Дентатність

Дента́тність (рос. дентатность, англ. denticity, від лат. dentis — зуб) — кількісна характеристика донорно-акцепторних властивостей лігандів, що визначається як число координаційних місць, які певний ліганд займає у внутрішній координаційній сфері комплексу. Ліганд може бути монодентатним, якщо займає одне місце, та полідентатним (наприклад, бідентатним), якщо займає кілька місць.

Атом з шістьма монодентатними лігандами

Дентатність ліганду позначається грецькою літерою κ («каппа»).^[1] Наприклад, запис κ⁶-EDTA вказує, що ліганд EDTA є координованим до центрального атому металу комплексної сполуки через шість несуміжних атомів. Для запису «місткових» лігандів, тобто таких, які координовані до двох атомів металу використовують μ («мю»).^[2][3]

Дентатність слід відрізняти від гаптичності ліганда, так як термін «гаптичність» використовується лише у випадках, коли ліганд є координованим до центрального атому через суміжні атоми. У цьому випадку у записі виористовується літера η («ета»).^[4]

Типи

Структура фармацевтичного препарату Оксаліплатин, що має два різних бідентатних ліганди.

Полідентатні ліганди є хелатуючими агентами і їх класифікують за їхньою дентатністю.^[5]

• Бідентатні ліганди координуються через два атоми, наприклад, етилендіамін.
• Тридентатні ліганди координуються через три атоми, наприклад терпіридин. У випадку октаедричних комплексів, тридентатні ліганди зазвичай координуються двома способами «mer» (meridian) і «fac» (facial). У першому випадку —три атоми ліганда типу розміщені в площині, що проходить через центральний атом (металу) координаційного комплексу. У другому — три атоми ліганда розміщені в площині, що співпадає з однією з граней октаедра. Циклічні тридентатні ліганди такі як 1,4,7-триазоциклононан і 1,4,7-тритіоциклононан координуються шляхом fac.
• Тетрадентатні ліганди координуються через чотири атоми, наприклад, триетилентетрамін. Для різних геометрій центрального атома металу є можливими різна кількість ізомерів залежно від топології ліганда. Так, для металу з октаедричною координаційною сферою лінійні тетрадентатні ліганди, як триетилентетрамін, можуть координуватися трьома різними шляхами. «Триногі» тетрадентатні ліганди, як тріс(2-аміноетил)амін, координуючись до атому октаедричної геометрії залишають вільними для координації ще дві (сусідні) cis-позиції. Багато макроциклів, що зустрічаються у природі, є тетрадентатними, наприклад, порфірин в гемі.
• Пентадентатні ліганди координуються через п'ять атомів, наприклад, етилендіамінтриоцтова кислота.
• Гексадентатні ліганди координуються через шість атомів, наприклад, EDTA (хоча ця сполука може координуватися і через чотири атоми).
• Ліганди дентатності вище шести відомі також. Наприклад, 1,4,7,10-тетраазоциклододекан-1,4,7,10-тетраацетат (відомий як DOTA) і діетилентриамінпентаацетат (відомий як DTPA) є октадентатними. Вони особливо широко використовуються для координації, зв'язування, іонів лантанідів, які зазвичай мають координаційні числа вище шести.

Координація «лінійного» бі-, три- та терадентатного ліганда до октаедричного металічного центру. Структури позначені зірочкою (*) є хіральними.

• Приклади структур полідентатних лігандів
• 
  Бідентатний ліганд — етилендіамін, координація відбувається через атоми нітрогену аміногруп.
• 
  Тридентатний ліганд — терпіридин, координація відбувається через атоми нітрогену піридину (гетероциклу).
• 
  Тридентатний циклічний ліганд —1,4,7-тритіоциклононан, координація відбувається через атоми сульфуру.
• 
  Тетрадентатний ліганд — триетилентетрамін, координація відбувається через атоми нітрогену аміногруп.
• 
  Тетрадентатний "триногий" ліганд — тріс(2-аміноетил)амін, координація відбувається через атоми нітрогену аміногруп.
• 
  Тетрадентатний ліганд, макроцикл, — Порфірин, координація відбувається через атоми нітрогену піролу (гетероциклу).
• 
  Гексадентатний ліганд — EDTA, координація відбувається через атоми нітрогену та оксигену. Якщо кооринація відбувається лише через атоми оксигену карбоксильних кислот — це тетрадентатний ліганд.
• 
  Октадентатний ліганд — 1,4,7,10-тетраазоциклододекан-1,4,7,10-тетраацетат, координація відбувається через атоми нітрогену та оксигену.

Константа стійкості комплексу

Зазвичай, стійкість комплексу корелює з дентатністю ліганда. Так, полідентатні ліганди з дентатністю шість чи вісім зв'язуються з атомом металу сильніше ніж ліганди нижчої дентатності, в першу чергу, за рахунок ентропічних факторів. Константа стійкості комплексу є кількісним шляхом оцінки термодинамічної стійкості комплексної сполуки.

Джерела

• Глосарій термінів з хімії / укладачі: Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.

Примітки

1. κ (kappa) in inorganic nomenclature. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Архів оригіналу за 14 серпня 2020. Процитовано 26.09.2020.
2. µ- (mu) in inorganic nomenclature. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Архів оригіналу за 18 січня 2021. Процитовано 26.09.2020.
3. bridging ligand. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Архів оригіналу за 14 серпня 2020. Процитовано 26.09.2020.
4. η (eta or hapto) in inorganic nomenclature. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Архів оригіналу за 22 вересня 2020. Процитовано 26.09.2020.
5. chelation. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Архів оригіналу за 6 грудня 2016. Процитовано 26.09.2020.