Der Hauptunterschied zwischen Chelat- und makrocyclischen Liganden besteht darin, dass ein Chelat eine Verbindung ist, die ein zentrales Metallatom enthält, das an einen Liganden mit mindestens zwei oder mehr Donorstellen gebunden ist, während ein makrocyclischer Ligand eine große zyklische Struktur mit drei oder mehr ist Spenderseiten.
Ein Ligand ist ein Molekül oder ein Ion, das an ein Metallatom oder -ion binden kann, indem es seine einsamen Elektronenpaare abgibt, um koordinative kovalente Bindungen zu bilden. Die Donorstellen sind die Stellen, an denen die Liganden freie Elektronenpaare an das Metallatom oder -ion abgeben.
Was sind Chelate?
Ein Chelat ist eine Verbindung, die ein zentrales Metallatom enthält, das an einen Liganden mit mindestens zwei oder mehr Donorstellen gebunden ist. Daher ist Chelat der gesamte Komplex, der das zentrale Metallatom und den Liganden enthält. Dieser Komplex wird auch als Koordinationskomplex oder Koordinationsverbindung bezeichnet. Einige Koordinationsverbindungen haben zwei oder mehr Liganden, die an das zentrale Metallatom gebunden sind, aber ein Chelat hat nur einen Liganden.
Abbildung 01: EDDS-Metallkomplex
Es gibt mehrere Kategorien von Liganden. Ihr Name gibt an, wie viele koordinative kovalente Bindungen sie bilden können. Wenn ein Ligand beispielsweise nur eine koordinative kovalente Bindung pro Molekül bilden kann, wird er als einzähniger Ligand bezeichnet. Ebenso handelt es sich bei zwei Donorstellen um einen zweizähnigen Liganden. Die Dentizität von Liganden beschreibt diese Kategorisierung. Da der Ligand über zwei oder mehr Donorstellen in einem Chelat an das zentrale Metallatom gebunden ist, ist der Ligand entweder ein zweizähniger oder ein mehrzähniger Ligand. Meistens ist der Ligand eines Chelats eine zyklische oder eine Ringstruktur. Diese Liganden werden auch als Chelatbildner bezeichnet.
Was sind makrozyklische Liganden?
Ein makrozyklischer Ligand ist eine große zyklische Struktur mit drei oder mehr Donorstellen. Ein makrocyclischer Ligand ist im Wesentlichen eine große cyclische Struktur. Es gibt mindestens drei oder mehr Donorstellen in einem makrocyclischen Liganden. Diese Liganden zeigen eine sehr hohe Affinität zu Metallionen.
Abbildung 1: Phthalocyanin ist ein wichtiges Beispiel für makrocyclische Liganden.
Die makrocyclischen Liganden sind im Wesentlichen mehrzähnig. Daher bieten diese Liganden weniger Konformationsfreiheit für das Metallion. Das heißt, diese Liganden sind für die Bindung „vororganisiert“. Wenn ein makrocyclischer Ligand an ein Metallion bindet, wird die gesamte Struktur als makrocyclischer Komplex bezeichnet. Einer der häufigsten makrocyclischen Liganden ist Phthalocyanin. Die übliche Verwendung dieser Liganden sind Farbstoffe und Pigmente.
Was ist der Unterschied zwischen Chelat- und makrocyclischen Liganden?
Chelate vs. makrozyklische Liganden |
|
| Ein Chelat ist eine Verbindung, die ein zentrales Metallatom enthält, das an einen Liganden mit mindestens zwei oder mehr Donorstellen gebunden ist. | Ein makrocyclischer Ligand ist eine große zyklische Struktur mit drei oder mehr Donorstellen. |
| Natur | |
| Eine Koordinationsverbindung | Ein Spendermolekül |
| Spenderstandort | |
| Der Ligand hat mindestens zwei oder mehr Donorstellen. | Der Ligand hat mindestens drei oder mehr Donorstellen. |
| Dentizität | |
| Der Ligand ist entweder zweizähnig oder mehrzähnig. | Im Wesentlichen ein mehrzähniger Ligand. |
Zusammenfassung – Chelat vs. makrozyklische Liganden
Chelate sind Koordinationsverbindungen. Makrocyclische Liganden sind Donormoleküle, die einzelne Elektronenpaare abgeben können, um koordinative kovalente Bindungen mit einem zentralen Metallatom oder -ion zu bilden. Der Hauptunterschied zwischen Chelat und makrocyclischen Liganden besteht darin, dass ein Chelat eine Verbindung ist, die ein zentrales Metallatom enthält, das an einen Liganden mit mindestens zwei oder mehr Donorstellen gebunden ist, während ein makrocyclischer Ligand eine große cyclische Struktur mit drei oder mehr Donorstellen ist.
Image Courtesy:
1. „EDDS-Metallkomplex“von Yidele (Vortrag) – Eigene Arbeit – unter Verwendung von ChemDraw Ultra 11.0 (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. „Phthalocyanine“von Choij – Eigenes Werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
