金属有机化学(5)

金属有机化合物的合成与应用金属有机化合物是由金属离子和有机配体组成的化合物，其合成和应用在无机化学和有机化学领域具有重要意义。

本文将介绍金属有机化合物的合成方法和它们在催化、材料、医学等方面的应用。

一、金属有机化合物的合成方法1. 配体取代法：通过将金属离子的配体逐步替换成有机配体，从而得到金属有机化合物。

这种方法可以通过与有机化合物反应或进行配体交换反应实现。

2. 氧化还原法：通过加热或化学反应，使金属离子与有机配体发生氧化还原反应，生成金属有机化合物。

3. 直接合成法：将金属离子与有机配体一起反应，直接得到金属有机化合物。

二、金属有机化合物在催化领域的应用1. 都是金属配合物，拥有良好的催化性能。

金属有机化合物在催化反应中可以作为催化剂，提高反应的效率和选择性。

2. 金属有机化合物催化剂可用于有机合成领域，如烯烃的转化、羰基化反应、环化反应等。

三、金属有机化合物在材料领域的应用1. 金属有机化合物可以用于制备金属有机框架材料（MOF），这是一种具有高比表面积和孔隙结构的新型材料。

MOF在气体吸附、储氢、催化反应等方面具有潜在的应用价值。

2. 金属有机化合物还可用于制备有机金属聚合物（OMP）。

OMP在导电、光电、光催化等方面具有广泛的应用前景。

四、金属有机化合物在医学领域的应用1. 铂类金属有机化合物，如顺铂、卡铂等是广泛应用于抗肿瘤药物。

它们可与DNA结合，抑制肿瘤细胞的DNA复制和细胞分裂，从而起到治疗肿瘤的作用。

2. 铜类金属有机化合物则可以用于抗菌和抗炎症药物的研究和开发。

综上所述，金属有机化合物的合成和应用具有重要的科学意义和实际价值。

在未来的研究中，我们可以进一步改进合成方法，并探索新的应用领域，以推动金属有机化合物在化学和材料科学的进一步发展。

金属有机化学基础第5章非过渡金属有机化合物第5章非过渡金属有机化合物⏹反应试剂：许多非过渡金属有机化合物是高活性、高选择性的有机合成试剂，如Grignard试剂、锂试剂、硼试剂等在现代有机合成中占有重要位置。

⏹辅助催化剂：过渡金属有机化合物是配位催化的催化剂，但也离不开非过渡金属有机化合物作为助催化剂，如著名的Ziegler-Natta催化剂中必须用一个非过渡金属有机化合物活化。

⏹合成方法：许多过渡金属有机化合物可借鉴合成非过渡金属有机化合物的方法并用非过渡金属有机化合物作为试剂来制备。

⏹反应性质：过渡金属有机化合物的一些基本化学性质、结构也与非过渡金属有机化合物密切相关。

第5章非过渡金属有机化合物⏹非过渡金属有机化合物的通用制法⏹碱金属有机化合物----有机锂⏹碱土金属有机化合物----有机镁⏹硼族有机化合物----有机铝和有机硼⏹金属与卤代烃反应的机理自由基反应–––非过渡金属易失去价电子，卤代烃接受了这个电子后生成烃基自由基，这是速度控制阶段。

Mꞏ+ R－X → M++ Rꞏ + X－●对第IA族金属，烃基自由基与另一个零价金属反应生成金属有机化合物，金属正离子与卤素负离子形成盐，如合成锂有机化合物。

Mꞏ+ R ꞏ→ MRM++ X-→ MXMꞏ+ R－X → M++ Rꞏ + X－●第IIA族金属失去一个价电子后与卤素负离子生成一价的盐，但这个金属上还有一个价电子，它立即与烃基自由基结合得到金属有机化合物，如合成Grignard试剂。

M ꞏ++ X－→ MX ꞏR ꞏ +MX ꞏ →RMX●与第IIA族金属一样，第14族金属先失去一个价电子后与卤素负离子形成RMX，但它是不稳定的，继续与卤代烃反应，得到第14族金属有机化合物。

[RMX] + RX → R2MX25.1.2 用非过渡金属有机化合物对金属烃基化反应这是由一种金属有机化合物制备另一种金属有机化合物的方法，也称为转金属化反应(Transmetalation)。

有机化学中的金属有机化合物金属有机化合物是有机化学领域中的一类重要化合物，其分子结构中含有金属与有机基团的化学键。

金属有机化合物具有独特的性质和广泛的应用，对于研究金属有机化学以及发展金属有机合成方法具有重要意义。

本文将介绍金属有机化合物的定义、合成方法以及其在催化反应和材料科学中的应用。

一、金属有机化合物的定义金属有机化合物是指化合物中含有金属元素（如铁、铜、锌等）和有机基团（如烃基、醇基等）的共价键。

这些化合物通常以配合物的形式存在，其中金属中心与有机基团通过配位键相连。

金属有机化合物可以根据金属元素的性质和配位方式进行分类，如金属卡宾、金属烯烃配合物等。

二、金属有机化合物的合成方法1. 金属有机化合物的合成可以通过直接反应法实现。

直接反应法是指金属与有机底物直接发生反应生成金属有机化合物。

例如，Grignard 试剂与卤化物反应生成金属有机化合物，这是一种常用的合成金属有机化合物的方法。

2. 金属有机化合物的合成也可以通过还原法实现。

还原法是指用还原剂还原金属盐类，使金属离子与有机底物发生反应生成金属有机化合物。

这种方法常用于合成铁、镍等金属有机化合物。

3. 另一种常用的合成金属有机化合物的方法是配体交换法。

配体交换法是通过将金属配合物中的配体与有机配体交换，从而生成金属有机化合物。

这种方法广泛应用于合成含铂、钯等金属的有机化合物。

三、金属有机化合物的应用金属有机化合物在催化反应中具有重要作用。

例如，铁-铍双金属有机化合物可以催化烯烃羰基化反应，得到醛和酮化合物。

铜配合物可用作C-C键的形成催化剂，广泛应用于有机合成领域。

金属有机化合物在材料科学中也具有广泛应用。

例如，金属有机化合物可以用于合成金属有机聚合物，这些聚合物在光电、荧光材料方面具有良好性能。

金属有机化合物还可以用于制备金属有机框架材料（MOF），这种材料在气体吸附、分离等方面具有重要应用价值。

总结金属有机化合物是有机化学中的重要研究对象，对于金属有机化学的发展和应用具有重要意义。

金属有机化学1．序言2．主族金属有机化学3．过渡金属有机化学4．稀土金属有机化学5．有机合成中的金属有机化学6．金属有机化学催化反应一、序言1． 定义：金属有机化学是研究含有金属－碳键的化合物的化学，包括合成、结构、反应性质及催化性能等。

其中金属包括硼、硅、砷等类金属。

严格区分：有机金属化合物 M －C金属有机化合物 M －O ，M －N ，M －C金属有机化学是无机化学和有机化学的交叉学科，既可以归属于无机化学，也可以归属于有机化学。

2． 发展史1760年 合成第一个金属有机化合物1827年 合成第一个过渡金属有机化合物（第一个含烯烃的金属有机化合物）Zeise’s 盐，Na[Pt(C 2H 4)Cl 3]1849年 E. Frankland 用氢气作保护气体3C 2H 5I + 3Zn → (C 2H 5)2Zn + C 2H 5ZnI + ZnI 21890年 第一个有工业应用价值的金属有机化合物Ni(CO)4，可用于提纯金属镍。

1901年 格氏试剂的发现，V . Grignard （1912年诺贝尔奖）RX + Mg → RMgX1919年 H. Hein, CrCl 3 + PhMgBr → Ph 2Cr1925年 Fischer-Tropsch 反应的发现，其机理的研究目前仍然是金属有机化学的一个重要研究领域，可能是先生成M －C 或者M ＝C 。

1938年 O.Roelen 发现氢甲酰化反应(Hydroformylation, oxo process)。

PdCl 2催化乙烯水合生成乙醛。

1938～1945年 Reppe 合成的发展CO + H 2 + CH 2=CH 2 → CH 3CH 2CHO1951年 二茂铁的发现 FeCl 2 + C 5H 5- → Fe(C 5H 5)2，导致烯烃－金属π络合物理论的提出。

1953年 Wittig 反应的发现，利用膦叶立德合成烯烃的方法1955年 Ziegler-Natta 催化剂的发现 MCl 3/AlR 3催化烯烃低压聚合 "Cadet's fuming liquid" [(CH 3)2A s]2O A s 2O 3 + 4CH 3COOK1956年H. C. Brown 硼氢化反应的发现，符合反马可夫尼可夫原则，R 2B 接在最少取代的碳原子上。

《金属有机化学》作业参考答案一选择题1、B；2、C；3、B；4、D；5、A；6、A；7、C；8、A；9、C；10、D；11、A；12、D；13、A；14、C；15、A；16、A；17、C；18、B；19、A；20、A；21、B；22、C；23、D；24、B；25、D；26、A；27、A；28、A；29、D；30、A.31、A；32、B；33、A；34、B；35、B; 36、D；37、A；38、A；39、A；40、B；41、D；42、C 43、C 44、A 45、D 46、A 47、D二填空题1．金属；2．聚氯乙烯稳定剂；3．双键； 4．L=(12-n)／2； 5．四腿琴凳式； 6．非键电子；7．茂； 8．聚硅氧烷； 9．光照；10．环戊二烯基钠；11．配体取代法； 12．酰基；13．活性空位； 14．2电子配体； 15．金属一金属键.； 16．d—p一dπ键； 17．福州模型；18．Dewar-Chatt-Duncanson模型； 19．π给予体簇合物；20．金属羰基原子簇； 21．d—p一dπ键；22．歧化反应。

23、有机化学无机化学24、M—C 过渡金属有机化合物非过渡（主族）金属有机化合物25、离子型化合物σ键合的化合物非经典键合的化合物26、RM R2M27、过渡金属环戊二烯基28、Grignard29、离子键化合物、共价键化合物、缺电子化合物30、有机化学无机化学31、金属-碳( M-C )键32、过渡金属环戊二烯基33、σ-π配键34、Ziegler Natta35、MR2 RMX直线36、Grignard 试剂三简答题1．韦德规则的要点：（1）硼烷和碳硼烷呈三角面多面体构型；（2）由多面体顶点全占据是封闭型；空一个顶点的是巢穴型；空两个顶点是网兜型；（3）每一个骨架B有一个H(或其它单键配体)端基连结在它上面，一对电子定域在上面，剩余的b对电子是骨架成键电子；（4）每一个B提供三个原子轨道(AO)给骨架成键，多面体的对称性由这些AO产生的(M+1)个骨架成键分子轨道(MO)决定(M是多面体顶点)，即：因此，算出任一硼烷的成键MO数就能知道它的对称性，而成键MO数=骨架成键电子对数b。

化学中的金属有机化学金属有机化学是一门研究金属和有机化合物之间相互作用的学科，也被称为金属有机合成化学。

它研究的对象包括有机金属化合物、烷基金属化合物、金属簇化合物、金属配合物等，这些化合物在化学合成中具有重要的应用价值。

一、有机金属化合物有机金属化合物指的是含有金属-碳键的化合物。

常见的有机金属化合物有乙二醇铜、四乙基铅、二茂铁等。

有机金属化合物的特点是：化学性质活泼，易于发生反应；物理性质稳定，具有一定的热稳定性和溶解性；结构复杂，分子量较大。

有机金属化合物的应用非常广泛。

它们可以用于有机合成反应，例如羰基还原、烯烃和炔烃的加成反应、卤代烃的交换反应等。

此外，有机金属化合物还可以用于材料化学、电子化学、生物化学等领域。

例如，有机金属化合物可被用作催化剂，例如钯和铂等金属的有机化合物常常用于重要的催化反应，如膦化物的交叉偶联。

二、烷基金属化合物烷基金属化合物指的是含有金属与烷基（CnHm）基团形成的化合物。

常见的烷基金属化合物有四甲基锡、三甲基铝、四乙基锡等。

这些化合物的分子结构呈现出极高的对称性，因此在配位作用和催化反应中具有独特的优势。

烷基金属化合物通过取代反应、加成反应和还原反应来发挥其作用。

其中，烷基锡化合物和烷基铝化合物是广泛应用的反应性分子。

它们也可被用作还原剂，例如四甲基锡和三甲基铝常常被用于合成空气敏感材料。

此外，烷基金属化合物也经常在医药领域应用。

三、金属簇化合物金属簇化合物指的是含有多个金属原子形成的团簇化合物。

常见的金属簇化合物有四面体八面体簇、六面体簇、环簇、桥烷簇等。

这些团簇化合物具有独特的物理性质和化学性质。

金属簇化合物有着广泛的应用领域，例如当它们与选择性催化剂配合时，可以用于各种催化反应，如的格氏反应和羰基化反应等。

此外，金属簇化合物还可应用于电子学等领域。

四、金属配合物金属配合物指的是由金属与配体形成的稳定配合物。

常见的金属配合物包括铁萘固定剂、铜(II)茂配合物、钙离子配合物等。

考试范围一、判断金属有机化合物。

（6分）（1）NaCN （2）Bu2SnCl2（3）EtCO2K（4）Et3Al（5）Co2(CO)8二、对金属有机化合物命名。

（20分）（1）Bu3GeLi （2）Et2AlCl （3）iPrMgCl（4）(CO)4MnPPh3 （5）k[(CH2CH2)PtCl3]·H2O（6）η5-CpMn(CO)3 （7）η5-Cp2ZrCl2（8）Co2(CO)8 （9）IrCl(CO)(PPh3)2（10）RhCl(PPh3)3答案：（1）三丁基锗锂（2）一氯二乙基合铝（3）一氯一异丙基合镁（4）四羰基一三苯基膦合锰（5）一水合三氯一乙烯合铂酸钾（6）三羰基-eita-5-环戊二烯基合锰（7）二氯二-eita-5-环戊二烯基合锆（8）八羰基二钴（9）一羰基一氯二三苯基膦合铱（10）一氯三三苯基膦合铑三、计算配合物的金属氧化态、配位数和金属价电子数并指出其属于什么结构（20分）1. Au(PPh3)Cl，2. Pt(PPh3)3，3. [Rh(PPh3)3]+，4. [Ir(CO)2Cl2]-，5. Ni(PF3)4，6. η5-Cp2ZrCl2 ，7. Ru(PPh3)3Cl2，8. [Fe(CN)6]4-，9. Cr(CO)6，10. [Co(NH3)6]3+答案：配合物氧化态配位数价电子数结构1、Au(PPh3)Cl Ⅰ 2 14 线型2、Pt(PPh3)3 0 3 16 平面三角形3、[Rh(PPh3)3]+ Ⅰ 3 14 平面四边形4、[Ir(CO)2Cl2]- Ⅰ 4 14 四边形5、Ni(PF3)4 0 4 18 四面体6、η5-Cp2ZrCl2 Ⅳ8 16 四面体7、Ru(PPh3)3Cl2 Ⅱ 5 16 四方锥形8、[Fe(CN)6]4- Ⅱ 6 18 八面体9、Cr(CO)6 0 6 18 八面体10、[Co(NH3)6]3+ Ⅲ 6 18 八面体四、指出催化循环中的基元反应类型。

05522 有机化学（五）一、课程性质及其设置目的与要求（一）课程性质和特点《有机化学（五）》是我省高等教育自学考试药学专业（独立本科段）的一门重要的专业基础理论课，主要研究有机化合物的组成、结构、性质、反应、合成、提取、化合物之间相互转化及机理。

通过本课程的学习应使应考者掌握从事药学等相关工作所必须的有机化学的基本知识，要求掌握各类有机化合物命名法、异构现象、结构特征、主要性质以及它们之间的相互关系；应用化学键理论，理解有机化合物的基本结构，并通过电子效应和立体效应，进一步掌握有机化合物结构与性质的关系；熟悉亲电和亲核取代反应，亲电和亲核加成反应，游离基取代反应、消除反应、重排反应等历程，初步掌握立体化学的基本知识和基本理论，了解各类重要有机化合物在药学中的用途及学科领域的新成果和发展动态，以适应进一步学习天然产物化学、药物化学、药物分析、生物化学、药物合成、药理学等后继课程的需要，为今后走上工作岗位对药物性质、制剂及药物临床使用与研究等实际工作的需要打下坚实的基础。

（二）本课程的基本要求通过本课程的学习，应考者应达到以下要求：1、熟练掌握各类有机化合物的命名。

2、熟练掌握各类有机化合物的化学性质。

3、在熟悉各类有机化合物制备的基础上，能将这些知识灵活应用于有机合成。

4. 熟悉一般有机化合物分子结构和性能的关系，理解典型有机化学反应的机理和有机化合物的立体化学。

了解自由基取代、亲电加成、亲核加成、消除和芳香族亲电取代、亲核取代等反应机理。

5、了解一些重要有机物的物理性质及其在医药中的用途等。

6、掌握单糖和氨基酸的主要结构和性质，了解蛋白质、核酸等的结构与性质以及某些生命体内进行的有机反应。

（三）本课程与相关课程的联系在研修本课程前应具有一定的无机化学中原子、分子结构理论及元素及其化合物性质的知识，以利于学习各类有机化合物的分类、命名、结构、物理性质、化学性质、反应机理、合成以及用途等方面的基本知识；以适应进一步学习药物化学、生物化学、药物合成等后继课程的需要。

有机合成中的金属有机化学有机合成是一门研究将无机化合物和有机物相互反应得到新的有机化合物的科学。

而金属有机化学则是有机合成中的一个重要分支，它研究的是金属与有机物的反应机制及应用。

本文将介绍金属有机化学的基本概念、反应类型以及应用方面的研究进展。

一、金属有机化学的基本概念金属有机化学是研究金属与有机物之间形成配合物或者发生有机反应的化学学科。

金属有机化合物由一个或多个金属离子与一个或多个有机基团组成。

在金属有机化学中，金属离子通常承担了配位键的形成，而有机基团则负责提供电子给金属离子。

二、金属有机化学的反应类型1. 氧化加成反应：金属有机化合物可以通过与氧化剂发生氧化加成反应，生成新的有机化合物。

这种反应常见于有机合成中的还原剂或者氧化剂存在的情况下。

2. 过渡金属催化反应：许多金属离子催化的有机反应是有机合成中的重要方法。

过渡金属离子可以通过提供催化剂活化中间体或者参与反应机制中的电子转移来促进有机反应的进行。

3. 金属有机还原反应：金属有机化合物可以通过还原剂将其还原为金属或金属化合物。

这种反应常见于化学还原、电化学还原等领域。

4. 金属有机配位反应：金属有机化合物可以与配体发生配位反应，形成有机金属配合物。

这种反应常见于有机合成中的催化剂设计、催化剂活性的调节等方面。

三、金属有机化学的应用1. 有机合成：金属有机化学在有机合成中扮演着重要的角色。

通过利用金属有机化合物的催化性质，可以进行多种有机物的合成反应，如羰基化反应、氢化反应等。

2. 药物合成：金属有机化学在药物合成中也得到了广泛的应用。

许多药物合成过程中需要金属有机化合物作为催化剂，以促进关键步骤的进行。

3. 材料科学：金属有机化学在材料科学领域的应用也非常重要。

通过调节金属有机化合物的结构和性质，可以合成具有特定功能的材料，如催化剂、光学材料等。

4. 生物学研究：金属有机化学在生物学研究中也占据一席之地。

许多生物活性分子中含有金属离子，并且金属有机化合物也可以用于生物标记、生物成像等方面的研究。