无机配位化学在医药中的应用

理学院 华中农业大学

专业班级：应化1001 姓名：张自强 学号：2010310200103

题目：无机配位化学在医药中的应用

摘要：简述无机配位化学及无机配合物在医药中的

应用

关键字： 配位化学 医药 配位键 配合物 抗癌 金属离子

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概述

配位化学与多个学科都有着密切的关系，无机配位化学在医药工业中有很大的应用。许多配位化合物均可用作药物。如：顺铂【顺式二氯·二氨合铂（Ⅱ）】有抗癌作用。下面就简单介绍一下配位化学和几种医用配合物。

配位化学是化学领域的一个分支，是研究金属的原子或离子与无机、有机的离子或分子相互反应形成配位化合物的特点以及它们的成键、结构、反应、分类和制备的学科。在配位化合物中 ，中心原子与配位体之间以配位键相结合。解释配位键的理论有价键理论、晶体场理论和分子轨道理论。配位化学广泛应用于各个领域中，特别是在医药工业中。不论中药还是西药都与配位化学有着不可分割的联系。

配位化合物按中心原子分类有单核配合物和多核配合物;按配体分类,常见的有水合配合物、卤合配合物、氨配合物、氰配合物、金属羰基合物等；按成键类型分类有经典配合物(σ 配键)、簇状配合物（金属－金属键）、烯烃等不饱和配体的配合物(π-σ键和π-π反馈键)、铁茂等夹心、穴状、笼状配合物(离域共轭配键)等；按学科类型分类有无机配合物、有机金属化合物、生物无机化合物等。

最早有记载的配合物是18世纪初用作颜料的普鲁士蓝, 化学式为 K【Fe（CN）6Fe】 。在医疗上铊可置换普鲁士蓝上的钾后形成不溶性物质,使其随粪便排出，对治疗经口急慢性铊中毒有一定疗效。用量一般为每日250mg/kg，分４次，溶于50ml 15%甘露醇中口服。目前中国国家储备约有一百片左右。

配合物在医药中的应用

新颖药物的设计是攻克重大疾病重要的一环，随着对生命科学研究的深入，人们发现许多生命现象包含有金属离子间的相互作用，生命过程中存在着种类繁多的多核金属中心，如细胞色素氧化酶的活性部分包含反铁磁耦合的Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)中心，许多非血红素铁蛋白中存在氧原子桥联的双铁。

有些具有治疗作用的金属离子因其毒性大、刺激性强、难吸收性等缺点而不能直接在临床上应用。但若把它们变成配合物就能降低毒性和刺激性，利于吸收。如柠檬酸铁配合物可以治疗缺铁性贫血；酒石酸锑钾不仅可以治疗糖尿病，而且和维生素B12等含钴螯合物一样可用于治疗血吸虫病；博来霉素自身并没有亲肿瘤性，与钴离子配合后其活性增强；阿霉素的铁、铜配合物比阿霉素更易被小肠吸收，并透入细胞；在抗菌作用方面，8-羟基喹啉和铜、铁各自都无抗菌活性，它们间的配合物却呈明显的抗菌作用；镁和猛的硫酸盐、钙和钙的氯化物可使四环素对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌活性大增；在抗风湿炎症方面，抗风湿药物（如阿司匹林和水杨酸衍生物等）与铜配合后疗效大增。（NH3）16(S8W20O80)·30H2O及（NaSb7W21O86）18- 等具有抗病毒和抗癌作用，这引起了科学家的极大兴趣；顺式铂钯配合物具有抗癌作用；一些铁配合物可用作抗病毒剂。

金属配合物还可用于解毒剂。有害金属在体内无法靠机体自身转化为无毒物质排出。一般可选择合适的配体与其配位而排出体外。这种方法称为配体疗法。所用的配体称为解毒剂。作为一个解毒剂应该满足以下条件：第一，由于配体在体内不是和游离的离子结合，而是从金属-生物配合物中取代出生物配体，或者说从金属-生物配合物中提取金属离子，因此金属与配体离子形成的配合物的稳定性必须大于该金属与体内生物配体形成配合物的稳定性；第二，

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配体及其与金属形成的配合物必须对人体无毒性并应有较高的配位选择性；第三，形成的配合物应易溶于水中，以便于排出体外。

解毒剂 子 2,3-二巯基丙醇 D-青霉胺 半胱氨酸 Na2CaEDTA 金黄素三羧酸 二乙氨基二硫代甲酸钠 8-羟基喹啉 O、N 表1

Fe3+ S S、O、N S、N、O O、N O S、N Hg2+、 Hg+、Cd2+、Pb2+、Bi3+、Sb3+ Cu2+ Co2+ Na+、K+、Ca2+、Al3+、U6+、Cu2+、Pb2+、Co2+ Be2+ Ni2+ 配位原有害金属离子 配体作为螯合药物。许多配体能有选择地与有毒金属或类金属离子（砷、汞）形成水溶性螯合物，经肾脏排出而解毒。因此，含此类配体的合剂称为解毒剂，这是近年来迅速发展起来的治疗药物。常用解毒剂如二巯基丙醇，可从有机体内排出砷、汞、铝、钒、镉、锑、金、铅、铋等金属。

配体用作抗凝血剂和抑菌剂。加少量EDTA的钠盐或柠檬酸钠可螯合血液中的Ca2+，防止血液凝固，有利于保存。此外，因为配体能与细菌所必须的金属离子结合成稳定的配合物，防止生物碱、维生素、肾上腺素等药物被细菌破坏而变质，所以通常也称EDTA为这些药物的稳定剂。

配合物在临床检验和生化实验中的应用。利用配合物反应生成具有某种特殊颜色的配离子，根据不同颜色的深浅可进行定性和定量分析。例如，测定尿中铅的含量，常用双硫腙与Pb2+生成红色螯合物，然后进行比色分析；而Fe3+可用硫氰酸盐和其生成血红色配合物来检验。

人类每天除需要摄入大量的空气、水、糖类、蛋白质及脂肪等物质外，还需要一定量的“生命金属”，它们是构成酶的活性中心的重要组成部分。“生命金属”过量或缺少，或污染金属元素在人体内大量累积，均会引起生理功能的紊乱而致病，甚至死亡。因此配位化学在医药方面越来越显示出其重要作用。

几种重要医学配合物

顺铂（cis-platin）

系统名“顺-二氨合二氯化铂（Ⅱ）”。分子式N2H6Cl2Pt。分子量300.05。白色或黄色粉末状固体。熔点270℃（分解）。溶于水，久置在溶液中转化为反式，不溶于普通溶剂（DMF除外）。由四氯铂酸钾与氯化铵、氨水络合制成。 Cis-DDP分子早在1845年就首次被合成。A·Werner于1893年推测出它的平面结构。1965年B·Rosenberg偶然发现cis-DDP有抗癌活性，1972年美国开始用于临床，1979

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年作为药物销售，用于治疗睾丸癌、卵巢癌、膀胱癌、前列腺癌等，对肺癌、食道癌亦有效。Cis-DDP之所以具有抗癌活性，是由于它由细胞外进入细胞内后，遇到显著降低的Cl-浓度，于是经水合并与DNA链的碱基作用，从而造成DNA复制障碍，抑制癌细胞分裂。顺铂的作用机理为：传递→水解→DNA铂化→蛋白质的识别→铂代谢产物。Cis-DDP的毒副作用很大，特别是肾毒性以及恶心、呕吐等消化器官的毒性，视力障碍等神经毒害现象亦较严重；同时cis-DDP的水溶性小（25℃水中仅溶解0.2523g），且水溶液不稳定，缓解期亦短等严重缺点。

维生素B12是一个钴配合物，用于抗贫血病治疗，在许多新陈代谢和基因传递反应中都与它或它的衍生物有关，维生素B12的分子式为C63H88CoN14O14P，分子中包含氰基、咕啉环（由咕啉核和一个核苷酸两个主要部分组成），咕啉环上的四个N原子和3价钴原子配位，维生素B12对维持机体正常生长、细胞和红细胞的产生有主要的作用，其作用机理是以辅酶方式促进代谢过程中的某些异构化、甲基转移、氨基酸的生物合成等反应等。

血红素 heme；ferroprotoporphyrin 又称亚铁原卟啉。血红素是原卟啉Ⅸ的Fe2+复合物。卟啉含有完整的共轭系统，其中心有两个与吡咯氮相连的氢原子，可以被金属离子取代，生成高度稳定的螯合物。与Fe2+螯合的卟啉复合物成为血红素，而原卟啉Ⅸ与Fe2+螯合的复合物成为亚铁原卟啉或原血红素，这些化合物统称为亚铁血红素，它们氧化形成的Fe3+复合物称为高铁血红素。铁有6个配位数，其中4个与吡咯氮结合，还有两个可以与其他配基结合，当它结合的是氮配基（如多肽链内组氨酸的异吡唑）时，所构成的复合物具有特殊的吸收光谱，称之为血红素。血红素是各种血红素蛋白的辅基，是这些蛋白质发挥功能作用的重要部位，正擦汗那个人每天约合成6g血红蛋白，相当于合成210mg血红素。血红素在微粒体的血红素加氧酶催化下，产生CO、铁和胆绿素。

另外，二卤茂金属和膦-金配合物可用于治疗风湿性关节炎；碳铂（二代）、奈达铂（二代）、草酸铂（三代）、钌配合物、钯配合物、金属茂类等抗癌药物。 总结

配位化学研究范围很广泛，配合物有很大的利用价值，用作药物是比较重要的一种作用。已合成的医用配位化合物对我们的生活有很大的影响，而且还有很大的发展空间，我们应深入了解配合物的结构、作用机理等，合成更多的新颖药物，更好地为人服务。

参考文献：

①《高等配位化学》 朱龙观 华东理工大学出版社 P5-8、P98、P119-121 4

理学院 华中农业大学 ②《配位化学进展》 游效曾、孟庆金、韩万书 高等教育出版社 P331 ③《化合物词典》 申泮文 王积涛 上海辞书出版社 P112

④《化学化工大辞典》 《化学化工大辞典》编委会、化学工业出版社辞书编辑部 化学工业出版社 P2151 P2548

⑤http://baike.http://www.wodefanwen.com//view/119774.htm

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/prq6.html