Co platí pro cheláty?

CHELÁTY (z řeckého chele – dráp) (drápovité sloučeniny, chelátové sloučeniny), koordinační sloučeniny, ve kterých je střed, atom (nebo ion) spojen současně se dvěma nebo více donorovými atomy ligandu, v důsledku čehož jeden nebo několik heterocykly. Ligandy, které tvoří chelátové kruhy, se nazývají. chelatační (chelatační) činidla a musí být alespoň bidentátní. Uzavření chelátového cyklu takovými ligandovými minázami. chelace nebo chelace.

Naíb. Rozsáhlou a důležitou třídou chelátů jsou kovové chelátové komplexy (cheláty kovů). Schopnost koordinovat ligandy je vlastní kovům všech oxidačních stavů. Základní prvky podskupiny jako centrum. komplexující atomy se obvykle objevují až ve vyšších oxidačních stavech.

Chelatační činidla obsahují dvě báze. typ elektron-donorových center: A – skupiny obsahující např. mobilní proton. – COOH, – OH, – SO 3 H, když jsou koordinované se středovým iontem, je možná protonová substituce; B – neutrální elektron-donorní skupiny, například. R2CO, R3PO, R3N.

X elátů, ve kterých při uzavírání chelátového kruhu ligand využívá skupiny obsahující proton a neutrální elektron-donorové skupiny a je formálně spojen s centrálním atomem kovalentní a donor-akceptorovou vazbou, tzv. intrakomplexní sloučeniny (vnitřní komplexní soli), například acetylacetonáty formy I a II.

Bidentátní ligandy obsazují vnitřní sféra chelátů dvě koordinace. místech, jako na př. v spoj. I a II. Příklady dalších bidentátních ligandů: ethylenglykol (forma III; dvě centra typu A), 1 methylendifosfindioxid (IV; dvě centra typu B), kyselina a-pikolinová (IV; centra typu A a B).

Tridentátní ligand, např. triaminopropan, může obsadit int. koule, obě tři (kom. VI) a dvě (kom. VII) koordinační místa nebo mohou být dokonce koordinované monodentátní.

Podobně tetra-, penta- a hexadentátní ligandy vykazují různé ozubení v závislosti na podmínkách. Například hexadentátní ligand EDTA (kyselina ethylendiamintetraoctová) ve vztahu k iontu Ca2+ je tetradentátní, i když může. se izoluje disodná sůl VIII. Cheláty s polydentátními ligandy zahrnují komplexy crown etherů a kryptandů.

Stabilita chelátů je obvykle vyšší ve srovnání s analogy tvořenými monodentátními ligandy (tzv. chelátový efekt). Obecně je formační konstanta cyklická. komplexu MAA (M je kov; AA je bidentátní ligand) je mnohem větší než konstanta tvorby MA 2′ (A’ je monodentátní ligand, podobného charakteru jako ligand AA). Chelatační účinek je hodnocen rozdílem mezi logaritmy konstant stability MAA a MA2′.

Spolu s obecnými faktory, které určují stabilitu koordinace. spojení, jako je přírodní centrum. iontu a koordinovaných donorových atomů ligandu v případě chelátů hraje důležitou roli počet atomů ve výsledném kruhu a přítomnost vícenásobných vazeb v můstku mezi donorovými atomy chelátového ligandu;

Cheláty jsou nejčastěji čtyřstěnné. a osmistěnné. konfigurace; při absenci vícenásobných vazeb v můstku jsou 5- a 6-členné cykly stabilní (pravidlo Chugaevova cyklu). Methylendifosfindioxid tvoří stabilní 6-členný cyklus vzorce IX. S prodlužováním délky uhlovodíkového můstku při přechodu na ethylendifosfindioxid, tento působí jako můstková skupina (forma X) a chelátový cyklus se nevytváří. Přítomnost násobné vazby v cis-vinylendifosfinoxidu vede ke stabilitě sedmičlenného kruhu XI.

4-členné cykly u čtyřstěnu. a osmistěnné. koordinační centrum, ionty jsou napjatější a méně odolné. Tříčlenné chelátové kruhy jsou známé pro peroxidový anion, když tento zaujímá dvě koordinační místa v ekvatoriální rovině pentagonální bipyramidy (CP).

Izolace chelátů do samostatného typu koordinace. spoj. spojené s jedinečností jejich fyzikální, chemické. a biol. st-in, kvůli přítomnosti chelátového cyklu. Vzhledem ke své těkavosti se acetylacetonáty používají k separaci a čištění kovů a nanášení kovových povlaků. povlaky (viz b-diketonáty kovů). Díky své vysoké hodnotě pH se komplexy EDTA používají ke snížení tvrdosti vody, odstranění vodního kamene a čištění kovů. povrch. Jas barev, tepelná odolnost, barevná stálost a odolnost vůči zásadám a sloučeninám určují použití ftalocyaninových komplexů jako barviv. Barva řady chelátů a závislost intenzity barvy roztoku na koncentraci kovového iontu našly uplatnění v analytech. chemie (viz Complexometrie, Complexons). R-rychlost chelátů v org. R-rozpouštědla se používají pro extrakční separaci prvků.

Cheláty hrají důležitou roli v životně důležitých procesech, např. hemoglobin, chlorofyl a vitamin B 12 jsou chelátové komplexy Fe 2+ -, Mg 2+ -, Co 2+ -bází řady porfyrinů. Cheláty (např. sloučenina VI) se používají k odstranění toxických a radioaktivních kovů z těla a rozpouštění kamenů (např. ledvinových), které vznikají v důsledku metabolických poruch.

Termín „chelát“ zavedl M. Drew v roce 1920.

Lit.: Grinberg A.A., Úvod do chemie komplexních sloučenin, 3. vyd., M., 1966; Basolo F., Johnson R., Chemie koordinačních sloučenin, přel. z angličtiny, M., 1966; Basolo F., Pearson R., Mechanismy anorganických reakcí, přel. z angličtiny, M., 1971; Kukushkin Yu.N., Chemistry of koordinovaných sloučenin, M., 1985. E. G. Ilyin.