金屬有機(jī)化合物的合成與應(yīng)用.ppt

1、金屬有機(jī)化合物的合成與應(yīng)用，正玉江江南大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院2005.05，金屬有機(jī)化合物的合成與應(yīng)用，1。金屬有機(jī)化合物2。金屬有機(jī)化合物研究的范圍3。金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)介4。金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用，1。什么是金屬有機(jī)化合物？1.1金屬有機(jī)化合物的定義：金屬有機(jī)化合物是指金屬(Metal)和碳(Carbon)(碳?xì)浠衔?、官能化碳?xì)浠衔锘蚺湮挥袡C(jī)分子)以多種結(jié)合形式結(jié)合在一起的化合物M-C，1.2金屬有機(jī)化學(xué)所屬的學(xué)科是無(wú)機(jī)化學(xué)還是有機(jī)化學(xué)？有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)物的差異和聯(lián)系(Inorganic Compound)。化學(xué)剛成為科學(xué)的時(shí)候，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的有機(jī)物來(lái)自動(dòng)植物中有生命的物體，所以在礦

2、物界獲得的礦石、金屬、鹽等成分(C H O N X，S P Si B)和性質(zhì)上有很大的差異，所以化學(xué)物質(zhì)根據(jù)來(lái)源分為無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。有機(jī)”(organic)一詞源自有生命的物質(zhì)“有機(jī)體”(organim)。因?yàn)楫?dāng)時(shí)對(duì)生命現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識(shí)不足，父子有機(jī)化合物的神秘色彩是用人工方法無(wú)法合成的“生命力”制造的。隨著科學(xué)的發(fā)展，從原始有機(jī)體中獲取的有機(jī)物越來(lái)越多，無(wú)需依靠“生命力”，可以用人工力法合成。但是“有機(jī)”這個(gè)名字仍然存在。在歐洲和美國(guó)，金屬有機(jī)化學(xué)屬于無(wú)機(jī)化學(xué)。在中國(guó)，金屬有機(jī)化學(xué)正從有機(jī)化學(xué)學(xué)科向無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)科轉(zhuǎn)移。2 .金屬有機(jī)化合物研究的范圍，從2.1金屬有機(jī)化學(xué)到元素有機(jī)化學(xué)，從2.2

3、M-C鍵到E-E(E，E=C，n，o，p，Si)，Werner型復(fù)合物(ph33e 1827是澤西鹽)J . m . Crafts)(1869)mendeleph周期表是Grignard試劑(Grignard，Harbier)，1951年佩洛森(T.J. Kealey，P J . a . to .)Chem .創(chuàng)刊1981SI=SI (R.West)金屬有機(jī)化合物在高選擇性有機(jī)合成反應(yīng)中廣泛使用的金屬有機(jī)試劑發(fā)展為工業(yè)生產(chǎn)中普遍使用的同質(zhì)金屬有機(jī)催化劑或多相催化劑，最近以驚人的速度發(fā)展為材料科學(xué)和生命科學(xué)。4.1新型化合物的合成4.2在有機(jī)合成中的應(yīng)用4.3在工業(yè)催化中的應(yīng)用4.5在材料科學(xué)中

4、的應(yīng)用4.5生命科學(xué)中的應(yīng)用，4.1新型化合物的合成，實(shí)踐驗(yàn)證真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)1，Ziese鹽的合成2，二茂鐵的合成和表征3，多鍵化合物的合成，4.1新型化合物的合成，1價(jià)成鍵：SP2雜交、空P軌道、電子不足。1價(jià)鋁的合成，4.1新型化合物的合成，4.2有機(jī)合成中的應(yīng)用，4.2.1 Grignard試劑的應(yīng)用4.2.2有機(jī)鋅試劑4.2.3合成4.2.4金屬有機(jī)誘導(dǎo)合成，4.3工業(yè)催化劑中的應(yīng)用，Ziegler-Natta催化劑MAO方法：將金屬有機(jī)化學(xué)蒸汽相沉積在整體或圓上，以一定比例混合，攜帶氫、氦等載體氣體，通過(guò)高溫反應(yīng)爐反應(yīng)生成的化合物沉積在襯里中。4.4.2，金屬有機(jī)分子鐵磁性體，傳統(tǒng)無(wú)

5、機(jī)磁性材料3360金屬磁體，鐵氧體，稀土金屬和鋁，鎳等。缺點(diǎn)：相對(duì)密度高，性質(zhì)脆，不易加工。有機(jī)，金屬有機(jī)(聚合物)磁性材料：復(fù)合：在合成樹(shù)脂中添加和成型磁粉，以塑料磁性材料(塑料磁性)加工。這種材料現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)型：不添加無(wú)機(jī)磁性粉末，具有磁性，目前大部分是探索性研究。結(jié)構(gòu)型磁性材料還可以分為純有機(jī)(聚合物)磁鐵和金屬有機(jī)(聚合物)磁鐵。4.4.3，金屬有機(jī)液晶，近年來(lái)，液晶領(lǐng)域取得了很多重要進(jìn)展。最引人注目的是，1991年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)被授予法國(guó)著名液晶物理學(xué)家Gennes教授。之后的研究和應(yīng)用廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)和材料科學(xué)，形成了LCD物理、LCD化學(xué)、LCD光學(xué)

6、、生物L(fēng)CD和LCD顯示器技術(shù)等專業(yè)領(lǐng)域。金屬有機(jī)液晶的分子結(jié)構(gòu)大部分是桿(維結(jié)構(gòu))和圓盤(二維結(jié)構(gòu))，最近發(fā)展成三維空間結(jié)構(gòu)。棒狀金屬有機(jī)液晶，4.4.3，金屬有機(jī)液晶，盤狀金屬有機(jī)液晶三維幾何結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)液晶，4.4.4，發(fā)光材料，電致發(fā)光材料/有機(jī)發(fā)光二極管材料(OLED) LED發(fā)明以來(lái)的視頻數(shù)字顯示器，但是體積大，發(fā)光材料品種少，零件制作工藝復(fù)雜1987年，美國(guó)柯達(dá)公司C.W.Tang等以8-羥基喹啉鋁(Alq3)為發(fā)光層，以低直流電壓(約10)確保高亮度OLED設(shè)備后，有機(jī)發(fā)光二極管引起了各國(guó)科學(xué)家的高度關(guān)注，成為近10多年來(lái)國(guó)際研究的熱點(diǎn)。無(wú)與倫比的優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)電致發(fā)光材料具有廣

7、泛的可選范圍，容易獲得全色顯示器，尤其是無(wú)機(jī)物難以獲得的藍(lán)光。亮度高，效率高；直流驅(qū)動(dòng)電壓低，能耗低，可能與集成電路驅(qū)動(dòng)器相匹配。制作工藝簡(jiǎn)單，成本低。超薄大面積平板顯示器，視野開(kāi)闊；良好的加工性能，其他形狀等容易制作。4.4.4，發(fā)光材料，電致發(fā)光材料/有機(jī)發(fā)光二極管材料(OLED)單層結(jié)構(gòu)OLED多層結(jié)構(gòu)OLED，4.4.4，發(fā)光材料，電致發(fā)光材料/有機(jī)發(fā)光二極管材料(OLED) 4.5.1生物無(wú)機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)介4.5.2金屬酶4.5.3生命的必要元素(essential element)必須存在于大部分生物種類中，具有幾乎相似的濃度范圍，當(dāng)牙齒元素不足時(shí)，生命的正常功能受損，生命處于不健康的狀

8、態(tài)。當(dāng)牙齒元素在體內(nèi)水平恢復(fù)時(shí)，生物學(xué)功能也恢復(fù)正常。但是沒(méi)有這種元素，生命就不能生長(zhǎng)，生命過(guò)程也不能完成。牙齒元素的作用是其他元素不能完全代替的。4.5.1生物無(wú)機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)介，迄今為止，30茄子元素被認(rèn)為是生命的必需元素。其中11種是宏元素或結(jié)構(gòu)元素(bulk or structural elements)，19種是微量或超微量元素(trace or ultra-trace elements)。在人體中，19種微量元素占人體原子構(gòu)成的0.1%以下。4.5.2金屬酶，金屬離子和生物大分子形成復(fù)合物結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系(以鋅為例)，含鋅酶(約200種)，4.5.2金屬酶，金屬離子和生物大分子形成復(fù)合物

9、結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系(以碳酶為例)，碳酸酐1932年Meldrum和Meldrum牙齒酶參與光合作用鈣化過(guò)程，具有維持血液的PH離子輸送和二氧化碳更換等一系列生物學(xué)功能。其中催化二氧化碳的水合反應(yīng)最為重要。牙齒酶是當(dāng)今已知有機(jī)體中觸發(fā)牙齒反應(yīng)最快的酶之一。測(cè)試結(jié)果顯示，碳酶是由260個(gè)安琪酸組成的單肽鏈的蛋白質(zhì)，分子量約為30，000。每個(gè)酶分子只有一個(gè)鋅，牙齒鋅離子結(jié)合了三個(gè)色氨酸，第四個(gè)配位基團(tuán)是水或羥基。4.5.2金屬酶、金屬離子和生物大分子形成復(fù)合物結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系(例如碳酶)，4.5.2金屬酶鋁、鋇、鈷、鎳、鈣、鉀、鋁、釩、砷、鉛等10種茄子元素與部分癌癥有顯著的關(guān)系如上所述，人體內(nèi)稀有元素，特別是某些金屬元素的缺乏或過(guò)剩，會(huì)嚴(yán)重降低人體對(duì)致癌因子的抵抗力。1969年，發(fā)現(xiàn)順鉑具有抗