淺談金屬有機化學的發(fā)展及應用

楊博含（臨沂大學化學化工學院，山東臨沂276000）

淺談金屬有機化學的發(fā)展及應用

楊博含（臨沂大學化學化工學院，山東臨沂276000）

本文首先簡單介紹了金屬有機化學的發(fā)展進程，并總結了發(fā)展進程中的特點；再簡要分析金屬有機化合物在醫(yī)療、農業(yè)及材料領域的應用。最后，根據(jù)當前社會發(fā)展趨勢，分析金屬有機化學及金屬有機化合物未來發(fā)展及應用的方向。

金屬有機化學；金屬有機化合物；發(fā)展及應用

1.金屬有機化學的發(fā)展及應用

1.1 金屬有機化學的發(fā)展

有機金屬的發(fā)展階段在主要集中在20世紀60年代至90年代，發(fā)展階段內具有突出貢獻的科學家有鮑森、米勒、齊格勒、加納塔、斯密特、威爾金森、諾爾斯、沙普勒斯、野依良治等［1］。該階段的金屬有機化學發(fā)展表現(xiàn)出以下特點，一是金屬有機化學的理論和實踐基礎趨于完善。50年代至70年代期間，多位化學大師在金屬有機化學領域做出了突出貢獻。如50年底啊鮑森和米勒發(fā)現(xiàn)了二茂鐵，揭開了金屬有機化學發(fā)展的序幕；齊格勒和加納塔發(fā)現(xiàn)的Ziegler－Natt催化劑以及基于Ziegler－Natt催化劑基礎上的定向聚合技術，成為高分子科學發(fā)展的里程碑［2］；至60年代末期，越來越多的新的、不同類型的金屬有機化合物被合成；在物理檢測手段的幫助下，更多新的結構類型被發(fā)現(xiàn)。二是該階段的研究方法經(jīng)歷從復雜-簡單-復雜的過程。化學大師在歸納和分離50年代及60年代的復雜的金屬有機反應的基礎上發(fā)現(xiàn)了金屬有機化學反應的幾個基本反應，再將基本反應應用于發(fā)現(xiàn)金屬有機化學反應和工業(yè)生產領域，促使不對稱催化的形成以及大規(guī)模工業(yè)化生產。三是，金屬有機化學理論轉化為生產力的時間短。金屬有機化學研究不僅僅集中在理論研究，也重視理論知識在工業(yè)化的實現(xiàn)。金屬有機化學發(fā)現(xiàn)及基本形成階段，需花費數(shù)十年時間才能將金屬有機化學理論轉化為工業(yè)生產，而快速發(fā)展階段只需5年時間即可實現(xiàn)理論轉化為實際生產力。四是研究方法多來源于前人的經(jīng)驗總結。化學家善于從前人的經(jīng)驗中總結出規(guī)律和理論，再將規(guī)律和理論用于指導自己的研究，解決新的問題。

1.2 金屬有機化學的應用

金屬有機化學主要應用在三個領域，一是金屬有機化合物在醫(yī)療上的應用。金屬有機化學在醫(yī)療上的應用極為廣發(fā)，并發(fā)揮了重要的作用。例如消毒劑多采用有機汞化合物、X射線使中的過渡金屬鉻合物、梅毒藥物中的有機砷化合物等。此外，如有機汞藥物、有機銻藥物、有機錫藥物等也是有機金屬化學在醫(yī)療領域的應用成果。二是有機金屬化合物在農業(yè)上的應用。有機金屬化合物在農業(yè)領域應用較為成功典范有代森鋅、西力生、賽力散、乙烯利等。代森鋅廣泛用于治療麥子、馬鈴薯以及其它蔬菜病害，有機汞化合物無西力生和賽力散廣泛用于治療棉花、小麥、種子防治病菌，乙烯利用于水果以及其它植物催熟、催黃等。三是在新材料方面的應用。例如制備金屬膜。傳統(tǒng)真空鍍膜、非電解電鍍等方法無法得到均質且無氣泡的金屬膜，但是利用單分子金屬有機化合物具備常溫不分解的特點，金屬有機化合物制備金屬膜可以克服傳統(tǒng)制備方法的缺陷。例如烯丙基鉑和二烯丙基鈀經(jīng)過MOCVD工藝可制備2um的鉑膜和鈀膜。

2.我國金屬有機化學未來發(fā)展及應用方向

一是環(huán)保領域。綠色化學的主要內容包括原子經(jīng)濟性，綠色化學的準則可通過金屬有機化學達到。例如通過金屬有機化學預防華景污染、提高能源的經(jīng)濟性、開發(fā)新型催化劑、減少衍生物等［3］。金屬有機化學與環(huán)保的關系必將促使環(huán)境學專家加強與化學家的合作，通過金屬有機化學達到環(huán)境保護的目的。

二是材料領域。金屬有機化合物與許多工業(yè)領域生產有密切的關系，如金屬有機化合物可作為合成電子材料、光學材料以及其它特殊技能的無機材料的催化劑，而且金屬有機化合物本屬于材料研究的熱點領域，在材料中的應用前景也極為廣泛。例如制備納米級材料，金屬有機化合物用于制備納米級材料的優(yōu)點較多，如它易溶于有機溶劑中；制備過程產生的反應可控性強；金屬有機化合物具有反應選擇性等。

三是能源領域。21世紀，能源研究的熱點及前沿為以人工固氮及人工太陽能為主體的模擬生物功能實現(xiàn)能源的可持續(xù)利用，該問題的核心設計太陽能的化學物質酶和葉綠素［4］。而酶和葉綠素屬于金屬有機化合物范疇，因此金屬有機化合物應用于能源領域將成為必然。

四是健康領域。健康問題是永遠的熱點話題，金屬有機化學早已在健康領域有廣泛的應用，并且隨著人們對健康問題的關注度提高，金屬有機化合物在健康領域的應用的熱度將進一步提高。而且金屬有機化學在健康領域的成功應用實例將促進人們將金屬有機化學應用于健康領域的信心和決心。

3.結語

總而言之，金屬有機化學作為一門交叉學科，在農業(yè)、醫(yī)藥、輕工業(yè)領域都有著極為廣泛的應用。并且隨著檢測手段不斷發(fā)展和提高，市場對金屬有機化學的需求不斷上升，社會和國家對可持續(xù)發(fā)展的愿望愈發(fā)強烈的大背景下，金屬有機化學將成為新世紀科學家研究和開發(fā)的熱點領域。金屬有機化學也將在我國工業(yè)化進程中發(fā)揮重要作用，不斷提高生產力，在環(huán)保、健康、能源等領域持續(xù)做出突出貢獻。

［1］郭思遠.針對我國金屬有機化學進展探究［J］.科技創(chuàng)新導報，2013，（13）.

［2］戴日強.金屬有機化合物的研究進展［J］.化工技術與開發(fā)，2011，（08）.

［3］張書平.有機金屬化合物的應用及發(fā)展［J］.才智，2013，（12）.

［4］生彥彥.金屬有機化學的研究方向探微［J］.科技風，2014，（14）.

楊博含（1992—），女，山東省臨沂市人，工作單位：臨沂大學，職務：學生，研究方向：有機化學應用