Chemie für. Mediziner und Medizinische Biologen

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Markus Hertz
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1 Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen Hochschuldozent Klaus Schaper WS 2007/2008 Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 427

2 Beispiele Die Komplexierung kann durch zwei gleiche, Oder durch zwei verschiedene Atome erfolgen. Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 428

3 Beispiele 1) Ligandenaustausch 2) Stabilität von Komplexen 3) Thermodynamik und Kinetik 4) Stabilität von Chelaten Oktateder Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 429

4 Ligandenaustauschreaktionen Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 430

5 Stabilität Gibt man Sulfid (S 2- ) hinzu, so fällt Kupfersulfid aus. =>Das Gleichgewicht verschiebt sich nach links Säuert man an, so reagiert Ammoniak zum Ammoniumkation =>Das Gleichgewicht verschiebt sich nach links Es gilt das Prinzip von Le Châtelier Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 431

6 Thermodynamik und Kinetik Die Thermodynamik beschreibt die Größen ΔG, ΔH und ΔS für eine Reaktion. ΔG sagt etwas über die Lage des Gleichgewichtes aus. ΔH sagt etwas über die Wärmetönung der Reaktion aus. ΔS ist ein Maß für die Unordnung. K K Bildungskonstante, K Z Zerfallskonstante Die Kinetik beschreibt wie schnell eine Reaktion abläuft. Kinetik = Bewegung (labil: der Komplex zerfällt schnell, stabil: der Komplex zerfällt langsam) Die Lage des Gleichgewichtes hat nichts damit zu tun, wie schnell eine Reaktion abläuft. Für die Verbrennung von Benzin, etc. liegt das Gleichgewicht rechts. Trotzdem erfolgt keine Verbrennung, ohne das wir die Reaktion anstoßen (das Gemisch anzünden)! Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 432

7 Stabilität Chelaten Teilchenzahl: = = = = 7 Der Unterschied ist die Zunahme der Entropie! Entropiezunahme ΔG wird kleiner K k wird größer Gleichgewicht liegt weiter rechts! Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 433

8 Komplexierung und Eigenschaften Die Farbe eines Metallions hängt von der Komplexierung ab. [Cu(H 2 O) 4 ] + [Cu(NH 3 ) 4 ] + Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 434

9 Komplexierung und Eigenschaften Die Löslichkeit eines Metallions hängt von der Komplexierung ab. K + und Cl - sind löslich in Wasser. K + und Cl - sind unlöslich in Benzol. [18]Krone-6 ist löslich in Benzol. K + wird durch [18]Krone-6 komplexiert (Chelateffekt). Der Komplex und damit K + sind in Benzol löslich. Wegen der Elektroneutralität löst sich das Anion Cl - auch in Benzol. Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 435

Es erlaubt den Transport von Kalium durch die Zellmembran (Zusammenbruch

10 Valinomycin Valinomycin ist ein Makrolid-Antibiotika, welches von Streptomyceten produziert wird. Es erlaubt den Transport von Kalium durch die Zellmembran (Zusammenbruch des Membranpotential). Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 436

11 Komplexierung und Eigenschaften Das Redoxpotential eines Metallions hängt von der Komplexierung ab. Co 2+ ist so edel (bezogen auf die Oxidation zu Co 3+ ), dass das Ion stabil ist. In Gegenwart von Ammoniak wird das Ion unedel (Das Redoxpotential ändert sich um 1.7 V) Dadurch lässt sich das Ion durch Luftsauerstoff oxidieren. Gold (Au/Au + ) hat ein Redoxpotential von 1.5 V. In Gegenwart von Cyanid wird Au unedel (Cyanidlaugerei). Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 437

12 Bedeutung Folgende Metallionen spielen im Körper eine Rolle. Die Ionenladungen und Koordinationszahlen sind angegeben. Diese Ionen liegen (häufig) in Enzymen (teil)komplexiert vor. Sie werden dazu benutzt um ein Substrat zu komplexieren. Eisen komplexiert Sauerstoff. Eisen komplexiert Kohlenmonoxid besser als Sauerstoff. Beispiele werden später diskutiert. Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 438

13 Hämoglobin Aufbau: 4 Proteinketten mit je einer Häm-Einheit. 4 Moleküle Sauerstoff können transportiert werden. Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 439

14 NO und CO NO und CO sind hochgiftig. Dennoch spielen sie im Körper eine große Rolle. Morbus Wilson Leberzirrhose und Psychische Veränderungen. Kupferausscheidung über die Galle ist gestört. Therapie durch Chelatbildner. Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 440

15 Fragen 10/Zeeck Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 441

16 Fragen 10/Zeeck Vorlesung: Chemie für Mediziner und Medizinische Biologen an der Universität Duisburg-Essen Seite 442

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