2016年2月3日

紅血球—運輸氧氣的精巧錯合物列車

作者/高憲章(任職於淡江大學化學系,負責「化學遊樂趣」計畫,隨一台行動化學車全臺跑透透,說故事作實驗分享化學給學生們)

錯合物具有千變萬化的結構,功能更是各顯神通。紅血球—就是高效率輸
送氧氣到肌肉,含有四節精巧錯合物車廂的一班列車。然而,到底錯合物是什麼呢?

配位子能力各不同錯合物即配位化合物,主要是由金屬離子為中心,和配位子鍵結而形成的。配位子大多含有氮、氧、磷、硫、鹵素等原子,提供孤對電子與金屬離子形成配位鍵,若配位子有很多原子可以提供孤對電子,其形狀就可以分成單牙基、雙牙基和多牙基(圖一)。單牙基配位子上只有一個部位可以與金屬結合;雙牙基有兩個鍵結的位置,能像是筷子一樣的夾住金屬;而多牙基更像是多隻強力章魚爪牢牢握住。單牙基配位子與金屬間的接合直接,比較容易被拔除或是進行置換,而如EDTA這個六牙基,當它與一個金屬離子結合,真可以說是四面八方的把金屬給抱在懷中,穩定度比起單牙基、雙牙基都高很多。

紅血球中有含氮的有機雜環分子─紫質,則是一種特殊的平面四牙基,以
四個氮圍繞成中間的孔洞與金屬結合,外側的許多碳原子組成共軛系統,形成一個又圓又平的大圓盤,賦予紫質許多特殊的性質,中間的孔洞接上鐵離子之後,就是所謂的血紅素......【更多內容請閱讀科學月刊第554期】

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