệ 1:1 với
curcumin [23]
Phân tích thành phần nguyên tố kim loại của phức curcumin kim loại được
kết quả sau [15]: (bảng 2 )
Bảng 2: Thành phần % kim loại của phức
STT
Curcumin-kim loại
%kim loại
1
Zn2+
14,1
2
Sn2+
33,1
3
Ca2+
4,9
4
Mg2+
4,3
5
Cu2+
8,8
Curcumin tạo phức với Vanadyl theo tỷ lệ 2:1. Đã xác địn 1 được công thức
của phức theo cấu trúc sau [24]:
Hình 5: Cấu trúc của phức curcumin-VO(II)
18
- Xem thêm -