Chélation
Définition
La chélation est un processus et une forme de liaison chimique qui n'est pas à proprement parler une liaison chimique. D'un point de vue chimique, la chélation est la même chose que la formation de complexes, étant entendu qu'en chimie, le concept de formation de complexes est appliqué aux ligands monodentés, bidentés et polydentés, tandis que la chélation exclut explicitement les ligands monodentes.
Schéma de chélation d'un métal :
La chélation implique un chélateur d'éthylène-diamine avec liaison à un ion métallique central via deux liaisons de coordination.
Explications
Certaines molécules organiques ont deux "bras" (ligands polydentés -ou polydentes-) flexibles et saillants, souvent quatre, avec des groupes hautement électronégatifs à leur extrémité, tels que les groupes amine. Cela leur permet de grouper (coordonner) divers ions métalliques autour d'eux. Un tel ion métallique est ensuite retenu par l'attraction combinée des groupes électronégatifs. Les ions métalliques, par ailleurs souvent peu solubles, peuvent parfois bien se dissoudre. Ces molécules organiques sont appelées chélates. Ils forment un complexe chélatant avec le substrat.
Dans la nature
La nature utilise également souvent la chélation pour lier les ions métalliques : le magnésium dans la chlorophylle et le fer dans l'hémoglobine sont liés par chélation dans les anneaux de porphyrine. En outre, de nombreuses enzymes sont construites à partir d'ions métalliques coordonnés par des ligands organiques. De tels composés sont également utilisés en médecine pour éliminer les métaux lourds du corps. Cependant, l'utilisation de la thérapie de chélation comme moyen d'éliminer le calcium du corps pour lutter contre l'artériosclérose n'a pas été prouvée scientifiquement et devrait être considérée comme une forme de charlatanisme.
La plupart des vaisseaux sanguins calcifiés ne contiennent pas de chaux. La thérapie de chélation est utilisée avec succès dans le traitement de la β-thalassémie, où la chélation élimine le fer en excès du sang. Les antibiotiques de la famille des tétracyclines contiennent des chélates d'ions Ca2+ et Mg2+. L'EDTA est utilisé en dentisterie pour irriguer le canal radiculaire d'une dent. Pour les examens par IRM, les patients reçoivent des complexes chélatés de gadolinium (incluant du gadoxétate) en tant qu'agent de contraste pour améliorer la qualité des images.
La définition de ASTM International -A-380 stipule que "les chélates (traduction libre) sont des produits chimiques qui forment des molécules solubles et complexes avec certains ions métalliques, ces ions métalliques étant inactivés de telle sorte qu'ils ne puissent normalement pas réagir avec d'autres éléments ou ions pour former un précipité ou une attaque".
Une distinction claire doit être faite entre les complexes chélateurs et les complexes de coordination avec des ligands monodentés qui ne forment qu'un seul lien avec l'atome central. Les différents composés chélateurs (les molécules organiques sans l'ion métallique) ont une affinité différente pour différents types d'ions métalliques, qui peuvent donc parfois se pousser en dehors du site lié en raison de la concurrence. Cela dépend de la taille de l'ion, de l'attraction électrostatique et de la configuration spatiale du composé chélateur.
Ce principe trouve de nombreuses applications dans l'industrie, par exemple, l'EDTA est utilisé pour lier les ions calcium dans l'eau dure pour les détergents et les adoucisseurs d'eau.
L'effet chélate décrit l'augmentation de l'affinité pour un ion métallique de ligands chélatants (chélateurs) par rapport aux ligands non chélatants (monodentés) correspondants du même métal. Un complexe (énergétiquement) plus stable est formé.
Synonymes, antonymes
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Mots en C à proximité
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En rapport avec "chélation"
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