配位化学的运用
配位化学在医药中的应用

配位化学在医药中的应用配位化学在医药中的应用配位化学自19世纪的出现发展至今,经历了100多年。
在这100多年里,人类取得了巨大的成就,并逐步把配位化学充分地运用到了日常的生命活动中,从而使我们的生活质量应为有了配位化学而得到大大提高。
配位化学的应用涉及到众多领域,在本文着重介绍配位化学在医药中的医用。
一、治疗类药物中的配位化学根据对众多药物的主要成分的分子式和结构式可以看出,大部分药物的主要成分都是含有金属元素的配位化合物,还有好多药物其主要成分虽然不是金属配合物,但是他们属于金属元素的配体,其在机体内的作用机理也是配位反应。
配位化学在药物上的广泛应用,其主要依据应该是,机体内的金属元素在体内的吸收、运送、储存、分布、排泄及整个代谢过程都涉及配位反应,任何能与生物配体争夺金属配体位置的外源性物质都将产生生物效应。
1 关于机体金属中毒的解毒剂1.1中毒和解毒中的配位反应和机理生物体内存在着各种生物配体,同时存在着各种含有多种金属元素的蛋白和酶,这些都是维持正常生命活动的基础。
当外来的重金属进入体内,因这些重金属与体内的所必需的金属元素进行竞争生物配体,这就会造成体内必需的金属平衡失调,那些金属蛋白和金属酶也随之失去原有的生物活性,从而使机体新陈代谢出现混乱,即机体表现出金属中毒症状。
根据软硬酸碱理论的划分,硬酸类金属离子对机体一般没有毒性,而软酸类金属离子则对机体有较大毒性,如Hg、Au、Pd等,碱类也与此相同,硬碱一般没有毒性,而软碱则对机体有毒性,如CN-、巯基及有机硫化合物等。
重金属离子进入机体内根据软硬酸碱理论中的硬亲硬,软亲软原理,即它们易跟机体内的软碱进行配位结合,如巯基(—SH),且这些重金属易和与它们同族较轻的必需金属元素进行配位竞争,置换出必需金属元素,而使那些需要这些必需金属的蛋白和酶失去了生物作用,如Cd2+和Hg2+易与同族的Zn2+离子竞争酶的活性部位从而改变酶的活性。
配位化学在有机合成中的应用

配位化学在有机合成中的应用引言:配位化学是无机化学的一个重要分支,广泛应用于催化剂、药物、材料等领域。
在有机合成中,配位化学的应用也越来越受到关注。
本文将介绍配位化学在有机合成中的应用,并探讨其在有机合成中的优势和局限性。
一、配位化学在有机合成中的优势1. 催化剂:配位化合物作为催化剂在有机合成中扮演着重要角色。
通过选择合适的配体和过渡金属,可以调控反应的速率、选择性和产率。
例如,金属有机配合物常用于氢化反应、氧化反应、交叉偶联反应等。
此外,由于配位化合物的可调性,可以根据具体需求设计和合成新型配体,进一步提高反应的效果。
2. 金属有机化合物:一些金属有机化合物在有机合成中具有独特的反应性。
例如,Grignard试剂和有机锂试剂是常见的金属有机化合物。
它们可与各种化合物发生加成、消除、置换等反应,从而构建复杂的有机分子骨架。
此外,金属有机化合物还可通过金属催化的反应合成,如Suzuki偶联、Heck反应等,为有机合成提供了更多的选择。
3. 配位聚合物:配位聚合物是由金属离子和配体通过配位效应相互连接而成的大分子。
它们具有多样的结构和性质,可用于控制聚合物的形貌、分子量、相互作用等。
在有机合成中,配位聚合物可以用作催化剂、药物递送系统、分离膜等,拓宽了有机合成的应用领域。
二、配位化学在有机合成中的具体案例1. 配位催化:过渡金属配合物在有机合成中广泛应用于催化各种反应。
以铂催化剂为例,它可以催化烯烃的氢化、烯烃和芳烃的异构化、烯烃和烯炔的偶联等。
这些反应可以高产率、高选择性地得到有机化合物,有助于构建有机分子骨架。
2. 金属有机试剂的应用:金属有机试剂如Grignard试剂和有机锂试剂可与各类化合物发生反应,实现C-C键的构建。
例如,通过与酰氯反应,Grignard试剂可以合成醇、醛、酮等有机化合物;通过与卤代烷反应,有机锂试剂可以合成烷烃、芳香化合物等。
3. 配位聚合物的应用:金属配合物可以用作聚合物的交联剂,实现聚合物的多样化。
化学配位化合物的应用

化学配位化合物的应用化学配位化合物是由中心金属离子和周围配体离子或分子通过配位键相连组成的化合物。
由于其特殊的结构特点和性质,化学配位化合物在许多领域中具有广泛的应用。
本文将介绍化学配位化合物在催化剂、医药、材料科学以及环境保护等方面的应用。
一、催化剂化学配位化合物在催化剂领域有着重要的应用。
配位化合物可以通过改变配体和金属离子的配位方式来调控活性中心的性质,从而实现对反应的调控。
例如,铂配合物作为重要的催化剂广泛应用于汽车尾气催化净化系统中,可以有效地将有害气体如一氧化碳、氮氧化物等转化为无害物质。
此外,配位化合物还可以在有机合成中起到催化剂的作用,例如格朗尼尔反应、氧化反应等,加速反应速度,提高产率。
二、医药化学配位化合物在医药领域也有着广泛的应用。
铂配合物如顺铂是一类常用的抗肿瘤药物,能够通过与DNA结合抑制细胞分裂从而起到治疗作用。
另外,配位化合物还可以通过与受体结合来实现药物的靶向传递和控制释放,提高药效和减少副作用。
通过合理设计配体,还可以开发出结构新颖、活性高、毒副作用小的药物分子。
三、材料科学化学配位化合物在材料科学中的应用是非常广泛的。
配位化合物可通过配体的选择和金属离子的搭配来调控材料的结构和性能。
例如,金属有机骨架材料(MOF)是一类基于配位化合物构筑的多孔晶体材料,具有高度可调性和多样化的结构。
MOF材料在气体吸附、分离、储氢等方面具有潜在的应用价值。
另外,配位化合物还可以应用于光电材料、光催化材料、电池材料等的制备和改性。
四、环境保护化学配位化合物在环境保护领域也有着重要的应用。
配位化合物可以用于污水处理、废气净化、重金属去除等方面。
例如,锌配合物可以作为废水处理剂,通过与重金属离子形成稳定的络合物,从而降低水中重金属的浓度,减少对环境的污染。
此外,配位化合物还可以用于吸附剂的制备,用于水体中有害物质的去除。
综上所述,化学配位化合物在催化剂、医药、材料科学和环境保护等领域中具有重要的应用价值。
配位化学及其应用研究

配位化学及其应用研究配位化学是研究配位化合物、配位键以及金属离子和配体间相互作用的一门化学学科。
在配位化学中,配体是指能够形成配位键和与金属离子形成配位化合物的化学物质,而配位键则是金属离子与配体间相互作用形成的化学键。
配位化学是一门非常重要的化学学科,具有广泛的应用价值。
一、配位化学的原理在配位化学中,金属离子是一个很重要的概念。
金属离子在其独立存在的状态下,往往具有不稳定性和亲水性。
但当金属离子与一些配体结合在一起时,就会形成更为稳定的配位化合物。
配位化合物不仅可以提高金属离子的稳定性,还可以改变金属离子的性质和反应特性。
因此,理解和掌握金属离子与配体间相互作用的原理,对于研究配位化学和应用配位化学有着非常重要的意义。
二、配位化学的应用1. 化学分析配位化学在化学分析中有着非常重要的应用。
配合物分析可以通过比色法、荧光法、磁化强度法等实验技术来实现。
在实验中,化学分析师经常利用金属离子与特定配体结合所产生的荧光现象来检测无机离子。
这种方法不仅可以简便易行,而且有着高灵敏度和高选择性,因此受到广泛的应用。
2. 医学领域配位化学在医学领域中有着广泛的应用。
铁离子是血红蛋白中的关键成分,因此铁配合物在治疗贫血和血液病方面具有重要的作用。
此外,钴配离子与某些配体可以形成一系列的维生素B12复合物,这些复合物在人体内具有极为重要的生物学功能。
3. 工业生产配位化学在工业生产中也具有广泛的应用。
例如,铂配合物用作催化剂在甲烷燃烧中有着重要的作用。
此外,钨、钼、铜、锌等金属的配位化合物也被广泛应用于催化剂、润滑油等领域。
4. 催化剂催化剂在化学反应中有着极为重要的作用。
在较早的化学反应中,常见的催化剂是酸和碱。
不过,在现代配位化学的发展过程中,一些金属离子及其配位化合物也成为了重要的催化剂。
例如,钯催化剂被广泛应用于化学合成中。
由于钯催化剂具有高效、高选择性和简便易行等优点,因此被广泛应用于化学制药、医学和有机合成等领域。
配位化学在工业中的应用

配位化学在工业中的应用配位化学又称络合物化学,配位化合物简称配合物或络合物。
配合物是由一个或几个中心原子或中心离子与围绕着它们并与它们键合的一定数量的离子或分子(这些称为配位体)所组成的。
配位化合物在化学工业和生活中起着重要的作用,1963年化学诺贝尔奖金联合授给德国M.普朗克学院的K.齐格勒博士和意大利米兰大学的G.纳塔教授。
他们的研究工作是发展了乙烯的低压聚合,这使数千种聚乙烯物品成为日常用品。
齐格勒-纳塔聚合催化剂是金属铝和钛的配合物。
而今,配位化学的研究已经有了很大的突破,现代配位化学理论在推进工业研究中得到了应用并成为工业设计原理的一个组成部分。
1、配位化学的前期发展历程配合物在自然界中普遍存在,历史上最早有记载的是1704 年斯巴赫(Diesbach)偶然制成的普鲁士蓝KCN·Fe(CN)2·Fe(CN)3,其后1798 年塔斯赫特(Tassert)合成[Co(NH3)6]Cl3。
十九世纪末二十世纪初,A.Werner创立了配位学说,成为化学历史中重要的里程碑。
二十世纪以来,配位化学作为一门独立的学科,以其蓬勃发展之势,使传统的无机化学和有机化学的人工壁垒逐渐消融,并不断与其他学科如物理化学、材料科学及生命科学交叉、渗透,孕育出许多富有生命力的新兴边缘学科,为化学学科的发展带来新的契机[1]。
2、配位化学新的发展及应用趋势本世纪60 年代初期,由于发现了一批具有金属- 金属化学键的配合物,配位化学的研究重点从单核配合物转向多配合物,从而开始了对多金属偶合体系的研究。
在此研究过程中,发现很早已为人们熟知利用的普鲁士蓝等一类混合价配合物,不仅可以用于传统的染料工业,还可以更广泛地应用于陶瓷、矿物、材料科学、高温超导等许多领域。
如可用于合成高导电率的分子金属和超导材料、磁性材料、优良的非线性光学材料以及非线性导电材料等。
因此,此类配合物引起各个学科研究者,如合成化学家、固体化学家、地质学家、生物学家、物理学家的极大兴趣,成为当前化学基础研究的前沿领域。
配位化学的合成及应用研究

配位化学的合成及应用研究配位化学是指通过配体与中心离子或原子团之间的相互作用来形成持久的、适当化学性质的化合物的研究领域。
配位化学研究的核心是寻找合适的配体,通过其与中心离子之间的配位反应得到理想的化合物。
本文将介绍配位化学的合成及应用研究在现代科学技术领域中的重要意义。
一、配位化学的合成方法配位化学的合成方法常见的有两种,一种是配体的交换,一种是直接合成。
1. 配体的交换配体的交换是指通过反应原有配体与新配体产生的化学反应,来形成新的配合物,以达到改变其化学性质的目的。
例如,已知一种1,4,7-三氧杂环反丁烷-5,6-二羧酸配体的制备方法,现在想调整其化学性质,可以选择一种新的配体,如三乙基氨基甲酸钠,经过反应后,便得到新的化合物3,3'-(1,4,7-三氧杂环反丁烷-5,6-二酰胺)双[三乙基氨基甲酸钠]。
2. 直接合成配合物的直接合成是指直接将中心离子(或原子团)与一种或多种配体反应得到目标化合物,这种方法通常被用于制备新型化学反应催化剂。
例如,将银离子与三苯基膦反应,可得到AgPPh3,它被用作一种重要的催化剂,在有机反应中发挥着不可替代的作用。
二、配位化学在物理化学领域中的应用配位化学作为物理化学领域的一些重要研究领域之一,一直发挥着越来越重要的作用,这里我们讲述一些其应用的主要领域及部分研究进展。
1. 光电材料在光电材料领域中,配位化学仍然是一个活跃的研究领域。
例如,大家广泛关注的有机发光材料领域就属于其中之一。
化学家们利用有机发光材料的自身特性,在化学结构中加入不同配体,使其在不同芳香环之间形成各种不同的化学键,从而形成不同种类的化学结构,获取不同发光颜色和发光效率,如其中的钌配合物用作新型发光材料,大大拓展了有机发光材料的应用领域。
2. 生物学领域配位化学在生物学领域的应用,主要涉及到金属离子对生物大分子结构的影响。
因为金属离子一般具有较强的配位能力,在与生物大分子结合的过程中会形成交联,使其在反应方面的选择性和效率大大提高。
配位化学及其在药物研发中的应用研究
配位化学及其在药物研发中的应用研究配位化学是一门研究化合物之间配位作用的学科,旨在探究化合物的性质与结构之间的联系。
配位化学在许多领域如化学物理、材料科学、生物化学、有机化学以及医药学等都有广泛的应用。
其中,配位化学在药物研发方面的应用备受关注。
配位化学中最为流行的化合物是金属配合物。
金属配合物具有各种不同的性质和用途。
其中,抗癌药物铂类化合物的研制便是配位化学在药物研发中的成功应用之一。
铂类化合物可以与DNA分子中的两个相邻的氮素原子发生配位作用,从而影响DNA的复制与分裂,抑制癌细胞的生长。
配位化学的另一应用是制备新型抗生素。
目前,在全球范围内,细菌的抗药性已经成为一大难题。
在这种情况下,配位化学可以帮助我们开发出新型的抗菌药物。
例如,一些含有银、铜以及锌的配合物被证明具有较好的抗菌活性。
这些化合物可以破坏细菌的细胞壁、细胞膜以及细胞质,从而达到杀死细菌的功效。
在配位化学的基础上,还可以发展出荧光分子探针。
荧光分子探针是用来检测生物体系中分子运动和互相作用形态变化的化合物。
它们可以监听不同分子间的附着、抑制和促进作用。
在药物研发中,荧光分子探针也扮演者重要的角色。
利用荧光基团或荧光配体的性质,可以探测药物在体内的分布情况、药效变化以及靶标的作用等。
因此,荧光分子探针在新型药物的研究中具有重要的应用价值。
总之,配位化学在药物研发中的应用正在不断地被挖掘和扩展。
利用配位化学的手段,可以精准合成具有特定结构和性质的化合物和材料,从而满足制药领域的需求。
但是要想在药物研发领域充分发挥配位化学的优势,还需要加强跨学科的合作,在化学、药学和医学等领域之间建立更紧密的协作关系。
学习化学配位化合物的应用领域
学习化学配位化合物的应用领域化学配位化合物是指由一个或多个中心金属离子和一个或多个配体组成的化合物。
这些化合物因其特殊的结构和性质在许多领域中都有着广泛的应用。
本文将探讨化学配位化合物在不同应用领域中的重要性和潜在用途。
一、催化剂领域催化剂是化学反应中起催化作用的物质,它们能够提高反应速率、节约能源,并改善废物处理过程。
化学配位化合物作为催化剂广泛应用于有机合成、石油化工等领域。
例如,铂基配位化合物可以用作汽车尾气处理中的催化剂,通过催化反应将有害物质转化为无害物质。
另外,铁基配位化合物在工业生产中的氧化反应和氢转移反应中也具有重要的催化作用。
二、药物研究领域化学配位化合物在药物研究领域中具有巨大的潜力。
通过改变中心金属离子和配体的组成和结构,可以调控化学配位化合物的生物活性和药物性质。
例如,铂配合物是广泛应用于抗癌药物中的一类化合物。
它们能够与DNA中的嘌呤碱基形成配位键,从而抑制DNA复制和细胞分裂,达到抗癌的目的。
此外,配位化合物也可用于制备血液透析用材料、酶模型等。
三、材料科学领域化学配位化合物在材料科学领域中起到了重要作用。
配位聚合物的制备和性质研究为开发高性能材料提供了新思路。
例如,合成含有配位基的共聚物可以调节材料的导电性能、磁性能等。
此外,许多金属-有机框架化合物(MOFs)也是利用配位化学原理合成的。
这些化合物具有大孔径、高比表面积等优异性能,在气体吸附、储能材料等方面具有广泛的应用前景。
四、环境保护领域化学配位化合物在环境污染治理方面也发挥着重要作用。
例如,含有配位基的吸附剂可以有效去除废水中的重金属离子,减少环境污染。
此外,化学配位化合物在废水处理、废气处理等领域也有着广泛的应用。
通过选择适当的金属离子和配位基,可以设计出高效的吸附剂和催化剂,提高环境治理的效率和效果。
综上所述,化学配位化合物的应用领域十分广泛,涵盖了催化剂、药物研究、材料科学和环境保护等多个领域。
随着对其特性和性能的深入研究,我们相信化学配位化合物将在未来的科技发展中扮演越来越重要的角色,为我们解决现实问题提供更多可能性。
配位化学在生物医学中的应用
配位化学在生物医学中的应用配位化学是一门研究金属或非金属元素与一些配体相互作用的学科。
这些配体通常包括氧、氮、硫、碳等元素。
配位化学在生物医学中具有广泛的应用。
在疾病的诊断、治疗和研究方面,配位化合物已经成为了重要的研究对象。
本文将从配位化学在影像诊断、药物发现与治疗、纳米医学和生物传感器方面展开讲述。
影像诊断在影像学领域中,配位化学已经发挥了重要作用。
金属配合物的磁性、放射性和荧光性等特性,使得它们在医学成像中具有重要地位。
其中,磁性共振成像(MRI)是一种无创性的影像学技术,可用于检测身体内的疾病和损伤。
由于人体组织大部分是由水分子组成的,因此MRI以水为信号源进行成像。
然而,配位化合物可以提供更多的信号来源。
例如,铁离子和锰离子是人体内的关键元素,与一些配体形成的络合物可以产生磁性行为,从而增强MRI的成像敏感性。
例如,一种名为Gd-DTPA的金属配合物已被广泛用于肿瘤诊断。
药物发现与治疗配位化合物也可以用于制备新型药物。
比如,金属配合物可从分子层面上影响人体内的基因和蛋白质结构,从而改变其活性。
例如,铂类抗肿瘤药物通过与DNA形成铂-螯合物的形式发挥作用,其半衰期长,具有较好的口服吸收性和心血管毒性较低的特点。
此外,通过选择合适的配体,还可以增加药物的选择性和生物可降解性。
纳米医学在纳米医学方面,配位化学合成的金属纳米粒子可以被用于制备抗体基础的药物载体。
配位化学摆脱了传统药物为单粒子或固体的束缚,可以制备药物为纳米级别的超稳定药物。
这种纳米单元可以利用活体内的激素或酶选择性地释放药物。
因此,纳米化药物提供了一种高效、低剂量的治疗手段,并可以减少副作用。
生物传感器传感器作为一种诊断性工具,在临床和化工领域对人们健康和生产作出了巨大的贡献。
传统的传感器检测分子通常使用荧光或吸收光谱的原理。
而配位化学合成的纳米粒子则可以用于制备基于金属纳米点荧光的传感器。
例如,金属纳米点可以与荧光蛋白相比,具有更高的荧光强度,更短的发光寿命和更好的荧光量子产率,为生物传感提供了更好的研究工具。
配位化学的应用
配位化学的应用配位化学是化学中的一个重要分支,它研究的是配合物的结构、性质和反应。
配合物是由中心金属离子和周围的配体离子或分子组成的化合物。
配位化学的应用非常广泛,下面我们就来看看其中的一些应用。
1. 催化剂配位化学在催化剂领域有着广泛的应用。
许多催化剂都是由金属离子和配体组成的配合物。
这些配合物可以通过改变配体的种类和结构来调节催化剂的活性和选择性。
例如,铂金属离子和氨配体组成的配合物是一种常见的催化剂,它可以催化许多有机反应,如氢化反应、加氢反应等。
2. 药物配位化学在药物领域也有着广泛的应用。
许多药物都是由金属离子和配体组成的配合物。
这些配合物可以通过改变配体的种类和结构来调节药物的活性和选择性。
例如,铁离子和血红素组成的配合物是一种常见的药物,它可以用于治疗贫血等疾病。
3. 电子材料配位化学在电子材料领域也有着广泛的应用。
许多电子材料都是由金属离子和配体组成的配合物。
这些配合物可以通过改变配体的种类和结构来调节电子材料的性质。
例如,铜离子和吡啶配体组成的配合物是一种常见的电子材料,它可以用于制备电子元件。
4. 光学材料配位化学在光学材料领域也有着广泛的应用。
许多光学材料都是由金属离子和配体组成的配合物。
这些配合物可以通过改变配体的种类和结构来调节光学材料的性质。
例如,银离子和吡啶配体组成的配合物是一种常见的光学材料,它可以用于制备光学元件。
5. 生物学配位化学在生物学领域也有着广泛的应用。
许多生物分子都是由金属离子和配体组成的配合物。
这些配合物可以通过改变配体的种类和结构来调节生物分子的性质。
例如,铁离子和血红素组成的配合物是一种常见的生物分子,它可以用于运输氧气。
配位化学在许多领域都有着广泛的应用,它为我们研究和开发新材料、新药物、新催化剂等提供了重要的思路和方法。
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配位化学的运用
配合物极为普遍,已经渗透许多自然科学领域和重工业部门,如分析化学、生物化学、医学、催化反应,以及染料、电镀、湿法冶金、半导体、原子能等工业中都得到广泛应用。
在下面五个方面运用最为广泛。
一、分析化学中的应用
在分析化学中,常应用许多配合物具有特征的颜色来鉴定某些离子的存在。
例如:[Fe(NCS)n]3-n呈血红色,[Cu(NH3)4]2+为深蓝色,[Co(NCS)4]2-在丙酮中显鲜蓝色,等等。
在分析鉴定中,常会因某种金属离子的存在而发生干扰,影响鉴定工作的正常进行。
例如,Fe3+的存在对用NCS-鉴定Co2+就会发生干扰,因为NCS-与Fe3+和Co2+都能配位分别形成血红色和鲜蓝色的配合物,所以鉴定Co2+受到Fe3+的妨碍而无法观察清楚。
但只要在溶液中加入NaF,F-与Fe3+可以形成更稳定的无色的[FeF6]3-,使Fe3+不再与NCS-配位,也就是说,把Fe3+“掩蔽”起来,避免了对Co2+鉴定的干扰。
二、电镀工业中的应用
许多金属制件,常用电镀法镀上一层既耐腐蚀又增加美观的Zn、Cu、Ni、Cr、Ag等金属。
在电镀时必须控制电镀液
中的上述金属离子以很小的浓度,并使它在作为阴极的金属制件上源源不断地放电沉积,才能得到均匀、致密、光洁的镀层,配合物能较好地达到此要求。
-可以与上述金属离子形成稳定性适度的配离子,所以,电镀工业中曾长期采用氰配合物电镀液,但是,由于含氰废电镀液有剧毒、容易污染环境,造成公害,近年来已逐步找到可代替氰化物作配位剂的焦磷酸盐、柠檬酸、氨三乙酸等,并已逐步建立无毒电镀新工艺。
三、湿法冶金中的应用
配合物的形成,对于一些贵金属的提取起着重要作用。
我们知道,贵金属很难氧化,但有配位剂存在时,可形成配合物而溶解。
Au、Ag等贵金属的提取就是应用这个原理。
用稀的Na溶液在空气中处理已粉碎的含Au、Ag的矿石,Au、Ag便可形成配合物而转入溶液:
然后用活泼金属(如Zn)还原,可得单质Au或Ag:
贵金属Pt的提取是利用王水溶解含Pt矿粉,Pt便转化为,再将转化为氯铂酸铵沉淀,将沉淀分离出来在高温下分解便可制得海绵状Pt:
四、配位催化
利用配合物的形成,对反应所起的催化作用称为配位催化(络合催化),有些已应用于工业生产。
例如,以作催化剂,在常温常压下可催化乙烯氧化为乙醛:
三式相加得总反应
配位催化反应具有活性高、反应条件温和(常不需要高温高压)等优点,在有机合成、高分子合成中已有重要的工业化应用。
五、生物化学中的运用
金属配合物在生物化学中具有广泛而重要的应用。
生物体中对各种生化反应起特殊作用的各种各样的酶,许多都含有复杂的金属配合物。
由于酶的催化作用,使得许多目前在实验室无法实现的化学反应,在生物体实现了。
生命体的各种代作用、能量的转换以及O2的输送,也与金属配合物有密切关系。
以Mg2+为中心的复杂配合物叶绿素,在进行光合作用时,将CO2、H2O合成为复杂的糖类,使太阳能转化为化学能加以贮存供生命之需。
使血液呈红色的血红素结构
是以Fe2+为中心的复杂配合物,它与有机大分子球蛋白结合成一种蛋白质称为血红蛋白。
氧合血红蛋白具有鲜红的颜色,而血红蛋白本身是蓝色的。
这就解释了为什么动脉血呈鲜红色(含氧量高),而静脉血则带蓝色(含氧量低)。
下面主要讲配位化学在生物化学中的运用,在此不得不提一下生物体常见的有毒元素;
有毒元素指那些存在于生物体会影响正常的代和生理
功能的元素。
明显有害的元素:Cd、Hg、Pb、Tl、As、Sb、Be、Ba、In、Se、V、Cr、Nb等,其中Cd、Hg、Pb为剧毒元素。
但同一元素往往既是必需元素,又是有毒元素,如Cd、Pb、Cr等。
在生物化学中的运用主要从以下几个几个方面展开
1.1 与生命有关的金属配合物
1.1 色素类
人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可见光区
(400~800nm)的某些波长的光后,透过光所呈现出的颜色。
即人们看到的颜色是被吸收光的互补色。
(一)、血红素(Haemachrome)
结构:血红素是亚铁卟啉化合物
血红蛋白(Hemoglobin)和肌红蛋白(Myoglobin)是动物肌肉的主要色素蛋白质。
血红蛋白和肌红蛋白是球蛋白,其结构为血红素中的铁在卟啉环平面的上下方再与配位体进行配位,达到配位数为六的化合物。
肌红蛋白结构简图
2、性质
(1)氧合作用:血红素中的亚铁与一分子氧以配位键结合,而亚铁原子不被氧化,这种作用被称为氧合作用。
(2)氧化作用:血红素中的亚铁与氧发生氧化还原反应,生成高铁血红素的作用被称为氧化作用。
(二)、叶绿素(Chlorophylls )
2、基本性质
2.2 金属药物
临床实验阶段
钆配合物与核磁共振造影
核磁共振造影技术已成为当今临床诊断中最为有力的检测手段之一。
它对疾病的诊断是通过使用外来的顺磁试剂或造影剂而使得正常组织和疾病组织的1H(主要是水)的共振信号产生差别。
核磁共振造影剂使得质子的驰豫时间缩短,从而达到改善组织成像的效果。
光敏金属配合物与光动力学疗法
光动力学疗法是使用光敏剂和可见光来治疗疾病。
光敏剂:产生能与各种生物分子反应的单态氧分子(1O2)。
1)单一化合物
2)具有合适的光物理性质
3)具有合适的亲水和亲脂性
4)在可见光的红光区(700-800nm)之间有强吸收带
金属药物的进一步有效的设计与开发将取决:
1)人们对生理条件下的配位化学知识
2)热力学方面的知识(平衡常数、配合物结构等)
3)反应机理的途径、配体交换动力学等
论文小结
本文就配位化学运用从五个方面:分析化学中的应用,电镀工业中的应用,湿法冶金中的应用,配位催化,生物化学中的运用,讲了其一些具体运用,着重讲在生物化学上的运用。
联系课堂所学容对配位化学有更深层次的理解,了解其重要性!
参考文献:
1、主要来源于百度文库
2.新编配位化学素苓等教育
3.现代配位化学徐志固化学工业
4、配位化合物的结构和性质游效曾编著科学
5、配位化学的创始与现代化孟庆金、戴安邦等高等教育
6、配位化学祥麟、康衡编著中南工业大学。