配位化学的应用

浅谈配位化学在各领域的应用摘要配位化学已经深入到了工业、农业、生命科学、自然科学等诸多领域如可以应用在磁性，荧光，非线性等，配位化学对经济的发展、人们的生活等有着重要的影响。关键词配合物应用药物工业化妆品1、配合物在生物化学中的作用。1.1配合物在有机体中存在着相当重要的作用。人类每天除了需要摄入大量的空气、水、糖类、蛋白质及脂肪等物质以外，还需要一定的“生命金属”，它们是构成酶和蛋白的活性中心的重要组成部分。当“生命金属”过量或缺少，或污染金属元素在人体大量积累，均会引起生理功能的紊乱而致病，甚至导致死亡。因此显然配位化学在，越来越越显示出其重要作用。某些分子或负离子，如CO或CN-，可以与血红蛋白形成比血红蛋白ŸO2更稳定的配合物，可以使血红蛋白中断输O2，造成组织缺O2而中毒，这就是煤气（含CO）及氰化物（含CN-）中毒的基本原理。另外，人体生长和代谢必须的维生素B12是Co的配合物，起免疫等作用的血清蛋白是Cu和Zn的配合物；植物固氮菌中的的固氮酶含Fe、Mo的配合物等。1.2配合物在药学上的应用1.2.1抗癌金属配合物的研究癌症是危害人类健康的一大顽症，专家预计癌症将成为人类的第一杀手。化疗是治疗癌症的重要手段，但是其毒副作用较大,于是寻求高效、低毒的抗癌药物一直是人们孜孜以求、不懈努力的奋斗目标。自1965年Rosenberg等人偶然发现顺铂具有抗癌活性以来,金属配合物的药用性引起了人们的广泛关注,开辟了金属配合物抗癌药物研究的新领域。随着人们对金属配合物的药理作用认识的进一步深入,新的高效、低毒、具有抗癌活性的金属配合物不断被合成出来，其中包括某些新型铂配合物、有机锡配合物、有机锗配合物、茂钛衍生物、稀土配合物、多酸化合物等。顺铂为顺式-二氯二氨合铂（II）的俗称，其抗癌作用是美国生理学家RosenbergB于1965年偶然发现的。顺铂为平面四边形结构的配合物，虽然顺铂已经应用于临床,有较好的疗效,但由于它水溶小，使肿瘤细胞产生获得性耐药性,有很强的毒副作用,为了减少它的活性,人们尝试对它作结构上的修饰，卡铂便是其中之一。卡铂化学为1,1-环丁二羧酸二氨合铂（II）。结构式中引入了亲水性的1,1-环丁二羧酸作为配体,因此肾毒性和引发的恶心呕吐均低于顺铂,其作用机理与顺铂相同,虽然其化学稳定性好,毒性小,但是它与顺铂有交叉耐药性(交叉度达90%)。金属配合物作为抗癌药物虽有的已经应用于临床,并且显示出了较好的临床效果,但是大多数仍处于实验阶段,人们对它们的抗癌机理仍不是十分清楚。随着人们对金属配合物的抗癌机理以及其构效关系的进一步认识,人们必将合成出更多的高效低毒的金属配合物,金属配合物的抗癌前景将更为广阔。1.2.2黄芩苷金属离子配合物药效学作用黄芩，为唇形科，植物黄芩的干燥根，又名子芩、条芩、独尾芩、鼠尾芩、黄芩条等，是在祖国医学的传统药用植物中应用最广泛的一种。黄芩味苦，性寒。归肝、肺、胆、大肠、小肠经。功能清热燥湿，泻火解毒，止血安胎。临床上用于肺炎、肾炎、肝炎、慢性支气管炎、高血压、急性痢疾、化脓性感染等。黄芩中含有的成分主要有黄酮类、甾醇类（如菜油甾醇）、氨基酸和糖类，迄今已分离出约40中黄酮，在黄酮类中又以黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素和汉黄芩苷、黄芩酮I、II、千层纸黄素等为黄芩的特征化学成分。（1）对脂加氧酶的抑制作用有研究表明：黄芩苷---锌配合物（黄芩苷锌）对致敏豚鼠离体肺释放SRS-A的抑制作用强于黄芩苷单体。由于黄芩苷能选择性地抑制大鼠血小板脂加氧酶的活性，且脂加氧酶中的非血红素3价铁离子是酶的活性中心，在体内锌又是一种重要的微量元素；又由于其生成与脂加氧酶有关的SRS-A可能是引起人类哮喘的主要原因之一。所以实验启示：黄芩苷对哮喘有效可能是由于体内的锌、铁离子竞争性与黄芩苷螯合，从而抑制SRS-A的释放。另外，黄芩苷锌对小鼠皮肤被动过敏模型也具有抑制作用，即具有抑制I型变态反应作用，效果亦比黄芩苷好，周晓红等认为黄芩苷锌效果好是由于黄芩苷好，认为黄芩苷锌效果好是由于黄芩苷形成配合物后，增强了它抑制脂加氧酶的作用。可见黄芩苷锌将是治疗过敏性支气管哮喘的一种很有希望的新药。（2）对免疫功能的影响舒荣华等在黄芩苷锌抗I型变态反应作用的实验基础上，进一步研究了黄芩苷锌对小鼠免疫功能的影响。发现它能明显促进小鼠腹腔巨噬细胞大的吞噬功能，显著提高血清中溶菌酶的含量，增强细胞C3b受体酵母花环率，且作用均强于黄芩苷。所以黄芩苷锌不仅具有抑制I型变态反应作用，而且对小鼠非特异性免疫和红细胞免疫系统功能有较好的增强作用，其药效强体液免疫功能强于黄芩苷。至于它对细胞免疫和体液免疫功能的影响，虽然实验中已证实黄芩苷锌能增加T淋巴细胞百分率的趋势，但其影响无统计学意义，对此还有待于进一步探讨。1.2.3配位体作为金属解毒剂的作用由于环境污染、职业性中毒以及金属代谢障碍均能造成体内Hg、Pb、Cd、As、Be等有害元素的累积以及Fe、Ca、Cu等必需元素的过量而引起金属中毒。为使有害或过量金属元素从体内排除，常运用一些药物，这些药物能有选择地与有毒金属离子（如As、Hg）形成水溶性大，稳定性强而无毒的螯合配合物，经肾脏排除而解毒。这种药物称为金属解毒剂。1、2---二硫基丙醇，简称BAI，它和As、Hg、Pb等的螯合配位能力比蛋白质和这些金属的强，所以，它是一种常用来治疗肾中毒和汞中毒的金属解毒剂。毒性较低的二硫基丁酸（DMSA），它具有良好的耐受性，副作用缓和，对血铅和尿铅等有明显的减低作用，被广泛用于治疗Pb、Hg和As中毒。2.配合物在工业中的应用2.1电镀工业中的应用许多金属制件，常用电镀法镀上一层既耐腐蚀、又增加美观的Zn、Cu、Ni、Cr、Ag等金属。在电镀时必须控制电镀液中的上述金属离子以很小的浓度，并使它在作为阴极的金属制件上源源不断地放电沉积，才能得到均匀、致密、光洁的镀层。配合物能较好地达到此要求。CN-可以与上述金属离子形成稳定性适度的配离子。所以，电镀工业中曾长期采用氰配合物电镀液，但是，由于含氰废电镀液有剧毒、容易污染环境，造成公害。近年来已逐步找到可代替氰化物作配位剂的焦磷酸盐、柠檬酸、氨三乙酸等，并已逐步建立无毒电镀新工艺。2.2配合物在化妆品中的应用当今,化妆品在我国的使用日趋广泛,估计有数以亿计的人口长期使用。作为以保护皮肤为目的的化妆品,必须具备优良的品质。近年来,由于微量元素在诸多方面表现出的特殊功能,国内外许多学者已经注意到某些微量元素在化妆品中的重要作用。微量元素进入化妆品,是通过与蛋白质、氨基酸,甚至脱氧核糖核酸连结而实现的,它代表了一种新型的化妆用品重要成分[1]。当这些微量元素被配合时,其配合物更具有生物利用性,使产品更具调理性和润湿性,而且它们更易于被皮肤、头发和指甲吸收和利用,实现化妆品护肤美容的真实涵义。目前,铜、铁、硅、硒、碘、铬和锗等七种微量元素在化妆品中的应用已经被许多国内外学者所肯定,而且逐渐为广大消费者所接受。3配合物在环境监测中的作用金属配合物作为一种新型的发光材料，近年来在科研工作和实际生产中得到了广泛的应用。研究者通过合成新型的配体和选择合适的金属离子从而合成具有多功能性的金属配合物发光材料，并应用于各种研究领域中。铼金属配合物（Re(I)配合物）因具有丰富的光物理化学性质及光化学稳定性等优点，作为一种潜力的发光材料应用于材料、生物、化学、医学众多领域。铼配合物作为传感分子，作用原理是其与待测物质作用前后，光信号强度发生变化，实现对待测物质的检测，可用于环境中污染水体中酸度的检测。小结综上所述，配位化学已经深入到我们生活的各个领域，除此以外，原子能、半导体、激光材料、太阳能储存等高科技领域，印染、鞣革等部门也都与配合物有关。配合物的研究与应用，无疑具有广阔的前景。文献参考[1]《黄芩苷金属离子配合物药效学作用概述》作者王乐、孟庆刚、徐珊、杨巧芳---《中华中医药学刊》2007年4月第上期[2]《贵金属配合物在医药领域中的应用》作者曾锦萍、袁晓玲、梅光泉---2005年8月[3]《铼配合物发光材料在环境监测中的应用》谢瑞加----《海峡科学》2012年09期[4]《配位化学在工业中的应用（一）》徐延瓞---《化学世界》1987年《配位化学》———浅谈配位化合物在各领域的应用专业班级：２０１０级化本（２）班学号：１００６０１４４０２６姓名：王姿骄