디카르복실산 유도체의 착물의 배위 화합물의 안정성. 현대 자연과학의 성공

디카르복실산은 1개 및 2개의 카르복실기의 두 가지 일련의 기능적 유도체를 형성합니다.

산성 속성.산 그룹의 축적으로 화합물의 산 특성이 증가합니다. 디카르복실산의 산도는 모노카르복실산의 산도보다 큽니다. 따라서 옥살산(pK a 1.23)은 COOH 그룹의 -/- 효과와 관련된 아세트산(pK a 4.76)보다 훨씬 강하며 이로 인해 음전하의 더 완전한 비편재화(delocalization)가 결합 염기.

치환기의 영향은 산 중심에 가까울 때 가장 뚜렷하게 나타난다.

탈카르복실화.황산으로 가열하면 옥살산이 탈탄산되고 생성된 포름산이 더 분해됩니다.

Malonic acid는 100°C 이상으로 가열하면 쉽게 탈탄산됩니다.

고리형 무수물의 형성.사슬에 4개 또는 5개의 탄소 원자를 포함하고 따라서 집게 형태로 존재할 수 있는 디카르복실산에서 작용기는 공간에서 수렴합니다. 다른 카르복실기의 친전자성 중심의 한 카르복실기(친핵체)에 의한 분자내 공격의 결과로, 숙신산 및 글루타르산의 예에서 볼 수 있는 바와 같이 안정한 5 또는 6원 고리형 무수물이 형성됩니다(가열 시). 즉, 디카르복실산 무수물은 분자 내 순환.

말레산과 푸마르산은 유사한 화학적 특성을 나타냅니다. 이중 결합이 있는 화합물(브롬수의 변색, 과망간산 칼륨 수용액)과 카르복실기가 있는 화합물(산성 및 중간 염의 두 가지 계열을 형성합니다. , 에스테르 등). 그러나 상대적으로 온화한 조건에서 산 중 하나인 말레산만이 고리형 무수물의 형성과 함께 분자내 고리화를 겪습니다. 푸마르산에서는 공간에서 카르복실기가 서로 떨어져 있기 때문에 환상 무수물의 형성이 불가능합니다.

숙신산 산화 생체 내. 효소에 의해 체내에서 촉매되는 숙신산의 푸마르산으로의 탈수소화(산화)는 조효소 FAD의 참여로 수행됩니다. 반응은 푸마르산(이온 형태 - 푸마르산염)의 형성과 함께 입체적으로 진행됩니다.

3.1.4. 호변 이성화β -디카르보닐 화합물

카르보닐 화합물(약한 CH-산 중심)에서 α-탄소 원자에서 수소 원자의 특정 양성자 이동성은 축합 반응을 겪을 수 있는 능력으로 나타납니다. 그러한 수소 원자의 이동도가 너무 증가하여 양성자 형태로 분리될 수 있다면, 이것은 메소머 이온(I)의 형성으로 이어질 것이며, 그 음전하가 탄소와 산소 원자 사이에 분산되어 있습니다 . 경계 구조에 따라 이 이온에 양성자를 역으로 추가하면 원래의 카르보닐 화합물이나 에놀이 생성될 수 있습니다.

이에 따라 카르보닐 화합물은 이성질체와 평형 상태로 존재할 수 있습니다. 에놀 형태.이러한 유형의 이성질체를 호변 이성화및 이동성 상태의 이성질체
균형, - 호변 이성질체.

호변 이성질체는 평형 동적 이성질체입니다. 그 본질은 이동성 그룹의 이동과 전자 밀도의 상응하는 재분배와 함께 이성질체의 상호 변환에 있습니다.

고려중인 경우 케톤과 에놀 형태 사이에 양성자 이동이 일어나므로 이 평형을 원시성 호변 이성화,특히, 케토 에놀 호변 이성질체.

모노카보닐 화합물(알데히드, 케톤, 에스테르)에서 평형은 거의 완전히 케톤 형태로 이동합니다. 예를 들어, 아세톤에서 에놀 형태의 함량은 0.0002%에 불과합니다. α-탄소 원자에 두 번째 전자 끄는 그룹(예: 두 번째 카보닐 그룹)이 있는 경우 enol 형태의 함량이 증가합니다. 따라서, 1,3-디카르보닐 화합물 아세틸아세톤(펜탄디온-2,4)에서 에놀 형태가 우세하다.

일반 화학: 교과서 / A. V. Zholnin; 에드. V. A. Popkova, A. V. Zholnina. - 2012. - 400p.: 아프다.

7장. 복합 화합물

7장. 복합 화합물

복합 요소는 삶의 조직자입니다.

K. B. 야치미르스키

복잡한 화합물은 가장 광범위하고 다양한 종류의 화합물입니다. 살아있는 유기체는 단백질, 아미노산, 포르피린, 핵산, 탄수화물 및 거대고리 화합물과 생체 금속의 복잡한 화합물을 포함합니다. 중요한 활동의 ​​가장 중요한 과정은 복잡한 화합물의 참여로 진행됩니다. 그들 중 일부(헤모글로빈, 엽록소, 헤모시아닌, 비타민 B12 등)는 생화학 과정에서 중요한 역할을 합니다. 많은 약물에는 금속 착물이 포함되어 있습니다. 예를 들어, 인슐린(아연 복합체), 비타민 B12(코발트 복합체), 플라티놀(백금 복합체) 등

7.1. A. Werner의 조정 이론

복잡한 화합물의 구조

입자의 상호 작용 중에 입자의 상호 배위가 관찰되며 이는 복잡한 형성 과정으로 정의될 수 있습니다. 예를 들어, 이온의 수화 과정은 아쿠아 복합체의 형성으로 끝납니다. 착물 형성 반응은 전자쌍의 이동을 동반하고 고차 화합물, 이른바 착물(배위) 화합물의 형성 또는 파괴로 이어진다. 복잡한 화합물의 특징은 기증자 - 수용체 메커니즘에 따라 발생하는 배위 결합이 존재한다는 것입니다.

복합 화합물은 결정 상태와 용액 상태 모두에 존재하는 화합물입니다.

이것은 리간드로 둘러싸인 중심 원자의 존재입니다. 복잡한 화합물은 용액에서 독립적으로 존재할 수 있는 단순한 분자로 구성된 고차의 복잡한 화합물로 간주될 수 있습니다.

Werner의 배위 이론에 따르면, 복잡한 화합물에서, 내부그리고 외부 영역.주변 리간드와 함께 중심 원자는 복합체의 내부 구를 형성합니다. 일반적으로 대괄호로 묶입니다. 복잡한 화합물의 다른 모든 것은 외부 구이며 대괄호로 표시됩니다. 특정 수의 리간드가 중심 원자 주위에 배치되어 결정됩니다. 조정 번호(쯧쯧). 배위 리간드의 수는 대부분 6 또는 4입니다. 리간드는 중심 원자 근처의 배위 자리를 차지합니다. 배위는 리간드와 중심 원자의 속성을 변경합니다. 종종 배위 리간드는 자유 상태에서 화학 반응 특성을 사용하여 감지할 수 없습니다. 내부 구의 더 단단히 결합 된 입자를 호출합니다. 착물(복합 이온).중심 원자와 리간드 사이에는 인력이 작용하고(교환 및(또는) 공여체-수용체 메커니즘에 따라 공유 결합이 형성됨), 리간드 사이에는 반발력이 작용합니다. 내부 구의 전하가 0이면 외부 조정 구가 없습니다.

중심 원자(착화제)- 복잡한 화합물에서 중심 위치를 차지하는 원자 또는 이온. 착화제의 역할은 자유 궤도와 충분히 큰 양의 핵 전하를 갖는 입자에 의해 가장 자주 수행되므로 전자 수용체가 될 수 있습니다. 이들은 전이 요소의 양이온입니다. 가장 강력한 착화제는 IB 및 VIIIB 그룹의 요소입니다. 드물게 콤플렉스로

다양한 산화 정도의 d-원소 및 비금속 원자의 중성 원자 - . 착화제가 제공하는 자유 원자 궤도의 수는 배위 수를 결정합니다. 배위수의 값은 많은 요인에 따라 달라지지만 일반적으로 착화 이온 전하의 두 배와 같습니다.

리간드- 착화제와 직접 연관되어 있고 전자쌍을 제공하는 이온 또는 분자. 자유 전자쌍과 이동 전자쌍이 있는 전자가 풍부한 시스템은 예를 들어 다음과 같이 전자 공여체가 될 수 있습니다.

p-요소의 화합물은 착화 특성을 나타내며 복합 화합물에서 리간드로 작용합니다. 리간드는 원자와 분자(단백질, 아미노산, 핵산, 탄수화물)일 수 있습니다. 리간드와 착화제에 의해 형성되는 결합의 수에 따라 리간드는 모노, 디, 폴리덴테이트 리간드로 구분된다.위의 리간드(분자 및 음이온)는 한 전자쌍의 공여체이기 때문에 한자리입니다. 두자리 리간드에는 2개의 전자쌍을 제공할 수 있는 2개의 작용기를 포함하는 분자 또는 이온이 포함됩니다.

여러자리 리간드에는 에틸렌디아민테트라아세트산의 6자리 리간드가 포함됩니다.

복잡한 화합물의 내부 구에서 각 리간드가 차지하는 위치의 수를 리간드의 배위 능력(덴티시티).그것은 중심 원자와의 배위 결합 형성에 참여하는 리간드의 전자 쌍의 수에 의해 결정됩니다.

복잡한 화합물 외에도 배위 화학은 수용액에서 구성 부분으로 분해되는 이중 염, 결정성 수화물을 포함합니다. 이는 많은 경우 고체 상태에서 복잡한 것과 유사하게 구성되지만 불안정합니다.

구성 및 수행하는 기능 측면에서 가장 안정적이고 다양한 복합체가 d-요소를 형성합니다. 철, 망간, 티타늄, 코발트, 구리, 아연 및 몰리브덴과 같은 전이 원소의 복합 화합물이 특히 중요합니다. 생물학적 s-요소(Na, K, Mg, Ca)는 특정 고리 구조의 리간드와만 복합 화합물을 형성하며 착화제로도 작용합니다. 주요 부분 아르 자형-요소(N, P, S, O)는 바이오리간드를 포함한 복합 입자(리간드)의 활성 활성 부분입니다. 이것이 생물학적 중요성입니다.

따라서 복잡한 형성 능력은 주기율표의 화학 원소의 일반적인 특성이며이 능력은 다음 순서로 감소합니다. 에프> 디> 피> 에스.

7.2. 복합 화합물의 주요 입자의 전하 결정

복잡한 화합물의 내부 구의 전하는 구성 입자의 전하의 대수적 합입니다. 예를 들어, 복합체 전하의 크기와 부호는 다음과 같이 결정됩니다. 알루미늄 이온의 전하는 +3이고 6개의 수산화물 이온의 총 전하는 -6입니다. 따라서 착물의 전하는 (+3) + (-6) = -3이고 착물의 공식은 3-입니다. 착 이온의 전하는 수치상으로 외부 구의 총 전하와 같으며 부호가 반대입니다. 예를 들어, 외부 구 K3의 전하는 +3입니다. 따라서 착이온의 전하는 -3이다. 착화제의 전하는 크기가 같고 부호는 반대이며 복합 화합물의 다른 모든 입자 전하의 대수적 합과 반대입니다. 따라서 복합 화합물의 다른 모든 입자의 총 전하는 (+3) + (-6) = -3이기 때문에 K 3에서 철 이온의 전하는 +3입니다.

7.3. 복합 화합물의 명명법

명명법의 기본은 Werner의 고전 작품에서 개발되었습니다. 그들에 따르면 복잡한 화합물에서 양이온이 먼저 호출 된 다음 음이온이 호출됩니다. 화합물이 비전해질 유형이면 한 단어로 호출됩니다. 착이온의 이름은 한 단어로 쓰여 있습니다.

중성 리간드는 분자와 동일하게 명명되며 음이온 리간드에 "o"가 추가됩니다. 조정된 물 분자의 경우 "아쿠아-"라는 명칭이 사용됩니다. 복합체의 내부 구에서 동일한 리간드의 수를 나타내기 위해 그리스 숫자 di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- 등을 리간드 이름 앞에 접두사로 사용합니다. 접두어 monone이 사용됩니다. 리간드는 알파벳 순서로 나열됩니다. 리간드의 이름은 단일 개체로 간주됩니다. 리간드의 이름 뒤에는 중심 원자의 이름이 따라와 산화 정도를 나타내며 괄호 안에 로마 숫자로 표시됩니다. 암민이라는 단어(2개의 "m"이 있음)는 암모니아와 관련하여 작성됩니다. 다른 모든 아민의 경우 하나의 "m"만 사용됩니다.

C1 3 - 헥사민코발트(III) 클로라이드.

C1 3 - 아쿠아펜타민코발트(III) 클로라이드.

Cl 2 - 펜타메틸암민클로로코발트(III) 클로라이드.

디아민디브로모백금(II).

착이온이 음이온이면 라틴어 이름의 끝은 "am"입니다.

(NH 4 ) 2 - 암모늄 테트라클로로팔라데이트(II).

K - 칼륨 펜타브로모암민백금(IV).

K 2 - 칼륨 테트라로다노코발테이트(II).

복잡한 리간드의 이름은 일반적으로 괄호로 묶입니다.

NO 3 - 디클로로-디-(에틸렌디아민) 코발트(III) 질산염.

Br - 브로모-트리스-(트리페닐포스핀) 백금(II) 브로마이드.

리간드가 두 개의 중심 이온을 결합하는 경우, 이름 앞에 그리스 문자가 사용됩니다.μ.

이러한 리간드를 다리그리고 마지막에 나열했습니다.

7.4. 복합 화합물의 화학적 결합 및 구조

리간드와 중심 원자 사이의 공여체-수용체 상호작용은 복잡한 화합물의 형성에 중요한 역할을 합니다. 전자쌍 공여체는 일반적으로 리간드입니다. 수용체는 자유 궤도를 가진 중심 원자입니다. 이 결합은 강하고 복합체가 용해될 때 깨지지 않으며(nonionogenic), 이것을 조정.

o-결합과 함께 π-결합은 도너-수용체 메커니즘에 의해 형성됩니다. 이 경우 금속 이온은 에너지적으로 유리한 빈 궤도를 갖는 리간드에 쌍을 이루는 d-전자를 기증하는 공여체 역할을 합니다. 이러한 관계를 데이터라고 합니다. 그들은 형성됩니다 :

a) σ-결합에 들어가지 않은 전자가 있는 금속의 d-오비탈과 금속의 빈 p-오비탈이 겹침으로 인해;

b) 리간드의 빈 d-오비탈이 금속의 채워진 d-오비탈과 겹칠 때.

그 강도의 척도는 리간드의 오비탈과 중심 원자 사이의 중첩 정도입니다. 중심 원자의 결합 방향은 복합체의 기하학을 결정합니다. 결합의 방향을 설명하기 위해 중심 원자의 원자 궤도의 혼성화 개념이 사용됩니다. 중심 원자의 하이브리드 오비탈은 서로 다른 원자 오비탈이 혼합된 결과로, 그 결과 오비탈의 모양과 에너지가 서로 바뀌고, 동일한 모양과 에너지를 가진 새로운 오비탈이 형성됩니다. 하이브리드 오비탈의 수는 항상 원래 오비탈의 수와 같습니다. 하이브리드 구름은 서로 최대 거리에 있는 원자에 위치합니다(표 7.1).

표 7.1.착화제의 원자 궤도의 혼성화 유형 및 일부 복합 화합물의 기하학

복합체의 공간 구조는 원자가 궤도의 혼성화 유형과 원자가 에너지 준위에 포함된 비공유 전자쌍의 수에 의해 결정됩니다.

리간드와 착화제 사이의 공여체-수용체 상호작용의 효율성 및 결과적으로 이들 사이의 결합 강도(복합체의 안정성)는 극성화 가능성, 즉 외부 영향 하에서 전자 껍질을 변형시키는 능력. 이를 기반으로 시약은 다음과 같이 나뉩니다. "딱딱한"또는 저편극성, 및 "부드러운" -쉽게 편광. 원자, 분자 또는 이온의 극성은 크기와 전자층 수에 따라 다릅니다. 입자의 반경과 전자가 작을수록 덜 분극화됩니다. 입자의 반경이 작고 전자가 적을수록 극성이 더 나빠집니다.

경산은 전기음성도가 낮은 리간드의 O, N, F 원자(경질 염기)와 강한(단단한) 착물을 형성하고, 연질산은 낮은 전기음성도와 높은 분극성을 갖는 리간드의 도너 P, S 및 I 원자와 강한(연질) 착물을 형성합니다. 우리는 여기에서 "like with like"라는 일반 원칙의 표현을 관찰합니다.

강성으로 인해 나트륨 및 칼륨 이온은 실질적으로 생체 기질과 안정한 복합체를 형성하지 않으며 생리학적 매질에서 아쿠아 복합체 형태로 발견됩니다. 이온 Ca 2 + 및 Mg 2 +는 단백질과 매우 안정적인 복합체를 형성하므로 생리학적 매체에서 이온 및 결합 상태 모두에 있습니다.

d-요소의 이온은 생체 기질(단백질)과 강한 복합체를 형성합니다. 그리고 연산인 Cd, Pb, Hg는 독성이 강합니다. 그들은 R-SH sulfhydryl 그룹을 포함하는 단백질과 강한 복합체를 형성합니다.

시안화물 이온은 유독합니다. 연질 리간드는 생체 기질과의 복합체에서 d-금속과 적극적으로 상호 작용하여 후자를 활성화합니다.

7.5. 복잡한 화합물의 해리. 콤플렉스의 안정성. 불안정하고 불활성인 복합체

복잡한 화합물이 물에 용해되면 강한 전해질과 같이 일반적으로 외부 및 내부 구의 이온으로 분해됩니다. 이러한 이온은 주로 정전기력에 의해 이온 발생적으로 결합되기 때문입니다. 이것은 복잡한 화합물의 1차 해리로 추정됩니다.

복잡한 화합물의 2차 해리는 내부 구를 구성 요소로 분해하는 것입니다. 이 과정은 내부 구의 입자가 비이온(공유)으로 연결되어 있기 때문에 약한 전해질의 종류에 따라 진행됩니다. 해리에는 다음과 같은 단계적 특성이 있습니다.

복잡한 화합물의 내부 구의 안정성에 대한 질적 특성을 위해 완전한 해리를 설명하는 평형 상수가 사용됩니다. 복잡한 불안정 상수(ㄴ). 복잡한 음이온의 경우 불안정 상수에 대한 표현식은 다음과 같은 형식을 갖습니다.

Kn 값이 작을수록 복합 화합물의 내부 구체가 더 안정적입니다. 수용액에서 덜 해리된다. 최근에는 Kn 대신에 Kn의 역수인 안정성 상수(Ku) 값이 사용됩니다. Ku 값이 클수록 복합체가 더 안정적입니다.

안정성 상수를 통해 리간드 교환 과정의 방향을 예측할 수 있습니다.

수용액에서 금속 이온은 아쿠아 착물의 형태로 존재합니다: 2+ - 헥사아쿠아 철(II), 2 + - 테트라아쿠아 구리(II). 수화된 이온에 대한 공식을 작성할 때 수화 껍질의 배위된 물 분자는 표시되지 않고 암시됩니다. 금속 이온과 일부 리간드 사이에 착물이 형성되는 것은 내부 배위구의 물 분자가 이 리간드에 의해 치환되는 반응으로 간주된다.

리간드 교환 반응은 SN형 반응의 메커니즘에 따라 진행됩니다. 예를 들어:

표 7.2에 주어진 안정성 상수의 값은 복잡한 형성 과정으로 인해 수용액에서 이온의 강한 결합이 발생함을 나타내며, 이는 특히 여러자리 리간드를 사용하여 결합 이온에 이러한 유형의 반응을 사용하는 것이 효과적임을 나타냅니다.

표 7.2.지르코늄 착물의 안정성

이온 교환 반응과 달리 복잡한 화합물의 형성은 종종 준 순간적인 과정이 아닙니다. 예를 들어, 철(III)이 니트릴 트리메틸렌포스폰산과 반응하면 4일 후에 평형이 설정됩니다. 단지의 운동 특성에 대해 개념이 사용됩니다. 불안정한(빠른 반응) 및 둔한(천천히 반응). G. Taube의 제안에 따르면 불안정한 복합체는 실온 및 0.1M의 용액 농도에서 1분 동안 리간드를 완전히 교환하는 것으로 간주됩니다. 열역학적 개념[강한(안정한)/취약한 (불안정한)] 및 운동 [ 비활성 및 불안정한] 복합체.

불안정한 복합체에서 리간드 치환이 빠르게 일어나고 평형이 빠르게 확립됩니다. 불활성 착물에서 리간드 치환은 천천히 진행됩니다.

따라서 산성 환경에서 불활성 복합체 2 +는 열역학적으로 불안정합니다. 불안정성 상수는 10 -6이고 불안정한 복합체 2-는 매우 안정적입니다. 안정성 상수는 10 -30입니다. Taube는 복합체의 불안정성을 중심 원자의 전자 구조와 연관시킵니다. 착물의 불활성은 주로 불완전한 d-쉘이 있는 이온의 특징입니다. 불활성 착물에는 Co, Cr이 포함됩니다. 외부 수준이 s 2 p 6인 많은 양이온의 시안화물 착물은 불안정합니다.

7.6. 복합체의 화학적 성질

복합체 형성 과정은 복합체를 형성하는 모든 입자의 특성에 실질적으로 영향을 미칩니다. 리간드와 착화제 사이의 결합 강도가 높을수록 중심 원자와 리간드의 특성이 용액에서 덜 나타나고 복합체의 특성이 더 두드러집니다.

복잡한 화합물은 중심 원자의 배위 불포화(자유 궤도가 있음)와 리간드의 자유 전자 쌍의 존재로 인해 화학적 및 생물학적 활성을 나타냅니다. 이 경우 착체는 중심 원자 및 리간드와는 다른 친전자성 및 친핵성을 갖는다.

복합체의 수화 껍질 구조의 화학적 및 생물학적 활성에 대한 영향을 고려할 필요가 있습니다. 교육 과정

착물의 환원은 착물의 산-염기 성질에 영향을 미친다. 복합 산의 형성은 각각 산 또는 염기의 강도 증가를 동반합니다. 따라서 단순산에서 복합산이 형성되면 H + 이온과의 결합 에너지가 감소하고 그에 따라 산의 강도가 증가합니다. 외부 구체에 OH - 이온이 있으면 외부 구체의 복합 양이온과 수산화물 이온 사이의 결합이 감소하고 복합체의 기본 특성이 증가합니다. 예를 들어, 수산화구리 Cu(OH) 2 는 약하고 난용성인 염기입니다. 암모니아의 작용으로 구리 암모니아 (OH) 2가 형성됩니다. 2+의 전하 밀도는 Cu 2 +에 비해 감소하고, OH - 이온과의 결합이 약해지고, (OH) 2는 강염기처럼 거동한다. 착화제와 관련된 리간드의 산-염기 특성은 일반적으로 유리 상태에서 리간드의 산-염기 특성보다 더 두드러집니다. 예를 들어, 헤모글로빈(Hb) 또는 옥시헤모글로빈(HbO 2 )은 HHb ↔ H + + Hb - 의 리간드인 글로빈 단백질의 유리 카르복실기로 인해 산성 특성을 나타냅니다. 동시에 헤모글로빈 음이온은 글로빈 단백질의 아미노기 때문에 염기성 성질을 나타내므로 산성 CO 2 산화물과 결합하여 카르바미노헤모글로빈 음이온(HbCO 2 -)을 형성한다: CO 2 + Hb - ↔ HbCO 2 - .

착물은 안정한 산화 상태를 형성하는 착화제의 산화 환원 변환으로 인해 산화 환원 특성을 나타냅니다. 착화 과정은 d-요소의 환원 전위 값에 큰 영향을 미칩니다. 환원된 형태의 양이온이 산화된 형태보다 주어진 리간드와 더 안정적인 착물을 형성하면 전위 값이 증가합니다. 산화된 형태가 더 안정적인 착물을 형성할 때 전위 값의 감소가 발생합니다.예를 들어, 산화제의 영향으로 아질산염, 질산염, NO 2 , H 2 O 2, 헤모글로빈은 중심 원자의 산화 결과로 메트헤모글로빈으로 변환됩니다.

여섯 번째 궤도는 산소 헤모글로빈 형성에 사용됩니다. 동일한 궤도가 일산화탄소와의 결합 형성에 관여합니다. 결과적으로 철과의 거대 고리 복합체가 형성됩니다 - 카르복시 헤모글로빈. 이 복합체는 헴에서 철-산소 복합체보다 200배 더 안정적입니다.

쌀. 7.1.인체에서 헤모글로빈의 화학적 변형. 책의 계획 : Slesarev V.I. 생활화학의 기초, 2000

착이온의 형성은 착이온의 촉매활성에 영향을 미친다. 어떤 경우에는 활동이 증가하고 있습니다. 이것은 중간 생성물의 생성과 반응의 활성화 에너지 감소에 참여할 수 있는 대형 구조 시스템의 용액 형성 때문입니다. 예를 들어, Cu 2+ 또는 NH 3 가 H 2 O 2 에 첨가되면 분해 과정이 가속화되지 않습니다. 알칼리성 매질에서 형성되는 2+ 착체의 존재하에 과산화수소의 분해는 4천만 배 가속화됩니다.

따라서 헤모글로빈에서는 산-염기, 복합 형성 및 산화 환원과 같은 복합 화합물의 특성을 고려할 수 있습니다.

7.7. 복합 화합물의 분류

다양한 원리에 기반한 복잡한 화합물에 대한 몇 가지 분류 시스템이 있습니다.

1. 복합 화합물이 특정 부류의 화합물에 속하는 경우:

복합산 H 2 ;

복합 염기 OH;

복합염 K 4 .

2. 리간드의 특성에 따라: 물 착물, 암모니아산염, 산성 착물(다양한 산의 음이온, K 4, 리간드로 작용, 하이드록소 착물(수산기, K 3, 리간드로 사용), 내부에 중심이 있는 거대고리 리간드와의 착물 원자.

3. 착물의 전하의 부호에 의해: 양이온성 - 착물 화합물 Cl 3의 착물 양이온; 음이온 - 복합 화합물 K의 복합 음이온; 중성 - 착물의 전하는 0입니다. 외부 구의 복합 화합물에는 예를 들어 . 이것은 항암제의 공식입니다.

4. 단지의 내부 구조에 따르면:

a) 착화제의 원자 수에 따라: 단핵- 복합 입자의 조성은 착화제의 하나의 원자, 예를 들어 Cl 3 을 포함하고; 멀티 코어- 복합 입자의 구성에는 착화제의 여러 원자가 있습니다 - 철 - 단백질 복합체 :

b) 리간드 유형의 수에 따라 복합체가 구별됩니다. 균질 (단일 리간드),한 가지 유형의 리간드(예: 2+ 및 이종 (다중 리간드)- 2종 이상의 리간드, 예를 들어 Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 . 착물은 NH 3 및 Cl - 리간드를 포함합니다. 내부 구에 다른 리간드를 포함하는 복잡한 화합물의 경우 내부 구의 동일한 조성으로 내부 구의 리간드가 서로에 대해 다르게 위치할 때 기하 이성질체가 특징적입니다.

복잡한 화합물의 기하 이성질체는 물리적 및 화학적 특성뿐만 아니라 생물학적 활성도 다릅니다. Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 의 시스 이성질체는 뚜렷한 항종양 활성을 갖지만 트랜스 이성질체는 그렇지 않습니다.

c) 단핵 복합체를 형성하는 리간드의 위치에 따라 다음 그룹을 구별할 수 있습니다.

한자리 리간드를 갖는 단핵 착물, 예를 들어 3+ ;

여러자리 리간드가 있는 단핵 복합체. 여러자리 리간드가 있는 복잡한 화합물을 킬레이트 화합물;

d) 복합 화합물의 환형 및 비환형 형태.

7.8. 킬레이트 복합체. 콤플렉스. 복합체

하나의 킬레이트제 분자에 속하는 2개 이상의 도너 원자에 금속 이온을 추가하여 형성된 고리 구조를 킬레이트 화합물.예를 들어, 구리 글리시네이트:

그들에서 착화제는 리간드 내부의 리드와 마찬가지로 발톱과 같은 결합으로 덮여 있으므로 다른 조건이 동일하면주기를 포함하지 않는 화합물보다 안정적입니다. 가장 안정적인 것은 5개 또는 6개의 링크로 구성된 사이클입니다.이 규칙은 L.A.에 의해 처음 공식화되었습니다. 추가예프. 차이점

킬레이트 복합체의 안정성과 비환형 유사체의 안정성을 킬레이트 효과.

2가지 유형의 그룹을 포함하는 여러자리 리간드는 킬레이트제로 작용합니다.

1) 교환 반응으로 인해 공유 극성 결합을 형성할 수 있는 기(양성자 공여체, 전자쌍 수용체) -CH 2 COOH, -CH 2 PO(OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - 산기(중심);

2) 전자쌍 도너 그룹: ≡N, >NH, >C=O, -S-, -OH, - 주 그룹(중앙).

이러한 리간드가 착물의 내부 배위 구를 포화시키고 금속 이온의 전하를 완전히 중화하면 화합물은 복합내.예를 들어, 구리 글리시네이트. 이 단지에는 외부 영역이 없습니다.

분자에 염기성 중심과 산 중심을 포함하는 유기 물질의 큰 그룹을 콤플렉스.이들은 다염기산입니다. 금속 이온과 상호 작용할 때 착물에 의해 형성된 킬레이트 화합물을 착물,예를 들어, 에틸렌디아민테트라아세트산과 마그네슘 착물:

수용액에서 복합체는 음이온 형태로 존재합니다.

복합체와 복합체는 아미노산, 폴리펩타이드, 단백질, 핵산, 효소, 비타민 및 기타 여러 내인성 화합물과 같은 생물체의 보다 복잡한 화합물의 단순한 모델입니다.

현재 다양한 작용기를 가진 광범위한 합성 착물이 생산되고 있습니다. 주요 착물의 공식은 다음과 같습니다.

특정 조건에서 착물은 금속 이온(s-, p- 또는 d-원소)과의 배위 결합 형성을 위해 비공유 전자쌍(여러 개)을 제공할 수 있습니다. 그 결과, 4, 5, 6 또는 8원 고리를 갖는 안정한 킬레이트형 화합물이 형성됩니다. 반응은 넓은 pH 범위에서 진행됩니다. pH에 따라 착화제의 성질, 리간드와의 비율, 다양한 강도 및 용해도의 착물이 형성됩니다. 착화합물 형성의 화학은 수용액에서 해리되는 EDTA의 나트륨 염(Na 2 H 2 Y)을 사용하는 방정식으로 나타낼 수 있습니다. Na 2 H 2 Y→ 2Na + + H 2 Y 2- , 그리고 H 2 Y 2- 이온은 금속 이온과 상호작용하며, 금속 양이온의 산화 정도에 관계없이 가장 자주 하나의 금속 이온(1:1)이 하나의 착물 분자와 상호 작용합니다. 반응은 정량적으로 진행됩니다(Kp>10 9).

Complexone과 complexonates는 넓은 pH 범위에서 양쪽성 성질을 나타내며, 산화-환원 반응에 참여하는 능력, 착물 형성, 금속의 산화 정도, 배위 포화에 따라 다양한 성질을 갖는 화합물을 형성하고 친전자성 및 친핵성 성질을 갖는다. . 이 모든 것이 수많은 입자를 결합하는 능력을 결정하므로 소량의 시약으로 크고 다양한 문제를 해결할 수 있습니다.

콤플렉스 및 콤플렉스의 또 다른 확실한 이점은 낮은 독성과 독성 입자를 전환하는 능력입니다.

저독성 또는 생물학적 활성 물질로. 복합물의 분해 생성물은 체내에 축적되지 않으며 무해합니다. 착물의 세 번째 특징은 미량 원소의 공급원으로 사용할 수 있다는 것입니다.

소화율 증가는 미량 원소가 생물학적 활성 형태로 도입되고 높은 막 투과성을 갖기 때문입니다.

7.9. 인 함유 금속 복합체 - 미시 및 거시 요소를 생물학적 활성 상태로 변환하는 효과적인 형태 및 화학적 요소의 생물학적 작용 연구 모델

개념 생물학적 활동다양한 현상을 다루고 있습니다. 화학적 작용의 관점에서 생물학적 활성 물질(BAS)은 일반적으로 생물학적 시스템에 작용하여 생명 활동을 조절할 수 있는 물질로 이해됩니다.

그러한 영향에 대한 능력은 생물학적 활성을 나타내는 능력으로 해석됩니다. 조절은 자극, 억압, 특정 효과의 발달로 나타날 수 있습니다. 생물학적 활동의 극단적인 표현은 살생물 작용,살생 물질이 신체에 작용하여 후자가 죽을 때. 낮은 농도에서 대부분의 경우 살생물제는 살아있는 유기체에 치명적이기보다는 자극적인 영향을 미칩니다.

현재 많은 수의 그러한 물질이 알려져 있습니다. 그럼에도 불구하고 알려진 생물학적 활성 물질의 사용이 불충분하게 사용되는 경우가 많아 효율성이 극대화되지 않는 경우가 많으며 생물학적 활성 물질에 변형제를 도입하여 제거할 수 있는 부작용이 발생하는 경우가 많습니다.

인 함유 착물은 수화물 껍질의 성질, 금속의 산화 정도, 배위 포화도, 조성 및 구조에 따라 다양한 특성을 갖는 화합물을 형성합니다. 이 모든 것이 착화합물의 다기능성, 화학양론적 작용의 고유한 능력,

공통 이온의 효과로 의학, 생물학, 생태학 및 국가 경제의 다양한 분야에서 폭넓게 적용됩니다.

금속 이온이 착물을 조정하면 전자 밀도가 재분배됩니다. 도너-수용체 상호작용에서 고독한 전자쌍의 참여로 인해 리간드(착체)의 전자 밀도는 중심 원자로 이동합니다. 리간드에 대한 상대적으로 음전하의 감소는 시약의 쿨롱 반발 감소에 기여합니다. 따라서 배위 리간드는 반응 중심에 과량의 전자 밀도를 갖는 친핵성 시약의 공격에 더 쉽게 접근할 수 있습니다. 전자 밀도가 착화제에서 금속 이온으로 이동하면 탄소 원자의 양전하가 상대적으로 증가하고 결과적으로 친핵성 시약인 하이드록실 이온에 의한 공격이 촉진됩니다. 생물학적 시스템에서 대사 과정을 촉매하는 효소 중 하이드록실화 복합체는 신체의 효소 작용 및 해독 메커니즘의 중심 위치 중 하나를 차지합니다. 효소와 기질의 다점 상호 작용의 결과로 반응이 시작되고 전이 상태가 형성되기 전에 활성 중심의 활성 그룹의 수렴과 분자 내 체제로의 반응의 전달을 보장하는 배향이 발생합니다. FCM의 효소 기능을 보장합니다.구조적 변화는 효소 분자에서 발생할 수 있습니다. 배위는 중심 이온과 리간드 사이의 산화환원 상호작용을 위한 추가 조건을 생성하는데, 그 이유는 산화제와 환원제 사이에 직접 결합이 설정되어 전자의 전달을 보장하기 때문입니다. FCM 전이 금속 착물은 L-M, M-L, M-L-M 유형 전자 전이를 특징으로 할 수 있으며, 여기서 금속(M)과 리간드(L)의 오비탈이 모두 참여하며, 이들은 각각 공여체-수용체 결합에 의해 착물에서 연결됩니다. 착물은 다핵 착물의 전자가 서로 다른 산화 상태에 있는 하나 또는 다른 원소의 중심 원자 사이에서 진동하는 다리 역할을 할 수 있습니다. (전자 및 양성자 수송 복합체). Complexon은 금속 착물의 환원 특성을 결정하여 높은 항산화, 적응 특성, 항상성 기능을 나타낼 수 있습니다.

따라서 콤플렉스는 미량원소를 신체가 생물학적으로 활성화되고 접근 가능한 형태로 전환합니다. 그들은 안정적인 형성

생체 복합체를 파괴할 수 없고 결과적으로 저독성 형태를 파괴할 수 없는 보다 조정적으로 포화된 입자. Complexonates는 신체의 미량 원소 항상성을 위반하여 유리하게 작용합니다. 착물 형태의 전이 요소 이온은 높은 농도 구배, 막 전위 생성에 참여함으로써 미량 요소에 대한 세포의 높은 민감도를 결정하는 요인으로 체내에서 작용합니다. 전이 금속 착물 FKM은 생체 조절 특성을 가지고 있습니다.

FCM의 구성에 산성 및 염기성 중심이 존재하면 양쪽성 특성과 산-염기 균형(등가 상태) 유지에 참여가 제공됩니다.

착물의 조성에서 포스폰기의 수가 증가함에 따라 가용성 및 난용성 착물의 형성을 위한 조성 및 조건이 변경됩니다. 포스폰기 수의 증가는 더 넓은 pH 범위에서 난용성 복합체의 형성을 선호하고 존재 영역을 산성 영역으로 이동시킵니다. 복합체의 분해는 pH 9 이상에서 발생합니다.

콤플렉스와의 복합 형성 과정에 대한 연구를 통해 생물 조절제 합성 방법을 개발할 수 있었습니다.

콜로이드-화학적 형태의 장기간 작용의 성장 자극제는 티타늄과 철의 다핵 동종 및 이종 복합 화합물입니다.

수용성 형태의 성장 자극제. 이들은 착물 및 무기 리간드를 기반으로 한 혼합 리간드 티타늄 착물입니다.

성장 억제제 - s-요소의 인 함유 착물.

성장 및 발달에 대한 합성 제제의 생물학적 효과는 식물, 동물 및 인간에 대한 만성 실험에서 연구되었습니다.

생체 조절- 이것은 의학, 축산 및 작물 생산에 널리 사용될 수 있는 생화학 공정의 방향과 강도를 조절할 수 있는 새로운 과학적 방향입니다. 질병 및 연령 관련 병리를 예방하고 치료하기 위해 신체의 생리 기능을 회복시키는 방법의 개발과 관련이 있습니다. 콤플렉스 및 이를 기반으로 하는 복합 화합물은 유망한 생물학적 활성 화합물로 분류될 수 있습니다. 만성 실험에서 그들의 생물학적 작용에 대한 연구는 화학이 의사의 손에 넘어갔다는 것을 보여주었습니다.

가축 사육자, 농업 경제학자 및 생물학자는 살아있는 세포에 적극적으로 영향을 미치고 영양 조건, 생물체의 성장 및 발달을 조절할 수 있는 새로운 유망한 도구입니다.

사용된 콤플렉스 및 콤플렉스의 독성에 대한 연구는 조혈 기관, 혈압, 흥분성, 호흡수에 대한 약물의 영향이 전혀 없음을 보여주었습니다. 장기가 발견되었습니다. HEDP의 칼륨 염은 181일 동안의 연구에서 치료용 것(10-20 mg/kg)보다 5-10배 더 높은 용량에서 독성이 없습니다. 따라서 콤플렉스는 저독성 화합물로 분류됩니다. 그들은 바이러스 성 질병, 중금속 및 방사성 원소 중독, 칼슘 대사 장애, 풍토병 및 신체의 미량 원소 불균형을 퇴치하는 의약품으로 사용됩니다. 인 함유 착물 및 착물은 광분해를 겪지 않습니다.

중금속으로 인한 환경 오염 - 인간 경제 활동의 산물은 영구적인 환경 요인입니다. 체내에 축적될 수 있습니다. 과잉과 부족은 신체의 중독을 유발합니다.

금속 착물은 체내 리간드(복합체)에 대한 킬레이트화 효과를 유지하며 금속 리간드 항상성을 유지하는 데 필수적입니다. 포함된 중금속은 체내에서 어느 정도 중화되며 낮은 흡수 능력은 영양 사슬을 따라 금속이 이동하는 것을 방지합니다. 지역. 예를 들어, 유리 납 이온은 티올 독에 속하며 납과 에틸렌디아민테트라아세트산의 강한 착물은 독성이 낮습니다. 따라서 식물과 동물의 해독은 금속 착물을 사용하는 것입니다. 이것은 두 가지 열역학적 원리를 기반으로 합니다. 독성 입자와 강한 결합을 형성하여 수용액에서 잘 녹지 않거나 안정한 화합물로 바꾸는 능력; 내인성 생체 복합체를 파괴할 수 없습니다. 이와 관련하여 우리는 환경 중독과의 싸움에서 중요한 방향을 고려하고 환경 친화적 인 제품을 얻습니다. 이것은 식물과 동물의 복잡한 치료입니다.

집약적인 재배기술하에서 다양한 금속의 착화합물을 이용한 식물처리의 효과에 대한 연구가 이루어졌다.

감자 괴경의 미량 원소 구성에 대한 감자. 괴경 샘플에는 105-116 mg/kg 철, 16-20 mg/kg 망간, 13-18 mg/kg 구리 및 11-15 mg/kg 아연이 포함되어 있습니다. 미량 원소의 비율과 함량은 식물 조직에 일반적입니다. 금속 착물을 사용하거나 사용하지 않고 자란 괴경은 거의 동일한 원소 조성을 가지고 있습니다. 킬레이트를 사용하면 괴경에 중금속이 축적되는 조건이 생성되지 않습니다. 착화합물은 금속 이온보다 적은 양으로 토양에 흡수되며 미생물학적 효과에 내성이 있어 토양 용액에 오랫동안 유지될 수 있습니다. 후유증은 3~4년입니다. 그들은 다양한 살충제와 잘 결합됩니다. 복합체의 금속은 독성이 낮습니다. 인 함유 금속 착물은 눈의 점막을 자극하지 않으며 피부를 손상시키지 않습니다. 과민성 특성이 확인되지 않았고, 티타늄 착물의 누적 특성이 뚜렷하지 않으며 경우에 따라 매우 약하게 표현됩니다. 누적 계수는 0.9-3.0으로 만성 약물 중독의 잠재적 위험이 낮음을 나타냅니다.

인 함유 복합체는 생물학적 시스템에서도 발견되는 인-탄소 결합(C-P)을 기반으로 합니다. 그것은 세포막의 인지질, 포스포노글리칸 및 인단백질의 일부입니다. 아미노포스폰산 화합물을 함유한 지질은 효소 가수분해에 내성이 있고 안정성을 제공하여 결과적으로 외부 세포막의 정상적인 기능을 제공합니다. 피로 인산염의 합성 유사체 - 다량의 디포스포네이트 (Р-С-Р) 또는 (Р-С-С-Р)는 칼슘 대사를 방해하고 소량으로 정상화합니다. 디포스포네이트는 고지혈증에 효과적이며 약리학적 관점에서 유망하다.

P-C-P 결합을 포함하는 디포스포네이트는 생물계의 구조적 요소입니다. 그들은 생물학적으로 효과적이며 피로인산염의 유사체입니다. 디포스포네이트는 다양한 질병의 치료에 효과적인 것으로 나타났습니다. 디포스포네이트는 골 무기질화 및 흡수의 활성 억제제입니다. 콤플렉스는 미량원소를 생물학적으로 활성이고 접근 가능한 형태로 전환하고, 생체 복합체를 파괴할 수 없는 안정하고 조정적으로 포화된 입자를 형성하여 독성이 낮은 형태를 만듭니다. 그들은 고농도 구배의 형성에 참여하는 미량 원소에 대한 세포의 높은 감도를 결정합니다. 다핵 티타늄 화합물의 형성에 참여할 수 있습니다.

다른 유형의 전자 및 양성자 수송 복합체는 대사 과정의 생체 조절, 신체 저항, 독성 입자와의 결합을 형성하는 능력에 참여하여 난용성 또는 용해성, 안정한, 비파괴적인 내인성 복합체로 바꿉니다. 따라서, 무기산 및 전이 금속 염의 산업 폐기물의 재생 및 처리를 위한 산업뿐만 아니라 해독, 체내 제거, ​​환경 친화적 제품 획득(복합 요법)에 대한 사용은 매우 유망합니다.

7.10. 리간드 교환 및 금속 교환

균형. 치료

하나의 금속 이온을 가진 여러 개의 리간드가 있거나 시스템에서 복합 화합물을 형성할 수 있는 하나의 리간드를 가진 여러 개의 금속 이온이 있는 경우 경쟁 과정이 관찰됩니다. 첫 번째 경우 리간드-교환 평형은 금속 이온에 대한 리간드 간의 경쟁입니다. 두 번째 경우, 금속 교환 평형은 리간드에 대한 금속 이온 간의 경쟁입니다. 가장 내구성있는 복합 단지의 형성 과정이 우선합니다. 예를 들어, 용액에는 마그네슘, 아연, 철(III), 구리, 크롬(II), 철(II) 및 망간(II)과 같은 이온이 있습니다. 이 용액에 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)을 소량 투입하면 EDTA와 가장 안정한 착물을 형성하기 때문에 금속이온 간의 경쟁과 철(III) 착물과의 결합이 일어난다.

생체 금속(Mb)과 생체 리간드(Lb)의 상호 작용, 생체 복합체(MbLb)의 형성 및 파괴는 신체에서 지속적으로 발생합니다.

인간, 동물, 식물의 몸에는 중금속 이온을 포함한 다양한 생체이물(이물질)로부터 이 균형을 보호하고 유지하기 위한 다양한 메커니즘이 있습니다. 착물과 하이드록소 착물에 결합되지 않은 중금속 이온은 독성 입자(Mt)입니다. 이러한 경우 천연 금속 리간드 평형과 함께 새로운 평형이 발생할 수 있으며, 이러한 평형을 충족시키지 못하는 독성 금속(MtLb) 또는 독성 리간드(MbLt)를 포함하는 보다 안정적인 외래 착물이 형성됩니다.

필수 생물학적 기능. 외인성 독성 입자가 몸에 들어가면 결합 평형이 발생하고 결과적으로 프로세스 경쟁이 발생합니다. 지배적인 과정은 가장 안정적인 복합 화합물의 형성으로 이어지는 과정일 것입니다.

금속 리간드 항상성의 위반은 대사 장애를 일으키고, 효소의 활성을 억제하고, ATP, 세포막과 같은 중요한 대사 산물을 파괴하고, 세포의 이온 농도 구배를 방해합니다. 따라서 인공 보호 시스템이 만들어지고 있습니다. 킬레이션 요법(복합 요법)은 이 방법에서 적절한 역할을 합니다.

킬레이션 요법은 s-원소 착화합물과의 킬레이션을 기반으로 신체에서 독성 입자를 제거하는 것입니다. 체내에 포함된 독성 입자를 제거하는 데 사용되는 약물을 해독제라고 합니다.(Lg). 금속 착물(Lg)과 독성 종의 킬레이트화는 독성 금속 이온(Mt)을 비독성(MtLg) 결합 형태로 전환하여 분리 및 세포막 침투, 수송 및 체내 배설에 적합합니다. 그들은 리간드(복합체)와 금속 이온 모두에 대해 체내에서 킬레이트 효과를 유지합니다. 이것은 신체의 금속 리간드 항상성을 보장합니다. 따라서 의약, 축산업 및 작물 생산에 복합물을 사용하면 신체의 해독이 가능합니다.

킬레이트화 요법의 기본 열역학적 원리는 두 가지 위치로 공식화될 수 있습니다.

I. 해독제(Lg)는 독성 이온(Mt, Lt)과 효과적으로 결합해야 하며, 새로 형성된 화합물(MtLg)은 체내에 존재하는 것보다 더 강력해야 합니다.

Ⅱ. 해독제는 필수 복합 화합물(MbLb)을 파괴해서는 안 됩니다. 해독제와 생체 금속 이온(MbLg)의 상호 작용 중에 형성될 수 있는 화합물은 신체에 존재하는 것보다 덜 강해야 합니다.

7.11. 의학에서의 복합체 및 복합체의 응용

Complexone 분자는 실질적으로 중요한 약리학 적 특징 인 생물학적 환경에서 분열이나 변화를 겪지 않습니다. 복합체는 지질에 불용성이며 물에 잘 녹기 때문에 세포막을 통해 침투하거나 잘 침투하지 않으므로 1) 장에서 배설되지 않습니다. 2) 착화제의 흡수는 주입될 때만 발생합니다(페니실라민만 경구 복용). 3) 신체에서 복합체는 주로 세포 외 공간에서 순환합니다. 4) 체내 배설은 주로 신장을 통해 이루어진다. 이 과정은 빠릅니다.

독이 생물학적 구조에 미치는 영향을 제거하고 화학 반응을 통해 독을 비활성화시키는 물질을 해독제.

킬레이트화 요법에 사용되는 최초의 해독제 중 하나는 BAL(British Anti-Lewisite)입니다. 유니티올은 현재 다음과 같이 사용됩니다.

이 약물은 신체에서 비소, 수은, 크롬 및 비스무트를 효과적으로 제거합니다. 아연, 카드뮴, 납 및 수은 중독에 가장 널리 사용되는 것은 착물과 착물입니다. 그들의 사용은 단백질, 아미노산 및 탄수화물의 황 함유 그룹과 동일한 이온의 복합체보다 금속 이온과의 더 강한 복합체의 형성을 기반으로합니다. EDTA 제제는 납을 제거하는 데 사용됩니다. 많은 양의 약물을 체내에 도입하는 것은 칼슘 이온에 결합하여 많은 기능을 방해하기 때문에 위험합니다. 따라서 적용 테타신(CaNa 2 EDTA), 납, 카드뮴, 수은, 이트륨, 세륨 및 기타 희토류 금속과 코발트를 제거하는 데 사용됩니다.

1952년 테타신의 첫 번째 치료적 사용 이후, 이 약은 직업병 클리닉에서 널리 사용되어 왔으며 계속해서 없어서는 안될 해독제입니다. 테타신의 작용 기전은 매우 흥미롭습니다. 이온 독성 물질은 산소 및 EDTA와의 더 강한 결합 형성으로 인해 테타신에서 배위된 칼슘 이온을 대체합니다. 칼슘 이온은 차례로 남아 있는 두 개의 나트륨 이온을 대체합니다.

Tetacin은 5-10 % 용액의 형태로 몸에 도입되며 그 기초는 식염수입니다. 따라서 복강 내 주사 후 이미 1.5 시간 후에 테타신 투여 용량의 15 %가 6 시간 후에는 3 %, 2 일 후에는 0.5 % 만 체내에 남아 있습니다. 약물은 tetacin 투여의 흡입 방법을 사용할 때 효과적이고 빠르게 작용합니다. 빠르게 흡수되어 혈액 내에서 장기간 순환합니다. 또한 테타신은 가스 괴저로부터 보호하는 데 사용됩니다. 가스 괴저 독소인 레시티나아제 효소의 활성제인 아연과 코발트 이온의 작용을 억제합니다.

테타신에 의한 독성 물질의 결합은 파괴되지 않고 신장을 통해 신체에서 쉽게 배설되는 저독성 및 보다 내구성 있는 킬레이트 복합체로 결합하여 해독 및 균형 잡힌 미네랄 영양을 제공합니다. 구조 및 구성이 사전에 가깝습니다.

paratam EDTA는 디에틸렌트리아민-펜타아세트산(CaNa 3 DTPA)의 나트륨-칼슘 염입니다. 펜타신및 디에틸렌트리아민펜타포스폰산의 나트륨염(Na 6 DTPF) - 트리메파신.펜타신은 주로 철, 카드뮴 및 납 화합물 중독과 방사성 핵종(테크네튬, 플루토늄, 우라늄) 제거에 사용됩니다.

에틸렌디아민디이소프로필포스폰산의 나트륨염 (СаNa 2 EDTP) 포스피신신체에서 수은, 납, 베릴륨, 망간, 악티늄족 및 기타 금속을 성공적으로 제거하는 데 사용됩니다. Complexonates는 일부 독성 음이온을 제거하는 데 매우 효과적입니다. 예를 들어, CN -와 혼합 리간드 착물을 형성하는 코발트(II) 에틸렌디아민테트라아세테이트는 시안화물 중독의 해독제로 권장될 수 있습니다. 유사한 원리가 착화합물 금속과 상호작용할 수 있는 공여 원자를 가진 작용기를 포함하는 살충제를 포함하여 독성 유기 물질을 제거하는 방법의 기초가 됩니다.

효과적인 약물은 석시머(디메르캅토숙신산, 디메르캅토숙신산, 케멧). 거의 모든 독성물질(Hg, As, Pb, Cd)에 강하게 결합하지만 생체원소(Cu, Fe, Zn, Co)의 이온을 체내에서 제거하므로 거의 사용되지 않는다.

인 함유 착물은 인산염과 옥살산칼슘의 결정 형성을 강력하게 억제합니다. 요로결석 치료의 항석회화제로 OEDP의 칼륨-나트륨염인 ksidifon이 제안되었다. 또한 디포스포네이트는 최소 용량으로 칼슘이 뼈 조직으로 통합되는 것을 증가시키고 뼈에서 칼슘이 병리학적으로 빠져나가는 것을 방지합니다. HEDP 및 기타 디포스포네이트는 신장 골이영양증, 치주질환을 비롯한 다양한 유형의 골다공증을 예방합니다.

ny 파괴 뿐만 아니라 동물의 이식된 뼈의 파괴. HEDP의 항동맥경화 효과도 설명되었습니다.

미국에서 다수의 디포스포네이트, 특히 HEDP가 전이된 골암으로 고통받는 인간 및 동물의 치료를 위한 약제학적 제제로서 제안되어 왔다. 막 투과성을 조절함으로써, 비스포스포네이트는 항종양 약물의 세포 내로의 수송을 촉진하고, 따라서 다양한 종양학적 질환의 효과적인 치료를 촉진합니다.

현대 의학의 시급한 문제 중 하나는 다양한 질병을 신속하게 진단하는 것입니다. 이 측면에서 의심할 여지 없이 흥미로운 것은 프로브의 기능(방사성 자기 이완 및 형광 표지)을 수행할 수 있는 양이온을 포함하는 새로운 종류의 제제입니다. 특정 금속의 방사성 동위원소는 방사성 의약품의 주성분으로 사용됩니다. 이러한 동위원소의 양이온과 착물을 킬레이트화하면 신체에 대한 독성학적 수용성을 높이고 수송을 촉진하며 특정 한계 내에서 다양한 기관의 농도 선택성을 보장할 수 있습니다.

이러한 예는 의약에서 다양한 형태의 복합물을 적용하는 것을 결코 소진하지 않습니다. 따라서, 마그네슘 에틸렌디아민테트라아세테이트의 이칼륨 염은 병리학에서 조직의 체액 함량을 조절하는 데 사용됩니다. EDTA는 혈장 분리에 사용되는 항응고제 현탁액의 구성에 사용되며, 혈당 측정에 있어서 아데노신 삼인산의 안정제로서, 콘택트 렌즈의 정화 및 보관에 사용됩니다. 디포스포네이트는 류마티스 질환의 치료에 널리 사용됩니다. 이들은 항염증제와 조합하여 항관절염제로서 특히 효과적이다.

7.12. 거대고리 화합물이 있는 복합체

천연 복합 화합물 중에서 특정 크기의 내부 공동을 포함하는 고리형 폴리펩티드를 기반으로 하는 거대복합체가 특별한 위치를 차지하며, 여기에는 나트륨 및 칼륨을 포함하여 이러한 금속의 양이온을 결합할 수 있는 여러 산소 함유 그룹이 있습니다. 캐비티의 치수. 이러한 물질은 생물학적

쌀. 7.2. K+ 이온과 발리노마이신의 복합체

이온의 이동을 막을 통해 제공하는 물질 이온통로.예를 들어, 발리노마이신은 막을 가로질러 칼륨 이온을 운반합니다(그림 7.2).

다른 폴리펩티드의 도움으로 - 그라미시딘 A나트륨 양이온은 릴레이 메커니즘에 의해 운반됩니다. 이 폴리펩타이드는 "튜브"로 접혀 있으며, 그 내부 표면에는 산소 함유 기가 늘어서 있습니다. 결과는

나트륨 이온의 크기에 해당하는 특정 단면을 가진 충분히 긴 친수성 채널. 한쪽에서 친수성 채널로 들어가는 나트륨 이온은 이온 전도 채널을 통한 릴레이 경주처럼 한쪽에서 다른 산소 그룹으로 전달됩니다.

따라서 고리형 폴리펩타이드 분자는 분자내 공동을 가지며 열쇠와 자물쇠의 원리에 따라 특정 크기와 기하학의 기질이 들어갈 수 있다. 이러한 내부 수용체의 공동에는 활성 중심(내수용기)이 늘어서 있습니다. 금속 이온의 성질에 따라 알칼리 금속과의 비공유 상호작용(정전기, 수소 결합, 반데르발스 힘) 및 알칼리 토금속과의 공유 상호작용이 발생할 수 있습니다. 그 결과, 초분자- 분자간 힘에 의해 함께 유지되는 두 개 이상의 입자로 구성된 복잡한 결합체.

살아있는 자연에서 가장 흔한 것은 4자리 거대고리(tetradentate macrocycles)입니다. 구조상 그들에 가까운 포르핀과 코리노이드입니다.도식적으로, 사분원 주기는 다음과 같은 형태로 나타낼 수 있습니다(그림 7.3). 여기서 호는 닫힌 주기에서 공여자 질소 원자를 연결하는 동일한 유형의 탄소 사슬을 의미합니다. R 1 , R 2 , R 3 , P 4 는 탄화수소 라디칼이고; M n+ - 금속 이온: 엽록소 Mg 2+ 이온, 헤모글로빈 Fe 2+ 이온, 헤모시아닌 Cu 2+ 이온, 비타민 B 12(코발라민) Co 3+ 이온.

기증자 질소 원자는 사각형의 모서리에 있습니다(점선으로 표시). 그들은 공간에서 긴밀하게 조정됩니다. 그렇기 때문에

포르피린과 코리노이드는 다양한 원소의 양이온과 심지어 알칼리 토금속과도 강한 착물을 형성합니다. 중요하다 리간드의 덴티시티에 관계없이 복합체의 화학적 결합과 구조는 도너 원자에 의해 결정됩니다.예를 들어, NH 3 , 에틸렌디아민 및 포르피린과의 구리 착물은 동일한 정사각형 구조와 유사한 전자 구성을 갖습니다. 그러나 여러자리 리간드는 한자리 리간드보다 훨씬 더 강하게 금속 이온에 결합합니다.

쌀. 7.3. Tetradentate 거대고리

동일한 기증자 원자로. 에틸렌디아민 착물의 강도는 암모니아가 있는 동일한 금속의 강도보다 8-10 배 더 큽니다.

금속 이온과 단백질의 생물 무기 복합체를 바이오클러스터 -거대 고리 화합물과 금속 이온의 착물 (그림 7.4).

쌀. 7.4.특정 크기의 단백질 복합체와 d-요소 이온의 바이오클러스터 구조의 도식적 표현. 단백질 분자의 상호 작용 유형. M n+ - 활성 중심 금속 이온

바이오클러스터 내부에 공동이 있습니다. 여기에는 OH - , SH - , COO - , -NH 2 , 단백질, 아미노산과 같은 연결 그룹의 공여체 원자와 상호 작용하는 금속이 포함됩니다. 가장 유명한 금속-

탄산탈수효소(carbonic anhydrase), 크산틴 산화효소(xanthine oxidase), 사이토크롬(cytochromes)은 공동이 각각 Zn, Mo, Fe를 함유하는 효소 중심을 형성하는 바이오클러스터입니다.

7.13. 멀티코어 컴플렉스

이가 및 이핵 복합체

하나 또는 다른 요소의 여러 중심 원자를 포함하는 착물을 멀티 코어.다핵 복합체를 형성할 가능성은 일부 리간드가 2개 또는 3개의 금속 이온에 결합하는 능력에 의해 결정됩니다. 이러한 리간드를 다리.각기 다리콤플렉스라고 합니다. 원칙적으로 1원자 브리지도 가능합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

그들은 같은 원자에 속하는 고독한 전자쌍을 사용합니다. 다리 역할을 할 수 있습니다. 다원자 리간드.이러한 브리지에서는 서로 다른 원자에 속하는 비공유 전자쌍이 사용됩니다. 다원자 리간드.

A.A. 그린버그와 F.M. Filinov는 리간드가 동일한 금속의 복잡한 화합물에 결합하지만 산화 상태가 다른 브리징 화합물 조성을 연구했습니다. G. Taube가 그들을 불렀습니다. 전자 전달 복합체.그는 다양한 금속의 중심 원자 사이의 전자 이동 반응을 조사했습니다. 산화 환원 반응의 역학 및 메커니즘에 대한 체계적인 연구는 두 복합체 사이의 전자 전달이 다음과 같다는 결론을 이끌어 냈습니다.

결과 리간드 브리지를 통해 진행됩니다. 2 + 와 2 + 사이의 전자 교환은 중간 브리지 복합체의 형성을 통해 발생합니다(그림 7.5). 전자 이동은 클로라이드 브리징 리간드를 통해 발생하여 2+ 복합체의 형성으로 끝납니다. 2+.

쌀. 7.5.중간 다핵 복합체에서의 전자 이동

여러 도너 그룹을 포함하는 유기 리간드의 사용을 통해 다양한 다핵 복합체가 얻어졌습니다. 그들의 형성 조건은 킬레이트 사이클이 닫히지 않도록 하는 리간드의 도너 그룹 배열입니다. 리간드가 킬레이트 회로를 닫고 동시에 다리 역할을 하는 것은 드문 일이 아닙니다.

전자 전달의 활성 원리는 몇 가지 안정적인 산화 상태를 나타내는 전이 금속입니다. 이것은 티타늄, 철 및 구리 이온에 이상적인 전자 캐리어 특성을 제공합니다. Ti 및 Fe를 기반으로 하는 이가(HVA) 및 이종핵 복합체(HNC)의 형성을 위한 옵션 세트가 그림 1에 나와 있습니다. . 7.6.

반응

반응식 (1)은 교차 반응.교환 반응에서 중간체는 2가 착물이 됩니다. 이론적으로 가능한 모든 복합체는 특정 조건에서 실제로 용액에서 형성되며 다양한 물리 화학적 연구에 의해 입증됩니다.

쌀. 7.6. Ti 및 Fe를 포함하는 이종 착물 및 이핵 착물의 형성

행동 양식. 전자 이동이 일어나기 위해서는 반응물이 에너지에 가까운 상태에 있어야 합니다. 이 요구 사항을 Franck-Condon 원리라고 합니다. 전자 이동은 HWC 산화 정도가 다른 동일한 전이 원소의 원자 또는 금속 중심의 성질이 다른 다른 HJC 원소 사이에서 발생할 수 있습니다. 이러한 화합물은 전자 수송 복합체로 정의할 수 있습니다. 그들은 생물학적 시스템에서 전자와 양성자의 편리한 운반체입니다. 전자의 추가 및 방출은 복합체의 유기 성분 구조를 변경하지 않고 금속의 전자 구성만 변경합니다.이 모든 원소는 몇 가지 안정적인 산화 상태(Ti +3 및 +4, Fe +2 및 +3, Cu +1 및 +2)를 가지고 있습니다. 우리의 의견으로는 이러한 시스템은 본질적으로 최소한의 에너지 비용으로 생화학 공정의 가역성을 보장하는 독특한 역할을 합니다. 가역 반응에는 열역학 및 열화학적 상수가 10 -3 ~ 10 3 이고 ΔG o 값이 작은 반응이 포함됩니다. 이오프로세스. 이러한 조건에서 초기 물질과 반응 생성물은 비슷한 농도일 수 있습니다. 특정 범위에서 변경하면 프로세스의 가역성을 달성하기 쉽기 때문에 생물학적 시스템에서 많은 프로세스는 본질적으로 진동 (파동)입니다. 위의 쌍을 포함하는 산화 환원 시스템은 광범위한 전위를 포함하므로 Δ의 적당한 변화와 함께 상호 작용에 들어갈 수 있습니다. 가다그리고 E°, 많은 기질과 함께.

용액에 잠재적으로 가교 리간드가 포함되어 있는 경우, 즉, HVA 및 HJA의 형성 가능성이 상당히 증가합니다. 한 번에 두 개의 금속 중심을 연결할 수 있는 분자 또는 이온(아미노산, 히드록시산, 착체 등). HWC에서 전자의 비편재화 가능성은 복합체의 총 에너지 감소에 기여합니다.

보다 현실적으로, 금속 중심의 특성이 다른 HWC 및 HJA의 형성에 대한 가능한 옵션 세트는 그림 1에 나와 있습니다. 7.6. HVA와 HNA의 형성과 생화학 시스템에서의 역할에 대한 자세한 설명은 A.N. 글레보바(1997). 산화환원 쌍은 구조적으로 서로 조정되어야 하며, 그러면 전송이 가능합니다. 용액의 성분을 선택함으로써 전자가 환원제에서 산화제로 전달되는 거리를 "늘릴" 수 있습니다. 입자의 조정된 움직임으로 전자는 파동 메커니즘에 의해 장거리로 이동할 수 있습니다. "복도"로 수화 단백질 사슬 등이 될 수 있습니다. 최대 100A의 거리까지 전자가 이동할 확률이 높습니다. "복도"의 길이는 첨가제(알칼리 금속 이온, 지지 전해질)에 의해 증가될 수 있습니다. 이는 HWC 및 HJA의 구성 및 특성을 제어하는 ​​분야에서 큰 기회를 열어줍니다. 솔루션에서 그들은 전자와 양성자로 채워진 일종의 "블랙 박스" 역할을 합니다. 상황에 따라 다른 구성 요소에 제공하거나 자신의 "예비금"을 보충할 수 있습니다. 그것들과 관련된 반응의 가역성은 순환 과정에 반복적으로 참여할 수 있게 합니다. 전자는 한 금속 중심에서 다른 중심으로 이동하고 그 사이에서 진동합니다. 복잡한 분자는 비대칭으로 남아 있으며 산화 환원 과정에 참여할 수 있습니다. HWC와 HJAC는 생물학적 매체의 진동 과정에 적극적으로 관여합니다. 이러한 유형의 반응을 진동 반응이라고 합니다.그들은 효소 촉매 작용, 단백질 합성 및 생물학적 현상을 수반하는 기타 생화학적 과정에서 발견됩니다. 여기에는 세포 대사의 주기적인 과정, 심장 조직, 뇌 조직의 활동 파동, 생태계 수준에서 발생하는 과정이 포함됩니다. 신진대사의 중요한 단계는 영양소에서 수소가 분리되는 것입니다. 이 경우 수소 원자는 이온 상태로 전환되고, 수소 원자에서 분리된 전자는 호흡 사슬로 들어가 에너지를 ATP 형성에 포기합니다. 우리가 확립한 바와 같이, 티타늄 착물은 전자뿐만 아니라 양성자의 활성 캐리어입니다. 카탈라제, 퍼옥시다제 및 시토크롬과 같은 효소의 활성 중심에서 역할을 수행하는 티타늄 이온의 능력은 복합체 형성에 대한 높은 능력, 배위 이온 기하 형성, 다양한 조성의 다핵 HVA 및 HJA 형성에 의해 결정됩니다. pH의 함수로서의 특성, 전이 원소 Ti 및 착물의 유기 성분 농도, 이들의 몰비. 이 능력은 복합체의 선택성 증가로 나타납니다.

기질과 관련하여, 대사 과정의 산물, 복합체(효소) 및 활성 중심의 입체적 요구 사항에 따른 기질의 형태 변화 및 조정을 통한 기질의 결합 활성화.

전자 전달과 관련된 신체의 전기 화학적 변형은 입자 산화 정도의 변화와 용액에서 산화 환원 전위의 출현을 동반합니다. 이러한 변형에서 큰 역할은 다핵 HVA 및 HNA 복합체에 속합니다. 그들은 활성 산소 종, 과산화수소, 산화제, 라디칼의 활용을 위한 시스템인 자유 라디칼 과정의 활성 조절자이며 기질의 산화에 관여하고 산화 방지제 항상성을 유지하여 산화로부터 신체를 보호합니다. 스트레스.생체 시스템에 대한 효소 작용은 효소(사이토크롬, 슈퍼옥사이드 디스뮤타제, 카탈라제, 퍼옥시다제, 글루타티온 환원효소, 탈수소효소)와 유사합니다. 이 모든 것은 전이 요소의 착물의 높은 항산화 특성을 나타냅니다.

7.14. 수업 및 시험 준비 자체 점검을 위한 질문 및 과제

1. 복잡한 화합물의 개념을 제시하십시오. 이중염과 어떻게 다르며 공통점은 무엇입니까?

2. 이름에 따라 복잡한 화합물의 공식을 만드십시오. 암모늄 디히드록소테트라클로로백금산염(IV), 트리암민트리니트로코발트(III), 특성을 부여하십시오. 내부 및 외부 조정 영역을 나타냅니다. 중심 이온 및 그 산화 정도: 리간드, 그 수 및 덴티시티; 연결의 본질. 수용액에서의 해리 방정식과 안정성 상수에 대한 식을 쓰십시오.

3. 복합 화합물의 일반 성질, 해리, 착물의 안정성, 착물의 화학적 성질.

4. 복합체의 반응성은 열역학적 위치와 운동적 위치에서 어떻게 특성화됩니까?

5. 어떤 아미노 복합체가 테트라아미노-구리(II)보다 내구성이 강하고 어떤 아미노 복합체가 덜 내구성이 있습니까?

6. 알칼리 금속 이온에 의해 형성된 거대고리 착물의 예를 제시하십시오. d-원소 이온.

7. 어떤 기준으로 복합체를 킬레이트로 분류합니까? 킬레이트 및 비킬레이트 복합 화합물의 예를 제시하십시오.

8. 구리 글리시네이트의 예를 사용하여 복합 내 화합물의 개념을 제공하십시오. 나트륨 형태의 에틸렌디아민테트라아세트산과 착화마그네슘의 구조식을 쓰십시오.

9. 다핵 복합체의 구조적 단편을 도식적으로 나타내십시오.

10. 다핵, 이핵 및 이가 복합체를 정의합니다. 형성에서 전이 금속의 역할. 이러한 구성 요소의 생물학적 역할.

11. 복잡한 화합물에서 발견되는 화학 결합의 유형은 무엇입니까?

12. 복합체의 중심 원자에서 발생할 수 있는 원자 궤도의 주요 혼성화 유형을 나열하십시오. 교잡 유형에 따른 복합체의 기하학은 무엇입니까?

13. s-, p- 및 d- 블록의 원소 원자의 전자 구조를 기반으로 복합체 형성 능력과 복합체 화학에서의 위치를 ​​비교하십시오.

14. 착물과 착물을 정의합니다. 생물학과 의학에서 가장 많이 사용되는 예를 들어 보십시오. 킬레이트화 요법의 기초가 되는 열역학적 원리를 설명하십시오. 신체에서 xenobiotics의 중화 및 제거를 위한 complexonates의 사용.

15. 인체의 금속 리간드 항상성 위반의 주요 사례를 고려하십시오.

16. 철, 코발트, 아연을 함유한 생체복합체 화합물의 예를 들어 보십시오.

17. 헤모글로빈과 관련된 경쟁 과정의 예.

18. 효소에서 금속 이온의 역할.

19. 복합 리간드(다좌)가 있는 착물에서 코발트의 경우 산화 상태 +3이 더 안정적이고 할로겐화물, 황산염, 질산염과 같은 일반 염에서 산화 상태가 +2인 이유를 설명하십시오.

20. 구리의 경우 산화 상태 +1 및 +2가 특징적입니다. 구리가 전자 전달 반응을 촉매할 수 있습니까?

21. 아연이 산화환원 반응을 촉매할 수 있습니까?

22. 수은이 독으로 작용하는 메커니즘은 무엇입니까?

23. 반응에서 산과 염기를 표시하십시오.

AgNO 3 + 2NH 3 \u003d NO 3.

24. HEDP가 아니라 히드록시에틸리덴 디포스폰산의 칼륨-나트륨 염이 약물로 사용되는 이유를 설명하십시오.

25. 생체 복합 화합물의 일부인 금속 이온의 도움으로 체내 전자의 수송은 어떻게 이루어집니까?

7.15. 테스트

1. 착 이온의 중심 원자의 산화 상태는 2- 와 동등하다:

a)-4;

b) +2;

2에서;

라) +4.

2. 가장 안정적인 착 이온:

a) 2-, Kn = 8.5x10-15;

b) 2-, Kn = 1.5x10 -30;

c) 2-, Kn = 4x10 -42;

d) 2-, Kn = 1x10 -21.

3. 용액은 0.1mol의 PtCl 4 4NH 3 화합물을 포함합니다. AgNO 3 와 반응하여 0.2 mol의 AgCl 침전물을 형성합니다. 출발 물질에 배위 공식을 지정하십시오.

a) Cl

b) Cl 3 ;

c) Cl 2 ;

d) Cl 4 .

4. 결과적으로 형성된 복합체의 모양은 무엇입니까? sp 3 d 2-미군 병사- 번식?

1) 사면체;

2) 정사각형;

4) 삼각 이중 피라미드;

5) 선형.

5. 화합물 펜타암민클로로코발트(III) 설페이트의 화학식을 선택하십시오.

가) 나 3 ;

6) [CoCl2(NH3)4]Cl;

c) K2[Co(SCN)4];

d) SO 4 ;

e) [Co(H 2 O) 6] C1 3 .

6. 다자리 리간드는 무엇입니까?

a) C1 -;

b) H2O;

c) 에틸렌디아민;

d) NH 3 ;

e) SCN - .

7. 착화제는 다음과 같습니다.

a) 전자쌍 공여체 원자;

c) 전자쌍의 원자 및 이온 수용체;

d) 전자쌍의 원자 및 이온 공여체.

8. 복잡성이 가장 적은 요소는 다음과 같습니다.

처럼; CD;

비) 피; 라) 에프

9. 리간드는 다음과 같습니다.

a) 전자쌍 공여체 분자;

b) 전자쌍의 이온 수용체;

c) 전자쌍의 분자 및 이온 공여체;

d) 전자쌍의 분자 및 이온 수용체.

10. 단지의 내부 조정 영역에서의 의사 소통 :

a) 공유 교환

b) 공유 공여체-수용체;

c) 이온성;

d) 수소.

11. 최고의 착화제는 다음과 같습니다.

수업에 디카르복실산 2개의 카르복실기를 함유하는 화합물을 포함한다. 디카르복실산은 탄화수소 라디칼의 유형에 따라 세분화됩니다.

가득한;

불포화;

향긋한.

디카르복실산의 명명법모노카르복실산의 명명법과 유사(2부, 6.2장):

하찮은;

라디칼 기능적;

체계적인.

디카르복실산의 이름의 예는 표 25에 나와 있습니다.

표 25 - 디카르복실산의 명명법

이성질체.디카르복실산은 다음과 같은 유형의 이성질체가 특징입니다.

구조적:

골격.

공간 :

광학.

디카르복실산을 얻는 방법.디카르복실산은 개별 산에 적용할 수 있는 몇 가지 특별한 방법을 제외하고 모노카르복실산과 동일한 방법을 사용하여 얻습니다.

디카르복실산의 일반적인 제조 방법

디올과 환형 케톤의 산화:

니트릴의 가수분해:

디올 카르보닐화:

옥살산 얻기 고체 알칼리의 존재하에서 그것을 융합하여 포름산나트륨으로부터:

말론산 얻기:

아디프산을 얻습니다. 산업계에서는 구리-바나듐 촉매가 있는 상태에서 50% 질산으로 사이클로헥산올을 산화시켜 얻습니다.

디카르복실산의 물리적 특성. 디카르복실산은 고체입니다. 시리즈의 하위 멤버는 물에 잘 용해되고 유기 용매에는 약간만 용해됩니다. 물에 용해되어 분자간 수소 결합을 형성합니다. 물에 대한 용해도의 한계는 에서 6 - 에서 7 . 극성 카르복실기가 각 분자의 중요한 부분이기 때문에 이러한 특성은 매우 자연스러워 보입니다.

표 26 - 디카르복실산의 물리적 특성

표 27 - 가열 시 디카르복실산의 거동

알코올과 염화물의 녹는점과 끓는점에 비해 산의 녹는점이 높은 것은 분명히 수소 결합의 강도 때문입니다. 가열하면 디카르복실산이 분해되어 다양한 생성물을 형성합니다.

화학적 특성.이염기산은 카르복실산에 공통적인 모든 특성을 유지합니다. 디카르복실산은 염으로 전환되어 모노카르복실산(산 할로겐화물, 무수물, 아미드, 에스테르)과 동일한 유도체를 형성하지만 반응은 하나(불완전한 유도체) 또는 두 카르복실기 모두에서 진행될 수 있습니다. 유도체화 반응의 메커니즘은 모노카르복실산의 메커니즘과 동일합니다.

이염기산은 또한 두 가지의 영향으로 인해 많은 기능을 나타냅니다. UNSD-여러 떼.

산성 속성. 디카르복실산은 포화 일염기산에 비해 산성 특성이 증가했습니다(평균 이온화 상수, 표 26). 그 이유는 두 번째 카르복실기의 추가 해리뿐만 아니라 두 번째 카르복실기의 이온화가 훨씬 더 어렵고 산성 특성에 대한 두 번째 상수의 기여도가 거의 눈에 띄지 않기 때문입니다.

전자 끄는 그룹은 카르복실 탄소 원자에 대한 양전하의 증가가 메소머 효과를 향상시키기 때문에 카르복실산의 산성 특성을 증가시키는 것으로 알려져 있습니다. р,π- 접합, 차례로 결합의 양극화를 향상시킵니다. 그그리고 그것의 해리를 촉진한다. 이 효과는 카르복실기가 서로 가까울수록 더 두드러집니다. 옥살산의 독성은 주로 높은 산도와 관련이 있으며, 그 값은 무기산에 가깝습니다. 효과의 유도 특성을 고려하면 동종 계열의 디카르복실산에서 카르복실기가 서로 멀어짐에 따라 산성 특성이 급격히 감소한다는 것이 분명합니다.

디카르복실산은 이염기산처럼 행동하며 산성(1개 염기 당량 포함) 및 중간(2개 당량 포함)의 두 가지 염 시리즈를 형성합니다.

친핵성 치환 반응 . 모노카르복실산과 같은 디카르복실산은 하나 또는 두 개의 작용기를 포함하는 친핵성 치환 반응에 들어가 작용성 유도체(에스테르, 아미드, 산 염화물)를 형성합니다.

옥살산 자체의 높은 산도로 인해 산 촉매를 사용하지 않고 에스테르를 얻을 수 있습니다.

3. 디카르복실산의 특정 반응. 디카르복실산에서 카르복실기의 상호 배열은 화학적 특성에 상당한 영향을 미칩니다. 최초의 동족체 UNSD- 그룹이 가깝고 - 옥살산 및 말론산 - 가열되면 일산화탄소(IV)를 분리할 수 있으며 그 결과 카르복실 그룹이 제거됩니다. 탈카르복실화 능력은 산의 구조에 따라 다릅니다. 모노카르복실산은 염이 고체 알칼리로 가열될 때만 카르복실기를 잃는 것이 더 어렵습니다. 산 분자에 도입될 때 EA치환기가 있으면 탈카르복실화 경향이 증가합니다. 옥살산과 말론산에서 두 번째 카르복실기는 다음과 같이 작용합니다. EA따라서 탈카르복실화를 촉진합니다.

3.1

3.2

옥살산의 탈카르복실화는 포름산 합성을 위한 실험실 방법으로 사용됩니다. 말론산 유도체의 탈카르복실화는 카르복시산 합성에서 중요한 단계입니다. 디카르복시산과 트리카르복시산의 탈카르복실화는 많은 생화학적 과정의 특징입니다.

탄소 사슬이 길어지고 작용기가 제거되면 상호 영향이 약해집니다. 따라서 상동 계열의 다음 두 구성원인 숙신산과 글루타르산은 가열될 때 탈탄산화되지 않지만 물 분자를 잃고 고리형 무수물을 형성합니다. 이 반응 과정은 안정적인 5 또는 6원 주기의 형성으로 인한 것입니다.

3.3

3.4 산의 직접적인 에스테르화에 의해 완전한 에스테르를 얻을 수 있고 무수물과 등몰량의 알코올의 상호작용에 의해 상응하는 산 에스테르를 얻을 수 있습니다.

3.4.1

3.4.2

3.5 이미드의 준비 . 숙신산의 암모늄염을 가열하면 이미드(숙신이미드)가 얻어진다. 이 반응의 메커니즘은 염에서 모노카르복실산의 아미드를 제조할 때와 동일합니다.

숙신이미드에서 이미노 그룹의 수소 원자는 두 개의 인접한 카보닐 그룹의 전자 끌기 효과에 의해 발생하는 상당한 양성자 이동도를 가지고 있습니다. 이것은 얻는 것을 기반으로합니다. N-bromo-succinimide - 브롬을 알릴 위치에 도입하기 위한 브롬화제로 널리 사용되는 화합물:

개인 대표. 옥살산(에탄산) IEP– UNSD. 밤색, 밤색, 대황의 잎에서 발견되는 소금의 형태. 옥살산의 염과 에스테르는 옥살산염이라는 간단한 이름이 있습니다. 옥살산은 환원성을 나타냅니다.

이 반응은 분석 화학에서 과망간산칼륨 용액의 정확한 농도를 설정하는 데 사용됩니다. 황산이 있는 상태에서 가열하면 옥살산이 탈카르복실화되고 형성된 포름산이 분해됩니다.

옥살산 및 그 염의 검출을 위한 정성적 반응은 불용성 옥살산칼슘의 형성입니다.

옥살산은 쉽게 산화되어 정량적으로 이산화탄소와 물로 변합니다.

반응은 매우 민감하여 과망간산칼륨 용액의 역가를 결정하기 위해 체적 분석에 사용됩니다.

말론산(프로판디오산) IEP– 채널 2 – UNSD. 사탕무 주스에 들어 있습니다. 말론산은 2개의 카르복실기의 전자 끌기 효과로 인해 메틸렌기에서 수소 원자의 상당한 양성자 이동성으로 구별됩니다.

메틸렌 그룹의 수소 원자는 이동성이 높아 금속으로 대체될 수 있습니다. 그러나 유리산의 경우 카르복실기의 수소 원자가 훨씬 더 이동성이 높고 먼저 대체되기 때문에 이러한 변환은 불가능합니다.

바꾸다 α - 메틸렌기의 수소 원자를 나트륨으로 만드는 것은 카르복실기를 상호작용으로부터 보호함으로써만 가능하며, 이는 말론산의 완전한 에스테르화를 가능하게 합니다.

말론산 에스테르는 나트륨과 상호작용할 때 수소를 분리하여 나트륨-말론산 에스테르를 형성합니다.

음이온 나- 컨쥬게이션에 의해 안정화된 말론산 에스테르 네프탄소 원자 π -결합 전자 C=영형. 나-말론산 에스테르는 친핵체로서, 예를 들어 할로알칸과 같이 친전자성 중심을 포함하는 분자와 쉽게 반응합니다.

나열된 반응을 통해 여러 화합물의 합성에 말론산을 사용할 수 있습니다.

숙신산 무색 결정성 물질이므로 pl. 183 °C, 물과 알코올에 용해됨. 숙신산과 그 유도체는 매우 쉽게 접근할 수 있으며 유기 합성에 널리 사용됩니다.

아디프산(헥산이온산) HOOS-(CH 2 ) 4 -쿠.무색 결정질 물질을 나타냅니다. 149 ° C, 물에 약간 용해되며 알코올에 더 잘 용해됩니다. 폴리아미드 나일론 섬유를 만드는 데 다량의 아디프산이 사용됩니다. 산성 특성으로 인해 아디프산은 일상 생활에서 법랑 요리의 스케일을 제거하는 데 사용됩니다. 그것은 칼슘 및 탄산 마그네슘과 반응하여 용해성 염으로 변환하는 동시에 강한 무기산과 같은 법랑질을 손상시키지 않습니다.

Complexone(폴리아미노폴리카르복실산)은 가장 널리 사용되는 여러자리 리간드 중 하나입니다. 콤플렉스, 디카르복실산의 유도체, 특히 숙신산 유도체(SSA)에 대한 관심이 최근 몇 년 동안 증가했으며, 이는 합성을 위한 간단하고 접근 가능한 방법의 개발 및 다수의 특정 물질의 존재와 관련이 있습니다. 실질적으로 유용한 속성.

CPNA 합성을 위한 가장 중요한 방법은 말레산과 1차 또는 2차 아미노기를 포함하는 다양한 화합물의 상호작용에 기반합니다. 이러한 화합물로 지방족 모노아미노모노카르복실산을 취하면 혼합형 착체(CST)가 생성되고, 말레산이 암모니아와 상호작용하면 KPYAK의 가장 간단한 대표자인 이미노디숙신산(IDYAC)이 얻어진다. 합성은 온화한 조건에서 이루어지며 높은 온도나 압력이 필요하지 않으며 상당히 높은 수율이 특징입니다.

KPJK의 실제 적용에 대해 말하면 다음 영역을 구분할 수 있습니다.

1. 건축 자재 생산. 이 분야에서 CNC를 사용하는 것은 바인더(시멘트, 콘크리트, 석고 등)의 수화 과정을 늦추는 뚜렷한 능력을 기반으로 합니다. 이 속성은 바인더의 응결 속도를 제어할 수 있고 셀룰러 콘크리트 생산에서 상당한 양의 시멘트를 절약할 수 있기 때문에 그 자체로 중요합니다. 이 점에서 IDYAK과 KST가 가장 효과적입니다.

2. 소프트 솔더링용 수용성 플럭스. 이러한 플럭스는 인쇄 회로 기판 생산 기술이 완제품에서 플럭스 잔류물을 강제로 제거하는 전기 및 무선 엔지니어링 산업과 특히 관련이 있습니다. 일반적으로 솔더링에 사용되는 로진 플럭스는 알코올-아세톤 혼합물로만 제거할 수 있으며, 이는 이 절차의 화재 위험으로 인해 매우 불편하지만 일부 KPYAK 기반 플럭스는 물로 씻어냅니다.

3. 농업용 항 빈혈 및 항염소 제제. CPAC와 다수의 3차원 전이금속(Cu 2+ , Zn 2+ , Co 2+ 등) 이온의 착물은 높은 생물학적 활성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 이를 통해 모피 농장에서 모피 동물(주로 밍크)의 소화성 빈혈 예방 및 치료를 위한 효과적인 항염증제 및 재배된 과일 및 베리 작물(특히 포도)의 백화증 예방 및 치료를 위한 항염소화제를 기본으로 만들 수 있었습니다. 탄산염 토양 (국가의 남부 지역). ) 이러한 이유로 백화 현상이 발생하기 쉽습니다. CBN은 환경 조건에서 완전히 분해될 수 있기 때문에 환경 친화적인 제품이라는 점에 유의하는 것도 중요합니다.

위의 영역 외에도 CNC에 부식 방지 활성이 있음이 표시되었으며 화학 분석, 의학 및 기타 일부 영역에서 응용 가능성이 표시되었습니다. CNC의 준비 방법과 다양한 분야에서의 실제 적용은 이 보고서의 저자에 의해 발명 및 특허에 대한 수많은 저작권 인증서에 의해 보호됩니다.

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금속 착물 및 착물 - Dyatlova N.M.

착물은 매우 특징적인 가수분해 및 중합 과정과 관련하여 +3 산화 상태에서 비전이 원소를 안정화시키는 것으로 확인되었습니다. 결과적으로 예를 들어 착체의 존재하에서 인듐은 암모니아, 피리딘, 티오황산염 및 아황산염 이온과 같은 리간드와 상호작용할 수 있습니다. 탈륨(ІІІ) - o-페난트롤린과 함께 이러한 요소에 의한 배위는 특징이 없습니다.

혼합 리간드 복합체는 매우 안정적입니다. 이들의 형성 확률은 알루미늄에서 탈륨으로의 전이 반경이 증가하고 착물의 덴티시티가 감소함에 따라 증가합니다. 인듐의 경우 일반적으로 배위 영역에 들어가는 한자리 리간드의 수는 3을 초과하지 않습니다. 예를 들어, 매우 안정적인 착화합물이 알려져 있습니다: 2-, 3~, 3-. 인듐 착물은 알칼리성 매질에서 인듐과 금의 합금을 얻는 데 성공적으로 사용됩니다.

디카르복실산, 특히 1,3-디아미노프로필렌-N-N-디숙신산 및 2-히드록시-1,3-디아미노프로필렌-N-N-디숙신산의 유도체와 같은 착물이 있는 일반 착물에서 동일한 패턴이 전통적인 리간드에 대해 관찰됩니다. 그러나 EDTA 유형의 경우 그룹의 인접 요소 착물의 안정성 차이가 EDTA 착물의 안정성 차이보다 현저히 낮습니다. 안정성 상수의 절대값도 낮은 것으로 나타났다. 따라서 알루미늄과 갈륨의 경우 두 디카르복실산의 K0b/Km 비율은 대략 10입니다.

갈륨과 인듐 착물의 증가된 안정성은 일반 착물에서 관찰되었습니다. 상수는 0.09에 불과했으며 인 함유 착물의 경우 알루미늄과 인듐 착물의 안정성 차이도 미미한 것으로 나타났습니다.

탈륨(III)은 강력한 산화제이므로 강한 환원성을 가진 킬레이트제와의 착물은 일반적이지 않습니다. 동시에, Tl111을 포함하는 용액에 착물을 도입하면 환원제의 작용에 대해 착물이 안정화됩니다. 예를 들어, "산화환원율이

탈륨(III)과 히드라진 설페이트의 상호작용이 높습니다. Th(SO*) 용액에 HTA, EDTA와 같은 킬레이트제를 도입하면 hydrazine sulfate로 환원되는 과정이 현저히 느려지며 pH = 0.7~2.0에서 DTPA의 경우 98에서도 산화환원 상호작용이 감지되지 않는다. °C . 일반적인 경우, 산화환원 반응의 속도는 다소 복잡한 방식으로 pH에 의존한다는 점에 유의하십시오.

아미노카르복실산 계열의 착물은 또한 탈륨(III)에 의해 산화될 수 있습니다. 착화의 결과, 에틸렌디아민디말론산과 같은 리간드는 비록 매우 느리지만 이미 실온의 산성 pH 범위에서 산화되고, 에틸렌디아민디말론산은 30-40°C에서 산화된다는 것이 확인되었습니다. CHDTA의 경우 98℃에서 눈에 띄는 속도로 산화가 발생합니다.

탈륨(I)은 약한 착화제이며 아미노카르복실산에 대한 Kml 값은 IO4-IO6 내에 있습니다. CHDTA 및 DTPA가 포함된 단일 양성자화된 착화합물이 발견되었다는 점은 주목할 만합니다. 착물의 양성자는 알칼리 금속 양이온의 경우처럼 착물의 완전한 파괴로 이어지지 않습니다. 그러나이 경우 단지의 안정성이 몇 배나 감소하는 것으로 나타났습니다.

CHDTA와 결합한 탈륨(I) 착물은 상대적으로 낮은 안정성에도 불구하고 NMR 시간 척도에서 불안정한 것으로 밝혀져 분광학 연구를 위한 접근 가능한 대상이 되었습니다.

게르마늄 하위 그룹의 전이 원소 착물 중에서 게르마늄(ІU), 주석(IU), 주석(II) 및 납(II)의 화합물이 설명됩니다.

게르마늄(IV) 및 주석(IV)은 가수분해 경향이 뚜렷하기 때문에 EDTA, HEDTA, EDTP, DTPF와 같은 높은 자리 리간드와만 안정한 단핵 착물을 형성합니다. 이들 원소의 아쿠아-하이드록소 이온과 THTaHa(IV), 지르코늄(IV) 및 하프늄(IV)의 유사한 착물은 폴리게르마늄 및 폴리틴산의 형성으로 비교적 쉽게 중합됩니다. 종종 이러한 확대 과정은 콜로이드 입자의 형성으로 끝납니다. 수용액에 착물을 도입하면 게르마늄(IV) 및 주석(IV)의 실제 용액 존재의 경계를 크게 확장할 수 있습니다. 예를 들어, 게르마늄(IV)은 pH=10까지 중성 및 알칼리성 매질에서 안정한 EDTA와 단핵 복합체를 형성합니다. 아미노포스폰 계열 NTP, EDTP, DTPF의 리간드가 있는 수용액에서 안정한 복합체의 형성은 pH = 2에서 알칼리성 용액까지 광범위한 범위에서 관찰됩니다. 금속:리간드 비율 증가

361(1 이상)은 시스템에서 실질적으로 수불용성인 다핵 화합물의 형성으로 이어집니다. 게르마늄 - 인 함유 리간드.