комплексоны

КОМПЛЕКСОНЫ

органические хелатообразующие соединения, содержащие в молекуле способные к координации атомы N, S и (или) Р, а также карбоксильные, фосфоновые, фосфонистые и др. группы. К. — кристаллич. вещества, как правило, раств. в воде, не раств. в этаноле и большинстве др. орг. растворителей; плавятся с разложением. В твердом виде и в растворе некоторые К. представляют собой цвиттер-ионы. К. — полиосновные кислоты, диссоциирующие в интервале pH от 2 до 14. В водных растворах с катионами (М) переходных d- и f-элементов, щел.-зем. и некоторых щелочных металлов К. (L) образуют устойчивые внутрикомплексные соед. — комплексонаты разл. состава: моноядерные кислые (протонированные) МH_xL, средние (нормальные) ML и гидроксокомплексы М(OH)_xL; би- и полиядерные M₂L и М_nL; ди- и трикомплексонаты ML₂, ML₃. При наличии в системе неск. разл. катионов и лигандов возможно присутствие гетероядерных M_xM'_yL, разнолигандных ML_xL'_y и более сложных по составу комплексонатов (напр., М_xМ_yL_mL'_n), в т. ч. полимерных. Высокая устойчивость комплексонатов объясняется тем, что при их образовании замыкаются два, три или более хелатных цикла (металлоцикла), как, напр., в случае комплекса Cu с динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты:

Для решения широкого круга практич. задач необходим большой ассортимент К. с разл. свойствами. Получено более 200 таких соединений, от строения молекул которых зависят их комплексообразующие свойства. Так, увеличение числа метиленовых звеньев между атомами N в алкилендиаминовом фрагменте или между атомами N и кислотными группами снижает устойчивость комплексонатов мн. металлов, кроме Pd(II), Cd(II), Cu(II), Hg(II) и Ag(I), т. е. приводит к увеличению избирательности К. Пространств, затруднения в их молекулах, наличие таких группировок, как —ОН, —PO₃H₂, —AsO₃H₂, —SH, —NH₂, —N(CH₃)₂, также влияют на избирательность взаимодействия К. с металлами. Наиб. широко применяются этилендиаминтетрауксусная кислота (комплексен II) [(HOOCCH₂)₂NCH₂—]₂ и ее динатриевая соль (комплексен III), нитрилотриуксусная кислота (комплексен I) N(CH₂COOH)₃, диэтилентриаминопентауксусная кислота HOOCCH₂N[CH₂CH₂N(CH₂COOH)₂]₂, a также ряд фосфорилсодержащих К.- нитрилотриметиленфосфоновая кислота, оксиэтилидендифосфоновая кислота, этилендиаминтетраметиленфосфоновая кислота {[(НО)₂Р(О)—CH₂]₂NCH₂—}₂. Фосфорилсодержащие К. представляют большой интерес, т. к. они образуют комплексонаты в широком интервале значений pH, в т. ч. в сильно кислых и щелочных средах, со мн. переходными легкогидролизующимися металлами. Высокой устойчивостью отличаются комплексы этих К. с Cu(II), Be(II), Cr(III), Al(III), In(III), Tl(III), Ti(III), U(IV), причем комплексы с Fe(III), Al и Be не раств. в воде. Свойства комплексонатов можно варьировать, вводя в их состав дополнит. лиганды. К., как правило, малотоксичны, быстро выводятся из организма. К. применяются: в качестве титрантов в комплексонометрии; для разделения и выделения ионов металлов; для растворения и предотвращения образования разл. отложений (обусловленных, напр., жесткостью воды и коррозией) на поверхности теплоэнергетич. или др. оборудования; как добавки в цемент и гипс для удлинения сроков их твердения; для стабилизации пищ. продуктов; как средство от хлороза растений и анемии животных; для выведения из организма токсичных металлов; в качестве умягчителей воды; как компоненты моющих средств, фиксаторов в фотографии и бесцианистых электролитов в гальванотехнике.

^{Лит.: Дятлова Н.М., Темкина В.Я., Попов К.И., Комплексоны и комплексонаты металлов, М., 1988; Кабачник М. И. [и др.], "Успехи химия", 1974, т. 43, в. 9, с. 1554–74; Дятлова Н. М., "Ж. Весе. хим. общества им. Д.И. Менделеева", 1984, т. 29, №3, с. 247 60; Темкина В.Я., Цирюльникова Н.В., Ластовский Р.П., там же, с. 293 315; Полынова Т.Н., Порай-Кошиц М. А., в сб.: Итоги науки и техники, сер. Кристаллохимия, т. 18, М., 1984, с. 64–274; Вельтищев Ю. Е. [и др.], "Хим.-фармацевт.ж.", 1983, т. 17, № 3. с. 282–98; Мaiеr L., "Phosphorus and Sulfur and the Related Elements", 1983, v. 14, № 3, p. 295–322.}

_{Н. М. Дятлова, В. Я. Темкина}