Неорганические дубящие вещества в растворах представляют собой многоядерные гидроксокомплексы различных состава и строения. В зависимости от числа координированных гидроксогрупп и кислотных остатков они могут быть частично или полностью координационно насыщены ими и проявлять различную реакционную способность по отношению к функциональным группам коллагена. Дубящие соединения неорганических веществ, как правило, являются смесью комплексов, имеющих положительный, отрицательный и нейтральный заряды. Вследствие этого они могут быть не только типичными комплексообразователями, способными к донорно-акцепторному взаимодействию с функциональными группами коллагена, но и вступать с ними в электростатическое взаимодействие или образовывать водородные связи через координированные лиганды.

В состав коллагена входят различные функциональные группы, способные к взаимодействию с неорганическими дубящими веществами. К ним относятся карбоксильные, пептидные и гуанидиновые группы, амино-, гидроксо- и иминогруппы. Данные группы включают в себя донорные атомы кислорода или азота, в состав пептидной группы входят оба эти атома, которые могут выступать в качестве доноров электронов при донорно-акцепторном взаимодействии с неорганическими дубящими веществами. Однако роль этих групп в процессе взаимодействия с различными дубящими соединениями неодинакова.

На основании большого числа научно-исследовательских работ, проведенных советскими и зарубежными учеными, установлено, что при дублении соединениями хрома (III) решающее значение в процессе имеет взаимодействие дубящих частиц с карбоксильными группами коллагена с образованием устойчивых пятичленных циклов. Данную реакцию схематично можно представить следующим уравнением:

При этом не исключается взаимодействие соединений хрома и с другими функциональными группами коллагена, в частности с аминогруппами, гидроксогруппами или пептидными группами. Однако их роль в образовании прочных связей с дубящими соединениями хрома невелика.

Наиболее легко с карбоксильными группами коллагена реагируют катионные комплексы хрома. Что касается анионных или нейтральных комплексов хрома, то в этом случае координация карбоксильных групп затруднена. Это вызвано не только необходимостью замещения координированных хромом лигандов, но и стерическими препятствиями, возникающими при этом.

Дубящие соединения алюминия взаимодействуют с функциональными группами коллагена так же, как и дубящие соединения хрома, однако возникающие связи соединений алюминия с карбоксильными группами коллагена являются более лабильными и легко разрушаются при обработке кожевой ткани водой вследствие гидролиза алюминия. Введение в состав комплексов алюминия соединений, образующих хелатные комплексы (например, солей двухосновных органических кислот), повышает не только устойчивость соединений алюминия к гидролизу, но и их дубящую способность.

По характеру взаимодействия с функциональными группами коллагена дубящие соединения хрома и алюминия являются конкурирующими веществами и способны вытеснять друг друга из соединений, однако в результате образования смешанных гидроксокомплексов алюмохромовое дубление часто приносит положительные результаты.

В противоположность дубящим соединениям хрома и алюминия дубящие соединения циркония взаимодействуют преимущественно с основными азотсодержащими группами боковых цепей аминокислотных остатков коллагена. При этом образуются как координационные, так и водородные или адсорбционные связи. Активное участие во взаимодействии с дубящими соединениями циркония принимают и пептидные группы. Карбоксильные группы не имеют существенного значения при циркониевом дублении.

Кроме химического взаимодействия с функциональными группами коллагена большая часть высокоосновных незаряженных частиц циркония отлагается в структуре кожевой ткани. Влияние этих частиц на изменение температуры сваривания незначительно, тогда как влияние их на эффект наполнения структуры кожевой ткани весьма велико.

Поскольку дубящие соединения титана по своему составу и зарядам комплексных частиц аналогичны циркониевым дубителям, можно предположить, что они реагируют с теми же азотсодержащими группами коллагена. Об этом свидетельствуют данные, полученные различными исследователями, изучавшими характер взаимодействия соединений титана с функциональными группами коллагена. Как и при циркониевом дублении, дубящие соединения титана отлагаются преимущественно в межфибриллярных зонах и пустотах дермы, вызывая уменьшение толщины кожевой ткани, уплотнение ее сетчатого и сосочкового слоев.

Так как сродство минеральных дубящих соединений к функциональным группам коллагена различно, большое значение приобретает и использование комплексных минеральных дубителей, включающих атомы трех- и четырехзарядных атомов металлов (например, хрома и циркония, алюминия и циркония и др.). Их применение позволяет осуществлять связи дубящих соединений как с карбоксильными, так и с азотсодержащими группами коллагена и достигать большего дубящего эффекта по сравнению с индивидуальными дубителями. При использовании гетерополиядерных комплексных дубителей улучшаются технологические свойства циркониевого или титанового компонента дубителя и заметно повышается качество полуфабриката.