浅谈金属有机化学的发展与应用

浅谈金属有机化学的发展与应用Developmentandapplicationofmetalorganicchemistry摘要：随着科学技术的不断发展以及交叉学科的不断出现,金属有机化学这一新兴学科也逐渐发展起来。其研究的重点是碳--金属键化合物的形成、性质和应用。它的发展打破了传统的有机化学和无机化学的界限,又与理论化学、合成化学、催化、结构化学、生物、无机化学、高分子科学等交织在一起,成为近代化学前沿领域之一。金属有机化合物在医药、农业、工业等领域有广泛的应用Withscientificandtechnologicaldevelopmentandcross-disciplinescontinuetoemerge.MetalOrganicChemistrythisemergingdisciplinesgraduallydeveloping.Thefocusoftheirresearchiscarbon--Keymetalcompoundsform,natureandapplication.Itsdevelopmenthasbrokenthetraditionalorganicandinorganicchemistryboundaries,andtheoreticalchemistry,syntheticchemistry,catalysis,chemicalstructure,biological,inorganicchemistry,polymerscienceinterweavetogether,becomeoneoftheareasofmodernchemistryfrontiers.Metalorganiccompoundsarewidelyusedinmedicine,agriculture,industryandotherfields关键词：金属有机化学MetalOrganicChemistry；金属有机化合物organometalliccompound；发展development；应用Application前言：纵观金属有机化学发展史，其特点是——有趣又有用，有趣在于其具有多样性和意外性，因此，有人说：金属有机化学的历史是一部充满意外发现的历史。最早的金属有机化合物是1827年由丹麦药剂师Zeise用乙醇和氯铂酸盐反应而合成的；比俄国门捷列夫1869年提出元素周期表约早40年，与有机合成之父合成尿素几乎同一时期（1828年）.金属有机化合物是金属与有机基团以金属与碳直接成键而成的化合物；因而，金属与碳间有氧、硫、氮等原子相隔时，不管该金属化合物多么象有机化合物，也不能称为金属有机化合物。金属有机化学是有机化学和无机化学交叠的一门分支课程，主要讲述含金属离子的有机化合物的化学反应、合成等各种问题。因此具有广阔的发展前景与广泛的应用方向。一、金属有机化合物的组成：金属有机化合物，就是碳原子和金属原子直接相连的化合物。最早的金属有机化合物，比如格式试剂。而叔丁醇钾之类的化合物，由于是金属跟氧相连的化学结构，所以其不属于金属有机化合物的范畴。广义的金属有机化合物，将硫、硒、碲、磷、砷、硅、硼等带有金属性质的非金属都算成金属，实际上已经超越了经典金属有机化合物的范畴。但是由于元素有机化学和金属有机化学有着千丝万缕的联系，将其混在一起也不致引起太大的混乱二、金属有机化学的分类：1、金属有机化合物的合成及其性质研究者专门合成金属有机化合物，并研究这些化合物（通常是晶体）的物理学性质及其在材料学、高分子科学上的应用。2、金属有机合成化学研究者专门研究金属有机化合物在合成中的应用，虽然也合成金属有机化合物，甚至设计配体，但是目的在于探究其在有机合成学上的作用。主要是催化性能，有时也会有计量的金属有机化合物参与反应。三、金属有机化学的发展前景进入到21世纪，环保成为了人们不可避免的话题，能源的大量消耗与污染的大量产生让沉浸在发展工业生产中的人们意识到周边生活环境的改变，意识到自身对环境的污染与破坏，意识到环保应该成为最重要的目标之一。过渡金属的催化的高选择性能使金属有机化学能够扮演原子经济性的主要角色。同时绿色化学的12条准则可以通过金属有机化学达到。化学的分支之一材料化学是当今的热门学科，随着科技的发展与进步，对材料的需求越来越高且越来越复杂，应用金属有机化合物作为催化剂合成电子材料、光学材料和具有特种性能的无机材料将是大有作为的。同时金属有机化合物本身作为材料也是研究的热点，也具有广泛的应用前景。以人工固氮和人工太阳能为主体的模拟生物功能来实现对能源和的可持续利用是21世纪能源方面研究的热点及前沿。实现这一过程的核心问题是模拟并应用自然界中植物用于固氮和转换太阳能的酶和叶绿素，而酶的大部分和叶绿素是金属有机化合物。四、金属有机化学的应用1.在工业中，金属有机物被大量用作石油化工、精细化工、高分子化工中的催化剂。用丙烯、水喝一氧化碳为原料，在八羰基合二钴催化下经氢甲酰化生成丁醛替代了乙醛的醇醛缩合法。金属有机化学的发展为工业提供了一系列高活性、高选择性的新型催化剂，还为在分子水平上的现代化催化理论提供了科学依据。2.在农业中，有机锑、汞等药物用作除草剂、有机磷用作杀虫剂，具有高效、低毒、低残留、广谱的特性，是目前应用广泛的农药之一3.在生活中，金属有机物也有重要作用。如二戊铁，其最具前途的应用是航天工业及固、液、气体燃料中作节能添加剂。将其按千分之一的比例加入燃料中，可节能5-10%，同时清除30-70%因燃烧产生的烟雾，是很好的环保用品。4.在新、特药研究中，曾用有机锑化合物消灭了血吸虫病和治疗黑热病、治愈了血吸虫病患者76万人，黑热病患者60万人。人们还发现某些金属茂类化合物具有抗癌活性。5、在二次能源中，地球上贮藏的煤和石油开采过度，预计到2020年，由太阳能转换器提供的能量将占世界能量需求的10-15%。而将太阳能转化为能贮、可运输的化学能之前景也很诱人，可以以水和大气为原料生产燃料和化工料，氢气、烃、一氧化碳、醇等产品，其中可以光解水产生氢气最令人感兴趣，氢是最具前途的二次能源，具有密度小、燃烧值大、无污染等优点，原料谁在地球上贮量极大。目前最具前途的方法仍是光解水，而用来吸收光能的金属有机物，作为光敏剂种类之一，具有广阔应用前景。总结：发展金属有机化学不仅具有重要的科学意义，还和开辟新能源、开发新型化学和反应、研究新的合成方法、探索生命现象本质、合成新材料、试制抗癌药物和其他特效药物，以及保护环境等一系列当前世界上最重要的科研课题，都有着时分密切的关系。目前金属有机化学已成为无机化学、有机化学和理论化学研究的共同研究对象，具有巨大的发展潜力和辉煌的应用前景。参考文献：何仁编著.配位催化与金属有机化学.R.布里斯罗著.化学的今天和明天陆熙炎主编.金属有机化合物的反应化学王延吉、赵新强主编.绿色化学催化过程与工艺黄耀曾.漫谈金属有机化学