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銅化合物的催化性質與生化活性


實驗室k / 2019-06-15

銅化合物的催化性質

       銅化合物能催化在多相、均相、蒸汽相、有機溶劑和在水溶液中極為不同的一系列反應。這些許多反應中，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）法中將鏈烯轉化為醛。
       雖然反應的正確機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：
Cu+＋O2 → CuO2+
CuO2+＋H+ → Cu2+＋HO2
Cu+＋HO2 → Cu2+＋HO2-
H+＋HO2- → H2O2

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

生化活性

       動、植物中發(fā)現都含有銅，許多銅蛋白（包括各種含銅的酶）已經離析出來。例如（1）抗壞血酸氧化酶（分子量≈140000；平均八個克原子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、植物體內催化形成黑色顏料，是表明銅的功能很重要的第一種酶。（4）許多低等動物，例如蝸牛、螃蟹含有銅蛋白作為氧載體與哺乳動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，而且有證據證明蛋白中毎二個Cu原子結合一個O2分子。
       已知銅蛋白主要是氧化酶或可逆的氧載體，雖然只有少許詳細的化學和結構的報導，但也是有用的。
       胺的銅絡合物如組氨酸，乙二胺和2，2'－聯吡啶等作為銅酶催化分解H2O2為O2和H2O行為的模型，都已經研究過，認為過氧基是中間物。

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