淺談金屬有機化學的發展及應用

段紹雄

摘 要：如今金屬化學飛速發展，成為無機化學和有機化學的橋梁，金屬有機化學在材料、能源、農業、醫藥等領域有著廣泛的應用，作為一個高中生，我深切體會到進一步發展金屬有機化學對我國的科研發展有著十分重大的意義。

關鍵詞：金屬；有機；化學

一、金屬有機化學簡介

隨著化學研究的不斷深入與發展，金屬有機化學的探索領域也不斷擴展。金屬有機化合物是由金屬原子與碳原子直接相連而成的一種化合物，常見的實例有用于有機合成的格氏試劑和引發1953—1960年水俁病事件的甲基汞，已被棄用的汽油抗震劑四乙基鉛亦屬于金屬有機化合物。而今當金屬原子與硫、氧、氮等元素的原子相連時，其性質更類似于鹽類，故不算作金屬有機化合物，在廣義的金屬化合物中，具有金屬性的非金屬原子也可算作金屬原子，因此四甲基硅、三甲基膦也是金屬有機化合物。

二、金屬有機化學的發展歷程

1.國外金屬化學的發展歷程

1827年，丹麥藥劑師Zeise合成最早的金屬化合物“蔡斯鹽”。1890年，英國化學家Mond利用一氧化碳與鎳合成碳基鎳。1900年，Gnngard發現有機鎂試劑格氏試劑。1951年，Pauson與Miller發現具有高度對稱結構的二茂鐵。隨后，Ziegler與Natta分別發明了Ziegler催化劑與Natta催化劑，二人因此獲得1963年諾貝爾化學獎。2000年，日本科學家百川英樹利用Ziegler·Natta催化劑合成了導電高分子化合物聚乙炔，獲得諾貝爾化學獎。2010年，Heck等人因有機合成中對鈀催化劑交叉偶聯的研究獲得諾貝爾獎。

2.國內金屬有機化學的研究進程

我國金屬有機化學的研究始于上世紀60年代，于80年代快速發展，金屬有機化合物的合成及其在高選擇性反應中應用的相關項目在“七五”“八五”中更是取得了可喜的成果，中科院院士黃耀曾和南開大學教授王積濤在這項研究中的某些成果已經達到國際領先水平。

金屬有機化學的發展與各行各業都有著不可分割的關聯。如今，伴隨著我國整體經濟實力的提升，人們在物質生活水平得到滿足之后，越來越多的個人和社會團體開始重視環境保護的問題。金屬有機化學的催化特性讓金屬有機化學在環保綠色化學方面具有廣闊的發展前景和應用市場。除了在環保方面可以得到廣泛應用，金屬有機化學在材料工程方面、在醫療健康行業、在能源領域以及農業等諸多行業都具有可行的應用價值和廣泛的市場前景。

三、金屬有機化學的應用

1.金屬有機化學在材料工程方面的應用

前文中提到，部分金屬有機化合物可成為高效選擇性催化劑，若以其他金屬合成新的金屬有機化合物可能獲得催化性能不一樣的更加高效、選擇性更強的催化劑，或者應用其合成新的性能不同的高分子材料，比如百川英樹的研究就是這樣進行的。新型碳材料“碳合物”金屬就是在材料工程中作用很大、發展前景很好的金屬有機化合物。

2.金屬有機化學在醫療中的應用

現階段，有機銻化合物在黑熱病、血吸蟲病等寄生蟲病中起了不小的作用。有的金屬化合物具有抗癌活性，目前醫學家和化學家正在進行這方面的研究，一旦有突破性的進展，新的高效癌癥靶向藥物誕生，人們將不在談癌色變。

3.金屬有機化學在能源領域的應用

金屬有機化合物可以吸收光能，可作為光敏劑，倘若能以金屬有機化合物作為催化劑催化分解水，便可在氫能源方面取得重點突破，能很大程度上緩解能源危機。此外二茂鐵加入航天燃料可節約10%左右的燃料，這一原理若是能經研究發展并應于提高其他燃料的燃燒效率不是也能有利于節約能源么。

4.金屬有機化學在農業上的應用

目前，金屬有機化合物在農業中主要應用于殺蟲劑和除草劑中，金屬有機化合物可用于生產高效低毒的有機磷殺蟲劑和有機汞除草劑，隨著科學發展，金屬有機化合物在農業上的用途將會更廣。

5.金屬有機化學在環保中的應用

金屬有機化學在環保中的應用可以稱之為綠色化學。綠色化學的準則可通過金屬有機化學的運用達到。比如說：在進行環保工作時，科學家可以利用金屬有機化學預防華景污染；除此之外，金屬有機化學還可以有效提高能源的經濟性；又例如：在進行新型催化劑的開發過程中，金屬有機化學的應用可以減少衍生物的產生等。未來，環境保護和金屬有機化學的關系將越來越密切，并促進環境學專家和化學專家的相互學習與合作，以求達到通過金屬有機化學的運用保護環境的最終目的。

四、結語

金屬有機化學對我國科技發展意義重大，在生產生活中應用十分廣泛。隨著人們對金屬有機化學的需求不斷上升，國家的可持續發展的大背景下，隨著研究的深入，金屬化學的應用領域會更廣泛，金屬化學的發展潛力巨大，前景輝煌。

參考文獻

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