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Rosenberg B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