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第 1 题

通式为 PtXX2(amine)X2\ce{PtX2(amine)2}(X = ClX2\ce{Cl2}、SOX4X2−\ce{SO4^{2-}}、丙二酸根等)的二价铂化合物因抗肿瘤活性而备受关注。最著名的临床用药是 PtClX2(NHX3)X2\ce{PtCl2(NH3)2},其中铂为平面正方形配位;它有两种几何异构体,只有一种具抗肿瘤活性。1.1 画出两种可能异构体的空间结构。1.2 PtBrCl(NHX3)X2\ce{PtBrCl(NH3)2} 有多少种异构体?全部画出。1.3 胺配体可被含两个给体原子(N)的双齿配体如1,2-乙二胺(en)替代。证明 PtBrCl(en)\ce{PtBrCl(en)} 只有一种稳定结构。1.4 在水溶液中,化合物可通过配体解离并被水暂时取代而异构化;ClX−\ce{Cl^-} 和 BrX−\ce{Br^-} 较易被取代,胺配体较难。PtClX2(en)\ce{PtCl2(en)} 在室温与 BrX−\ce{Br^-}(摩尔比1 : 2)反应。生成哪些化合物、比例如何?(Pt–Br与Pt–Cl键强度相同;忽略水解。)1.5 用化学平衡方程说明为什么 PtClX2(NHX3)X2\ce{PtCl2(NH3)2} 在血液中几乎不水解而在细胞内水解(血液中Cl−浓度高,细胞内低)。1.6 肿瘤细胞内水解后生成的、仍带两个 NHX3\ce{NH3} 配体的活泼铂离子与DNA鸟嘌呤的N原子结合,随后可与同一条链上第二个鸟嘌呤形成第二个键。通过计算说明1.1中哪种异构体能形成该键。(Pt–N距离 = 210 pm;DNA碱基间距 = 320 pm。)
第 3/4 步:水解平衡
PtClX2(NHX3)X2⇌PtCl(HX2O)(NHX3)X2X++ClX−⇌Pt(HX2O)X2(NHX3)X2X2++2 ClX−\ce{PtCl2(NH3)2 <=> PtCl(H2O)(NH3)2^+ + Cl^- <=> Pt(H2O)2(NH3)2^{2+} + 2Cl^-}
分析

逐级失去 ClX−\ce{Cl^-} 生成水合物种。血液中([ClX−]≈0.1[\ce{Cl^-}] \approx 0.1 M)勒夏特列原理将平衡推向左侧,药物保持惰性;细胞内低 ClX−\ce{Cl^-} 把平衡拉向右侧,释放攻击DNA的活泼水合铂离子。