金属有机化学

有机化学和无机化学交叠的课程

有机金属化学是有机化学和 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。

课程简史

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 化学 ),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 有机金属化合物 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 俄罗斯 德米特里·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 自由基 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, 基锌一直作为是重要的烷基化试剂使用。

1890年Mond发现了 四羰基镍 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 三氟化硼 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 有机高分子化合物 ——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

有机化合物

有机金属化合物 (organometallic 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。

即使有金属-碳键存在的化合物,有些显然属于 无机化合物 ,如金属 碳化物 ( 碳化钙 , Mg2 C3 , Al4C3) (carbide)和 化物( 氰化钾 )( cyanide ).

但是,带有 基(CO)的金属化合物显示出 有机化合物 的性质,则列入 有机金属化合物 ; 金属氢化物 属于 金属有机化合物 ;有机 膦 ( P-C )化合物,如PPh3,仍为准 金属有机化合物.

B或 碳化硅 化合物是金属有机化合物。周期表位于P以下的As, Sb, Bi的化合物,通常按金属有机化合物处理。含金属-氮( 锰 )化合物不具有有机物性质;但是,新合成的N2配位 配位化合物 ,如美国人称为“ 珍珠港 络合物”(Pearl Harbor complex:纪念 第二次世界大战 偷袭珍珠港 )的CoH(N2)(PPh3)3,属于 有机金属化合物 (N2,CO是等电子的)类似 羰基 金属化合物。

电负性 也用作定义标准,一般将电负性在2.0(含2.0)以下元素与C成键的化合物称为金属有机化合物。