Химическая энциклопедия

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. в-ва, как правило, раств. в воде, не раств. в этаноле и большинстве др. орг. р-рителей; плавятся с разложением. В твердом виде и в р-ре нек-рые К. представляют собой цвиттер-ионы. К.-полиосновные к-ты, диссоциирующие в интервале рН от 2 до 14. В водных р-рах с катионами (М) переходных d- и f-элементов, щел.-зем. и нек-рых щелочных металлов К. (L) образуют устойчивые внутрикомплексные соед. - комплексонаты разл. состава: моноядерные кислые (протонированные) МН_xL, средние (нормальные) ML и гидроксокомплексы М(ОН)_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 Сu с динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной к-ты:

Для решения широкого круга практич. задач необходим большой ассортимент К. с разл. св-вами. Получено более 200 таких соединений, от строения молекул к-рых зависят их комплексообразующие св-ва. 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, —РО₃Н₂, —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 к-та (комплексен I) N(CH₂COOH)₃, диэтилентриаминопентауксусная кислота HOOCCH₂N[CH₂CH₂N(CH₂COOH)₂]₂, a также ряд фосфорилсодержащих К.- нитрилотриметиленфосфоновая кислота , оксиэтилидендифосфоновая кислота , этилендиаминтетраметиленфосфоновая к-та {[(НО)₂Р(О)—CH₂]₂NCH₂—}₂. Фосфорилсодержащие К. представляют большой интерес, т. к. они образуют комплексонаты в широком интервале значений рН, 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), Сr(III), Al(III), In(III), Тl(III), Ti(III), U(IV), причем комплексы с Fe(III), Al и Be не раств. в воде. Св-ва 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 пов-сти теплоэнергетич. или др. оборудования; как добавки в цемент и гипс для удлинения сроков их твердения; для стабилизации пищ. продуктов; как ср-во от хлороза растений и анемии животных; для выведения из организма токсичных металлов; в качестве умягчителей воды; как компоненты моющих ср-в, 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. об-ва 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.