有机金属化学
这两者是同一码事。金属有机化学自从诞生以来,迅速延伸至有机合成、生命科学等各个领域,形成一个专门的体系,是一个有力的工具。对它的称呼,中文里没有硬性规定,一般称金属有机化学,也有称有机金属化学。
② 20世纪,与有机合成和金属有机化学有关的诺贝尔奖有哪些
之前了解一些,但来不全,正好整理源一下,金属有机方面的:
1912年 Grignard 有机镁化合物即格氏试剂
1913年 维尔纳 配位化学的创始人(配位化学是无机化学的叫法,有机中就叫金属有机化合物)
1963年 Natta和Ziegler 用于催化聚合的Natta-Ziegler催化剂
1973年 Fischer和Wilkinson 获奖原因是两位在金属有机上的贡献,但窃以为是两位的名气太大了,尤其前者
2001年 不对称合成,应用过渡金属进行对映性催化氢化的新方法
2010年 Heck、Negishi、Suzuki,这个就不介绍了,太熟悉的人名反应,特别是Suzuki反应,超帅!
③ 有机金属化学化合物有哪些
由金属原子与碳原子直接相连成键而形成的有机化合物称为有机金属化合物。
如甲基钾(CH3K)、丁基锂(C4H9Li)等。醋酸钠(CH3COONa)、乙醇钠(CH3CH2ONa)等有机化合物,分子中虽然也含有金属原子,
但金属原子不是与碳原子直接相连成键,因此不属于有机金属化合物。
有机金属化合物可用通式R—M表示,式中R代表烃基,M代表金属原子。
④ 什么是金属有机化学
人类对化学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的组成、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国民生产和人类进步作出了特殊的贡献。更重要的是,金属有机化学是一门年轻的科学,是一座刚刚开始挖掘的宝藏,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的产生和发展。
金属有机化学的产生与基本成形阶段(1823—1950年)
1827年,丹麦药剂师蔡司在加热/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。这也成为了无机化学与有机化学的交叉学科金属有机化学的开端。而第一个系统研究金属有机化学的人则首推英国化学家福朗克兰。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,法国化学家格利雅在他的老师巴比尔的引导下,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。这是金属有机化学发展上本阶段中最重要的一页。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年美国的米基里发现了四乙基铅及其优良的汽油抗震性。于是1923年工业上便大规模地生产四乙基铅作为汽油抗震剂,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。
金属有机化学的飞速发展阶段(1951年至20世纪90年代初)
1951年鲍森和米勒那并非预期的实验结果,却偶然发现了二茂铁。由此引发的对金属有机化学原有理论上的挑战,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。凭着威尔金森和伍德沃德的智慧以及费舍尔的辛勤工作,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,二茂铁的结构得以被确认为三明治夹心结构。这个美妙而富有创意构型的分子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和意大利化学家纳塔发现了著名的乙烯、丙烯和其他烯烃聚合的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的塑料品种。
在金属有机化学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开始全方位欣欣向荣起来。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,所以通过对它们结构的测定发现了许多新的结构类型。其中典型的代表就是1965年威尔金森合成了铑-膦配合物及发现了它优良的催化性能。由伍德沃德领导下的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年代后,科学家们逐渐归纳出了一些金属有机化学反应的基元反应,从这些基元反应又发展出一些合成上有应用价值的反应。
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。人们利用了金属有机化合物的某些优良特性,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,它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,于是可以通过设计好的金属有机化合物催化剂来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、沙普勒斯和野依良治也于2001年获得了诺贝尔化学奖。
金属有机化学的前沿问题及未来展望
1.环保。
20世纪90年代末,原子经济性(指原料分子中究竟有百分之几的原子转化成所需要的产物)成了绿色化学的主要内容。同时绿色化学的12条准则中的大部分都可以借助金属有机化学达到,比如预防环境污染、使用安全的助剂、提高能源经济性、减少衍生物、新型催化剂的开发等。这需要化学家、环境学者与专家的密切协作。
2.材料。
金属有机化合物若作为催化剂来合成电子材料、光学材料和具有特种性能的无机材料,将大有作为。同时,金属有机化合物本身作为材料,也是研究的热点,并有广阔的应用前景。这方面需要化学家、物理学家、材料科学家、技术专家的密切合作。
光学材料
3.能源。
以人工固氮及人工太阳能为主体的,模拟生物功能来实现的对能源的可持续性利用,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化太阳能的化学物质酶和叶绿素的工作方式。而大部分的酶和叶绿素是金属有机化合物。金属有机化学在新能源利用方面将责无旁贷地大放异彩。当然化学家还需要与生物学家、工程技术专家共同协作。
4.健康。
生命最宝贵,而维持健康及治疗疾病的药物的研究与开发将是21世纪研究的热点。金属有机化合物不仅可以通过其催化性能来实现手性药物的合成,而且过去有机锑对血吸虫病、顺铂对癌症的优良疗效还预示着金属有机化合物本身就是药物的大宝库。这需要免疫学家、放射学家、酶化学家的通力协作。
总之,作为一门交叉学科,金属有机化学自产生之日起,在社会需求的推动,本身问题的解决的拉动下,已成为化学中最活跃的学科之一。在新的检测手段的强力支持下,在市场需求的不断拉动下,在可持续发展的大背景下,金属有机化学将成为新世纪环保、材料、能源及人类健康等方面研究开发的热门学科,其发展应用前景不可限量。
⑤ 化学中的有机化学和无机化学怎麼区别
有机化学和无机化学主要从研究对象去区别。
1、无机化学是研究不含有碳元素(简单的碳的化合物如CO2、CO、碳的单质、碳酸盐属无机)的化学,研究它们的结构、组成、性质、变化的科学。
无机化学是研究无机化合物的化学,是化学领域的一个重要分支。通常无机化合物与有机化合物相对,指多数不含C-H键的化合物,因此碳氧化物、碳硫化物、氰化物、硫氰酸盐、碳酸及碳酸盐、碳硼烷、羰基金属等都属于无机化学研究的范畴。
2、有机化学是研究含碳元素的化学,研究它们的结构、组成、性质、变化、合成的科学。
在有机化学发展的初期,有机化学工业的主要原料是动、植物体,有机化学主要研究从动、植物体中分离的有机化合物。
(5)有机金属化学扩展阅读:
有机化学之所以成为化学中的一个独立学科,是因为有机化合物确有其内在的联系和特性。
位于周期表当中的碳元素,一般是通过与别的元素的原子共用外层电子而达到稳定的电子构型的(即形成共价键)。这种共价键的结合方式决定了有机化合物的特性。大多数有机化合物由碳、氢、氮、氧几种元素构成,少数还含有卤素和硫、磷、氮等元素。
因而大多数有机化合物具有熔点较低、可以燃烧、易溶于有机溶剂等性质,这与无机化合物的性质有很大不同。
在含多个碳原子的有机化合物分子中,碳原子互相结合形成分子的骨架,别的元素的原子就连接在该骨架上。在元素周期表中,没有一种别的元素能像碳那样以多种方式彼此牢固地结合。由碳原子形成的分子骨架有多种形式,有直链、支链、环状等。
用最精炼的一句话概括有机化学的研究对象,就是“如何形成碳碳键”。有机化学是碳的化学,有机化学的内容说白了就是研究怎么搭建碳原子的大厦(或者小厦)。因为对人们有用处的有机分子一般是大而复杂的,而人们能随意支配和轻易获得的原料往往是小而简单的。
⑥ 化学:什么是金属有机化合物详细!
有机金属化合物又称金属有机化合物(metallo-organic
compound)。烷基(包括甲基、乙基、丙基、丁基等)和芳香基(苯基等)的烃基与金属原子结合形成的化合物,以及碳元素与金属原子直接结合的物质之总称。与锂、钠、镁、钙、锌、镉、汞、铍、铝、锡、铅等金属能形成较稳定的有机金属化合物。大体上可分为烷基金属化合物(alkylmetalic
compounds)和芳香基金属化合物(arymetalic
compounds)两类。对环境有影响的,前者为甲基汞化合物、四乙基铅、三丁锡;后者为苯基汞盐、三苯基锡等;还有作汽油抗爆剂的有机锰化合物如三羰基环戊二烯锰等。这些物质大部分为人工合成,但铅、汞、镉、锡等在自然界会甲基化(或烷基化),如由无机汞转化为甲基汞。其中大多数是由于水体底质中微生物的作用,在鱼体内则是通过各种生物转化而成。一般有机金属化合物有脂溶性,比无机金属容易通过生物膜,经肠壁吸收,进入脑血管、胎盘的量也较多;因此有更强的生物毒性。烷基金属化合物容易引起中枢神经的障碍。在体内以肝等器官为主的微粒体药物代谢酶系统使有机金属化合物脱去烷基、芳香基,最终成为无机金属。通过生物体膜引起的毒性,以鸟类最为敏感。
⑦ 金属有机化学的简史
金属有机化学和有机金属化学是同一概念不同的说法,直译英文为有机金属化学(Organometallic Chemistry),中文习惯为金属有机化学。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Wöher合成尿素几乎同一时期(1828年)(附:有机化学发展之父Liebig, Jusius Liebig's Annalen 的创刊人)。
金属与烷基以s键直接键合的化合物是1849年由Frankland在偶然的机会中合成的(Frankland是He的发现人)。他设计的是一个获取乙基游离基的实验:
实验中误将C4H10当成了乙基游离基;但是这却是获得二乙基锌的惊人发现。所以,人们称这个实验为“收获最多的失败”。直到1900年Grignard试剂发现前,烷基锌一直作为是重要的烷基化试剂使用。
1890年Mond发现了羰基镍的合成方法;1900年Grignard发现了Grignard试剂(获得1912年诺贝尔化学奖)。但是,金属有机化学飞速发展的契机仍是:1951年Pauson和Miller合成著名的“夹心饼干”——二茂铁,及1953年末Ziegler领导的西德MaxPlank煤炭研究所发现的Ziegler催化剂。随后,Natta发现Natta催化剂,史合称Ziegler-Natta催化剂。Wilkison, Fischer(1973年),Ziegler, Natta(1963年)等由于这些研究获得了诺贝尔化学奖。 1950年初,是金属有机化学新纪云的开端。
1979年研究烯烃硼氢化的H.C.Brown与有机磷Wittig反应者Wittig获得诺贝尔化学奖。Lipscomb(1976年)由于对硼烷类的缺电子键的理论研究获得了诺贝尔化学奖。
2000年Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid, Hideki Shirakawa因Ziegler-Natta催化合成导电高分子——聚乙炔而获得诺贝尔奖。
2010年Richard F. Heck、Ei-ichi Negishi、Akira Suzuki因“有机合成中钯催化交叉偶联”的研究而获得诺贝尔奖
⑧ 什么是元素有机化学
元素有机化学是研究元素有机化合物的制备、性质、结构及应用的一门学科,是一门正在迅速发展的前沿学科。一般把含有碳C、氢H、氧O、氮N、硫S、氯Cl、溴Br、碘I以外元素(称为异元素)的有机化合物称为元素有机化合物。其中,把含有在异元素与元素碳之间有直接键连的有机化合物称为狭义的元素有机化合物,把一些只含有间接连于碳上的异元素的有机化合物称为广义的元素有机化合物。金属有机化合物是元素有机化合物的一大类别,是元素有机化学的重要组成部分。
元素有机化学,其名称来自于俄文。元素有机化合物的俄文名称是элементоорганическоесоединение。它们的英文直译应是elementoorganic chemistry和elementoorganic compound。但是在英文书刊中,只是偶尔出现elemental organic compound等类似词名,较常见的是organometallic chemistry, organometallics和organometallic compound。这些英文词语就字面而论,应指有机金属化学或有机金属化合物(我国化学工作者习惯上称为金属有机化学或金属有机化合物)。可是,在许多期刊、丛书乃至7000多页的巨著“Comprehensive Organometallic Chemistry”中,这些词目所包含的内容不仅有金属元素的有机化合物,还包括了准金属元素的有机化合物,但无论如何也难以包容氟、磷、硫等典型非金属元素的有机化合物。Organometallics或organometallic compound应指金属原子和碳原子相键合生成的有机化合物。
元素有机化合物,首先必须是有机物。我们知道,有机物和无机物在组成上的主要区别是:所有有机物的分子中都含有碳,一般都含有氢,且碳氢之间以共价键相结合。如果有机物分子中有一个C—H键上的氢被碳以外的其他元素的原子E所取代,即生成含C—E键的有机化合物;如果在C—E键上插入氧、氮、硫、硒等杂原子E′就得到分子中含C—E′—E键的有机化合物。有人把这种碳氢以外的其他元素的原子以直接或间接方式与碳相键合的有机化合物统称为元素有机化合物。由于E常对元素有机化合物的归属与性质起决定性影响,且除第Ⅰ及第Ⅶ族部分元素的有机化合物外, E原子上一般都连有不止1个原子或原子团,所以E又称为中心原子。元素有机化学是比普通有机化学更广泛的有机化学。由于元素有机化合物中的中心原子可以是周期表中绝大多数元素的原子,它们可以是金属、准金属、非金属,甚至稀有气体元素的原子,所以,元素有机化学是一个非常广阔的化学领域。
第一个元素有机化合物——氧化二甲基砷早在1760年就被发现了,到了19世纪下半叶,科学家已合成了有机磷、硅、硼、锌、汞化合物。1900年格里雅发展了有机镁化合物在有机合成中的应用。1930年齐格勒简化了有机锉化合物的制备,使有机锉在合成中作为试剂得到了广泛的应用。自1950年以后,元素有机化学更得到了迅猛的发展。1961年推利和鲍森合成了二茂铁。几乎在同时,齐格勒和纳塔以三乙基铝和四氯化钛为催化剂实现了烯烃低压定向聚合;1954年维梯希发现了磷叶立德并用来进行合成;1956年布朗发现了硼氢化反应;1964年沃尔平发现了过渡金属络合物的固氮作用等。在研究元素有机化合物合成的同时,元素有机化合物的结构和应用也得到了发展。如在对三甲基硼与胺所形成配合络合物的研究上,科学家提出了空间张力的概念,对二硼烷结构的研究提出了三中心键的结构,对二茂铁的研究提出了夹心结构,对多核金属络合物的研究提出了金属原子间б、л,8键的概念。其他如瞬变分子结构、元素杂环和金属杂环等结构的发现与提出都推动了元素有机化学的发展。
尽管在过去数十年中元素有机化学迅速发展,但迄今也只有周期表中的少数元素的有机化学得到较系统的研究;对大多数元素来说,它们的有机化学尚处于基础性或探索性研究阶段;稀有气体元素有机化合物的研究只在不久前才刚刚起步。因此,元素有机化学中尚有许许多多未被认识的世界,在这个广阔化学领域中,可能存在着许多新奇的结构、新奇的反应及新奇的化学现象,这对化学工作者来说,无疑有极大的吸引力。毫无疑问,元素有机化学必定是未来化学的主要发展方向之一。
元素有机化学的发展历史已经被证明并将继续被证明:元素有机化学对化学新理论的创立、新反应的发现、新催化剂的设计、新药物的合成、新能源的开辟、新材料的制造、生命现象的探索以及环境污染的控制等都具有重要意义。让我们以科学的态度对待科学、脚踏实地,在元素有机化学这块化学园地上辛勤劳作,一定会获得累累硕果,为人类物质文明和精神文明建设作出大的贡献。
在现阶段,对元素有机化学的研究主要集中在以下三个方面。①结构化学方面的研究。霍夫曼提出的极其重要的等瓣类似性规律是有机化学和无机化学的桥梁。这个理论规律不仅在簇化物化学中起作用,也将在元素有机应用于催化与合成中起作用。量子化学对元素有机化学已由静态趋向于动态的研究。IR、NMR、ESR、X线衍射、EXAFS、ESCA都在结构测定中起了重要作用。②新反应在有机合成中的应用。这方面的研究现在的趋向是主族元素有机和过渡元素有机并重,以及主族元素和过渡元素结合起来,以寻求温和的反应条件、高产率,并着重区域选择性、立体选择性和反应的不对称性,而所用的元素有机试剂要求是催化量的,以得到特殊结构的化合物、立体专一的化合物、光学活性的化合物以及具有生理活性的化合物。③在工业上的应用。这方面的研究主要是寻找性能优良的均相催化剂以及合成性能特殊的元素有机材料和工业原料。
元素有机化合物的应用主要表现在下面几个方面。①作为农药:如有机磷杀虫剂等。②作为合成材料:如元素高分子硅树脂、硅橡胶、氟橡胶等。③作为催化剂:如齐格勒催化剂、威尔金森催化剂等。这些催化剂的发现极大地促进了石油工业的发展。④作为工业原料:如四乙基铅作为汽油抗暴剂、有机磷萃取剂、有机锡塑料稳定剂等。⑤作为有机合成试剂:如格氏试剂、有机锉试剂、维梯希试剂、硼氢化试剂等。⑥在医药上作为化学治疗剂:如顺铂用来治疗癌症。
硅橡胶玻纤管
元素有机化学作为一门既古老又年轻的学科,是有机化学和无机化学相结合的产物,并且从一开始就与合成化学、生物化学、结构化学紧密地联系在一起。随着研究工作的深入开展,元素有机化学又与配位化学、分析化学、高分子化学、理论化学、药物化学、材料化学等化学学科相互渗透、相得益彰。元素有机化学还有许多方面需要研究,许多新的化合物有待合成,很多机理有待探讨,是一门极富希望的化学学科。
⑨ 大家感觉金属有机化学怎么样
这主要取决你考有机化学的具体哪个研究方向和具体那所学校!如果你想从事内金属有机容化学,很明确的告诉你,无机化学必须精通!如果从事有机合成,药物化学或者天然药物化学方向,那么无机化学不需要特别好!但是这也与你将要报考的学校有关系,一般情况下初试都考无机化学,也有不考无机化学的,但是必须考物理化学。也就是说不同学校选取的教材不同,侧重点不同。具体可以看看他们学校的研究生院网站!
⑩ 导向有机合成的金属有机化学 什么意思
导向有机合成的金属有机化学涉及三个方面的内容:即碳-金属键,氢-金属键的生内成、转化及淬灭。由容于过渡金属的配位效应及模板效应,金属络合物催化的反应在有机合成中有重要地位,具有反常条件温和、产率及选择性高的特点。