金属有机化学课件资料
第三章 3.2 金属有机化学
N2分子除了以端基方式形成配合物外，还可以给出成 键π电子形成侧基配合物。
端基: 桥基:
M: NN M: NN: M
侧基
N M
N
M-N2构成σ-π双键结构
重叠型 (多存在于气相中)
交错型 (多存在于固相中)
4.5.4 二苯铬
在苯夹心配合物中以二苯铬最稳定。将金属卤化物、苯、
三卤化铝和金属铝一起反应即得二苯铬阳离子。
3CrC13＋2A1＋A1Cl3＋6C6H6
[(C6H6)2Cr][A1C14]
产物在碱性介质中再经连二硫酸钠还原，便得到 0 价的金属
意义
分子氮化合物的发现，对固氮这一重大课题来说开拓了一个新 的途径。现已发现大多数过渡元素能形成稳定的N2化合物,其成键模 式：
Ⅰ.η1N2 Ⅱ.μη1:η1N2
Ⅲ.μη2:η2N2
Ⅳ.μ3η1:η1:η2N2 Ⅴ.η2N2
NN
MNN
a)MNNM
b)M=N=N=M
c)MNNM
H3CN=NCH3
a) N N
3-3 N2、NO、CN－小分子配体的配合物
N2、NO+、CN－等双原分子或基团是CO分子 的等电子体。因此他们与过渡金属配位时与CO的 情形十分相似，同样是既可作为给予体，又可作 为接受体。
3.3.1 CN-配合物
CN-与CO结构相同，且同为酸配体。但因为 CN-为带负电荷的阴离子，故CN-是比CO更强的 路易斯碱，由它形成的配键比CO的强，但他接 受d电子形成反馈键的能力不如CO。
金属有机化学-2
_ X W C NR2
X W C NR2 _
配体RC不仅可与一个金属形成三重键，也可与三个金属原 子形成三个单键，以此在过渡金属原子簇中形成三重桥基 基团，μ3－alkylidyne。 12.5 金属羰基配合物 过渡金属羰基配合物属所知最早的有机金属化合物 中的一类。它们是合成其它低价金属配合物，特别是原子 簇的常用原料。羰基配体不仅可被许许多多其它配体所取 代，而且未被取代的羰基还能稳定化合物分子
M M
O C M
μ3
M
二重桥联 doubly bridging
三重桥联 triply bridging
CO作为双桥基配体十分常见，特别是在多核原子簇化合物 中；它们几乎总伴随着金属－金属键而出现：
O C M C O C O M O C M M
CO桥常成对出现，并能与非桥联模式处于动态平衡之中。 例如，Co2(CO)8的溶液至少含有两种异构体：
1. DMPE Ta Br Br C H 2. 2Na/Hg P P Ta C H CMe3
CMe3
3. Hexa(t−butoxy)ditungsten在温和的反应条件下，与炔烃 发生金属化反应，也可得到过渡金属炔基配合物：
(t−BuO)3W≡W(t−BuO)3 + RC≡CR
⎯→ ⎯
2 (t−BuO)W≡C−R R = 烷基
12.5.1 1.
制备，结构和性质 金属＋CO Ni + 4CO Fe + 5CO
⎯1bar, 25° C→ ⎯⎯ ⎯
Ni(CO)4 ⎯100bar, 150⎯→ Fe(CO)5 ⎯⎯⎯C °
2.
金属盐＋还原剂＋CO
3 4
H PO VCl3 + 3Na + 6CO ⎯diglyme→[Na(diglyme)2]+[V(CO)6] − ⎯⎯→ ⎯⎯ ⎯
金属有机化学-2016-lecture 1
催化：现代合成化学的核心
合成化学需要 合成化学
区别于其他学科的最显著特点就在于它 极高水平的科学创造力
具有强大的创造力 以探索其无限的可能性
考古
药学 物理 食品 兽医 冶金 矿业
合成化学通过
与其他学科的交叉与融合
产生出了越来越多的
生态
合成 化学
海洋
跨学科前沿交叉新领域
生物
纺织
为合成化学的发展提供了新的机遇，同 时也对合成化学本身在不同时空尺度上 提出了更高的要求和更大的挑战
兵器
地理 林业
信息
核 科学
催化：现代合成化学的核心
合成化学需要 合成化学
区别于其他学科的最显著特点就在于它 极高水平的科学创造力
具有强大的创造力 以探索其无限的可能性
尽管化学合成已经达到了空前的成熟水平，但仍有广阔的发展空间。 许多目前使用的化学计量试剂的反应，虽然有用， 化学合成不仅需要在方法和概念上创新，但必须同时能够得到实际上的应用。 可以而且应该被更高效的催化过程取代
催化：现代合成化学的核心
催化转化不仅减少了废物的产生，同时在消耗更低能量和更少时间的情 况下使得目标产物的收率得到了增加。
催化成就了精巧的合成设计，在减少高附加值产品制造的合成步骤的同 时，也减少了整个化学制造过程的碳足迹。
催化是唯一一种能够以经济，节能和环境友好的方式生产出有用 的化合物的合理途径，因此随着人们对环境问题的日益关切以及 对可持续制造过程的追求，作为“绿色化学十二原则”之一的催 化技术已经被置于“绿色化学”的关键位置。
1953－1955 K. K. Ziegler (Max-Plank煤炭研究所)
2 [Et3Al, Ni]
金属有机化学
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)。
《金属有机化学》ppt课件
目录
• 金属有机化学概述 • 金属有机化合物结构与性质 • 合成方法与反应机理 • 催化作用与催化剂设计 • 在材料科学中应用 • 在生物医药领域应用 • 总结与展望
01
金属有机化学概述
定义与发展历程
定义
金属有机化学是研究金属与有机化 合物之间相互作用、反应机理以及 合成应用的一门学科。
金属有机催化剂在药物合成中的应用
利用金属有机催化剂的高效性和选择性，合成具有复杂结构的抗肿瘤药
物分子。
诊断试剂和治疗手段创新
金属有机荧光探针
利用金属有机化合物的荧光性质，设计合成具有高灵敏度、高选 择性的荧光探针，用于肿瘤等疾病的早期诊断。
金属有机光动力治疗剂
将具有光敏性质的金属有机化合物作为光动力治疗剂，通过光照激 活产生细胞毒性物质，杀死病变细胞。
与材料科学的关系
金属有机化合物在材料科学 领域具有广泛的应用，如金 属有机框架材料、金属有机 配合物等。
02
金属有机化合物结构与性 质
金属-碳键结构特点
金属-碳键的形成
金属原子与碳原子之间的电子云重叠，形成共 价键。
键长与键能
金属-碳键的键长通常比碳-碳键长，键能相对 较低。
键的极性
金属-碳键具有极性，金属原子通常带部分正电荷，碳原子带部分负电荷。
催化剂设计策略与未来发展趋势
催化剂设计策略
针对特定反应选择合适的金属中心、配体及反应条件，优化催 化剂的活性、选择性和稳定性。
未来发展趋势
发展高效、环保的催化剂，降低贵金属用量，提高催化剂的再 生和循环使用性能；探索新型催化反应和催化材料，拓展金属 有机化学的应用领域。
05
在材料科学中应用
金属有机化学基础-金属有机化学理论基础
第3 章
金属有机化学理论基础
Back
1
第3 章
金属有机化学理论基础
原子结构与轨道
晶体场理论
分子轨道理论
原子价键理论
金属-碳键的性质
18电子规则及EAN规则
2
3.1 原子结构与轨道
金属有机化合物价键的显著特点是至少含有 一个M-C键。除此之外，还存在有机、无机分子 或基团作为配体与中心金属配位，形成不同形式 的化学键。金属有机化合物，特别是过渡金属有 机配合物的价键状况是很复杂的。研究它们形成、 变化的本质与规律是金属有机化学的最重要的理 论问题。公认的金属有机化合物化学键理论是晶 体场理论和分子轨道理论。
20300 24900 29000
27000
当配位体一定时，∆值随中心原子而变； 同一元素中心原子的电荷数越大，∆值也越大； 过渡金属三价离子水溶液颜色往往比二价离子水溶液的颜
色要深；
同族同价的过渡金属，周期数越大，∆值也越大。
27
2. 解释配合物的稳定性、磁性 稳定性
由于配体静电场的作用，d轨道的能级发生分裂，d电子
4d4
3d4 3d5 3d6 4d6 5d5
Mo3+
Cr2+ Mn3+ Mn2+ Fe3+ Fe2+ Co3+ Rh3+ Ir3+ Pt4+ 18900 23100 24000
19200
24000
13900 21000 7800 13700 10400 18600 23000 33900 35000 32800 34000 45500
12
3.2.1 六配位八面体金属配合物
有机金属化学 课件
有机锂、有机钠、有机锌、有机铜锂试 剂
硼氢化反应/铝氢化反应 Wittig反应 大量的新类型的反应
五、金属有机化合物的命名
含有烃基的金属有机化合物，按烃基化合 物命名法命名
单个烃基：
C2H5Na 乙基钠 HCCK 乙炔钾
多个同种烃基：
(CH3)2Be 二甲基铍 (C2H5)2Zn 二乙基锌 (CH3)3Al 三甲基铝 (C6H5)2Hg 二苯基汞
随后，很多化学家对砷、锑、锡、汞的 元素有机化合物进行过不少研究工作。
我国的化学家于20世纪五六十年代，制备了 许多锑化合物，用于治疗血吸虫病和黑热病。 为了减低锑化合物的毒性，还合成了一些新 的有机锑化合物。
其他，如锡有机物作为杀菌剂，汞有机物作 为消毒剂，“顺铂”做为抗癌药物等
(二)金属有机化合物的工业直接应用
金属有机化学
第一章 绪论
一、金属有机化学的研究内容 二、金属有机化学的历史背景 三、金属有机化合物的分类 四、金属有机化合物的应用 五、金属有机化合物的命名
一、金属有机化学的研究化合物的化学
含一个或多个金属-碳键(M-C键)的化合物，其制备、 结构、性质和应用
象
有机合成 工业应用
有机锂化合物
结构和组成 RLi: 缔合状态
甲基锂：四聚；丁基锂：六聚 叔丁基锂：四聚；苯基锂：二聚；苄基锂：单体。
聚合度不依溶液浓度而改变。 强碱如N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TMEDA)中
，甲基锂、丁基锂等解聚，并与TMEDA配位 成1:1络合物。
(1) RLi、RNa、RMgX (2) (C2H5)2AlCl、 Me4Si、 (C2H5)4Pb (3) AgCCAg、(C2H5)2Zn、C6H5HgCl (4) Co2(CO)8、Fe(C5H5)2
金属有机化学非过渡金属有机化合物.pptx
Nesmeyanov reaction
ArN2Cl +
HgCl2
2 Cu acetone
ArN2HgCl3
ArHgCl + 2 CuCl
ArN2Cl +
Hg
Cu 0-5 oC
ArHgCl + N2
11
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有机锂化合物的制备
• (1)卤烷与金属锂作用
（2）金属锂与烯烃加成
+ C6H5CH=CHC6H5 2 Li
感谢您的观看！
42
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CH3
用亚磷酸酯代替三苯基膦所制得的磷Ylide与醛酮反应
称为 Wittig-Horner反应
38
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含15族元素的金属有机化合物
P. Erlich “606”
化学疗法
aromatic aromatic aromatic aromatic aromatic
39
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作业：
26
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缺电子型化合物中的多中心键
• Li, Be, Mg, B, Al 的 烷基化合物和氢化物
• 乙硼烷(B2H6) • 三甲基铝(AlMe3)
H
H
H
B
B
H
H
H
W. N. Lipscomb 1976
第28页/共43页
B10H14
27
烷基铝一般为无色液体，低级的烷基铝通常以二或三分子缔 合形式存在，随着相对分子质量的增大，缔合程度减少。低级烷 基铝与空气接触迅速氧化甚至自燃。烷基铝与水发生强烈反应， 生成Al(OH)3和RH，故通常把烷基铝溶于烃类溶剂中。
金属有机配合物
7-1 金属茂及其催化不对称合成
环戊二烯的负离子, 即 环戊二烯基叫茂, 记作 Cp-。 20 世纪初 ,Wilkinson 等人发现 Cp- 和 Fe2+ 反应生成 Cp2Fe, 叫铁 茂。
这类金属环戊二烯基化合物, 统称为金属茂。
金属茂化学蓬勃发展起来,开创了近代金属有机 化学的新时代。因此 ,Wilkinson 获得了 1973 年的诺贝尔化学奖。
第七章 金属有机配合物
定义：至少含有一个金属－碳键的化合 物称为金属有机配合物
范畴：无机化学和有机化学的交叉学科
金属有机化学研究的主要内容: 过渡金属和稀土元素配合物
金属有机化合物合成和结构多种多样;促进 了基础化学的发展
在工业、精细有机合成、催化剂、新型功 能材料的开发、生命科学等方面具有重要 意义。
➢ 通过围绕键的旋转而产生的分子中原子或基团在 空间的不同排列方式,称为构象。
➢ 其中较稳定的结构,称为该化合物的构象异构体。 ➢ 上下两个茂旋转,形成一系列构象,相对夹角为构象
角α ➢ α=0°为覆盖型 ➢ α =36°为交错型
绝大多数金属茂是交错型构象。
也发现有覆盖型的 , 如 (Me4Cp)2 Ru。
• Al(Me)3+H2O （MeAlO) n （11）
可作为聚合催化剂的金属茂的类型
(M=Ti，Zr，Hf；X=Cl，Br； R=Me)
大多数是柄型夹心化合物 , 是手性分子。这些分子比较刚 性 ,活性空位 ,手性源位置固定且比较接近。
最大的优点是:
结构一致性 , 从而导致催化活性位置的单一 , 这就保证了 催化聚合物的窄分子量分布，这是金属茂聚合物性能上优 于传统催化剂聚合物的原因。
开环夹心化合物又叫开环金属茂,与金属茂比 较 , 其配位体是戊二烯(7)的负离子－戊二烯
金 属 有 机 化 学
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。
第6章金属有机物化学气相沉积
四、扫描电子显微镜（SEM） 扫描电子显微镜（Scanning electron microscope，SEM） 是用聚焦电子束在样品表面逐点扫描成像。成像信 号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。其中 二次电子是最主要的成像信号。二次电子是由于入 射电子束的作用而离开样品表面的样品电子，它是 一种真空中的自由电子，能量一般很低而且对样品 的表面形貌十分敏感，因此可以有效显示样品的表 面形貌。
MOCVD系统根据反应室的工作压力可分为常压 MOCVD（AP－MOCVD）和低压MOCVD（LP－MOCVD）。 相比于常压MOCVD，低压MOCVD还具有如下优点： （1）有助于消除反应室内热对流； （2）抑制有害的寄生反应和气相成核； （3）减弱来自衬底的自掺杂； （4）可以使用较低的生长温度； （5）可以使用较低蒸汽压的源材料。
三、原子力显微镜（AFM） 原子力显微镜(Atomic Force Microscopy，AFM)的工作 原理是利用原子之间的范德华力作用来呈现样品的 表面特性。假设两个原子中，一个是在悬臂的探针 尖端，另一个是在样品的表面，它们之间的作用力 会随距离的改变而变化，当原子与原子很接近时， 彼此电子云斥力的作用大于原子核与电子云之间的 吸引力作用，所以整个合力表现为斥力的作用，反 之若两原子分开有一定距离时，其电子云斥力的作 用小于彼此原子核与电子云之间的吸引力作用，故 整个合力表现为引力的作用。在原子力显微镜的系 统中，是利用微小探针与待测物之间交互作用力， 来呈现待测物的表面之物理特性。
一、X射线衍射（XRD） X射线衍射 (X-Ray Diffraction，XRD) 是目前进
行晶体结构分析、物相分析的重要方法，其工作效 率高，衍射线强度测量的灵敏度高。
二、光致发光（PL） 光致发光（photoluminescence，PL），又称光荧光， 是指在一定波长的入射光照射下被激发到高能级激 发态的电子重新跃迁到低能级被空穴俘获，即由入 射光激发到导带中电子与价带中的空穴复合而发出 光。从物理机制来分析，电子跃迁可分为两类：非 辐射跃迁与辐射跃迁。对于间距很小的能级之间， 电子跃迁可通过非辐射级联过程发射声子，这种情 况下是不能发光的；而对于间距较大的能级之间， 在允许跃迁的情况下才能发射光子，实现辐射跃迁， 导致发光。
金属有机化学
例如：[Me3NCH2Ph]5[Ni32Pt6(CO)48H](下图所示为簇合物阴离子骨架结 构)
(5) 有机金属化合物在催化方面的应用 以过渡金属有机化合物为催化剂，开发新型均相催化反应体系，催
化一些具有高立体选择性，高化学选择性以及高区域选择性的有机反 应。
例如：
R' R
HO
O R' R
PdCl4 _ 2L
他采用无氧无水(H2气氛)的技术合成化合物
1850年 E. Frankland成功制备出汞、锡、硼的有机金属化合物：
2CH3X + 2Na/Hg
(CH3)2Hg + 2NaX
还有：(C2H5)4Sn, (CH3)3B
1852年 C. J. Löwig和M. E. Schweizer合成出(C2H5)4Pb, (C2H5)3Sb和
CH3Cl
+
SiLeabharlann (CH ) SiCl ⎯C⎯u−c⎯at., 3⎯00⎯°C→
32
2
+
...
这种方法可以进行大规模生产。这是合成硅橡胶的基
础。
P. Pauson 和 S. A. Miller 各 自 独 立 合 成 出 二 茂 铁
(C5H5)2Fe， 这是现代有机金属化学的里程碑。
1953 年 G. Wittig 发现 Wittig 反应(P 的 Ylied 反应)。
( R'
H R' R _
O
R
Pd +
O
LL
非对映体 纯度为95％：
Nu
R' R
Nu R' R
OH
O
资料
有机金属化合物的工业产量：
金属有机化学课件(带目录)
金属有机化学课件一、引言金属有机化学是研究金属与有机物之间的化学键、反应和应用的学科。
它是现代化学的一个重要分支，涉及有机化学、无机化学和物理化学等多个领域。
金属有机化学的研究不仅可以丰富化学的理论体系，还可以为材料科学、催化科学、生命科学等领域提供重要的理论支持和实践应用。
本课件旨在介绍金属有机化学的基本概念、重要反应和应用领域，以帮助学生更好地理解和掌握这一学科。
二、金属有机化学的基本概念1.金属有机化合物金属有机化合物是由金属原子与有机基团通过共价键连接而成的化合物。
金属原子通常与碳、氮、氧、硫等非金属原子形成配位键，形成金属有机配合物。
金属有机化合物具有独特的化学性质和广泛的应用领域。
2.配位键配位键是指金属原子与有机基团之间的共价键。
在金属有机化合物中，金属原子通常提供一个或多个空轨道，而有机基团提供一个或多个孤对电子，它们之间通过共价键相连。
配位键的形成使金属原子能够与多种有机基团形成稳定的化合物。
3.配合物配合物是由中心金属原子和周围的配体通过配位键连接而成的化合物。
配合物通常具有确定的结构和独特的性质，如催化活性、光学活性等。
配合物在材料科学、催化科学和生命科学等领域具有重要应用。
三、金属有机化学的重要反应1.均相催化反应均相催化反应是指在金属有机化合物催化下，反应物和催化剂处于同一相（液相或气相）的催化反应。
均相催化反应具有高效、选择性好和反应条件温和等优点，广泛应用于有机合成、石油化工和环境保护等领域。
2.配位聚合反应配位聚合反应是指在金属有机化合物催化下，通过配位键的形成将单体连接成高分子聚合物的反应。
配位聚合反应具有活性高、选择性可控和产物性能优异等特点，是合成高性能高分子材料的重要方法。
3.金属有机化合物的合成反应金属有机化合物的合成反应包括有机配体的合成、金属有机化合物的合成和金属有机配合物的合成等。
这些合成反应通常涉及有机合成、无机合成和物理方法等多种技术手段，需要根据目标产物的结构和性质进行合理设计。
第三章 3.1 金属有机化学
配体提供的电子数：
CO、 R3P 、R3As为两电子供体 自由基各贡献一个电子·CH3 、·CH2R 、·Cl 、·Br NO为三电子供体
2-烯烃 贡献两个电子（乙烯） 4-丁二烯贡献四个电子（） 5-环戊二烯基贡献五个电子（·C5H5） 6-苯（C6H6）贡献五个电子
Ni(CO)4 Ni 3d84s2 (一个Ni要和4个CO配合) 10+4×2＝18
在金属羰基配合物中，CO是电子对的给予者，每一 个CO分子提供两个电子给中心金属原子，过渡金属在形 成羰基配合物时，趋向于采取
ns2(n-1)d10np6 或ns2(n－1)d10(n－2)f14np6电子构型，即
每个金属原子的价电子数和它周围配体提供的电子数加在 一起等于18。因此EAN规则有时也叫做18电子规则。
3Fe(CO)5 ＋Ru2(CO)12 380K FeRu2(CO)12 ＋Fe2Ru(CO)12＋CO
金属羰基化合物的重要性：
i. 常用于制备其它金属有机化合物，羰基能稳定低价 ii. 能利用CO某些性质研究该分子的结构 iii. 具有特殊的化学、物理性质及反应和催化特性
已知的中性金属羰基化合物
Ni＋4CO 常温常压 Ni(CO)4(m.p.－25℃) △ Ni＋4CO
Fe＋5CO493K , 20MPa Fe(CO)5
(2)还原和羰基化作用
还原剂可用Na、Al、Mg、三烷基铝、CO本身以
及CO＋H2等。如：
2CoCO3＋6CO＋4H2
420K，30MPa
Co2(CO)8 ＋4H2O
CrC13＋6CO＋A1 A1C13，苯 Cr(CO)6＋A1C13
Ag
Hf Ta
W(CO)6
Re2(CO)10
《金属有机化学》课件
展望：未来金属有 机化学将在更多领 域发挥重要作用， 如新能源、环保、 生物医药等。
金属有机化学面临的挑战与机遇
挑战：金属有机化学在合成、反应机理、结构分析等方面存在诸多挑战
机遇：金属有机化学在药物研发、材料科学、能源等领域具有广阔的应 用前景
挑战：金属有机化学在环境污染、生物毒性等方面存在潜在的风险
金属有机化合物在新能源 领域的应用研究
金属有机化学在药物合成 中的新进展
金属有机化学在材料科学 中的研究新突破
金属有机化学在理论计算 方面的新发展
金属有机化学的发展趋势与展望
研究方向：新型金 属有机化合物的合 成与性质研究
应用领域：药物化 学、材料科学、生 物技术等领域
研究热点：绿色化 学、生物催化、纳 米材料等
19世纪初，德国化学家Friedrich Wöhler首次合成了金属有机化合物
19世纪末，德国化学家Victor Grignard和法国化学家Paul Sabatier分别发现了Grignard试剂 和Sabatier试剂，为金属有机化学的发展奠定了基础
20世纪初，德国化学家Fritz Haber和Carl Bosch发明了Haber-Bosch过程，实现了大规模合 成氨，推动了金属有机化学的发展
机遇：金属有机化学在绿色化学、生物医学等领域具有重要的研究价值 和应用前景
感谢您的观看
汇报人：PPT
03
金属有机化合物的结构 与性质
金属有机化合物的结构特点
含有金属元素和碳 元素
金属原子与有机基 团通过共价键结合
结构多样，包括单 核、多核、环状等
性质复杂，包括化 学活性、热稳定性 、反应性等
金属有机化合物的物理性质
熔点：金属有机化合物的 熔点通常高于无机化合物
金属有机化合物课件
金属有机化合物的键合性质
01
02
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金属-碳键
金属与碳原子之间形成的 化学键，具有独特的成键 性质和反应活性。
金属-氢键
金属与氢原子之间形成的 化学键，在催化加氢等反 应中具有重要作用。
金属-金属键
部分金属有机化合物中存 在金属与金属之间的直接 成键，具有特殊的电子结 构和磁性。
金属有机化合物的反应性质
金属还原消除
高价态的金属有机化合物可以被还原剂还原为低价态，同时消除一些小分子（如氢 气、卤化氢等），生成新的金属有机化合物。
其他合成方法
自由基反应
通过自由基引发剂引发自 由基反应，可以合成一些 具有特殊结构的金属有机 化合物。
缩合反应
通过缩合反应可以合成一 些大环或多环的金属有机 化合物。
重排反应
生物成像剂
某些金属有机化合物具有良好的光学 性质，可以作为生物成像剂用于荧光 显微镜、MRI等医学影像技术。
在催化领域中的应用
均相催化
金属有机化合物可以作为均相催化剂，催化有机反应、氧化还原反应等。
非均相催化
通过将金属有机化合物负载在固体载体上，可以制备出非均相催化剂，用于多相催化反应。
06
结论与展望
在某些条件下，金属有机 化合物可以发生重排反应， 生成结构更复杂的金属有 机化合物。
04
金属有机化合物的表征技术
红外光谱
原理
红外光谱是通过检测化合物分子 振动能级跃迁时吸收或发射的红 外光来获取分子结构信息的技术。
应用
用于鉴定金属有机化合物中的官能 团、确定分子结构以及研究反应机 理等。
特点
红外光谱具有高度特征性和指纹性， 对于含有不同官能团的金属有机化 合物具有很好的区分度。
金属有机化学课件-有机铝
PhCH
CH C
O n C6H13 H H
+
O (CH2)6COOEt (CH2)6COOEt H n C6H13
AlBu2Li CH3 H
和CO2作用生成α，β不饱和酸：
Ph Ph
1CO2
Ph
+
Ph COOH
H
Ali Bu2
2H 3 O
H
n Bu
H Ali Bu2
1MeLI 2CO2 3H 3O +
二、有机铝的分类及物理性质
按照铝原子所连的三个基团（或原子）
R3Al R2AlX RAlX2 R=烃基 Z=H, F, Cl, Br, I, OR, SR, NH2, NHR, NR2, PR2等。
物理性质
低碳烷基铝多为无色透明液体，烷基二卤化
铝在室温下为固体 ，如EtAlCl2,EtAlI2，烷基 铝易溶于烃类溶剂，其碱金属络合物不溶于 烷烃,但溶于芳烃，直链三烷基（C2-C4）铝 在100摄氏度以上开始分解，支链三烷基铝 如三异丁基铝在50摄氏度左右即开始分解。 低碳烷基铝在室温下有二或三分子缔合，随 烷基碳数增加缔合程度逐渐减弱：如三甲基 铝：
PhNa
PhLi
Et2AlCl
AlCl3 Et2O AlBr3 Ar3Al Me3B
PhAlEt2
Ph3Al Et2O LiCl
NaCl
P MeC6H4MgBr Ar3B Me3Al
(P MeC6H4)3Al
MgBr2
（3） 三烯基铝：
a.
金属交换法：
Al AlCl3 Et2AlCl (CH2 CH)3Al
Ziegler和Natta二人发现的这一类催化体系