铜化合物的催化性质与生化活性

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铜化合物的催化性质与生化活性

实验室k / 2019-06-15

铜化合物的催化性质

铜化合物能催化在多相、均相、蒸汽相、有机溶剂和在水溶液中极为不同的一系列反应。这些许多反应中，特别在水溶液中，还包含氧化－还原体系和CuⅠ－CuⅡ氧化还原循环。分子氧常用作氧化剂，例如用铜催化氧化抗坏血酸以及在华盖（Wacker）法中将链烯转化为醛。

虽然反应的正确机理常常不能充分知道，研究比较简单体系似乎是合适的，例如［Cu（MeCN）4］+的氧化可以包含下列几种类型的反应：

Cu+＋O2 → CuO2+

CuO2+＋H+ → Cu2+＋HO2

Cu+＋HO2 → Cu2+＋HO2-

H+＋HO2- → H2O2

有许多铜化合物在有机化学的氧化、偶合、卤化等反应。例如用铜－胺络合物氧化酚，它为酚一氧化酶提供了模型。

生化活性

动、植物中发现都含有铜，许多铜蛋白（包括各种含铜的酶）已经离析出来。例如（1）抗坏血酸氧化酶（分子量≈140000；平均八个克原子Cu）广泛分布在植物和微生物中，它催化氧化抗坏血酸成脱氢抗坏血酸，由O2作为电子接受体。（2）细胞色素氧化酶，是线粒体氧化途径的末端电子接受体，含有血红素和铜，比例是1：1；这表明了铜的功能。（3）酪氨酸酶，这种酶在动、植物体内催化形成黑色颜料，是表明铜的功能很重要的第一种酶。（4）许多低等动物，例如蜗牛、螃蟹含有铜蛋白作为氧载体与哺乳动物中血红蛋白作用类似。这种蛋白称为血青蛋白（虽然不含有血红素基），有很大的分子量，而且有证据证明蛋白中毎二个Cu原子结合一个O2分子。

已知铜蛋白主要是氧化酶或可逆的氧载体，虽然只有少许详细的化学和结构的报导，但也是有用的。

胺的铜络合物如组氨酸，乙二胺和2，2'－联吡啶等作为铜酶催化分解H2O2为O2和H2O行为的模型，都已经研究过，认为过氧基是中间物。

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