Серед природних комплексних сполук особливе місце займають макрокомплекси на основі циклічних поліпептидів, що містять внутрішні порожнини певних розмірів, в яких знаходиться декілька кисневмісних груп, здатних зв'язувати катіони тих металів, в тому числі натрію і калію, розміри яких відповідають розмірам порожнини. Такі речовини, перебуваючи в біологічних матеріалах, забезпечують транспорт іонів через мембрани і тому називаються іонофори. Наприклад, валиномицин транспортує іон калію через мембрану (рис. 5.3).
Мал. 5.3. Комплекс валиномицина з іоном K +
За допомогою іншого поліпептиду - грамицидина А здійснюється транспорт катіонів натрію з естафетного механізму. Цей поліпептид згорнуть в «трубочку», внутрішня поверхня якої вистелена кислородсодержащими групами. В результаті виходить досить великої довжини гідрофільний канал з певним перетином, що відповідає розміру іона натрію. Іон натрію, входячи в гідрофільний канал з одного боку, передається від однієї до іншої кисневим угрупованням, подібно естафеті по іонопроводящему каналу.
Отже, циклічна молекула поліпептиду має внутрішньо-молекулярні порожнину, в яку може увійти субстрат певного розміру, геометрії за принципом ключа і замка. Порожнина таких внутрішніх рецепторів облямована активними центрами (ендорецепторамі). Залежно від природи іона металу може відбуватися Нековалентні взаємодія (електростатичне, освіту водневих зв'язків, ван-дер-ваальсові сили) з лужними металами і ковалентное зі лужноземельними металами. В результаті цього утворюються супрамолекули - складні асоціати, що складаються з двох частинок або більше, утримуваних разом міжмолекулярними силами.
Якщо в комплексному іоні або нейтральному комплексі містяться два і більше комплексообразователей, то цей комплекс називається багатоядерним. Серед багатоядерних комплексів виділяють мостіковие, кластерні і багатоядерні комплекси змішаного типу.
Атоми комплексообразователя можуть бути пов'язані між собою за допомогою мостікових лігандів, функції яких виконують іони OH -. Cl -. NH2 -. O2 2. SO4 2- і деякі інші.
Так, в комплексному поєднанні (NH4) 2 [Co2 (C2 O4) 2 (OH) 2] мостіковимі служать бідентатні гідроксидні ліганди:
У ролі мостикового лиганда може виступати полідентатними ліганд, який має кілька донорних атомів (наприклад, NCS - з атомами N і S, здатними брати участь в утворенні зв'язків з донорно-акцепторного механізму), або ліганд з декількома електронними парами при одному і тому ж атомі (наприклад , Cl - або OH -.
У тому випадку, коли атоми комплексообразователя пов'язані між собою безпосередньо, багатоядерний комплекс відносять до кластерного типу. Так, кластером є комплексний аніон [Re2 Cl8] 2
в якому реалізується четверная зв'язок Re-Re: одна # 963;-зв'язок, дві π- зв'язку і одна # 948;-зв'язок. Особливо велике число кластерних комплексів налічується серед похідних d-елементів.
Багатоядерні комплекси змішаного типу містять як зв'язок комплексоутворювач-комплексоутворювач, так і мостіковие ліганди.
Прикладом комплексу змішаного типу може служити карбонільний комплекс кобальту складу [Co2 (CO) 8], який має наступну будову:
Тут є одинарна зв'язок Co-Co і два бідентатно карбонільних ліганда CO, які здійснюють мостикових з'єднань атомів-комплексоутворювачів.
«Сандвічеві» ( «сендвічеве») комплексні сполуки - великий клас, родоначальником яких є ферроцен. Ферроцен є жовто-помаранчеві кристали металоорганічного з'єднання, в якому атом заліза розташовується між двома високосімметрічнимі п'ятичленних кільцями, утвореними атомами вуглецю.
Мал. 5.4. структура ферроцена