有机金属化合物

有机金属化合物及其应用

学校：辽宁师范大学

学院：化学化工学院

年级：2010级

班级：3班

姓名：***

学号：**************

有机金属化合物及其应用

于泳博

辽宁师范大学化学化工学院 2010级3班

摘要

近年来，有机金属化合物的设计、合成、结构及其应用的研究十分活跃。有机金属化合物是指分子中有机基团的碳原子和金属原子直接结合的化合物。如果含碳成分是通过某些其它原子（例如：氧、氮或硫）与金属结合，就不属于这类化合物。例如(C3H7O)4Ti 就被认为不是有机金属化合物，而C6H5Ti(OC3H7)3则是，因为后者的金属和碳有一处直接成键。实际上除稀有气体外，有机基团可以通过碳原子来用各种方式与周期表中所有元素相结合。本文仅以金属有机锂化物为例对有机金属化合物及其应用做一初步介绍。

关键词：有机金属化合物、有机锂化合物应用、有机金属化合物性质

前言

1827年丹麦Zeise制得铯的有机化合物，1849年Frankland合成出的金属σ键化合物（二丁乙基和锌结合的化合物），开始了金属有机化合物的发展。Grignard继续研究金属有机化合物，制成亲核性有机镁化合物，如甲基溴化镁等，广泛应用它作为合成其他有机化合物的试剂，称为格利雅试剂（简称格氏试剂）。

20世纪有机合成利用格氏试剂引起了人们对金属有机化合物的注意。20世纪前半叶，主族的非过渡金属有机化学研究的非常广泛，特别是美国Gilnan等人发起了锂有机化学，为研究金属有机化学打下了基础。

所谓金属有机化合物即除金属碳化物以外金属和碳结合的化合物的总称。有机金属是以金属和碳结合是按π结合和σ结合或两者皆有之来划分。把具有π结合的有机化合物叫作有机金属络合体，有不少是镍、钴、钼、钨的羰基化合物。具有σ结合的有机硅化合物主要用于高分子工业和表面加工工业。格利雅试剂和烷基铝主要应用于制药工业作中间原料和聚乙烯的聚合触媒，但是操作复杂。

近年来，对于典型金属元素的有机化合物具有的热力学不稳定、挥发性、光反应等特异性能积极地进行了应用技术研究，尤其在电子工业中取得了引人注目的进展。

正文

有机金属化合物一般不稳定，大多数和大气中的氧反应引起自燃。有机金属化合物烷基链的长度越短，这个现象越显著。如三甲基铝(CH3)3Al可引起爆炸。另外，一班的有机金属化合物与水、醇等的反应性也强，多数生成醚、胺络合物。有机金属化合物多数对热不稳定，热分解生成链烷、链烯和氢等，同时析出金属。烷基铝、烷基铟、烷基鎵主要用于电子工业作化学汽相沉积（CVD）材料。在常温常压下多呈液态，不宜分解且能气化的也不少。

有机金属化合物通常有三种类型：

1．正电性金属的离子化合物，高正电性金属的有机金属化合物，在性质上通常是离子型的，例如锂的衍生物性质上显然是共价以外，其他都是不溶于碳氢化合物溶剂、并与空气、水等很容易反应。Ca、Sr、Ba，碱土金属衍生物的性能更差，它们比碱金属的化合物反应更活泼和更不稳定，离子化合物的稳定性和活泼性能部分地决定于碳负离子的稳定性，含有不稳定阴离子，例如C n H2n+1的化合物通常具有高的反应能力，也不稳定，难以分离出来，但也确实存在相当稳定的碳负离子。

虽然它们仍然很活泼。例如（C6H5）3CNa和（C6H5）2Ca，但其金属衍生物还是比较稳定的

2．σ键化合物。这类化合物是由正电性较低的大多数金属生成，当然也包括非金属元素在内，分子内有机基团与金属通过一般的双电子共价键结合（虽然某些场合具有一些离子键的性质）通常的价键规则在这里是适用的，并且有机基团能够部分取代卤离子、氢氧离子等，例如(CH3)3SnCl、(CH3)SnCl3等。

3．非经典键的化合物，有许多化合物的金属—碳键，不能以离子键或简单意义上的M—C共价键来解释，非经典键分子中数量最多和最重要的种类，包括那些主要是由过渡元素生成，其中不饱和基团与金属原子的结合是通过π电子和金属轨道相互作用的分子。此外，少数非经典键的化合物是带有桥式烃基组成的，B、Al、Ga、In、和Tl等元素都能生成很稳定、但又很活泼的三烷基和三芳基化合物，其中B、Ga、In、Tl的化合物在蒸汽和溶液中都以单体形式存在，（CH3）3In和（CH3）Tl在晶体中形成四聚物但缔合力弱，性质不稳定，在第三族中唯一能生成几种稳定的二聚物是铝化合物，三甲基铝在苯溶液中是二聚物，甚至在气象中也有部分二聚物。

有机锂化物是常用的金属有机化合物之一。碱金属有机化合物具有高度的化学活性，它们广泛用作有机合成试剂，也用于聚合反应的催化剂。有机锂化学研究的最多，应用也最广。它的结构和反应性能在金属有机化学中是很重要的。

有机锂化合物广泛应用于有机合成，开拓了金属有机化合物广泛应用的新途径，推动了金属有机化学进一步发展。

金属锂能生成很多种有机锂化合物，主要有烷基锂、芳基锂、胺基锂等，如：三氯甲基锂（Cl3Li）、甲基锂（CH3Li）、乙基锂（C2H5Li）、乙烯基锂（C2H3Li）、环丙基锂（C3H5Li）、苯基锂等（C6H5Li）。锂能生成众多有机锂化合物这一特性，为锂在有机合成中的应用开拓了广阔的前景。有机锂化合物在精细有机合成、基本有机合成和高分子合成的理论与实践方面起着很重要的作用。有机锂化合物具有易制备、能溶于惰性溶剂中等特点，应用价值不断提高，适用范围越来越广。

其中最重要的有机锂化合物——丁基锂。在众多的有机锂化合物中，丁基锂是一种最主要的有机锂化合物。丁基锂（C4H9Li）有4种同分异构体，即正丁基锂、仲丁基锂、异丁基锂和叔丁基锂，其中以正丁基锂用途最广，是目前工业生产中最重要的有机锂化合物。

由于丁基锂的Li—C键是极性共价键，故它以液态或低熔点固态存在，易溶于如己烷、环己烷等有机溶剂中。正丁基锂是一种澄清、无色、不挥发、稍具粘性的流动液体，为六聚体，在许多碳氢化合物中有无限的溶解度。丁基锂易与空气中的氧气和水分起反应。纯态的丁基锂或其溶液暴露在空气中时，通常会自燃，在较高的温度和液态下会分解出相应的烃和氢化锂。丁基锂易被还原成碳氢化合物，与氧反应生成酯，与硫反应生