დიკარბოქსილის მჟავას წარმოებულების კომპლექსების საკოორდინაციო ნაერთების სტაბილურობა. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების მიღწევები

დიკარბოქსილის მჟავები ქმნიან ფუნქციური წარმოებულების ორ სერიას - ერთ და ორ კარბოქსილის ჯგუფს.

მჟავე თვისებები.მჟავა ჯგუფების დაგროვებით, ნაერთების მჟავე თვისებები იზრდება. დიკარბოქსილის მჟავები უფრო მჟავეა, ვიდრე მონოკარბოქსილის მჟავები. ამრიგად, ოქსილის მჟავა (pK a 1.23) ბევრად უფრო ძლიერია ვიდრე ძმარმჟავა (pK a 4.76), რაც დაკავშირებულია COOH ჯგუფის -/- ეფექტთან და ამის გამო, კონიუგატში უარყოფითი მუხტის უფრო სრული დელოკალიზაცია. ბაზა.

შემცვლელის გავლენა ყველაზე მკაფიოდ ვლინდება, როდესაც ის მდებარეობს მჟავას ცენტრთან ახლოს.

დეკარბოქსილაცია.გოგირდის მჟავასთან გაცხელებისას ოქსილის მჟავა დეკარბოქსილირდება და მიღებული ჭიანჭველა შემდგომში იშლება.

მალონის მჟავა ადვილად დეკარბოქსილირდება 100°C-ზე ზემოთ გაცხელებისას.

ციკლური ანჰიდრიდების წარმოქმნა.დიკარბოქსილის მჟავებში, რომლებიც შეიცავს ოთხ ან ხუთ ნახშირბადის ატომს ჯაჭვში და, შესაბამისად, შეუძლიათ იყვნენ კლანჭების ფორმის კონფორმაციაში, ფუნქციური ჯგუფები იყრიან თავს სივრცეში. ერთი კარბოქსილის ჯგუფის (ნუკლეოფილი) ინტრამოლეკულური შეტევის შედეგად სხვა კარბოქსილის ჯგუფის ელექტროფილურ ცენტრზე წარმოიქმნება სტაბილური ხუთ ან ექვსწევრიანი ციკლური ანჰიდრიდი (როდესაც გაცხელდება), როგორც ნაჩვენებია სუქცინის და გლუტარის მჟავების მაგალითებში. . სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დიკარბოქსილის მჟავას ანჰიდრიდები არის პროდუქტები ინტრამოლეკულური ციკლიზაცია.

მალეინის და ფუმარინის მჟავები ავლენენ მსგავს ქიმიურ თვისებებს: ისინი შედიან ორმაგი კავშირის მქონე ნაერთებისთვის დამახასიათებელ რეაქციებში (ბრომის წყლის გაუფერულება, კალიუმის პერმანგანატის წყალხსნარი) და ნაერთებში კარბოქსილის ჯგუფებთან (წარმოქმნის ორ სერიას - მჟავე და ზომიერი მარილები. ეთერები და ა.შ.). თუმცა, მხოლოდ ერთი მჟავა, კერძოდ მალეინი, შედარებით რბილ პირობებში განიცდის ინტრამოლეკულურ ციკლიზაციას ციკლური ანჰიდრიდის წარმოქმნით. ფუმარინის მჟავაში კარბოქსილის ჯგუფების ერთმანეთისგან სივრცითი დაშორების გამო ციკლური ანჰიდრიდის წარმოქმნა შეუძლებელია.

სუქცინის მჟავას დაჟანგვა in vivo. სუქცინის მჟავას დეჰიდროგენაცია (დაჟანგვა) ფუმარინის მჟავად, რომელიც ორგანიზმში კატალიზებულია ფერმენტის მიერ, ხორციელდება კოენზიმის FAD-ის მონაწილეობით. რეაქცია მიმდინარეობს სტერეოსპეციფიკურად ფუმარის მჟავის წარმოქმნით (იონური ფორმით - ფუმარატი).

3.1.4. ტავტომერიზმიβ - დიკარბონილის ნაერთები

წყალბადის ატომის გარკვეული პროტონული მობილურობა α-ნახშირბადის ატომში კარბონილის ნაერთებში (სუსტი CH-მჟავა ცენტრი) გამოიხატება კონდენსაციის რეაქციების გატარების უნარში. თუ ასეთი წყალბადის ატომის მობილურობა იმდენად გაიზრდება, რომ იგი შეიძლება გაიყოს პროტონის სახით, ეს გამოიწვევს მეზომერული იონის (I) წარმოქმნას, რომლის უარყოფითი მუხტი გაფანტულია ნახშირბადსა და ჟანგბადს შორის. ატომები. ამ იონში პროტონის საპირისპირო დამატებამ, მისი სასაზღვრო სტრუქტურების მიხედვით, შეიძლება გამოიწვიოს ან ძირითადი კარბონილის ნაერთი ან ენოლი.

ამის შესაბამისად, კარბონილის ნაერთი შეიძლება არსებობდეს იზომერთან წონასწორობაში - ენოლის ფორმა.ამ ტიპის იზომერიზმი ე.წ ტავტომერიზმი,და იზომერები მობილურ მდგომარეობაში
ბალანსი, - ტავტომერები.

ტაუტომერიზმი არის წონასწორული დინამიური იზომერიზმი. მისი არსი მდგომარეობს იზომერების ურთიერთგადაქცევაში ნებისმიერი მობილური ჯგუფის გადაცემით და ელექტრონის სიმკვრივის შესაბამისი გადანაწილებით.

განსახილველ შემთხვევაში, პროტონის გადატანა ხდება კეტონსა და ენოლის ფორმებს შორის, ამიტომ ეს წონასწორობა ე.წ. პროტოტროპული ტავტომერიზმი,კერძოდ, კეტო-ენოლი ტავტომერიზმი.

მონოკარბონილის ნაერთებში (ალდეჰიდები, კეტონები, ეთერები) წონასწორობა თითქმის მთლიანად გადადის კეტონის ფორმისკენ. მაგალითად, ენოლის ფორმის შემცველობა აცეტონში არის მხოლოდ 0,0002%. α-ნახშირბადის ატომში მეორე ელექტრონის ამომყვანი ჯგუფის არსებობისას (მაგალითად, მეორე კარბონილის ჯგუფი) იზრდება ენოლის ფორმის შემცველობა. ამრიგად, 1,3-დიკარბონილის ნაერთში აცეტილაცეტონში (პენტანედიონ-2,4) ჭარბობს ენოლის ფორმა.

ზოგადი ქიმია: სახელმძღვანელო / A. V. Zholnin; რედაქტორი ვ.ა. პოპკოვა, ა.ვ.ჟოლნინა. - 2012. - 400 გვ.: ავად.

თავი 7. კომპლექსური კავშირები

თავი 7. კომპლექსური კავშირები

კომპლექსური ელემენტები ცხოვრების ორგანიზატორები არიან.

K.B. Yatsimirsky

რთული ნაერთები ნაერთების ყველაზე ფართო და მრავალფეროვანი კლასია. ცოცხალი ორგანიზმები შეიცავს ბიოგენური ლითონების კომპლექსურ ნაერთებს ცილებთან, ამინომჟავებთან, პორფირინებთან, ნუკლეინის მჟავებთან, ნახშირწყლებთან და მაკროციკლურ ნაერთებთან. ყველაზე მნიშვნელოვანი სასიცოცხლო პროცესები ხდება რთული ნაერთების მონაწილეობით. ზოგიერთი მათგანი (ჰემოგლობინი, ქლოროფილი, ჰემოციანინი, ვიტამინი B 12 და სხვ.) მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბიოქიმიურ პროცესებში. ბევრი პრეპარატი შეიცავს ლითონის კომპლექსებს. მაგალითად, ინსულინი (თუთიის კომპლექსი), ვიტამინი B 12 (კობალტის კომპლექსი), პლატინოლი (პლატინის კომპლექსი) და ა.შ.

7.1. ა. ვერნერის კოორდინაციის თეორია

რთული ნაერთების სტრუქტურა

როდესაც ნაწილაკები ურთიერთქმედებენ, შეინიშნება ნაწილაკების ურთიერთკოორდინაცია, რაც შეიძლება განისაზღვროს, როგორც კომპლექსის წარმოქმნის პროცესი. მაგალითად, იონების დატენიანების პროცესი მთავრდება აკვაკომპლექსების წარმოქმნით. კომპლექსურ რეაქციებს თან ახლავს ელექტრონული წყვილების გადატანა და იწვევს უმაღლესი რიგის ნაერთების, ე.წ რთული (კოორდინაციის) ნაერთების წარმოქმნას ან განადგურებას. რთული ნაერთების თავისებურებაა მათში საკოორდინაციო კავშირის არსებობა, რომელიც წარმოიქმნება დონორ-მიმღები მექანიზმის მიხედვით:

რთული ნაერთები არის ნაერთები, რომლებიც არსებობს როგორც კრისტალურ მდგომარეობაში, ასევე ხსნარში, თვისება

რაც არის ლიგანდებით გარშემორტყმული ცენტრალური ატომის არსებობა. რთული ნაერთები შეიძლება ჩაითვალოს უმაღლესი რიგის რთულ ნაერთებად, რომლებიც შედგება მარტივი მოლეკულებისგან, რომლებსაც შეუძლიათ დამოუკიდებელი არსებობა ხსნარში.

ვერნერის კოორდინაციის თეორიის მიხედვით რთული ნაერთი იყოფა შიდადა გარე სფერო.ცენტრალური ატომი გარშემორტყმული ლიგანდებით ქმნის კომპლექსის შიდა სფეროს. ის ჩვეულებრივ ჩასმულია კვადრატულ ფრჩხილებში. ყველაფერი დანარჩენი კომპლექსურ ნაერთში წარმოადგენს გარე სფეროს და იწერება კვადრატულ ფრჩხილებში. ლიგანდების გარკვეული რაოდენობა განთავსდება ცენტრალური ატომის გარშემო, რაც განისაზღვრება საკოორდინაციო ნომერი(კჩ). კოორდინირებული ლიგანდების რაოდენობა ყველაზე ხშირად არის 6 ან 4. ლიგანდი იკავებს საკოორდინაციო ადგილს ცენტრალურ ატომთან. კოორდინაცია ცვლის როგორც ლიგანდების, ასევე ცენტრალური ატომის თვისებებს. ხშირად კოორდინირებული ლიგანდების აღმოჩენა შეუძლებელია მათთვის დამახასიათებელი ქიმიური რეაქციების გამოყენებით თავისუფალ მდგომარეობაში. შიდა სფეროს უფრო მჭიდროდ შეკრულ ნაწილაკებს ე.წ კომპლექსი (კომპლექსური იონი).არსებობს მიზიდულობის ძალები ცენტრალურ ატომსა და ლიგანდებს შორის (კოვალენტური ბმა იქმნება გაცვლის და (ან) დონორ-მიმღების მექანიზმით) და ლიგანდებს შორის საგრებელი ძალები. თუ შიდა სფეროს მუხტი არის 0, მაშინ არ არსებობს გარე კოორდინაციის სფერო.

ცენტრალური ატომი (კომპლექსური აგენტი)- ატომი ან იონი, რომელიც იკავებს ცენტრალურ ადგილს რთულ ნაერთში. კომპლექსური აგენტის როლს ყველაზე ხშირად ასრულებენ ნაწილაკები, რომლებსაც აქვთ თავისუფალი ორბიტალები და საკმარისად დიდი დადებითი ბირთვული მუხტი და, შესაბამისად, შეიძლება იყვნენ ელექტრონების მიმღებები. ეს არის გარდამავალი ელემენტების კათიონები. ყველაზე ძლიერი კომპლექსური აგენტებია IB და VIIB ჯგუფების ელემენტები. იშვიათად, როგორც კომპლექსური აგენტი

ძირითადი აგენტებია d-ელემენტების ნეიტრალური ატომები და არალითონების ატომები ჟანგვის სხვადასხვა ხარისხით - . კომპლექსური აგენტის მიერ მოწოდებული თავისუფალი ატომური ორბიტალების რაოდენობა განსაზღვრავს მის კოორდინაციის რიცხვს. საკოორდინაციო რიცხვის მნიშვნელობა მრავალ ფაქტორზეა დამოკიდებული, მაგრამ, როგორც წესი, ის ორჯერ უდრის კომპლექსური იონის მუხტს:

ლიგანდები- იონები ან მოლეკულები, რომლებიც უშუალოდ უკავშირდება კომპლექსურ აგენტს და წარმოადგენენ ელექტრონული წყვილების დონორებს. ეს ელექტრონებით მდიდარი სისტემები, რომლებსაც აქვთ თავისუფალი და მობილური ელექტრონული წყვილი, შეიძლება იყვნენ ელექტრონების დონორი, მაგალითად:

p-ელემენტების ნაერთები ავლენენ კომპლექსის წარმომქმნელ თვისებებს და მოქმედებენ როგორც ლიგანდები კომპლექსურ ნაერთში. ლიგანდები შეიძლება იყოს ატომები და მოლეკულები (ცილა, ამინომჟავები, ნუკლეინის მჟავები, ნახშირწყლები). ლიგანდების მიერ კომპლექსურ აგენტთან წარმოქმნილი ბმების რაოდენობის მიხედვით, ლიგანდები იყოფა მონო-, დი- და პოლიდენტატ ლიგანდებად.ზემოაღნიშნული ლიგანდები (მოლეკულები და ანიონები) მონოდენტურია, რადგან ისინი ერთი ელექტრონული წყვილის დონორები არიან. ბიდენტატის ლიგანდები მოიცავს მოლეკულებს ან იონებს, რომლებიც შეიცავს ორ ფუნქციურ ჯგუფს, რომლებსაც შეუძლიათ ორი ელექტრონული წყვილის დონაცია:

პოლიდენტატის ლიგანდები მოიცავს 6-კბილიან ეთილენდიამინტეტრაძმარმჟავას ლიგანდს:

კომპლექსური ნაერთის შიდა სფეროში თითოეული ლიგანდის მიერ დაკავებული ადგილების რაოდენობას ეწოდება ლიგანდის კოორდინაციის უნარი (კბილული).იგი განისაზღვრება ლიგანდის ელექტრონული წყვილების რაოდენობით, რომლებიც მონაწილეობენ ცენტრალურ ატომთან საკოორდინაციო ბმის ფორმირებაში.

კომპლექსური ნაერთების გარდა, კოორდინაციის ქიმია მოიცავს ორმაგ მარილებს, კრისტალურ ჰიდრატებს, რომლებიც წყალხსნარში იშლება კომპონენტ ნაწილებად, რომლებიც მყარ მდგომარეობაში ხშირ შემთხვევაში აგებულია რთულის მსგავსად, მაგრამ არასტაბილურია.

შემადგენლობითა და ფუნქციებით ყველაზე სტაბილური და მრავალფეროვანი კომპლექსები წარმოიქმნება d-ელემენტებით. განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია გარდამავალი ელემენტების რთული ნაერთები: რკინა, მანგანუმი, ტიტანი, კობალტი, სპილენძი, თუთია და მოლიბდენი. ბიოგენური s-ელემენტები (Na, K, Mg, Ca) ქმნიან კომპლექსურ ნაერთებს მხოლოდ გარკვეული ციკლური სტრუქტურის ლიგანდებთან, რომლებიც ასევე მოქმედებს როგორც კომპლექსური აგენტი. Მთავარი ნაწილი რელემენტები (N, P, S, O) არის კომპლექსური ნაწილაკების (ლიგანდების) აქტიური აქტიური ნაწილი, მათ შორის ბიოლიგანდები. ეს არის მათი ბიოლოგიური მნიშვნელობა.

შესაბამისად, კომპლექსების ფორმირების უნარი პერიოდული ცხრილის ქიმიური ელემენტების ზოგადი თვისებაა, ეს უნარი მცირდება შემდეგი თანმიმდევრობით: ვ> დ> გვ> ს.

7.2. რთული ნაერთის ძირითადი ნაწილაკების მუხტის განსაზღვრა

რთული ნაერთის შიდა სფეროს მუხტი არის მის შემქმნელი ნაწილაკების მუხტების ალგებრული ჯამი. მაგალითად, კომპლექსის მუხტის სიდიდე და ნიშანი განისაზღვრება შემდეგნაირად. ალუმინის იონის მუხტი არის +3, ექვსი ჰიდროქსიდის იონის მთლიანი მუხტი -6. ამრიგად, კომპლექსის მუხტი არის (+3) + (-6) = -3 და კომპლექსის ფორმულა არის 3-. რთული იონის მუხტი რიცხობრივად უდრის გარე სფეროს მთლიან მუხტს და საპირისპიროა ნიშნით. მაგალითად, გარე სფეროს K 3 მუხტი არის +3. ამიტომ რთული იონის მუხტი არის -3. კომპლექსური აგენტის მუხტი სიდიდით და ნიშნით საპირისპიროა რთული ნაერთის ყველა სხვა ნაწილაკების მუხტების ალგებრული ჯამის. აქედან გამომდინარე, K 3-ში რკინის იონის მუხტი არის +3, ვინაიდან რთული ნაერთის ყველა სხვა ნაწილაკების ჯამური მუხტი არის (+3) + (-6) = -3.

7.3. კომპლექსური კავშირების ნომენკლატურა

ნომენკლატურის საფუძვლები ჩამოყალიბდა ვერნერის კლასიკურ ნაწარმოებებში. მათ შესაბამისად, კომპლექსურ ნაერთში ჯერ კატიონს უწოდებენ, შემდეგ კი ანიონს. თუ ნაერთი არაელექტროლიტური ტიპისაა, მაშინ მას ერთი სიტყვით უწოდებენ. რთული იონის სახელი იწერება ერთი სიტყვით.

ნეიტრალურ ლიგანდს იგივე სახელი ჰქვია, რაც მოლეკულას და ანიონ ლიგანდებს ემატება "o". კოორდინირებული წყლის მოლეკულისთვის გამოიყენება აღნიშვნა "aqua-". კომპლექსის შიდა სფეროში იდენტური ლიგანდების რაოდენობის აღსანიშნავად ლიგანდების სახელწოდების წინ პრეფიქსის სახით გამოიყენება ბერძნული ციფრები di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- და ა.შ. გამოიყენება პრეფიქსი monone. ლიგანდები ჩამოთვლილია ანბანური თანმიმდევრობით. ლიგანდის სახელი განიხილება როგორც ერთიანი მთლიანობა. ლიგანდის სახელს მოჰყვება ცენტრალური ატომის სახელი ჟანგვის მდგომარეობის მითითებით, რომელიც მითითებულია რომაული ციფრებით ფრჩხილებში. სიტყვა ammin (ორი "მ") იწერება ამიაკის მიმართ. ყველა სხვა ამინისთვის გამოიყენება მხოლოდ ერთი "მ".

C1 3 - ჰექსამინის კობალტის (III) ქლორიდი.

C1 3 - აკვაპენტამინის კობალტის (III) ქლორიდი.

Cl 2 - პენტამეთილამინის ქლოროკობალტის (III) ქლორიდი.

დიამინედიბრომპლატინი (II).

თუ რთული იონი არის ანიონი, მაშინ მის ლათინურ სახელს აქვს დაბოლოება "am".

(NH 4) 2 - ამონიუმის ტეტრაქლოროპალადატი (II).

K - კალიუმის პენტაბრომოამინის პლატინატი (IV).

K 2 - კალიუმის ტეტრაროდანკობალტატი (II).

კომპლექსური ლიგანდის სახელი ჩვეულებრივ ფრჩხილებშია ჩასმული.

NO 3 - დიქლორო-დი-(ეთილენდიამინი) კობალტის (III) ნიტრატი.

Br - ბრომო-ტრის-(ტრიფენილფოსფინი) პლატინის (II) ბრომიდი.

იმ შემთხვევებში, როდესაც ლიგანდი აკავშირებს ორ ცენტრალურ იონს, მისი სახელის წინ გამოიყენება ბერძნული ასოμ.

ასეთ ლიგანდებს ე.წ ხიდიდა ჩამოთვლილია ბოლოს.

7.4. კომპლექსური ნაერთების ქიმიური შემაკავშირებელი და სტრუქტურა

რთული ნაერთების ფორმირებაში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს დონორ-მიმღები ურთიერთქმედება ლიგანდსა და ცენტრალურ ატომს შორის. ელექტრონული წყვილის დონორი, როგორც წესი, არის ლიგანდი. მიმღები არის ცენტრალური ატომი, რომელსაც აქვს თავისუფალი ორბიტალები. ეს ბმა ძლიერია და არ იშლება კომპლექსის დაშლისას (არაიონური) და მას ე.წ კოორდინაცია.

ო-ბმასთან ერთად დონორ-მიმღები მექანიზმის მიხედვით წარმოიქმნება π-ბმა. ამ შემთხვევაში, დონორი არის ლითონის იონი, რომელიც თავის დაწყვილებულ d-ელექტრონებს გადასცემს ლიგანდს, რომელსაც აქვს ენერგიულად ხელსაყრელი ვაკანტური ორბიტალები. ასეთ კავშირებს დატივი ეწოდება. ისინი იქმნება:

ა) ლითონის ვაკანტური p-ორბიტალების გადაფარვის გამო ლითონის d-ორბიტალთან, რომელიც შეიცავს σ კავშირში არ შესულ ელექტრონებს;

ბ) როდესაც ლიგანდის ვაკანტური d-ორბიტალები გადაფარავს ლითონის შევსებულ d-ორბიტალებს.

მისი სიძლიერის საზომია ლიგანდისა და ცენტრალური ატომის ორბიტალების გადახურვის ხარისხი. ცენტრალური ატომის ბმების მიმართულება განსაზღვრავს კომპლექსის გეომეტრიას. ბმების მიმართულების ასახსნელად გამოიყენება იდეები ცენტრალური ატომის ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის შესახებ. ცენტრალური ატომის ჰიბრიდული ორბიტალები წარმოიქმნება არათანაბარი ატომური ორბიტალების შერევის შედეგად, რის შედეგადაც ორბიტალების ფორმა და ენერგია ერთმანეთს იცვლება და წარმოიქმნება ახალი იდენტური ფორმისა და ენერგიის ორბიტალები. ჰიბრიდული ორბიტალების რაოდენობა ყოველთვის ტოლია ორიგინალების რაოდენობას. ჰიბრიდული ღრუბლები განლაგებულია ატომში ერთმანეთისგან მაქსიმალურ მანძილზე (ცხრილი 7.1).

ცხრილი 7.1.კომპლექსური აგენტის ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის სახეები და ზოგიერთი რთული ნაერთების გეომეტრია

კომპლექსის სივრცითი სტრუქტურა განისაზღვრება ვალენტური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის ტიპისა და მისი ვალენტური ენერგიის დონეზე შემავალი მარტოხელა ელექტრონული წყვილების რაოდენობით.

ლიგანდსა და კომპლექსურ აგენტს შორის დონორ-მიმღები ურთიერთქმედების ეფექტურობა და, შესაბამისად, მათ შორის კავშირის სიმტკიცე (კომპლექსის სტაბილურობა) განისაზღვრება მათი პოლარიზებულობით, ე.ი. მათი ელექტრონული ჭურვების გარდაქმნის უნარი გარე გავლენის ქვეშ. ამ კრიტერიუმიდან გამომდინარე, რეაგენტები იყოფა "მძიმე"ან დაბალი პოლარიზებადი და "რბილი" -ადვილად პოლარიზებადი. ატომის, მოლეკულის ან იონის პოლარობა დამოკიდებულია მის ზომაზე და ელექტრონული ფენების რაოდენობაზე. რაც უფრო მცირეა ნაწილაკის რადიუსი და ელექტრონები, მით უფრო ნაკლებად პოლარიზებულია იგი. რაც უფრო მცირეა რადიუსი და რაც უფრო ნაკლები ელექტრონები აქვს ნაწილაკს, მით უარესია ის პოლარიზებული.

მყარი მჟავები ქმნიან ძლიერ (მყარ) კომპლექსებს ლიგანდების ელექტროუარყოფითი O, N, F ატომებით (მყარი ფუძეები), ხოლო რბილი მჟავები ქმნიან ძლიერ (რბილ) კომპლექსებს ლიგანდების დონორ P, S და I ატომებთან, რომლებსაც აქვთ დაბალი ელექტრონეგატიურობა და მაღალი. პოლარიზებადობა. ჩვენ აქ ვხედავთ ზოგადი პრინციპის გამოვლინებას „მსგავსი მსგავსებით“.

ნატრიუმის და კალიუმის იონები, მათი სიხისტის გამო, პრაქტიკულად არ ქმნიან სტაბილურ კომპლექსებს ბიოსუბსტრატებთან და ფიზიოლოგიურ გარემოში გვხვდება წყლის კომპლექსების სახით. Ca 2 + და Mg 2 + იონები ქმნიან საკმაოდ სტაბილურ კომპლექსებს ცილებთან და, შესაბამისად, გვხვდება ფიზიოლოგიურ გარემოში როგორც იონურ, ისე შეკრულ მდგომარეობაში.

d-ელემენტების იონები ქმნიან ძლიერ კომპლექსებს ბიოსუბსტრატებთან (ცილებთან). ხოლო რბილი მჟავები Cd, Pb, Hg უაღრესად ტოქსიკურია. ისინი ქმნიან ძლიერ კომპლექსებს ცილებთან, რომლებიც შეიცავს R-SH სულფჰიდრილ ჯგუფებს:

ციანიდის იონი ტოქსიკურია. რბილი ლიგანდი აქტიურად ურთიერთქმედებს d-მეტალებთან ბიოსუბსტრატებთან კომპლექსებში, ააქტიურებს ამ უკანასკნელს.

7.5. კომპლექსური ნაერთების დისოციაცია. კომპლექსების სტაბილურობა. ლაბილური და ინერტული კომპლექსები

როდესაც რთული ნაერთები იხსნება წყალში, ისინი ჩვეულებრივ იშლება გარე და შიდა სფეროების იონებად, ძლიერი ელექტროლიტების მსგავსად, რადგან ეს იონები დაკავშირებულია იოგენურად, ძირითადად ელექტროსტატიკური ძალებით. ეს შეფასებულია, როგორც რთული ნაერთების პირველადი დისოციაცია.

რთული ნაერთის მეორადი დისოციაცია არის შიდა სფეროს დაშლა მის შემადგენელ კომპონენტებად. ეს პროცესი სუსტი ელექტროლიტების მსგავსად მიმდინარეობს, ვინაიდან შიდა სფეროს ნაწილაკები დაკავშირებულია არაიონურად (კოვალენტური ბმებით). დისოციაცია ეტაპობრივი ხასიათისაა:

რთული ნაერთის შიდა სფეროს სტაბილურობის თვისობრივად დასახასიათებლად გამოიყენება წონასწორობის მუდმივი, რომელიც აღწერს მის სრულ დისოციაციას, ე.წ. კომპლექსის არასტაბილურობის მუდმივი(კნ). რთული ანიონისთვის, არასტაბილურობის მუდმივის გამოხატულებას აქვს ფორმა:

რაც უფრო დაბალია Kn-ის მნიშვნელობა, მით უფრო სტაბილურია რთული ნაერთის შიდა სფერო, ე.ი. მით უფრო ნაკლებად იშლება წყალხსნარში. ბოლო დროს Kn-ის ნაცვლად გამოიყენება მდგრადობის მუდმივი (Ku) მნიშვნელობა - Kn-ის რეციპროკული. რაც უფრო მაღალია Ku-ს მნიშვნელობა, მით უფრო სტაბილურია კომპლექსი.

სტაბილურობის მუდმივები შესაძლებელს ხდის ლიგანდების გაცვლის პროცესების მიმართულების პროგნოზირებას.

წყალხსნარში ლითონის იონი არსებობს წყლის კომპლექსების სახით: 2 + - ჰექსაკვატური რკინა (II), 2 + - ტეტრააკვა სპილენძი (II). ჰიდრატირებული იონების ფორმულების დაწერისას ჩვენ არ მივუთითებთ ჰიდრატაციის გარსის კოორდინირებულ წყლის მოლეკულებს, არამედ მათ ვგულისხმობთ. ლითონის იონსა და ნებისმიერ ლიგანდს შორის კომპლექსის წარმოქმნა განიხილება, როგორც ამ ლიგანდის მიერ წყლის მოლეკულის ჩანაცვლების რეაქცია შიდა კოორდინაციის სფეროში.

ლიგანდის გაცვლის რეაქციები მიმდინარეობს S N-ტიპის რეაქციების მექანიზმის მიხედვით. Მაგალითად:

ცხრილი 7.2-ში მოცემული სტაბილურობის მუდმივების მნიშვნელობები მიუთითებს იმაზე, რომ დაკომპლექსების პროცესის გამო, ხდება იონების ძლიერი შებოჭვა წყალხსნარებში, რაც მიუთითებს ამ ტიპის რეაქციის გამოყენების ეფექტურობაზე იონების შესაერთებლად, განსაკუთრებით პოლიდენტატ ლიგანდებთან.

ცხრილი 7.2.ცირკონიუმის კომპლექსების სტაბილურობა

იონგაცვლის რეაქციებისგან განსხვავებით, რთული ნაერთების წარმოქმნა ხშირად არ არის კვაზიმყისიერი პროცესი. მაგალითად, როდესაც რკინა (III) რეაგირებს ნიტრილოტრიმეთილენფოსფონის მჟავასთან, წონასწორობა მყარდება 4 დღის შემდეგ. კომპლექსების კინეტიკური მახასიათებლებისთვის გამოიყენება შემდეგი ცნებები: ლაბილური(სწრაფად რეაგირებს) და ინერტული(ნელა რეაგირებს). ლაბილური კომპლექსები, G. Taube-ს წინადადებით, ითვლება ისეთებად, რომლებიც მთლიანად ცვლიან ლიგანდებს 1 წუთის განმავლობაში ოთახის ტემპერატურაზე და ხსნარის კონცენტრაციით 0,1 M. აუცილებელია მკაფიოდ განვასხვავოთ თერმოდინამიკური ცნებები [ძლიერი (სტაბილური)/. მყიფე (არასტაბილური)] და კინეტიკური [ ინერტული და ლაბილური] კომპლექსები.

ლაბილურ კომპლექსებში ლიგანდის ჩანაცვლება სწრაფად ხდება და წონასწორობა სწრაფად მყარდება. ინერტულ კომპლექსებში ლიგანდის ჩანაცვლება ხდება ნელა.

ამრიგად, ინერტული კომპლექსი 2+ მჟავე გარემოში თერმოდინამიკურად არასტაბილურია: არასტაბილურობის მუდმივია 10 -6, ხოლო ლაბილური კომპლექსი 2- ძალიან სტაბილურია: მდგრადობის მუდმივი არის 10 -30. ტაუბე კომპლექსების მდგრადობას უკავშირებს ცენტრალური ატომის ელექტრონულ სტრუქტურას. კომპლექსების ინერტულობა დამახასიათებელია ძირითადად არასრული d-გარსის მქონე იოებისთვის. ინერტული კომპლექსები მოიცავს Co და Cr კომპლექსებს. მრავალი კათიონის ციანიდის კომპლექსები გარე s 2 p 6 დონის მქონეა ლაბილური.

7.6. კომპლექსების ქიმიური თვისებები

კომპლექსური პროცესები გავლენას ახდენს პრაქტიკულად ყველა ნაწილაკების თვისებებზე, რომლებიც ქმნიან კომპლექსს. რაც უფრო მაღალია კავშირის სიძლიერე ლიგანდსა და კომპლექსურ აგენტს შორის, მით ნაკლებია ცენტრალური ატომისა და ლიგანდების თვისებები ხსნარში და მით უფრო შესამჩნევია კომპლექსის თვისებები.

კომპლექსური ნაერთები ავლენენ ქიმიურ და ბიოლოგიურ აქტივობას ცენტრალური ატომის კოორდინაციის უჯერობის (არსებობს თავისუფალი ორბიტალების) და ლიგანდების თავისუფალი ელექტრონული წყვილის არსებობის შედეგად. ამ შემთხვევაში, კომპლექსს აქვს ელექტროფილური და ნუკლეოფილური თვისებები, რომლებიც განსხვავდება ცენტრალური ატომისა და ლიგანდების თვისებებისგან.

აუცილებელია გავითვალისწინოთ კომპლექსის დამატენიანებელი გარსის სტრუქტურის გავლენა ქიმიურ და ბიოლოგიურ აქტივობაზე. განათლების პროცესი

კომპლექსების წარმოქმნა გავლენას ახდენს კომპლექსური ნაერთის მჟავა-ტუტოვანი თვისებებზე. კომპლექსური მჟავების წარმოქმნას თან ახლავს მჟავის ან ფუძის სიძლიერის ზრდა, შესაბამისად. ამრიგად, როდესაც რთული მჟავები წარმოიქმნება მარტივი მჟავებისგან, H + იონებთან შეკავშირების ენერგია მცირდება და შესაბამისად იზრდება მჟავის სიძლიერე. თუ OH - იონი მდებარეობს გარე სფეროში, მაშინ კავშირი კომპლექსურ კატიონსა და გარე სფეროს ჰიდროქსიდ იონს შორის მცირდება და კომპლექსის ძირითადი თვისებები იზრდება. მაგალითად, სპილენძის ჰიდროქსიდი Cu(OH) 2 არის სუსტი, ნაკლებად ხსნადი ბაზა. ამიაკის ზემოქმედებისას წარმოიქმნება სპილენძის ამიაკი (OH) 2. მუხტის სიმკვრივე 2+ Cu 2+-თან შედარებით მცირდება, კავშირი OH - იონებთან სუსტდება და (OH) 2 იქცევა როგორც ძლიერი ბაზა. კომპლექსურ აგენტთან შეკრული ლიგანდების მჟავა-ტუტოვანი თვისებები ჩვეულებრივ უფრო გამოხატულია, ვიდრე მათი მჟავა-ტუტოვანი თვისებები თავისუფალ მდგომარეობაში. მაგალითად, ჰემოგლობინი (Hb) ან ოქსიჰემოგლობინი (HbO 2) ავლენენ მჟავე თვისებებს გლობინის ცილის თავისუფალი კარბოქსილის ჯგუფების გამო, რომელიც არის ლიგანდი HHb ↔ H + + Hb -. ამავდროულად, ჰემოგლობინის ანიონი, გლობინის ცილის ამინო ჯგუფების გამო, ავლენს ძირითად თვისებებს და, შესაბამისად, აკავშირებს მჟავე ოქსიდს CO 2 კარბამინოჰემოგლობინის ანიონის წარმოქმნით (HbCO 2 -): CO 2 + Hb - ↔ HbCO 2 - .

კომპლექსები ავლენენ რედოქს თვისებებს კომპლექსური აგენტის რედოქს გარდაქმნების გამო, რომელიც ქმნის სტაბილურ ჟანგვის მდგომარეობებს. კომპლექსურობის პროცესი ძლიერ გავლენას ახდენს d-ელემენტების შემცირების პოტენციალზე. თუ კათიონების შემცირებული ფორმა ქმნის უფრო სტაბილურ კომპლექსს მოცემულ ლიგანდთან, ვიდრე მისი დაჟანგული ფორმა, მაშინ პოტენციალი იზრდება. პოტენციალის შემცირება ხდება მაშინ, როდესაც დაჟანგული ფორმა ქმნის უფრო სტაბილურ კომპლექსს.მაგალითად, ჟანგვის აგენტების გავლენის ქვეშ: ნიტრიტები, ნიტრატები, NO 2, H 2 O 2, ჰემოგლობინი გარდაიქმნება მეტემოგლობინში ცენტრალური ატომის დაჟანგვის შედეგად.

მეექვსე ორბიტალი გამოიყენება ოქსიჰემოგლობინის ფორმირებაში. იგივე ორბიტალი მონაწილეობს ნახშირბადის მონოქსიდთან ბმების წარმოქმნაში. შედეგად წარმოიქმნება რკინით მაკროციკლური კომპლექსი - კარბოქსიჰემოგლობინი. ეს კომპლექსი 200-ჯერ უფრო სტაბილურია, ვიდრე ჰემის რკინა-ჟანგბადის კომპლექსი.

ბრინჯი. 7.1.ჰემოგლობინის ქიმიური გარდაქმნები ადამიანის სხეულში. სქემა წიგნიდან: Slesarev V.I. ცოცხალი ქიმიის საფუძვლები, 2000 წ

რთული იონების წარმოქმნა გავლენას ახდენს კომპლექსური იონების კატალიზურ აქტივობაზე. ზოგიერთ შემთხვევაში, აქტივობა იზრდება. ეს გამოწვეულია ხსნარში დიდი სტრუქტურული სისტემების ფორმირებით, რომლებსაც შეუძლიათ მონაწილეობა მიიღონ შუალედური პროდუქტების შექმნაში და შეამცირონ რეაქციის აქტივაციის ენერგია. მაგალითად, თუ Cu 2+ ან NH 3 დაემატება H 2 O 2-ს, დაშლის პროცესი არ აჩქარებს. 2+ კომპლექსის თანდასწრებით, რომელიც წარმოიქმნება ტუტე გარემოში, წყალბადის ზეჟანგის დაშლა 40 მილიონჯერ აჩქარებულია.

ასე რომ, ჰემოგლობინზე შეგვიძლია განვიხილოთ რთული ნაერთების თვისებები: მჟავა-ტუტოვანი, კომპლექსური და რედოქსი.

7.7. კომპლექსური კავშირების კლასიფიკაცია

რთული ნაერთების კლასიფიკაციის რამდენიმე სისტემა არსებობს, რომლებიც სხვადასხვა პრინციპს ეფუძნება.

1. რთული ნაერთის ნაერთების გარკვეულ კლასს მიეკუთვნება:

რთული მჟავები H 2;

რთული ბაზები OH;

რთული მარილები K4.

2. ლიგანდის ბუნებით: აკვა კომპლექსები, ამიაკი, აციდო კომპლექსები (სხვადასხვა მჟავების ანიონები, K 4 მოქმედებს როგორც ლიგანდები; ჰიდროქსო კომპლექსები (ჰიდროქსილის ჯგუფები, K 3 მოქმედებს როგორც ლიგანდები); კომპლექსები მაკროციკლურ ლიგანდებთან, რომელშიც ცენტრალური ატომი.

3.კომპლექსის მუხტის ნიშნის მიხედვით: კათიონური - რთული კატიონი კომპლექსურ ნაერთში Cl 3; ანიონური - რთული ანიონი კომპლექსურ ნაერთში K; ნეიტრალური - კომპლექსის მუხტი არის 0. კომპლექსურ ნაერთს არ აქვს გარე სფერო, მაგალითად. ეს არის კიბოს საწინააღმდეგო წამლის ფორმულა.

4.კომპლექსის შიდა სტრუქტურის მიხედვით:

ა) კომპლექსური აგენტის ატომების რაოდენობის მიხედვით: მონობირთვული- რთული ნაწილაკი შეიცავს კომპლექსური აგენტის ერთ ატომს, მაგალითად Cl 3; მრავალბირთვიანი- რთული ნაწილაკი შეიცავს კომპლექსური აგენტის რამდენიმე ატომს - რკინა-ცილის კომპლექსს:

ბ) ლიგანდების ტიპების რაოდენობის მიხედვით გამოიყოფა კომპლექსები: ერთგვაროვანი (ერთლიგანდი),შეიცავს ერთი ტიპის ლიგანდს, მაგალითად 2+ და განსხვავებული (მრავალლიგანდი)- ორი ტიპის ლიგანდი ან მეტი, მაგალითად Pt(NH 3) 2 Cl 2. კომპლექსი მოიცავს ლიგანდებს NH 3 და Cl - . შიდა სფეროს სხვადასხვა ლიგანდების შემცველი რთული ნაერთები ხასიათდება გეომეტრიული იზომერიზმით, როდესაც შიდა სფეროს ერთი და იგივე შემადგენლობით მასში არსებული ლიგანდები განსხვავებულად განლაგებულია ერთმანეთთან შედარებით.

რთული ნაერთების გეომეტრიული იზომერები განსხვავდებიან არა მხოლოდ ფიზიკური და ქიმიური თვისებებით, არამედ ბიოლოგიური აქტივობით. Pt(NH 3) 2 Cl 2-ის ცის იზომერს აქვს გამოხატული სიმსივნის საწინააღმდეგო აქტივობა, მაგრამ ტრანს იზომერს არა;

გ) მონობირთვული კომპლექსების შემქმნელი ლიგანდების სიმკვრივიდან გამომდინარე, შეიძლება გამოიყოს ჯგუფები:

მონონუკლეარული კომპლექსები მონოდენტატური ლიგანდებით, მაგალითად 3+;

მონონუკლეარული კომპლექსები პოლიდენტატური ლიგანდებით. პოლიდენტატ ლიგანდებთან კომპლექსურ ნაერთებს ე.წ ქელატური ნაერთები;

დ) რთული ნაერთების ციკლური და აციკლური ფორმები.

7.8. ჩელატის კომპლექსები. კომპლექსები. კომპლექსები

ციკლური სტრუქტურები, რომლებიც წარმოიქმნება ლითონის იონის დამატების შედეგად ორ ან მეტ დონორ ატომში, რომლებიც მიეკუთვნება ქელატური აგენტის ერთ მოლეკულას, ე.წ. ქელატური ნაერთები.მაგალითად, სპილენძის გლიცინატი:

მათში, კომპლექსური აგენტი, როგორც ეს იყო, მიდის ლიგანდში, დაფარულია ობლიგაციებით, კლანჭების მსგავსად, ამიტომ, სხვა თანაბარი ნივთიერების პირობებში, მათ აქვთ უფრო მაღალი სტაბილურობა, ვიდრე ნაერთები, რომლებიც არ შეიცავს რგოლებს. ყველაზე სტაბილური ციკლები არის ის, რომელიც შედგება ხუთი ან ექვსი ბმულისგან.ეს წესი პირველად ჩამოაყალიბა L.A. ჩუგაევი. განსხვავება

ქელატური კომპლექსის სტაბილურობა და მისი არაციკლური ანალოგის სტაბილურობა ეწოდება ქელაციური ეფექტი.

პოლიდენტატის ლიგანდები, რომლებიც შეიცავენ 2 ტიპის ჯგუფს, მოქმედებენ როგორც ქელატური აგენტები:

1) ჯგუფები, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან კოვალენტური პოლარული ბმები გაცვლითი რეაქციების გამო (პროტონის დონორები, ელექტრონული წყვილის მიმღებები) -CH 2 COOH, -CH 2 PO(OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - მჟავა ჯგუფები (ცენტრები);

2) ელექტრონული წყვილის დონორი ჯგუფები: ≡N, >NH, >C=O, -S-, -OH, - ძირითადი ჯგუფები (ცენტრები).

თუ ასეთი ლიგანდები გაჯერებენ კომპლექსის შიდა კოორდინაციის სფეროს და მთლიანად ანეიტრალებენ ლითონის იონის მუხტს, მაშინ ნაერთებს ე.წ. კომპლექსის ფარგლებში.მაგალითად, სპილენძის გლიცინატი. ამ კომპლექსში გარე სფერო არ არის.

მოლეკულაში ძირითადი და მჟავე ცენტრების შემცველი ორგანული ნივთიერებების დიდ ჯგუფს ეწოდება კომპლექსები.ეს არის პოლიბაზური მჟავები. ქელატური ნაერთები, რომლებიც წარმოიქმნება კომპლექსონებით ლითონის იონებთან ურთიერთობისას, ე.წ კომპლექსურები,მაგნიუმის კომპლექსონატი ეთილენდიამინტეტრაძმარმჟავასთან ერთად:

წყალხსნარში კომპლექსი არსებობს ანიონური ფორმით.

კომპლექსები და კომპლექსონატები არის ცოცხალი ორგანიზმების უფრო რთული ნაერთების მარტივი მოდელი: ამინომჟავები, პოლიპეპტიდები, ცილები, ნუკლეინის მჟავები, ფერმენტები, ვიტამინები და მრავალი სხვა ენდოგენური ნაერთები.

ამჟამად იწარმოება სინთეზური კომპლექსების უზარმაზარი ასორტიმენტი სხვადასხვა ფუნქციური ჯგუფით. ძირითადი კომპლექსების ფორმულები წარმოდგენილია ქვემოთ:

კომპლექსებს, გარკვეულ პირობებში, შეუძლიათ ელექტრონების მარტოხელა წყვილი (რამდენიმე) შექმნან საკოორდინაციო ბმა ლითონის იონთან (s-, p- ან d-ელემენტი). შედეგად წარმოიქმნება სტაბილური ქელატური ტიპის ნაერთები 4-, 5-, 6- ან 8-წევრიანი რგოლებით. რეაქცია ხდება pH ფართო დიაპაზონში. PH-ის, კომპლექსური აგენტის ხასიათისა და ლიგანდთან მისი თანაფარდობიდან გამომდინარე, წარმოიქმნება სხვადასხვა სიმტკიცის და ხსნადობის კომპლექსონატები. კომპლექსონატების წარმოქმნის ქიმია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს განტოლებებით ნატრიუმის მარილის EDTA (Na 2 H 2 Y) მაგალითის გამოყენებით, რომელიც იშლება წყალხსნარში: Na 2 H 2 Y→ 2Na + + H 2 Y 2- და H 2 Y 2- იონი ურთიერთქმედებს იონების ლითონებთან, მიუხედავად ლითონის კატიონის დაჟანგვის ხარისხისა, ყველაზე ხშირად ერთი ლითონის იონი ურთიერთქმედებს ერთ კომპლექსონის მოლეკულასთან (1:1). რეაქცია რაოდენობრივად მიმდინარეობს (კპ>10 9).

კომპლექსონები და კომპლექსონატები ავლენენ ამფოტერულ თვისებებს pH-ის ფართო დიაპაზონში, ოქსიდაციურ-აღდგენითი რეაქციებში მონაწილეობის უნარს, კომპლექსის წარმოქმნას, ქმნიან ნაერთებს სხვადასხვა თვისებებით, რაც დამოკიდებულია ლითონის დაჟანგვის ხარისხზე, მის კოორდინაციულ გაჯერებაზე და აქვთ ელექტროფილური და ნუკლეოფილური თვისებები. . ეს ყველაფერი განსაზღვრავს დიდი რაოდენობით ნაწილაკების შებოჭვის უნარს, რაც მცირე რაოდენობის რეაგენტს საშუალებას აძლევს გადაჭრას დიდი და მრავალფეროვანი პრობლემები.

კომპლექსონებისა და კომპლექსონატების კიდევ ერთი უდაო უპირატესობა არის მათი დაბალი ტოქსიკურობა და ტოქსიკური ნაწილაკების გარდაქმნის უნარი.

დაბალი ტოქსიკური ან თუნდაც ბიოლოგიურად აქტიური. კომპლექსონატების განადგურების პროდუქტები ორგანიზმში არ გროვდება და უვნებელია. კომპლექსონატების მესამე მახასიათებელია მათი მიკროელემენტების წყაროდ გამოყენების შესაძლებლობა.

მონელების გაზრდა განპირობებულია იმით, რომ მიკროელემენტი შეყვანილია ბიოლოგიურად აქტიური ფორმით და აქვს მემბრანის მაღალი გამტარიანობა.

7.9. ფოსფორის შემცველი ლითონის კომპლექსები - მიკრო და მაკროელემენტების ბიოლოგიურად აქტიურ მდგომარეობაში გადაქცევის ეფექტური ფორმა და ელემენტის ბიოლოგიური მოქმედების შესწავლის მოდელი

Შინაარსი ბიოლოგიური აქტივობამოიცავს ფენომენების ფართო სპექტრს. ქიმიური ზემოქმედების თვალსაზრისით, ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებები (BAS) ზოგადად გაგებულია, როგორც ნივთიერებები, რომლებსაც შეუძლიათ იმოქმედონ ბიოლოგიურ სისტემებზე, არეგულირებენ მათ სასიცოცხლო ფუნქციებს.

ასეთი ეფექტის უნარი განიმარტება, როგორც ბიოლოგიური აქტივობის გამოვლენის უნარი. რეგულაცია შეიძლება გამოიხატოს სტიმულირების, დათრგუნვის, გარკვეული ეფექტების განვითარებაში. ბიოლოგიური აქტივობის უკიდურესი გამოვლინებაა ბიოციდური მოქმედება,როდესაც ბიოციდური ნივთიერების ორგანიზმზე ზემოქმედების შედეგად ეს უკანასკნელი კვდება. დაბალ კონცენტრაციებში, უმეტეს შემთხვევაში, ბიოციდებს აქვთ მასტიმულირებელი და არა ლეტალური ეფექტი ცოცხალ ორგანიზმებზე.

ამჟამად ცნობილია ასეთი ნივთიერებების დიდი რაოდენობა. თუმცა, ხშირ შემთხვევაში, ცნობილი ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების გამოყენება არასაკმარისად გამოიყენება, ხშირად ეფექტურობით შორს არის მაქსიმუმი, და გამოყენება ხშირად იწვევს გვერდით მოვლენებს, რომლებიც შეიძლება აღმოიფხვრას ბიოლოგიურად აქტიურ ნივთიერებებში მოდიფიკატორების შეყვანით.

ფოსფორის შემცველი კომპლექსონატები ქმნიან ნაერთებს სხვადასხვა თვისებებით, რაც დამოკიდებულია ლითონის ბუნების, დაჟანგვის ხარისხის, კოორდინაციის გაჯერების, შემადგენლობისა და დამატენიანებელი გარსის სტრუქტურის მიხედვით. ეს ყველაფერი განსაზღვრავს კომპლექსონატების მრავალფუნქციურობას, სუბსტოიქიომეტრული მოქმედების მათ უნიკალურ უნარს.

საერთო იონის ეფექტი და უზრუნველყოფს ფართო გამოყენებას მედიცინაში, ბიოლოგიაში, ეკოლოგიაში და ეროვნული ეკონომიკის სხვადასხვა სექტორში.

როდესაც კომპლექსონი კოორდინირებულია ლითონის იონის მიერ, ხდება ელექტრონის სიმკვრივის გადანაწილება. დონორ-მიმღები ურთიერთქმედებაში მარტოხელა ელექტრონული წყვილის მონაწილეობის გამო ლიგანდის (კომპლექსის) ელექტრონის სიმკვრივე ცენტრალურ ატომში გადადის. ლიგანდზე შედარებით უარყოფითი მუხტის შემცირება ხელს უწყობს რეაქტანტების კულონის მოგერიების შემცირებას. ამრიგად, კოორდინირებული ლიგანდი უფრო ხელმისაწვდომი ხდება ნუკლეოფილური რეაგენტის შეტევისთვის, რომელსაც აქვს ელექტრონის ჭარბი სიმკვრივე რეაქციის ცენტრში. ელექტრონის სიმკვრივის ცვლა კომპლექსონიდან ლითონის იონზე იწვევს ნახშირბადის ატომის დადებითი მუხტის შედარებით ზრდას და, შესაბამისად, ნუკლეოფილური რეაგენტის, ჰიდროქსილის იონის უფრო ადვილად შეტევას. ჰიდროქსილირებული კომპლექსი, იმ ფერმენტებს შორის, რომლებიც ახდენენ ბიოლოგიურ სისტემებში მეტაბოლურ პროცესებს, ერთ-ერთ ცენტრალურ ადგილს იკავებს ორგანიზმის ფერმენტული მოქმედებისა და დეტოქსიკაციის მექანიზმში. ფერმენტის სუბსტრატთან მრავალპუნქტიანი ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება ორიენტაცია, რომელიც უზრუნველყოფს აქტიური ჯგუფების კონვერგენციას აქტიურ ცენტრში და რეაქციის გადატანას ინტრამოლეკულურ რეჟიმში, რეაქციის დაწყებამდე და გარდამავალი მდგომარეობის ჩამოყალიბებამდე. , რომელიც უზრუნველყოფს FCM-ის ფერმენტულ ფუნქციას.კონფორმაციული ცვლილებები შეიძლება მოხდეს ფერმენტის მოლეკულებში. კოორდინაცია ქმნის დამატებით პირობებს რედოქსული ურთიერთქმედებისთვის ცენტრალურ იონსა და ლიგანდს შორის, ვინაიდან მყარდება პირდაპირი კავშირი ჟანგვის აგენტსა და აღმდგენი აგენტს შორის, რაც უზრუნველყოფს ელექტრონების გადაცემას. FCM გარდამავალი ლითონის კომპლექსები შეიძლება ხასიათდებოდეს L-M, M-L, M-L-M ტიპის ელექტრონული გადასვლებით, რომლებიც მოიცავს როგორც ლითონის (M) ასევე ლიგანდების (L) ორბიტალებს, რომლებიც, შესაბამისად, დაკავშირებულია კომპლექსში დონორ-მიმღები ბმებით. კომპლექსებს შეუძლიათ გამოიყენონ ხიდი, რომლის გასწვრივაც მრავალბირთვული კომპლექსების ელექტრონები ირხევა იმავე ან სხვადასხვა ელემენტების ცენტრალურ ატომებს შორის სხვადასხვა დაჟანგვის მდგომარეობებში. (ელექტრონისა და პროტონის გადაცემის კომპლექსები).კომპლექსები განსაზღვრავენ ლითონის კომპლექსონატების შემცირების თვისებებს, რაც მათ საშუალებას აძლევს გამოავლინონ მაღალი ანტიოქსიდანტური, ადაპტოგენური თვისებები და ჰომეოსტატიკური ფუნქციები.

ამრიგად, კომპლექსები მიკროელემენტებს ორგანიზმისთვის მისაწვდომ ბიოლოგიურად აქტიურ ფორმად გარდაქმნის. ისინი ყალიბდებიან სტაბილურად

უფრო კოორდინატულად გაჯერებული ნაწილაკები, რომლებსაც არ შეუძლიათ ბიოკომპლექსების განადგურება და, შესაბამისად, დაბალი ტოქსიკური ფორმები. კომპლექსონატებს აქვთ სასარგებლო ეფექტი ორგანიზმში მიკროელემენტების ჰომეოსტაზის დარღვევის შემთხვევაში. გარდამავალი ელემენტების იონები კომპლექსონატის სახით მოქმედებენ სხეულში, როგორც ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს უჯრედების მაღალ მგრძნობელობას მიკროელემენტების მიმართ, მათი მონაწილეობით მაღალი კონცენტრაციის გრადიენტისა და მემბრანული პოტენციალის შექმნაში. გარდამავალი ლითონის კომპლექსონატებს FCM აქვთ ბიორეგულატორული თვისებები.

FCM-ის შემადგენლობაში მჟავე და ძირითადი ცენტრების არსებობა უზრუნველყოფს ამფოტერულ თვისებებს და მათ მონაწილეობას მჟავა-ტუტოვანი წონასწორობის შენარჩუნებაში (იზოჰიდრული მდგომარეობა).

კომპლექსონში ფოსფონური ჯგუფების რაოდენობის მატებასთან ერთად იცვლება ხსნადი და ცუდად ხსნადი კომპლექსების წარმოქმნის შემადგენლობა და პირობები. ფოსფონური ჯგუფების რაოდენობის ზრდა ხელს უწყობს ცუდად ხსნადი კომპლექსების წარმოქმნას უფრო ფართო pH დიაპაზონში და გადააქვს მათი არსებობის რეგიონი მჟავე რეგიონში. კომპლექსების დაშლა ხდება pH 9-ზე ზემოთ.

კომპლექსების ფორმირების პროცესების შესწავლამ შესაძლებელი გახადა ბიორეგულატორების სინთეზის მეთოდების შემუშავება:

ხანგრძლივი მოქმედების ზრდის სტიმულატორები კოლოიდური ქიმიური ფორმით არის ტიტანისა და რკინის პოლიბირთვული ჰომო- და ჰეტეროკომპლექსური ნაერთები;

ზრდის სტიმულატორები წყალში ხსნადი ფორმით. ეს არის მრავალლიგანტური ტიტანის კომპლექსონატები, რომლებიც დაფუძნებულია კომპლექსონებზე და არაორგანულ ლიგანდზე;

ზრდის ინჰიბიტორები არის s-ელემენტების ფოსფორის შემცველი კომპლექსონატები.

სინთეზირებული წამლების ბიოლოგიური ეფექტი ზრდა-განვითარებაზე შესწავლილი იყო მცენარეებზე, ცხოველებსა და ადამიანებზე ქრონიკულ ექსპერიმენტებში.

ბიორეგულაცია- ეს არის ახალი სამეცნიერო მიმართულება, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ ბიოქიმიური პროცესების მიმართულება და ინტენსივობა, რომელიც შეიძლება ფართოდ იქნას გამოყენებული მედიცინაში, მეცხოველეობაში და კულტურების წარმოებაში. იგი ასოცირდება ორგანიზმის ფიზიოლოგიური ფუნქციის აღდგენის მეთოდების შემუშავებასთან დაავადებებისა და ასაკთან დაკავშირებული პათოლოგიების პრევენციისა და მკურნალობის მიზნით. კომპლექსები და მათზე დაფუძნებული რთული ნაერთები შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც პერსპექტიული ბიოლოგიურად აქტიური ნაერთები. მათი ბიოლოგიური მოქმედების ქრონიკულ ექსპერიმენტში შესწავლამ აჩვენა, რომ ქიმია ექიმებს გადაეცა,

მეცხოველეობას, აგრონომებსა და ბიოლოგებს აქვთ ახალი პერსპექტიული ინსტრუმენტი, რომელიც საშუალებას აძლევს მათ აქტიური გავლენა მოახდინონ ცოცხალ უჯრედზე, დაარეგულირონ კვების პირობები, ცოცხალი ორგანიზმების ზრდა და განვითარება.

გამოყენებული კომპლექსონებისა და კომპლექსონატების ტოქსიკურობის შესწავლამ აჩვენა წამლების გავლენის სრული ნაკლებობა ჰემატოპოეზის ორგანოებზე, არტერიულ წნევაზე, აგზნებადობაზე, სუნთქვის სიხშირეზე: არ აღინიშნა ღვიძლის ფუნქციის ცვლილებები, არ იყო ტოქსიკოლოგიური გავლენა ქსოვილების მორფოლოგიაზე და ორგანოები აღმოაჩინეს. HEDP-ის კალიუმის მარილი არ არის ტოქსიკური 5-10-ჯერ უფრო მაღალი დოზით, ვიდრე თერაპიული დოზა (10-20 მგ/კგ) 181 დღის განმავლობაში შესწავლისას. შესაბამისად, კომპლექსები დაბალი ტოქსიკური ნაერთებია. ისინი გამოიყენება როგორც მედიკამენტები ვირუსული დაავადებების, მძიმე ლითონებით და რადიოაქტიური ელემენტებით მოწამვლის, კალციუმის მეტაბოლიზმის დარღვევის, ენდემური დაავადებებისა და ორგანიზმში მიკროელემენტების დისბალანსის წინააღმდეგ საბრძოლველად. ფოსფორის შემცველი კომპლექსები და კომპლექსონატები არ ექვემდებარება ფოტოლიზს.

გარემოს პროგრესირებადი დაბინძურება მძიმე ლითონებით - ადამიანის ეკონომიკური საქმიანობის პროდუქტებით - მუდმივად მოქმედი გარემო ფაქტორია. მათ შეუძლიათ ორგანიზმში დაგროვება. მათი სიჭარბე და დეფიციტი იწვევს ორგანიზმის ინტოქსიკაციას.

ლითონის კომპლექსონატები ინარჩუნებენ ქელატურ ეფექტს ლიგანდზე (კომპლექსონზე) ორგანიზმში და შეუცვლელია ლითონის ლიგანდების ჰომეოსტაზის შესანარჩუნებლად. ინკორპორირებული მძიმე ლითონები გარკვეულწილად ნეიტრალიზდება ორგანიზმში, ხოლო დაბალი რეზორბციის უნარი ხელს უშლის ლითონების გადატანას ტროფიკული ჯაჭვების გასწვრივ, რის შედეგადაც ეს იწვევს მათი ტოქსიკური ეფექტის გარკვეულ „ბიომინიმიზაციას“, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ურალისთვის. რეგიონი. მაგალითად, თავისუფალი ტყვიის იონი არის თიოლის შხამი, ხოლო ძლიერი ტყვიის კომპლექსონატი ეთილენდიამინტეტრაძმარმჟავასთან ერთად დაბალი ტოქსიკურია. ამიტომ, მცენარეებისა და ცხოველების დეტოქსიკაცია გულისხმობს ლითონის კომპლექსონატების გამოყენებას. იგი ეფუძნება ორ თერმოდინამიკურ პრინციპს: მათ უნარს შექმნან ძლიერი ბმები ტოქსიკურ ნაწილაკებთან, გადააკეთონ ისინი წყალხსნარში ცუდად ხსნად ან სტაბილურ ნაერთებად; ენდოგენური ბიოკომპლექსების განადგურების უუნარობა. ამ მხრივ, მცენარეთა და ცხოველთა კომპლექსურ თერაპიას მივიჩნევთ მნიშვნელოვან მიმართულებად ეკომოწამლებთან ბრძოლისა და ეკოლოგიურად სუფთა პროდუქტების მოპოვებაში.

ჩატარდა კვლევა მცენარეთა სხვადასხვა ლითონების კომპლექსონატებით დამუშავების ეფექტის შესახებ ინტენსიური კულტივირების ტექნოლოგიით

კარტოფილი კარტოფილის ტუბერების მიკროელემენტურ შემადგენლობაზე. ტუბერის ნიმუშები შეიცავდა 105-116 მგ/კგ რკინას, 16-20 მგ/კგ მანგანუმს, 13-18 მგ/კგ სპილენძს და 11-15 მგ/კგ თუთიას. მიკროელემენტების თანაფარდობა და შემცველობა დამახასიათებელია მცენარეული ქსოვილებისთვის. ლითონის კომპლექსონატებით და მის გარეშე გაზრდილ ტუბერებს აქვთ თითქმის იგივე ელემენტარული შემადგენლობა. ჩელატების გამოყენება არ ქმნის პირობებს ტუბერებში მძიმე მეტალების დაგროვებისთვის. კომპლექსონატები მეტალის იონებთან შედარებით ნაკლებად სორბირებულია ნიადაგით და მდგრადია მისი მიკრობიოლოგიური ზემოქმედების მიმართ, რაც საშუალებას აძლევს მათ დიდხანს დარჩეს ნიადაგის ხსნარში. შემდგომი ეფექტი 3-4 წელია. ისინი კარგად ერწყმის სხვადასხვა პესტიციდებს. კომპლექსში ლითონს აქვს დაბალი ტოქსიკურობა. ფოსფორის შემცველი ლითონის კომპლექსონატები არ აღიზიანებს თვალის ლორწოვან გარსს და არ აზიანებს კანს. სენსიბილიზებელი თვისებები არ არის გამოვლენილი, ტიტანის კომპლექსონატების კუმულაციური თვისებები არ არის გამოხატული და ზოგიერთ შემთხვევაში ისინი ძალიან სუსტად არის გამოხატული. კუმულაციის კოეფიციენტი არის 0,9-3,0, რაც მიუთითებს ქრონიკული წამლისმიერი მოწამვლის დაბალ პოტენციურ საფრთხეზე.

ფოსფორის შემცველი კომპლექსები დაფუძნებულია ფოსფორ-ნახშირბადის ბმაზე (C-P), რომელიც ასევე გვხვდება ბიოლოგიურ სისტემებში. ის არის უჯრედის მემბრანების ფოსფონოლიპიდების, ფოსფონოგლიკანებისა და ფოსფოპროტეინების ნაწილი. ამინოფოსფონური ნაერთების შემცველი ლიპიდები მდგრადია ფერმენტული ჰიდროლიზის მიმართ და უზრუნველყოფენ გარე უჯრედის მემბრანების სტაბილურობას და, შესაბამისად, ნორმალურ ფუნქციონირებას. პიროფოსფატების სინთეზური ანალოგები - დიფოსფონატები (P-S-P) ან (P-C-S-P) დიდი დოზებით არღვევენ კალციუმის მეტაბოლიზმს, ხოლო მცირე დოზებით ახდენს მის ნორმალიზებას. დიფოსფონატები ეფექტურია ჰიპერლიპემიის წინააღმდეგ და პერსპექტიულია ფარმაკოლოგიური თვალსაზრისით.

P-C-P ბმების შემცველი დიფოსფონატები ბიოსისტემების სტრუქტურული ელემენტებია. ისინი ბიოლოგიურად ეფექტურია და პიროფოსფატების ანალოგებია. ნაჩვენებია, რომ ბისფოსფონატები ეფექტური სამკურნალო საშუალებაა სხვადასხვა დაავადების სამკურნალოდ. ბისფოსფონატები ძვლის მინერალიზაციისა და რეზორბციის აქტიური ინჰიბიტორებია. კომპლექსები მიკროელემენტებს გარდაქმნიან ბიოლოგიურად აქტიურ ფორმად, რომელიც ხელმისაწვდომია სხეულისთვის, ქმნიან სტაბილურ, კოორდინაციით გაჯერებულ ნაწილაკებს, რომლებსაც არ შეუძლიათ ბიოკომპლექსების განადგურება და, შესაბამისად, დაბალტოქსიკურ ფორმებს. ისინი განსაზღვრავენ უჯრედების მაღალ მგრძნობელობას მიკროელემენტების მიმართ, რომლებიც მონაწილეობენ მაღალი კონცენტრაციის გრადიენტის ფორმირებაში. შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს ტიტანის ჰეტერონუკლეის მრავალბირთვული ნაერთების ფორმირებაში.

ახალი ტიპის - ელექტრონის და პროტონის გადაცემის კომპლექსები, მონაწილეობენ მეტაბოლური პროცესების ბიორეგულაციაში, სხეულის წინააღმდეგობას, ტოქსიკურ ნაწილაკებთან ბმების შექმნის უნარს, აქცევს მათ ოდნავ ხსნად ან ხსნად, სტაბილურ, არადესტრუქციულ ენდოგენურ კომპლექსებად. ამიტომ, მათი გამოყენება დეტოქსიკაციის, ორგანიზმიდან გამოდევნის, ეკოლოგიურად სუფთა პროდუქტების მისაღებად (კომპლექსური თერაპია), ასევე ინდუსტრიაში არაორგანული მჟავების და გარდამავალი ლითონის მარილების სამრეწველო ნარჩენების რეგენერაციისა და განკარგვის მიზნით ძალიან პერსპექტიულია.

7.10. ლიგანდის ბირჟა და ლითონის ბირჟა

წონასწორობა. ქელატოთერაპია

თუ სისტემას აქვს რამდენიმე ლიგანდი ერთი ლითონის იონით ან რამდენიმე ლითონის იონი ერთი ლიგანდით, რომელსაც შეუძლია შექმნას რთული ნაერთები, მაშინ შეინიშნება კონკურენტული პროცესები: პირველ შემთხვევაში, ლიგანდების გაცვლის წონასწორობა არის კონკურენცია ლიგანდებს შორის ლითონის იონისთვის, მეორე შემთხვევაში. , ლითონის გაცვლის წონასწორობა არის კონკურენცია ლითონის იონებს შორის თითო ლიგანდზე. გაიმარჯვებს ყველაზე გამძლე კომპლექსის ფორმირების პროცესი. მაგალითად, ხსნარი შეიცავს იონებს: მაგნიუმს, თუთიას, რკინას (III), სპილენძს, ქრომს (II), რკინას (II) და მანგანუმს (II). როდესაც ამ ხსნარში შეჰყავთ მცირე რაოდენობით ეთილენდიამინტეტრაძმარმჟავა (EDTA), წარმოიქმნება კონკურენცია ლითონის იონებს შორის და რკინის (III) შეერთება კომპლექსში, რადგან ის ქმნის ყველაზე გამძლე კომპლექსს EDTA-სთან.

სხეულში მუდმივად ხდება ბიომეტალების (Mb) და ბიოლიგანდების (Lb) ურთიერთქმედება, სასიცოცხლო ბიოკომპლექსების (MbLb) წარმოქმნა და განადგურება:

ადამიანის ორგანიზმში, ცხოველებსა და მცენარეებში არსებობს ამ ბალანსის დაცვისა და შენარჩუნების სხვადასხვა მექანიზმი სხვადასხვა ქსენობიოტიკებისგან (უცხო ნივთიერებები), მათ შორის მძიმე მეტალის იონებისგან. მძიმე მეტალის იონები, რომლებიც არ არის კომპლექსური და მათი ჰიდროქსო კომპლექსები ტოქსიკური ნაწილაკებია (Mt). ამ შემთხვევებში, მეტალ-ლიგანდის ბუნებრივ წონასწორობასთან ერთად, შეიძლება წარმოიშვას ახალი წონასწორობა, უფრო გამძლე უცხო კომპლექსების წარმოქმნით, რომლებიც შეიცავს ტოქსიკურ ლითონებს (MtLb) ან ტოქსიკურ ლიგანდებს (MbLt), რომლებიც არ მოქმედებს.

აუცილებელი ბიოლოგიური ფუნქციები. როდესაც ეგზოგენური ტოქსიკური ნაწილაკები სხეულში შედიან, წარმოიქმნება კომბინირებული წონასწორობა და, შედეგად, ხდება პროცესების კონკურენცია. უპირატესი პროცესი იქნება ის, რაც გამოიწვევს ყველაზე გამძლე რთული ნაერთის ფორმირებას:

ლითონის ლიგანდების ჰომეოსტაზის დარღვევა იწვევს მეტაბოლურ დარღვევებს, თრგუნავს ფერმენტის აქტივობას, ანადგურებს მნიშვნელოვან მეტაბოლიტებს, როგორიცაა ATP, უჯრედის მემბრანები და არღვევს უჯრედებში იონის კონცენტრაციის გრადიენტს. ამიტომ იქმნება ხელოვნური თავდაცვის სისტემები. ამ მეთოდში თავის კუთვნილ ადგილს იკავებს ქელატაციური თერაპია (კომპლექსური თერაპია).

ქელატაციური თერაპია არის ორგანიზმიდან ტოქსიკური ნაწილაკების მოცილება, მათი ს-ელემენტების კომპლექსონატებით შელაციის საფუძველზე. წამლებს, რომლებიც გამოიყენება ორგანიზმში შემავალი ტოქსიკური ნაწილაკების მოსაშორებლად, დეტოქსიკატორებს უწოდებენ.(Lg). ტოქსიკური ნაწილაკების ქელაცია ლითონის კომპლექსონატებთან (Lg) გარდაქმნის ტოქსიკურ მეტალის იონებს (Mt) არატოქსიკურ (MtLg) შეკავშირებულ ფორმებად, რომლებიც შესაფერისია სეკვესტრირებისთვის და მემბრანის შეღწევისთვის, ტრანსპორტირებისთვის და ორგანიზმიდან გამოდევნისთვის. ისინი ინარჩუნებენ ქელატაციურ ეფექტს სხეულში, როგორც ლიგანდის (კომპლექსის) და ლითონის იონის მიმართ. ეს უზრუნველყოფს სხეულის მეტალის ლიგანდის ჰომეოსტაზს. ამიტომ კომპლექსონატების გამოყენება მედიცინაში, მეცხოველეობასა და კულტურების წარმოებაში უზრუნველყოფს ორგანიზმის დეტოქსიკაციას.

ქელატაციური თერაპიის ძირითადი თერმოდინამიკური პრინციპები შეიძლება ჩამოყალიბდეს ორ პოზიციაზე.

I. დეტოქსიკანტი (Lg) ეფექტურად უნდა აკავშირებდეს ტოქსიკურ იონებს (Mt, Lt), ახლად წარმოქმნილი ნაერთები (MtLg) უნდა იყოს უფრო ძლიერი ვიდრე ის, რაც არსებობდა სხეულში:

II. დეტოქსიკატორმა არ უნდა გაანადგუროს სასიცოცხლო კომპლექსური ნაერთები (MbLb); ნაერთები, რომლებიც შეიძლება წარმოიქმნას დეტოქსიკანტისა და ბიომეტალური იონების (MbLg) ურთიერთქმედების დროს, უნდა იყოს ნაკლებად გამძლე, ვიდრე ორგანიზმში არსებული:

7.11. კომპლექსების და კომპლექსურების გამოყენება მედიცინაში

კომპლექსის მოლეკულები პრაქტიკულად არ განიცდიან რღვევას ან რაიმე ცვლილებას ბიოლოგიურ გარემოში, რაც მათი მნიშვნელოვანი ფარმაკოლოგიური თვისებაა. კომპლექსები უხსნადია ლიპიდებში და ძლიერად ხსნადი წყალში, ამიტომ ისინი არ აღწევენ ან ცუდად აღწევენ უჯრედულ მემბრანებში და შესაბამისად: 1) არ გამოიყოფა ნაწლავებით; 2) კომპლექსური აგენტების შეწოვა ხდება მხოლოდ მათი შეყვანისას (მხოლოდ პენიცილამინი მიიღება პერორალურად); 3) სხეულში კომპლექსები ძირითადად ცირკულირებენ უჯრედგარე სივრცეში; 4) ორგანიზმიდან გამოყოფა ძირითადად თირკმელებით ხდება. ეს პროცესი სწრაფად ხდება.

ნივთიერებები, რომლებიც აღმოფხვრის შხამების მოქმედებას ბიოლოგიურ სტრუქტურებზე და ახდენენ შხამების ინაქტივაციას ქიმიური რეაქციების გზით, ე.წ. ანტიდოტები.

ერთ-ერთი პირველი ანტიდოტი, რომელიც გამოიყენებოდა ქელატაციურ თერაპიაში, იყო ბრიტანული ანტი-ლევიზიტი (BAL). Unithiol ამჟამად გამოიყენება:

ეს პრეპარატი ეფექტურად შლის დარიშხანს, ვერცხლისწყალს, ქრომს და ბისმუტს ორგანიზმიდან. თუთიით, კადმიუმით, ტყვიით და ვერცხლისწყლით მოწამვლისთვის ყველაზე ფართოდ გამოიყენება კომპლექსები და კომპლექსონატები. მათი გამოყენება ემყარება მეტალის იონებთან უფრო ძლიერი კომპლექსების წარმოქმნას, ვიდრე იგივე იონების კომპლექსები გოგირდის შემცველ ცილებთან, ამინომჟავებთან და ნახშირწყლებთან. ტყვიის მოსაშორებლად გამოიყენება EDTA-ზე დაფუძნებული პრეპარატები. დიდი დოზებით ნარკოტიკების ორგანიზმში შეყვანა საშიშია, რადგან ისინი აკავშირებენ კალციუმის იონებს, რაც იწვევს მრავალი ფუნქციის მოშლას. ამიტომ იყენებენ ტეტაცინი(CaNa 2 EDTA), რომელიც გამოიყენება ტყვიის, კადმიუმის, ვერცხლისწყლის, იტრიუმის, ცერიუმის და სხვა იშვიათი დედამიწის ლითონებისა და კობალტის მოსაშორებლად.

1952 წელს თეტაცინის პირველი თერაპიული გამოყენების შემდეგ, ამ პრეპარატმა ფართო გამოყენება მოიპოვა პროფესიული დაავადებების კლინიკაში და კვლავ რჩება შეუცვლელი ანტიდოტი. ძალიან საინტერესოა თეტაცინის მოქმედების მექანიზმი. ტოქსიკური იონები ანაცვლებენ კოორდინირებულ კალციუმის იონს თეტაცინიდან ჟანგბადთან და EDTA-სთან უფრო ძლიერი ბმების წარმოქმნის გამო. კალციუმის იონი, თავის მხრივ, ანაცვლებს ნატრიუმის ორ დარჩენილ იონს:

თეტაცინი ორგანიზმში შეჰყავთ 5-10%-იანი ხსნარის სახით, რომლის საფუძველია მარილიანი ხსნარი. ამრიგად, ინტრაპერიტონეალური ინექციიდან უკვე 1,5 საათის შემდეგ, თეტაცინის შეყვანილი დოზის 15% რჩება ორგანიზმში, 6 საათის შემდეგ - 3%, ხოლო 2 დღის შემდეგ - მხოლოდ 0,5%. პრეპარატი მოქმედებს ეფექტურად და სწრაფად ტეტაცინის შეყვანის ინჰალაციის მეთოდის გამოყენებისას. ის სწრაფად შეიწოვება და დიდი ხნის განმავლობაში ცირკულირებს სისხლში. გარდა ამისა, თეტაცინი გამოიყენება გაზის განგრენისგან დასაცავად. ის აფერხებს თუთიისა და კობალტის იონების მოქმედებას, რომლებიც წარმოადგენენ ლეციტინაზას ფერმენტის აქტივატორებს, რომელიც წარმოადგენს გაზის განგრენის ტოქსინს.

ტოქსინების შეერთება თეტაცინის მიერ დაბალტოქსიკურ და უფრო გამძლე ქელატის კომპლექსში, რომელიც არ ნადგურდება და ადვილად გამოიყოფა ორგანიზმიდან თირკმელების საშუალებით, უზრუნველყოფს დეტოქსიკაციას და დაბალანსებულ მინერალურ კვებას. სტრუქტურით და შემადგენლობით ახლოს არის წინასწარ

პარატამი EDTA არის დიეთილენტრიამინ-პენტაძმარმჟავას ნატრიუმის კალციუმის მარილი (CaNa 3 DTPA) - პენტაცინიდა დიეთილენტრიამინპენტაფოსფონის მჟავას ნატრიუმის მარილი (Na 6 DTPP) - ტრიმეფა-ცინი.პენტაცინი გამოიყენება ძირითადად რკინის, კადმიუმის და ტყვიის ნაერთებით მოწამვლისთვის, ასევე რადიონუკლიდების (ტექნეტიუმი, პლუტონიუმი, ურანი) მოსაცილებლად.

ეთილენდიამინის დიიზოპროპილფოსფონის მჟავას ნატრიუმის მარილი (CaNa 2 EDTP) ფოსფიცინიწარმატებით გამოიყენება ვერცხლისწყლის, ტყვიის, ბერილიუმის, მანგანუმის, აქტინიდების და სხვა ლითონების ორგანიზმიდან მოსაშორებლად. კომპლექსონატები ძალიან ეფექტურია ზოგიერთი ტოქსიკური ანიონის მოსაშორებლად. მაგალითად, კობალტის(II) ეთილენდიამინტეტრააცეტატი, რომელიც ქმნის შერეულ ლიგანდურ კომპლექსს CN-თან, შეიძლება რეკომენდებული იყოს როგორც ანტიდოტი ციანიდით მოწამვლისთვის. მსგავსი პრინციპი საფუძვლად უდევს ტოქსიკური ორგანული ნივთიერებების მოცილების მეთოდებს, მათ შორის პესტიციდებს, რომლებიც შეიცავს ფუნქციურ ჯგუფებს დონორის ატომებით, რომლებსაც შეუძლიათ კომპლექსონატ ლითონთან ურთიერთქმედება.

ეფექტური პრეპარატია სუკიმერი(დიმერკაპტოსაქცინის მჟავა, დიმერკაპტოსაქცინის მჟავა, ქემეტი). ის მტკიცედ აკავშირებს თითქმის ყველა ტოქსიკურ ნივთიერებას (Hg, As, Pb, Cd), მაგრამ ორგანიზმიდან გამოაქვს ბიოგენური ელემენტების (Cu, Fe, Zn, Co) იონები, ამიტომ თითქმის არ გამოიყენება.

ფოსფორის შემცველი კომპლექსონატები წარმოადგენენ ფოსფატებისა და კალციუმის ოქსალატების კრისტალური წარმოქმნის მძლავრ ინჰიბიტორებს. ქსიდიფონი, HEDP-ის კალიუმ-ნატრიუმის მარილი, შემოთავაზებულია, როგორც კალციფიკაციის საწინააღმდეგო საშუალება უროლიტიზის სამკურნალოდ. დიფოსფონატები, გარდა ამისა, მინიმალური დოზებით, ზრდის კალციუმის შეყვანას ძვლოვან ქსოვილში და ხელს უშლის მის პათოლოგიურ გამოყოფას ძვლებიდან. HEDP და სხვა დიფოსფონატები ხელს უშლიან სხვადასხვა სახის ოსტეოპოროზის, მათ შორის თირკმლის ოსტეოდისტროფიას, პაროდონტს.

განადგურება, ისევე როგორც ცხოველებში გადანერგილი ძვლის განადგურება. ასევე აღწერილია HEDP-ის ანტიათეროსკლეროზული ეფექტი.

აშშ-ში, რიგი დიფოსფონატები, კერძოდ HEDP, შემოთავაზებულია, როგორც ფარმაცევტული საშუალება ადამიანებისა და ცხოველების სამკურნალოდ, რომლებიც განიცდიან ძვლის მეტასტაზური კიბოთი. მემბრანის გამტარიანობის რეგულირებით, ბისფოსფონატები ხელს უწყობენ უჯრედში სიმსივნის საწინააღმდეგო პრეპარატების ტრანსპორტირებას და, შესაბამისად, სხვადასხვა ონკოლოგიური დაავადებების ეფექტურ მკურნალობას.

თანამედროვე მედიცინის ერთ-ერთი აქტუალური პრობლემაა სხვადასხვა დაავადების სწრაფი დიაგნოსტიკის ამოცანა. ამ ასპექტში, უდავო ინტერესს წარმოადგენს კათიონების შემცველი წამლების ახალი კლასი, რომელსაც შეუძლია შეასრულოს ზონდის ფუნქციები - რადიოაქტიური მაგნიტორელაქსაცია და ფლუორესცენტური ეტიკეტები. გარკვეული ლითონების რადიოიზოტოპები გამოიყენება რადიოფარმაცევტული საშუალებების ძირითად კომპონენტებად. ამ იზოტოპების კათიონების ქელაცია კომპლექსონებთან შესაძლებელს ხდის გაზარდოს მათი ტოქსიკოლოგიური მისაღებობა ორგანიზმისთვის, ხელი შეუწყოს მათ ტრანსპორტირებას და უზრუნველყოს გარკვეულ საზღვრებში კონცენტრაციის სელექციურობა გარკვეულ ორგანოებში.

მოცემული მაგალითები არავითარ შემთხვევაში არ ამოწურავს მედიცინაში კომპლექსონატების გამოყენების ფორმების მრავალფეროვნებას. ამრიგად, მაგნიუმის ეთილენდიამინტეტრააცეტატის დიკალიუმის მარილი გამოიყენება პათოლოგიის დროს ქსოვილებში სითხის შემცველობის დასარეგულირებლად. EDTA გამოიყენება ანტიკოაგულანტული სუსპენზიების შემადგენლობაში, რომლებიც გამოიყენება სისხლის პლაზმის გამოყოფისას, როგორც ადენოზინტრიფოსფატის სტაბილიზატორი სისხლში გლუკოზის განსაზღვრისას და კონტაქტური ლინზების გაუფერულებასა და შესანახად. ბისფოსფონატები ფართოდ გამოიყენება რევმატოიდული დაავადებების სამკურნალოდ. ისინი განსაკუთრებით ეფექტურია როგორც ართრიტის საწინააღმდეგო აგენტები ანთების საწინააღმდეგო საშუალებებთან ერთად.

7.12. კომპლექსები მაკროციკლური ნაერთებით

ბუნებრივ კომპლექსურ ნაერთებს შორის განსაკუთრებული ადგილი უკავია მაკროკომპლექსებს, რომლებიც დაფუძნებულია ციკლურ პოლიპეპტიდებზე, რომლებიც შეიცავს გარკვეული ზომის შიდა ღრუებს, რომლებშიც არის რამდენიმე ჟანგბადის შემცველი ჯგუფი, რომელსაც შეუძლია დააკავშიროს ამ ლითონების კატიონები, მათ შორის ნატრიუმი და კალიუმი, რომელთა ზომები შეესაბამება. ღრუს ზომებზე. ასეთი ნივთიერებები, რომლებიც ბიოლოგიურ

ბრინჯი. 7.2.ვალინომიცინის კომპლექსი K+ იონთან ერთად

ical მასალები, უზრუნველყოფენ იონების ტრანსპორტირებას მემბრანებში და ამიტომ ე.წ იონოფორები.მაგალითად, ვალინომიცინი ახორციელებს კალიუმის იონის ტრანსპორტირებას მემბრანის გასწვრივ (სურათი 7.2).

სხვა პოლიპეპტიდის გამოყენება - გრამიციდინი ანატრიუმის კათიონების ტრანსპორტირება ხდება სარელეო მექანიზმის მეშვეობით. ეს პოლიპეპტიდი იკეცება "მილაკში", რომლის შიდა ზედაპირი გაფორმებულია ჟანგბადის შემცველი ჯგუფებით. შედეგი არის

საკმარისად გრძელი ჰიდროფილური არხი გარკვეული ჯვრის მონაკვეთით, რომელიც შეესაბამება ნატრიუმის იონის ზომას. ნატრიუმის იონი, რომელიც შედის ჰიდროფილურ არხში ერთი მხრიდან, გადადის ერთი ჟანგბადის ჯგუფიდან მეორეზე, როგორც სარელეო რბოლა იონური გამტარი არხის მეშვეობით.

ასე რომ, ციკლურ პოლიპეპტიდის მოლეკულას აქვს ინტრამოლეკულური ღრუ, რომელშიც შეიძლება შევიდეს გარკვეული ზომისა და გეომეტრიის სუბსტრატი, გასაღებისა და საკეტის პრინციპის მსგავსი. ასეთი შინაგანი რეცეპტორების ღრუ ესაზღვრება აქტიური ცენტრებით (ენდორეცეპტორები). ლითონის იონის ბუნებიდან გამომდინარე, შეიძლება მოხდეს არაკოვალენტური ურთიერთქმედება (ელექტროსტატიკური, წყალბადის ბმების წარმოქმნა, ვან დერ ვაალის ძალები) ტუტე ლითონებთან და კოვალენტური ურთიერთქმედება ტუტე მიწის ლითონებთან. ამის შედეგად, სუპრამოლეკულები- რთული ასოციაციები, რომლებიც შედგება ორი ან მეტი ნაწილაკისგან, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული მოლეკულური ძალებით.

ცოცხალ ბუნებაში ყველაზე გავრცელებული ტეტრადენტატური მაკროციკლებია პორფინები და კორინოიდები, რომლებიც მსგავსია სტრუქტურით.სქემატურად, ტეტრადენტის ციკლი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი ფორმით (ნახ. 7.3), სადაც რკალი წარმოადგენს იმავე ტიპის ნახშირბადის ჯაჭვებს, რომლებიც აკავშირებენ დონორის აზოტის ატომებს დახურულ ციკლში; R1, R2, R3, P4 არის ნახშირწყალბადის რადიკალები; Mn+ არის ლითონის იონი: ქლოროფილში არის Mg 2+ იონი, ჰემოგლობინში არის Fe 2+ იონი, ჰემოციაინში არის Cu 2+ იონი, ვიტამინ B 12 (კობალამინი) არის Co 3+ იონი. .

დონორის აზოტის ატომები განლაგებულია კვადრატის კუთხეებში (მითითებულია წერტილოვანი ხაზებით). ისინი მკაცრად კოორდინირებულია სივრცეში. Ამიტომაც

პორფირინები და კორინოიდები ქმნიან სტაბილურ კომპლექსებს სხვადასხვა ელემენტების კატიონებთან და ტუტე მიწის ლითონებთანაც კი. აუცილებელია, რომ ლიგანდის სიმჭიდროვის მიუხედავად, კომპლექსის ქიმიური ბმა და სტრუქტურა განისაზღვრება დონორის ატომებით.მაგალითად, სპილენძის კომპლექსებს NH 3, ეთილენდიამინი და პორფირინი აქვთ იგივე კვადრატული სტრუქტურა და მსგავსი ელექტრონული კონფიგურაცია. მაგრამ პოლიდენტატური ლიგანდები მეტალის იონებს უფრო ძლიერად უკავშირდებიან, ვიდრე მონოდენტატური ლიგანდები

ბრინჯი. 7.3.ტეტრადენტატის მაკროციკლი

იგივე დონორი ატომებით. ეთილენდიამინის კომპლექსების სიძლიერე 8-10 ბრძანებით აღემატება იმავე ლითონების სიძლიერეს ამიაკით.

ლითონის იონების ბიოორგანული კომპლექსები ცილებთან ე.წ ბიოკლასტერები -ლითონის იონების კომპლექსები მაკროციკლურ ნაერთებთან (ნახ. 7.4).

ბრინჯი. 7.4.ცილის კომპლექსების გარკვეული ზომის ბიოკლასტერების სტრუქტურის სქემატური წარმოდგენა d-ელემენტების იონებით. ცილის მოლეკულების ურთიერთქმედების სახეები. M n+ - აქტიური ცენტრი ლითონის იონი

ბიოკლასტერის შიგნით არის ღრუ. მასში შედის ლითონი, რომელიც ურთიერთქმედებს შემაერთებელი ჯგუფების დონორ ატომებთან: OH -, SH -, COO -, -NH 2, ცილებს, ამინომჟავებს. ყველაზე ცნობილი მეტალოფერები არიან

ფერმენტები (კარბოანჰიდრაზა, ქსანტინოქსიდაზა, ციტოქრომები) არის ბიოკლასტერები, რომელთა ღრუები ქმნიან ფერმენტულ ცენტრებს, რომლებიც შეიცავს Zn, Mo, Fe, შესაბამისად.

7.13. მრავალმხრივი კომპლექსები

ჰეტეროვალენტური და ჰეტერონუკლეარული კომპლექსები

კომპლექსებს, რომლებიც შეიცავს ერთი ან სხვადასხვა ელემენტის რამდენიმე ცენტრალურ ატომს, ეწოდება მრავალბირთვიანი.მრავალბირთვული კომპლექსების წარმოქმნის შესაძლებლობას განსაზღვრავს ზოგიერთი ლიგანდის უნარი ორ ან სამ მეტალის იონთან შეკავშირების. ასეთ ლიგანდებს ე.წ ხიდიშესაბამისად ხიდიკომპლექსებსაც უწოდებენ. პრინციპში ასევე შესაძლებელია მონატომური ხიდები, მაგალითად:

ისინი იყენებენ ელექტრონების მარტოხელა წყვილებს, რომლებიც მიეკუთვნებიან იმავე ატომს. ხიდების როლი შეიძლება შეასრულოს პოლიატომური ლიგანდები.ასეთი ხიდები იყენებენ ცალკეულ ელექტრონულ წყვილებს, რომლებიც მიეკუთვნებიან სხვადასხვა ატომებს პოლიატომური ლიგანდი.

ᲐᲐ. გრინბერგი და ფ.მ. ფილინოვმა შეისწავლა შემადგენლობის დამაკავშირებელი ნაერთები, რომლებშიც ლიგანდი აკავშირებს იმავე ლითონის რთულ ნაერთებს, მაგრამ სხვადასხვა დაჟანგვის მდგომარეობებში. გ.ტაუბემ დაუძახა მათ ელექტრონის გადაცემის კომპლექსები.მან შეისწავლა ელექტრონების გადაცემის რეაქციები სხვადასხვა მეტალის ცენტრალურ ატომებს შორის. რედოქსის რეაქციების კინეტიკისა და მექანიზმის სისტემატურმა კვლევებმა მიგვიყვანა დასკვნამდე, რომ ელექტრონის გადაცემა ორ კომპლექსს შორის

მოდის შედეგად ლიგანტური ხიდის გავლით. ელექტრონების გაცვლა 2 + და 2 + შორის ხდება შუალედური ხიდის კომპლექსის წარმოქმნით (ნახ. 7.5). ელექტრონის გადაცემა ხდება ქლორიდის ხიდის ლიგანდის მეშვეობით, რომელიც მთავრდება 2+ კომპლექსების წარმოქმნით; 2+.

ბრინჯი. 7.5.ელექტრონის გადაცემა შუალედურ მრავალბირთვულ კომპლექსში

პოლინუკლეარული კომპლექსების ფართო სპექტრი მიღებულია ორგანული ლიგანდების გამოყენებით, რომლებიც შეიცავს რამდენიმე დონორ ჯგუფს. მათი ფორმირების პირობაა ლიგანდში დონორი ჯგუფების მოწყობა, რაც არ იძლევა ქელატის ციკლების დახურვის საშუალებას. ხშირია შემთხვევები, როცა ლიგანდს აქვს უნარი დახუროს ქელატური ციკლი და ამავდროულად იმოქმედოს როგორც ხიდი.

ელექტრონის გადაცემის აქტიური პრინციპია გარდამავალი ლითონები, რომლებიც ავლენენ რამდენიმე სტაბილურ ჟანგვის მდგომარეობას. ეს იძლევა ტიტანის, რკინის და სპილენძის იონებს ელექტრონის გადამტან იდეალურ თვისებებს. Ti და Fe-ზე დაფუძნებული ჰეტეროვალენტური (HVC) და ჰეტერონუკლეარული კომპლექსების (HNC) ფორმირების ვარიანტების ნაკრები წარმოდგენილია ნახ. 7.6.

რეაქცია

რეაქცია (1) ეწოდება ჯვარედინი რეაქცია.გაცვლითი რეაქციების დროს, ჰეტეროვალენტური კომპლექსები იქნება შუალედური. ყველა თეორიულად შესაძლო კომპლექსი რეალურად წარმოიქმნება ხსნარში გარკვეულ პირობებში, რაც დადასტურებულია სხვადასხვა ფიზიკოქიმიური კვლევებით.

ბრინჯი. 7.6.ჰეტეროვალენტური კომპლექსების და ჰეტერონუკლეარული კომპლექსების წარმოქმნა, რომლებიც შეიცავს Ti და Fe

მეთოდები. იმისათვის, რომ მოხდეს ელექტრონის გადაცემა, რეაგენტები უნდა იყვნენ ენერგიით ახლოს მდგომარეობებში. ამ მოთხოვნას ფრანკ-კონდონის პრინციპი ეწოდება. ელექტრონის გადაცემა შეიძლება მოხდეს იმავე გარდამავალი ელემენტის ატომებს შორის, რომლებიც იმყოფებიან HVA-ს დაჟანგვის სხვადასხვა მდგომარეობაში, ან HCA-ს სხვადასხვა ელემენტებს შორის, რომელთა ლითონის ცენტრების ბუნება განსხვავებულია. ეს ნაერთები შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ელექტრონის გადაცემის კომპლექსები. ისინი ბიოლოგიურ სისტემებში ელექტრონებისა და პროტონების მოსახერხებელი მატარებლები არიან. ელექტრონის დამატება და დონაცია იწვევს ცვლილებებს მხოლოდ ლითონის ელექტრონულ კონფიგურაციაში, კომპლექსის ორგანული კომპონენტის სტრუქტურის შეცვლის გარეშე.ყველა ამ ელემენტს აქვს რამდენიმე სტაბილური დაჟანგვის მდგომარეობა (Ti +3 და +4; Fe +2 და +3; Cu +1 და +2). ჩვენი აზრით, ამ სისტემებს ბუნებით ენიჭება უნიკალური როლი ბიოქიმიური პროცესების შექცევადობის უზრუნველსაყოფად მინიმალური ენერგიის ხარჯებით. შექცევადი რეაქციები მოიცავს რეაქციებს, რომლებსაც აქვთ თერმოდინამიკური და თერმოქიმიური მუდმივები 10-3-დან 103-მდე და მცირე მნიშვნელობით ΔG o და ე ოპროცესები. ამ პირობებში, საწყისი მასალები და რეაქციის პროდუქტები შეიძლება იმყოფებოდეს შესადარებელ კონცენტრაციებში. გარკვეულ დიაპაზონში მათი შეცვლისას ადვილია პროცესის შექცევადობის მიღწევა, ამიტომ ბიოლოგიურ სისტემებში ბევრი პროცესი რხევითი (ტალღური) ხასიათისაა. ზემოაღნიშნული წყვილების შემცველი რედოქს სისტემები მოიცავს პოტენციალების ფართო სპექტრს, რაც მათ საშუალებას აძლევს შევიდნენ ურთიერთქმედებებში, რომელსაც თან ახლავს Δ-ის ზომიერი ცვლილებები. გ ოდა E°, ბევრი სუბსტრატით.

HVA და GAC-ის წარმოქმნის ალბათობა მნიშვნელოვნად იზრდება, როდესაც ხსნარი შეიცავს პოტენციურად დამაკავშირებელ ლიგანდებს, ე.ი. მოლეკულები ან იონები (ამინომჟავები, ჰიდროქსი მჟავები, კომპლექსები და ა.შ.), რომლებსაც შეუძლიათ ერთდროულად ორი ლითონის ცენტრის შეკვრა. GVK-ში ელექტრონების დელოკალიზაციის შესაძლებლობა ხელს უწყობს კომპლექსის მთლიანი ენერგიის შემცირებას.

უფრო რეალისტურად, HVC და HNC ფორმირების შესაძლო ვარიანტების ნაკრები, რომელშიც ლითონის ცენტრების ბუნება განსხვავებულია, ჩანს ნახ. 7.6. GVK-ისა და GYAK-ის ფორმირების დეტალური აღწერა და მათი როლი ბიოქიმიურ სისტემებში განხილულია A.N.-ის ნაშრომებში. გლებოვა (1997). რედოქსის წყვილები უნდა იყოს სტრუქტურულად მორგებული ერთმანეთზე, რათა შესაძლებელი გახდეს გადაცემა. ხსნარის კომპონენტების შერჩევით, შეგიძლიათ „გაიფართოვოთ“ მანძილი, რომელზედაც ელექტრონი გადადის შემცირების აგენტიდან ჟანგვის აგენტზე. ნაწილაკების კოორდინირებული მოძრაობით, ელექტრონის გადაცემა დიდ დისტანციებზე შეიძლება მოხდეს ტალღის მექანიზმის საშუალებით. "დერეფანი" შეიძლება იყოს ჰიდრატირებული ცილოვანი ჯაჭვი და ა.შ. არსებობს ელექტრონის გადაცემის დიდი ალბათობა 100A-მდე მანძილზე. "დერეფნის" სიგრძე შეიძლება გაიზარდოს დანამატების დამატებით (ტუტე ლითონის იონები, ფონის ელექტროლიტები). ეს ხსნის დიდ შესაძლებლობებს HVA და HYA-ს შემადგენლობისა და თვისებების კონტროლის სფეროში. ხსნარებში ისინი ასრულებენ ერთგვარი „შავი ყუთის“ როლს, რომელიც სავსეა ელექტრონებითა და პროტონებით. გარემოებიდან გამომდინარე, მას შეუძლია გადასცეს ისინი სხვა კომპონენტებს ან შეავსოს თავისი "რეზერვები". მათთან დაკავშირებული რეაქციების შექცევადობა მათ საშუალებას აძლევს განმეორებით მიიღონ მონაწილეობა ციკლურ პროცესებში. ელექტრონები გადადიან ერთი ლითონის ცენტრიდან მეორეში და ირხევიან მათ შორის. რთული მოლეკულა რჩება ასიმეტრიული და შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს რედოქს პროცესებში. GVA და GNA აქტიურად მონაწილეობენ ბიოლოგიურ მედიაში რხევის პროცესებში. ამ ტიპის რეაქციას ეწოდება ოსცილატორული რეაქცია.ისინი გვხვდება ფერმენტულ კატალიზში, ცილების სინთეზში და ბიოლოგიურ ფენომენებთან თანმხლებ სხვა ბიოქიმიურ პროცესებში. ეს მოიცავს ფიჭური მეტაბოლიზმის პერიოდულ პროცესებს, აქტივობის ტალღებს გულის ქსოვილში, ტვინის ქსოვილში და ეკოლოგიური სისტემების დონეზე მიმდინარე პროცესებს. მეტაბოლიზმის მნიშვნელოვანი ეტაპია წყალბადის აბსტრაქცია საკვები ნივთიერებებიდან. ამავდროულად, წყალბადის ატომები გარდაიქმნება იონურ მდგომარეობაში და მათგან გამოყოფილი ელექტრონები შედიან სასუნთქ ჯაჭვში და ენერგიას უთმობენ ატფ-ის წარმოქმნას. როგორც დავადგინეთ, ტიტანის კომპლექსონატები არა მხოლოდ ელექტრონების, არამედ პროტონების აქტიური მატარებლები არიან. ტიტანის იონების უნარი შეასრულონ თავიანთი როლი ფერმენტების აქტიურ ცენტრში, როგორიცაა კატალაზები, პეროქსიდაზები და ციტოქრომები, განისაზღვრება მისი მაღალი უნარით შექმნას კომპლექსები, შექმნას კოორდინირებული იონის გეომეტრია, შექმნას მრავალბირთვული HVA და HNA სხვადასხვა შემადგენლობისა და თვისებების. pH-ის ფუნქციით, გარდამავალი ელემენტის Ti და კომპლექსის ორგანული კომპონენტის კონცენტრაცია, მათი მოლური თანაფარდობა. ეს უნარი გამოიხატება კომპლექსის გაზრდილი სელექციურობით

სუბსტრატებთან, მეტაბოლური პროცესების პროდუქტებთან მიმართებაში, კომპლექსში (ფერმენტში) და სუბსტრატში ბმების გააქტიურება კოორდინაციის გზით და სუბსტრატის ფორმის შეცვლა აქტიური ცენტრის სტერული მოთხოვნების შესაბამისად.

სხეულში ელექტროქიმიური გარდაქმნები, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტრონების გადაცემასთან, თან ახლავს ნაწილაკების დაჟანგვის ხარისხის ცვლილებას და ხსნარში რედოქს პოტენციალის გამოჩენას. ამ გარდაქმნებში მთავარი როლი ეკუთვნის მრავალბირთვულ კომპლექსებს GVK და GYAK. ისინი არიან თავისუფალი რადიკალების პროცესების აქტიური რეგულატორები, რეაქტიული ჟანგბადის სახეობების გადამუშავების სისტემა, წყალბადის ზეჟანგი, ოქსიდანტები, რადიკალები და მონაწილეობენ სუბსტრატების დაჟანგვაში, ასევე ანტიოქსიდანტური ჰომეოსტაზის შენარჩუნებაში და ორგანიზმის ოქსიდაციური სტრესისგან დაცვაში.მათი ფერმენტული მოქმედება ბიოსისტემებზე ფერმენტების მსგავსია (ციტოქრომები, სუპეროქსიდისმუტაზა, კატალაზა, პეროქსიდაზა, გლუტათიონ რედუქტაზა, დეჰიდროგენაზა). ეს ყველაფერი მიუთითებს გარდამავალი ელემენტის კომპლექსონატების მაღალ ანტიოქსიდანტურ თვისებებზე.

7.14. კითხვები და ამოცანები კლასებისა და გამოცდებისთვის თვითშემოწმების მომზადებისთვის

1.მოეცით რთული ნაერთების ცნება. რით განსხვავდებიან ისინი ორმაგი მარილებისგან და რა აქვთ მათ საერთო?

2. შეადგინეთ რთული ნაერთების ფორმულები მათი სახელებით: ამონიუმის დიჰიდროქსოტეტრაქლოროპლატინატი (IV), ტრიამმინტრინიტროკობალტი (III), მიეცით მათი მახასიათებლები; მიუთითეთ შიდა და გარე კოორდინაციის სფეროები; ცენტრალური იონი და მისი დაჟანგვის მდგომარეობა: ლიგანდები, მათი რაოდენობა და სიმკვრივე; კავშირების ბუნება. დაწერეთ დისოციაციის განტოლება წყალხსნარში და გამოხატულება მდგრადობის მუდმივობისთვის.

3. რთული ნაერთების ზოგადი თვისებები, დისოციაცია, კომპლექსების მდგრადობა, კომპლექსების ქიმიური თვისებები.

4.როგორ ხასიათდება კომპლექსების რეაქტიულობა თერმოდინამიკური და კინეტიკური პოზიციებიდან?

5.რომელი ამინოკომპლექსები იქნება უფრო გამძლე ვიდრე ტეტრაამინო-სპილენძი (II) და რომელი ნაკლებად გამძლე?

6. მოიყვანეთ ტუტე ლითონის იონების მიერ წარმოქმნილი მაკროციკლური კომპლექსების მაგალითები; d-ელემენტების იონები.

7. რის საფუძველზე ხდება კომპლექსების კლასიფიკაცია ქელატებად? მიეცით ქელატური და არაქელატური რთული ნაერთების მაგალითები.

8. მაგალითად, სპილენძის გლიცინატის გამოყენებით, მიეცით ინტრაკომპლექსური ნაერთების კონცეფცია. დაწერეთ მაგნიუმის კომპლექსონატის სტრუქტურული ფორმულა ეთილენდიამინტეტრაძმარმჟავასთან ნატრიუმის სახით.

9. მიეცით პოლინუკლეარული კომპლექსის სქემატური სტრუქტურული ფრაგმენტი.

10. განსაზღვრეთ პოლინუკლეარული, ჰეტერონუკლეარული და ჰეტერვალენტური კომპლექსები. გარდამავალი ლითონების როლი მათ წარმოქმნაში. ამ კომპონენტების ბიოლოგიური როლი.

11.რა სახის ქიმიური ბმები გვხვდება რთულ ნაერთებში?

12. ჩამოთვალეთ ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის ძირითადი ტიპები, რომლებიც შეიძლება მოხდეს კომპლექსის ცენტრალურ ატომზე. როგორია კომპლექსის გეომეტრია ჰიბრიდიზაციის სახეობიდან გამომდინარე?

13. s-, p- და d-ბლოკების ელემენტების ატომების ელექტრონული აგებულებიდან გამომდინარე, შეადარეთ კომპლექსების წარმოქმნის უნარი და მათი ადგილი კომპლექსების ქიმიაში.

14. განსაზღვრეთ კომპლექსები და კომპლექსონატები. მიეცით მაგალითები, რომლებიც ყველაზე მეტად გამოიყენება ბიოლოგიასა და მედიცინაში. მიეცით თერმოდინამიკური პრინციპები, რომლებზეც დაფუძნებულია ქელატაციური თერაპია. კომპლექსონატების გამოყენება ორგანიზმიდან ქსენობიოტიკების გასანეიტრალებლად და აღმოსაფხვრელად.

15. განვიხილოთ ადამიანის ორგანიზმში ლითონის ლიგანდების ჰომეოსტაზის დარღვევის ძირითადი შემთხვევები.

16. მოიყვანეთ რკინის, კობალტის, თუთიის შემცველი ბიოკომპლექსური ნაერთების მაგალითები.

17. ჰემოგლობინის შემცველი კონკურენტული პროცესების მაგალითები.

18. მეტალის იონების როლი ფერმენტებში.

19. ახსენით, რატომ არის კობალტი რთული ლიგანტების (პოლიდენტატის) კომპლექსებში დაჟანგვის მდგომარეობა +3, ხოლო ჩვეულებრივ მარილებში, როგორიცაა ჰალოიდები, სულფატები, ნიტრატები, ჟანგვის მდგომარეობაა +2?

20.სპილენძს ახასიათებს +1 და +2 ჟანგვის მდგომარეობები. შეუძლია თუ არა სპილენძს ელექტრონის გადაცემის რეაქციების კატალიზირება?

21. შეუძლია თუთიას რედოქს რეაქციების კატალიზაცია?

22.როგორია ვერცხლისწყლის, როგორც შხამის მოქმედების მექანიზმი?

23.რეაქციაში მიუთითეთ მჟავა და ფუძე:

AgNO 3 + 2NH 3 = NO 3.

24. ახსენით, რატომ გამოიყენება ჰიდროქსიეთილის დიფოსფონმჟავას კალიუმ-ნატრიუმის მარილი და არა HEDP.

25.როგორ ხორციელდება სხეულში ელექტრონის ტრანსპორტირება ბიოკომპლექსური ნაერთების შემადგენელი ლითონის იონების დახმარებით?

7.15. სატესტო ამოცანები

1. კომპლექსურ იონში ცენტრალური ატომის დაჟანგვის მდგომარეობა არის 2- უდრის:

ა) -4;

ბ)+2;

2-ზე;

დ)+4.

2. ყველაზე სტაბილური რთული იონი:

ა) 2-, Kn = 8,5x10 -15;

ბ) 2-, Kn = 1.5x10 -30;

გ) 2-, Kn = 4x10 -42;

დ) 2-, Kn = 1x10 -21.

3. ხსნარი შეიცავს 0,1 მოლ ნაერთს PtCl 4 4NH 3. რეაქციაში AgNO 3-თან, იგი წარმოქმნის 0,2 მოლ AgCl ნალექს. მიეცით საწყის ნივთიერებას კოორდინაციის ფორმულა:

ა)Cl;

ბ)Cl 3;

გ)Cl2;

დ) Cl 4.

4. რა ფორმის შედეგად წარმოიქმნება კომპლექსები sp 3 d 2-გი- ჰიბრიდიზაცია?

1) ტეტრაედონი;

2) კვადრატი;

4) ტრიგონალური ბიპირამიდა;

5) ხაზოვანი.

5. აირჩიეთ ნაერთის პენტაამინის ქლოროკობალტის (III) სულფატის ფორმულა:

ა) ნა 3 ;

6)[CoCl2 (NH3)4]Cl;

გ) K2 [Co(SCN) 4];

დ)SO 4;

ე) [Co(H 2 O) 6 ] C1 3 .

6. რომელი ლიგანდებია პოლიდენტატი?

ა) C1 - ;

ბ)H2O;

გ) ეთილენდიამინი;

დ)NH3;

ე) SCN - .

7. კომპლექსური აგენტებია:

ა) ელექტრონული წყვილის დონორი ატომები;

გ) ატომები და იონები, რომლებიც იღებენ ელექტრონულ წყვილებს;

დ) ატომები და იონები, რომლებიც წარმოადგენენ ელექტრონული წყვილების დონორებს.

8. ელემენტები, რომლებსაც აქვთ ყველაზე ნაკლებად რთული ფორმირების უნარი, არის:

ა)ს; გ) დ;

ბ) გვ ; დ) ვ

9. ლიგანდები არიან:

ა) ელექტრონული წყვილის დონორი მოლეკულები;

ბ) ელექტრონული წყვილის მიმღები იონები;

გ) ელექტრონული წყვილების მოლეკულები და იონ-დონორები;

დ) მოლეკულები და იონები, რომლებიც იღებენ ელექტრონულ წყვილებს.

10. კომუნიკაცია კომპლექსის შიდა კოორდინაციის სფეროში:

ა) კოვალენტური გაცვლა;

ბ) კოვალენტური დონორ-აქცეპტორი;

გ) იონური;

დ) წყალბადი.

11. საუკეთესო კომპლექსური აგენტი იქნება:

კლასამდე დიკარბოქსილის მჟავებიეს მოიცავს ნაერთებს, რომლებიც შეიცავს ორ კარბოქსილის ჯგუფს. დიკარბოქსილის მჟავები იყოფა ნახშირწყალბადის რადიკალის ტიპის მიხედვით:

გაჯერებული;

უჯერი;

არომატული.

დიკარბოქსილის მჟავების ნომენკლატურამონოკარბოქსილის მჟავების ნომენკლატურის მსგავსი (ნაწილი 2, თავი 6.2):

ტრივიალური;

რადიკალურ-ფუნქციური;

სისტემატური.

დიკარბოქსილის მჟავას სახელების მაგალითები მოცემულია ცხრილში 25.

ცხრილი 25 - დიკარბოქსილის მჟავების ნომენკლატურა

იზომერიზმი.დიკარბოქსილის მჟავებისთვის დამახასიათებელია იზომერიზმის შემდეგი ტიპები:

სტრუქტურული:

ჩონჩხიანი.

სივრცითი :

ოპტიკური.

დიკარბოქსილის მჟავების მიღების მეთოდები.დიკარბოქსილის მჟავები მზადდება იგივე მეთოდებით, როგორც მონოკარბოქსილის მჟავებისთვის, გარდა რამდენიმე სპეციალური მეთოდისა, რომელიც გამოიყენება ცალკეულ მჟავებზე.

დიკარბოქსილის მჟავების მომზადების ზოგადი მეთოდები

დიოლების და ციკლური კეტონების დაჟანგვა:

ნიტრილების ჰიდროლიზი:

დიოლების კარბონილირება:

ოქსილის მჟავას მომზადება ნატრიუმის ფორმატიდან მყარი ტუტეს თანდასწრებით მისი შერწყმით:

მალონის მჟავას მომზადება:

ადიპინის მჟავას მომზადება. მრეწველობაში მიიღება ციკლოჰექსანოლის დაჟანგვით 50% აზოტის მჟავით სპილენძ-ვანადიუმის კატალიზატორის თანდასწრებით:

დიკარბოქსილის მჟავების ფიზიკური თვისებები. დიკარბოქსილის მჟავები არის მყარი. სერიის ქვედა ნაწილები ძალიან ხსნადია წყალში და მხოლოდ ოდნავ ხსნადი ორგანულ გამხსნელებში. წყალში გახსნისას ისინი ქმნიან მოლეკულურ წყალბადურ კავშირებს. წყალში ხსნადობის ზღვარი დევს თან 6 - თან 7 . ეს თვისებები საკმაოდ ბუნებრივია, რადგან პოლარული კარბოქსილის ჯგუფი მნიშვნელოვან ნაწილს წარმოადგენს თითოეულ მოლეკულაში.

ცხრილი 26 - დიკარბოქსილის მჟავების ფიზიკური თვისებები

ცხრილი 27 - დიკარბოქსილის მჟავების ქცევა გაცხელებისას

მჟავების მაღალი დნობის წერტილები ალკოჰოლებისა და ქლორიდების დნობისა და დუღილის წერტილებთან შედარებით, როგორც ჩანს, წყალბადის ბმების სიძლიერითაა განპირობებული. გაცხელებისას დიკარბოქსილის მჟავები იშლება და წარმოიქმნება სხვადასხვა პროდუქტები.

ქიმიური თვისებები.ორბაზის მჟავები ინარჩუნებენ კარბოქსილის მჟავებს საერთო თვისებებს. დიკარბოქსილის მჟავები გადაიქცევა მარილებად და ქმნიან იმავე წარმოებულებს, როგორც მონოკარბოქსილის მჟავებს (მჟავა ჰალოიდები, ანჰიდრიდები, ამიდები, ეთერები), მაგრამ რეაქციები შეიძლება მოხდეს ერთზე (არასრულ წარმოებულებზე) ან ორივე კარბოქსილის ჯგუფზე. წარმოებულების წარმოქმნის რეაქციის მექანიზმი იგივეა, რაც მონოკარბოქსილის მჟავებისთვის.

ორფუძიანი მჟავები ასევე ავლენენ უამრავ მახასიათებელს ორის გავლენის გამო UNS- ჯგუფები

მჟავე თვისებები. დიკარბოქსილის მჟავებს აქვთ გაზრდილი მჟავე თვისებები გაჯერებულ მონობაზურ მჟავებთან შედარებით (საშუალო იონიზაციის მუდმივები, ცხრილი 26). ამის მიზეზი არ არის მხოლოდ დამატებითი დისოციაცია მეორე კარბოქსილის ჯგუფში, ვინაიდან მეორე კარბოქსილის იონიზაცია გაცილებით რთულია და მეორე მუდმივის წვლილი მჟავე თვისებებში ძლივს შესამჩნევია.

ცნობილია, რომ ელექტრონის ამომყვანი ჯგუფი იწვევს კარბოქსილის მჟავების მჟავე თვისებების ზრდას, ვინაიდან კარბოქსილის ნახშირბადის ატომზე დადებითი მუხტის ზრდა აძლიერებს მეზომერულ ეფექტს. p,π-კონიუგაცია, რაც, თავის მხრივ, ზრდის კავშირის პოლარიზაციას ისდა ხელს უწყობს მის დაშლას. ეს ეფექტი უფრო გამოხატულია, რაც უფრო ახლოს არის კარბოქსილის ჯგუფები ერთმანეთთან. ოქსილის მჟავას ტოქსიკურობა უპირველეს ყოვლისა ასოცირდება მის მაღალ მჟავიანობასთან, რომლის ღირებულება უახლოვდება მინერალურ მჟავებს. გავლენის ინდუქციური ბუნების გათვალისწინებით, ცხადია, რომ დიკარბოქსილის მჟავების ჰომოლოგიურ სერიაში, მჟავე თვისებები მკვეთრად მცირდება, როდესაც კარბოქსილის ჯგუფები შორდებიან ერთმანეთს.

დიკარბოქსილის მჟავები იქცევიან როგორც ორფუძიანი და ქმნიან მარილების ორ სერიას - მჟავე (ბაზის ერთი ეკვივალენტით) და საშუალო (ორი ეკვივალენტით):

ნუკლეოფილური ჩანაცვლების რეაქციები . დიკარბოქსილის მჟავები, ისევე როგორც მონოკარბოქსილის მჟავები, განიცდიან ნუკლეოფილურ შემცვლელ რეაქციებს ერთი ან ორი ფუნქციური ჯგუფის მონაწილეობით და ქმნიან ფუნქციურ წარმოებულებს - ეთერებს, ამიდებს, მჟავას ქლორიდებს.

თვით ოქსილის მჟავას მაღალი მჟავიანობის გამო, მისი ეთერები მიიღება მჟავა კატალიზატორების გამოყენების გარეშე.

3. დიკარბოქსილის მჟავების სპეციფიკური რეაქციები. კარბოქსილის ჯგუფების შედარებითი განლაგება დიკარბოქსილის მჟავებში მნიშვნელოვნად მოქმედებს მათ ქიმიურ თვისებებზე. პირველი ჰომოლოგები რომლებშიც UNS-ჯგუფები ერთმანეთთან ახლოსაა - ოქსილის და მალონის მჟავებს - შეუძლიათ გაცხელებისას ნახშირბადის მონოქსიდის (IV) გაყოფა, რაც იწვევს კარბოქსილის ჯგუფის მოცილებას. დეკარბოქსილატის უნარი დამოკიდებულია მჟავის სტრუქტურაზე. მონოკარბოქსილის მჟავები უფრო რთულად კარგავენ კარბოქსილის ჯგუფს, მხოლოდ მაშინ, როდესაც მათი მარილები თბება მყარი ტუტეებით. მჟავის მოლეკულებში შეყვანისას EAშემცვლელები, იზრდება მათი ტენდენცია დეკარბოქსილატის მიმართ. ოქსილის და მალონის მჟავებში მეორე კარბოქსილის ჯგუფი მოქმედებს როგორც ასეთი EAდა ამით აადვილებს დეკარბოქსილირებას.

3.1

3.2

ოქსილის მჟავას დეკარბოქსილაცია გამოიყენება, როგორც ჭიანჭველა მჟავის სინთეზის ლაბორატორიული მეთოდი. მალონის მჟავის წარმოებულების დეკარბოქსილაცია მნიშვნელოვანი ნაბიჯია კარბოქსილის მჟავების სინთეზში. დი- და ტრიკარბოქსილის მჟავების დეკარბოქსილაცია დამახასიათებელია მრავალი ბიოქიმიური პროცესისთვის.

ნახშირბადის ჯაჭვის გახანგრძლივებისა და ფუნქციური ჯგუფების ამოღების შემდეგ, მათი ურთიერთგავლენა სუსტდება. ამიტომ, ჰომოლოგიური სერიის შემდეგი ორი წევრი - სუქცინის და გლუტარის მჟავები - არ დეკარბოქსილატდება გაცხელებისას, მაგრამ კარგავს წყლის მოლეკულას და წარმოქმნის ციკლურ ანჰიდრიდებს. რეაქციის ეს კურსი განპირობებულია სტაბილური ხუთ ან ექვსწევრიანი რგოლის წარმოქმნით.

3.3

3.4 მჟავის პირდაპირი ესტერიფიკაციით მიიღება მისი სრული ეთერები, ხოლო ანჰიდრიდის ეკვიმოლური რაოდენობით ალკოჰოლთან ურთიერთქმედებით, შესაბამისი მჟავას ეთერები მიიღება:

3.4.1

3.4.2

3.5 იმიდების მომზადება . სუქცინის მჟავას ამონიუმის მარილის გაცხელებით მიიღება მისი იმიდი (საქცინიმიდი). ამ რეაქციის მექანიზმი იგივეა, რაც მათი მარილებისგან მონოკარბოქსილის მჟავების ამიდების მომზადებისას:

სუქცინიმიდში, იმინო ჯგუფში წყალბადის ატომს აქვს მნიშვნელოვანი პროტონის მობილურობა, რაც გამოწვეულია ორი მეზობელი კარბონილის ჯგუფის ელექტრონების ამოღების გავლენით. ეს არის მოპოვების საფუძველი ნ-ბრომო-სუკცინიმიდი არის ნაერთი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება, როგორც ბრომიატორული აგენტი ბრომის ალილურ მდგომარეობაში შესაყვანად:

ინდივიდუალური წარმომადგენლები. ოქსილის (ეთანის) მჟავა NOOS– UNS. მარილების სახით გვხვდება მჟაუნას ფოთლებში, მჟაუნასა და რევანდის ფოთლებში. ოქსილის მჟავას მარილებს და ეთერებს აქვთ საერთო სახელი ოქსალატები. ოქსილის მჟავას აქვს შემცირების თვისებები:

ეს რეაქცია გამოიყენება ანალიტიკურ ქიმიაში კალიუმის პერმანგანატის ხსნარების ზუსტი კონცენტრაციის დასადგენად. გოგირდმჟავას თანდასწრებით გაცხელებისას ხდება ოქსილის მჟავას დეკარბოქსილაცია, რასაც მოჰყვება მიღებული ჭიანჭველა მჟავის დაშლა:

ოქსილის მჟავისა და მისი მარილების გამოვლენის თვისებრივი რეაქცია არის უხსნადი კალციუმის ოქსალატის წარმოქმნა.

ოქსილის მჟავა ადვილად იჟანგება, რაოდენობრივად გარდაიქმნება ნახშირორჟანგად და წყალში:

რეაქცია იმდენად მგრძნობიარეა, რომ მას იყენებენ მოცულობით ანალიზში კალიუმის პერმანგანატის ხსნარების ტიტრების დასადგენად.

მალონის (პროპანდიუმის) მჟავა NOOS– CH 2 – UNS. შეიცავს შაქრის ჭარხლის წვენში. მალონის მჟავა გამოირჩევა წყალბადის ატომების მნიშვნელოვანი პროტონული მობილურობით მეთილენის ჯგუფში, ორი კარბოქსილის ჯგუფის ელექტრონის გამომყვანი ეფექტის გამო.

მეთილენის ჯგუფის წყალბადის ატომები იმდენად მოძრავია, რომ მათი შეცვლა შესაძლებელია მეტალით. თუმცა, თავისუფალ მჟავასთან ერთად ეს ტრანსფორმაცია შეუძლებელია, რადგან კარბოქსილის ჯგუფების წყალბადის ატომები ბევრად უფრო მობილურია და პირველ რიგში იცვლება.

ჩანაცვლება α მეთილენის ჯგუფის წყალბადის ატომები ნატრიუმამდე შესაძლებელია მხოლოდ კარბოქსილის ჯგუფების ურთიერთქმედებისგან დაცვით, რაც იძლევა მალონის მჟავას სრული ესტერიფიკაციის საშუალებას:

მალონის ესტერი რეაგირებს ნატრიუმთან, აცილებს წყალბადს და წარმოქმნის ნატრიუმის მალონის ეთერს:

ანიონი ნა- მალონის ესტერი სტაბილიზდება კონიუგაციით NEPნახშირბადის ატომი გ π - ბმული ელექტრონები C=შესახებ. ნამალონის ესტერი, როგორც ნუკლეოფილი, ადვილად ურთიერთქმედებს ელექტროფილური ცენტრის შემცველ მოლეკულებთან, მაგალითად, ჰალოალკანებთან:

ზემოაღნიშნული რეაქციები შესაძლებელს ხდის მალონის მჟავის გამოყენებას მთელი რიგი ნაერთების სინთეზისთვის:

სუქცინის მჟავა არის უფერო კრისტალური ნივთიერება მ.პ. 183 °C, ხსნადი წყალში და სპირტებში. სუქცინის მჟავა და მისი წარმოებულები საკმაოდ ხელმისაწვდომია და ფართოდ გამოიყენება ორგანულ სინთეზში.

ადიპიური (ჰექსანდიუმის) მჟავა NOOS - (SN 2 ) 4 -ქოჰ.ეს არის უფერო კრისტალური ნივთიერება მფ. 149 °C, ოდნავ ხსნადი წყალში, უკეთესია სპირტებში. დიდი რაოდენობით ადიპინის მჟავა გამოიყენება პოლიამიდური ნეილონის ბოჭკოს დასამზადებლად. მჟავე თვისებების გამო, ადიპინის მჟავა გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში მინანქრის კერძებიდან ქერცლის მოსაშორებლად. ის რეაგირებს კალციუმის და მაგნიუმის კარბონატებთან, გარდაქმნის მათ ხსნად მარილებად და ამავდროულად არ აზიანებს მინანქარს, ძლიერი მინერალური მჟავების მსგავსად.

კომპლექსები (პოლიამინოპოლიკარბოქსილის მჟავები) ყველაზე ფართოდ გამოყენებული პოლიდენტატ ლიგანდებს შორისაა. ბოლო წლებში გაიზარდა ინტერესი კომპლექსების, დიკარბოქსილის მჟავების წარმოებულების და განსაკუთრებით სუქცინის მჟავას წარმოებულების (SCDA) მიმართ, რაც დაკავშირებულია მათი სინთეზის მარტივი და ხელმისაწვდომი მეთოდების შემუშავებასთან და რიგი სპეციფიკური პრაქტიკულად სასარგებლო თვისებების არსებობასთან.

CPAA-ს სინთეზის ყველაზე მნიშვნელოვანი მეთოდი ემყარება მალეინის მჟავის ურთიერთქმედებას პირველადი ან მეორადი ამინოჯგუფის შემცველ სხვადასხვა ნაერთებთან. თუ ასეთ ნაერთებად მიიღება ალიფატური მონოამინომონოკარბოქსილის მჟავები, მიიღება შერეული ტიპის კომპლექსები (MCTs) და როდესაც მალეინის მჟავა რეაგირებს ამიაკთან, მიიღება იმინოდისუკცინის მჟავა (IDAS), MCAC-ის უმარტივესი წარმომადგენელი. სინთეზები ხდება რბილ პირობებში, მაღალი ტემპერატურისა და წნევის გარეშე და ხასიათდება საკმაოდ მაღალი მოსავლიანობით.

CPAC-ის პრაქტიკულ გამოყენებაზე საუბრისას შეგვიძლია გამოვყოთ შემდეგი სფეროები.

1. სამშენებლო მასალების წარმოება. CPAC-ების გამოყენება ამ სფეროში ეფუძნება მათ გამოხატულ უნარს შეანელონ დამატენიანებელი მასალების (ცემენტი, ბეტონი, თაბაშირი და ა.შ.) დატენიანების პროცესი. ეს თვისება თავისთავად მნიშვნელოვანია, რადგან ის საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ ბაინდერების დაყენების სიჩქარე, ხოლო ფიჭური ბეტონის წარმოებაში ასევე საშუალებას გაძლევთ დაზოგოთ ცემენტის მნიშვნელოვანი რაოდენობა. ამ მხრივ ყველაზე ეფექტურია IDYAK და KST.

2. წყალში ხსნადი ნაკადები რბილი შედუღებისთვის. ასეთი ნაკადები განსაკუთრებით აქტუალურია ელექტრო და რადიოინჟინერიის ინდუსტრიებისთვის, რომლებშიც ბეჭდური მიკროსქემის დაფების წარმოების ტექნოლოგია მოითხოვს მზა პროდუქტიდან ნაკადის ნარჩენების სავალდებულო მოცილებას. როგორც წესი, შედუღებისთვის გამოყენებული როზინის ნაკადები ამოღებულია მხოლოდ ალკოჰოლ-აცეტონის ნარევებით, რაც უკიდურესად მოუხერხებელია ამ პროცედურის ხანძრის საშიშროების გამო, ხოლო ზოგიერთი KPYAK-ზე დაფუძნებული ნაკადები ირეცხება წყლით.

3. ანტიანემიური და ანტიქლოროზული პრეპარატები სოფლის მეურნეობისთვის.აღმოჩნდა, რომ მთელი რიგი 3D გარდამავალი ლითონების (Cu 2+, Zn 2+, Co 2+ და ა.შ.) იონების კომპლექსებს CPAC-თან აქვთ მაღალი ბიოლოგიური აქტივობა. ამან შესაძლებელი გახადა მათ საფუძველზე შეიქმნას ეფექტური ანტიანემიური პრეპარატები ბეწვიანი ცხოველების (ძირითადად წაულასი) კვების ანემიის პროფილაქტიკისა და მკურნალობისთვის ბეწვის მეურნეობაში და ანტიქლოროზული საშუალებები ხილისა და კენკროვანი კულტურების (განსაკუთრებით ყურძნის) ქლოროზის პროფილაქტიკისა და მკურნალობისთვის. ) იზრდება კარბონატულ ნიადაგებზე (ქვეყნის სამხრეთ რეგიონები) და ამ მიზეზით მიდრეკილია ქლოროზისკენ. ასევე მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ გარემო პირობებში ამომწურავი განადგურების უნარის გამო, CPAC არის ეკოლოგიურად სუფთა პროდუქტი.

ზემოაღნიშნული უბნების გარდა, ნაჩვენებია ანტიკოროზიული აქტივობის არსებობა CPAC-ებში და ნაჩვენებია მათი გამოყენების შესაძლებლობა ქიმიურ ანალიზში, მედიცინაში და ზოგიერთ სხვა სფეროში. CPAC-ების მოპოვების მეთოდები და მათი პრაქტიკული გამოყენება სხვადასხვა სფეროში დაცულია ამ ანგარიშის ავტორების მიერ საავტორო უფლებების მრავალი სერტიფიკატითა და პატენტით.

ბიბლიოგრაფიული ბმული

-> მასალების დამატება საიტზე -> მეტალურგია -> დიატლოვა ნ.მ. -> "კომპლექსები და ლითონის კომპლექსონატები" ->

კომპლექსები და ლითონის კომპლექსონატები - Dyatlova N.M.

დადგენილია, რომ კომპლექსონები ასტაბილურებენ არაგარდამავალ ელემენტებს +3 დაჟანგვის მდგომარეობაში მათთვის მეტად დამახასიათებელ ჰიდროლიზისა და პოლიმერიზაციის პროცესებთან მიმართებაში. შედეგად, მაგალითად, ინდიუმს კომპლექსების თანდასწრებით შეუძლია ურთიერთქმედება ლიგანდებთან, როგორიცაა ამიაკი, პირიდინი, თიო-სულფატი, სულფიტის იონი; ტალიუმი(III)-ო-ფენანტროლინით, რომლისთვისაც ამ ელემენტებთან კოორდინაცია არაა დამახასიათებელი.

შერეული ლიგანტური კომპლექსები ავლენენ მნიშვნელოვან სტაბილურობას. მათი წარმოქმნის ალბათობა იზრდება რადიუსის მატებასთან ერთად, ალუმინის თალიუმზე გადასვლისას და კომპლექსონის სიმჭიდროვე მცირდება. ინდიუმის შემთხვევაში, როგორც წესი, კოორდინაციის სფეროში შემავალი მონოდენტური ლიგანდების რაოდენობა არ აღემატება სამს; მაგალითად, ცნობილია ძალიან სტაბილური კომპლექსონატები: 2-, 3~, 3-. ინდიუმის კომპლექსონატები წარმატებით გამოიყენება ტუტე მედიიდან ინდიუმ-ოქროს შენადნობების დასამზადებლად.

კომპლექსონებთან ნორმალურ კომპლექსებში - დიკარბოქსილის მჟავების წარმოებულები, კერძოდ, 1,3-დიამინოპროპილენ-Ni-დისკუცინი და 2-ჰიდროქსი-1,3-დიამინოპროპილენ-Ni-დისუკკინი, შეინიშნება იგივე ნიმუშები, როგორც EDTA ტიპის ტრადიციული ლიგანდებისთვის. ჯგუფის მეზობელი ელემენტების კომპლექსონატების სტაბილურობაში განსხვავებები მნიშვნელოვნად დაბალია EDTA კომპლექსებთან შედარებით. სტაბილურობის მუდმივების აბსოლუტური მნიშვნელობები ასევე დაბალი იყო. ამრიგად, ალუმინისა და გალიუმისთვის კოდ/კმ თანაფარდობა ორივე დიკარბოქსილის მჟავისთვის დაახლოებით 10-ის ტოლია.

გალიუმის და ინდიუმის კომპლექსონატების გაზრდილი სტაბილურობა დაფიქსირდა ნორმალურ კომპლექსებში N,N"-6hc(2-ჰიდროქსიბენზილ)ეთილენდიამინ-Ni-დიაცეტური მჟავა. ორივე ელემენტისთვის /Cml მნიშვნელობა აღმოჩნდა ^lO40-ის ტოლი (25-ზე). °C და [x = 0,1).თუმცა, მდგრადობის მუდმივთა ლოგარითმების მნიშვნელობებში სხვაობა იყო მხოლოდ 0,09. ფოსფორის შემცველი კომპლექსებისთვის ასევე აღმოჩნდა განსხვავებები ალუმინის და ინდიუმის კომპლექსონატების სტაბილურობაში. იყოს უმნიშვნელო.

ტალიუმი (III) არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი, ამიტომ მისთვის დამახასიათებელი არ არის კომპლექსების წარმოქმნა კომპლექსებთან, რომლებსაც აქვთ ძლიერი აღმდგენი თვისებები. ამავდროულად, კომპლექსონების შეყვანა Tl111-ის შემცველ ხსნარში ასტაბილურებს მას შემცირების აგენტების მოქმედების მიმართ. მაგალითად, ცნობილია, რომ რედოქსის მაჩვენებელი

თალიუმის (III) ურთიერთქმედება ჰიდრაზინის სულფატთან დიდია. ისეთი კომპლექსების შეყვანა, როგორიცაა HTA, EDTA Th (SO*) ხსნარში საგრძნობლად ანელებს რედუქციის პროცესს ჰიდრაზინის სულფატით, ხოლო DTPA-ის შემთხვევაში pH = 0,7-2,0, რედოქს ურთიერთქმედება არ გამოვლენილა თუნდაც 98 °C-ზე. . აღინიშნა, რომ ზოგადად, რედოქსის რეაქციის სიჩქარე დამოკიდებულია pH-ზე საკმაოდ რთული გზით.

ამინოკარბონის სერიის კომპლექსები ასევე შეიძლება დაჟანგული იყოს ტალიუმით (III). დადგენილია, რომ კომპლექსების შედეგად, ლიგანდი, როგორიცაა ეთილენდიამინედიმალონის მჟავა, იჟანგება, თუმცა ძალიან ნელა, მჟავე pH რეგიონში უკვე ოთახის ტემპერატურაზე; ეთილენდიამინის დიუკცინის მჟავა იჟანგება 30-40 °C ტემპერატურაზე. CGDTA-ს შემთხვევაში, დაჟანგვა ხდება შესამჩნევი სიჩქარით 98 0C-ზე.

ტალიუმი (I) არის სუსტი კომპლექსური აგენტი; ამინოკარბოქსილის მჟავების Kml მნიშვნელობა მდგომარეობს IO4-IO6 დიაპაზონში. აღსანიშნავია, რომ მისთვის აღმოჩენილია მონოპროტონირებული კომპლექსონატები CGDTA და DTPA-ით, კომპლექსის პროტონაცია არ იწვევს, როგორც ტუტე ლითონის კათიონების შემთხვევაში, კომპლექსონატის სრული განადგურება. თუმცა, არსებობს კომპლექსის სტაბილურობის დაქვეითება სიდიდის რამდენიმე ბრძანებით.

აღსანიშნავია, რომ ტალიუმის(I) კომპლექსონატი CGDTA-სთან შედარებით დაბალი მდგრადობის მიუხედავად, არასტაბილური აღმოჩნდა NMR დროის შკალაზე, რამაც მას სპექტროსკოპიული კვლევებისთვის მისაწვდომ ობიექტად აქცია.

გერმანიუმის ქვეჯგუფის არაგარდამავალი ელემენტების კომპლექსონატებიდან აღწერილია გერმანიუმის(IV), კალის(IV), კალის(II) და ტყვიის(II) ნაერთები.

ჰიდროლიზისადმი ძლიერი ტენდენციის გამო, გერმანიუმი(IV) და კალა(IV) ქმნიან სტაბილურ მონობირთვულ კომპლექსონატებს მხოლოდ ძლიერ დაკბილული ლიგანდებით, მაგალითად EDTA, HEDTA, EDTP, DTPP. ამ ელემენტების აკვაჰიდროქსი იონები, ისევე როგორც მსგავსი კომპლექსები THTaHa(IV), ცირკონიუმი(IV) და ჰაფნიუმი(IV), შედარებით ადვილად პოლიმერიზდება პოლიგერმანიუმის და პოლიტინის მჟავების წარმოქმნით. ხშირად გაფართოების ეს პროცესი მთავრდება კოლოიდური ნაწილაკების წარმოქმნით. კომპლექსონების წყალხსნარებში შეყვანა საშუალებას იძლევა მნიშვნელოვნად გააფართოვოს გერმანიუმის (IV) და კალის (IV) ნამდვილი ხსნარების არსებობის საზღვრები. მაგალითად, გერმანიუმი (IV) ქმნის მონობირთვულ კომპლექსს EDTA-სთან, რომელიც სტაბილურია ნეიტრალურ და ტუტე გარემოში pH = 10-მდე. წყალხსნარებში სტაბილური კომპლექსების წარმოქმნა NTP, EDTP, DTPP ამინოფოსფონების სერიის ლიგანდებთან ერთად შეინიშნება ფართო დიაპაზონში - pH = 2-დან ტუტე ხსნარებამდე. მეტალი:ლიგანდის თანაფარდობის გაზრდა

361 (ზემოთ 1) იწვევს გერმანიუმის - ფოსფორის შემცველ ლიგანდულ სისტემებში პრაქტიკულად წყალში უხსნადი პოლინუკლეარული ნაერთების წარმოქმნას.