Хелатный

Хелатный (хелат) это соединение, которое имеет две или более координатных или дательных связей между лигандом (обычно органическим) и центральным металлом атом.

Хелатирование это очень распространенный термин, используемый в различных областях науки, таких как химия, биология и медицина.

Процесс хелатирования широко используется при детоксикации токсикантов и при изготовлении комплексов.

Содержание страницы

Что такое хелатный

Хелатирование — это явление или способность ионов и молекул образовывать связи с ионами металлов.

Между полидентатным лигандом и одним центральным атомом образуются или присутствуют две или более различных координатных связей.

Лиганд это ион или молекула, которая образует координационный комплекс, отдавая пару электронов центральному атому или иону металла.

Полидентат- Количество атомов, используемых для связывания с центральным атомом или ионом металла, варьируется в зависимости от полидентатных лигандов.

Гексадентатные лиганды, такие как EDTA, имеют шесть донорных атомов с электронными парами, которые могут связываться с центральным атомом или ионом металла.

Что такое хелатирование в химии

Хелатный эффект проявляется, когда хелатирующие лиганды обладают более высоким сродством к иону металла, чем эквивалентные нехелатирующие (монодентатные) лиганды.

Хелатный эффект подтверждается определенными термодинамическими концепциями. Давайте взглянем на пример: сравниваются сродства меди (II) к этилендиамину (en) и метиламину.

$C u^{2 +} + e n ⇌ C u (e n)^{2 +}$

$C u^{2 +} + 2 M e N H_{2} ⇌ [C u (M e N H_{2})_{2}]^{2 +}$

Ион меди образует хелатный комплекс с этилендиамином в первом уравнении. Хелатирование приводит к созданию

$C u C_{2} N_{2}$

хелатное кольцо с пятью элементами.

Во второй реакции бидентатный лиганд замещается двумя монодентатными метиламиновыми лигандами с примерно одинаковой донорной силой.

Что позволяет предположить, что связи Cu–N являются сходными в обеих реакциях.

Константа равновесия для реакции учитывается в термодинамическом подходе при объяснении хелатного эффекта.

Чем выше константа равновесия, тем выше концентрация комплекса.

Cu(en) = Cuen

$[C u (M e N H_{2})_{2}] = C u [M e N H_{2}]_{2}$

Для большей ясности электрические заряды были удалены.

Индексы к константам стабильности показывают стехиометрию комплекса, а в квадратных скобках указана концентрация.

Концентрация Cu(en) намного выше, чем концентрация

$[C u (M e N H_{2})_{2}]$

потому что аналитическая концентрация метиламина в два раза выше, чем у этилендиамина, а концентрация меди одинакова в обеих реакциях.

Как мы знаем, ΔG = ΔH — TΔS

Расхождение между двумя константами стабильности связано с влиянием энтропии, поскольку энтальпия должна быть примерно одинаковой для двух реакций.

В уравнении один есть две частицы слева и одна справа, в то время как во втором уравнении есть три частицы слева и одна справа.

Это различие предполагает, что при образовании хелатного комплекса с бидентатным лигандом теряется меньше энтропии беспорядка, чем при образовании комплекса с монодентатными лигандами.

Это одна из переменных, влияющих на энтропийный разрыв. Сольватационные сдвиги и образование хелатных колец — два других фактора, которые следует учитывать.

Изменения энтальпии для двух реакций почти равны, что указывает на то, что выражение энтропии, которое гораздо менее неблагоприятно, является ключевой причиной большей стабильности хелатного комплекса.

Трудно точно объяснить термодинамические значения с точки зрения изменений в растворе на молекулярном уровне, но очевидно, что хелатный эффект — это в первую очередь энтропийный эффект.

Хелатный комплекс

Лиганды (доноры электронов), используемые в процессе хелатирования, известны как хеланты, хелатообразователи, хелатообразующие агенты и связывающие агенты.

Эти молекулы обычно представляют собой органические соединения, но в этом нет необходимости.

Поскольку в некоторых случаях цинк и другие неорганические молекулы используются в качестве хелантов.

Пример хелата

Примеры хелатов приведены ниже:

1. Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА)

2. Этилендиамин

3. Порфиновый

4. Цианокобаламин (витамин В-12)

5. Димеркапрол

Применение хелатных соединений

1. Цинк используется в поддерживающей терапии для предотвращения всасывания меди у людей с болезнью Вильсона.

2. Хелатирование полезно при получении пищевых добавок.

3. Он используется в хелатотерапии для выведения токсичных металлов из организма.

4. Хелатные соединения используются в качестве контрастных веществ при МРТ-сканировании.

5. Эти соединения используются в производстве гомогенных катализаторов.

6. Он используется в химической обработке воды для облегчения удаления металлов и в удобрениях.

7. Процесс хелатирования используется растениями для удаления тяжелых металлов.

Натуральный хелатирующий агент и Косметическая промышленность

Хелатирующие агенты — это соединения, которые образуют множественные связи с ионами металлов.

Полученное таким образом соединение используется в различных применениях. Но натуральный хелатирующий агент в основном используется в косметической промышленности.

Поскольку они не вступают в реакцию ни с каким другим элементом, присутствующим в веществе.

Природные хелатирующие агенты биоразлагаемы и не содержат токсичных элементов. Благодаря своей органической природе они в основном используются для производства косметики.

Эти вещества получены из микроорганизмов. В связи с постоянным спросом среди потребителей на использование экологически чистых продуктов.

Натуральные хелатирующие агенты в настоящее время потребляются в больших масштабах.

Использование хелатообразующих агентов помогает увеличить срок годности продуктов и сделать их менее вредными для окружающей среды.

Ненасыщенные масла могут быть получены из этих природных хелатообразующих агентов при использовании с антиоксидантами, такими как токоферол.

Преимущества использования натуральных хелатирующих агентов:

1. Помогает увеличить срок годности продуктов.

2. Работает как естественная альтернатива EDTA.

3. Используется для осветления кожи.

4. Эффективен для того, чтобы сделать ионы металлов неактивными.

5. Стабилен цвет.

6. Поставляется в удобной для использования форме.

7. Является биоразлагаемым и безвредным для окружающей среды.

8. Не содержит токсичных элементов.

9. Получен из натуральных животных, таких как микроорганизмы.

Примеры

1. В процессе хелатирования монодентатные и полидентатные лиганды перегибаются, образуя связи и кольцевые структуры.

2. Для образования связей используются полидентные лиганды, такие как аминокислоты, белки, полинуклеиновые кислоты.

3. Большинство молекул растворяют катионы металлов с образованием хелатных комплексов

4. Этилендиамин, бидентатный лиганд, образует хелатный комплекс с медью. И это дает пятичленное кольцо CuC₂N₂.

5. Пептиды, простетические группы или кофакторы относятся к металлоэнзимам.

6. Органические хелаты помогают извлекать ионы металлов из горных пород или минералов, способствующих сильному химическому выветриванию.

7. Используя хелатирующие ионы металлов, образуются пищевые добавки

8. Эти добавки помогают предотвратить образование комплексов, нерастворимых в солях для желудка.

9. Кроме того, эти добавки обладают более высокой способностью к усвоению

10. Обычными хелатирующими агентами, используемыми для процесса размягчения мясных продуктов, являются ЭДТА и фосфор.

11. Некоторые частые хелатные добавки включают хлорид рутения с бидентатным фосфином.

Вы знали?

Хелатная терапия иногда вызывает у пациентов лихорадку и рвоту.
Некоторые хелатирующие агенты могут вызвать дыхательную недостаточность.

Часто задаваемые вопросы по хелату?

Что такое хелатирование?

Хелатирование — это процесс, при котором образуются связи с ионами металлов. Обычно бидентат и полидентат образуют связи и образуют кольцо.

Этот процесс называется хелатированием. В медицинской промышленности хелатирование используется для снижения токсичности ионов металлов.

Обычно в процессе хелатирования образуются органические соединения, однако при использовании различных ионов металлов, таких как цинк, результаты могут быть разными.

Хелатирование также используется в производстве некоторых химических соединений для производства натуральных добавок или для удаления металла из удобрений.

Приведите некоторые примеры использования процесса хелатирования?

Некоторые из применений процесса хелатирования приведены ниже:

1. У людей с болезнью Вильсона цинк используется в поддерживающей терапии, чтобы избежать всасывания меди.

2. Хелатирование может быть использовано для приготовления пищевых добавок.

3. Хелатная терапия используется для выведения радиоактивных металлов из организма.

4. При МРТ-сканировании хелатные соединения используются в качестве контрастных веществ.

5. Эти ингредиенты используются для изготовления гомогенных катализаторов.

6. Он используется в удобрениях и при химической обработке воды, чтобы помочь удалить металлы.

7. Растения используют механизм хелатирования, чтобы избавиться от тяжелых металлов.

Что такое хелатирующие агенты? Приведите примеры.

Хелатирование — это процесс образования связей с ионами металлов. таким образом, образующий агент — это элемент, который может образовывать множественные связи с металлами.

Простейшей формой хелатирующего агента является этилендиамин. Хелатирующие агенты используются для снижения уровня вредных тяжелых металлов в тканях.

Хелатирующие агенты вступают в реакцию с ионами металлов с образованием стабильных и водорастворимых соединений.

Хелатирующие агенты используются при отравлении тяжелыми металлами или для снижения некоторых высоких уровней металла в крови.

Примером хелатирующего агента является лимонная кислота, которая помогает придать металлу блеск.

Используйте хелат в некоторых медицинских целях?

Хелатирующие агенты обычно представляют собой органические соединения, которые образуют связи с ионами металлов.

Образующиеся соединения используются в различных областях применения, включая медицинскую промышленность.

Некоторые специфические хелатирующие агенты образуют связь с железом, так что их можно смешивать с кровью для снижения некоторых высоких уровней металлов.

Хелатирующий агент смешивается с кровью и помогает выводить токсичные вещества из организма.

какая-либо посторонняя частица попадает в организм человека, то вместе с хелатирующим агентом этот материал выталкивается с помощью покрытия EDTA.

Это также мощное средство для защиты кровеносных сосудов от любых радикальных повреждений.

Где обычно используется хелатор?

Хелатирующие агенты используются в области медицины для снижения токсичности металлов.

Обычно используемым хелатирующим агентом является динатриевая этилендиаминтетрауксусная кислота кальция. Это соединение является производным этилендиаминтетрауксусной кислоты.

С 1955 года утверждается, что этот препарат полезен при отравлении свинцом у детей и некоторых сосудистых заболеваниях.

Исследования также предполагают, что в будущем хелатирующие агенты могут заменить методы шунтирования.

ЭДТА может использоваться при проблемах с воспалением кровеносных сосудов. Это соединение в основном используется при лечении отравления свинцом из-за его способности заменять свинец вместо кальция в хелате.

Было обнаружено, что образовавшееся соединение стабильно и следовательно, оставляет после себя часть выделяемых жидкостей организма PbNa₂EDTA и оставляя позади.