螯合作用是什么意思?

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1、螯合,指的是具有特定结构和有机配体的小分子通过螯合作用进入金属离子周围,形成配合物的过程。 可以这么理解,就是“拉住”的意思,比如铁在细胞里是以二价三价的形态存在的,它如果变成四价就需要有东西来“拉住”它们,这种能够“拉住”它们的物质就有可能是配体。也就是说需要一种含有不饱和基团的化合物与Fe3+或者Fe2+结合,而这种结合是可逆的,这样就可以保持Fe3+或者是Fe2+处于一个较为稳定的状态而不容易变价,从而发挥其生理功能。(当然这个“拉住”不是真的牵着手那种意思哈) 因此从上述概念中就可以得知,所谓的螯合作用其实是由两种力量所决定的:

①配体跟中心离子的亲和力;

②配体之间的排斥力或吸引力。其中前者决定了配体对中心离子是否具有识别能力,后者则决定配体对中心离子是选择性吸附还是混吸附,亦或者是不吸附。 所以影响螯合作用的因素主要有: 配体的结构,包括配体上连接的原子、分子、原子团的数量与性质。例如:对于Fe来说,Cl-、OH-、SO4^2-、COO-等就比CH3COO-、HPO4^2-等更有效的阻止了Fe的变色,所以也就起到了更好的保护作用。

而像氨基酸、嘌呤、嘧啶等含氮的化合物对于Cu、Zn等金属离子具有很好的鳌合作用,很可能就是因为这些化学键中含有孤对电子的原因。 另外,螯合剂与金属离子相互作用时,最初可能形成一个单核络合物(也叫单体螯合物,图1中的A),然后通过配体交换逐步形成多核络合物(也叫多元螯合物,图1中的B和C)。通常来说,形成单核络合物是比较容易的,然而形成多核络合物则需要满足一定的条件。一般来说,首先要求有多个活性位点(也就是具有给氢能力并且受激之后能放出H*的基团),这样才能够促进多核络合物的形成。其次,参与反应的配体数目要足够多,这样才能形成多核络合物。最后,形成多核络合物还依赖于反应的温度和时间等诸多因素。不过值得注意的是,多核络合物并不是由多个单核络合物简单的堆叠而成,而是通过配体的相互交换形成的立体结构。目前的研究表明,金属离子之间是通过配体桥连的方式相互作用的。

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