Podstawy i perspektywy chemii koordynacyjnej. Tom II
Perspektywy i zastosowania chemii koordynacyjnej
Redakcja: Zofia Stasicka, Grażyna Stochel
Liczba stron: 548
Format: B5
Rok wydania: 2017
Data premiery: 10.03.2017
Opis książki
U podstaw wielu procesów naturalnych oraz rozwoju różnych dziedzin naszego życia można odnaleźć niezwykłe właściwości związków koordynacyjnych. Współczesna chemia koordynacyjna uczestniczy w badaniach mających na celu rozwiązywanie takich problemów, jak dramatycznie szybko zmniejszające się zasoby surowców naturalnych oraz wzrastające zanieczyszczenie środowiska, epidemie chorób cywilizacyjnych czy problemy żywnościowe. O randze i znaczeniu tych badań świadczą Nagrody Nobla przyznane w ciągu kilkunastu ostatnich lat za odkrycia związane z chemią koordynacyjną.
Podstawy i perspektywy chemii koordynacyjnej to nowoczesny podręcznik akademicki, którego tom I poświęcono podstawom chemii koordynacyjnej, tom II zaś pogłębionemu opisowi roli związków koordynacyjnych w przyrodzie, a także perspektywom rozwoju i wykorzystania chemii koordynacyjnej w różnych dziedzinach naszego życia. W kolejnych rozdziałach przedstawiono najnowsze osiągnięcia chemii koordynacyjnej w takich aspektach, jak rozwój nowoczesnych materiałów funkcjonalnych, w tym środków farmaceutycznych, konwersja energii słonecznej w energię użyteczną czy kataliza służąca ochronie środowiska i zdrowia.
Książka – przygotowana przez specjalistów z najważniejszych ośrodków chemii koordynacyjnej w Polsce – będzie użyteczna dla Czytelników zainteresowanych nie tylko chemią, lecz również naukami biologicznymi, medycznymi, materiałowymi, optoelektroniką, nowoczesnymi technologiami dla przetwarzania i magazynowania energii czy ochroną środowiska.
Podstawy i perspektywy chemii koordynacyjnej to nowoczesny podręcznik akademicki, którego tom I poświęcono podstawom chemii koordynacyjnej, tom II zaś pogłębionemu opisowi roli związków koordynacyjnych w przyrodzie, a także perspektywom rozwoju i wykorzystania chemii koordynacyjnej w różnych dziedzinach naszego życia. W kolejnych rozdziałach przedstawiono najnowsze osiągnięcia chemii koordynacyjnej w takich aspektach, jak rozwój nowoczesnych materiałów funkcjonalnych, w tym środków farmaceutycznych, konwersja energii słonecznej w energię użyteczną czy kataliza służąca ochronie środowiska i zdrowia.
Książka – przygotowana przez specjalistów z najważniejszych ośrodków chemii koordynacyjnej w Polsce – będzie użyteczna dla Czytelników zainteresowanych nie tylko chemią, lecz również naukami biologicznymi, medycznymi, materiałowymi, optoelektroniką, nowoczesnymi technologiami dla przetwarzania i magazynowania energii czy ochroną środowiska.
Język publikacji
Polski / Polish
Redakcja
Zofia Stasicka
, Grażyna Stochel
ISBN: 978-83-233-4167-3
Kraj pochodzenia producenta: Polska
POLECANE KSIĄŻKI
65,00
zł
52,00
zł
NOWOŚCI
Uwarunkowania ochrony dziedzictwa kulturowego – celuloidowego, prawnego, architektonicznego, muzealnego
( Oprawa miękka )
54,60
zł
43,68
zł
Museum Queeries: Two-Spirit, Indigiqueer, and LGBTTQ* Interventions into Museums, Archives, and Curating
( Oprawa miękka ze skrzydełkami )
61,95
zł
49,56
zł
Podstawy i perspektywy chemii koordynacyjnej. Tom II
Perspektywy i zastosowania chemii koordynacyjnej
SPIS TREŚCI
SPIS TREŚCI
Wykaz skrótów i wzorów 13
Przedmowa 25
Zofia Stasicka i Grażyna Stochel
14. Kompleksy wielordzeniowe jako podstawa wielofunkcyjnych materiałów molekularnych 27
Barbara Sieklucka i Robert Podgajny
14.1. Jak otrzymać kompleks wielordzeniowy? 28
14.1.1. Metoda bloków budulcowych i samoorganizacja 28
14.1.2. Wymiarowość i topologia połączeń wielordzeniowych 34
14.2. Strategie tworzenia nanowymiarowych kompleksów wielordzeniowych 35
14.2.1. Klastry z udziałem usztywnionych bloków budulcowych o programowanej dołączalności 38
14.2.2. Klastry o zwartym rdzeniu z udziałem elastycznych bloków budulcowych 44
14.2.2.1. Klastry z ligandami O- i N-donorowymi 44
14.2.2.2. Klastry z ligandami S-, Se- i Te-donorowymi 50
14.2.2.3. Klastry polioksometalanowe V, Mo, W 56
14.2.3. Metalogwiazdy i metalodendrymery 66
14.3. Strategie tworzenia sieci koordynacyjnych 72
14.3.1. Sieci nieorganiczne 76
14.3.2. Organiczno-nieorganiczne sieci hybrydowe 78
14.3.2.1. Polimery koordynacyjne 78
14.3.2.2. Hybrydowe sieci nieorganiczne 86
14.4. Nanowymiarowe sieci koordynacyjne 88
14.5. Wielofunkcyjność wielordzeniowych związków koordynacyjnych 93
14.5.1. Materiały porowate 94
14.5.2. Materiały magnetyczne 100
14.5.2.1. Magnesy jednocząsteczkowe (SMM) – nanomagnesy kwantowe 103
14.5.2.2. Magnetyczne sieci koordynacyjne 108
14.5.2.3. Kompleksy wykazujące izomerię spinową (spin-crossover) 112
14.5.3. Sieci niecentrosymetryczne i sieci chiralne 123
14.5.3.1. Sieci niecentrosymetryczne wykazujące efekty nieliniowe 123
14.5.3.2. Sieci chiralne 125
14.5.4. Reaktywność polimerów koordynacyjnych 128
14.5.5. Inne typy funkcjonalności polimerów koordynacyjnych 131
14.5.6. Multifunkcjonalność – podsumowanie 134
15. Związki koordynacyjne w przyrodzie 147
Zofia Stasicka
15.1. Atmosfera 148
15.2. Hydrosfera i gleba 151
15.3. Rola ligandów 152
15.3.1. Naturalne ligandy chelatowe 152
15.3.2. Ważniejsze chelatowe ligandy antropogeniczne 155
15.4. Obieg metali w przyrodzie 157
15.5. Procesy fotokatalityczne w środowisku 159
15.5.1. Substancje humusowe 160
15.5.2. Kompleksy żelaza 161
15.5.3. Kompleksy miedzi 161
15.5.4. Kompleksy chromu 163
15.6. Oczyszczanie środowiska 166
16. Biosfera 181
Agnieszka Kania, Małgorzata Brindell, Elżbieta Gumienna-Kontecka, Henryk Kozłowski, Grażyna Stochel
16.1. Metale podstawowe i toksyczne dla życia 181
16.1.1. Pierwiastki niezbędne dla życia 181
16.1.2. Wybór jonów metali przez organizmy 183
16.1.3. Homeostaza jonów metali 186
16.1.4. Toksyczność metali 188
16.1.4.1. Charakterystyka wybranych metali toksycznych i ich wpływ na organizm 190
16.2. Bioligandy 195
16.2.1. Aminokwasy, peptydy i białka 195
16.2.2. Nukleotydy i kwasy nukleinowe 200
16.2.3. Ligandy makrocykliczne i inne 202
16.3. Najczęstsze struktury biokoordynacyjne 203
16.3.1. Centra koordynacyjne zbudowane z aminokwasów i małych nieorganicznych ligandów 204
16.3.2. Układy makrocykliczne jako grupy prostetyczne 209
16.3.3. Klastry żelazowo-siarkowe 212
16.3.4. Inne centra polimetaliczne 214
16.3.5. Zmiana struktury liganda wskutek koordynacji przez jon metalu 217
16.4. Funkcje metali w procesach biologicznych 219
16.4.1. Wprowadzenie 219
16.4.2. Rola metalu w metaloproteinie 221
16.4.2.1. Zwiększenie stabilności biocząsteczki 221
16.4.2.2. Rola wolnych jonów metali 225
16.4.2.3. Metale w nieorganicznych materiałach biochemicznych 226
16.4.3. Dlaczego metale? 226
16.5. Wiązanie, transport i magazynowanie metali 228
16.6. Reakcje i procesy bionieorganiczne 242
16.6.1. Nieredoksowe mechanizmy wiązania i aktywacji substratu 242
16.6.2. Redoksowe mechanizmy katalizy 243
16.6.3. Transport ditlenu 247
16.6.4. Przeniesienie elektronu 249
16.7. Wybrane biomolekuły – struktura i funkcje 254
16.7.1. Chlorofil a 254
16.7.2. Nitrogenaza 257
16.7.3. Karboksypeptydaza A 259
16.8. Perspektywy chemii bionieorganicznej 262
17. Ważniejsze nowoczesne zastosowania związków koordynacyjnych w przemyśle chemicznym 267
Anna M. Trzeciak i Józef J. Ziółkowski
17.1. Związki koordynacyjne w przemysłowej syntezie organicznej 267
17.1.1. Reakcja uwodornienia 267
17.1.2. Reakcja hydrocyjanowania 269
17.1.3. Reakcja hydrosililowania 271
17.1.4. Procesy utleniania 274
17.1.5. Proces hydroformylacji 278
17.1.6. Reakcja karbonylacji 285
17.1.7. Reakcja metatezy 290
17.1.8. Reakcje halogenków arylowych prowadzące do tworzenia wiązań C–C . 293
17.1.9. Polimeryzacja olefin 298
17.1.10. Perspektywy dalszego rozwoju 302
17.2. Nowe trendy w katalizie z udziałem związków kompleksowych 302
17.2.1. Zielona chemia a kataliza 302
17.2.2. Reakcje katalityczne w cieczach jonowych 305
17.2.3. Wykorzystanie mikrofal i ultradźwięków w katalizie 308
17.2.4. Nanocząstki metali jako katalizatory reakcji organicznych 311
17.2.5. Kierunki dalszego rozwoju 314
18. Fotochemia i fotofizyka związków koordynacyjnych – zastosowania i perspektywy 321
Wojciech Macyk i Zofia Stasicka
18.1. Wstęp 321
18.2. Zastosowanie w procesach oczyszczania środowiska 322
18.2.1. Zaawansowane procesy utleniania (AOP) 322
18.2.1.1. Procesy Fentona 324
18.2.1.2. Fotokataliza heterogeniczna 326
18.2.2. Fotokatalityczna redukcja CO2 335
18.3. Zastosowanie w procesach konwersji energii słonecznej 342
18.3.1. Paliwa słoneczne 343
18.3.1.1. Produkcja wodoru 344
18.3.1.2. Sztuczna fotosynteza 352
18.3.2. Fotowoltaika 355
18.3.3. Fotoluminescencja 360
18.3.3.1. Czujniki luminescencyjne 363
18.4. Inne zastosowania fotochemii kompleksów 364
18.4.1. Fotochemiczne przełączniki 364
18.4.2. Nanourządzenia 367
19. Zastosowania związków koordynacyjnych w medycynie i naukach biomedycznych 393
Elżbieta Gumienna-Kontecka, Henryk Kozłowski, Grażyna Stochel, Maria Oszajca, Małgorzata Brindell
19.1. Wpływ niedoboru i nadmiaru metali na stan zdrowia człowieka 393
19.2. Związki metali jako leki przeciwnowotworowe 395
19.2.1. Oddziaływanie metali i ich związków z kwasami nukleinowymi 395
19.2.1.1. Interkalacja 396
19.2.1.2. Wiązanie akwajonów i innych kompleksów metali z DNA 399
19.2.1.3. Oddziaływanie platyny i jej kompleksów z DNA 401
19.2.2. Leki przeciwnowotworowe oparte na związkach Pt(II) − cisplatyna i jej pochodne 402
19.2.3. Leki przeciwnowotworowe oparte na związkach Pt(IV). Potencjalne leki doustne 406
19.2.4. Dwu- i trójrdzeniowe kompleksy platyny jako potencjalne leki przeciwnowotworowe 407
19.2.5. Potencjalne leki przeciwnowotworowe oparte na związkach rutenu 409
19.2.5.1. Kompleksy rutenu z dimetylosulfotlenkiem 409
19.2.5.2. Kompleksy rutenu z ligandami chlorkowymi i heterocyklicznymi 411
19.2.6. Możliwości zastosowania innych metali w chemioterapii nowotworów 413
19.3. Radiofarmaceutyki 414
19.4. Związki kontrastowe stosowane w tomografii (obrazowaniu) NMR 418
19.5. Wanad w walce z cukrzycą 424
19.6. Zastosowanie związków złota jako leków 428
19.7. Kompleksy bizmutu w terapii przeciwwrzodowej 430
19.8. Czynniki chelatujące jony metali 436
19.8.1. Reguły projektowania czynników chelatujących 436
19.8.2. Przykłady czynników chelatujących jony Fe3+ i Cu2+ 439
19.9. Metale, mutageneza, stres oksydacyjny i choroby z tym związane 442
19.9.1. Mechanizm karcinogenezy chromianowej 442
19.9.2. Produkcja aktywnych form tlenu katalizowana jonami metali 443
19.9.3. Karcinogeneza niklowa 445
19.10. Światło i kompleksy metali w medycynie i naukach biomedycznych 448
19.10.1. Fotomedycyna 449
19.10.1.1. Związki metali i światło 452
19.10.1.2. Fotobiostymulacja 454
19.10.1.3. Kontrolowane światłem dostarczanie i aktywowanie związków o znaczeniu biologicznym 456
19.10.1.4. Fotodestrukcja kwasów nukleinowych 466
19.10.1.5. Terapia fototermiczna (PTT) 467
19.10.1.6. Fotouszkodzenia i fotoochrona 468
19.10.1.7. Podsumowanie 469
19.10.2. Obrazowanie optyczne organelli komórkowych 469
19.10.3. Biosensory jonów metali i małych cząsteczek 480
19.10.4. Badania przeniesienia ładunku w białkach 491
20. Wybrane zastosowania nowoczesnych metod chemii kwantowej 507
Ewa Brocławik i Mariusz Radoń
20.1. Wprowadzenie 507
20.1.1. Popularne metody obliczeniowe chemii kwantowej na progu XXI wieku 508
20.1.2. Metody wspomagające: mechanika i dynamika molekularna (MM, MD), metody hybrydowe (QM/MM, ONIOM) 511
20.1.3. Wybrane nowoczesne metody analizy funkcji falowej i gęstości elektronowej 515
20.2. Modelowanie molekularne metalicznych centrów aktywnych – wybrane przykłady 519
20.2.1. Cząsteczka NO jako „non-innocent” ligand: przydatność metod wielokonfiguracyjnych 519
20.2.2. Wiązanie metal–ligand w układach katalitycznych: analiza przepływu ładunku 527
20.2.3. Wielocentrowe związki koordynacyjne o mieszanej wartościowości: międzycentrowe sprzężenia elektronowe 531
20.3. Podsumowanie 537
Noty o Autorach 541
Indeks 543
Wykaz skrótów i wzorów 13
Przedmowa 25
Zofia Stasicka i Grażyna Stochel
14. Kompleksy wielordzeniowe jako podstawa wielofunkcyjnych materiałów molekularnych 27
Barbara Sieklucka i Robert Podgajny
14.1. Jak otrzymać kompleks wielordzeniowy? 28
14.1.1. Metoda bloków budulcowych i samoorganizacja 28
14.1.2. Wymiarowość i topologia połączeń wielordzeniowych 34
14.2. Strategie tworzenia nanowymiarowych kompleksów wielordzeniowych 35
14.2.1. Klastry z udziałem usztywnionych bloków budulcowych o programowanej dołączalności 38
14.2.2. Klastry o zwartym rdzeniu z udziałem elastycznych bloków budulcowych 44
14.2.2.1. Klastry z ligandami O- i N-donorowymi 44
14.2.2.2. Klastry z ligandami S-, Se- i Te-donorowymi 50
14.2.2.3. Klastry polioksometalanowe V, Mo, W 56
14.2.3. Metalogwiazdy i metalodendrymery 66
14.3. Strategie tworzenia sieci koordynacyjnych 72
14.3.1. Sieci nieorganiczne 76
14.3.2. Organiczno-nieorganiczne sieci hybrydowe 78
14.3.2.1. Polimery koordynacyjne 78
14.3.2.2. Hybrydowe sieci nieorganiczne 86
14.4. Nanowymiarowe sieci koordynacyjne 88
14.5. Wielofunkcyjność wielordzeniowych związków koordynacyjnych 93
14.5.1. Materiały porowate 94
14.5.2. Materiały magnetyczne 100
14.5.2.1. Magnesy jednocząsteczkowe (SMM) – nanomagnesy kwantowe 103
14.5.2.2. Magnetyczne sieci koordynacyjne 108
14.5.2.3. Kompleksy wykazujące izomerię spinową (spin-crossover) 112
14.5.3. Sieci niecentrosymetryczne i sieci chiralne 123
14.5.3.1. Sieci niecentrosymetryczne wykazujące efekty nieliniowe 123
14.5.3.2. Sieci chiralne 125
14.5.4. Reaktywność polimerów koordynacyjnych 128
14.5.5. Inne typy funkcjonalności polimerów koordynacyjnych 131
14.5.6. Multifunkcjonalność – podsumowanie 134
15. Związki koordynacyjne w przyrodzie 147
Zofia Stasicka
15.1. Atmosfera 148
15.2. Hydrosfera i gleba 151
15.3. Rola ligandów 152
15.3.1. Naturalne ligandy chelatowe 152
15.3.2. Ważniejsze chelatowe ligandy antropogeniczne 155
15.4. Obieg metali w przyrodzie 157
15.5. Procesy fotokatalityczne w środowisku 159
15.5.1. Substancje humusowe 160
15.5.2. Kompleksy żelaza 161
15.5.3. Kompleksy miedzi 161
15.5.4. Kompleksy chromu 163
15.6. Oczyszczanie środowiska 166
16. Biosfera 181
Agnieszka Kania, Małgorzata Brindell, Elżbieta Gumienna-Kontecka, Henryk Kozłowski, Grażyna Stochel
16.1. Metale podstawowe i toksyczne dla życia 181
16.1.1. Pierwiastki niezbędne dla życia 181
16.1.2. Wybór jonów metali przez organizmy 183
16.1.3. Homeostaza jonów metali 186
16.1.4. Toksyczność metali 188
16.1.4.1. Charakterystyka wybranych metali toksycznych i ich wpływ na organizm 190
16.2. Bioligandy 195
16.2.1. Aminokwasy, peptydy i białka 195
16.2.2. Nukleotydy i kwasy nukleinowe 200
16.2.3. Ligandy makrocykliczne i inne 202
16.3. Najczęstsze struktury biokoordynacyjne 203
16.3.1. Centra koordynacyjne zbudowane z aminokwasów i małych nieorganicznych ligandów 204
16.3.2. Układy makrocykliczne jako grupy prostetyczne 209
16.3.3. Klastry żelazowo-siarkowe 212
16.3.4. Inne centra polimetaliczne 214
16.3.5. Zmiana struktury liganda wskutek koordynacji przez jon metalu 217
16.4. Funkcje metali w procesach biologicznych 219
16.4.1. Wprowadzenie 219
16.4.2. Rola metalu w metaloproteinie 221
16.4.2.1. Zwiększenie stabilności biocząsteczki 221
16.4.2.2. Rola wolnych jonów metali 225
16.4.2.3. Metale w nieorganicznych materiałach biochemicznych 226
16.4.3. Dlaczego metale? 226
16.5. Wiązanie, transport i magazynowanie metali 228
16.6. Reakcje i procesy bionieorganiczne 242
16.6.1. Nieredoksowe mechanizmy wiązania i aktywacji substratu 242
16.6.2. Redoksowe mechanizmy katalizy 243
16.6.3. Transport ditlenu 247
16.6.4. Przeniesienie elektronu 249
16.7. Wybrane biomolekuły – struktura i funkcje 254
16.7.1. Chlorofil a 254
16.7.2. Nitrogenaza 257
16.7.3. Karboksypeptydaza A 259
16.8. Perspektywy chemii bionieorganicznej 262
17. Ważniejsze nowoczesne zastosowania związków koordynacyjnych w przemyśle chemicznym 267
Anna M. Trzeciak i Józef J. Ziółkowski
17.1. Związki koordynacyjne w przemysłowej syntezie organicznej 267
17.1.1. Reakcja uwodornienia 267
17.1.2. Reakcja hydrocyjanowania 269
17.1.3. Reakcja hydrosililowania 271
17.1.4. Procesy utleniania 274
17.1.5. Proces hydroformylacji 278
17.1.6. Reakcja karbonylacji 285
17.1.7. Reakcja metatezy 290
17.1.8. Reakcje halogenków arylowych prowadzące do tworzenia wiązań C–C . 293
17.1.9. Polimeryzacja olefin 298
17.1.10. Perspektywy dalszego rozwoju 302
17.2. Nowe trendy w katalizie z udziałem związków kompleksowych 302
17.2.1. Zielona chemia a kataliza 302
17.2.2. Reakcje katalityczne w cieczach jonowych 305
17.2.3. Wykorzystanie mikrofal i ultradźwięków w katalizie 308
17.2.4. Nanocząstki metali jako katalizatory reakcji organicznych 311
17.2.5. Kierunki dalszego rozwoju 314
18. Fotochemia i fotofizyka związków koordynacyjnych – zastosowania i perspektywy 321
Wojciech Macyk i Zofia Stasicka
18.1. Wstęp 321
18.2. Zastosowanie w procesach oczyszczania środowiska 322
18.2.1. Zaawansowane procesy utleniania (AOP) 322
18.2.1.1. Procesy Fentona 324
18.2.1.2. Fotokataliza heterogeniczna 326
18.2.2. Fotokatalityczna redukcja CO2 335
18.3. Zastosowanie w procesach konwersji energii słonecznej 342
18.3.1. Paliwa słoneczne 343
18.3.1.1. Produkcja wodoru 344
18.3.1.2. Sztuczna fotosynteza 352
18.3.2. Fotowoltaika 355
18.3.3. Fotoluminescencja 360
18.3.3.1. Czujniki luminescencyjne 363
18.4. Inne zastosowania fotochemii kompleksów 364
18.4.1. Fotochemiczne przełączniki 364
18.4.2. Nanourządzenia 367
19. Zastosowania związków koordynacyjnych w medycynie i naukach biomedycznych 393
Elżbieta Gumienna-Kontecka, Henryk Kozłowski, Grażyna Stochel, Maria Oszajca, Małgorzata Brindell
19.1. Wpływ niedoboru i nadmiaru metali na stan zdrowia człowieka 393
19.2. Związki metali jako leki przeciwnowotworowe 395
19.2.1. Oddziaływanie metali i ich związków z kwasami nukleinowymi 395
19.2.1.1. Interkalacja 396
19.2.1.2. Wiązanie akwajonów i innych kompleksów metali z DNA 399
19.2.1.3. Oddziaływanie platyny i jej kompleksów z DNA 401
19.2.2. Leki przeciwnowotworowe oparte na związkach Pt(II) − cisplatyna i jej pochodne 402
19.2.3. Leki przeciwnowotworowe oparte na związkach Pt(IV). Potencjalne leki doustne 406
19.2.4. Dwu- i trójrdzeniowe kompleksy platyny jako potencjalne leki przeciwnowotworowe 407
19.2.5. Potencjalne leki przeciwnowotworowe oparte na związkach rutenu 409
19.2.5.1. Kompleksy rutenu z dimetylosulfotlenkiem 409
19.2.5.2. Kompleksy rutenu z ligandami chlorkowymi i heterocyklicznymi 411
19.2.6. Możliwości zastosowania innych metali w chemioterapii nowotworów 413
19.3. Radiofarmaceutyki 414
19.4. Związki kontrastowe stosowane w tomografii (obrazowaniu) NMR 418
19.5. Wanad w walce z cukrzycą 424
19.6. Zastosowanie związków złota jako leków 428
19.7. Kompleksy bizmutu w terapii przeciwwrzodowej 430
19.8. Czynniki chelatujące jony metali 436
19.8.1. Reguły projektowania czynników chelatujących 436
19.8.2. Przykłady czynników chelatujących jony Fe3+ i Cu2+ 439
19.9. Metale, mutageneza, stres oksydacyjny i choroby z tym związane 442
19.9.1. Mechanizm karcinogenezy chromianowej 442
19.9.2. Produkcja aktywnych form tlenu katalizowana jonami metali 443
19.9.3. Karcinogeneza niklowa 445
19.10. Światło i kompleksy metali w medycynie i naukach biomedycznych 448
19.10.1. Fotomedycyna 449
19.10.1.1. Związki metali i światło 452
19.10.1.2. Fotobiostymulacja 454
19.10.1.3. Kontrolowane światłem dostarczanie i aktywowanie związków o znaczeniu biologicznym 456
19.10.1.4. Fotodestrukcja kwasów nukleinowych 466
19.10.1.5. Terapia fototermiczna (PTT) 467
19.10.1.6. Fotouszkodzenia i fotoochrona 468
19.10.1.7. Podsumowanie 469
19.10.2. Obrazowanie optyczne organelli komórkowych 469
19.10.3. Biosensory jonów metali i małych cząsteczek 480
19.10.4. Badania przeniesienia ładunku w białkach 491
20. Wybrane zastosowania nowoczesnych metod chemii kwantowej 507
Ewa Brocławik i Mariusz Radoń
20.1. Wprowadzenie 507
20.1.1. Popularne metody obliczeniowe chemii kwantowej na progu XXI wieku 508
20.1.2. Metody wspomagające: mechanika i dynamika molekularna (MM, MD), metody hybrydowe (QM/MM, ONIOM) 511
20.1.3. Wybrane nowoczesne metody analizy funkcji falowej i gęstości elektronowej 515
20.2. Modelowanie molekularne metalicznych centrów aktywnych – wybrane przykłady 519
20.2.1. Cząsteczka NO jako „non-innocent” ligand: przydatność metod wielokonfiguracyjnych 519
20.2.2. Wiązanie metal–ligand w układach katalitycznych: analiza przepływu ładunku 527
20.2.3. Wielocentrowe związki koordynacyjne o mieszanej wartościowości: międzycentrowe sprzężenia elektronowe 531
20.3. Podsumowanie 537
Noty o Autorach 541
Indeks 543
Podstawy i perspektywy chemii koordynacyjnej. Tom II
Perspektywy i zastosowania chemii koordynacyjnej
SPIS TREŚCI
SPIS TREŚCI
Wykaz skrótów i wzorów 13
Przedmowa 25
Zofia Stasicka i Grażyna Stochel
14. Kompleksy wielordzeniowe jako podstawa wielofunkcyjnych materiałów molekularnych 27
Barbara Sieklucka i Robert Podgajny
14.1. Jak otrzymać kompleks wielordzeniowy? 28
14.1.1. Metoda bloków budulcowych i samoorganizacja 28
14.1.2. Wymiarowość i topologia połączeń wielordzeniowych 34
14.2. Strategie tworzenia nanowymiarowych kompleksów wielordzeniowych 35
14.2.1. Klastry z udziałem usztywnionych bloków budulcowych o programowanej dołączalności 38
14.2.2. Klastry o zwartym rdzeniu z udziałem elastycznych bloków budulcowych 44
14.2.2.1. Klastry z ligandami O- i N-donorowymi 44
14.2.2.2. Klastry z ligandami S-, Se- i Te-donorowymi 50
14.2.2.3. Klastry polioksometalanowe V, Mo, W 56
14.2.3. Metalogwiazdy i metalodendrymery 66
14.3. Strategie tworzenia sieci koordynacyjnych 72
14.3.1. Sieci nieorganiczne 76
14.3.2. Organiczno-nieorganiczne sieci hybrydowe 78
14.3.2.1. Polimery koordynacyjne 78
14.3.2.2. Hybrydowe sieci nieorganiczne 86
14.4. Nanowymiarowe sieci koordynacyjne 88
14.5. Wielofunkcyjność wielordzeniowych związków koordynacyjnych 93
14.5.1. Materiały porowate 94
14.5.2. Materiały magnetyczne 100
14.5.2.1. Magnesy jednocząsteczkowe (SMM) – nanomagnesy kwantowe 103
14.5.2.2. Magnetyczne sieci koordynacyjne 108
14.5.2.3. Kompleksy wykazujące izomerię spinową (spin-crossover) 112
14.5.3. Sieci niecentrosymetryczne i sieci chiralne 123
14.5.3.1. Sieci niecentrosymetryczne wykazujące efekty nieliniowe 123
14.5.3.2. Sieci chiralne 125
14.5.4. Reaktywność polimerów koordynacyjnych 128
14.5.5. Inne typy funkcjonalności polimerów koordynacyjnych 131
14.5.6. Multifunkcjonalność – podsumowanie 134
15. Związki koordynacyjne w przyrodzie 147
Zofia Stasicka
15.1. Atmosfera 148
15.2. Hydrosfera i gleba 151
15.3. Rola ligandów 152
15.3.1. Naturalne ligandy chelatowe 152
15.3.2. Ważniejsze chelatowe ligandy antropogeniczne 155
15.4. Obieg metali w przyrodzie 157
15.5. Procesy fotokatalityczne w środowisku 159
15.5.1. Substancje humusowe 160
15.5.2. Kompleksy żelaza 161
15.5.3. Kompleksy miedzi 161
15.5.4. Kompleksy chromu 163
15.6. Oczyszczanie środowiska 166
16. Biosfera 181
Agnieszka Kania, Małgorzata Brindell, Elżbieta Gumienna-Kontecka, Henryk Kozłowski, Grażyna Stochel
16.1. Metale podstawowe i toksyczne dla życia 181
16.1.1. Pierwiastki niezbędne dla życia 181
16.1.2. Wybór jonów metali przez organizmy 183
16.1.3. Homeostaza jonów metali 186
16.1.4. Toksyczność metali 188
16.1.4.1. Charakterystyka wybranych metali toksycznych i ich wpływ na organizm 190
16.2. Bioligandy 195
16.2.1. Aminokwasy, peptydy i białka 195
16.2.2. Nukleotydy i kwasy nukleinowe 200
16.2.3. Ligandy makrocykliczne i inne 202
16.3. Najczęstsze struktury biokoordynacyjne 203
16.3.1. Centra koordynacyjne zbudowane z aminokwasów i małych nieorganicznych ligandów 204
16.3.2. Układy makrocykliczne jako grupy prostetyczne 209
16.3.3. Klastry żelazowo-siarkowe 212
16.3.4. Inne centra polimetaliczne 214
16.3.5. Zmiana struktury liganda wskutek koordynacji przez jon metalu 217
16.4. Funkcje metali w procesach biologicznych 219
16.4.1. Wprowadzenie 219
16.4.2. Rola metalu w metaloproteinie 221
16.4.2.1. Zwiększenie stabilności biocząsteczki 221
16.4.2.2. Rola wolnych jonów metali 225
16.4.2.3. Metale w nieorganicznych materiałach biochemicznych 226
16.4.3. Dlaczego metale? 226
16.5. Wiązanie, transport i magazynowanie metali 228
16.6. Reakcje i procesy bionieorganiczne 242
16.6.1. Nieredoksowe mechanizmy wiązania i aktywacji substratu 242
16.6.2. Redoksowe mechanizmy katalizy 243
16.6.3. Transport ditlenu 247
16.6.4. Przeniesienie elektronu 249
16.7. Wybrane biomolekuły – struktura i funkcje 254
16.7.1. Chlorofil a 254
16.7.2. Nitrogenaza 257
16.7.3. Karboksypeptydaza A 259
16.8. Perspektywy chemii bionieorganicznej 262
17. Ważniejsze nowoczesne zastosowania związków koordynacyjnych w przemyśle chemicznym 267
Anna M. Trzeciak i Józef J. Ziółkowski
17.1. Związki koordynacyjne w przemysłowej syntezie organicznej 267
17.1.1. Reakcja uwodornienia 267
17.1.2. Reakcja hydrocyjanowania 269
17.1.3. Reakcja hydrosililowania 271
17.1.4. Procesy utleniania 274
17.1.5. Proces hydroformylacji 278
17.1.6. Reakcja karbonylacji 285
17.1.7. Reakcja metatezy 290
17.1.8. Reakcje halogenków arylowych prowadzące do tworzenia wiązań C–C . 293
17.1.9. Polimeryzacja olefin 298
17.1.10. Perspektywy dalszego rozwoju 302
17.2. Nowe trendy w katalizie z udziałem związków kompleksowych 302
17.2.1. Zielona chemia a kataliza 302
17.2.2. Reakcje katalityczne w cieczach jonowych 305
17.2.3. Wykorzystanie mikrofal i ultradźwięków w katalizie 308
17.2.4. Nanocząstki metali jako katalizatory reakcji organicznych 311
17.2.5. Kierunki dalszego rozwoju 314
18. Fotochemia i fotofizyka związków koordynacyjnych – zastosowania i perspektywy 321
Wojciech Macyk i Zofia Stasicka
18.1. Wstęp 321
18.2. Zastosowanie w procesach oczyszczania środowiska 322
18.2.1. Zaawansowane procesy utleniania (AOP) 322
18.2.1.1. Procesy Fentona 324
18.2.1.2. Fotokataliza heterogeniczna 326
18.2.2. Fotokatalityczna redukcja CO2 335
18.3. Zastosowanie w procesach konwersji energii słonecznej 342
18.3.1. Paliwa słoneczne 343
18.3.1.1. Produkcja wodoru 344
18.3.1.2. Sztuczna fotosynteza 352
18.3.2. Fotowoltaika 355
18.3.3. Fotoluminescencja 360
18.3.3.1. Czujniki luminescencyjne 363
18.4. Inne zastosowania fotochemii kompleksów 364
18.4.1. Fotochemiczne przełączniki 364
18.4.2. Nanourządzenia 367
19. Zastosowania związków koordynacyjnych w medycynie i naukach biomedycznych 393
Elżbieta Gumienna-Kontecka, Henryk Kozłowski, Grażyna Stochel, Maria Oszajca, Małgorzata Brindell
19.1. Wpływ niedoboru i nadmiaru metali na stan zdrowia człowieka 393
19.2. Związki metali jako leki przeciwnowotworowe 395
19.2.1. Oddziaływanie metali i ich związków z kwasami nukleinowymi 395
19.2.1.1. Interkalacja 396
19.2.1.2. Wiązanie akwajonów i innych kompleksów metali z DNA 399
19.2.1.3. Oddziaływanie platyny i jej kompleksów z DNA 401
19.2.2. Leki przeciwnowotworowe oparte na związkach Pt(II) − cisplatyna i jej pochodne 402
19.2.3. Leki przeciwnowotworowe oparte na związkach Pt(IV). Potencjalne leki doustne 406
19.2.4. Dwu- i trójrdzeniowe kompleksy platyny jako potencjalne leki przeciwnowotworowe 407
19.2.5. Potencjalne leki przeciwnowotworowe oparte na związkach rutenu 409
19.2.5.1. Kompleksy rutenu z dimetylosulfotlenkiem 409
19.2.5.2. Kompleksy rutenu z ligandami chlorkowymi i heterocyklicznymi 411
19.2.6. Możliwości zastosowania innych metali w chemioterapii nowotworów 413
19.3. Radiofarmaceutyki 414
19.4. Związki kontrastowe stosowane w tomografii (obrazowaniu) NMR 418
19.5. Wanad w walce z cukrzycą 424
19.6. Zastosowanie związków złota jako leków 428
19.7. Kompleksy bizmutu w terapii przeciwwrzodowej 430
19.8. Czynniki chelatujące jony metali 436
19.8.1. Reguły projektowania czynników chelatujących 436
19.8.2. Przykłady czynników chelatujących jony Fe3+ i Cu2+ 439
19.9. Metale, mutageneza, stres oksydacyjny i choroby z tym związane 442
19.9.1. Mechanizm karcinogenezy chromianowej 442
19.9.2. Produkcja aktywnych form tlenu katalizowana jonami metali 443
19.9.3. Karcinogeneza niklowa 445
19.10. Światło i kompleksy metali w medycynie i naukach biomedycznych 448
19.10.1. Fotomedycyna 449
19.10.1.1. Związki metali i światło 452
19.10.1.2. Fotobiostymulacja 454
19.10.1.3. Kontrolowane światłem dostarczanie i aktywowanie związków o znaczeniu biologicznym 456
19.10.1.4. Fotodestrukcja kwasów nukleinowych 466
19.10.1.5. Terapia fototermiczna (PTT) 467
19.10.1.6. Fotouszkodzenia i fotoochrona 468
19.10.1.7. Podsumowanie 469
19.10.2. Obrazowanie optyczne organelli komórkowych 469
19.10.3. Biosensory jonów metali i małych cząsteczek 480
19.10.4. Badania przeniesienia ładunku w białkach 491
20. Wybrane zastosowania nowoczesnych metod chemii kwantowej 507
Ewa Brocławik i Mariusz Radoń
20.1. Wprowadzenie 507
20.1.1. Popularne metody obliczeniowe chemii kwantowej na progu XXI wieku 508
20.1.2. Metody wspomagające: mechanika i dynamika molekularna (MM, MD), metody hybrydowe (QM/MM, ONIOM) 511
20.1.3. Wybrane nowoczesne metody analizy funkcji falowej i gęstości elektronowej 515
20.2. Modelowanie molekularne metalicznych centrów aktywnych – wybrane przykłady 519
20.2.1. Cząsteczka NO jako „non-innocent” ligand: przydatność metod wielokonfiguracyjnych 519
20.2.2. Wiązanie metal–ligand w układach katalitycznych: analiza przepływu ładunku 527
20.2.3. Wielocentrowe związki koordynacyjne o mieszanej wartościowości: międzycentrowe sprzężenia elektronowe 531
20.3. Podsumowanie 537
Noty o Autorach 541
Indeks 543
Wykaz skrótów i wzorów 13
Przedmowa 25
Zofia Stasicka i Grażyna Stochel
14. Kompleksy wielordzeniowe jako podstawa wielofunkcyjnych materiałów molekularnych 27
Barbara Sieklucka i Robert Podgajny
14.1. Jak otrzymać kompleks wielordzeniowy? 28
14.1.1. Metoda bloków budulcowych i samoorganizacja 28
14.1.2. Wymiarowość i topologia połączeń wielordzeniowych 34
14.2. Strategie tworzenia nanowymiarowych kompleksów wielordzeniowych 35
14.2.1. Klastry z udziałem usztywnionych bloków budulcowych o programowanej dołączalności 38
14.2.2. Klastry o zwartym rdzeniu z udziałem elastycznych bloków budulcowych 44
14.2.2.1. Klastry z ligandami O- i N-donorowymi 44
14.2.2.2. Klastry z ligandami S-, Se- i Te-donorowymi 50
14.2.2.3. Klastry polioksometalanowe V, Mo, W 56
14.2.3. Metalogwiazdy i metalodendrymery 66
14.3. Strategie tworzenia sieci koordynacyjnych 72
14.3.1. Sieci nieorganiczne 76
14.3.2. Organiczno-nieorganiczne sieci hybrydowe 78
14.3.2.1. Polimery koordynacyjne 78
14.3.2.2. Hybrydowe sieci nieorganiczne 86
14.4. Nanowymiarowe sieci koordynacyjne 88
14.5. Wielofunkcyjność wielordzeniowych związków koordynacyjnych 93
14.5.1. Materiały porowate 94
14.5.2. Materiały magnetyczne 100
14.5.2.1. Magnesy jednocząsteczkowe (SMM) – nanomagnesy kwantowe 103
14.5.2.2. Magnetyczne sieci koordynacyjne 108
14.5.2.3. Kompleksy wykazujące izomerię spinową (spin-crossover) 112
14.5.3. Sieci niecentrosymetryczne i sieci chiralne 123
14.5.3.1. Sieci niecentrosymetryczne wykazujące efekty nieliniowe 123
14.5.3.2. Sieci chiralne 125
14.5.4. Reaktywność polimerów koordynacyjnych 128
14.5.5. Inne typy funkcjonalności polimerów koordynacyjnych 131
14.5.6. Multifunkcjonalność – podsumowanie 134
15. Związki koordynacyjne w przyrodzie 147
Zofia Stasicka
15.1. Atmosfera 148
15.2. Hydrosfera i gleba 151
15.3. Rola ligandów 152
15.3.1. Naturalne ligandy chelatowe 152
15.3.2. Ważniejsze chelatowe ligandy antropogeniczne 155
15.4. Obieg metali w przyrodzie 157
15.5. Procesy fotokatalityczne w środowisku 159
15.5.1. Substancje humusowe 160
15.5.2. Kompleksy żelaza 161
15.5.3. Kompleksy miedzi 161
15.5.4. Kompleksy chromu 163
15.6. Oczyszczanie środowiska 166
16. Biosfera 181
Agnieszka Kania, Małgorzata Brindell, Elżbieta Gumienna-Kontecka, Henryk Kozłowski, Grażyna Stochel
16.1. Metale podstawowe i toksyczne dla życia 181
16.1.1. Pierwiastki niezbędne dla życia 181
16.1.2. Wybór jonów metali przez organizmy 183
16.1.3. Homeostaza jonów metali 186
16.1.4. Toksyczność metali 188
16.1.4.1. Charakterystyka wybranych metali toksycznych i ich wpływ na organizm 190
16.2. Bioligandy 195
16.2.1. Aminokwasy, peptydy i białka 195
16.2.2. Nukleotydy i kwasy nukleinowe 200
16.2.3. Ligandy makrocykliczne i inne 202
16.3. Najczęstsze struktury biokoordynacyjne 203
16.3.1. Centra koordynacyjne zbudowane z aminokwasów i małych nieorganicznych ligandów 204
16.3.2. Układy makrocykliczne jako grupy prostetyczne 209
16.3.3. Klastry żelazowo-siarkowe 212
16.3.4. Inne centra polimetaliczne 214
16.3.5. Zmiana struktury liganda wskutek koordynacji przez jon metalu 217
16.4. Funkcje metali w procesach biologicznych 219
16.4.1. Wprowadzenie 219
16.4.2. Rola metalu w metaloproteinie 221
16.4.2.1. Zwiększenie stabilności biocząsteczki 221
16.4.2.2. Rola wolnych jonów metali 225
16.4.2.3. Metale w nieorganicznych materiałach biochemicznych 226
16.4.3. Dlaczego metale? 226
16.5. Wiązanie, transport i magazynowanie metali 228
16.6. Reakcje i procesy bionieorganiczne 242
16.6.1. Nieredoksowe mechanizmy wiązania i aktywacji substratu 242
16.6.2. Redoksowe mechanizmy katalizy 243
16.6.3. Transport ditlenu 247
16.6.4. Przeniesienie elektronu 249
16.7. Wybrane biomolekuły – struktura i funkcje 254
16.7.1. Chlorofil a 254
16.7.2. Nitrogenaza 257
16.7.3. Karboksypeptydaza A 259
16.8. Perspektywy chemii bionieorganicznej 262
17. Ważniejsze nowoczesne zastosowania związków koordynacyjnych w przemyśle chemicznym 267
Anna M. Trzeciak i Józef J. Ziółkowski
17.1. Związki koordynacyjne w przemysłowej syntezie organicznej 267
17.1.1. Reakcja uwodornienia 267
17.1.2. Reakcja hydrocyjanowania 269
17.1.3. Reakcja hydrosililowania 271
17.1.4. Procesy utleniania 274
17.1.5. Proces hydroformylacji 278
17.1.6. Reakcja karbonylacji 285
17.1.7. Reakcja metatezy 290
17.1.8. Reakcje halogenków arylowych prowadzące do tworzenia wiązań C–C . 293
17.1.9. Polimeryzacja olefin 298
17.1.10. Perspektywy dalszego rozwoju 302
17.2. Nowe trendy w katalizie z udziałem związków kompleksowych 302
17.2.1. Zielona chemia a kataliza 302
17.2.2. Reakcje katalityczne w cieczach jonowych 305
17.2.3. Wykorzystanie mikrofal i ultradźwięków w katalizie 308
17.2.4. Nanocząstki metali jako katalizatory reakcji organicznych 311
17.2.5. Kierunki dalszego rozwoju 314
18. Fotochemia i fotofizyka związków koordynacyjnych – zastosowania i perspektywy 321
Wojciech Macyk i Zofia Stasicka
18.1. Wstęp 321
18.2. Zastosowanie w procesach oczyszczania środowiska 322
18.2.1. Zaawansowane procesy utleniania (AOP) 322
18.2.1.1. Procesy Fentona 324
18.2.1.2. Fotokataliza heterogeniczna 326
18.2.2. Fotokatalityczna redukcja CO2 335
18.3. Zastosowanie w procesach konwersji energii słonecznej 342
18.3.1. Paliwa słoneczne 343
18.3.1.1. Produkcja wodoru 344
18.3.1.2. Sztuczna fotosynteza 352
18.3.2. Fotowoltaika 355
18.3.3. Fotoluminescencja 360
18.3.3.1. Czujniki luminescencyjne 363
18.4. Inne zastosowania fotochemii kompleksów 364
18.4.1. Fotochemiczne przełączniki 364
18.4.2. Nanourządzenia 367
19. Zastosowania związków koordynacyjnych w medycynie i naukach biomedycznych 393
Elżbieta Gumienna-Kontecka, Henryk Kozłowski, Grażyna Stochel, Maria Oszajca, Małgorzata Brindell
19.1. Wpływ niedoboru i nadmiaru metali na stan zdrowia człowieka 393
19.2. Związki metali jako leki przeciwnowotworowe 395
19.2.1. Oddziaływanie metali i ich związków z kwasami nukleinowymi 395
19.2.1.1. Interkalacja 396
19.2.1.2. Wiązanie akwajonów i innych kompleksów metali z DNA 399
19.2.1.3. Oddziaływanie platyny i jej kompleksów z DNA 401
19.2.2. Leki przeciwnowotworowe oparte na związkach Pt(II) − cisplatyna i jej pochodne 402
19.2.3. Leki przeciwnowotworowe oparte na związkach Pt(IV). Potencjalne leki doustne 406
19.2.4. Dwu- i trójrdzeniowe kompleksy platyny jako potencjalne leki przeciwnowotworowe 407
19.2.5. Potencjalne leki przeciwnowotworowe oparte na związkach rutenu 409
19.2.5.1. Kompleksy rutenu z dimetylosulfotlenkiem 409
19.2.5.2. Kompleksy rutenu z ligandami chlorkowymi i heterocyklicznymi 411
19.2.6. Możliwości zastosowania innych metali w chemioterapii nowotworów 413
19.3. Radiofarmaceutyki 414
19.4. Związki kontrastowe stosowane w tomografii (obrazowaniu) NMR 418
19.5. Wanad w walce z cukrzycą 424
19.6. Zastosowanie związków złota jako leków 428
19.7. Kompleksy bizmutu w terapii przeciwwrzodowej 430
19.8. Czynniki chelatujące jony metali 436
19.8.1. Reguły projektowania czynników chelatujących 436
19.8.2. Przykłady czynników chelatujących jony Fe3+ i Cu2+ 439
19.9. Metale, mutageneza, stres oksydacyjny i choroby z tym związane 442
19.9.1. Mechanizm karcinogenezy chromianowej 442
19.9.2. Produkcja aktywnych form tlenu katalizowana jonami metali 443
19.9.3. Karcinogeneza niklowa 445
19.10. Światło i kompleksy metali w medycynie i naukach biomedycznych 448
19.10.1. Fotomedycyna 449
19.10.1.1. Związki metali i światło 452
19.10.1.2. Fotobiostymulacja 454
19.10.1.3. Kontrolowane światłem dostarczanie i aktywowanie związków o znaczeniu biologicznym 456
19.10.1.4. Fotodestrukcja kwasów nukleinowych 466
19.10.1.5. Terapia fototermiczna (PTT) 467
19.10.1.6. Fotouszkodzenia i fotoochrona 468
19.10.1.7. Podsumowanie 469
19.10.2. Obrazowanie optyczne organelli komórkowych 469
19.10.3. Biosensory jonów metali i małych cząsteczek 480
19.10.4. Badania przeniesienia ładunku w białkach 491
20. Wybrane zastosowania nowoczesnych metod chemii kwantowej 507
Ewa Brocławik i Mariusz Radoń
20.1. Wprowadzenie 507
20.1.1. Popularne metody obliczeniowe chemii kwantowej na progu XXI wieku 508
20.1.2. Metody wspomagające: mechanika i dynamika molekularna (MM, MD), metody hybrydowe (QM/MM, ONIOM) 511
20.1.3. Wybrane nowoczesne metody analizy funkcji falowej i gęstości elektronowej 515
20.2. Modelowanie molekularne metalicznych centrów aktywnych – wybrane przykłady 519
20.2.1. Cząsteczka NO jako „non-innocent” ligand: przydatność metod wielokonfiguracyjnych 519
20.2.2. Wiązanie metal–ligand w układach katalitycznych: analiza przepływu ładunku 527
20.2.3. Wielocentrowe związki koordynacyjne o mieszanej wartościowości: międzycentrowe sprzężenia elektronowe 531
20.3. Podsumowanie 537
Noty o Autorach 541
Indeks 543
Wybierz rozdziały:
Wartość zamówienia:
0.00 zł
