金属有机化学
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, Mg2C3, 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。
参考资料
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