金屬有機(jī)化學(xué)研究綜述

王亮(池州學(xué)院, 安徽 池州 247000)

金屬有機(jī)化學(xué)研究綜述

王亮(池州學(xué)院, 安徽 池州 247000)

筆者主要以金屬有機(jī)化學(xué)為研究對(duì)象開(kāi)展了以下研究：首先，對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，接下來(lái)分析了金屬有機(jī)化學(xué)的研究進(jìn)展，最后探討了金屬有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用情況。

金屬；有機(jī)化學(xué)；碳?xì)滏I活化；加成環(huán)合反應(yīng)

1 金屬有機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)述

(1)金屬有機(jī)化合物的組成 從廣義的角度講，金屬有機(jī)化合物指的是那些由金屬和碳元素經(jīng)過(guò)一系列的反應(yīng)而形成的物質(zhì)。這里的金屬代表的是一些非金屬元素，但是這些元素具有一定的金屬性質(zhì)，比較典型的代表有硫元素、碲元素以及硒元素等。

(2)金屬有機(jī)化學(xué)研究分類 金屬有機(jī)化學(xué)是化學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)非常重要的分支，現(xiàn)階段主要可以將其分成兩個(gè)研究類別：第一，研究人員主要關(guān)注的是如何合成金屬有機(jī)化合物，并對(duì)相關(guān)金屬有機(jī)化合物的性質(zhì)進(jìn)行研究；第二，研究人員主要關(guān)注的是在有機(jī)合成過(guò)程中，金屬有機(jī)化合物的實(shí)際作用。

2 金屬有機(jī)化學(xué)的研究進(jìn)展

20世紀(jì)70年代，金屬有機(jī)化學(xué)迎來(lái)了蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，下面簡(jiǎn)單介紹一下金屬有機(jī)化學(xué)的研究進(jìn)展情況。

(1)碳?xì)滏I活化 所謂碳?xì)滏I活化指的就是把碳?xì)滏I變成碳碳鍵，也可以變成碳雜原子鍵。如何實(shí)現(xiàn)這一活化操作是一個(gè)十分熱門的研究方向。在科研人員的努力之下，目前已經(jīng)有了一些研究成果。學(xué)者施章杰等人利用多種金屬對(duì)碳?xì)滏I開(kāi)展了活化反應(yīng)，最終獲得的生成物是碳碳鍵偶聯(lián)的。學(xué)者劉國(guó)生等人在研究過(guò)程中將鈀作為催化劑，最終使得苯胺和乙腈的雙碳?xì)滏I都處于斷裂狀態(tài)。

(2)加成環(huán)合反應(yīng) 在加成環(huán)合反應(yīng)方面，學(xué)者劉元紅等人在研究過(guò)程中將金作為催化劑，主要作用的物質(zhì)是1，6-二炔，通過(guò)環(huán)合最終得到了萘環(huán)和苯并芴。此外，通過(guò)研究，他們還給出了Au/Sn 轉(zhuǎn)金屬的反應(yīng)模式。學(xué)者施敏等人在研究過(guò)程中也將金作為催化劑，主要作用的物質(zhì)也是1，6-二炔，但是通過(guò)環(huán)合最終得到的物質(zhì)有所不同，他們得到的是二氫吡咯。

(3)偶聯(lián)反應(yīng) 學(xué)者雷愛(ài)文等人在研究過(guò)程中，將鈀作為催化劑，作用的物質(zhì)是伯醇，使用的反應(yīng)時(shí)氧化酯化反應(yīng)，他們通過(guò)研究最終得到的是羧酸酯。以這一研究為主要依據(jù)，他們選擇了一種氧化劑，具體物質(zhì)是芐氯，最終得到了選擇性酯化產(chǎn)物。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展，在金屬化學(xué)領(lǐng)域，偶聯(lián)反應(yīng)也取得了很大的進(jìn)步。主要體現(xiàn)在選擇的用于催化的金屬，所需的成本逐漸降低，如銅、鐵等。學(xué)者劉磊等人在研究過(guò)程中，選擇銅作為催化劑，經(jīng)過(guò)反應(yīng)得到了一級(jí)烷基鹵代物和芳基硼酸酯的偶聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)物。

(4)過(guò)渡金屬催化氟化反應(yīng) 含氟化合物在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，如醫(yī)學(xué)以及農(nóng)藥等。因此，好多研究人員投入了對(duì)含氟化合物具體合成方法的研究之中。其中比較具有代表性的合成方法就是借助于過(guò)渡金屬的催化，從而有效的將氟原子或含氟片段融入有機(jī)分子。

(5)惰性小分子CO2活化 如何對(duì)CO2進(jìn)行活化處理是科研人員十分關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題，這也是一項(xiàng)十分具有挑戰(zhàn)性的工作。學(xué)者麻生明等人在對(duì)二氧化碳進(jìn)行活化處理時(shí)，選擇的具體方式是利用鎳催化炔烴的氫酯化反應(yīng)，最后得到了反式α，β-不飽和羧酸。而學(xué)者呂小兵等人在研究過(guò)程中借助于銀的催化作用，對(duì)端炔進(jìn)行了羧化處理，最終得到了炔基羧酸。

3 金屬有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用研究

現(xiàn)階段，金屬有機(jī)化學(xué)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，主要體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面。

(1)金屬有機(jī)化學(xué)在工業(yè)中的應(yīng)用 就工業(yè)領(lǐng)域而言，有這樣一種說(shuō)法，如果一個(gè)企業(yè)能夠獲得最輕的金屬化合物，那么該企業(yè)也就會(huì)掀起工業(yè)革命，成為革命的領(lǐng)軍者。這充分說(shuō)明了金屬有機(jī)化合物在工業(yè)領(lǐng)域的重要性。目前，金屬有機(jī)化合物在工業(yè)得到了非常廣泛的應(yīng)用，如石油領(lǐng)域、高分子領(lǐng)域等。西方發(fā)達(dá)國(guó)家十分關(guān)注金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)揮發(fā)展，在很早之前就開(kāi)始了相關(guān)研究，并將其應(yīng)用在了工業(yè)領(lǐng)域。然而，就我國(guó)而言，在這方面我國(guó)的起步相對(duì)較晚。金屬有機(jī)化學(xué)主要應(yīng)用的領(lǐng)域是國(guó)防，如戰(zhàn)斗機(jī)等。

(2)金屬有機(jī)化學(xué)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，金屬有機(jī)化學(xué)在農(nóng)業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用。這些國(guó)家借助于飛機(jī)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行施肥處理，同時(shí)也利用為農(nóng)作物提供必要的農(nóng)藥。在農(nóng)藥和化肥中就含有一定的金屬有機(jī)化學(xué)，如在消除雜草時(shí)，可以使用有機(jī)化肥等；在消除害蟲(chóng)時(shí)，可以選擇有機(jī)磷等。就我國(guó)而言，現(xiàn)階段我國(guó)使用有機(jī)化學(xué)物的地區(qū)主要時(shí)一些平原地區(qū)，如華北等。為了進(jìn)一步增加我國(guó)糧食的產(chǎn)量，相關(guān)人員應(yīng)該重視對(duì)金屬有機(jī)化合物的研究和使用。

(3)金屬有機(jī)化學(xué)在醫(yī)藥中的應(yīng)用 在國(guó)際市場(chǎng)上，就醫(yī)藥領(lǐng)域而言，美國(guó)和日本是該領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，他們對(duì)醫(yī)藥市場(chǎng)的占有率非常高。在這樣的大背景下，中國(guó)要想在醫(yī)藥市場(chǎng)上占據(jù)一席之地，就必須重視金屬有機(jī)化學(xué)在醫(yī)藥領(lǐng)域的使用。癌癥對(duì)人們的生命安全構(gòu)成了重要的威脅，目前好多研究人員將抗癌的重點(diǎn)放在了金屬有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域。

(4)金屬有機(jī)化學(xué)在能源中的應(yīng)用 能源在人們的日常生活中發(fā)揮著十分重要的作用，隨著不可再生能源的逐漸減少，能源問(wèn)題逐漸引起了人們的重視。氫氣是一種十分清潔的能源，現(xiàn)階段得到氫氣的最為主要的手段就是電解水。金屬有機(jī)物在其中發(fā)揮了重要的作用，是一種光敏劑。在新的時(shí)代背景下，金屬革命席卷而來(lái)，研究金屬有機(jī)物在能源領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)的研究十分熱門。本文主要對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)進(jìn)行了綜述性的研究，探討了該領(lǐng)域在現(xiàn)階段的一些研究進(jìn)展，并研究了金屬有機(jī)化學(xué)的實(shí)際應(yīng)用情況。

王亮(1994- ) ，男，安徽六安人，本科。