醫(yī)用化學(xué):第四節(jié)　螯合物(內(nèi)絡(luò)合物)

一、螯合物的概念

螯合物又稱內(nèi)絡(luò)合物，是螯合物形成體（中心離子)和某些合乎一定條件的螯合劑（配位體)配合而成具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物�！膀�合”即成環(huán)的意思，猶如螃蟹的兩個(gè)螯把形成體（中心離子)鉗住似的，故叫螯合物。

形成螯合物的第一個(gè)條件是螯合劑必須有兩個(gè)或兩個(gè)以上都能給出電子對(duì)的配位原子（主要是N，O，S等原子)。第二個(gè)條件是每?jī)蓚�(gè)能給出電子對(duì)的配位原子，必須隔著兩個(gè)或三個(gè)其他原子，因?yàn)橹挥羞@樣，才可以形成穩(wěn)定的五原子環(huán)或六原子環(huán)。例如，在氨基乙酸根離子（H2N-CH2-COO-)中，給出電子的羥基氧和氨基氮之間，隔著兩個(gè)碳原子，因此它可以形成穩(wěn)定的具有五原子環(huán)的化合物。

四原子環(huán)在螯合物中是不常見(jiàn)的，六原子以上的環(huán)也是比較少的。中心離子有一定的電荷數(shù)，同時(shí)也有一定的配位數(shù)。Cu（Ⅱ)帶有二個(gè)正電荷，它的配位數(shù)為4。氨基乙酸根離子（H2N-CH2-COO-)既有氨基氮，都能給出電子對(duì)；氨基氮能滿足中心離子的配位數(shù)，羥基氧則能使配位數(shù)和電荷數(shù)同時(shí)得到滿足，因此Cu 2+和兩個(gè)（H2N-CH2-COO-)螯合后，得到的是中性分子二氨基乙酸合銅（Ⅱ)（簡(jiǎn)稱氨基乙酸酮)[Cu（H2N-CH2-COO)2]由于羥基氧帶有負(fù)電荷，故它與Cu 2+形成的配鍵通常用“-”表示。

螯合物的特殊穩(wěn)定性是環(huán)形結(jié)構(gòu)帶給它們的特征之一。環(huán)愈多使螯合物愈穩(wěn)定。通常所說(shuō)的“螯合反應(yīng)”就是指由于螯合而使化合物具有特殊的穩(wěn)定性。

由于螯合物的特殊穩(wěn)定性，已很少能反映金屬離子在未螯合前的性質(zhì)。金屬離子在形成螯合物后，在顏色、氧化還原穩(wěn)定性、溶解度及晶形等性質(zhì)發(fā)生了巨大的變化。很多金屬螯合物具有特征性的顏色，而且這些螯合物可以溶解于有機(jī)溶劑中。利用這些特點(diǎn)，可以進(jìn)行沉淀、溶劑萃取分離、比色定量等分析分離工作。

二、螯合劑

常用的螯合劑是氨螯合劑，是一類似以氨基二乙酸[HN（CH2COOH)2]為基體的螯合劑，它以N，O為螯合原子，與金屬離子螯合時(shí)形成環(huán)狀的螯合物

常用的氨羧螯合劑有：

氨羧螯合劑Ⅰ（ATA)指的是氨三乙酸，它的結(jié)構(gòu)是：

氨羧螯合劑Ⅱ（EDTA)指的是乙二胺四乙酸。它的結(jié)構(gòu)是：

乙二胺四乙酸是四元酸，如果用Y表示它的酸根，則乙二胺四乙酸可以簡(jiǎn)寫(xiě)成H4Y。

由于乙二胺四乙酸在水中的溶解度比較小，而其二鈉鹽在水中的溶解度卻比較大。因些在實(shí)際應(yīng)用中人們常采用EDTA二鈉鹽。EDTA二鈉鹽含有2分子結(jié)晶水，它的結(jié)構(gòu)是：

EDTA二鈉鹽有時(shí)也叫做EDTAⅢ。但習(xí)慣上仍把它叫做EDTA。用簡(jiǎn)式Na2H2Y·2H2O表示它。

EDTA是四元酸，它在水中是分步離解的：

除堿金屬離子外，EDTA幾乎能與所有的金屬離子形成穩(wěn)定的金屬螯合物。并且，在一般情況下，不論金屬離子是幾價(jià)，1個(gè)金屬離子都能與1個(gè)EDTA酸根（Y4-)形成可溶性的穩(wěn)定螯合物。例如：

式中M表示金屬離子，右上角的數(shù)字和符號(hào)表示離子的離子價(jià)。

雖然，除堿金屬離子外，各金屬離子大多數(shù)能與EDTA形成螯合物，但它們的穩(wěn)定性差別很大。

EDTA是應(yīng)用最廣的一種氨羧螯合劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)液可以滴定幾十種金屬離子，這個(gè)方法就稱EDTA滴定法。目前所謂螯合滴定法主要是指EDTA滴定。

三、螯合物在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

螯合物在自然界存在得比較廣泛，并且對(duì)生命現(xiàn)象有著重要的作用。例如，血紅素就是一種含鐵的螯合物，它在人體內(nèi)起著送氧的作用。

維生素B12是含鈷的螯合物，對(duì)惡性貧血有防治作用。胰島素是含鋅的螯合物，對(duì)調(diào)節(jié)體內(nèi)的物質(zhì)代謝（尤其是糖類代謝)有重要作用。有些螯合劑可用作重金屬（Pb2+，Pt2+，Cd2+，Hg2+)中毒的解毒劑。如二巰基丙醇或EDTA二鈉鹽等可治療金屬中毒。因?yàn)樗鼈兡芎陀卸窘饘匐x子形成穩(wěn)定的螯合物，水溶性螯合物可以從腎臟排出。

有些藥物本身就是螯合物。例如，有些用于治療疾病的某些金屬離子，m.f1411.cn因其毒性，刺激性、難吸收性等不適合臨床應(yīng)用，將它們變成螯合物后就可以降低其毒性和刺激性，幫助吸收。

另外在生化檢驗(yàn)、藥物分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面也經(jīng)常用到螯合物。