金属有机化学的产生

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金属有机化合物的合成与应用

金属有机化合物的合成与应用

金属有机化合物的合成与应用金属有机化合物是由金属离子和有机配体组成的化合物,其合成和应用在无机化学和有机化学领域具有重要意义。

本文将介绍金属有机化合物的合成方法和它们在催化、材料、医学等方面的应用。

一、金属有机化合物的合成方法1. 配体取代法:通过将金属离子的配体逐步替换成有机配体,从而得到金属有机化合物。

这种方法可以通过与有机化合物反应或进行配体交换反应实现。

2. 氧化还原法:通过加热或化学反应,使金属离子与有机配体发生氧化还原反应,生成金属有机化合物。

3. 直接合成法:将金属离子与有机配体一起反应,直接得到金属有机化合物。

二、金属有机化合物在催化领域的应用1. 都是金属配合物,拥有良好的催化性能。

金属有机化合物在催化反应中可以作为催化剂,提高反应的效率和选择性。

2. 金属有机化合物催化剂可用于有机合成领域,如烯烃的转化、羰基化反应、环化反应等。

三、金属有机化合物在材料领域的应用1. 金属有机化合物可以用于制备金属有机框架材料(MOF),这是一种具有高比表面积和孔隙结构的新型材料。

MOF在气体吸附、储氢、催化反应等方面具有潜在的应用价值。

2. 金属有机化合物还可用于制备有机金属聚合物(OMP)。

OMP在导电、光电、光催化等方面具有广泛的应用前景。

四、金属有机化合物在医学领域的应用1. 铂类金属有机化合物,如顺铂、卡铂等是广泛应用于抗肿瘤药物。

它们可与DNA结合,抑制肿瘤细胞的DNA复制和细胞分裂,从而起到治疗肿瘤的作用。

2. 铜类金属有机化合物则可以用于抗菌和抗炎症药物的研究和开发。

综上所述,金属有机化合物的合成和应用具有重要的科学意义和实际价值。

在未来的研究中,我们可以进一步改进合成方法,并探索新的应用领域,以推动金属有机化合物在化学和材料科学的进一步发展。

有机化学中的金属有机化合物

有机化学中的金属有机化合物

有机化学中的金属有机化合物金属有机化合物是有机化学领域中的一类重要化合物,其分子结构中含有金属与有机基团的化学键。

金属有机化合物具有独特的性质和广泛的应用,对于研究金属有机化学以及发展金属有机合成方法具有重要意义。

本文将介绍金属有机化合物的定义、合成方法以及其在催化反应和材料科学中的应用。

一、金属有机化合物的定义金属有机化合物是指化合物中含有金属元素(如铁、铜、锌等)和有机基团(如烃基、醇基等)的共价键。

这些化合物通常以配合物的形式存在,其中金属中心与有机基团通过配位键相连。

金属有机化合物可以根据金属元素的性质和配位方式进行分类,如金属卡宾、金属烯烃配合物等。

二、金属有机化合物的合成方法1. 金属有机化合物的合成可以通过直接反应法实现。

直接反应法是指金属与有机底物直接发生反应生成金属有机化合物。

例如,Grignard 试剂与卤化物反应生成金属有机化合物,这是一种常用的合成金属有机化合物的方法。

2. 金属有机化合物的合成也可以通过还原法实现。

还原法是指用还原剂还原金属盐类,使金属离子与有机底物发生反应生成金属有机化合物。

这种方法常用于合成铁、镍等金属有机化合物。

3. 另一种常用的合成金属有机化合物的方法是配体交换法。

配体交换法是通过将金属配合物中的配体与有机配体交换,从而生成金属有机化合物。

这种方法广泛应用于合成含铂、钯等金属的有机化合物。

三、金属有机化合物的应用金属有机化合物在催化反应中具有重要作用。

例如,铁-铍双金属有机化合物可以催化烯烃羰基化反应,得到醛和酮化合物。

铜配合物可用作C-C键的形成催化剂,广泛应用于有机合成领域。

金属有机化合物在材料科学中也具有广泛应用。

例如,金属有机化合物可以用于合成金属有机聚合物,这些聚合物在光电、荧光材料方面具有良好性能。

金属有机化合物还可以用于制备金属有机框架材料(MOF),这种材料在气体吸附、分离等方面具有重要应用价值。

总结金属有机化合物是有机化学中的重要研究对象,对于金属有机化学的发展和应用具有重要意义。

有机化学中的有机金属化合物与金属有机化学

有机化学中的有机金属化合物与金属有机化学

有机化学中的有机金属化合物与金属有机化学有机金属化合物是由有机分子与金属中心通过金属-有机键相连而形成的化合物。

这类化合物在有机化学和金属有机化学领域中扮演着重要的角色。

本文将针对有机金属化合物的合成方法、性质以及应用进行综述,以便更好地理解有机金属化合物和金属有机化学的相关知识。

一、有机金属化合物的合成方法有机金属化合物的合成方法多样,其中较常见的方法包括:1. 氧化加成法:该方法通过氧化反应在有机分子中引入金属中心。

例如,通过氧化加成法可以将金属卤化物与有机铜试剂反应得到有机金属化合物。

2. 过渡金属催化法:某些过渡金属催化反应可以将无机金属与有机分子进行偶联,生成有机金属化合物。

常用的过渡金属催化法包括钯催化的Suzuki偶联反应和钯催化的Heck偶联反应等。

3. 电化学合成法:电化学合成法通过在电化学条件下,在有机分子中引入金属中心。

这种方法通常通过电化学还原或氧化有机金属前体来实现。

以上只是有机金属化合物合成方法的几个典型例子,实际上还有许多其他方法可以合成有机金属化合物。

二、有机金属化合物的性质有机金属化合物的性质独特而多样,其一般性质和化学性质包括以下几个方面:1. 组成:有机金属化合物的基本组成是有机分子与金属中心的配位结合。

这种结合通常通过金属原子与有机分子中的配体之间的共价键或配位键来实现。

2. 稳定性:有机金属化合物的稳定性受到多种因素的影响,包括金属中心的电荷、配体的性质以及周围环境的条件等。

一些有机金属化合物具有良好的热稳定性,可以在高温条件下应用。

3. 反应性:有机金属化合物通常具有较高的反应活性,可以进行多种有机反应。

其中一些有机金属化合物还可以参与催化反应,发挥催化剂的作用。

有机金属化合物的性质研究为其在有机化学和金属有机化学领域的应用提供了可靠的理论基础。

三、有机金属化合物的应用有机金属化合物在有机合成、催化剂设计以及金属有机框架材料等领域具有广泛的应用。

以下列举了一些有机金属化合物的常见应用:1. 催化剂:许多有机金属化合物具有催化活性,可以参与多种有机合成反应。

金属有机化学的产生、发展及应用

金属有机化学的产生、发展及应用

金属有机化学的产生、发展及应用——一门交叉学科的兴起摘要:按时间顺序分阶段介绍了金属有机化学这门交叉学科的产生、发展及发展规律、在实践中的应用,以及从中体会到的学科的研究方法,并通过其前沿问题对其未来发展做作了展望。

关键词:金属有机化学学科发展历史发展规律未来展望研究方法著名的物理学家普朗克曾说过:“科学是内在的整体。

它被分解为单独的部门不是取决于物质的本质,而是取决于人类认识的局限性。

”作为“中心的,实用的和创造性的科学”的化学,其发展过程中由于客观条件所限制而形成的认识上的局限性同样理所当然地导致了其内部学科的分化。

但是人类认识的进步是必然的历史趋势,同时,科学技术的高度分化和高度综合的整体化趋势也促成了当初分化了的学科之间的交叉和渗透。

金属有机化学作为化学中无机化学和有机化学两大学科的交叉从产生到发展直到今天逐渐地现代化,它始终处于化学学科和化工学科的最前线,生机勃勃,硕果累累。

化学主要是研究物质地组成、结构和性质;研究物质在各种不同聚集态下,在分子与原子水平上的变化和反应规律、结构和各种性质之间的相互关系;以及变化和反应过程中的结构变化,能量关系和对各种性质的影响的科学。

金属有机化学所研究的对象一般是指其结构中存在金属-碳键的化合物。

在目前为止人类发现的110多种化学元素中,金属元素占绝大部分,而碳元素所衍生出的有机物不仅数量庞大,而且增长速度也很快,将这两类以前人们认为互不相干的物质组合起来形成的金属有机化合物不仅仅是两者简单的加和关系,而应是乘积倍数关系。

其中的许多金属有机化合物已经为人类进步和国民生产做出了特殊的贡献,更重要的是,金属有机化学是一门年轻的科学,是一座刚刚开始发掘的宝藏,发展及应用潜力不可估量。

下面就按时间顺序来说明金属有机化学产生和发展及其规律以及在实践中的应用,并探讨学科的研究方法。

一. 金属有机化学的产生与基本成形阶段(1823~1950年)1827年,丹麦药剂师蔡司(W.C.Zeise)在加热PtCl/KCl的乙醇溶液时无2意中得到了一种黄色的沉淀,由于当时的条件所限,他未能表征出这种黄色沉淀物质的结构。

金属有机化学相关资料

金属有机化学相关资料

-金属有机化学1.序言2.主族金属有机化学3.过渡金属有机化学4.稀土金属有机化学5.有机合成中的金属有机化学6.金属有机化学催化反应一、序言1. 定义:金属有机化学是研究含有金属-碳键的化合物的化学,包括合成、结构、反应性质及催化性能等。

其中金属包括硼、硅、砷等类金属。

严格区分:有机金属化合物 M -C金属有机化合物 M -O ,M -N ,M -C金属有机化学是无机化学和有机化学的交叉学科,既可以归属于无机化学,也可以归属于有机化学。

2. 发展史1760年 合成第一个金属有机化合物1827年 合成第一个过渡金属有机化合物(第一个含烯烃的金属有机化合物)Zeise’s 盐,Na[Pt(C 2H 4)Cl 3]1849年 E. Frankland 用氢气作保护气体3C 2H 5I + 3Zn → (C 2H 5)2Zn + C 2H 5ZnI + ZnI 21890年 第一个有工业应用价值的金属有机化合物Ni(CO)4,可用于提纯金属镍。

1901年 格氏试剂的发现,V . Grignard (1912年诺贝尔奖)RX + Mg → RMgX1919年 H. Hein, CrCl 3 + PhMgBr → Ph 2Cr1925年 Fischer-Tropsch 反应的发现,其机理的研究目前仍然是金属有机化学的一个重要研究领域,可能是先生成M -C 或者M =C 。

1938年 O.Roelen 发现氢甲酰化反应(Hydroformylation, oxo process)。

PdCl 2催化乙烯水合生成乙醛。

1938~1945年 Reppe 合成的发展CO + H 2 + CH 2=CH 2 → CH 3CH 2CHO1951年 二茂铁的发现 FeCl 2 + C 5H 5- → Fe(C 5H 5)2,导致烯烃-金属π络合物理论的提出。

1953年 Wittig 反应的发现,利用膦叶立德合成烯烃的方法1955年 Ziegler-Natta 催化剂的发现 MCl 3/AlR 3催化烯烃低压聚合 "Cadet's fuming liquid" [(CH 3)2A s]2O A s 2O 3 + 4CH 3COOK1956年H. C. Brown 硼氢化反应的发现,符合反马可夫尼可夫原则,R 2B 接在最少取代的碳原子上。

有机化学中的金属有机化合物的合成与应用

有机化学中的金属有机化合物的合成与应用

有机化学中的金属有机化合物的合成与应用有机化学是研究有机化合物的合成、结构、性质和反应的科学。

金属有机化合物作为有机化学的一个重要分支,具有广泛的应用价值。

本文将探讨金属有机化合物的合成方法以及其在材料科学、医药领域的应用。

一、金属有机化合物的合成方法金属有机化合物的合成方法主要包括配位反应和还原反应。

配位反应是指通过配体与金属离子形成配合物的过程。

常用的配体包括有机酸、有机胺等。

还原反应是指通过还原剂将金属离子还原为金属原子,并与有机分子发生反应。

常用的还原剂包括金属钠、金属锂等。

金属有机化合物的合成方法多样,可以根据需要选择合适的合成路线。

例如,通过配位反应合成金属有机化合物时,可以选择适当的配体和金属离子,通过调节反应条件来控制合成产物的结构和性质。

而通过还原反应合成金属有机化合物时,可以选择合适的还原剂和反应条件,通过调节反应温度和时间来控制反应的进行。

二、金属有机化合物在材料科学中的应用金属有机化合物在材料科学中具有广泛的应用价值。

例如,金属有机化合物可以作为催化剂用于有机合成反应中。

由于金属有机化合物具有较高的活性和选择性,可以加速反应速率,并控制产物的选择性。

此外,金属有机化合物还可以用于制备金属有机框架材料(MOFs)。

MOFs是一类具有多孔结构的材料,具有较大的比表面积和孔容量,可用于气体吸附、分离和储存等领域。

金属有机化合物还可以用于制备金属纳米颗粒。

金属纳米颗粒具有较大的比表面积和量子尺寸效应,具有独特的光学、电学和磁学性质。

金属有机化合物可以作为前驱体,在适当的条件下通过热分解或溶剂热法制备金属纳米颗粒。

这种方法具有简单、可控性好的特点,可以制备出形貌和尺寸可控的金属纳米颗粒。

三、金属有机化合物在医药领域的应用金属有机化合物在医药领域中也有重要的应用。

例如,金属有机化合物可以作为抗癌药物用于治疗肿瘤。

一些金属有机化合物具有较强的抗肿瘤活性,可以抑制肿瘤细胞的生长和分裂。

此外,金属有机化合物还可以作为抗炎药物、抗菌药物等用于治疗炎症和感染等疾病。

金属有机化合物的合成与应用

金属有机化合物的合成与应用

金属有机化合物的合成与应用金属有机化合物(Organometallic compounds),是由金属原子与一个或多个有机配基共价键结合而成的化合物。

它们具有独特的物理、化学性质,因此在许多领域中得到广泛的应用。

一、金属有机化合物的合成方法1. 金属直接与有机物反应:一些金属可以与有机物直接发生反应,比如溴化亚铜与溴代烷反应得到有机亚铜化合物。

这种方法适用于具有较低还原性的金属。

2. 过渡金属催化反应:过渡金属如钯、铂等具有良好的催化性能,可以促进金属与有机物的反应。

常见的过渡金属催化反应包括羰基化合物的还原、碳—碳键的形成等。

3. 金属还原法:利用金属的还原性,将金属盐与有机化合物反应,得到金属有机化合物。

常用的还原剂有锂铝烷、金属钠等。

4. 氧化加成法:将有机化合物与氧化合物反应,生成金属有机化合物。

通常使用的氧化剂有金属过氧化物、过渡金属催化剂等。

二、金属有机化合物的应用领域1. 有机合成:金属有机化合物在有机合成中扮演着重要角色。

它们可以作为催化剂、试剂或中间体,促进各种有机反应的进行。

例如,格氏试剂(Grignard reagent)可以与卤代烃反应生成醇、醛、酮等有机化合物。

2. 材料科学:金属有机化合物广泛应用于材料科学领域,可以用于制备金属有机框架(MOFs)、半导体材料、涂层等。

近年来,金属有机框架由于其多孔结构、储存能力和催化性能等特点,成为研究热点。

3. 医药化学:金属有机化合物在药物研发和生物医学领域具有重要应用。

例如,铂类抗肿瘤药物顺铂、邻二氨基螯合物是目前临床应用广泛的药物,能够抑制癌细胞的DNA复制,起到抗肿瘤作用。

4. 有机光电材料:金属有机化合物在有机光电材料领域有着广泛的应用。

它们可以作为发光材料、荧光探针,用于有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池等器件的制备。

5. 有机金属催化:金属有机化合物是有机金属催化的重要组成部分。

通过选择合适的金属催化剂和配体,可以实现高效、高选择性的有机反应。

研究金属有机配合物的合成与性质

研究金属有机配合物的合成与性质

研究金属有机配合物的合成与性质金属有机配合物是由金属离子与有机配体通过配位键结合形成的复合物。

在化学领域,研究金属有机配合物的合成与性质具有重要的科学意义和实际应用价值。

本文将探讨金属有机配合物的合成方法、性质以及其在催化、生物医药等方面的应用。

一、金属有机配合物的合成方法金属有机配合物的合成方法多种多样,常见的包括溶剂热法、溶剂煅烧法和光化学法等。

其中,溶剂热法是最常用的一种方法。

该方法通过在高温环境下将金属离子和有机配体溶解于适当的溶剂中,随后冷却结晶得到配合物。

溶剂煅烧法则是通过将金属盐溶解在高沸点有机溶剂中,再加入有机配体,通过煅烧得到固体金属有机配合物。

光化学法则是利用光照射产生激发态的金属离子与有机配体发生反应,形成金属有机配合物。

这些合成方法各有优劣,研究人员可以根据具体实验需求选择适当的方法。

二、金属有机配合物的性质金属有机配合物具有一系列特殊性质,包括独特的结构、光学和电学性质。

首先,金属有机配合物的结构多样,常见的有线型、环型和簇型结构。

这些结构使得金属有机配合物具有丰富的化学反应性,可在催化、材料科学等领域发挥重要作用。

其次,金属有机配合物常常具有良好的荧光性能。

这是因为金属中心离子和有机配体之间的电荷转移和能级结构的变化导致的。

这种荧光性使得金属有机配合物在材料科学、生物传感等领域得到广泛应用。

此外,金属有机配合物还具有良好的导电性和磁性等性质,适用于电子元件和磁性材料的制备。

三、金属有机配合物在催化中的应用金属有机配合物在催化反应中具有重要作用。

一方面,金属有机配合物可作为催化剂参与反应,提高反应速率和选择性。

例如,铂配合物常用于催化氢气转化反应,铜配合物可用于催化氧化反应。

另一方面,金属有机配合物可作为配体与金属催化剂配对,形成更加高效的配位催化体系。

这种配合物的设计和应用使得催化反应可以高效进行,并且可调控催化剂的活性和选择性。

四、金属有机配合物在生物医药领域的应用金属有机配合物在生物医药领域有广泛的应用前景。

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金属有机化学的产生、发展及应用——一门交叉学科的兴起著名的物理学家普朗克曾说过:“科学是内在的整体。

它被分解为单独的部门不是取决于物质的本质,而是取决于人类认识的局限性。

”作为“中心的,实用的和创造性的科学”的化学,其发展过程中由于客观条件所限制而形成的认识上的局限性同样理所当然地导致了其内部学科的分化。

但是人类认识的进步是必然的历史趋势,同时,科学技术的高度分化和高度综合的整体化趋势也促成了当初分化了的学科之间的交叉和渗透。

金属有机化学作为化学中无机化学和有机化学两大学科的交叉从产生到发展直到今天逐渐地现代化,它始终处于化学学科和化工学科的最前线,生机勃勃,硕果累累。

化学主要是研究物质地组成、结构和性质;研究物质在各种不同聚集态下,在分子与原子水平上的变化和反应规律、结构和各种性质之间的相互关系;以及变化和反应过程中的结构变化,能量关系和对各种性质的影响的科学。

金属有机化学所研究的对象一般是指其结构中存在金属-碳键的化合物。

在目前为止人类发现的110多种化学元素中,金属元素占绝大部分,而碳元素所衍生出的有机物不仅数量庞大,而且增长速度也很快,将这两类以前人们认为互不相干的物质组合起来形成的金属有机化合物不仅仅是两者简单的加和关系,而应是乘积倍数关系。

其中的许多金属有机化合物已经为人类进步和国民生产做出了特殊的贡献,更重要的是,金属有机化学是一门年轻的科学,是一座刚刚开始发掘的宝藏,发展及应用潜力不可估量。

下面就按时间顺序来说明金属有机化学产生和发展及其规律以及在实践中的应用,并探讨学科的研究方法。

一. 金属有机化学的产生与基本成形阶段(1823~1950年)1827年,丹麦药剂师蔡司(W.C.Zeise)在加热PtCl2/KCl的乙醇溶液时无意中得到了一种黄色的沉淀,由于当时的条件所限,他未能表征出这种黄色沉淀物质的结构。

现已证明,这个化合物为金属有机化合物。

蔡司可能不会想到,他无意中得到的这第一个技术有机化合物标志着的无机化学与有机化学的交叉学科金属有机化学的开端竟然比德国化学家维勒(F.Wohler)由无机化合物合成有机物尿素而首次在无机化学与有机化学这个当初人们认为不可逾越的鸿沟之间架起桥梁还要早一年。

第一个系统研究金属有机化学的首推英国化学家福朗克兰(E.Frankland)。

起初,他把他制得的一些化合物错误地认为是他所想要“捕捉”的自由基,但实际上得到的是金属有机化合物。

难能可贵的是,当他后来发现他得非所愿时,不但没有气馁,反而更深入地研究了这种“新奇”的化合物,总结出了金属有机化学的定义。

1899年,法国化学家格利雅(V.Grignard)在他的老师巴比尔(P.Barbier)的引导下,在前人研究的基础上发现了镁有机化合物RMgX并将它用于有机合成。

这是本阶段金属有机化学发展的最重要的一页。

他所发现的新试剂开创的新的有机合成方法在如今仍被广泛应用。

由于他的卓越贡献,1912年,他获得了诺贝尔化学奖,这也是第一个获得诺贝尔奖的金属有机化学家。

当时格利雅得知自己获奖后,曾写信强烈要求评审委员会让他与他老师巴比尔一起分享此奖,遗憾的是他的提议遭到了拒绝。

1922年美国的米基里(T.Midgeley)发现了四乙基铅及其优良的汽油抗震性。

于是1923年便在工业上大规模生产用来作汽油抗震剂,这是第一个工业化生产的金属有机化合物,但后来铅严重影响儿童智力发育的发现给这种“优良”的抗震剂判了死刑,现在基本上已经被淘汰。

工业上第一次用金属有机化合物作为催化剂的配位催化过程是1938年的德国Ruhrchemie化学公司的罗伦(O.Rolen)发现的氢甲基化反应,以此开创了金属有机化学中的著名的羰基合成及配位催化学科。

综观这一时期金属有机化学的发展,有以下特点:1.以经验积累为主,同时由于社会需要的推动,金属有机化学开始初步地应用于工业生产中,转化为现实生产力。

无论是蔡司的偶然,还是福朗克兰的无意,但最终是他们奠定了金属有机化学发展的基石,都处于金属有机化学发展的感性认识阶段。

可以说,偶然性中有必然性,而金属有机化学发展的必然性通过一件件的偶然发展表现出来。

同时社会需要的强大推动力使得偶然发现的具有某些实用价值的金属有机化合物迅速地工业化并广泛应用,这种在不成熟的理论条件下的工业化无疑为“技术悖论”发挥其作用提供了滋生的温床。

2.以开创性工作居多,以提供后续发展的理论起点见长。

学科交叉的最初一步这层窗户纸通常是偶然中被捅破的。

虽然迈出的这第一步在理论上看来极不完善,在实践上也没有指导意义,但它是具有开创性,就象在人类进化过程中第一只直立行走的类人猿迈出的第一步。

同时,在当时的客观条件下,那些科学家很难就他们的发现进行更进一步的分子水平上的结构检测,从而不能将其上升到由宏观到微观,再由微观反过来影响宏观的方法高度,但其所积累下来的宝贵经验成为下一阶段研究的理论的起点。

3.在研究方法上,虽然这一时期整个化学的研究环境比较艰苦,再加上金属有机化合物对空气对水比较敏感,常常化学家花了九牛二虎之力眼看就要得到产物了,但一不小心见一下空气,整个实验都白费!曾经有一个金属有机化学家说几乎每一个当时的从事金属有机的人都有过几次这样“只有哭鼻子”的经历。

但就在这样艰苦的实验条件下,当时金属有机化学的奠基者们没有气馁,并善于观察,从偶然中找到必然。

油浴分析条件差,对物质判断的失误是常事,但人们能从错误中总结,善于从失误中找到教训,错误或失误有其必然的价值,往往能得到种瓜得豆的效果。

二. 金属有机化学的飞速发展阶段(1951-20世纪90年代初)1951年鲍森(P.L.Pauson)和米勒(ler)的并非预期的实验结果,偶然地发现了二茂铁,由此引发的对金属有机化学原有理论上挑战揭开了金属有机化学发展的新序幕。

这个发现是有里程碑式意义的。

有了挑战就意味着有了进步的可能,即“穷则变,变则通。

”凭着威尔金森(G.Wilkinson)和伍德沃德(R.B.Woodward)的智慧以及费舍尔(F.O.Fisher)辛勤工作,借助当时X射线衍射,核磁共掁,红外光谱等物理发展而提供的先进的检测技术手段,二茂铁的结构得以确认为三明治夹心结构。

这个具有美妙而富有创意构型的分子不光使波澜不惊发展着的金属有机化学变得激流澎湃,同时也给理论化学中的分子轨道理论的发展提供了研究平台。

同时金属有机在工业生产的应用好像也不甘示弱,1953-1955年德国化学家齐格勒(K.Ziegler)和意大利化学家纳塔(G.Natt)发现了著名的乙烯、丙烯和其它烯烃聚合的Ziegler-Natt催化剂。

这又是善于从偶然的事件中看到隐藏在后面的规律并成功应用于工业生产的成功事例。

它能使得乙烯在较低压力下得到高密度的聚乙烯。

高密度的聚乙烯在硬度、强度、抗环境压力开裂性等性能上都比原有的在高压下聚合得到的低密度聚乙烯好,较适合生产结构工业制品和生活用品,加上低压法生产相对高压法生产聚乙烯容易得多,因此聚乙烯工业得到了突飞猛进的发展,聚乙烯很快成为产量最大得塑料品种。

随后在此基础上发展起来的定向聚合技术,不仅使高分子材料的生产上了一个台阶,而且也为配位催化作用开辟了广阔的研究领域,为现代合成材料工业奠定了基础。

同时,这一发现还是高分子科学发展的一个重要里程碑,因为它标志着人类第一次可以在实验室内从乙烯、二乙烯及其其他单体合成过去只有生物体内才能合成的高分子。

1958年,德国Wacker Chemie化学公司的施密特(J.Smidt)实现了在钯催化下乙烯氧化合成乙酸的著名的瓦克工艺。

施密特的特殊贡献不在于发现了什么新的化学反应,而是将以前发现的大家熟知的两个化学反应有机地巧妙“组合”在了一起,产生了“1+1>2”效应。

同时他用钯代替汞作催化剂而消除了其对环境的污染危害。

另外,瓦克工艺地发展使价廉的乙烯取代了价格昂贵、工业能耗高的乙炔成为化学工业的基础原料。

在金属有机开始蓬勃发展的背景之下,研究工作更需要研究者之间的合作与交流。

于是1963年的一届金属有机化学国际会议在美国辛辛纳提州(Cincinnati,Ohio)召开,并开始出版金属有机化学杂志。

从此,金属有机化学的发展全方位开始欣欣向荣起来。

20世纪60年代末期,大量新的、不同类型的金属有机化合物被合成出来。

同时物理学的发展为其提供了更为先进的检测手段,使得通过对它们结构的测定而发现了许多新的结构类型。

典型的代表就是1965年威尔金森(G.Wilkinson)合成了铑-膦配合物及发现了它优良的催化性能。

由伍德沃德(R.B.Woodward)领导下的B12合成的成功宣告人类可以合成任何自然界存在的物质。

进入20世纪70年代,科学家们逐渐归纳形成了一些金属有机化学反应的基元反应,从这些基元反应有发展成一些合成上有应用价值的反应。

可以这么说,60年代金属有机化合物的合成、结构以及X-射线晶体结构的研究是70年代金属有机化合物在催化和合成中应用的前奏。

这些反应往往是温和的,具有选择性的。

例如,Monsanto公司的鲍里克(F.E.Paulik)实现了甲醇羰化制乙酸,而且这还是典型的绿色化学反应过程。

凯姆(W.Keim)发现了镍配合物催化乙烯齐聚合成α-烯烃的SHOP工艺,开创了均相催化复相化的成功先例,解决了催化剂与产物分离的难题。

到20世纪70年代末,结合金属有机化合物的催化和选择性这两个性质发展成了催化的不对称合成。

Monsanto公司的诺尔斯(W.Knowles)合成了治疗帕金森病的特效药L-Dopa,开创了不对称催化的新纪元。

这又是人们利用金属有机化合物的某些优良特性,然后放大、组合来为人类造福。

自然界存在的许多化合物是有手性的,也就是说它本身与它的镜像不能完全重合,就像人的左右手一样。

拿药物分子来说,他的空间构型的某一种形式才对疾病有效,其他的构型没有疗效,或者药效相反,甚至对人体有害。

震惊了欧洲的“反应停”事件就是很好的例子。

如何得到我们想要的那种构型呢?金属有机化合物有了用武之地。

金属有机化合物就像我们人的一只手,当它与药物分子反应时,就像人握手一样,两只右手或两只左手握在一块比一左手和一右手握在一起匹配,于是通过设计的金属有机化合物催化剂得到我们所需要的药物分子。

这一学科经过20世纪80年代的经验积累,到了20世纪90年代有了飞速的发展。

对其作出了卓越贡献的三位科学家诺尔斯(W.Knowles)、沙普勒斯(K.B.Sharpless)和野依良治也于2001年获得了诺贝尔化学奖。

这一时期的金属有机化学的发展有以下特点:1.作为化学的热点学科之一,它在理论和实践上都有了长足的发展完善。

50年代后的20多年期间,共有8位化学大师由于在金属有机化学研究中的成就尔获得诺贝尔化学奖。

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