第12章 簇合物的合成化学
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原子簇的概念
原子簇,也被称为金属簇合物或金属原子簇,是化学中的一个重要概念。
它指的是由两个或更多的金属原子通过共享电子形成的多个金属-金属键合的分子或离子。
这些原子簇通常具有特定的几何形状和电子结构,在化学反应中表现出独特的性质和行为。
原子簇的形成是由于金属原子之间存在强的金属-金属相互作用,这种相互作用使得金属原子之间共享电子,形成多个金属-金属键。
这些键合方式可以是桥键、面内和面外配位等。
原子簇的大小可以从二聚体到包含数十个甚至数百个金属原子的庞大簇合物。
原子簇在化学反应中具有重要的应用。
由于其独特的几何形状和电子结构,原子簇可以作为催化剂、反应中间体或反应底物参与到各种化学反应中。
例如,在烯烃复分解反应中,RuCl2(CO)2(PPh3)2这样的二茂铁二氯化钌催化剂可以通过与烯烃的配位和插入反应,促进烯烃的分解和重组。
此外,原子簇在材料科学领域也有广泛的应用。
由于其独特的结构和性质,原子簇可以作为功能材料、磁性材料、光电子材料等。
例如,Fe3S4是一种具有磁性的原子簇,可以用作磁记录材料;又如,Pt3Ni4是一种具有催化活性的原子簇,可以用于催化氢化反应。
在研究原子簇的过程中,科学家们通过合成、表征和反应等方法来探索其性质和行为。
随着科学技术的发展,原子簇的研究和应用将更加广泛和深入,其在化学、材料科学、能源科学等领域的应用前景也将更加广阔。
总之,原子簇是化学中的重要概念,它涉及到金属原子的键合方式和性质。
原子簇的研究不仅有助于理解化学反应的本质和机制,而且有助于发现新的功能材料和催化剂,推动科学技术的发展。
组合化学1、前言组合化学是一门将组合理论应用于化学合成的技术。
组合化学合成方式有着传统化学合成所没有的优点。
组合化学可用于化合物尤其是肽链的合成。
组合化学可以一次性合成大量结构相似的分子以供筛选。
而如果只用传统方法去合成,那么所需时间必定很长。
正因为组合化学这个特点,使得合成化合物周期大大缩短。
当然,组合化学在制药领域的广泛应用也使得药物的研发周期大大缩短。
为药物的研发带来了福音。
2.正文组合化学是一门将化学合成、组合理论、计算机辅助设计于结合一体,并在短时间内将不同构建模块用巧妙构思,根据组合原理,系统反复连接,从而产生大批的分子多样性群体,形成化合物库(compound library),然后,运用组合原理,以巧妙的手段对库成分进行筛选优化,得到可能的有目标性能的化合物结构的科学[1]。
组合化学合成技术已经给传统的有机合成化学带来了革命性的变化,是近年来科学上取得的重要成就之一[2]。
组合化学也有狭义和广义之分。
狭义组合化学通常所指的是1984 年由Geysen 提出的大量化合物之合成策略, 即组合合成,它是合成大量新化合物的有力工具。
狭义组合化学可以定义为平行、系统、反复地共价连接不同结构的“构建单元”(Building blocks) , 得到大量合成化合物进行高通量筛选的一类策略与方法。
这个方法可以一次性或批量地获得很大数量的类似化合物—化合物库( Chemical library ) 以供高通量筛选, 寻找先导化合物。
采用这种方法, 可以大大增加找到具有化学家所希望的特殊性能的化合物的机会[3]。
组合化学的出现,给化学合成带来了极大的便利。
它的应用已经遍及化学领域,药物学也不例外。
那么组合化学在药物开发方面有哪些实际应用呢?当美国人Houghten通过组合化学合成一些多肽后,世人开始正视这种化学合成方式,组合化学也就开始蓬勃兴起4。
白介素是一种重要的药物,于是组合化学就利用这门学科自己的特点以及分子配体结合位点合成了一系列配体,并经过纯化,得到了理想的白介素一1受体拮抗剂[5]。
金属簇的制备及其在催化反应中的应用金属簇是一种特殊的化学物质,由限定数量的金属原子组成,被广泛应用于催化反应领域。
制备金属簇的方法多种多样,其中最常用的方法包括溶剂还原法、化学气相沉积法和物理气相沉积法等。
溶剂还原法是一种制备相对较为简单的方法。
其基本原理是将金属盐在某些还原剂的作用下还原成金属,形成金属簇。
常用的还原剂有纳米尺度的金属或金属氧化物,也可以使用有机还原剂,如氢化钠、氢化钾等。
溶剂还原法的优点在于反应条件温和,反应时间短,可以根据需要调整还原剂的浓度来控制金属簇粒径大小。
但缺点在于其产物含有大量有机物残留,需要经过进一步的处理才能应用。
化学气相沉积法是利用气相化学反应,在气相中制备金属簇。
在反应室中,金属源在高温、高压下蒸发,形成金属原子,在溶剂的存在下发生化学反应,形成金属簇。
该方法可以得到高纯度的金属簇,且反应条件易于控制。
但由于其需要高温高压条件,设备成本较高。
物理气相沉积法是制备金属簇的另一种常用方法。
该方法与化学气相沉积法不同之处在于,金属簇是通过热蒸发或电子束蒸发等物理方式获得的。
其优点是对反应物所需条件要求不高,可以在较低温度下得到金属簇。
但由于需要进行真空下反应,设备成本较高。
金属簇在催化反应中有着广泛的应用。
其优点在于高效、高选择性以及与传统催化剂相比,相对较小的粒径,使得其催化反应的活性更高。
金属簇的应用领域也非常广泛,包括催化剂、化学传感器和光催化剂等。
在催化剂领域,金属簇可以用于加氢反应、氧化反应以及脱氢反应等。
这些反应可以应用于有机合成、催化水解等反应中。
其中,加氢反应是一种将双键转化为单键的反应,广泛应用于制药和石油化学工业中。
氧化反应是一种将氢原子从有机物中移除的反应,广泛应用于合成高附加值的化合物。
脱氢反应则是通过去除分子中的氢原子,增加化合物的不饱和度。
这些反应不仅可以提高反应效率,还可以减少催化剂的使用量和反应废物的产生。
在光催化剂领域,金属簇也表现出了优异的性能。
化学合成技术名词解释
化学合成技术是有机化学、无机化学、药物化学、高分子化学、材料化学等学科的基础和核心。
本课程主要介绍当今无机合成和有机合成领域的新概念和新方法。
合成化学(Chemical synthesis),又称化学合成,合成化学是有机化学、无机化学、药物化学、高分子化学、材料化学等学科的基础和核心。
本课程主要介绍当今无机合成和有机合成领域的新概念和新方法。
有机合成部分主要讲授有机合成与路线设计的的基本知识、现代有机合成方法、绿色合成化学、仿生合成等。
无机合成部分主要讲授高温合成、低温固相合成化学、水热与溶剂热合成、无机材料的高压合成与技术、CVD 在无机合成与材料制备中的应用、微波与等离子体下的无机合成、配位化合物的合成化学、簇合物的合成化学、金属有机化合物的合成化学、多孔材料的合成化学、陶瓷材料的制备化学、无机膜的制备化学、合成晶体等。