螯合(Chelation) | 食品添加物合法業者資訊網

螯合(Chelation) 國立臺灣師範大學附屬高級中學化學科陳昭錦老師

螯合是一種金屬離子與陰離子或分子特定的結合方式，涉及單一中心原子與多牙配位基之間形成至少兩個以上的多重配位共價鍵。這類的配位基多半為有機化合物，稱為螯合基(chelants)或螯合劑(chelating agents)。在1920年Mogan & Drew最早使用”有螯的”(chelate)這個詞，衍生自龍蝦或甲殼類動物的大鉗，此名稱暗示多牙基像螃蟹一樣用兩隻大鉗緊緊夾住獵物般箝住中心原子，如此在結構上可形成一雜環，如圖一所示。

圖一：螯合物(取自http://wwwchem.uwimona.edu.jm/courses/chelate.html)

螯合效應(chelate effect)

螯合效應是指針對相同的中心金屬原子而言，螯合基相較於類似的非螯合基(單牙基)有更強的親和力。以銅離子為例，在水溶液中分別與乙二胺及甲胺形成錯離子，其平衡方程式如下：

Cu2+ + en⇄  [Cu(en)]2+    (1)

Cu2+ + 2 MeNH2 ⇄  [Cu(MeNH2)2]2+    (2)

在圖二中，雙牙基乙二胺與銅離子形成螯合離子，此螯合作用形成五員環。在溶液中錯離子的穩定性是指在平衡狀態時，配位基與中心原子結合的程度，從量化的觀點來看，可由此結合的穩定性/生成平衡常數的數值大小來判斷。圖三中的配位基則是兩個單牙基－甲胺，大約具有相近的配位能力(donor power)，亦即兩反應中Cu-N鍵的生成熱大約是相同的。實驗數據顯示，在相同的[Cu2+]，[MeNH2]為[en]的兩倍下，式(1)得到的錯離子濃度...