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《仲恺农业工程学院》 2016年
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半胱胺锌配合物的合成与性质研究

吴春丽  
【摘要】:饲料添加剂半胱胺盐酸盐具有重要的动物营养价值,但易潮解、不耐高温、适口性差,且在中性和碱性环境下易被氧化,这些问题影响了半胱胺盐酸盐的推广和应用。本论文以半胱胺盐酸盐和七水合硫酸锌为原料通过配位反应合成半胱胺锌,解决其加工存储过程中的稳定性能差等问题。本论文研究内容主要包括以下几个部分:1.控制反应条件,以半胱胺盐酸盐和硫酸锌为原料分别合成1:1、2:1、3:2型的三种半胱胺锌配合物。通过红外光谱分析、EDTA滴定法、碘量法、热重分析确定了三种半胱胺锌配合物的分子式,并采用溶剂挥发法得到了配位比为1:1型半胱胺锌单晶,晶体结构分析得到其结构式为(C2H7NS)2Zn2Cl2,晶体结构属于单斜晶系,空间群为P 21/n,晶胞参数a=0.84294(4),b=0.83920(4),c=1.65787(8)nm,Z=2,and D=2.041g/cm3;推测2:1、3:2型半胱胺锌的分子式为C4H12O2N2S2Zn、C6H21O4N3S4Cl2Zn2。配合物1,以半胱胺盐酸盐和七水合硫酸锌的摩尔比为1:1、p H为6.5,在温度为80℃条件下反应1.5 h;配合物2,以半胱胺盐酸盐和七水合硫酸锌的摩尔比为2:1、p H为10,在温度为80℃条件下反应1.5 h;配合物3,以半胱胺盐酸盐和七水合硫酸锌的摩尔比为3:2、p H为5.5,在温度为70℃条件下反应1 h。2.采用p H电位滴定法,得到半胱胺盐酸盐在25℃下的各级加质子常数(lg K1H10.92,lg K2H8.25)、离解常数(Ka15.62E-09,Ka21.20E-11)及其与Zn(II)形成配合物的稳定常数(lgk536.74)和热力学函数(△rH$m为-157.14 k J/mol,△rS$m为176.74J/mol/K,△rG$m为-209.60 k J/mol)。研究结果表明,Zn2+与半胱胺盐酸盐配位反应的热力学函数△rG$m0、△rH$m0、△rS$m0,表明该反应为自发放热反应,半胱胺锌配合物具有较大的稳定常数,稳定性能较好。3.考察了温度、p H及氧化性物质(碘酸钙)、还原性物质(抗坏血酸)、金属离子(Cu(II)、Fe(II)、Mn(II))等因素对三种不同组成的半胱胺锌配合物稳定性的影响。研究表明(1)在饲料加工过程中,半胱胺锌没有因高温(120℃)而发生氧化分解。(2)m(半胱胺锌):m(碘酸钙)100:1时,半胱胺锌几乎未被氧化;当m(半胱胺锌):m(碘酸钙)2.5:1时,半胱胺被完全氧化。因而,饲料中半胱胺锌和氧化剂碘酸钙的质量比例应大于100:1。(3)还原剂抗坏血酸对半胱胺锌有一定的保护作用,当m(抗坏血酸):m(半胱胺锌):m(硫酸铜)≥5:5:1时,半胱胺不受铜离子催化氧化的影响。(4)强酸性环境下,三种半胱胺锌全部分解释放出半胱胺,随着酸性减弱半胱胺锌发生部分分解。4.对半胱胺锌进行生物活性研究发现,半胱胺锌在模拟肠胃液中半个小时内半胱胺的释放率大于75%,且三种半胱胺锌均能与CT-DNA发生结合作用。5.利用半胱胺锌配合物修饰玻碳电极,发现修饰后的玻碳电极能够准确测定赖氨酸铜溶液中游离铜离子,进而测定赖氨酸铜的螯合率。
【学位授予单位】:仲恺农业工程学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O641.4

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