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銅化合物的催化性質(zhì)與生化活性

實(shí)驗(yàn)室k / 2019-06-15

銅化合物的催化性質(zhì)

銅化合物能催化在多相、均相、蒸汽相、有機(jī)溶劑和在水溶液中極為不同的一系列反應(yīng)。這些許多反應(yīng)中，特別在水溶液中，還包含氧化－還原體系和CuⅠ－CuⅡ氧化還原循環(huán)。分子氧常用作氧化劑，例如用銅催化氧化抗壞血酸以及在華蓋（Wacker）法中將鏈烯轉(zhuǎn)化為醛。

雖然反應(yīng)的正確機(jī)理常常不能充分知道，研究比較簡單體系似乎是合適的，例如［Cu（MeCN）4］+的氧化可以包含下列幾種類型的反應(yīng)：

Cu+＋O2 → CuO2+

CuO2+＋H+ → Cu2+＋HO2

Cu+＋HO2 → Cu2+＋HO2-

H+＋HO2- → H2O2

有許多銅化合物在有機(jī)化學(xué)的氧化、偶合、鹵化等反應(yīng)。例如用銅－胺絡(luò)合物氧化酚，它為酚一氧化酶提供了模型。

生化活性

動(dòng)、植物中發(fā)現(xiàn)都含有銅，許多銅蛋白（包括各種含銅的酶）已經(jīng)離析出來。例如（1）抗壞血酸氧化酶（分子量≈140000；平均八個(gè)克原子Cu）廣泛分布在植物和微生物中，它催化氧化抗壞血酸成脫氫抗壞血酸，由O2作為電子接受體。（2）細(xì)胞色素氧化酶，是線粒體氧化途徑的末端電子接受體，含有血紅素和銅，比例是1：1；這表明了銅的功能。（3）酪氨酸酶，這種酶在動(dòng)、植物體內(nèi)催化形成黑色顏料，是表明銅的功能很重要的第一種酶。（4）許多低等動(dòng)物，例如蝸牛、螃蟹含有銅蛋白作為氧載體與哺乳動(dòng)物中血紅蛋白作用類似。這種蛋白稱為血青蛋白（雖然不含有血紅素基），有很大的分子量，而且有證據(jù)證明蛋白中毎二個(gè)Cu原子結(jié)合一個(gè)O2分子。

已知銅蛋白主要是氧化酶或可逆的氧載體，雖然只有少許詳細(xì)的化學(xué)和結(jié)構(gòu)的報(bào)導(dǎo)，但也是有用的。

胺的銅絡(luò)合物如組氨酸，乙二胺和2，2'－聯(lián)吡啶等作為銅酶催化分解H2O2為O2和H2O行為的模型，都已經(jīng)研究過，認(rèn)為過氧基是中間物。

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