金属配位聚合物及其应用

胡亚伟 孙娜 申玉双 伊赞荃 田克情

（河北化工医药职业技术学院，河北 石家庄 050026）

金属聚合物的性能主要取决于金属中心的种类和它在聚合物中的分布，如何设计和合成结构可控的金属聚合物在推动功能高分子材料的发展和应用方面具有重要的作用。

金属配位聚合物是超分子化合物在晶体工程应用的具体表现之一。金属聚合物因为整合了金属中心的导电、荧光、氧化还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们的广泛重视，可用作于生物传感器、生物酶燃料电池、半导体、智能响应材料和催化剂等。

1 壳聚糖金属配位聚合物

壳聚糖金属配位聚合物是壳聚糖与金属离子经过鳌合作用形成的一种产物，是现在研究广泛的一类新型高分子生物材料。因为有金属离子引入到了壳聚糖结构中，因此壳聚糖金属配合物具有了许多特殊的性能。经过研究发现壳聚糖金属配合物具有良好的成膜、固化、抗菌等作用。近期，研究学者发现壳聚糖及壳聚糖金属配合物在木材工业中也具有良好的发展前景，目前此方面研究主要集中体现在木材染色，木材保护等方面。通过对木材、竹材等生物材料进行改良是有效利用木质资源，缓解我国木材供需矛盾的一个重要手段。

2 席夫碱金属配合物

席夫碱（Schiff base）是指由含有活泼羰基和氨基的两类物质通过缩水形成的含亚氨基（HCN）或烷亚氨基（RCN）的一类有机化合物。因为席夫碱中含有CN键，并且杂化轨道上的N原子具有孤对电子，所以具有非常重要的化学与生物学意义。我们可以灵活的选择各种胺类和带有羰基的醛和酮类进行合成反应制备席夫碱，而且通过改变取代基给予体基团和它的化学环境，就容易衍生出一系列性能不同、结构多变的席夫碱配体；在一定条件下还可以使席夫碱与大部分金属元素合成稳定性不同的金属配合物，使得其在分子设计和应用上与众不同。从人们发现席夫碱与其金属配合物具有生物活性开始，从事该领域的研究的人非常多，并且在抗菌、抗肿瘤、抗氧化等方面取得了非常大的进展，所以越来越受到人们的重视。席夫碱及其金属配合物所具有的较好的抑菌、抗氧化、抗肿瘤活性，除了在催化、分析、材料等方面应用广泛外，在医药方面也有广阔的应用前景。三、环糊精金属聚合物

环糊精是由 D-吡喃型葡萄糖单元通过 α-（1，4）糖苷键连接而成的一类环状化合物[。在聚合物分子的主链或侧链中引入环糊精分子，可以组成各类环糊精聚合物，这类聚合物不但将母体环糊精分子的包合性保持下来，还具有独特的协同效应、邻基效应等高分子效应等。环糊精聚合物的应用非常范围，如荧光识别、手性化合物拆分及作为气相色谱固定相等，而且近年来在食品、医药和化妆品等方面的应用也在不断扩大。最近有报道，将环糊精聚合物制成脲酶抑制剂，它可以通过堵塞脲酶分子中促进尿素水解的活性部位，使之活性降低，从而达到抑制尿素分解的目的。

3 含肟金属配合物

肟（Oxime，R1R2C=N-OH）是醛或酮与羟胺的缩合产物。它是一类重要的、含有两性基团的有机化合物，即它既含有微碱性的氮原子也含有弱酸性的羟基。由于肟基具有二齿配位功能，它可通过N原子或/和O原子与金属原子配位形成各种键合异构体。所以，肟配合物已成为化学家感兴趣的研究对象之一。

自从Hantzch 和 Werner于1890年、Chugaev于1905年和Hieber and Leutert于1927年开展了肟和肟的金属配合物的研究工作以来，肟在促进配位化学的发展方面起着重要作用。随后，肟和肟的金属配合物得到了蓬勃发展。含肟金属化合物在制备具有磁性、生物活性、光学性质和催化性能等新材料以及分析测试等方面有着潜在的应用前景。同时，在分子的结构、稳定性和反应性，生物化学模型，分析和有机金属化学，具有不寻常电性的分子合成等领域还起着重要作用。例如肟可作为组氨酸咪唑部分的模型，因此是一个非常有用的生物无机模型；多核肟－Zn（Ⅱ）配合物可作为Ca2+和Ba2+选择接受器；金属离子－肟体系可有效催化有机腈的水解；肟的配位聚合物还具有有趣的磁性，例如单分子磁性和单链磁性等。

4 磺胺类金属配合物

磺胺类药物（Sulfonamides）是指结构中有对氨基苯磺酰胺的一类药物，其抑菌作用的机理是干扰细菌的酶系统对氨基苯甲酸的利用，使细菌生长的必需物质叶酸无法生成。磺胺类药物具有抑菌性能，药理活性往往是与金属离子形成配合物后才加强。但是同时也面临着另一个问题，具有治疗作用的金属离子因为毒性大，刺激性强，难吸收等特点，不能直接在临床上应用。但也不是没有解决的办法，只要将它们与磺胺类药物形成配合物，就可以在降低其毒性及刺激性，并且有利于吸收。随着人们对金属配合物的药理作用越来越深入的认识，许多高效、低毒、具有抗菌抗癌活性的新金属配合物不断地被合成出来。

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