第一篇：淺談金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用
淺談金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用
Development and application of metal organic chemistry
摘要：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及交叉學(xué)科的不斷出現(xiàn), 金屬有機(jī)化學(xué)這一新興學(xué)科也逐漸發(fā)展起來。其研究的重點(diǎn)是碳-disciplines continue to emerge.Metal Organic Chemistry this emerging disciplines gradually developing.The focus of their research is carbon--Key metal compounds form, nature and application.Its development has broken the traditional organic and inorganic chemistry boundaries, and theoretical chemistry, synthetic chemistry, catalysis, chemical structure, biological, inorganic chemistry, polymer science interweave together, become one of the areas of modern chemistry frontiers.Metal organic compounds are widely used in medicine, agriculture, industry and other fields 關(guān)鍵詞：
金屬有機(jī)化學(xué) Metal Organic Chemistry；金屬有機(jī)化合物 organometallic compound；發(fā)展 development；應(yīng)用 Application 前言：
縱觀金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)展史，其特點(diǎn)是——有趣又有用，有趣在于其具有多樣性和意外性，因此，有人說：金屬有機(jī)化學(xué)的歷史是一部充滿意外發(fā)現(xiàn)的歷史。最早的金屬有機(jī)化合物是1827年由丹麥藥劑師Zeise用乙醇和氯鉑酸鹽反應(yīng)而合成的；比俄國門捷列夫1869年提出元素周期表約早40年，與有機(jī)合成之父合成尿素幾乎同一時期（1828年）.金屬有機(jī)化合物是金屬與有機(jī)基團(tuán)以金屬與碳直接成鍵而成的化合物 ；因而，金屬與碳間有氧、硫、氮等原子相隔時，不管該金屬化合物多么象有機(jī)化合物，也不能稱為金屬有機(jī)化合物。
金屬有機(jī)化學(xué)是有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)交疊的一門分支課程，主要講述含金屬離子的有機(jī)化合物的化學(xué)反應(yīng)、合成等各種問題。因此具有廣闊的發(fā)展前景與廣泛的應(yīng)用方向。
一、金屬有機(jī)化合物的組成：
金屬有機(jī)化合物，就是碳原子和金屬原子直接相連的化合物。最早的金屬有機(jī)化合物，比如格式試劑。而叔丁醇鉀之類的化合物，由于是金屬跟氧相連的化學(xué)結(jié)構(gòu)，所以其不屬于金屬有機(jī)化合物的范疇。廣義的金屬有機(jī)化合物，將硫、硒、碲、磷、砷、硅、硼等帶有金屬性質(zhì)的 非金屬都算成金屬，實(shí)際上已經(jīng)超越了經(jīng)典金屬有機(jī)化合物的范疇。但是由于元素有機(jī)化學(xué)和金屬有機(jī)化學(xué)有著千絲萬縷的聯(lián)系，將其混 在一起也不致引起太大的混亂
二、金屬有機(jī)化學(xué)的分類：
1、金屬有機(jī)化合物的合成及其性質(zhì)
研究者專門合成金屬有機(jī)化合物，并研究這些化合物（通常是晶體）的物理學(xué)性質(zhì)及其在材料學(xué)、高分子科學(xué)上的應(yīng)用。
2、金屬有機(jī)合成化學(xué)
研究者專門研究金屬有機(jī)化合物在合成中的應(yīng)用，雖然也合成金屬有機(jī)化合物，甚至設(shè)計配體，但是目的在于探究其在有機(jī)合成學(xué)上的作用。主要是催化性能，有時也會有計量的金屬有機(jī)化合物參與反應(yīng)。
三、金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展前景 進(jìn)入到21世紀(jì)，環(huán)保成為了人們不可避免的話題，能源的大量消耗與污染的大量產(chǎn)生讓沉浸在發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)中的人們意識到周邊生活環(huán)境的改變，意識到自身對環(huán)境的污染與破壞，意識到環(huán)保應(yīng)該成為最重要的目標(biāo)之一。過渡金屬的催化的高選擇性能使金屬有機(jī)化學(xué)能夠扮演原子經(jīng)濟(jì)性的主要角色。同時綠色化學(xué)的12條準(zhǔn)則可以通過金屬有機(jī)化學(xué)達(dá)到。
化學(xué)的分支之一材料化學(xué)是當(dāng)今的熱門學(xué)科，隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，對材料的需求越來越高且越來越復(fù)雜，應(yīng)用金屬有機(jī)化合物作為催化劑合成電子材料、光學(xué)材料和具有特種性能的無機(jī)材料將是大有作為的。同時金屬有機(jī)化合物本身作為材料也是研究的熱點(diǎn)，也具有廣泛的應(yīng)用前景。
以人工固氮和人工太陽能為主體的模擬生物功能來實(shí)現(xiàn)對能源和的可持續(xù)利用是21世紀(jì)能源方面研究的熱點(diǎn)及前沿。實(shí)現(xiàn)這一過程的核心問題是模擬并應(yīng)用自然界中植物用于固氮和轉(zhuǎn)換太陽能的酶和葉綠素，而酶的大部分和葉綠素是金屬有機(jī)化合物。
四、金屬有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用
1.在工業(yè)中，金屬有機(jī)物被大量用作石油化工、精細(xì)化工、高分子化工中的催化劑。用丙烯、水喝一氧化碳為原料，在八羰基合二鈷催化下經(jīng)氫甲?；啥∪┨娲艘胰┑拇既┛s合法。金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展為工業(yè)提供了一系列高活性、高選擇性的新型催化劑，還為在分子水平上的現(xiàn)代化催化理論提供了科學(xué)依據(jù)。
2.在農(nóng)業(yè)中，有機(jī)銻、汞等藥物用作除草劑、有機(jī)磷用作殺蟲劑，具有高效、低毒、低殘留、廣譜的特性，是目前應(yīng)用廣泛的農(nóng)藥之一 3.在生活中，金屬有機(jī)物也有重要作用。如二戊鐵，其最具前途的應(yīng)用是航天工業(yè)及固、液、氣體燃料中作節(jié)能添加劑。將其按千分之一的比例加入燃料中，可節(jié)能5-10%，同時清除30-70%因燃燒產(chǎn)生的煙霧，是很好的環(huán)保用品。
4.在新、特藥研究中，曾用有機(jī)銻化合物消滅了血吸蟲病和治療黑熱病、治愈了血吸蟲病患者76萬人，黑熱病患者60萬人。人們還發(fā)現(xiàn)某些金屬茂類化合物具有抗癌活性。
5、在二次能源中，地球上貯藏的煤和石油開采過度，預(yù)計到2020年，由太陽能轉(zhuǎn)換器提供的能量將占世界能量需求的10-15%。而將太陽能轉(zhuǎn)化為能貯、可運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)能之前景也很誘人，可以以水和大氣為原料生產(chǎn)燃料和化工料，氫氣、烴、一氧化碳、醇等產(chǎn)品，其中可以光解水產(chǎn)生氫氣最令人感興趣，氫是最具前途的二次能源，具有密度小、燃燒值大、無污染等優(yōu)點(diǎn)，原料誰在地球上貯量極大。目前最具前途的方法仍是光解水，而用來吸收光能的金屬有機(jī)物，作為光敏劑種類之一，具有廣闊應(yīng)用前景。
總結(jié)：
發(fā)展金屬有機(jī)化學(xué)不僅具有重要的科學(xué)意義，還和開辟新能源、開發(fā)新型化學(xué)和反應(yīng)、研究新的合成方法、探索生命現(xiàn)象本質(zhì)、合成新材料、試制抗癌藥物和其他特效藥物，以及保護(hù)環(huán)境等一系列當(dāng)前世界上最重要的科研課題，都有著時分密切的關(guān)系。目前金屬有機(jī)化學(xué)已成為無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和理論化學(xué)研究的共同研究對象，具有巨大的發(fā)展?jié)摿洼x煌的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)：
何仁編著.配位催化與金屬有機(jī)化學(xué).R.布里斯羅著.化學(xué)的今天和明天 陸熙炎主編.金屬有機(jī)化合物的反應(yīng)化學(xué) 王延吉、趙新強(qiáng)主編.綠色化學(xué)催化過程與工藝 黃耀曾.漫談金屬有機(jī)化學(xué)
第二篇：金屬有機(jī)化學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用
金屬有機(jī)化學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用
——一門交叉學(xué)科的興起
摘要：按時間順序分階段介紹了金屬有機(jī)化學(xué)這門交叉學(xué)科的產(chǎn)生、發(fā)展及發(fā)展規(guī)律、在實(shí)踐中的應(yīng)用，以及從中體會到的學(xué)科的研究方法，并通過其前沿問題對其未來發(fā)展做作了展望。
關(guān)鍵詞：金屬有機(jī)化學(xué) 學(xué)科發(fā)展歷史 發(fā)展規(guī)律 未來展望 研究方法
著名的物理學(xué)家普朗克曾說過：“科學(xué)是內(nèi)在的整體。它被分解為單獨(dú)的部門不是取決于物質(zhì)的本質(zhì)，而是取決于人類認(rèn)識的局限性?！弊鳛椤爸行牡模瑢?shí)用的和創(chuàng)造性的科學(xué)”的化學(xué)，其發(fā)展過程中由于客觀條件所限制而形成的認(rèn)識上的局限性同樣理所當(dāng)然地導(dǎo)致了其內(nèi)部學(xué)科的分化。但是人類認(rèn)識的進(jìn)步是必然的歷史趨勢，同時，科學(xué)技術(shù)的高度分化和高度綜合的整體化趨勢也促成了當(dāng)初分化了的學(xué)科之間的交叉和滲透。金屬有機(jī)化學(xué)作為化學(xué)中無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)兩大學(xué)科的交叉從產(chǎn)生到發(fā)展直到今天逐漸地現(xiàn)代化，它始終處于化學(xué)學(xué)科和化工學(xué)科的最前線，生機(jī)勃勃，碩果累累。
化學(xué)主要是研究物質(zhì)地組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；研究物質(zhì)在各種不同聚集態(tài)下，在分子與原子水平上的變化和反應(yīng)規(guī)律、結(jié)構(gòu)和各種性質(zhì)之間的相互關(guān)系；以及變化和反應(yīng)過程中的結(jié)構(gòu)變化，能量關(guān)系和對各種性質(zhì)的影響的科學(xué)。金屬有機(jī)化學(xué)所研究的對象一般是指其結(jié)構(gòu)中存在金屬－碳鍵的化合物。在目前為止人類發(fā)現(xiàn)的110多種化學(xué)元素中，金屬元素占絕大部分，而碳元素所衍生出的有機(jī)物不僅數(shù)量龐大，而且增長速度也很快，將這兩類以前人們認(rèn)為互不相干的物質(zhì)組合起來形成的金屬有機(jī)化合物不僅僅是兩者簡單的加和關(guān)系，而應(yīng)是乘積倍數(shù)關(guān)系。其中的許多金屬有機(jī)化合物已經(jīng)為人類進(jìn)步和國民生產(chǎn)做出了特殊的貢獻(xiàn)，更重要的是，金屬有機(jī)化學(xué)是一門年輕的科學(xué)，是一座剛剛開始發(fā)掘的寶藏，發(fā)展及應(yīng)用潛力不可估量。下面就按時間順序來說明金屬有機(jī)化學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展及其規(guī)律以及在實(shí)踐中的應(yīng)用，并探討學(xué)科的研究方法。
一.金屬有機(jī)化學(xué)的產(chǎn)生與基本成形階段（1823～1950年）1827年，丹麥藥劑師蔡司（W.C.Zeise）在加熱PtCl2/KCl的乙醇溶液時無意中得到了一種黃色的沉淀，由于當(dāng)時的條件所限，他未能表征出這種黃色沉淀物質(zhì)的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)已證明，這個化合物為金屬有機(jī)化合物。蔡司可能不會想到，他無意中得到的這第一個技術(shù)有機(jī)化合物標(biāo)志著的無機(jī)化學(xué)與有機(jī)化學(xué)的交叉學(xué)科金屬有機(jī)化學(xué)的開端竟然比德國化學(xué)家維勒（F.Wohler）由無機(jī)化合物合成有機(jī)物尿素而首次在無機(jī)化學(xué)與有機(jī)化學(xué)這個當(dāng)初人們認(rèn)為不可逾越的鴻溝之間架起橋梁還要早一年。
第一個系統(tǒng)研究金屬有機(jī)化學(xué)的首推英國化學(xué)家福朗克蘭（E.Frankland）。起初，他把他制得的一些化合物錯誤地認(rèn)為是他所想要“捕捉”的自由基，但實(shí)際上得到的是金屬有機(jī)化合物。難能可貴的是，當(dāng)他后來發(fā)現(xiàn)他得非所愿時，不但沒有氣餒，反而更深入地研究了這種“新奇”的化合物，總結(jié)出了金屬有機(jī)化學(xué)的定義。
1899年，法國化學(xué)家格利雅（V.Grignard）在他的老師巴比爾（P.Barbier）的引導(dǎo)下，在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了鎂有機(jī)化合物RMgX并將它用于有機(jī)合成。這是本階段金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)展的最重要的一頁。他所發(fā)現(xiàn)的新試劑開創(chuàng)的新的有機(jī)合成方法在如今仍被廣泛應(yīng)用。由于他的卓越貢獻(xiàn)，1912年，他獲得了諾貝爾化學(xué)獎，這也是第一個獲得諾貝爾獎的金屬有機(jī)化學(xué)家。當(dāng)時格利雅得知自己獲獎后，曾寫信強(qiáng)烈要求評審委員會讓他與他老師巴比爾一起分享此獎，遺憾的是他的提議遭到了拒絕。
1922年美國的米基里（T.Midgeley）發(fā)現(xiàn)了四乙基鉛及其優(yōu)良的汽油抗震性。于是1923年便在工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)用來作汽油抗震劑，這是第一個工業(yè)化生產(chǎn)的金屬有機(jī)化合物，但后來鉛嚴(yán)重影響兒童智力發(fā)育的發(fā)現(xiàn)給這種“優(yōu)良”的抗震劑判了死刑，現(xiàn)在基本上已經(jīng)被淘汰。
工業(yè)上第一次用金屬有機(jī)化合物作為催化劑的配位催化過程是1938年的德國Ruhrchemie化學(xué)公司的羅倫（Ｏ.Rolen）發(fā)現(xiàn)的氫甲基化反應(yīng)，以此開創(chuàng)了金屬有機(jī)化學(xué)中的著名的羰基合成及配位催化學(xué)科。
綜觀這一時期金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展，有以下特點(diǎn)：
1.以經(jīng)驗(yàn)積累為主，同時由于社會需要的推動，金屬有機(jī)化學(xué)開始初步地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。無論是蔡司的偶然，還是福朗克蘭的無意，但最終是他們奠定了金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)展的基石，都處于金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)展的感性認(rèn)識階段。可以說，偶然性中有必然性，而金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)展的必然性通過一件件的偶然發(fā)展表現(xiàn)出來。同時社會需要的強(qiáng)大推動力使得偶然發(fā)現(xiàn)的具有某些實(shí)用價值的金屬有機(jī)化合物迅速地工業(yè)化并廣泛應(yīng)用，這種在不成熟的理論條件下的工業(yè)化無疑為“技術(shù)悖論”發(fā)揮其作用提供了滋生的溫床。
2.以開創(chuàng)性工作居多，以提供后續(xù)發(fā)展的理論起點(diǎn)見長。學(xué)科交叉的最初一步這層窗戶紙通常是偶然中被捅破的。雖然邁出的這第一步在理論上看來極不完善，在實(shí)踐上也沒有指導(dǎo)意義，但它是具有開創(chuàng)性，就象在人類進(jìn)化過程中第一只直立行走的類人猿邁出的第一步。同時，在當(dāng)時的客觀條件下，那些科學(xué)家很難就他們的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行更進(jìn)一步的分子水平上的結(jié)構(gòu)檢測，從而不能將其上升到由宏觀到微觀，再由微觀反過來影響宏觀的方法高度，但其所積累下來的寶貴經(jīng)驗(yàn)成為下一階段研究的理論的起點(diǎn)。
3.在研究方法上，雖然這一時期整個化學(xué)的研究環(huán)境比較艱苦，再加上金屬有機(jī)化合物對空氣對水比較敏感，常常化學(xué)家花了九牛二虎之力眼看就要得到產(chǎn)物了，但一不小心見一下空氣，整個實(shí)驗(yàn)都白費(fèi)！曾經(jīng)有一個金屬有機(jī)化學(xué)家說幾乎每一個當(dāng)時的從事金屬有機(jī)的人都有過幾次這樣“只有哭鼻子”的經(jīng)歷。但就在這樣艱苦的實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)時金屬有機(jī)化學(xué)的奠基者們沒有氣餒，并善于觀察，從偶然中找到必然。油浴分析條件差，對物質(zhì)判斷的失誤是常事，但人們能從錯誤中總結(jié)，善于從失誤中找到教訓(xùn)，錯誤或失誤有其必然的價值，往往能得到種瓜得豆的效果。
二.金屬有機(jī)化學(xué)的飛速發(fā)展階段（1951－20世紀(jì)90年代初）1951年鮑森（P.L.Pauson）和米勒(S.A.Miller)的并非預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，偶然地發(fā)現(xiàn)了二茂鐵，由此引發(fā)的對金屬有機(jī)化學(xué)原有理論上挑戰(zhàn)揭開了金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)展的新序幕。這個發(fā)現(xiàn)是有里程碑式意義的。有了挑戰(zhàn)就意味著有了進(jìn)步的可能，即“窮則變，變則通?！睉{著威爾金森（G.Wilkinson）和伍德沃德(R.B.Woodward)的智慧以及費(fèi)舍爾（F.O.Fisher）辛勤工作，借助當(dāng)時X射線衍射，核磁共掁，紅外光譜等物理發(fā)展而提供的先進(jìn)的檢測技術(shù)手段，二茂鐵的結(jié)構(gòu)得以確認(rèn)為三明治夾心結(jié)構(gòu)。這個具有美妙而富有創(chuàng)意構(gòu)型的分子不光使波瀾不驚發(fā)展著的金屬有機(jī)化學(xué)變得激流澎湃，同時也給理論化學(xué)中的分子軌道理論的發(fā)展提供了研究平臺。
同時金屬有機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用好像也不甘示弱，1953－1955年德國化學(xué)家齊格勒（K.Ziegler）和意大利化學(xué)家納塔(G.Natt)發(fā)現(xiàn)了著名的乙烯、丙烯和其它烯烴聚合的Ziegler－Natt催化劑。這又是善于從偶然的事件中看到隱藏在后面的規(guī)律并成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的成功事例。它能使得乙烯在較低壓力下得到高密度的聚乙烯。高密度的聚乙烯在硬度、強(qiáng)度、抗環(huán)境壓力開裂性等性能上都比原有的在高壓下聚合得到的低密度聚乙烯好，較適合生產(chǎn)結(jié)構(gòu)工業(yè)制品和生活用品，加上低壓法生產(chǎn)相對高壓法生產(chǎn)聚乙烯容易得多，因此聚乙烯工業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，聚乙烯很快成為產(chǎn)量最大得塑料品種。隨后在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的定向聚合技術(shù)，不僅使高分子材料的生產(chǎn)上了一個臺階，而且也為配位催化作用開辟了廣闊的研究領(lǐng)域，為現(xiàn)代合成材料工業(yè)奠定了基礎(chǔ)。同時，這一發(fā)現(xiàn)還是高分子科學(xué)發(fā)展的一個重要里程碑，因?yàn)樗鼧?biāo)志著人類第一次可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)從乙烯、二乙烯及其其他單體合成過去只有生物體內(nèi)才能合成的高分子。
1958年，德國Wacker Chemie化學(xué)公司的施密特(J.Smidt)實(shí)現(xiàn)了在鈀催化下乙烯氧化合成乙酸的著名的瓦克工藝。施密特的特殊貢獻(xiàn)不在于發(fā)現(xiàn)了什么新的化學(xué)反應(yīng)，而是將以前發(fā)現(xiàn)的大家熟知的兩個化學(xué)反應(yīng)有機(jī)地巧妙“組合”在了一起，產(chǎn)生了“1+1>2”效應(yīng)。同時他用鈀代替汞作催化劑而消除了其對環(huán)境的污染危害。另外，瓦克工藝地發(fā)展使價廉的乙烯取代了價格昂貴、工業(yè)能耗高的乙炔成為化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料。
在金屬有機(jī)開始蓬勃發(fā)展的背景之下，研究工作更需要研究者之間的合作與交流。于是1963年的一屆金屬有機(jī)化學(xué)國際會議在美國辛辛納提州（Cincinnati,Ohio）召開，并開始出版金屬有機(jī)化學(xué)雜志。
從此，金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展全方位開始欣欣向榮起來。20世紀(jì)60年代末期，大量新的、不同類型的金屬有機(jī)化合物被合成出來。同時物理學(xué)的發(fā)展為其提供了更為先進(jìn)的檢測手段，使得通過對它們結(jié)構(gòu)的測定而發(fā)現(xiàn)了許多新的結(jié)構(gòu)類型。典型的代表就是1965年威爾金森（G.Wilkinson）合成了銠－膦配合物及發(fā)現(xiàn)了它優(yōu)良的催化性能。由伍德沃德(R.B.Woodward)領(lǐng)導(dǎo)下的B12合成的成功宣告人類可以合成任何自然界存在的物質(zhì)。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，科學(xué)家們逐漸歸納形成了一些金屬有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的基元反應(yīng)，從這些基元反應(yīng)有發(fā)展成一些合成上有應(yīng)用價值的反應(yīng)?？梢赃@么說，60年代金屬有機(jī)化合物的合成、結(jié)構(gòu)以及X－射線晶體結(jié)構(gòu)的研究是70年代金屬有機(jī)化合物在催化和合成中應(yīng)用的前奏。這些反應(yīng)往往是溫和的，具有選擇性的。例如，Monsanto公司的鮑里克(F.E.Paulik)實(shí)現(xiàn)了甲醇羰化制乙酸，而且這還是典型的綠色化學(xué)反應(yīng)過程。凱姆（W.Keim）發(fā)現(xiàn)了鎳配合物催化乙烯齊聚合成α－烯烴的SHOP工藝，開創(chuàng)了均相催化復(fù)相化的成功先例，解決了催化劑與產(chǎn)物分離的難題。
到20世紀(jì)70年代末，結(jié)合金屬有機(jī)化合物的催化和選擇性這兩個性質(zhì)發(fā)展成了催化的不對稱合成。Monsanto公司的諾爾斯(W.Knowles)合成了治療帕金森病的特效藥L-Dopa，開創(chuàng)了不對稱催化的新紀(jì)元。這又是人們利用金屬有機(jī)化合物的某些優(yōu)良特性，然后放大、組合來為人類造福。自然界存在的許多化合物是有手性的，也就是說它本身與它的鏡像不能完全重合，就像人的左右手一樣。拿藥物分子來說，他的空間構(gòu)型的某一種形式才對疾病有效，其他的構(gòu)型沒有療效，或者藥效相反，甚至對人體有害。震驚了歐洲的“反應(yīng)?！笔录褪呛芎玫睦印Ｈ绾蔚玫轿覀兿胍哪欠N構(gòu)型呢？金屬有機(jī)化合物有了用武之地。金屬有機(jī)化合物就像我們?nèi)说囊恢皇郑?dāng)它與藥物分子反應(yīng)時，就像人握手一樣，兩只右手或兩只左手握在一塊比一左手和一右手握在一起匹配，于是通過設(shè)計的金屬有機(jī)化合物催化劑得到我們所需要的藥物分子。這一學(xué)科經(jīng)過20世紀(jì)80年代的經(jīng)驗(yàn)積累，到了20世紀(jì)90年代有了飛速的發(fā)展。對其作出了卓越貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家諾爾斯(W.Knowles)、沙普勒斯（K.B.Sharpless）和野依良治也于2001年獲得了諾貝爾化學(xué)獎。
這一時期的金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展有以下特點(diǎn)：
1.作為化學(xué)的熱點(diǎn)學(xué)科之一，它在理論和實(shí)踐上都有了長足的發(fā)展完善。50年代后的20多年期間，共有8位化學(xué)大師由于在金屬有機(jī)化學(xué)研究中的成就爾獲得諾貝爾化學(xué)獎。在20年期間內(nèi)諾貝爾獎如此集中地授予同一三級學(xué)科是史無前例的。
2.在研究方法上有復(fù)雜到簡單，再由簡單到復(fù)雜。面對20世紀(jì)50、60年代積累起來的繁紛復(fù)雜的金屬有機(jī)反應(yīng)，化學(xué)家通過分類，歸納最終與70年代發(fā)現(xiàn)了金屬有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的幾個基元反應(yīng)，然后，將這幾個基元反應(yīng)通過演繹的方式來指導(dǎo)以后金屬有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和工業(yè)化生產(chǎn)，促成了70年代后半期金屬有機(jī)化學(xué)相關(guān)反應(yīng)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)及不對稱催化的形成。
3.由理論研究到工業(yè)化生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)變的時間跨度變得愈來越短。往往是某一個具有價值的反應(yīng)過程從實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)到完善、再到工業(yè)上的小試中試、最后到工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)要不上五年的時間，甚至更短。而這一過程過去則需要幾十年或者更長。這一時期的化學(xué)家不光想著發(fā)現(xiàn)新的反應(yīng)或化合物和結(jié)構(gòu)，他們更關(guān)心和看重他們的發(fā)現(xiàn)的反應(yīng)對實(shí)踐的指導(dǎo)作用和所發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)的用途及工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。
4.在研究方法上，化學(xué)家成功應(yīng)用新的檢測手段為我所用，善于從前輩的豐富的經(jīng)驗(yàn)積累中升華出理論，并將理論重新應(yīng)用于實(shí)踐，得到新的問題，在解決新問題的同時有進(jìn)一步發(fā)展了理論。
三.金屬有機(jī)化學(xué)的前沿問題及未來展望
1.環(huán)保 20世紀(jì)90年代末，化學(xué)面臨著環(huán)境問題的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，原子經(jīng)濟(jì)性（指原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成所需要的產(chǎn)物）成了綠色化學(xué)的主要內(nèi)容。過渡金屬催化的高選擇性能使金屬有機(jī)化學(xué)能夠扮演這個重要角色。同時綠色化學(xué)的12條準(zhǔn)則中的大部分可以借助金屬有機(jī)化學(xué)達(dá)到。比如預(yù)防環(huán)境污染、使用安全的助劑、提高能源經(jīng)濟(jì)性、減少衍生物、新型催化劑的開發(fā)等。這需要化學(xué)家，環(huán)境學(xué)者與專家的密切協(xié)作。
2.材料 應(yīng)用金屬有機(jī)機(jī)化合物作為催化劑合成電子材料、光學(xué)材料和具有特種性能的無機(jī)材料將是大有作為的。同時金屬有機(jī)化合物本身作為材料也是研究的熱點(diǎn)并又廣闊的應(yīng)用前景。這方面需要化學(xué)家、物理學(xué)家、材料科學(xué)家、技術(shù)專家的密切合作。
3.能源 以人工固氮及人工太陽能為主體的模擬生物功能來實(shí)現(xiàn)對能源的可持續(xù)性利用是21世紀(jì)能源方面研究的熱點(diǎn)及前沿。實(shí)現(xiàn)這一過程的核心問題是模擬并應(yīng)用自然界中植物用于固氮和轉(zhuǎn)化太陽能的化學(xué)物質(zhì)酶和葉綠素。而酶的大部分和葉綠素是金屬有機(jī)化合物。金屬有機(jī)化學(xué)在新能源利用方面責(zé)無旁貸也將大有作為。當(dāng)然化學(xué)家還需要與生物學(xué)家，工程技術(shù)專家的共同協(xié)作。4.健康 生命最寶貴，而維持健康及治療疾病的藥物的研究與開發(fā)將是21世紀(jì)研究的熱點(diǎn)。金屬有機(jī)化合物不僅可以通過其催化性能來實(shí)現(xiàn)手性藥物的合成，而且過去有機(jī)銻對血吸蟲病、順鉑對癌癥的優(yōu)良療效預(yù)示著金屬有機(jī)化合物本身就是藥物的大寶庫。這需要免疫學(xué)家、放射學(xué)家、酶化學(xué)家的通力協(xié)作。
總之，在新的檢測手段的強(qiáng)力支持下，在市場需求的不斷拉動下，在可持續(xù)發(fā)展的大背景下，金屬有機(jī)化學(xué)將成為新世紀(jì)環(huán)保、材料、能源及人類健康等方面研究開發(fā)的熱門學(xué)科，其發(fā)展應(yīng)用前景不可限量。
四.總結(jié)
作為一門交叉學(xué)科，金屬有機(jī)化學(xué)自產(chǎn)生之日起，在社會需求的推動，本身問題的解決的拉動下，目前已成為化學(xué)中最活潑的學(xué)科之一。在它的發(fā)展過程中不僅屢次打破人們認(rèn)識上的范式，而且在實(shí)現(xiàn)工業(yè)化過程中大大促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展。在新的世紀(jì)里，金屬有機(jī)化學(xué)與新的具有活力的學(xué)科再次交叉，必將在環(huán)保、材料、能源和人類健康方面做出新的貢獻(xiàn)。
參 考 資 料
1.何仁編著.配位催化與金屬有機(jī)化學(xué).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002 2.R.布里斯羅著.化學(xué)的今天和明天：一門中心的、實(shí)用的和創(chuàng)造性的科學(xué).北京：科學(xué)出版社，1998 3.陸熙炎主編.金屬有機(jī)化合物的反應(yīng)化學(xué).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000 4.王延吉，趙新強(qiáng)編著.綠色催化過程與工藝.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002 5.黃耀曾.漫談金屬有機(jī)化學(xué).中國教育星教育資源庫及平臺
6.王佛松，王夔等主編.展望21世紀(jì)的化學(xué).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000 7.周嘉華，倪莉著.造化之功：再顯輝煌的化學(xué).廣州：廣東人民出版社，2000 8.袁翰青，應(yīng)禮文.化學(xué)重要史實(shí).北京：人民教育出版社，1989 9.劉則淵.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與馬克思主義.大連：大連理工大學(xué)研究生院，2001 陳昌曙主編.自然辯證法概論新編.沈陽：東北大學(xué)出版社，2001
第三篇：金屬有機(jī)化學(xué)（本站推薦）
金屬有機(jī)化學(xué)淺析
金屬有機(jī)化學(xué)和配位化學(xué)分別是從有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)兩個領(lǐng)域中發(fā)展起來而又密切聯(lián)系的學(xué)科, 目前已匯成一股洪流, 成為近代化學(xué)前沿領(lǐng)域之一。它的發(fā)展打破了傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)的界限, 金屬有機(jī)化學(xué)已成為有機(jī)化學(xué)中主流之一, 它的發(fā)展又與理論化學(xué)、合成化學(xué)、催化、結(jié)構(gòu)化學(xué)、生物無機(jī)化學(xué)、高分子科學(xué)等交織在一起。
什么是金屬有機(jī)化合物? 凡是化合物中含有碳-金屬鍵的都是金屬有機(jī)化合物。不言而喻, 根據(jù)我國化學(xué)名詞命名法, 凡有金字偏旁的元素與碳成鍵的化合物, 當(dāng)然屬于金屬有機(jī), 而有石字偏旁的元素(類金屬)如硼、硅、砷與碳成鍵的化合物, 根據(jù)《ComPrehensive Organometallic Chemistry》一書, 亦搜羅在內(nèi)。于是出現(xiàn)了另一種歸類方法, 一個新名稱,把周期表中第13 族所有元素, 第14 族碳以下的元素, 第15 族氮以下的元素, 第16 族氧以下的元素與碳成鍵的化合物的化學(xué), 稱之為雜原子化學(xué)(Hetoroaotm Chemstry), 并將出一種國際性期刊《Heteroatom Chemstry》, 于1990年問世。
1．金屬有機(jī)化合物發(fā)展歷史
金屬有機(jī)化學(xué)是一門古老而又年青的學(xué)科.說它古老, 可以追溯到1827 年丹麥的蔡斯(Zeise)合成了K[PtCl3(C3H4)]的時候, 就已經(jīng)有了金屬有機(jī)化合物.說它年青, 是由于金屬有機(jī)化合物雖然合成出來很早, 但是對它們的詳細(xì)研究卻進(jìn)展非常遲緩.因?yàn)榻饘?碳鍵化合物大多很不穩(wěn)定, 遇空氣和水氣就分解, 有的只能在低溫下存在.金屬-碳鍵化合物中的金屬-碳π-鍵是一種特殊的鍵型, 一般的有機(jī)化合物中沒有這樣的鍵, 因此對它一直沒有了解, 上面提到的蔡斯鹽K[PtCl3(C3H4)]于1827年合成出來以后, 宜到本世紀(jì)的五十年代對它們的結(jié)構(gòu)才真正了解.由于上述原因, 金屬有機(jī)化合物沒有引起化學(xué)家們的足夠注意.本世紀(jì)的五十年代初, 美國的基利(Kealy)和波桑(Pauson)合成了二茂鐵, 跟著威爾金森(Wilkinson)和西德的菲舍爾(Fischer)分別測定了它的結(jié)構(gòu), 由 于它具有特殊的結(jié)構(gòu)和特殊的穩(wěn)定性, 引起了化學(xué)家們的極大興趣.就在差不多時候, 西德的齊格勒(Ziegler)和愈大利的納塔(Natta)發(fā)現(xiàn)了烯烴定向聚合催化劑, 使原來必須使用高壓才能得到的、并且性能較差的聚合物, 可以在接近常壓的條件下, 得到性能較好的聚合物.這類催化劑的發(fā)現(xiàn), 不但使得石油工業(yè)上沒有什么用處的丙烯成了很有用的東西, 而且得到的聚合物具有非常好的性能.齊格勒-納塔催化劑有二種組份, 一種是烷基鋁, 另一種是某種過渡金屬無機(jī)物, 雖然這種催化劑的催化機(jī)理還沒有徹底搞清, 但學(xué)者們一致的意見是,上述二組份之間先進(jìn)行反應(yīng), 生成不穩(wěn)定的過渡金屬烷基化合物, 這種不穩(wěn)定的化合物正是具有催化活性的東西.金屬有機(jī)化合物大多很不穩(wěn)定, 過去一直認(rèn)為這是阻礙金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)展的一大因素, 現(xiàn)在才認(rèn)識到, 這種不穩(wěn)定性,是作為催化劑的一種很重要的性質(zhì).由于二茂鐵的特殊結(jié)構(gòu)和特殊性質(zhì), 以及齊格勒-納塔催化劑對工業(yè)的特殊貢獻(xiàn), 使得金屬有機(jī)化合物受到極大的重視, 在很短的時間內(nèi), 新的化合物、新的合成方法和新的應(yīng)用大量出現(xiàn).從這時起, 金屬有機(jī)化學(xué)才真正成為一門獨(dú)立的學(xué)科.因此曾有人建議, 將合成二茂鐵的19 51 年作為金屬有機(jī)化學(xué)元年。
在這10 0年中金屬有機(jī)在合成中的應(yīng)用方面有: 有機(jī)鋅(二烷基鋅和Ror matsky反應(yīng)),有機(jī)鈉(Wurtz反應(yīng)、Wurtz-Fittig反應(yīng)), 有機(jī)鎂(Grignard反應(yīng)), 有機(jī)理, 有機(jī)銅(Sandmeyer、Gattermann、Ullmann反應(yīng)), RePPe合成, PdCl2(CH2= CH2)水合為乙醛。在材料醫(yī)藥方面有: 四乙基鉛應(yīng)用為石油添加劑, 有機(jī)錫應(yīng)用為聚氧乙烯的穩(wěn)定劑, 有機(jī)砷作為醫(yī)藥和農(nóng)藥的應(yīng)用.2.金屬有機(jī)化合物分類
2.1 金屬有機(jī)化學(xué)的理論研究-新結(jié)構(gòu)新理論的提出及反應(yīng)機(jī)理研究 50 年代后新結(jié)構(gòu)如缺電子橋式三中心鍵、夾心結(jié)構(gòu)、過渡金屬π-絡(luò)合物、卡賓和卡拜-過渡金屬絡(luò)合物、瞬變型分子結(jié)構(gòu)(fluxional Molecule)、金屬雜環(huán)(me tallocycle)等型結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和提出, 都推動了金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展。
最近發(fā)現(xiàn), 稀有氣體Ar,Kr,Xe等也能和過渡金屬形成絡(luò)合物:M(CO)6 X
M = Cr , Mo , W
X = Ar , Kr , Xe
1984年, Lee和Martin [1]第一次報道了配位數(shù)為5 和6的超價硼(Supervalent boron)化合物(I)和(Ⅱ)的合成, 它們可以通過11BNM R數(shù)據(jù)與4 配位化合物(Ⅲ)對照加以識別[2]。1987年, 美國化學(xué)家O ’Connor 和研究生LinPu[3]首次合成了穩(wěn)定的金屬環(huán)狀卡賓絡(luò)合物,Delaware大學(xué)結(jié)晶化學(xué)家Rhe ingold 測定了這個化合物的結(jié)構(gòu)。IR,NMR, ESR, X-射線衍射, EXAFS,ESCA 等都在結(jié)構(gòu)測定中起了重要作用。
70年代起,Hoffmann[4]等使用碎片分子軌道近似(fragment molecular orbitalapproach)提出了等瓣相似(isolobal analogy)原理, 從而溝通了無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)兩大領(lǐng)域。這個理論模型和研究成果被認(rèn)為是化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)展過程的里程碑, 它加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)化學(xué)家的預(yù)見性, 對新分子的設(shè)計和合成很有指導(dǎo)作用。對金屬有機(jī)反應(yīng)機(jī)理的研究也得到逐步深入。目前金屬有機(jī)反應(yīng)已可歸納為下列基元反應(yīng): 1)反應(yīng)物在金屬上的絡(luò)合配位, 2)氧化加成反應(yīng)(逆反應(yīng)為還原消除反應(yīng)), 3)插入反應(yīng)(逆反應(yīng)為莊消除反應(yīng)), 4)σ-π: 重排反應(yīng)。.2 金屬有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用研究
近30 年來, 估計至少有50 % 的有機(jī)合成新方法是用金屬有機(jī)試劑或催化劑來完成的[5]。金屬有機(jī)化合物應(yīng)用于有機(jī)合成中, 導(dǎo)致了金屬有機(jī)新反應(yīng)及立體專一性反應(yīng)的不斷發(fā)現(xiàn)。如應(yīng)用過渡金屬催化劑使異戊二烯按頭尾有規(guī)則地連接起來合成花類化合物, 是很有希望的一條途徑, 已有人合成了香茅醇(citronellol).生物體內(nèi)的反應(yīng), 都是通過酶的作用進(jìn)行的, 由于酶是手征性分子, 因而催化反應(yīng)得到的都是光學(xué)活性產(chǎn)物。利用這一原理, 在一些過渡金屬均相催化劑中, 當(dāng)具有手征性的配位體時, 這種催化劑即能催化立體專一的反應(yīng), 得到光學(xué)活性純度較高的產(chǎn)物。如應(yīng)用Rhclcl3(L為不對稱麟配位體)作為催化劑, 美國的Monsanto公司以取代肉桂酸為原料生產(chǎn)出治療帕金森病的藥物L(fēng)-Dopa及某些D-氨基酸[6].金屬有機(jī)化合物在工業(yè)上也得到廣泛應(yīng)用。如有機(jī)鉛用作汽油抗震劑, 有機(jī)硅用作有機(jī)硅樹脂, 有機(jī)錫用作聚氯乙烯的穩(wěn)定劑及聚烯烴、橡膠的防老劑等;有機(jī)汞用作殺菌劑和防霉劑, 三乙基硼用作海水表面油污的引火劑, 某些硼同位素化合物正在試驗(yàn)作治療腦腫瘤之用.有機(jī)錳化合物CH3 C5H4M n(C O)3對四乙基鉛的抗震有增效作用;鉑絡(luò)合物及某些欽、釩、鉑的環(huán)戊二烯基化合物據(jù)說有抗腫瘤作用,近年來將金屬原子引入高分子化合物, 以期獲得各種特殊性能材料的研究進(jìn)展很快, 如二茂鐵的聚合物可用作宇宙飛船外殼涂料的添加劑及光敏劑、電子交換樹脂、有機(jī)半導(dǎo)體, 等等。
3.金屬有機(jī)化合物的應(yīng)用
下面介紹金屬有機(jī)化合物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境衛(wèi)生等方面的應(yīng)用。3.1 常見的農(nóng)用殺蟲劑 3.1.1有機(jī)磷農(nóng)藥[7-8]
(1).敵白蟲是一種高效的殺蟲劑, 用于滅蠅及防止菜、茶、桑、煙、果樹等作物害蟲。
(2).對硫磷, 簡稱: 1605, 是一種普遍使用的劇毒農(nóng)藥, 它的殺蟲效力極強(qiáng), 應(yīng)用范圍廣泛,尚未找到不被其殺害的害蟲。
(3)內(nèi)吸磷, 又叫1059, 是一種防治紅蜘蛛特效的殺蟲劑, 也用于防治蚜蟲等害蟲。
(4).樂果, 主要用于防治蔬菜、果樹、棉花等害蟲。也具有觸殺性。(5).稻瘟凈, 它是一種有機(jī)磷殺菌劑, 能有效防治稻瘟病, 也有一定殺蟲效力。
(6).乙烯利, 是一種很好的植物生長調(diào)節(jié)劑, 廣泛用于水果(尤其香蕉)的催熟, 煙葉催黃,促進(jìn)橡膠樹流膠, 促使瓜果早期多開雌花.3.1.2其它金屬有機(jī)農(nóng)藥
許多金屬有機(jī)化合物有生物毒性, 因此廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥。
(1)代森鋅, 廣泛用于防治各種麥的銹病, 馬鈴薯晚疫病, 黃瓜霜病及蔬菜病害。
(2)西力生和賽力散 , 它們都是有機(jī)汞化合物, 用于拌種消毒防治各種病菌.3.2環(huán)境衛(wèi)生殺蟲劑
3.2.1敵敵畏, 簡稱DDVP,它的殺蟲效力大于敵百蟲,適合于在室內(nèi)及對蔬菜、茶樹使用, 但易水解失效。
3.2.2 馬拉松, 又叫馬拉硫磷或4049, 它用于防治蠟和其他果蔬害蟲, 也可防治蚊、蠅、臭蟲等,是優(yōu)良的觸殺劑。
上述殺蟲劑對昆蟲和高等動物都有很大毒性, 但在哺乳動物體內(nèi)迅速分解, 失去活性, 毒性較低。不過大量進(jìn)人體內(nèi)仍是很危險的, 所以使用時應(yīng)有預(yù)防措施。
3.3醫(yī)藥方面 3.3.1 有機(jī)砷藥物
如乙酞腫胺, 鹽酸氧苯腫等, 主要用于治療性病, 前者為抗滴蟲藥, 后者對螺旋體有強(qiáng)力殺滅作用, 多用作治療梅毒等疾病。
3.3.2有機(jī)汞藥物
如醋酸苯汞、汞澳紅等。醋酸苯汞主要用作防腐劑,汞嗅紅俗稱紅汞, 常用作消毒劑, 它的2 % 水溶液就是我們常用的紅藥水。
3.3.3有機(jī)銻藥物
如酒石酸銻鉀(又叫吐酒石)主要用于血吸蟲病治療;葡萄糖酸銻鈉用于黑熱病治療;抗癌銻(Sb-71)又叫氨三乙酸銻, 用于纖維肉瘤, 胃瘤, 腸癌等治療。
另外,近年來對有機(jī)錫的抗癌活性的研究比較活躍[9-10]。
如用R R’SnO 與R’ ’CO O H 以1 : 2 摩爾比進(jìn)行反應(yīng)得一種構(gòu)型化合物, 這種化合物具有抗癌活性。
如用2一(2’吡啶基)一6甲基并塞哇與二氯化錫(Ⅳ)形成的絡(luò)合物也具有抗腫瘤的活性。
楊志強(qiáng)等人研究還表明, 親水性強(qiáng)的化合物和親油性強(qiáng)的化合物都沒有很好的抗癌活性,只有那些介于兩者之間的化合物更有希望成為好的抗癌藥。而有機(jī)配體對化合物的親水性和活性都有一定的影響, 有機(jī)配體對有機(jī)錫化合物的抗癌活性也起到了一定的作用?？傊袡C(jī)錫化合物成為抗癌新藥前景十分看好。
3.4 金屬有機(jī)導(dǎo)體、半導(dǎo)體
大多數(shù)金屬有機(jī)化合物都是電絕緣體, 如二茂鐵的室溫電導(dǎo)率是10-14 歐姆每平方厘米左右。隨著“ 有機(jī)導(dǎo)體” 研究工作的迅速發(fā)展, 也陸續(xù)出現(xiàn)了具有較好導(dǎo)電性能的金屬有機(jī)固體化合物[11]。
如,(Cp2Fe)+(TCNQ)2-的電導(dǎo)率為42-100歐姆每平方厘米.還有其他一些化合物也具有較好的導(dǎo)電性能。導(dǎo)電性有機(jī)高分子材料比無機(jī)導(dǎo)電材料具有顯著的優(yōu)點(diǎn): 它比金屬導(dǎo)體輕, 它對光、電導(dǎo)有各向異性, 它易于成膜, 加工方便, 它防腐性能好, 它可利用外屆條件改變或調(diào)節(jié)導(dǎo)電體的物理性能, 它還可以合成特種功能的導(dǎo)電性材料。因此它具有廣泛的實(shí)用價值。比如, 酞葺銅(CuPc)[12]是一種重要有機(jī)半導(dǎo)體和光導(dǎo)電體, 它跟其他一些有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)共混處理后, 能加工成膜, 可以提高聚合物的光導(dǎo)電性能.4.我國金屬有機(jī)化合物的進(jìn)展
解放前, 金屬有機(jī)化學(xué)在我國幾乎是一個空白的領(lǐng)域, 僅做了些零星的工作[13-16], 如格氏反應(yīng)的研究, 有機(jī)銻、有機(jī)汞藥物與農(nóng)藥和有機(jī)砷藥物的制備等。
解放后, 我國的金屬有機(jī)化學(xué)才得以建立和發(fā)展, 它的發(fā)展可分為三個階段, 第一階段是解放后的第一個十年, 當(dāng)時結(jié)合我國國民經(jīng)濟(jì)的恢復(fù), 主要在三個方面做了工作。首先是結(jié)合消滅血吸蟲病的任務(wù), 制備了許多有機(jī)銻化合物(包括銻鹽)以滿足全國臨床上的需要,如在1950-1957年間, 先后應(yīng)用酒石酸銻鉀治療血吸蟲病患者76萬人, 治愈率達(dá)90%;應(yīng)用葡萄酸銻鈉治療黑熱病患者60萬人, 永久治愈率達(dá)97.4%。為了減低銻制劑的毒性,又合成了一系列新的銻有機(jī)化合物。其次, 結(jié)合農(nóng)藥開展了對有機(jī)磷化合物的研究。1950年,北京農(nóng)業(yè)大學(xué)用硫磺、赤磷氯、苯和酒精等合成1605農(nóng)藥, 改良了國際上通用的生產(chǎn)方法, 并于1951年進(jìn)行了小批量生產(chǎn)。因此,“ 16 0 5 ” 的生產(chǎn)應(yīng)作為我國研究有機(jī)磷化合物的起點(diǎn)。隨后, 許多單位開展了有機(jī)磷化合物的研究。南開大學(xué)結(jié)合農(nóng)業(yè)藥劑將尋找具有較好生理活性的有機(jī)磷化合物為主要研究方向, 并在此基礎(chǔ)上, 成立了南開大學(xué)元素有機(jī)化學(xué)研究所。之后, 還開展了有機(jī)汞和有機(jī)砷化合物的研究, 以乙基氯化汞作為種子殺菌劑, 用于防治棉花的立枯病、紅腐病和小麥黑穗病。1958年, 結(jié)合萃取劑發(fā)展了有機(jī)磷化學(xué)。第三, 開展了對有機(jī)硅化合物的研究。為了滿足我國工業(yè)發(fā)展對新材料的需要, 開展了有機(jī)硅單體及聚合物的研究。1953年, 中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所在國內(nèi)首先使用直接法制備甲基氯硅烷單體, 改革了用格氏反應(yīng)的傳統(tǒng)方法, 推動了有機(jī)硅單體工業(yè)的發(fā)展。沈陽化工研究院擴(kuò)大生產(chǎn)甲基氯硅烷, 并試制了苯基氯硅烷單體, 奠定了用直接法生產(chǎn)有機(jī)硅單體的工業(yè)化基礎(chǔ)。
第二階段是從1958年開始, 一些有機(jī)化學(xué)家開創(chuàng)了有機(jī)硼、有機(jī)錫等研究領(lǐng)域。有機(jī)磷、有機(jī)硅等方面也繼續(xù)向縱深發(fā)展。第三階段是從七十年代后期到現(xiàn)在, 金屬有機(jī)化合物化學(xué)逐漸得到發(fā)展, 主要是金屬有機(jī)化合物的絡(luò)合催化反應(yīng), 化學(xué)模擬生物固氮和氫甲酞化等反應(yīng), 其次是金屬有機(jī)試劑, 如有機(jī)砷、有機(jī)銅、有機(jī)硼、有機(jī)鋯、有機(jī)鉬和零價鈀催化劑等在有機(jī)合成中的應(yīng)用。還開展了過渡金屬(如鈦、鋯)及我國豐產(chǎn)的稀土元素有機(jī)絡(luò)合物研究。
5.金屬有機(jī)化學(xué)的展望
目前, 金屬有機(jī)化學(xué)在已取得輝煌成果的基礎(chǔ)上, 正向下列各個方而發(fā)展:1.金屬有機(jī)化學(xué)的研究將為解決能源問題作出貢獻(xiàn).2.對于N2 , CO2 , SO2 , RH等小分子的活化問題將繼續(xù)進(jìn)行研究, 以尋找新的反應(yīng),獲得新的原料。3.過渡金屬均相催化作為酶催化和多相催化的橋梁, 將更深入地進(jìn)行研究。4.利用金屬有機(jī)試劑及均相催化之特點(diǎn),對專一性有機(jī)反應(yīng)的研究, 將是另一個重要方向。5.金屬有機(jī)化學(xué)本身的研究仍將集中在碳-金屬鍵方面。
由于金屬種類繁多, 這一方面的工作量是巨大的, 變化也是多樣的, 而豐富的碩果也是可以予期的。對于現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)的基元反應(yīng), 將進(jìn)一步深入研究其機(jī)理, 以進(jìn)一步推動金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展。
最后, 從總的來說, 生物體內(nèi)的反應(yīng)是比較理想的反應(yīng), 一些金屬酶所催化的反應(yīng), 都是在常溫常壓下進(jìn)行的, 但是生物體內(nèi)可以利用的金屬只有Mg , Fe , Co , Zn ,Mo 等少數(shù)幾種, 而自然界中可以利用的金屬則是大量的,可以想像, 一定可以找到比生物體內(nèi)更多的理想反應(yīng), 這就有待我們?nèi)ラ_發(fā)。
日本著名生物化學(xué)家江上不二夫曾寫過“ 化學(xué)有著極美妙的未來, 尤其是金屬有機(jī)化學(xué), 估計蘊(yùn)藏著很多未知的可能性, 也許是今后化學(xué)研究的核心”。美國化學(xué)家J.D.Roberts曾說過: “ 未來的化學(xué)是無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的雜交產(chǎn)物-金屬有機(jī)化學(xué)”。
總之, 金屬有機(jī)化學(xué)的研究, 對未來世界的發(fā)展有密切的關(guān)系, 也有著廣闊的前途, 尚有待我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>
6.參考文獻(xiàn)
[1] Lee D F , Martin J C.J A m Chem Soc, 1984,106:5745.[2] 黃耀曾, 錢延龍等.金屬有機(jī)化學(xué)進(jìn)展.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,1987 , 1-10.[3]Hoff mann R.Science , 1981, 21 : 995.[4]O’Connor J M, Lin P u.J A m Chem Soc , 1987 , 109 : 7578.[5] 黃耀曾.有機(jī)化學(xué), 1952 ,(9): 8-10.[6] Parshall G W.Organometallics , 1987, 6(4): 687 – 692.[7] 邢其毅, 徐瑞秋, 周政.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué).北京: 高等教育出版社, 1983.977.[8]吳泳,王建平等編, 社會有機(jī)化學(xué), 福建教育出版社
[9]楊志強(qiáng), 宋雪清, 謝慶蘭.具有實(shí)驗(yàn)抗癌活性的二烴基錫衍生物的研究進(jìn)展.有機(jī)化學(xué), 1996,2:111.[10]胡盛志, 施大雙等2-(2’-吡啶基)-6甲荃并噻唑及其二氯有機(jī)錫(Ⅳ)絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)與抗腫瘤活性.有機(jī)化學(xué), 1989 , 1 :89。
[11] 陳義墉編.功能高分子.上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1988.554.[12] Nie Xu zong , Wang Pao ren , ibid., 1970 , 13 ,737.[13] 曾昭掄、施文溶, 中國化學(xué)會會志, 1936, 4,183.[14]楊樹勛、羅建本, 同上, 1936, 4 , 477.[15]楊樹勛、汪榕, 同上, 1937 , 5 , 89.[16]黃耀曾、王有槐, 科學(xué)通報, 1950, 1 , 262.
第四篇：《有機(jī)化學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用》課件
這節(jié)課通過調(diào)查研究、查閱資料等探究活動，了解有機(jī)化學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的志向。下面是小編收集整理的《有機(jī)化學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用》課件，希望對您有所幫助！
教學(xué)目的要求：
1、了解有機(jī)化學(xué)的發(fā)展簡史，知道人類對客觀事物的認(rèn)識是循序漸進(jìn)、螺旋上升的過程。
2、通過對有機(jī)化學(xué)于日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生命科學(xué)等結(jié)合較緊密的內(nèi)容的交流與討論，使學(xué)生認(rèn)識到人類生活離不開有機(jī)物，有機(jī)化學(xué)與其它學(xué)科的交叉滲透日益增多，是許多新誕生領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)。
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：對有機(jī)化學(xué)與有機(jī)物的認(rèn)識
教學(xué)過程：
一、有機(jī)化學(xué)的發(fā)展。
1、我國早期的有機(jī)化學(xué)：
我們的祖先在3000多年前用煤作燃料，2000多年前掌握石油和天然氣的開采，從植物中提取染料和香料等物質(zhì)已經(jīng)有上千年的歷史。
2、有機(jī)化學(xué)的形成：
19世紀(jì)初，瑞典化學(xué)家貝采利烏斯提出有機(jī)化學(xué)概念，使有機(jī)化學(xué)逐漸發(fā)展成為化學(xué)的一個重要分支。
3、現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)：
21世紀(jì)的今天，各種合成有機(jī)物已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域；有機(jī)化學(xué)已經(jīng)與其它學(xué)科融合形成了多個新型學(xué)科，應(yīng)用前景十分廣闊。
介紹：德國化學(xué)家維勒
1828年，貝采利烏斯的學(xué)生、德國年輕的化學(xué)家維勒，在實(shí)驗(yàn)室中加熱無機(jī)物氰酸銨時無意中得到了尿素。NH4CNO CO(NH2)
2第一次用無機(jī)物合成有機(jī)物。
有機(jī)物的生成不必借助于所謂生命力的作用。
二、有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用
1、人類的衣食住行離不開有機(jī)物：
天然有機(jī)物：如糖類、油脂、蛋白質(zhì)、石油、天然氣、天然橡膠等。
合成有機(jī)物：塑料、合成纖維、合成橡膠、合成藥物等。
2、具有特殊功能有機(jī)物的合成和使用改變了人們的生活習(xí)慣，提高了人類的生活質(zhì)量。
3、有機(jī)物在維持生命活動的過程中發(fā)揮著重要作用。生命體中許多物質(zhì)都是有機(jī)物，如細(xì)胞中存在的糖類、脂肪、氨基酸、蛋白質(zhì)和核酸等，都是有機(jī)物。
4、藥物中大多數(shù)是有機(jī)化合物，在幫助人們戰(zhàn)勝疾病，延長壽命的過程中發(fā)揮著重要的作用。
5、1965年，世界上第一次用人工方法合成的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素在中國誕生。
課堂小結(jié)：
一、有機(jī)化學(xué)的發(fā)展。
1、我國早期的有機(jī)化學(xué)：
2、有機(jī)化學(xué)的形成：
3、現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)：
二、有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用
1、人類的衣食住行離不開有機(jī)物：
天然有機(jī)物：如糖類、油脂、蛋白質(zhì)、石油、天然氣、天然橡膠等。
合成有機(jī)物：塑料、合成纖維、合成橡膠、合成藥物等。
2、具有特殊功能有機(jī)物的合成和使用改變了人們的生活習(xí)慣，提高了人類的生活質(zhì)量。
3、有機(jī)物在維持生命活動的過程中發(fā)揮著重要作用。
4、藥物中大多數(shù)是有機(jī)化合物，在幫助人們戰(zhàn)勝疾病，延長壽命的過程中發(fā)揮著重要的作用。
5、1965年，世界上第一次用人工方法合成的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素在中國誕生。
課堂練習(xí)：
1、有機(jī)化學(xué)概念是下列哪位科學(xué)家提出的（）
A、道爾頓 B、阿伏加德羅 C、貝采利烏斯 D、門捷列夫
2、下列常見物質(zhì)的主要成分不是有機(jī)物的是（）
A、塑膠跑道 B、面包 C、植物油 D、水泥
3、迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)和合成的有機(jī)化合物已經(jīng)超過3000萬種，從1995年開始，每年新發(fā)現(xiàn)和新合成的有機(jī)化合物已超過100萬種。有機(jī)化合物種類繁多的主要原因是（）
A、含有H元素 B、含有O元素 C、含有C元素 D、研究的人多
4、人類第一次用無機(jī)化合物人工合成的有機(jī)物是（）
A、乙醇 B、食醋 C、甲烷 D、尿素
5、世界上第一次人工合成的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素是由下列哪國科學(xué)家完成的（）
A、美國 B、俄國 C、中國 D、英國
6、NH4CNO與尿素的關(guān)系是（）
A、同種物質(zhì) B、同分異構(gòu)體 C、同素異形體 D、同位素
7、上海環(huán)保部門為了使城市生活垃圾得到合理利用，近年來逐步實(shí)施了生活垃圾分類投放的辦法。其中塑料袋、廢紙、舊橡膠制品等屬于（）
A、無機(jī)物 B、有機(jī)物 C、鹽類 D、非金屬單質(zhì)
8、鑒別四氯化碳和乙醇兩種有機(jī)溶劑應(yīng)該使用什么方法是最簡單？書寫出鑒別的原理和實(shí)驗(yàn)的步驟。
9、經(jīng)元素分析后，發(fā)現(xiàn)某烴的含碳量為82.76%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)則為17.24%，且相對分子質(zhì)量為58，試推斷該烴的分子式。
課堂練習(xí)參考答案：
1、C
2、D
3、C
4、D
5、C
6、B
7、B8、分別取少量的四氯化碳、乙醇加入兩支試管中，分別往兩支試管中加水，互溶的原樣品是乙醇，會分層的原樣品是四氯化碳。
主要利用二者與水混合時在水中的溶解性不同：四氯化碳難溶于水，而乙醇易溶于水的，所以，依照混合后是否分層即可以區(qū)別這兩種物質(zhì)。
9、C4H10
解析：該物質(zhì)中N(C)∶N(H)=(82.76%/12)∶(17.24%/1)= 2∶
5可設(shè)其分子式為（C2H5）n，由于該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量為58
則（12×2+5）×n = 58
計算可得：n = 2，故分子是為C4H10。
布置作業(yè)：
1、題綱8、92、練習(xí)冊P6基礎(chǔ)梳理 P8優(yōu)化訓(xùn)練1-
8、13
第五篇：x蘇教版有機(jī)化學(xué)專題1第一單元《有機(jī)化學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用》教案
第一單元《有機(jī)化學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用》
1、有機(jī)化學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用
教學(xué)目的要求：
1、了解有機(jī)化學(xué)的發(fā)展簡史，知道人類對客觀事物的認(rèn)識是循序漸進(jìn)、螺旋上升的過程。
2、通過對有機(jī)化學(xué)于日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生命科學(xué)等結(jié)合較緊密的內(nèi)容的交流與討論，使學(xué)生認(rèn)識到人類生活離不開有機(jī)物，有機(jī)化學(xué)與其它學(xué)科的交叉滲透日益增多，是許多新誕生領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)。
3、通過調(diào)查研究、查閱資料等探究活動，了解有機(jī)化學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的志向。
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：對有機(jī)化學(xué)與有機(jī)物的認(rèn)識 教學(xué)過程：
一、有機(jī)化學(xué)的發(fā)展。
1、我國早期的有機(jī)化學(xué)：
我們的祖先在3000多年前用煤作燃料，2000多年前掌握石油和天然氣的開采，從植物中提取染料和香料等物質(zhì)已經(jīng)有上千年的歷史。
2、有機(jī)化學(xué)的形成：
19世紀(jì)初，瑞典化學(xué)家貝采利烏斯提出有機(jī)化學(xué)概念，使有機(jī)化學(xué)逐漸發(fā)展成為化學(xué)的一個重要分支。
3、現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)：
21世紀(jì)的今天，各種合成有機(jī)物已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域；有機(jī)化學(xué)已經(jīng)與其它學(xué)科融合形成了多個新型學(xué)科，應(yīng)用前景十分廣闊。
介紹：德國化學(xué)家維勒
1828年，貝采利烏斯的學(xué)生、德國年輕的化學(xué)家維勒，在實(shí)驗(yàn)室中加熱無機(jī)物氰酸銨時無意中得到了尿素。
NH4CNO
CO(NH2)2
第一次用無機(jī)物合成有機(jī)物。
有機(jī)物的生成不必借助于所謂生命力的作用。
二、有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用
1、人類的衣食住行離不開有機(jī)物：
天然有機(jī)物：如糖類、油脂、蛋白質(zhì)、石油、天然氣、天然橡膠等。合成有機(jī)物：塑料、合成纖維、合成橡膠、合成藥物等。
2、具有特殊功能有機(jī)物的合成和使用改變了人們的生活習(xí)慣，提高了人類的生活質(zhì)量。
3、有機(jī)物在維持生命活動的過程中發(fā)揮著重要作用。
生命體中許多物質(zhì)都是有機(jī)物，如細(xì)胞中存在的糖類、脂肪、氨基酸、蛋白質(zhì)和核酸等，都是有機(jī)物。
4、藥物中大多數(shù)是有機(jī)化合物，在幫助人們戰(zhàn)勝疾病，延長壽命的過程中發(fā)揮著重要的作用。5、1965年，世界上第一次用人工方法合成的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素在中國誕生。
課堂小結(jié)：
一、有機(jī)化學(xué)的發(fā)展。
1、我國早期的有機(jī)化學(xué)：
2、有機(jī)化學(xué)的形成：
3、現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)：
二、有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用
1、人類的衣食住行離不開有機(jī)物：
天然有機(jī)物：如糖類、油脂、蛋白質(zhì)、石油、天然氣、天然橡膠等。合成有機(jī)物：塑料、合成纖維、合成橡膠、合成藥物等。
2、具有特殊功能有機(jī)物的合成和使用改變了人們的生活習(xí)慣，提高了人類的生活質(zhì)量。
3、有機(jī)物在維持生命活動的過程中發(fā)揮著重要作用。
4、藥物中大多數(shù)是有機(jī)化合物，在幫助人們戰(zhàn)勝疾病，延長壽命的過程中發(fā)揮著重要的作用。5、1965年，世界上第一次用人工方法合成的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素在中國誕生。
課堂練習(xí)：
1、有機(jī)化學(xué)概念是下列哪位科學(xué)家提出的（）
A、道爾頓
B、阿伏加德羅
C、貝采利烏斯
D、門捷列夫
2、下列常見物質(zhì)的主要成分不是有機(jī)物的是（）
A、塑膠跑道
B、面包
C、植物油
D、水泥
3、迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)和合成的有機(jī)化合物已經(jīng)超過3000萬種，從1995年開始，每年新發(fā)現(xiàn)和新合成的有機(jī)化合物已超過100萬種。有機(jī)化合物種類繁多的主要原因是（）
A、含有H元素
B、含有O元素
C、含有C元素
D、研究的人多
4、人類第一次用無機(jī)化合物人工合成的有機(jī)物是（）
A、乙醇
B、食醋
C、甲烷
D、尿素
5、世界上第一次人工合成的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素是由下列哪國科學(xué)家完成的（）
A、美國
B、俄國
C、中國
D、英國
6、NH4CNO與尿素的關(guān)系是（）
A、同種物質(zhì)
B、同分異構(gòu)體
C、同素異形體
D、同位素
7、上海環(huán)保部門為了使城市生活垃圾得到合理利用，近年來逐步實(shí)施了生活垃圾分類投放的辦法。其中塑料袋、廢紙、舊橡膠制品等屬于（）
A、無機(jī)物
B、有機(jī)物
C、鹽類
D、非金屬單質(zhì)
8、鑒別四氯化碳和乙醇兩種有機(jī)溶劑應(yīng)該使用什么方法是最簡單？書寫出鑒別的原理和實(shí)驗(yàn)的步驟。
9、經(jīng)元素分析后，發(fā)現(xiàn)某烴的含碳量為82.76%，氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)則為17.24%，且相對分子質(zhì)量為58，試推斷該烴的分子式。
課堂練習(xí)參考答案：
1、C
2、D
3、C
4、D
5、C
6、B
7、B
8、分別取少量的四氯化碳、乙醇加入兩支試管中，分別往兩支試管中加水，互溶的原樣品是乙醇，會分層的原樣品是四氯化碳。
主要利用二者與水混合時在水中的溶解性不同：四氯化碳難溶于水，而乙醇易溶于水的，所以，依照混合后是否分層即可以區(qū)別這兩種物質(zhì)。
9、C4H10
解析：該物質(zhì)中N(C)∶N(H)=(82.76%/12)∶(17.24%/1)= 2∶5 可設(shè)其分子式為（C2H5）n，由于該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量為58 則（12×2+5）×n = 58 計算可得：n = 2，故分子是為C4H10。
布置作業(yè)：
1、題綱8、9
2、練習(xí)冊P6基礎(chǔ)梳理 P8優(yōu)化訓(xùn)練1-
8、13
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