配体(ligand,也称为
配基)是一个化学名词,表示可和
中心原子(金属或
类金属)产生键结的
原子、
分子和
离子。 一般而言,配体在参与键结时至少会提供一个电子。配体扮演
路易斯碱的角色。但在少数情况中配体接受电子,充当
路易斯酸。
定义
一个配体中有两个或两个以上配位原子的配体。如二亚乙基三胺( 简写为DEN)和乙二胺四乙酸根(简写为EDTA)。
研究进展
研究背景
作为新型材料,氧合配合物在催化合成,氧分离和贮存及燃料电池阴极材料等方面具有潜在的应用价值。 研究氧合配合物对于揭示生物体内氧的传送、贮存和释放机理也具有重要意义。 在已建立的氧载体人工模型化合物中,常用的金属离子有Co(Ⅱ),Fe(Ⅱ) ,Cu(Ⅰ)和Mn(Ⅱ)等,其中Co(Ⅱ) 配合物由于具有特殊的稳性而备受关注;常用的配体为多胺、氨基酸、席夫碱和卟啉等。 这些配体均含有2个或2个以上的N,O 配位原子或官能团,但其配合物表现出的氧合性质有很大的差异。1946 年,Burk 等发现天然氨基酸中组氨酸Co(Ⅱ)配合物在水溶液中能够可逆吸氧,同时配合物自身也会缓慢老化。随后,Tama’s等在1997 年通过电位滴定法和核磁共振波谱等进一步研究了组胺及其衍生物Co(Ⅱ)配合物的氧合情况,认为在较高pH 时的组胺Co(Ⅱ)配合物中存在过氧羟桥。
我们曾对比研究了组氨酸、组氨醇和组胺Co(Ⅱ) 配合物的氧合性能,发现羧酸基团对Co(Ⅱ) 配合物的可逆吸氧性能有重要作用,并报道了2,3-二氨基丙酸Co(Ⅱ)配合物具有明显的可逆吸氧性能,然而对于与其结构类似的氨基醇Co(Ⅱ)和多元羧酸Co(Ⅱ)吸氧性能的研究并不多。
研究内容
本文采用紫外-可见光谱法和氧电极法对比研究了α-氨基酸类(—NH2和—COOH,N/O 型)、α-氨基醇类(—NH2和—OH,N/O 型)、多胺类(N/N 型)以及含有羟基的羧酸类(—OH 和—COOH,O/O 型)配体的Co(Ⅱ)配合物在水溶液体系中的氧合性能,并探讨了氧气分压和溶液pH 变化对Co(Ⅱ)配合物可逆氧合性能的影响,通过对比研究确定了Co(Ⅱ)配合物中具有可逆氧合性能的基本配位结构单元,为氧载体的人工模型化合物研究提供了新的思路。
结论
通过UV-Vis 光谱法和氧电极法对4 类不同的双/多齿配体Co(Ⅱ)配合物吸氧性能进行了对比研究,初步认为: 配体中含有—NH2基团的Co(Ⅱ)配合物具有吸氧性能,协同配位O 原子可以改善其吸氧的可逆性;N/N 型多胺配合物具有强吸氧能力,但无可逆性;O/O 型含—OH 的多元羧酸-Co(Ⅱ)配合物和N/O 型中只含1 个N、1 个—OH 官能团的α-氨基醇-Co(Ⅱ) 配合物无吸氧性能;而N/O 型中α-氨基酸-Co(Ⅱ) 配合物具有明显的可逆吸氧性能,配体具有3 个配位原子(1个N 和2个—OH)的α-氨基醇-Co(Ⅱ) 配合物有吸氧性能,但其吸氧的可逆性较差。 综合以上结果表明:α-氨基酸Co(Ⅱ)中的N/O 型官能团是Co(Ⅱ)配合物具有可逆吸氧性能的基本配位元。
配体
简介
配体(ligand,也称为配基)是一个化学名词,表示可和中心原子(金属或类金属)产生键结的原子、分子和离子。 一般而言,配体在参与键结时至少会提供一个电子。配体扮演路易斯碱的角色。但在少数情况中配体接受电子,充当路易斯酸。
在
有机化学中,配体常用来保护其他的
官能团(例如配体BH3可保护PH3)或是稳定一些容易反应的化合物(如
四氢呋喃作为BH3的配体)。中心原子和配基组合而成的化合物称为
配合物。
金属及类金属只有在高度真空的环境,可以以气态、不受和其他原子键结的条件存在。除此以外,金属和类金属都会和其他原子以配位或
共价键的方式键结。错合物中的配体主宰了中心金属的的
活性,而中心金属的活性也受配体本身被
替换的速度、配体的活性等因素影响。在
生物无机化学、
药物化学、
均相催化及
环境化学等领域中,如何
选择配体都是个重要的课题。
配体中能提供孤对电子直接与中心原子形成配位键的原子称为配位原子,如CO中的C等。配位原子的最外电子层都有孤对电子,常见的是电负性较大的非金属元素的原子,如 N、O、C 、S 及卤素等。
一般配体可依其带电、大小、其原子特性及可提供
电子数(如
齿合度或
哈普托数)加以分类。而配体的大小可以用其圆锥角来表示。
分类
按配体中配位原子的多少,可将配体分为单齿配体和多齿配体。
单齿配体:一个配体中只有一个配位原子的配体。
多齿配体:一个配体中有两个或两个以上配位原子的配体。如二亚乙基三胺( 简写为DEN)和乙二胺四乙酸根(简写为EDTA)。
两可配体:有些配体虽然含有两对孤对电子,但由于两个配位原子靠得太近 ,每一配体只能选择其中一个配 位原子与一个中心原子形成配键 ,这种配体称为两可配体 。 两可配体仍属单齿配体。