金屬配位聚合物及其應用

胡亞偉 孫娜 申玉雙 伊贊荃 田克情

（河北化工醫藥職業技術學院，河北 石家莊 050026）

金屬聚合物的性能主要取決于金屬中心的種類和它在聚合物中的分布，如何設計和合成結構可控的金屬聚合物在推動功能高分子材料的發展和應用方面具有重要的作用。

金屬配位聚合物是超分子化合物在晶體工程應用的具體表現之一。金屬聚合物因為整合了金屬中心的導電、熒光、氧化還原和催化特性以及高分子材料良好的柔性、溶解性能和成型性能而引起人們的廣泛重視，可用作于生物傳感器、生物酶燃料電池、半導體、智能響應材料和催化劑等。

1 殼聚糖金屬配位聚合物

殼聚糖金屬配位聚合物是殼聚糖與金屬離子經過鰲合作用形成的一種產物，是現在研究廣泛的一類新型高分子生物材料。因為有金屬離子引入到了殼聚糖結構中，因此殼聚糖金屬配合物具有了許多特殊的性能。經過研究發現殼聚糖金屬配合物具有良好的成膜、固化、抗菌等作用。近期，研究學者發現殼聚糖及殼聚糖金屬配合物在木材工業中也具有良好的發展前景，目前此方面研究主要集中體現在木材染色，木材保護等方面。通過對木材、竹材等生物材料進行改良是有效利用木質資源，緩解我國木材供需矛盾的一個重要手段。

2 席夫堿金屬配合物

席夫堿（Schiff base）是指由含有活潑羰基和氨基的兩類物質通過縮水形成的含亞氨基（HCN）或烷亞氨基（RCN）的一類有機化合物。因為席夫堿中含有CN鍵，并且雜化軌道上的N原子具有孤對電子，所以具有非常重要的化學與生物學意義。我們可以靈活的選擇各種胺類和帶有羰基的醛和酮類進行合成反應制備席夫堿，而且通過改變取代基給予體基團和它的化學環境，就容易衍生出一系列性能不同、結構多變的席夫堿配體；在一定條件下還可以使席夫堿與大部分金屬元素合成穩定性不同的金屬配合物，使得其在分子設計和應用上與眾不同。從人們發現席夫堿與其金屬配合物具有生物活性開始，從事該領域的研究的人非常多，并且在抗菌、抗腫瘤、抗氧化等方面取得了非常大的進展，所以越來越受到人們的重視。席夫堿及其金屬配合物所具有的較好的抑菌、抗氧化、抗腫瘤活性，除了在催化、分析、材料等方面應用廣泛外，在醫藥方面也有廣闊的應用前景。三、環糊精金屬聚合物

環糊精是由 D-吡喃型葡萄糖單元通過 α-（1，4）糖苷鍵連接而成的一類環狀化合物[。在聚合物分子的主鏈或側鏈中引入環糊精分子，可以組成各類環糊精聚合物，這類聚合物不但將母體環糊精分子的包合性保持下來，還具有獨特的協同效應、鄰基效應等高分子效應等。環糊精聚合物的應用非常范圍，如熒光識別、手性化合物拆分及作為氣相色譜固定相等，而且近年來在食品、醫藥和化妝品等方面的應用也在不斷擴大。最近有報道，將環糊精聚合物制成脲酶抑制劑，它可以通過堵塞脲酶分子中促進尿素水解的活性部位，使之活性降低，從而達到抑制尿素分解的目的。

3 含肟金屬配合物

肟（Oxime，R1R2C=N-OH）是醛或酮與羥胺的縮合產物。它是一類重要的、含有兩性基團的有機化合物，即它既含有微堿性的氮原子也含有弱酸性的羥基。由于肟基具有二齒配位功能，它可通過N原子或/和O原子與金屬原子配位形成各種鍵合異構體。所以，肟配合物已成為化學家感興趣的研究對象之一。

自從Hantzch 和 Werner于1890年、Chugaev于1905年和Hieber and Leutert于1927年開展了肟和肟的金屬配合物的研究工作以來，肟在促進配位化學的發展方面起著重要作用。隨后，肟和肟的金屬配合物得到了蓬勃發展。含肟金屬化合物在制備具有磁性、生物活性、光學性質和催化性能等新材料以及分析測試等方面有著潛在的應用前景。同時，在分子的結構、穩定性和反應性，生物化學模型，分析和有機金屬化學，具有不尋常電性的分子合成等領域還起著重要作用。例如肟可作為組氨酸咪唑部分的模型，因此是一個非常有用的生物無機模型；多核肟－Zn（Ⅱ）配合物可作為Ca2+和Ba2+選擇接受器；金屬離子－肟體系可有效催化有機腈的水解；肟的配位聚合物還具有有趣的磁性，例如單分子磁性和單鏈磁性等。

4 磺胺類金屬配合物

磺胺類藥物（Sulfonamides）是指結構中有對氨基苯磺酰胺的一類藥物，其抑菌作用的機理是干擾細菌的酶系統對氨基苯甲酸的利用，使細菌生長的必需物質葉酸無法生成。磺胺類藥物具有抑菌性能，藥理活性往往是與金屬離子形成配合物后才加強。但是同時也面臨著另一個問題，具有治療作用的金屬離子因為毒性大，刺激性強，難吸收等特點，不能直接在臨床上應用。但也不是沒有解決的辦法，只要將它們與磺胺類藥物形成配合物，就可以在降低其毒性及刺激性，并且有利于吸收。隨著人們對金屬配合物的藥理作用越來越深入的認識，許多高效、低毒、具有抗菌抗癌活性的新金屬配合物不斷地被合成出來。

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