MeRSZ online
okoskönyvtár
Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.
Általános és bioszervetlen kémia
Alkálifémionok komplexei
Az alkálifémionok az általánosan ismert szervetlen vagy szerves ligandumokkal (komplexképzőkkel) kevéssé stabilis komplexeket alkotnak. Az elmúlt másfél évtizedben jelentősen megnőtt az érdeklődés az alkálifémionok olyan komplexei iránt, amelyek alkalmasak a sejtmembránon keresztül történő iontranszport vizsgálatára is. Három különféle ligandumcsoportot ismerünk:
-
természetes makrociklikus antibiotikumok;
-
szintetikus makrocíklikus poliéterek (,,korona"-éterek);
-
szintetikus makrobiciklikus aminoéterek (kriptandok).
A természetben előforduló makrociklikus antibiotikumok közül hármat említünk meg: a nonaktint (126. ábra), a monaktint és a valinomicint (127. ábra). A valinomicin-alkálifémion komplexekben a koordinációs szám hat (oktaéderes elrendeződés), míg a másik két ligandum alkálifém-komplexeiben köbös szimmetria alakul ki (a koordinációs szám nyolc). Mindháromra jellemző, hogy káliumionnal stabilisabb komplexetképeznek, mint a nátriumionnal. Különösen nagy a valinomicin K+-szelektivitása, mivel a stabilitási állandó 10 000-szer nagyobb a Na+-komplexénél. A komplex ligandum felszíne lipofil, ezért kiválóan alkalmas arra, hogy ionátvivőként (ionoforként) működjék biológiai membránokon keresztül. Segítségével tanulmányozható pl. a káliumion intracelluláris szerepe.
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_2301/#m1438aebszk_2301 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_2301/#m1438aebszk_2301)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_2301/#m1438aebszk_2301)
126. ábra. A nonaktin-kálium komplex szerkezeti (a) és térbeli (b) modellje. Az oxigénatomok szabad elektronpárjai kapcsolódnak afémionhoz
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_2303/#m1438aebszk_2303 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_2303/#m1438aebszk_2303)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_2303/#m1438aebszk_2303)
127. ábra. A valinomicin-kálium komplex modellje. A valinomicin molekula: L-laktát (L), L-Val. D-hidroxi-izovalerát (H) és D-Val ismétlődőegységekből felépülőciklikus antibiotikum. A sötétebb részek az aminosavmaradékhoz kapcsolódó hidrofób oldalláncoknak felelnek meg
A korona-éterek alaptípusát a 128. ábrán mutatjuk be. A gyűrűt alkotó atomok számától függően változik a gyűrű átmérője és az ionmegkötés erőssége, a komplexstabilitás értéke. Hasonlóan változik a szelektivitás, a vegyület ionfelismerési képessége is, de nem éri el az antibiotikumoknál tapasztalt jelentős különbséget.
A kriptandok nevüket onnan kapták, hogy a komplexképzés során teljesen, a tér mindhárom dimenziójában körülveszik a fémiont, vagyis elrejtik (kriptein görög sző, jelentése rejteni). A kriptand komplex sójának, a kriptátnak a képződése során a fémion pontosan illeszkedik az intramolekuláris üregbe, ezért nagy stabilitású és szelektivitású komplexek alakulnak ki (129. ábra). Pl. a kriptand-kálium komplexének stabilitása 104-szerese a valinomicin-kálium komplexének. A szintetikus korona-éterek és a kriptandok kifejlesztéséért, valamint ezen vegyületek ionmegkötési szelektivitásáért kapott Nobel-díjat C. J. Pederson, J. M. Lehn és D. J. Cram 1987-ben.
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_2307/#m1438aebszk_2307 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_2307/#m1438aebszk_2307)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_2307/#m1438aebszk_2307)
128. ábra. Korona-éter (a) és kriptand (b) jellemző szerkezeti felépítése. Az ábrán bemutatott korona-éter gyűrűjének tagszáma 18. A kriptandban található ismétlődő egységek száma (m, n) 0, 1 vagy 2 lehet
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1438aebszk_2309/#m1438aebszk_2309 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_2309/#m1438aebszk_2309)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1438aebszk_2309/#m1438aebszk_2309)
129. ábra. Kriptát képződése makrobiciklikus ligandum (kriptand) és kation között
A kriptátok vizes oldataiban az oldószer lecserélése pl. trimetil-aminra huűtés közben (–40 °C alatt) a kriptát szerkezetét nem változtatja meg, de anionként már szolvatált elektronok találhatók. Mivel a kriptátok oldékonysága csekély a trimetil-aminban, ezért oldószermentes kriptát kristályok, ún. elektridek válnak ki. Az elektridek kristályszerkezetében az alkálifém-kriptát kation ellenionja az elektron. Az elektrid-kristály üregében ,,csapdába ejtett” elektron elméleti és gyakorlati szempontból egyaránt érdekes.
Az elektrid-kristály anionüregében lévő elektron szabadon mozoghat, de azt csak aktiválási energia befektetése árán hagyhatja el. Az aktiválási energia módosítható akriptand szerkezetével és az alkálifém-kation változtatásával. Így az elektronemisszió szabályozható, ami nagyon érzékeny infravörös detektorok készítésére nyújt lehetőséget.
Az elektrid elektronjai erős redukálószerek és jól alkalmazhatók a szerves kémia nemvizes közegben végrehajtott redoxifolyamataiban.
Tartalomjegyzék
- ÁLTALÁNOS ÉS BIOSZERVETLEN KÉMIA
- Impresszum
- Az Olvasóhoz
- Általános kémia
- Kémiai alapfogalmak
- Az atomok elektronszerkezete és a periódusos rendszer
- A molekulák szerkezete
- Halmazállapotok
- Oldatok és kolloidok
- A víz és a vizes oldatok
- Kémiai egyensúlyok
- A kémiai egyensúly törvénye
- Egyensúlyok elektrolitoldatokban
- A víz disszociációs egyensúlya: Kv, pH és pOH
- Savakdisszociációs egyensúlya: Ks
- Bázisok disszociációs egyensúlya: Kb
- Összefüggés a Ks, Kb és Kv között
- Ionok reakciója vízzel
- Vizes sóoldatok kémhatása: hidrolízis
- A közös ion hatása
- Titrálási görbék
- Többértékű savak disszociációja
- Pufferoldatok
- Foszfátpuffer
- Hidrogén-karbonát–szén-dioxid puffer
- A víz disszociációs egyensúlya: Kv, pH és pOH
- Elektrolitok oldhatósága és az oldhatósági szorzat
- Kémiai termodinamika
- Reakciókinetika
- Elektrokémia
- A redoxifolyamatok termodinamikája
- Az elektrokémia gyakorlati alkalmazásai
- Bioszervetlen kémia
- Komplex vegyületek
- Az élethez szükséges elemek áttekintése
- Az alkálifémek szerepe biológiai rendszerekben
- A magnézium és a kalcium biológiai jelentősége
- Az átmenetifémek komplexei
- A vas biológiai jelentősége
- A réz biológiai jelentősége
- A cinkcsoport elemeinek biológiai jelentősége
- Metallotioneinek és funkciójuk
- A molibdén és a mangán biológiai szerepe
- A vanádium, króm, kobalt és nikkel élettani hatása
- A platinakomplexek daganatellenes hatása
- Az alumínium- és az óncsoport elemeinek biológiai szerepe
- A szilíciumvegyületek biológiai szerepe
- A nitrogén és foszfor szerepe a biológiai rendszerekben
- Az oxigéncsoport elemeinek biológiai jelentősége
- A halogének bioszervetlen kémiája
- Irodalom a bioszervetlen kémia fejezeteihez
- Rendszám- és atomtömeg-táblázat
Kiadó: Semmelweis Kiadó
Online megjelenés éve: 2026
ISBN: 978 963 331 705 1
A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.
Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//
BibTeXEndNoteMendeleyZotero
gomb segítségével választhatsz, hogy fejezetről fejezetre lapozva vagy inkább folyamatosan görgetve olvasnád-e a könyvet.
