Комплексные соединения

Комплексные соединения

Рождение координационной  теории

 

Альфред Вернер 

«К вопросу о  строении неорганических соединений». 1893 г.

 

1. Главная и побочная валентности
2. Принцип координации
3. Внутренняя и внешняя сферы
4. Пространственное строение комплексных ионов

 

1905 г. 

«Новые воззрения в  области 

неорганической химии»

K₃ [Fe(CN)₆]

 

Ион-комплексообразователь

(центральный  атом)

 

Лиганды

 

Координационное

число

 

Внутренняя сфера

 

Внешняя

сфера

 

Строение  комплексного соединения

Области применения:

 

• Атомная энергетика
• В качестве катализаторов
• Кремни для зажигалок
• Керамики и стекла
• Металлургия
• Люминофоры
• Лазеры
• Магнитные материалы
• Электроника
• Полирующие материалы

 

Применение комплексонов в медицине

Наибольшее распространение  в качестве антидотов получили различные соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА), среди которых наиболее доступной является динатриевая соль, известная как трилон Б. Его применение показано при отравлении соединениями кальция: СаО (негашеная известь), Са(ОН)2, (гашеная известь), СаС, (карбид кальция). При этом трилон Б, связывая ионы кальция, превращается в тетацин.

 

Перспективен еще один комплексон, производное диэтилентриаминпентауксусной кислоты – СаNa3ДТПА (пентацин). Его особенно успешно применяют при отравлениях радиоактивными элементами.

 

Данные последних лет  свидетельствуют о высокой антидотной эффективности при свинцовых отравлениях еще одного комплексообразуюшего вещества - пеницилламина, который представляет собой диметилцистеин.

 

Семейство полициклических  хелатирующих реагентов - криптандов, с которым катионы металлов координируются таким образом, что ион оказывается спрятанным в циклической полости лиганда.

Тетацин-кальций (Tetacinum-calcium; синоним кальций-динатриевая соль ЭДТА, CaNa₂ ЭДТА; список Б) назначают внутрь и внутривенно при острых и хронических отравлениях тяжелыми и редкоземельными элементами (свинцом, кадмием, кобальтом, ртутью, ураном и др.). Разовая доза для внутривенных капельных инъекций — 2 г (40 мл 5% или 20 мл 10% раствора), суточная — 4 г. Внутрь назначают по 2 г (0,5 г 4 раза в день). 
Пентацин (Pentacinum; синоним кальций-тринатриевая соль диэтилентриаминпентауксусной кислоты; список Б) применяют при острых и хронических отравлениях плутонием, радиоактивным иттрием, церием, цирконием. Вводят внутривенно по 5 мл, в острых случаях до 30 мл 5% раствора. 
Динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (синоним: трилон Б, Na₂ ЭДТА; список Б) применяют при заболеваниях, сопровождающихся избыточным отложением солей кальция в организме (артритах с отложением солей, склеродермии и др.). Вводят внутривенно по 2—4 г препарата, растворенного в 500 мл 5% раствора глюкозы, капельно в течение 3—4 часов.

 

Комплексоны — органические вещества (главным  образом аминополикарбоновые кислоты  и их соли), образующие с ионами металлов неионизирующие стойкие водорастворимые  комплексы. Это свойство комплексонов используется в медицинской практике для выведения из организма катионов поливалентных металлов; выделение  происходит преимущественно через почки и в меньшей степени через кишечник. В качестве препаратов используются следующие.

Существенной модификацией молекул классических комплексонов является замена карбоксильных групп  на фосфоновые. Фрагмент СН₂РО₃Н₂ имеет форму искаженного тетраэдра и обладает более высокой дентатностью по сравнению с карбоксилатом, имеющим плоскую координацию.

 

Существенный интерес  представляют алкилдифосфоновые кислоты, проявляющие высокую специфичность взаимодействия с рядом важных катионов. Важным представителем этих кислот является оксиэтилендифосфоновая кислота (ОЭДФ).

 

Комплексон образует устойчивые комплексы практически со всеми  катионами, включая катионы щелочных и щелочноземельных металлов. Уникальнаа устойчивость комплексоната кальция, более чем на 6 порядков превышающая устойчивость соответствующих соединений щелочноземельных металлов.

 

В качестве регуляторов кальциевого обмена предложены: ОЭДФ и ее соли, дихлорометилендифосфоновая кислота (ДХМДФ), 3-амино-1-гидроксипропилдендифосфоновая кислота (АПД), 6-амино-1-гидроксигексилдендифосфоновая кислота, 6 – аминогексилидендифосфоновая кислота.

Эту болезнь вызывает вирус табачной мозаики

 

ЭДТА ингибирует инфекцию, вызванную вирусом табачной мозаики, увеличивает образование интерферона

(Дистамицин-ЭДТА) железо (II) и ЭДТА-бис(дистамицин) железо (II) способны расщеплять молекулу ДНК специфичнее, чем противоопухолевый антибиотик блеомицин.

 

Хелатирующие агенты - комплексообразователи

Огромное внимание уделяется  поиску эффективных средств ранней диагностики онкологических заболеваний. С этой целью исследуется ряд  полиаминополиуксусных кислот. Эти соединения имеют высокое сродство к опухолевым клеткам. Для получения большей контрастностности в изображении опухолей комплексоны связывают с протеинами, в частности с антителами или фрагментами антител, с противораковыми антибиотиками типа блеомицина с последующим введением в молекулу радиоактивной метки

 

Комлексоны, обеспечивающие возможность селективного связывания радионуклида с протеинами, обычно называют бифункциональными. Эти соединения наряду с традиционными глициновыми и этилендиаминными фрагментами содержат в составе молекул также группы, способные образовывать химическую связь комплексон-протеин.