金屬配位聚合物及其應(yīng)用

胡亞偉 孫娜 申玉雙 伊贊荃 田克情

（河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)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(shè)計和合成結(jié)構(gòu)可控的金屬聚合物在推動功能高分子材料的發(fā)展和應(yīng)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(yīng)用的具體表現(xiàn)之一。金屬聚合物因?yàn)檎狭私饘僦行牡膶?dǎo)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(dǎo)體、智能響應(yīng)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(jīng)過鰲合作用形成的一種產(chǎn)物，是現(xiàn)在研究廣泛的一類新型高分子生物材料。因?yàn)橛薪饘匐x子引入到了殼聚糖結(jié)構(gòu)中，因此殼聚糖金屬配合物具有了許多特殊的性能。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)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(xué)者發(fā)現(xiàn)殼聚糖及殼聚糖金屬配合物在木材工業(yè)中也具有良好的發(fā)展前景，目前此方面研究主要集中體現(xiàn)在木材染色，木材保護(hù)等方面。通過對木材、竹材等生物材料進(jìn)行改良是有效利用木質(zhì)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(zhì)通過縮水形成的含亞氨基（HCN）或烷亞氨基（RCN）的一類有機(jī)化合物。因?yàn)橄驂A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(xué)與生物學(xué)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(jìn)行合成反應(yīng)制備席夫堿，而且通過改變?nèi)〈o予體基團(tuán)和它的化學(xué)環(huán)境，就容易衍生出一系列性能不同、結(jié)構(gòu)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(wěn)定性不同的金屬配合物，使得其在分子設(shè)計和應(yīng)用上與眾不同。從人們發(fā)現(xiàn)席夫堿與其金屬配合物具有生物活性開始，從事該領(lǐng)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(jìn)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(yīng)用廣泛外，在醫(yī)藥方面也有廣闊的應(yīng)用前景。三、環(huán)糊精金屬聚合物

環(huán)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(huán)狀化合物[。在聚合物分子的主鏈或側(cè)鏈中引入環(huán)糊精分子，可以組成各類環(huán)糊精聚合物，這類聚合物不但將母體環(huán)糊精分子的包合性保持下來，還具有獨(dú)特的協(xié)同效應(yīng)、鄰基效應(yīng)等高分子效應(yīng)等。環(huán)糊精聚合物的應(yīng)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(yī)藥和化妝品等方面的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)大。最近有報道，將環(huán)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(jìn)尿素水解的活性部位，使之活性降低，從而達(dá)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(chǎn)物。它是一類重要的、含有兩性基團(tuán)的有機(jī)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(gòu)體。所以，肟配合物已成為化學(xué)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(jìn)配位化學(xué)的發(fā)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(fā)展。含肟金屬化合物在制備具有磁性、生物活性、光學(xué)性質(zhì)和催化性能等新材料以及分析測試等方面有著潛在的應(yīng)用前景。同時，在分子的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和反應(yīng)性，生物化學(xué)模型，分析和有機(jī)金屬化學(xué)，具有不尋常電性的分子合成等領(lǐng)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(jī)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(jī)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(jié)構(gòu)中有對氨基苯磺酰胺的一類藥物，其抑菌作用的機(jī)理是干擾細(xì)菌的酶系統(tǒng)對氨基苯甲酸的利用，使細(xì)菌生長的必需物質(zhì)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(qiáng)。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?yàn)槎拘源螅碳ば詮?qiáng)，難吸收等特點(diǎn)，不能直接在臨床上應(yīng)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(rèn)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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