16.3.1.6. Комплексы молекулярного кислорода

Молекулярный кислород способен обратимо взаимодействовать с различными химическими реагентами с образованием так называемых оксигенильных комплексов, т.е. комплексов молекулярного кислорода (дикислорода). Общеизвестным примером такого соединения может быть продукт взаимодействия О₂ и гемоглобина. Этот ассоциат, как известно, выполняет важнейшую функцию в организме человека и животных - является переносчиком кислорода. Аналогичную роль в ряде живых организмов выполняет и гемоцианин - белок, содержащий порфириновый комплекс меди. Сейчас большое внимание уделяется синтезу оксигенильных комплексов других переходных элементов, которые могли бы выполнять функции, сходные с функциями гемоглобина.

Полагают, что координированный катионами элементов-металлов молекулярный кислород находится и активированном (синглетном) состоянии (см разд. 16.2.1.1): координация О₂ сопровождается ослаблением связи О=О, что облегчает: вступление молекулярного кислорода в окислительный процесс. Последнее крайне важно, поскольку именно окисление молекулярным кислородом различных субстратов в живых организмах служит основным источником энергии для процессов жизнедеятельности. Почти 90% О₂ поступающего в организм при дыхании, выполняет функцию акцептора электронов. Энергия, выделяющаяся при окислении различных субстратов молекулярным кислородом, используется для синтеза адснозинтрифосфата (АТФ). Установлено, что функции гемоглобина, миоглобина и других комплексов металлов, переносящих (и активирующих) О₂ в живых организмах, моделируют упомянутые выше искусственно получаемые КС, среди которых наиболее близкими к природным переносчикам молекулярного кислорода оказались комплексы элементов-металлов первого переходного ряда в низких степенях окисления (Mn^II, Fe^II, Co^II, Сu^I), у них состав внутренней координационной сферы аналогичен природным активным центрам.

Получено большое число оксигенильных производных, в частности, комплексы кобальта СоА₂О₂, где А^– - аминокислота или другие лиганды. Способность обратимо присоединять (и отдавать) О₂ позволяет рассматривать эти соединения как возможные заменители гемоглобина.