配位化合物 药学

1、摘 要：从中药配位化学的提出和配位化学在中药复方研究、中药新 药开发及中药成分分析中的应用，论述了配位化学在中药研究中的特 殊作用。从而提出现代中药研究必须打破传统的中药研究模式树立 整体观思想，从配位化学的视角来研究中药配合物的形成机制、稳定 性、药动学过程等，进一步完善中医药理论。【关键词】配位化学 中药引言配位化学与医学原理配合物作为药物杀菌药物抗病毒药物抗癌药物配合物作为金属解毒剂配合物作为抗凝血剂和抑菌剂配合物在临床检验和生化实验中的应用结语参考文献引言配位化合物是一类广泛存在、组成较为复杂、在理论和应用上都十分重要的 化合物。目前对配位化合物的研究已远远超出了无机化学的范畴。它涉及

2、有机化 学、分析化学、生物化学、催化动力学、电化学、量子化学等一系列学科。随着 科学的发展，在生物学和无机化学的边缘已形成了一门新兴的学科一一生物无机 化学。新学科的发展表明，配位化合物在生命过程中起着重要的作用1。生物 体内需要一定量的金属元素。对于人来说，这些“生命金属”是一系列酶和蛋白 质的活性中心的组成部分。当生命金属过量或缺少、或污染金属元素在人体大量 积累均将引起生理功能的紊乱而导致疾病，甚至死亡2。故配位化学在医学和 药学领域有着重要的应用和广阔的前景。本文从配合物作为药物、金属解毒剂、 抗凝血剂和抑菌剂以及配合物在临床检验和生化实验中的应用等四个方面分别 来阐述配位化学在医药工

3、业中的应用。一.配位化学与医学原理配位化合物(coordination compound)简称配合物，也叫错合物、络合物， 为一类具有特征化学结构的化合物，由中心原子或离子(统称中心原子)和围绕 它的称为配位体(简称配体)的分子或离子，完全或部分由配位键结合形成。现 代配位化学的研究领域已经远远超出了纯无机化学的范围，它涉及有机化学、催 化机理、物质结构、化学键理论以及生命现象中一系列与金属离子有关的重要问 题，形成了金属有机化学、配位催化、配位场理论以及生物无机化学等新的、充 满活力的边缘学科。同时配位化学还在抗癌、杀菌、抗风湿、治疗心血管等重要 药物胭脂以及其他国民经济的许多重要领域中，得

4、到了广泛的应用。配位化学又称络合物化学配位化合物简称配合物或络合物。配合物是由一个 或几个中心原子或中心离子与围绕着它们并与它们键合的一定数量的离子或分 子这些称为配位体所组成的。配合物在自然界中普遍存在历史上最早有记载的是1704年斯巴赫Dies bah偶然制成的普鲁士蓝KCN - Fe(CN)2 Fe(CN)3 其 后1798年塔斯赫特Tass eat合成Co(NH3)6Cl3。十九世纪末二十世纪A.Werner 创立了配位学说成为化学历史中重要的里碑。二十世纪以来配位化学作为一门独 立的学科以其蓬勃发展之势使传统的无机化学和有机化学的人工壁垒逐渐消不 断与其他学科如物理化学、材料科学及生

5、命科学交叉、渗透、孕育出许多富有生 命力的新兴边缘学科为化学学科的发展带来新的契机。配位化学新的发展及应用 趋势本世纪60年代初期由于发现了一批具有金属-金属化学键的配合物口配位 化学的研究重点从单核配合物转向多配合物从而开始了对多金属偶合体系的研 究。在此研究过程中发现很早已为人们熟知利用的普鲁士蓝等一类混合价配合物 口不仅可以用于传统的染料工业还可以更广泛地应用于陶瓷、矿物、材料科学、 高温超导等许多领域。世纪60年代初期由于发现了一批具有金属-金属化学键的 配合物口配位化学的研究重点从单核配合物转向多配合物从而开始了对多金属 偶合体系的研究。在此研究过程中发现很早已为人们熟知利用的普鲁士

6、蓝等一类 混合价配合物不仅可以用于传统的染料工业还可以更广泛地应用于陶瓷、矿物、 材料科学、高温超导等许多领域。配合物作为药物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等含钻螯合物一样可用于治疗血吸虫病，等等杀菌药物多数抗微生物的药物属于配体，当其和金属配值后往往能增强其活性，如铜 离子能提高对一乙酰胺基苯甲醛缩氨基硫尿的抗结核菌能力，铁与。-羟基喹啉 形成的配合物有很强的杀菌作用。抗病毒药物病毒是病原微生物中

7、最小的一种，其核心是核酸，外壳是蛋白质，不具有细 胞结构。大多数病毒缺乏配系统，不能独立自营生活，必须依靠宿主的酶系统才 能使其本身繁殖。某些金属配合物有抗病毒的活性，病毒的核配和蛋白质均为配 体，能与金属配合物作用，或占据细胞表面防止病毒的吸附，或防止病毒在细胞 内的再生，从而阻止病毒的繁殖。抗癌药物众所周知，癌是恶性肿瘤，它对人的生命威胁极大。化疗是治疗癌症的重要 手段，但是其毒副作用较大，于是寻求高效、低毒的抗癌药物一直是人们孜孜以 求、不懈努力的奋斗目标。自1965年美国Ro senberg偶然发现顺铂具有抗癌 活性以来，金属配合物的药用性引起了人们的广泛关注，开辟了金属配合物抗癌 药

8、物研究的新领域。随着人们对金属配合物的药理作用认识的进一步深入，新的 高效、低毒、具有抗癌活性的金属配合物不断被合成出来。其中包括某些新型铂 配合物、有机锡配合物、有机锗配合物、茂钛衍生物、稀土配合物、多酸化合物 等。除了作为药物以外，有效成分的金属配合物在药物分析中业有应用。根据天 然药物有效成分与金属元素或其他配体间形成的配合物的理化性质，如荧光特性 等，可以对天然药物中有效成分进行定量分析。配合物作为金属解毒剂由于环境污染、职业性中毒以及金属代谢障碍均能造成体内Hg、Pb、Cd、 As、Be等有害元素的积累以及Fe、Ga、Cu等必需元素的过量而引起金属中毒。 为使有害或过量金属元素从体内

9、排出，常选用一些药物，它能和这些金属生成水 溶性大、稳定性强而无毒的配合物从体内排出。这种药物称为金属解毒剂。例如：D-青霉胺、半胱霉酸、金精三羧酸在机体内可分别结合Ca2+、Ba2+， 形成水溶性配合物排出体外；2, 3-二巯基丙醇可从机体内排除汞、金、镉、铅、 饿、锑、神等离子；EDTA是分析化学中应用很广的配合滴定剂，在机体内可排 出钙、铅、铜、铝、金离子，其中最为有效的是治疗血钙过多和职业性铅中毒， 例如Ca-EDTA治疗铅中毒，是利用其稳定性小于Pb-EDTA，Ca-EDTA中的Ca2+可 被Pb2+取代而成为无毒的、可溶性的Pb-EDTA配合物经肾排出。对于放射性核 素，如DT-P

10、A，EHDP等螯合剂具有良好的亲和性，尤其表现在对阿系、镧系金属 元素有良好的促排效果。配合物作为抗凝血剂和抑菌剂在血液中加入少量EDTA或柠檬酸钠，可螯合血液中的Ca2+，防止血液凝固， 有利于血液的保存。另外，因为螯合物能与细菌生长所必需的金属离子结合成稳 定的配合物，使细菌不能赖以生存，故常用EDTA作抑菌剂配合金属离子，防止 生物碱、维生素、肾上腺素等药物被细菌破坏而变质。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+离子生成红 色螯合物，然后进行比色分析；而Fe3+可

11、用硫氤酸盐和其生成血红色配合物来 检验。结语：配位化学虽然在医药方面有了一定的发展，它在生命科学中的发展也起到了 举足轻重的作用，大家也都熟知配位化学在很多领域使用的好处，但是并没有得 到飞跃的发展，仍然比较落后。比如说，中药的现代化进程需要从分子水平上探 讨天然药物的协同、拮抗和双向作用，从而揭示天然药物作用的本质，进而阐述 中医药理论；同时对中药复方中药物间的相互作用关系的研究，可以在理论上指 导中药配伍的改进，创制更合理的方剂，为中药新药开发提供理论依据，目前这 方面的研究有待进一步深入。还有，配位化学在抗毒中的运用也有待提高，尤其 是治疗或者缓解一些比如蛇毒等在很短时间内就会致命的剧毒

12、等。另外，在研究 抗癌药物方面也都基本处于试验阶段，人们对于很多配合物的抗癌机理仍不是很 清楚。但是，随着配位化学的逐步发展以及同其他学科的相融合，相信一定可以 创造出更多的人类财富。参考文献：高峰.配位化合物及其在医学药学方面的应用研究.徐州医学院学报2003年04 期徐延瓞.配位化学在工业中的应用.高等教育出版社1989年10月第一版P137胡文玉.配位化合物在医学和药学方面的意义和应用.微量元素与健康研究 2000年01期周亚丽，张猛.金属配位化合物在医学中的应用.河南教育学院学报（自然科学版） 2000年02期周亚丽，张猛.金属配位化合物在医学中的应用.河南教育学院学报（自然科学版） 2000年02期韦捷敏，田华，王麟生抗癌金属配合物的研究新进展.化学世界2003年 11期谷学新