無機化學和有機化學的橋梁——金屬有機化學

高靚（贛州師范高等?？茖W校，江西 贛州 341000）

一直以來我們都把化學這門學科分為有機化學和無機化學兩大類別[1]。很多科學家在過去很長一段時間,通常認為有機化學是研究有生命物質的一門化學學科，無機化學是研究無生命物質的一門化學學科，而近年來隨著人類認識的不斷發(fā)展，這一認識已被突破，例如，鋁、鎂、鉆、鐵等少數稀有全屬在生命體的新陳代謝中具有非常重要的作用，但它們在過去常常作為無機化學的研究對象。因此，人為的機械的把化學分為無機化學和有機化學是不科學的，并且有機化學和無機化學在近年來的相互滲透研究也得到大大的提高，尤其突出是他們在化學反應的研究領域。研究成果也是不斷在更新，因此我們應該把無機化學和有機化學的交界學科—金屬有機化學；作為一個新的領域進行研究，并且交叉學科在現有階段是個空白，所以更具有研究意義。因此從上世紀90年代,金屬有機化學得到了快速發(fā)展,一直都處于化學課題研究中最活躍的研究內容。

1 金屬有機化學的過去

法國化學家Grignard于上世紀初發(fā)現了Grignard反應，從而為金屬有機化合物在有機合成中開辟了新的應用方法。因此有機鎂化學的研究就全都在合成有機化學家的實驗室中進行。1850年以前，有機化學家主要通過研究新的有機反應來不斷發(fā)展金屬有機化學，如BrZnCH2COOR反應的試劑是一種有機鋅化含物，烷堆鏗是有機合成中有用的試劑。此外，應用銅催化劑的反應本質上都是通過有機銅化合物中間體的反應。在1951年，二茂鐵得到合成，由于它本身所具有的特殊結構以及類似芳烴的性質,從而給過渡金屬開辟了一大類新型化合物。自此，過渡金屬有機化學成為近幾十年來在理論上和實際應用上都有富有成果性的研究領域。筆者認為，金屬有機化學近年來快速發(fā)展主要歸結為以下三個方面的因素：

1.1 由于碳-金屬鍵的活潑性，可以發(fā)生許多重要的反應，也可作為有機反應的試劑與催化劑，在金屬有機化合物的合成中具有重要的作用。

1.2 不斷合成的金屬有機化合物為化學鍵理論和價鍵結構等方面提供了許多重要的資料，導致人們對化學的內在規(guī)律有了更多更深的認識。

1.3 金屬有機化合物還有許多其他的實際用途。在實際生活中金屬有機化合物常用來作為塑料添加劑、殺菌劑、抗震劑等。

2 金屬有機化學的研究現狀

2.1 對于金屬有機化合物的新結構及其物理化學性質[2]。各種金屬元素原子結構的不同，導致所生成的金屬有機化合物的價鍵結構發(fā)生改變。另外，不斷合成的新金屬有機化合物也豐富發(fā)展化學鍵理論，新增有機化合物很多可信賴的資料。由于現在對金屬的有機化合物的化學鍵深入認識,使得曾經化學鍵理論概念發(fā)生快速發(fā)展和改變。把他們應用于研究金屬有機化合物，使得大家認識物質結構得到提高，以此同時發(fā)展了各種應用工具范圍的深度。

2.2 金屬有機新反應的不斷發(fā)現。眾所周知有機合成中的試劑就是金屬有機化合物。在50年代以前,有機鏗化合物和有機鎂得到廣泛應用。50年代中發(fā)展的Witting館反應和烯烴的硼氫化反應，在1979年，反應的發(fā)明者Witting和Brown憑借這個化學反應獲得nobel獎金，這充分表明了金屬有機試劑對推動整個有機化學發(fā)展中的重要地位。例如，當前非?；钴S的研究方向—烯烴復分解反應，在它的反應過程中,是切斷烯烴的雙鍵而生成新的雙鍵，以前的有機化學家根本想象不到。

2.3 深入研究金屬有機反應機理[3,4]。目前，我們把金屬有機反應歸納以下4個基列反應：（1）插入反應(不消除的逆反應)；（2）反應物在金屬上的絡合配位；（3）重排反應；（4）氧化加成反應（還原消除的逆反應）；對新中間體，在70年代中卡賓一過渡金屬絡合物和金屬雜環(huán)化合物得到逐步發(fā)展起來。

2.4 金屬有機化合物的其它用途。目前，有機硅則主要用于有機硅樹脂，有機錫化合物則廣泛應用于橡膠防老化劑、聚氯乙烯之穩(wěn)定劑和聚烯烴等等，有機汞化合物主要應用于防霉劑和殺菌劑。有機鉛化合物主要用于汽油抗震劑的四甲基鉛和四乙基鉛，另外金屬原子引入高分子化合物，對于開發(fā)和發(fā)展各種特殊性能材料提供理論依據。

[1]姚福琪,康永勝,王亞茹等.氧化數概念在有機氧化還原反應中的應用[J].保定師專學報,1999,12(4):20-24.

[2]姚福琪.氧化數概念在有機化學反應中應用的探討[J].河北輕化工學院學報，1992,31(1):147-152.

[3]LIHua-can，XINGYu-ming，LIQun-fang.The twoweight?ed Poincarénorm inequalities for the composition of Green operator and homotopy operator[J].Journal of Natural Science of Heilongji?ang University,2014,31(4):484-489.

[4]朱科文，朱金璞.高職高?！痘A化學》課程改革思路[J].科技創(chuàng)新導報,2011(24).