無機化學(xué)和有機化學(xué)的橋梁——金屬有機化學(xué)

高靚（贛州師范高等專科學(xué)校，江西 贛州 341000）

一直以來我們都把化學(xué)這門學(xué)科分為有機化學(xué)和無機化學(xué)兩大類別[1]。很多科學(xué)家在過去很長一段時間,通常認(rèn)為有機化學(xué)是研究有生命物質(zhì)的一門化學(xué)學(xué)科，無機化學(xué)是研究無生命物質(zhì)的一門化學(xué)學(xué)科，而近年來隨著人類認(rèn)識的不斷發(fā)展，這一認(rèn)識已被突破，例如，鋁、鎂、鉆、鐵等少數(shù)稀有全屬在生命體的新陳代謝中具有非常重要的作用，但它們在過去常常作為無機化學(xué)的研究對象。因此，人為的機械的把化學(xué)分為無機化學(xué)和有機化學(xué)是不科學(xué)的，并且有機化學(xué)和無機化學(xué)在近年來的相互滲透研究也得到大大的提高，尤其突出是他們在化學(xué)反應(yīng)的研究領(lǐng)域。研究成果也是不斷在更新，因此我們應(yīng)該把無機化學(xué)和有機化學(xué)的交界學(xué)科—金屬有機化學(xué)；作為一個新的領(lǐng)域進行研究，并且交叉學(xué)科在現(xiàn)有階段是個空白，所以更具有研究意義。因此從上世紀(jì)90年代,金屬有機化學(xué)得到了快速發(fā)展,一直都處于化學(xué)課題研究中最活躍的研究內(nèi)容。

1 金屬有機化學(xué)的過去

法國化學(xué)家Grignard于上世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)了Grignard反應(yīng)，從而為金屬有機化合物在有機合成中開辟了新的應(yīng)用方法。因此有機鎂化學(xué)的研究就全都在合成有機化學(xué)家的實驗室中進行。1850年以前，有機化學(xué)家主要通過研究新的有機反應(yīng)來不斷發(fā)展金屬有機化學(xué)，如BrZnCH2COOR反應(yīng)的試劑是一種有機鋅化含物，烷堆鏗是有機合成中有用的試劑。此外，應(yīng)用銅催化劑的反應(yīng)本質(zhì)上都是通過有機銅化合物中間體的反應(yīng)。在1951年，二茂鐵得到合成，由于它本身所具有的特殊結(jié)構(gòu)以及類似芳烴的性質(zhì),從而給過渡金屬開辟了一大類新型化合物。自此，過渡金屬有機化學(xué)成為近幾十年來在理論上和實際應(yīng)用上都有富有成果性的研究領(lǐng)域。筆者認(rèn)為，金屬有機化學(xué)近年來快速發(fā)展主要歸結(jié)為以下三個方面的因素：

1.1 由于碳-金屬鍵的活潑性，可以發(fā)生許多重要的反應(yīng)，也可作為有機反應(yīng)的試劑與催化劑，在金屬有機化合物的合成中具有重要的作用。

1.2 不斷合成的金屬有機化合物為化學(xué)鍵理論和價鍵結(jié)構(gòu)等方面提供了許多重要的資料，導(dǎo)致人們對化學(xué)的內(nèi)在規(guī)律有了更多更深的認(rèn)識。

1.3 金屬有機化合物還有許多其他的實際用途。在實際生活中金屬有機化合物常用來作為塑料添加劑、殺菌劑、抗震劑等。

2 金屬有機化學(xué)的研究現(xiàn)狀

2.1 對于金屬有機化合物的新結(jié)構(gòu)及其物理化學(xué)性質(zhì)[2]。各種金屬元素原子結(jié)構(gòu)的不同，導(dǎo)致所生成的金屬有機化合物的價鍵結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。另外，不斷合成的新金屬有機化合物也豐富發(fā)展化學(xué)鍵理論，新增有機化合物很多可信賴的資料。由于現(xiàn)在對金屬的有機化合物的化學(xué)鍵深入認(rèn)識,使得曾經(jīng)化學(xué)鍵理論概念發(fā)生快速發(fā)展和改變。把他們應(yīng)用于研究金屬有機化合物，使得大家認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)得到提高，以此同時發(fā)展了各種應(yīng)用工具范圍的深度。

2.2 金屬有機新反應(yīng)的不斷發(fā)現(xiàn)。眾所周知有機合成中的試劑就是金屬有機化合物。在50年代以前,有機鏗化合物和有機鎂得到廣泛應(yīng)用。50年代中發(fā)展的Witting館反應(yīng)和烯烴的硼氫化反應(yīng)，在1979年，反應(yīng)的發(fā)明者Witting和Brown憑借這個化學(xué)反應(yīng)獲得nobel獎金，這充分表明了金屬有機試劑對推動整個有機化學(xué)發(fā)展中的重要地位。例如，當(dāng)前非常活躍的研究方向—烯烴復(fù)分解反應(yīng)，在它的反應(yīng)過程中,是切斷烯烴的雙鍵而生成新的雙鍵，以前的有機化學(xué)家根本想象不到。

2.3 深入研究金屬有機反應(yīng)機理[3,4]。目前，我們把金屬有機反應(yīng)歸納以下4個基列反應(yīng)：（1）插入反應(yīng)(不消除的逆反應(yīng))；（2）反應(yīng)物在金屬上的絡(luò)合配位；（3）重排反應(yīng)；（4）氧化加成反應(yīng)（還原消除的逆反應(yīng)）；對新中間體，在70年代中卡賓一過渡金屬絡(luò)合物和金屬雜環(huán)化合物得到逐步發(fā)展起來。

2.4 金屬有機化合物的其它用途。目前，有機硅則主要用于有機硅樹脂，有機錫化合物則廣泛應(yīng)用于橡膠防老化劑、聚氯乙烯之穩(wěn)定劑和聚烯烴等等，有機汞化合物主要應(yīng)用于防霉劑和殺菌劑。有機鉛化合物主要用于汽油抗震劑的四甲基鉛和四乙基鉛，另外金屬原子引入高分子化合物，對于開發(fā)和發(fā)展各種特殊性能材料提供理論依據(jù)。

[1]姚福琪,康永勝,王亞茹等.氧化數(shù)概念在有機氧化還原反應(yīng)中的應(yīng)用[J].保定師專學(xué)報,1999,12(4):20-24.

[2]姚福琪.氧化數(shù)概念在有機化學(xué)反應(yīng)中應(yīng)用的探討[J].河北輕化工學(xué)院學(xué)報，1992,31(1):147-152.

[3]LIHua-can，XINGYu-ming，LIQun-fang.The twoweight?ed Poincarénorm inequalities for the composition of Green operator and homotopy operator[J].Journal of Natural Science of Heilongji?ang University,2014,31(4):484-489.

[4]朱科文，朱金璞.高職高專《基礎(chǔ)化學(xué)》課程改革思路[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2011(24).