配位化学在无机药物中的应用

配位化学在无机药物中的应用

营养学和生物无机化学研究表明，微量金属元素在生命过程中起着极为重要的作用。金属离子在体内的失调导致金属缺乏或中毒等疾病，影响人、动植物的正常生长发育。金属元素在体内的吸收、运送、储存、分布、排泄及整个代谢过程都涉及配位反应，任何能与生物配体争夺金属配位位置的外源性物质都将产生生物效应，基于这些认识，现代配位化学理论在药学研究中得到了应用并成为药物设计原理的一个组成部分。

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（Diesbach）偶然制成的普鲁士蓝KCN·Fe(CN)2·Fe(CN)3，其后1798年塔斯赫特（Tassert）合成[Co(NH3)6]Cl3。十九世纪末二十世纪初，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融，并不断与其他学科如物理化学、材料科学及生命科学交叉、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，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，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。

生物体内存在着各种生物配体也存在着各种含金属的蛋白和酶，当重金属离子进入体内就占据或争夺生物配体,如其占据的是人体必需金属的结合部位,就引起必需金属平衡失调或当其与关键性生物分子结合时,就引起某一方面的异常或当某些小分子配体进入人体后,与体内的金属酶或金属蛋白争夺金属离子的配位位置,如果它们与金属的结合是不可逆性的,将导致金属酶和金属蛋白丧失生物功能。凡此种种都是毒性的起源现已阐明,硬酸类型的金属离子或其化合物一般无毒,其中多数是生物体内所固有的软酸类型的则很毒如铅、汞、金、锑等，硬碱类大多都是无毒的。一些琉基或有机硫化合物等软碱则是有毒的，而对生物有毒的软碱一般也是化学催化剂的毒物或钝北剂必需金属在体内超过一定的限度会出现毒性。

配位反应与药物的治疗作用和副作用。所谓有毒物质的毒性是指正常生理活动的破坏或扰乱。但是，如果我们使有毒物质接触异常细胞,使异常细胞死亡或受抑制,则细胞毒性便转化为治疗作用。临床上使用的药物,它们当中有不少是对金属离子有强配位鳌合作用的,这些药物常常会通过与体内的金属离子结合而发挥生物效应，例如争夺酶蛋白质中的必需金属离子,形成水溶性配合物排泄体外或形成难溶化合物沉积在组织中,造成必需金属的缺乏或抑制酶蛋白质的正常功能等等。这些事件发生在人体的正常细胞中,则变成了药物副作用，发生在异常细胞或有害微生物中,则成了治疗或杀菌作用。