无机化学配位催化

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无机化学中的配位化合物

无机化学中的配位化合物

无机化学中的配位化合物无机配位化合物是指由中心金属离子或原子与周围配体形成的稳定化合物,其中配体可以是有机分子、无机物以及某些复杂的大分子。

这些化合物在化学、材料和生物领域具有广泛的应用。

本文将对无机化学中的配位化合物进行详细介绍。

一、配位键的形成在配位化合物中,中心金属离子通过与配体的配位键结合在一起。

配位键可以是共价键,也可以是离子键。

在共价配位键中,金属离子与配体共享电子对,形成共有的化学键。

而离子配位键中,金属离子通过吸引配体上的电子形成离子键。

二、常见的配体在配位化合物中,各种不同的配体可以与中心金属离子形成配位键。

常见的配体包括一价的阴离子(如Cl-、Br-、I-)、二价的阴离子(如O2-、OH-)以及有机分子(如NH3、CO、CN-等)。

这些配体的不同基团和电性决定了它们与金属离子之间的相互作用方式和配位键的强度。

三、配位化合物的结构配位化合物的结构可以是简单的一对一结构,也可以是复杂的多中心配位结构。

在一对一结构中,一个中心金属离子配位于一个配体上。

而在多中心配位结构中,一个或多个中心金属离子与多个配体形成配合物。

四、配位化合物的性质配位化合物的性质受到配体和中心金属离子的影响。

配合物的颜色、溶解度、稳定性以及一些化学反应都与配体和金属离子的性质密切相关。

例如,某些过渡金属离子与氮、氧等电负性较高的配体形成的配合物具有较强的酸性;而某些具有大的络合度的配合物则具有较好的溶解性和稳定性。

五、应用无机配位化合物在化学、材料和生物领域具有广泛的应用。

在催化剂中,配合物的金属离子可以提供活性位点,从而促进化学反应的进行。

在生物医学中,金属配合物可以用作药物,通过与特定的生物分子相互作用来治疗疾病。

此外,配位化合物也广泛应用于材料科学领域,用于制备光电材料、磁性材料、液晶材料等。

六、进展与展望近年来,随着科学技术的不断发展,无机化学中的配位化合物在结构设计、属性调控以及应用领域方面取得了许多重要的进展。

无机化学中的配位化学

无机化学中的配位化学

无机化学中的配位化学无机化学是化学的一个分支,研究的是无机物质的性质、合成、结构和反应。

而无机化学中的配位化学则是其中一个重要的领域,研究的是配合物的性质和反应机理。

一、什么是配位化学?配位化学是指研究配合物的化学性质、结构和反应机理的一门学科。

配合物是由一个或多个叫配体的化学物质和一个中心离子或原子团通过配位键结合而成的。

二、配合物的基本结构在无机配位化学中,有一些基本的配合物结构,以下是其中几种常见的:1. 八面体型配合物八面体型配合物的一种常见形式是指一个中心金属离子被六个配体包围而成。

这种配合物包括了一些过渡金属物质,比如八面体的铁离子(Fe2+),铬离子(Cr3+)和钴离子(Co3+)等等。

2. 四面体型配合物四面体型配合物的中心离子被四个或更少的配体包围而成。

例如一个中心钴离子(Co2+)被四个氨分子包围而成的结构。

类似的四面体型配合物还包括了许多其他的过渡金属离子。

3. 矩形双桥型分子矩形双桥型分子是指由一个或多个金属中心和一个或多个桥联的配体组成的化合物。

这种化合物经常被用作催化剂。

4. 端基配位端基配位是指配体的一个原子与金属离子形成了一个配位键,而其它的配体分子则不与之配位。

这种结构的一个例子是钴离子与四个水分子和一个氯离子形成的结构。

以上这些结构只是无机配位化学中的几个例子,实际上在无机化学中还有许多其他的配合物结构。

了解这些结构的特点,可以帮助我们更好地了解配合物的性质和反应机理。

三、配位化学的应用无机配位化学有着广泛的应用,例如在工业、农业和医学等领域。

以下是其中的一些例子:1. 工业应用无机配位化学在工业生产中有着广泛的应用。

例如,许多催化剂都是配合物,它们被广泛地应用在成本高昂和复杂的化学反应中。

此外,许多电池和太阳能电池中也使用了配合物。

2. 农业应用农业领域中,配位化学也扮演着重要的角色。

例如,许多农药和肥料都是由稳定的配合物构成的。

3. 医学应用医学领域中,配位化学也有着广泛的应用。

配位化学在有机合成中的应用

配位化学在有机合成中的应用

配位化学在有机合成中的应用引言:配位化学是无机化学的一个重要分支,广泛应用于催化剂、药物、材料等领域。

在有机合成中,配位化学的应用也越来越受到关注。

本文将介绍配位化学在有机合成中的应用,并探讨其在有机合成中的优势和局限性。

一、配位化学在有机合成中的优势1. 催化剂:配位化合物作为催化剂在有机合成中扮演着重要角色。

通过选择合适的配体和过渡金属,可以调控反应的速率、选择性和产率。

例如,金属有机配合物常用于氢化反应、氧化反应、交叉偶联反应等。

此外,由于配位化合物的可调性,可以根据具体需求设计和合成新型配体,进一步提高反应的效果。

2. 金属有机化合物:一些金属有机化合物在有机合成中具有独特的反应性。

例如,Grignard试剂和有机锂试剂是常见的金属有机化合物。

它们可与各种化合物发生加成、消除、置换等反应,从而构建复杂的有机分子骨架。

此外,金属有机化合物还可通过金属催化的反应合成,如Suzuki偶联、Heck反应等,为有机合成提供了更多的选择。

3. 配位聚合物:配位聚合物是由金属离子和配体通过配位效应相互连接而成的大分子。

它们具有多样的结构和性质,可用于控制聚合物的形貌、分子量、相互作用等。

在有机合成中,配位聚合物可以用作催化剂、药物递送系统、分离膜等,拓宽了有机合成的应用领域。

二、配位化学在有机合成中的具体案例1. 配位催化:过渡金属配合物在有机合成中广泛应用于催化各种反应。

以铂催化剂为例,它可以催化烯烃的氢化、烯烃和芳烃的异构化、烯烃和烯炔的偶联等。

这些反应可以高产率、高选择性地得到有机化合物,有助于构建有机分子骨架。

2. 金属有机试剂的应用:金属有机试剂如Grignard试剂和有机锂试剂可与各类化合物发生反应,实现C-C键的构建。

例如,通过与酰氯反应,Grignard试剂可以合成醇、醛、酮等有机化合物;通过与卤代烷反应,有机锂试剂可以合成烷烃、芳香化合物等。

3. 配位聚合物的应用:金属配合物可以用作聚合物的交联剂,实现聚合物的多样化。

[北科大]无机化学实验:2 配位反应(实验报告)

[北科大]无机化学实验:2 配位反应(实验报告)

两反应加合而成。
(4)配离子生成平衡与弱酸解离平衡组成的多重平衡

Mg(CO3)22-(aq) + 2H+(aq) === MgCO3(s) + CO2(g) + H20
根据多重平衡原理,多重平衡的平衡常数等于加合该多重平衡的各分平衡的
平衡常数的积。

MLn + nL’=== MLn’ + nL

Kθ=Kθf(MLn’)/ Kθf(MLn)
NaCl(0.1mol/L);Na2S203(0.1 mol/L、饱和);淀粉溶液(0.5%); K3[Fe(CN)6] (0.1mol/L);K4[Fe(CN)6] (0.1mol/L);I2(水);(NH4)2Fe(SO4)2 (0.1mol/L)。
四、实验内容
1.一般实验 (1)[HgI4]2-配离子的生成 取 1-2 滴饱和 HgCl2溶液,逐滴加入 KI(0.1mol/L), 观察现象,继续滴加 KI(0.1mol/L),至沉淀消失。 写出有关的反应方程式,并解释实验现象产生的原因。 注: HgI2 是难溶化合物,呈橘红色。 (2)[Cu(NH3)4]2+离子的解离 ①在三支试管中分别滴加 1 滴 CusO4(0.1mol/L)溶液,在上述一支试管中加 1 滴 NaOH(0.1mol/L),另一支试管中加 1 滴 BaCl2(0.1mol/L),第三支中加 1 滴 Na2S (0.1mol/L),观察实验现象。 ②在试管中加 10 滴 CuSO4(0.1 mol/L)溶液,逐滴加入 NH3·H2O (2mol/L),注 意观察蓝色 Cu2(OH)2SO4,沉淀的生成,再继续滴加 NH3·H2O (6mol/L)至沉淀完全 溶解,并过量数滴。观察溶液的颜色(思考:加人过量氨水目的是什么?)。 ③用滴管吸取此溶液滴于三个试管中各 3 滴,再分别向这三个试管中加入 NaOH(0.1mol/L)、BaCl2(0.1mol/L)、Na2S(0.1mol/L)溶液各一滴。观察实验现象。 将①和③实验的实验现象进行比较,判别③发生了哪些反应,解释反应发生 的原因。 (3)Fe3+(aq)的配离子间的转化 ①取 2 滴 Fe2(SO4)3(0.1mol/L)溶液,加入 HCl(浓),观察溶液颜色的变化,判 断发生了什么反应。再加 2 滴 KSCN(0.1mol/L),观察溶液的颜色,判断发生了什 么反应。 ②取 2 滴 Fe2(SO4)3(0.1mol/L)溶液,加 2 滴 KSCN (0.1mol/L),观察溶液的颜 色。再滴加 NaF(0.2mol/L),观察溶液颜色的变化(在溶液中加 F-,使之与 Fe3+生成 配离子,这是分析中常用的掩蔽 Fe3+的方法)。 查出相应的 Kθ解释上述现象发生的原因。 (4)Fe3+、Fe2+和 Cu2+的特征反应 ①取 4 滴 Fe2(SO4)3(0.1mol/L)溶液,加 2 滴 K4[Fe(CN)6] (0.1mol/L)观察现 象。这是鉴定 Fe3+的特征反应。 ②取 4 滴(NH4)2Fe(SO4)2 (0.1mol/L)溶液,加 2 滴 K3[Fe(CN)6] (0.1mol/L)观 察现象。这是鉴定 Fe2+的特征反应。 ③取 4 滴 CuSO4 (0.1mol/L)溶液,加 2 滴 K4[Fe(CN)6] (0.1mol/L),观察现象。 这是鉴定 Cu2+的特征反应。 (5)AgBr 与[Ag(NH3)2]+的互相转换 取数滴 AgNO3(0.1mol/L)溶液,逐滴加入 过量的 NH3·H2O(2mol/L)至澄清,再加人数滴 KBr(0.1mol/L)溶液,观察实验现象。 取 1 滴 AgNO3(0.1mol/L)溶液,加入 1 滴 KBr(0.1mol/L)溶液,再滴加氨水 (6mol/L) 2mL。振荡观察 AgBr(s)溶解情况。 计算反应 AgBr(s) + 2NH3 === [Ag(NH3)2]+(aq) + Br-(aq)的 Kθ,根据 Kθ的数 值解释所得的实验现象,解释为使 AgBr 更好溶解,为何不用浓度为 2mol/L 的 NH3(aq),而要用 6mol/L 的 NH3(aq) ?

无机化学中的配位化学和络合反应

无机化学中的配位化学和络合反应

无机化学中的配位化学和络合反应配位化学和络合反应是无机化学中的重要概念,也是无机化学研究和应用的基础。

本文将从配位化学与络合反应的定义和基本理论出发,结合实际应用,探讨它们的重要性和相关进展。

一、配位化学配位化学是无机化学的一个重要分支,研究的是形成配合物的原理和配位体的性质、结构、反应等基本问题。

在无机化学中,配合物是指以中心原子(通常是金属离子)为核心,围绕着它的配位体构成的一种复合物。

配位体是指与中心原子通过配位键相连的原子、离子、分子或键合基团。

1. 配位键配位键,也叫配位作用,是指配位体与中心原子的相互作用。

配位键形成的能力在化学上通常用配合物的稳定性来衡量。

形成配位键的主要力有电等效作用(即配体中的每个原子都具有局部电荷),配位作用(共用原子轨道),范德华力等。

2. 配位数配位数指一个中心原子周围形成配合物的配位体个数。

一般来说,金属离子的配位数通常是6、4或5。

其中,6配位体分别位于八面体的八个顶点,4配位体分别位于四面体的四个顶点,5配位体分别位于三棱锥的五个棱角位置。

3. 配合物的结构配合物的结构决定了它们的性质和功能。

常见的配合物结构有正方体、八面体、四面体和三棱锥等。

其中,正方体和八面体是最常见的配合物结构类型,分别对应着6和8配位的情况。

4. 配合物的性质配合物有许多独特的性质,如:(1)配合物的共价键通常是极性的。

(2)配合物可以通过对称性分析进行分类,如在八面体结构中,依据对称中心的多少可以分为两类:正八面体和扭曲八面体。

(3)配合物的色彩多种多样,如黄色、绿色、蓝色、紫色等,其中色彩变化与金属离子的氧化态、配位体、配位数和配位环境等有关。

二、络合反应络合反应是指配位体与中心离子或原子通过配位键相互作用,形成配合物的反应。

络合反应通常可分为配位反应和溶解度反应两类。

1. 配位反应配位反应是通过配位体形成配位键和配合物的化学反应。

配位反应中的反应物有两类,分别是金属离子和配位体。

无机化学中的重要离子与配位化合物

无机化学中的重要离子与配位化合物

无机化学中的重要离子与配位化合物无机化学是研究无机物质的性质、合成方法和应用的领域。

在无机化学中,重要离子和配位化合物发挥着关键作用,它们在化学反应和实际应用中具有广泛的影响。

本文将探讨无机化学中的重要离子和配位化合物的特性和应用。

一、重要离子1. 钠离子(Na+)钠离子是一种常见的阳离子,在化合物中通常以Na+的形式存在。

它在生物体内维持体液平衡、神经传导和细胞功能中起着重要作用。

此外,钠离子还可以用于制备玻璃、肥皂和某些药物。

2. 铁离子(Fe)铁离子在生物体中是必需的,它参与体内的氧运输、呼吸和能量代谢过程。

在无机化学中,铁离子常见的氧化态有Fe2+和Fe3+,它们在多种配位化合物和催化剂中扮演着重要角色。

3. 锌离子(Zn2+)锌离子作为微量元素存在于人体中,并参与多种酶的催化反应。

在无机化学中,锌离子广泛应用于配位化合物、染料和催化剂的合成和应用中。

4. 铜离子(Cu2+)铜离子在生物体和无机化学中都具有重要的应用价值。

在生物体内,铜离子参与催化反应和电子传递。

在无机化学中,铜离子可用于制备催化剂、染料和超导材料等。

二、配位化合物1. 配位基配位基是能够通过配位键与中心金属离子形成配位化合物的分子或离子。

常见的配位基包括水、氨和氯等。

在配位化合物中,配位基通过共价键或配位键与中心金属离子结合。

2. 配位数配位数是指配位化合物中通过配位键与中心金属离子结合的配位基的个数。

常见的配位数包括2、4和6等。

配位数取决于中心金属离子的电子排布和配位基的性质。

3. 配位化合物的性质配位化合物具有多种特殊的性质。

例如,一些配位化合物具有特定的颜色,这是由于配体的能级分裂引起的。

此外,许多配位化合物在电子传递、磁性和催化反应等方面发挥重要作用。

4. 应用领域配位化合物在多个领域具有广泛的应用。

例如,在医药领域,一些铂配合物被用作铂类抗肿瘤药物,具有抑制癌细胞生长的能力。

在工业中,一些配位化合物被用作催化剂,促进化学反应的进行。

无机化学中的配位化学

无机化学中的配位化学

无机化学中的配位化学一、引言无机化学是化学的一个重要分支,研究的是不包含碳氢键的化合物。

在无机化学中,配位化学是一个重要的研究领域,主要关注于配位化合物的合成、结构及性质等方面。

本文将介绍无机化学中的配位化学的概念、基本原理以及应用。

二、概述配位化学是研究配位化合物的合成、结构以及配位离子与配体之间的相互作用的学科。

配位化合物是由一个或多个配位离子与一个或多个配体通过配位键结合而成的化合物。

配位离子通常是过渡金属离子,而配体则是能够提供一个或多个孤对电子的分子或离子。

三、配位键的形成配位键是配位离子与配体之间形成的一种特殊化学键,其中孤对电子从配体转移到配位离子上。

配位键的形成是通过配位离子的空轨道与配体的配对电子的协同作用而实现的。

配位键的形成使得配位化合物具有特殊的结构和性质。

四、配位化合物的合成配位化合物可以通过多种方法合成,其中最常用的方法包括配位反应和配体置换反应。

配位反应是指在一个配位离子周围形成化学键的过程,通常涉及金属离子的配位数的变化。

配体置换反应是指将一个配体与一个配位离子置换的反应,通过这种反应可以得到具有不同配位离子的配位化合物。

五、配位化合物的结构配位化合物的结构非常多样,其中最常见的是配位数为6的八面体和配位数为4的平面四方体。

配位化合物的结构对其性质起着重要的影响,例如,八面体配位化合物通常具有高度的对称性和抗溶剂化能力。

六、配位化合物的性质配位化合物具有许多特殊的性质,例如,具有不寻常的磁性、发光性和催化性能等。

这些性质的出现往往与配位化合物的结构和配合物之间的相互作用密切相关。

七、应用领域配位化学在许多领域都有着广泛的应用。

在医学上,配位化合物可以用于制备药物或作为医疗影像剂。

在材料科学中,配位化合物可以用于制备光电材料、催化剂和磁性材料等。

此外,配位化学还在环境保护、能源储存和转化以及生物学等领域发挥着重要的作用。

八、结论配位化学作为无机化学的重要分支,研究了配位化合物的合成、结构和性质等方面。

无机化学中的金属离子配位

无机化学中的金属离子配位

无机化学中的金属离子配位金属离子的配位化学是无机化学的重要领域之一。

通过配位反应,金属离子可以与配体形成配合物,从而展现出不同的物理性质和化学性质。

本文将介绍金属离子配位的基本原理、配合物的性质以及在实际应用中的重要性。

一、金属离子配位的基本原理金属离子配位是指金属离子和配体之间发生的化学反应。

在这种反应中,金属离子通过与配体之间的配位键结合形成配位化合物。

配位键是通过金属离子与配体中的一个或多个配位原子之间的化学键形成的。

常见的配位原子包括氮、氧、硫等。

金属离子配位的反应过程通常可以用以下方程式表示:[金属离子] + [配体] → [金属配合物]在配位反应中,金属离子的电子结构发生改变,形成配位键后,金属离子周围的电子云结构发生变化,从而影响了金属离子的性质。

二、金属离子配合物的性质金属离子配合物具有多种物理性质和化学性质,其中包括:1. 稳定性:金属离子配合物的稳定性是指配合物在溶液中的抵抗解离的能力。

稳定性取决于金属离子和配体之间的配位键强度,以及配合物的结构和溶液条件等因素。

2. 颜色:金属离子配合物通常具有特殊的颜色。

这是由于金属离子的d电子发生跃迁,从而吸收了特定波长的光线。

这种现象被称为配位自由度。

3. 磁性:部分金属离子配合物具有磁性。

这是由于配合物中的金属离子存在未成对的电子,从而产生了磁性。

4. 反应性:金属离子配合物在溶液中可以参与多种反应,例如配位置换反应、配位加成反应等。

这些反应常常导致配合物性质的变化,从而扩展了金属离子在化学反应中的应用。

三、金属离子配位在实际应用中的重要性金属离子配位在实际应用中具有广泛的重要性。

以下是一些常见的应用领域:1. 催化剂:金属离子配合物常被用作催化剂。

通过调控金属离子和配体之间的配位键强度和结构,可以优化催化剂的活性和选择性。

2. 药物:金属离子配合物在医药领域中具有重要的应用价值。

一些金属离子配合物被用作抗肿瘤药物、抗炎药物等。

通过调节配合物的结构和配体的选择,可以改变药物的活性和毒性。

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S L
底物
中心
A
LL
L
B
L
需要合适的溶剂
理想情况:
CoH(N2)(PPh3)3 18e:饱和、稳定
溶剂中: CoH(N2)(PPh3)3 Sol
CoH(PPh3)3 + N2
16e:不饱和 可烯烃配位
1. 配位催化中的基本反应
化学计量反应 chemical stoichiometric reaction
PPh3
CH3
加成物A–B 三类:
亲电试剂: X2(卤素)、H-Y(质子酸)、R-X、RCOCl、 RSO2Cl、RCN、SnCl4、HgCl2 等 含多重键的分子: O2、 S2、Se2、RC CR、RCH=HCR、
RN=NR、S=C=S、CH2O、RN3等
非极性加成物: H2、R3SiH、RSH、RCHO、RH、芳烃等
含多重键的加成物A–B
氧化加成本身不劈裂
例:
Ph3P OC
Ir
Cl PPh3 + O
Ph3P OC
Cl
Ir O O
PPh3
(2)插入反应和脱出反应
同一M上
1个饱和配体X 1个不饱和配体Y
插入反应 insertion
结合生成新配体X-Y
分子内
Y
迁移插入反应 M X
L
L
MY X
MY X
M的氧化态不变
[RhI2(CO)2]HI、H2O
CH3COOH
Co、Ir活性差
5 由乙醇生产乙酸
CH3
-
CH3OH
OC
CO
Rh
I
I
HI CH3I
OC
CO
Rh
I
I
I
-
S OC
CO CH3
Rh
H2O
O
I
I
-I
CH3C I OC CO CO CH3
CH3COOH
Rh
I
I
CO
I
Mn
N
CO
CH3Li
O
PPh3
Mn
N
CO
O
PPh3
+
O
Mn
N
C
CH3
O
PPh3
(2)插入反应和脱出反应
① 迁移插入反应 ② 对不饱和配体的分子间亲核加成反应 ③ 脱出反应
③ 脱出反应
MH H2C CH2
插入反应 脱出反应
–H消除
H M CH2CH2
前提:配位不饱和
H对烯烃的插入
逆过程为–H消除
精细化学品合成
2 烯烃氢化
H2
Ph3P Rh PPh3
Cl
PPh3
R
Ph3P Cl
H
H Rh
PPh3 PPh3
H
Ph3P Rh PPh3
Cl
PPh3
H R
Me
Ph3P Cl
H
Rh PPh3
PPh3
H R
Me
PPh3
Ph3P Cl
H
H Rh
PPh3
R
Ph3P Cl R
H
H Rh
PPh3
3 烯烃氢甲酰化(醛基化、氢羰基化)
CC MH
CC MH
脱出反应例:
具有两个相同烷基的金
属配合物分解生成一分
LnM
CH2CH2R CH2CH2R
子烷烃和一分子烯烃 ——歧化反应
-L
Ln-1M
CH2CH2R CH2CH2R
-H消除
CH2CH2R Ln-1M H RHC CH2
+L(取代烯烃)
CH2CH2R
LnM H
+ RHC=CH2
一分子烯烃
CO
CHO
R
H2 CO
OC OC
Co COCO
R
CO CO
OC Co OC
CO
CO
R
4 Wacker法由乙烯生产乙醛
Wacker oxidation of alkenes
Smidt反应,Wacker过程 Wacker chemie公司的Smidt 发明
CH2CH2 + 1/2O2
CH3CHO
优点
催化剂:PdCl2/CuCl2
H3C
13CO
OC
CO
OC Mn CO
CO
H3C
CO
OC + OC
Mn
13CO CO
CO
√CH3迁移
比例: 1
:
3
实际为:烷基迁移
OC
CH3
OC 13CO
OC Mn CO
+
CO
OC OC 13CO OC Mn CO
CO CH3
OC OC 13CO
+
Mn
OC
CO
H3C
CO
比例: 1
:
2
:
1
H对烯烃的插入
反应定量 低浓度Pd
可制醛、酮
3由乙烯生产乙醛
O2 + 2H+ Cu(I) H2O
Cu(II)
Pd(II)
H2O
Pd(II)
H+
Pd(0)
O + H+
OH
OH
- Pd(II) OH
Pd(II)
H Pd(II)
5 Monsanto法由乙醇生产乙酸
Monsanto Process
世界范围应用
CH3OH + CO
A MB
少见:2M + A-B
断裂
氧化加成 还原消除 M
或A
A +M B MM B
中心金属的氧化数、配位数均增大
中性分子AB分解还原为两个负离子A-、B-
LyMn + AB = LyMn+2(A)(B)
主要形式:
M + A-B
氧化加成 还原消除
A MB
条件:
M上有非键电子密度 配合物上有两个配位空位 M有相隔两个单位的氧化态
① s-反馈p 配位使反应分子活化
例:蔡斯盐[Pt(C2H4)Cl3]C2H4被活化 (p 配体)
例:羰基化合物 CO被活化 (p 酸配体)
适宜金属: d电子较多、反馈d电子能力强 如VIII、IB、IIB 低价态的VIB、VIIB离子或原子
催化剂配位活化的主要机理
② 配位使反应分子极化,利于发生邻位插入反应
R LnM
C C
C
- + C RC
LnM +
C -
LnM C C R C
适宜金属:d电子少(d0, d1)、价态较高 无或弱反馈d电子能力
催化剂配位活化的主要机理
③ 配位使中性分子活化
氧化加成
2. 配位催化反应举例
1 a-烯烃聚合
Ziegler-Natta催化剂
2 烯烃氢化
Wilkinson催化剂
3 烯烃氢甲酰化
Co, Rh
4 Wacker法由乙烯生产乙醛 PdCl2/CuCl2 5 Monsanto法由乙醇生产乙酸 [RhI2(CO)2]-
1 a-烯烃聚合
Alkene polymerization
Ziegler-Natta催化剂组成:
IVB~VIII
盐或配合物
IA~IIIA
烷基化合物 氢化物 卤化物
(1)氧化加成反应与还原消除反应 (2)插入反应和脱出反应 (3) 氧化偶联反应与还原去偶联反应
(1)氧化加成反应与还原消除反应
Oxidative addition and reductive elimination
氧化:中心金属氧化态升高
加成:配位数增大
主要形式:
M + A-B
氧化加成 还原消除
催化为循环过程 催化反应:
自发、够快 催化剂:
选择性、寿命
催化剂
中心
反应物 (底物)
配位 被活化
产物
解配
中心
均相催化
催化剂
中心
配位不饱和 (配体离解和配位)
反应物 (底物)
配位
中心
空位?
LL L
L
催化剂
中心
配位不饱和 (配体离解和配位)
反应物 (底物)
配位
溶剂分子
占据空位
S
L
L + A +B
L
Cl
链终止
丙烯线形聚合物的可能结构 全同结构
(间同)反式结构 无规立构
1 a-烯烃聚合
Ziegler-Natta 1963年获诺贝尔化学奖
IVB~VIII
IA~IIIA
盐或配合物
烷基化合物 氢化物 卤化物
工业常用形式:
TiCl4 (TiCl3) + R3Al (R2AlCl)
2 烯烃氢化
Hydrogenation of alkenes
分子间 亲核加成反应
X +M
Y MYX
M的氧化态可能改变
(2)插入反应和脱出反应
① 迁移插入反应 ② 对不饱和配体的分子间亲核加成反应 ③ 脱出反应
(2)插入反应和脱出反应
① 迁移插入反应 migration (insertion) reaction
The term “insertion” carries no mechanistic implications.
① 迁移插入反应
M+o
H PF6-
PPh3
H与烯烃的位置:顺式
M+o PPh3
PF6-
CH2CH2H
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