金属-有机配合物的合成及其研究进展

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三联吡啶的合成及其金属配合物研究进展

三联吡啶的合成及其金属配合物研究进展

三联吡啶的合成及其金属配合物研究进展1 前言配位化学早期是在无机化学基础上发展起来的一门边沿学科,如今,配位化学在有机化学与无机化学的交叉领域受到化学家门广泛的关注。

有机-金属配合物在气体分离、选择性催化、药物运输和生物成像等方面都有潜在的应用前景,因此日益成为化学研究的热点领域[1-4]。

多联吡啶金属配合物在现代配位化学中占据着不可或缺的位置,常见的多联吡啶配体包括2,2'-二联吡啶(bpy)和2,2':6',2''-三联吡啶(tpy)(Fig. 1),Hosseini就把bpy 称为“最广泛应用的配体”[5],与其类似的具有三配位点的tpy的合成及其金属配合物的研究同样是化学家们研究的热点[6-8]。

Fig 1.三联吡啶的三个吡啶环形成一个大的共轭体系,具有很强的σ给电子能力,配合物中存在金属到配体的d一π*反馈成键作用,因而能与大多数金属离子均形成稳定结构的配合物。

然而,三联吡啶金属络合物的特殊的氧化还原和光物理性质受其取代基电子效应的影响。

因此,通过引入不同的取代基,三联吡啶金属络合物可用于荧光发光装置以及光电开关等光化学领域[9-10]。

在临床医学和生物化学领域中,不管是有色金属的测定还是作为DNA的螯合试剂,三联吡啶衍生物都具有非常广泛的应用前景[11-12]。

2 三联吡啶的合成研究进展正因为三联吡啶在许多领域都具有潜在的应用价值,所以对其合成方法的研究十分重要。

三联吡啶的合成由来已久,早在1932年,Morgan就首次用吡啶在FeCl3存在下反应合成分离出了三联吡啶,并发现了三联吡啶与Fe(Ⅱ)的配合物[13]。

目前,合成三联吡啶的方法主要有成环法和交叉偶联法两种。

2.1 成环法成环法中最常用的反应是Kröhnke缩合反应(Scheme 1)[14],首先2-乙酰基吡啶溴化得到化合物2,2与吡啶反应生成吡啶溴盐3,3与α,β-不饱和酮4进行Michael加成反应得到二酮5,在醋酸铵存在下进而关环得到三联吡啶。

金属有机配合物的合成与性质研究

金属有机配合物的合成与性质研究

金属有机配合物的合成与性质研究金属有机配合物是由金属离子和有机配体组成的化合物,它具有多种特殊的性质和应用价值。

近年来,随着人们对材料科学的不断深入研究,金属有机配合物的合成与性质成为了材料科学领域研究的热点之一。

一、金属有机配合物的合成方法金属有机配合物的合成方法比较多样,其中最为常见的方法是配体取代法和配体加成法。

1. 配体取代法配体取代法是将金属离子直接与配体反应生成金属有机配合物的方法。

这种方法常用于一些较简单的有机配体,比如乙酸根离子、苯基、取代阴离子等。

2. 配体加成法配体加成法是将金属离子和配体先分别合成前体,再将两者混合反应生成金属有机配合物的方法。

这种方法适用于大多数复杂的有机配体,如大环分子、羰基配体等。

除此之外,还有溶剂热法、溶胶凝胶法、微波辅助法等多种合成方法。

这些方法既可以提高产品的纯度,也可以有效地控制金属和配体的比例,从而得到需要的金属有机配合物。

二、金属有机配合物的性质特点1. 电学特性金属有机配合物可以通过选择不同的配体、金属离子及其配比比例,从而改变它的电学性质。

有些金属有机配合物因具有相对较高的电导率,可用于制备电路材料。

一些配合物则具有半导体性质,被广泛用于传感器、LED等电子器件。

2. 光学特性金属有机配合物的光学性质因其复杂的电子结构而受到严格的控制。

可以通过改变金属离子的状态和配体的结构,使其在可见光范围内具有不同的吸收光谱和荧光发射光谱。

因此,金属有机配合物在染料及空气污染等领域有重要的应用。

3. 热学特性金属有机配合物因合成条件和配体结构的不同,其热学性质也有所不同。

如加入氢氧化钠、氢氧化铜等碱性催化剂可以提高合成温度,从而得到热稳定性更好的金属有机配合物。

三、金属有机配合物的应用由于金属有机配合物具有特殊的物理和化学性质,因此其应用十分广泛。

以下是一些典型的应用:1. 光电领域金属有机配合物因具有可见光和紫外光吸收以及荧光发射性能,广泛应用于太阳能电池、LED电器、激光等2. 催化领域金属有机配合物在催化领域也有广泛的应用,如烯烃加氢、氢解、化学氧化等。

有机金属配合物的合成及性能优化及应用研究

有机金属配合物的合成及性能优化及应用研究

有机金属配合物的合成及性能优化及应用研究有机金属配合物是由有机配体和金属离子通过配位键形成的化合物。

它们具有多种特殊性质和广泛的应用领域,因此受到了广泛的关注和研究。

本文将重点探讨有机金属配合物的合成方法、性能优化以及在各个领域中的应用。

一、有机金属配合物的合成方法有机金属配合物的合成一般通过配位反应来实现。

配体的选择和金属离子的类型是合成中的关键因素之一。

常见的配体包括有机酸、含氮配体、含硫配体等。

根据金属离子的电子状态,可分为高价、低价和零价配合物。

不同的合成方法会对配合物的结构和性能产生重要影响。

二、有机金属配合物的性能优化1. 结构优化有机金属配合物的结构对其性能有重要影响。

结构优化包括配体的选择、晶体结构的调控以及金属离子和配体之间的相互作用。

通过合理设计和优化结构,可以提高配合物的稳定性和催化活性。

2. 光电性能优化有机金属配合物在光电器件中具有广泛应用。

通过调控配体的吸收光谱和振荡强度,可以实现配合物的发光颜色和发光强度的调节。

此外,通过合理选择金属离子和配体的能级结构,还可以实现电子传输的有效调控。

3. 催化性能优化有机金属配合物在催化反应中表现出良好活性和选择性。

通过调节配体的电子性质、酸碱性和配位方式,可以有效调控配合物的催化性能。

此外,还可以通过改变金属离子的电子状态和配体的构象,实现催化剂的再生和循环利用。

三、有机金属配合物的应用研究1. 光催化应用有机金属配合物在光催化领域有广泛应用。

例如,聚焦太阳能的利用,通过合成具有特定光吸收性质的配合物,可以实现高效的光催化反应,如光解水制氢、光催化合成有机化合物等。

2. 荧光探针应用有机金属配合物在生物传感和荧光成像中有重要应用。

它们可以作为荧光探针用于检测生物分子、抗肿瘤药物、金属离子等。

通过调控配体结构和金属离子的选择,可以实现对不同目标的高效检测和成像。

3. 催化剂应用有机金属配合物在催化反应中具有优越的催化性能。

例如,用于有机合成中的氧化、还原、羰基化反应等。

功能性金属配合物的设计与合成化学博士生的研究成果

功能性金属配合物的设计与合成化学博士生的研究成果

功能性金属配合物的设计与合成化学博士生的研究成果金属配合物在化学领域中具有广泛的应用,可以用于催化剂、药物和光电材料等诸多领域。

合成功能性金属配合物是化学博士生研究中的重要课题之一。

本文将介绍功能性金属配合物的设计与合成化学博士生的研究成果。

一、功能性金属配合物的设计为了合成具有特定功能的金属配合物,研究者需要从两个方面进行设计:金属选择和配体设计。

1. 金属选择金属选择是功能性金属配合物设计的重要环节。

在选择金属时,研究者需要考虑金属的催化性能、稳定性以及与配体之间的相互作用。

常用的金属包括铂、钯、铜等。

2. 配体设计配体的设计对于金属配合物的功能起到关键作用。

通过合理设计配体的结构,可以调控金属配合物的催化活性、溶解性以及与底物的选择性反应等。

配体的设计包括配体种类的选择、官能团的引入以及空间构型的调节。

二、功能性金属配合物的合成功能性金属配合物的合成通常通过配体和金属离子的反应得到。

合成过程中需要注意监控反应的条件、温度和时间,以保证产物的纯度和收率。

1. 配体的合成配体的合成是金属配合物合成的第一步。

通过有机合成方法可以合成各种不同类型的配体,如有机酸、有机胺和含氮官能团的化合物等。

配体的合成需要考虑到其溶解性、稳定性以及与金属离子的亲和性。

2. 金属配合物的合成金属配合物的合成是将金属离子与配体进行配位反应得到配合物。

合成反应可以采用溶液反应或固相反应的方式进行。

在反应中,研究者需要选择合适的溶剂、反应温度和反应时间以控制反应的进行。

合成得到的产物可以通过质谱、核磁共振等手段进行表征。

三、功能性金属配合物的应用功能性金属配合物在多个领域中具有重要的应用价值。

1. 催化剂功能性金属配合物可以作为催化剂应用于有机化学合成反应中。

通过调节金属配合物的结构和配体的设计,可以实现催化剂对反应速率、选择性和底物转化率的调控。

2. 药物功能性金属配合物在药物研究中具有重要作用。

金属配合物可以通过与生物分子相互作用,调节其活性以及对靶点的选择性。

化学合成中的金属有机配合物催化

化学合成中的金属有机配合物催化

化学合成中的金属有机配合物催化近年来,金属有机配合物催化已成为合成化学领域中备受关注的研究方向之一。

这种催化方法基于金属离子与有机配体的作用,通过调节金属离子的配位环境来促进化学反应的进行,同时也可以实现反应的高选择性和高效率。

在化学合成、制药工业、材料科学等领域,金属有机配合物催化已经得到广泛应用。

一、金属有机配合物催化的原理金属有机配合物催化的原理在某种程度上是类似于酶催化的。

金属离子通过与有机配体形成配合物,形成了独特的配位环境,使得反应底物与催化剂之间的作用力得到改变,从而促进了化学反应的进行。

金属有机配合物催化反应所涉及的金属离子通常是过渡金属,如钯、铑、铂等,这些金属离子可以与不同的有机配体形成不同的配合物。

二、金属有机配合物催化的应用1. 化学合成金属有机配合物催化已经被广泛应用于化学合成中。

比如,钯催化的Suzuki交叉偶联反应可以实现芳香化合物之间的碳-碳键形成,这种反应已经成为有机合成领域中最常用、最理想的方法之一。

铑催化的羟醛化反应、铂催化的杂环化反应和铁催化的环角化反应等也都是金属有机配合物催化的成功应用。

2. 制药工业金属有机配合物催化在制药工业中也有着广泛的应用。

比如,使用铂催化剂进行苯乙烯基化反应可以得到高纯度的芳香化合物,这种方法是生成许多药物中关键的合成步骤之一。

此外,铱催化的C-H键活化反应也可以有效地用于药物合成中。

3. 材料科学金属有机配合物催化在材料科学领域中也有着广泛的应用。

例如,研究人员通过钯催化的苯乙烯基化反应成功合成了一种用于氢氧化钾探针的螺环苯乙烯衍生物,这种探针可以用于对生物体内钾离子的检测。

此外,一些配合物还被用于发展新型荧光探针和传感器等。

三、发展趋势随着人们对环境友好型化学合成的要求,金属有机配合物催化也越来越受到关注。

如何发展更有效、更环保的金属有机配合物催化方法也成为当前研究的重要课题之一。

目前,很多学者正在开发新型的金属催化剂,以及更小、更具特异性的催化反应体系,以实现更高效率、更低成本的化学反应。

磁性金属-有机框架材料的合成及其应用

磁性金属-有机框架材料的合成及其应用

2011年报道了一组有关铝和铜的 MMOFs 材料在交变磁场 的作用下释放药物的实例
将Fe3O4 磁性颗粒分别均匀分散到DUT-4,DUT-5及 HKUST-1 的 前体溶液中,在异核化作用下,MOFs在磁性颗粒表面生长并将 其包裹,形成MMOFs材料。该MMOFs材料在交变磁场内释放药 物过程中产生发热现象,这一现象可用于医学的热疗。 作者对温度影响Fe3O4@HKUST-1释放布洛芬速率的研究结果显 示,当温度从 20℃升高至40℃时,该MMOFs材料释放药物的速
生物医学应用
MOFs 的高孔隙率有利于其存储和释放药品。MOFs和磁性颗
粒之间的协同作用使 MOFs可携带特定的药物释放在指定位置。
2009年首次报道了将 MOFs应用于生物医学的研究成果。室温
下,将强磁性Fe3O4颗粒加入到Zn(bix)(NO3)2反应混合物中,通过超 声或剧烈搅拌,得到封装有10nm Fe3O4纳米颗粒的MOFs材料。随 后,又将具有潜在抗癌功效的阿霉素,喜树碱和道诺霉素填充到 Zn(bix)(NO3)2中,形成胶囊状磁性MOFs材料。 研究结果表明上述药物可从配位聚合物胶囊内缓慢释放出来。
3. 应用方法简单、快速,操作步骤简化
如在环境检测方面,MOFs富集多介质中目标分析物时不借助 其他手段( 如膜保护、溶胶凝胶等) 时难以回收,而 MMOFs 材料 富集目标分析物后利用外加磁场作用便可以从水相或水土中分离 回收。MMOFs 材料洗脱后可直接进样,避免了繁复的萃取、净化、 洗脱过程,大大节约了分析时间。
4. 重复使用率提高
已使用过的MMOFs材料经过一定处理可再次循环使用,符合现 在提倡的绿色环保理念。
Preparation methods of magnetic metal-organic framework materials

有机金属配合物的合成与应用研究

有机金属配合物的合成与应用研究

有机金属配合物的合成与应用研究近年来,有机金属配合物在化学领域中的合成与应用引起了广泛关注。

有机金属配合物是由有机配体与金属离子形成的化合物,具有独特的结构和性质。

本文将详细探讨有机金属配合物的合成方法以及其在催化、材料科学和生物医学等领域的应用。

一、有机金属配合物的合成方法1. 配体配位法配体配位法是最常见的有机金属配合物合成方法之一。

通过合适的有机配体与金属离子之间的配位作用,可以形成稳定的配合物。

例如,常用的有机配体包括羧酸、胺类、膦酸等。

该方法广泛应用于催化反应中,可提高催化活性和选择性。

2. 桥联配位法桥联配位法是利用两个或多个配体同时与金属离子配位形成桥联结构的合成方法。

这种方法可以增强配合物的稳定性和催化活性。

桥联配位法在材料科学中被广泛应用于制备多孔材料和催化剂等。

3. 简单离子配合法简单离子配合法是指利用带电的金属离子与带相反电荷的有机配体形成的配合物。

这种方法简单易行,常用于制备药物和光敏材料等。

二、有机金属配合物的应用研究1. 催化应用有机金属配合物在催化领域中具有广泛的应用前景。

通过选择合适的有机配体和金属离子,可以调控催化剂的催化活性和选择性。

有机金属配合物催化剂在有机合成中起到重要的作用,可以实现高效、高选择性的反应转化。

2. 材料科学应用有机金属配合物在材料科学领域中也有重要的应用。

例如,具有荧光性质的有机金属配合物可以用于荧光标记和传感器等领域。

此外,利用有机金属配合物的桥联结构和多孔性质可以制备具有吸附能力和分离性能的新材料。

3. 生物医学应用有机金属配合物在生物医学领域也显示出巨大的潜力。

通过调控有机配体的结构和金属离子的选择,可以制备出具有抗菌、抗肿瘤和抗炎等特性的金属药物。

有机金属配合物还可以用于核酸传感、成像和药物传递等方面的研究。

结论有机金属配合物是一类具有独特结构和性质的化合物,其合成方法多样且灵活。

通过选择合适的有机配体和金属离子,可以合成具有特定功能和应用的有机金属配合物。

有机金属配合物的合成及其应用研究

有机金属配合物的合成及其应用研究

有机金属配合物的合成及其应用研究有机金属配合物是人们在化学领域中的一种重要研究对象,具有广泛的应用前景。

配合物是由两个或以上原子通过化学键结合而成的物质,有机金属配合物指的是含有金属离子和有机配体的配合物。

在有机金属配合物的合成及其应用研究方面,一直是化学研究中的一个热点领域。

一、有机金属配合物的合成方法有机金属配合物的合成方法多种多样,常见的有以下几种:1. 直接合成法直接使用金属离子与配体进行反应制备配合物。

通常情况下,这种方法是较为灵活和便捷的。

2. 气相沉积法先将金属和配体分别蒸发至气相,然后再在适当条件下进行混合反应,直接在基底上加热沉积金属有机化合物。

主要适用于金属有机薄膜的制备。

3. 溶液合成法将金属离子和配体溶解在溶剂中,控制反应条件,直接反应得到有机金属配合物。

这是制备有机金属配合物的重要方法之一。

4. 插层法通过化学反应或离子交换等机理将金属有机化合物插入层间隙中合成有机金属配合物。

这种方法在催化剂和化学传感器等领域有着广泛的应用。

二、有机金属配合物的应用研究有机金属配合物具有较为广泛的应用前景,主要涉及催化、光学和材料领域。

1. 催化领域有机金属配合物在催化领域有着重要的应用价值,包括催化加氢、催化剂脱羧、环化反应、氧化反应等。

这些催化反应的产物广泛应用在医药、合成材料和精细化工等领域。

2. 光学领域有机金属配合物在光学领域也有着广泛的应用前景,可以用于制备光学传感器、光储存材料和有机发光二极管等。

有机金属配合物的发光特性可以用于生物荧光成像和光化学发光等领域。

3. 材料领域有机金属配合物不仅可以应用于催化和光学等领域,还可以制备具有特殊功能的材料。

比如,可以生成具有嵌段结构的高分子材料,可以制备高光学非线性性材料和杂化锂离子电池等。

结语有机金属配合物的合成及其应用研究一直是化学领域中的重要研究方向。

在日益发展的科技领域中,有机金属配合物的应用前景将会越来越广泛。

配合物的研究除了可以用于应用领域,同时也能丰富我们对化学反应机理等方面的认识。

金属-有机骨架MIL-88A (Fe)及其复合物的合成与高级氧化降解水体有机污染物的研究进展

金属-有机骨架MIL-88A (Fe)及其复合物的合成与高级氧化降解水体有机污染物的研究进展
研究还处在初期ꎬ总结、对比其合成方法有利于促进
一 [43] . 将 FeCl 3 6H 2 O 和 富 马 酸 按 1 ∶ 1 分 散 在
加热 4 ~ 6 h 即可得到 MIL ̄88A( Fe) 〔 见图 1( a) 〕 . 合
成条件( 如加热温度和溶剂种类) 对颗粒尺寸有明显
影响ꎬ通常以 H 2 O 为溶剂且提高反应温度可得到粒


性能ꎬ如 NH 2  ̄UiO ̄66 [27] 、ZIF ̄8[28] 等. 促进光生 e -  ̄h +
分离效率是提高光催化性能的有效途径ꎬ因此很多研
究者通过引入氧化石墨烯
[29]
、金属氧化物
[30]
等功能
材料实现 e 快 速 转 移 从 而 提 高 光 催 化 效 率. Wang


[23]
系统综述了 MOFs 光催化降解有机污染物的研
作为电子受体快速消耗电子ꎬ有效克服了光生电子 ̄空穴复合问题. 此外ꎬ将 MIL ̄88A( Fe) 与其他功能材料复合可进一步改善其
光生电子 ̄空穴分离效率、提高光吸收能力及水稳定性. 总之ꎬMIL ̄88A( Fe) 及其复合物在光芬顿、活化 PS 和催化臭氧氧化降解
有机污染物方面具有较大的实际应用潜力.
料等有机污染物研究进展ꎬ认为铁基 MOFs 是具有广
阔应用前景的异相催化剂ꎻCheng 等
[33]
总结并对比了
铁及其他金属基 MOFs 类芬顿降解有机物性能ꎬ发现
MIL (materials of institute lavoisior) 系列的铁基 MOFs
关注度较高. MIL 系列的铁基 MOFs 有 MIL ̄53( Fe)、
Beijing Key Laboratory of Functional Materials for Building Structure and Environment Remediationꎬ School of Environment and Energy

金属有机配合物的合成及其催化性能研究

金属有机配合物的合成及其催化性能研究

金属有机配合物的合成及其催化性能研究金属有机配合物是一种由金属离子和有机配体通过配位键结合形成的化合物。

它们具有广泛的应用领域,包括催化剂、药物、材料科学等。

本文将探讨金属有机配合物的合成方法以及其在催化反应中的性能研究。

金属有机配合物的合成是一个重要的研究领域。

合成方法通常采用溶剂热法、溶剂蒸发法、水热法等。

其中,溶剂热法是一种常用的方法,通过将金属离子和有机配体溶于合适的溶剂中,并加热反应混合物,使其快速反应生成金属有机配合物。

溶剂蒸发法则通过将溶剂蒸发,使金属离子和有机配体在溶剂中缓慢结合生成金属有机配合物。

水热法则是在高温高压的水环境下,观察金属离子和有机配体之间的反应。

金属有机配合物在催化反应中具有卓越的性能。

例如,铂、钯等过渡金属有机配合物在氢化反应中表现出色。

这些金属有机配合物具有活性中心,能够吸附和解离氢气,从而催化氢气与底物之间的化学反应。

此外,金属有机配合物还可以用作催化剂的预体。

通过调整配体结构和金属离子的选择,可以实现对不同底物的高选择性催化活性。

金属有机配合物还具有良好的稳定性和重复使用性,使其成为绿色催化剂的理想选择。

催化性能的研究是金属有机配合物研究的重要内容。

研究人员通过实验和理论模拟方法来探索金属有机配合物在催化反应中的机理和性能。

实验方法通常包括物质表征、反应动力学和产物分析等。

物质表征可以通过X射线晶体衍射、质谱和核磁共振等技术来确定金属有机配合物的结构。

反应动力学则可以通过反应速率和反应机理来研究金属有机配合物的催化性能。

产物分析可以用于确定反应产物的结构和纯度。

理论模拟方法则通过计算化学和分子动力学模拟来预测金属有机配合物在催化反应中的性能。

这些方法的综合应用可以帮助研究人员深入了解金属有机配合物的性质和反应机制。

金属有机配合物的催化性能研究具有重要的应用前景。

催化剂的研究和开发是现代化工和环境保护的关键环节。

金属有机配合物作为一类高效且环境友好的催化剂,可以应用于有机合成、环境修复和能源转化等领域。

金属有机化合物的合成与反应机理研究

金属有机化合物的合成与反应机理研究

金属有机化合物的合成与反应机理研究金属有机化合物是指含有金属与有机基团结合而形成的化合物。

它们广泛应用于催化反应、分子识别、材料科学等领域,并展现出了独特的反应机制。

本文将探讨金属有机化合物的合成方法以及它们的反应机理。

一、金属有机化合物的合成方法要合成金属有机化合物,最常用的方法是金属插入法和配体交换法。

1. 金属插入法金属插入法是通过金属与有机卤化物反应得到金属有机化合物的方法。

通常,有机卤化物与金属还原剂反应,金属基团与有机基团发生插入反应,生成金属有机化合物。

例如,将有机卤化物和氯化亚铜在碳源的存在下反应,可以得到铜-碳键的金属有机化合物。

2. 配体交换法配体交换法是指通过将金属配合物中的配体替换成有机基团来合成金属有机化合物的方法。

通常,金属配合物与有机配体反应,发生配体交换反应,生成金属有机化合物。

例如,将氯化钯和有机配体底特律反应,可以得到底特律铂配合物。

二、金属有机化合物的反应机理金属有机化合物的反应机理主要包括配位键断裂、配体交换和氧化还原反应。

1. 配位键断裂配位键断裂是指金属与有机基团之间的键发生断裂的过程。

这种过程通常涉及到配合物的受体基团与金属中心之间的相互作用。

例如,当金属有机化合物中的配体受体基团与金属中心之间出现配位键断裂时,会导致有机基团的脱离,并产生新的反应物。

2. 配体交换配体交换是指金属有机化合物中的配体与其他配体发生置换的过程。

这种过程通常涉及到有机基团与金属中心之间的配体交换反应。

例如,当金属有机化合物中的配体被其他配体取代时,会形成新的金属有机化合物。

3. 氧化还原反应氧化还原反应是指金属有机化合物中金属离子的氧化还原过程。

这种过程涉及到有机基团和金属离子之间的电子转移。

例如,当金属有机化合物中的金属离子发生氧化还原反应时,有机基团和金属离子的氧化态和还原态发生变化,生成不同的反应产物。

三、金属有机化合物的应用金属有机化合物在催化反应、分子识别和材料科学等领域具有广泛的应用。

铁配合物的研究进展 周灵怡

铁配合物的研究进展 周灵怡

铁配合物的研究进展周灵怡摘要:本文介绍了铁配合物的合成及在有机反应中的应用。

这里的铁配合物铁主要为三价铁,有机反应中的应用主要体现在催化作用上,所催化的反应是用铁配合物直接催化苯酚、环己醇、己烷或环己烷成烷酮(这里主要介绍己烷或环己烷)。

关键词:铁配合物;分子催化剂;惰性C-H键的选择性羟化反应前言:将烷烃氧化成更有价值的有机物(如醇,酮,醛)一直以来是一个热门、备受大家关注的一个领域[1]。

能将烷烃的惰性C-H键转化为有用的官能团的这类具有选择性羟化的催化剂一直备受关注[2]。

烷烃的催化羟化反应,特别是在温和的条件下烷烃直接氧化成烷酮,是工业和化学合成的一个重大挑战。

在这方面特别有意思的反应类型是在图1-1中所示的氧化概念环烷烃为相应的环烷酮的反应。

图1-1 直接氧化环烷烃成环烷酮的反应类型环己酮通过这种途径的合成是特别有意义的,因为这种合成方法使得该化合物在经济上能更加廉价。

低选择性氧化是催化反应的一个重要和普遍的问题,而且在烷烃分子中的碳原子之一的优先氧化是我们非常想去实现和最重要的任务[9-12]。

大多数烷烃中含有大量的C-H键的可供选择反应为目前的难题,例如,正己烷的催化氧化通常会产生诸多广泛的产品[3],产率不高。

这些因素都导致我们对拥有多种丰富的金属分子催化剂的开发,如铁[4],钒[5],锇[6]和锰[7]的几种复合物都作为催化剂已经开发,来实现选择性C-H的氧化反应。

然而,催化氧化产物通常是一种混合物,如环己烷氧化往往提供了环己酮和环己醇。

1 铁、钴、镍配合物简介在配合物中,金属原子的半径比配体的配位原子间距铁远远要小,所以配体对配合物的影响就比较大。

在过渡金属配合物中,最最常见的要属铁、钴、镍配合物了。

钴、镍这几种元素能形成多种配合物。

例如铁不但可以与CO、NO等分子以及很多有机试剂形成配合物,还能够和CN-,F-,C2O42-、SCN-,Cl-等诸多离子形成配合物。

这使得他们的配合物多种多样,稳定性和化学性质也非常的多变。

研究金属有机配合物的合成与性质

研究金属有机配合物的合成与性质

研究金属有机配合物的合成与性质金属有机配合物是由金属离子与有机配体通过配位键结合形成的复合物。

在化学领域,研究金属有机配合物的合成与性质具有重要的科学意义和实际应用价值。

本文将探讨金属有机配合物的合成方法、性质以及其在催化、生物医药等方面的应用。

一、金属有机配合物的合成方法金属有机配合物的合成方法多种多样,常见的包括溶剂热法、溶剂煅烧法和光化学法等。

其中,溶剂热法是最常用的一种方法。

该方法通过在高温环境下将金属离子和有机配体溶解于适当的溶剂中,随后冷却结晶得到配合物。

溶剂煅烧法则是通过将金属盐溶解在高沸点有机溶剂中,再加入有机配体,通过煅烧得到固体金属有机配合物。

光化学法则是利用光照射产生激发态的金属离子与有机配体发生反应,形成金属有机配合物。

这些合成方法各有优劣,研究人员可以根据具体实验需求选择适当的方法。

二、金属有机配合物的性质金属有机配合物具有一系列特殊性质,包括独特的结构、光学和电学性质。

首先,金属有机配合物的结构多样,常见的有线型、环型和簇型结构。

这些结构使得金属有机配合物具有丰富的化学反应性,可在催化、材料科学等领域发挥重要作用。

其次,金属有机配合物常常具有良好的荧光性能。

这是因为金属中心离子和有机配体之间的电荷转移和能级结构的变化导致的。

这种荧光性使得金属有机配合物在材料科学、生物传感等领域得到广泛应用。

此外,金属有机配合物还具有良好的导电性和磁性等性质,适用于电子元件和磁性材料的制备。

三、金属有机配合物在催化中的应用金属有机配合物在催化反应中具有重要作用。

一方面,金属有机配合物可作为催化剂参与反应,提高反应速率和选择性。

例如,铂配合物常用于催化氢气转化反应,铜配合物可用于催化氧化反应。

另一方面,金属有机配合物可作为配体与金属催化剂配对,形成更加高效的配位催化体系。

这种配合物的设计和应用使得催化反应可以高效进行,并且可调控催化剂的活性和选择性。

四、金属有机配合物在生物医药领域的应用金属有机配合物在生物医药领域有广泛的应用前景。

金属-有机配合物的设计合成及其应用前景

金属-有机配合物的设计合成及其应用前景

8 ・
广州化工
21年3 0 1 9卷第 2期
金属 一有机 配 合物 的设 计 合成 及 其应 用前 景 术
许 玉敏 , 拖 平 , 晓琴 胡 胡
( 中北 大学理 学院化 学 系,山西 太原 00 5 ) 3 0 1
摘 要 : 介绍了通过合理选择特征配体、 配体构型和金属离子的配位模式及单晶到单晶的转化等结构影响因素控制金属 一 有
XU u —m i Y n,H U u —pig ,HU a — qn T o n Xio i
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基 金项 目 : 西 省 自然 科 学 基 金 ( 0 7 10 3 。 山 20 0 13 )
作者简介 : 许玉敏 (9 5一) 女 , 18 , 中北大学在读硕士研究生 。研究方向 : 金属有机配合物的合成。E—ma : u na hr 2 .o i ymizi e@16 cn l z
2 1 年 3 第 2期 01 9卷
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柔性配体在构筑新 型金属 有机框 架物 时 , 由于 其具有 多 种 多 样 的 配 位模 式 和 多 变 的 构 型 来 满 足 金 属 离 子 的 需 要 , 往 能 往 够产生一些具 有新颖拓 扑结 构和特殊功 能的配位 化合物 - - 。 过去的十几年中 , 晶体学家 在利用 柔性 配体合 理构 筑新化 合物 的工作中作出了巨大的努力 。配位 聚合物 除了受金属 离子几何 配位环境 、 剂和反 应条 件的影 响 , 会 由于配 体构 型 、 接方 溶 还 连 式 的 些微 变化 导 致 最 终 结 构 的 改 变 。 因 此 , 使 用 柔 性 配 体 进 在 行 结 构 构 筑 时 , 体 的 构 型 变 化 就 成 为 影 响 最 终 产 物 的 重 要 因 配

席夫碱及其金属配合物的合成及生物活性研究进展

席夫碱及其金属配合物的合成及生物活性研究进展

席夫碱及其金属配合物的合成及生物活性研究进展一、本文概述席夫碱(Schiff Base)及其金属配合物是一类重要的有机金属化合物,因其独特的结构和性质,在化学、材料科学、生物医学等多个领域具有广泛的应用前景。

本文旨在综述近年来席夫碱及其金属配合物的合成方法、结构特性以及生物活性研究的重要进展。

文章将首先介绍席夫碱的基本概念、合成策略以及结构多样性,然后重点论述席夫碱金属配合物的合成方法、结构表征以及性能调控。

本文还将对席夫碱及其金属配合物在抗菌、抗肿瘤、抗氧化等生物活性方面的研究成果进行详细阐述,以期为未来相关领域的研究提供有益的参考和启示。

二、席夫碱的合成方法席夫碱的合成主要依赖于醛或酮的羰基与胺或氨的氨基之间的缩合反应,也称为亚胺化反应。

这种反应通常在温和的条件下进行,如室温或稍微加热,无需催化剂或仅需少量催化剂。

反应过程中,羰基碳原子与氨基氮原子形成新的碳氮双键,同时生成一分子水。

由于反应过程中涉及到电子的转移和共享,因此反应通常具有较高的选择性和产率。

醛或酮与伯胺的缩合:这是合成席夫碱最常用的方法。

醛或酮与伯胺在适当的溶剂中,通过加热或搅拌,可以高效地生成对应的席夫碱。

这种方法简单易行,产物纯度高,是实验室常用的合成方法。

醛或酮与仲胺的缩合:与伯胺相比,仲胺的氨基活性较低,需要更强烈的条件才能发生缩合反应。

通常需要使用催化剂,如酸性催化剂,以促进反应的进行。

醛或酮与氨的缩合:在这种情况下,氨作为氨基的供体,与醛或酮发生缩合反应。

由于氨的水溶性较高,反应通常在水溶液中进行。

醛或酮与肼的缩合:肼作为一种特殊的胺,可以与醛或酮发生缩合反应,生成含有两个氨基的席夫碱。

这种方法在合成具有特殊功能的席夫碱时非常有用。

席夫碱的合成方法多样,可以根据具体的需求选择合适的原料和反应条件。

由于席夫碱的结构多样性,通过改变原料和反应条件,可以合成出具有各种功能的席夫碱,为后续的金属配合物合成和生物活性研究提供了丰富的物质基础。

介孔金属-有机框架(MesoMOFs)的合成研究进展

介孔金属-有机框架(MesoMOFs)的合成研究进展

介孔金属-有机框架(MesoMOFs)的合成研究进展刘幸;韩勇;张亚如;曾伊丹;付娆;宁良民;廖圣云【摘要】作为未来材料之星的金属-有机框架(Metal-organic frameworks:MOFs),是一类由金属中心或无机簇与有机配体通过配位键桥联而成的高度有序的结晶型多孔材料,与传统的孔材料相比,具有结构、功能和孔径可调等特点,就孔径而言,可以从微孔扩展到介孔范围.本文综述了近年来介孔金属-有机框架(MesoMOFs)的主要合成研究进展,详细探讨了配体有机链节拓展法(Extension of the organic linkers)、规模扩展法(The scale chemistry strategy)、配体交换法(Stepwise ligand exchange)和能量诱导转化法(Energy-induced conversion)等合成策略.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2019(027)007【总页数】8页(P568-575)【关键词】金属-有机框架;多向多羧酸配体;介孔材料;水热合成;溶剂热合成;综述【作者】刘幸;韩勇;张亚如;曾伊丹;付娆;宁良民;廖圣云【作者单位】天津理工大学化学化工学院,天津300384;天津理工大学化学化工学院,天津300384;天津理工大学化学化工学院,天津300384;天津理工大学化学化工学院,天津300384;天津理工大学化学化工学院,天津300384;天津理工大学化学化工学院,天津300384;天津理工大学化学化工学院,天津300384【正文语种】中文【中图分类】O61多孔材料已经被广泛用在气体吸附和分离、催化、磁学、生物医学及光电材料领域。

国际纯粹化学与应用化学联合会根据孔径的大小将多孔材料分为以下三大类:微孔材料(孔径小于2 nm)、介孔材料(孔径介于2~50 nm)和大孔材料(孔径大于50 nm)。

作为未来材料之星的金属-有机框架(Metal-organic frameworks:MOFs),是一类由金属中心或无机簇与有机配体通过配位键桥联而成的高度有序的结晶型多孔材料[1-2]。

《2024年Ru-Co金属有机配合物的合成及其衍生物的催化性能研究》范文

《2024年Ru-Co金属有机配合物的合成及其衍生物的催化性能研究》范文

《Ru-Co金属有机配合物的合成及其衍生物的催化性能研究》篇一Ru-Co金属有机配合物的合成及其衍生物的催化性能研究一、引言金属有机配合物在化学、材料科学和生物医学等领域中具有广泛的应用。

近年来,Ru/Co金属有机配合物因其独特的物理和化学性质,在催化领域中引起了极大的关注。

本文旨在探讨Ru/Co金属有机配合物的合成方法,并研究其衍生物的催化性能。

二、Ru/Co金属有机配合物的合成1. 合成方法Ru/Co金属有机配合物的合成主要通过有机配体与金属盐反应获得。

常用的合成方法包括溶液法、固态反应法和气相沉积法等。

本实验采用溶液法进行合成,选用合适的配体和金属盐,通过调节反应条件,得到目标配合物。

2. 结构表征利用X射线衍射、红外光谱、核磁共振等手段对合成的Ru/Co金属有机配合物进行结构表征。

结果表明,合成的配合物具有预期的结构,且纯度较高。

三、衍生物的催化性能研究1. 催化反应类型本实验主要研究Ru/Co金属有机配合物衍生物在氢化、氧化和加成等反应中的催化性能。

通过选择不同的反应底物和条件,探究催化剂的活性、选择性和稳定性。

2. 催化性能评价(1)氢化反应:在氢化反应中,Ru/Co金属有机配合物衍生物表现出较高的催化活性。

通过优化反应条件,可实现底物的高效氢化,提高产物的纯度和收率。

(2)氧化反应:在氧化反应中,催化剂的活性受反应条件的影响较大。

通过调整催化剂用量、反应温度和反应时间等参数,可实现底物的有效氧化,同时降低副反应的发生。

(3)加成反应:在加成反应中,Ru/Co金属有机配合物衍生物具有良好的选择性和稳定性。

催化剂可促进反应的进行,提高产物的产率和纯度。

3. 催化剂的回收与再生催化剂的回收与再生对于降低催化成本、提高催化剂利用率具有重要意义。

本实验通过离心、过滤等方法对催化剂进行回收,并通过适当的处理方法实现催化剂的再生。

实验结果表明,再生后的催化剂仍具有较高的催化性能。

四、结论本文成功合成了Ru/Co金属有机配合物,并对其衍生物的催化性能进行了研究。

一锅法合成噁唑啉金属配合物研究进展

一锅法合成噁唑啉金属配合物研究进展

第34卷第6期化㊀学㊀研㊀究Vol.34㊀No.62023年11月CHEMICAL㊀RESEARCHNov.2023一锅法合成噁唑啉金属配合物研究进展罗㊀梅∗(合肥工业大学化学与化工学院,安徽合肥230009)收稿日期:2022⁃02⁃28作者简介:罗梅(1969-),女,副教授,研究方向为金属有机化学㊂∗通信作者,E⁃mail:luomei@pku.edu.cn摘㊀要:一锅法合成金属配合物是近年来金属有机化学研究的一个热点之一㊂在对国内外噁唑啉金属配合物的合成及应用进行大量文献调研基础上,综述了本课题组近年来用腈类与手性氨基醇作用,在不同物质的量的金属盐如氯化锌㊁乙酸铜和氯化钴等金属氯化物或金属乙酸盐作用下,一锅法一步合成系列噁唑啉金属配合物及应用研究进展㊂同时,对该方法在其他噁唑啉金属配合物合成及应用领域提出展望㊂关键词:一锅法;噁唑啉金属配合物;腈类;手性氨基醇;金属盐中图分类号:O627文献标志码:A文章编号:1008-1011(2023)06-0538-11Therecentprogressofone⁃potsynthesisofoxazolinylorganometalliccomplexesLUOMei∗SchoolofChemicalEngineering HefeiUniversityofTechnology Hefei230009 Anhui ChinaAbstract One⁃potsynthesisoforganometalliccomplexesisoneofthehotspotsinorganometallicchemistryinrecentyears.Basedonthefullofliteratureinvestigationsonthesynthesisandapplicationofoxazolinylcomplexes,wediscussedtheprogressonthesynthesisandapplicationsofoxazolinylligandsandaccordinglycomplexesinrecentyearswhichstartingfromtherawmaterialsnitrilesrefluxedwithchiralaminoalcoholsinonestepundertheactionofdifferentmolaramountsofmetalsaltssuchaszincchloride,copperacetateandcobaltchlorideandothermetalchloridesormetalacetates.Additionally,thetheoreticalcalculationofthiskindofreaction: one⁃potsynthesisoftheorganometalliccomplexes iscarriedoutbyGaussiansoftware,andareasonablereactionmechanismisputforward.Therefore,aseriesofcrystallineoxazolinylmetalcomplexeshavebeenreviewedindetail.Inaddition,thesynthesisofthesecomplexesissummarizedandtheprospectoftheirdevelopmentisalsoprospected.Keywords:one⁃pot;oxazolinylmetalcomplexes;nitriles;aminoalcohols;metalsalts1㊀噁唑啉金属配合物国内外研究进展噁唑啉金属配合物是近年来金属有机化学研究的热点之一㊂其合成方法是是由配体噁唑啉环中的C=N双键中的氮原子与过渡金属如锌㊁铜㊁钴㊁镍及锰或贵金属铂㊁钯等原子配位形成的配合物㊂其国内外研究现状及发展动态分析如下:1.1㊀噁唑啉配体合成方法的研究进展配体噁唑啉的合成始于1884年,后来许多著名有机化学家又相继研究了其他噁唑啉及衍生物的方法㊂如Pfaltz研究小组[1]于1990年研究了含C2对称轴的手性噁唑啉配体化合物,Apprel课题组[2]于1975年发展了一锅法合成噁唑啉环的合成方法,而在国内上海有机所麻生明院士团队[3]近年来也报道了噁唑啉的合成新方法㊂该合成方法常见的主要有以下几种[4-8]:1)酰氯和氨基醇直接缩合形成双羟酰胺,然后由羟酰胺关环生成双噁唑啉(见图1)㊂该方法使用多种关环试剂,如Me2MCl2(M:Sn㊁Si)㊁ZnCl2㊁BF3第6期罗㊀梅:一锅法合成噁唑啉金属配合物研究进展539㊀㊃Et2O㊁DAST等㊂图1㊀酰氯和氨基醇经两步反应合成双噁唑啉的路线图Fig.1㊀Synthesisofbi⁃oxazolinesfromthereactionacylchloridewithaminoalcohol2)直接由羧酸酯与氨基醇缩合形成双羟酰胺,然后进行关环合成双噁唑啉(见图2)㊂图2㊀羧酸酯和氨基醇合成双噁唑啉的路线图Fig.2㊀Synthsisofbi⁃oxazolinesfromthereactionofcarboxylicacidesterwithaminoalcohols3)第三种方法是由二氰类出发,在氯化锌催化下,与手性氨基醇反应,一步得到噁唑啉[9-12](见图3)㊂图3㊀腈类和氨基醇合成双噁唑啉的路线图Fig.3㊀Synthsisofbi⁃oxazolinesfromthereactionofnitrileswithaminoalcohols1.2㊀噁唑啉金属配合物的合成方法研究进展1)直接合成法配体噁唑啉直接与金属盐反应得到噁唑啉金属配合物,这是最经典的金属有机配合物的合成方法之一㊂从第一个金属配合物Zeise盐K[Pt(C2H4)Cl3]㊃H2O的出现到现在,是最通用的合成方法㊂关于一锅法合成化合物的报道已出现很多,但是三组分直接一锅法合成金属配合物的报道不多㊂大多数金属配合物的合成使用的是经典的合成方法,如国内的研究小组北京大学席振峰课题组[13]/张文雄课题组[13]/杨震课题组[14]/莫凡洋课题组[15]/王剑波课题组[15]/余志祥课题组[16]㊁上海有机所戴立信课题组[17]/刘桂霞㊁陆熙炎课题组[18]/麻生明课题组[19]/丁奎岭课题组[20]/马大为课题组[21]/唐勇课题组/谢作伟课题组[22]/侯雪龙课题组/吴云东[23]/施敏课题组[24]/游书力课题组[24]/陈耀峰课题组[25]/向丽课题组[26]㊁中科院大连化物所万伯顺课题组[27]㊁河南师范大学张晓鹏课题组[28]㊁浙江工业大学李传莹课题组[29]㊁郑州大学李霄鹏课题组[30]㊁山东大学史晓东课题组[31]㊁温州医科大学的吴戈课题组[32]㊁山东省医科学院的柴会宁课题组[33]㊁天津师范大学柳青湘课题组[34]㊁复旦大学金国新课题组[35]㊁周锡庚/张立新课题组[36]㊁中国科学技术大学王官武课题组[37]/王中夏课题组[38]/汪志勇课题组[39]/田仕凯课题组[40]/汪义丰课题组[41]㊁安徽师范大学王邵武课题组[42/商永嘉课题组[43]/周双六课题组[44]/朱先翠课题组[44]㊁安徽工程大学王芬华课题组[44]㊁南京大学陆红健课题组[45]/王新平课题组[46]㊁天津大学张志伟课题组[47]㊁东北师范大学潘玲课题组[48]㊁南京工业大学姜耀甲课题组[49]㊁重庆文理学院崔海磊课题组[50]等㊂他们的研究工作对金属有机配合物的合成及催化应用做出了一定的贡献,推动了金属有机化学的发展㊂2)一锅法一锅法合成噁唑啉金属配合物,是近年来出现的新型有机合成方法之一[51-53]㊂通常金属有机配合物的合成方法是先合成配体,再与金属盐作用合成金属配合物㊂但是,本项目组,由于意外得到系列噁唑啉过渡金属噁唑啉配合物,因此提出并建立了手性噁唑啉过渡金属配合物合成方法的体系㊂该合成方法理论可行,其反应通式如下(见图4):图4㊀噁唑啉过渡金属配合物合成反应通式图Fig.4㊀Generalreactionsyntheticroutetotheoxazolinyl⁃metalcomplexesfromthereactionofnitrileswithaminoalcohols540㊀化㊀学㊀研㊀究2023年三组分一锅法在有机反应中的应用,具体表现在合成手性噁唑啉过渡金属配合物的应用㊂这个课题的发现是这样的:由腈类出发,与手性氨基醇作用,在合成噁唑啉配体过程中,由于加入氯化锌的量过大,奇怪的是得到了一个不在预料中的配合物晶体,由此产生了灵感㊂更换不同的腈类化合物,调节不同的金属盐,由两步法直接变成一步法合成手性噁唑啉等过渡金属配合物㊂该合成方法具备原创性:虽然三组分一锅法合成有机合物早已被接受㊂但是,将其中一种组分变成金属盐,是近年来合成配合物的创新型方法之一㊂该类配合物的合成方法已相继被我们课题组报道[51-53]㊂该合成方法缩短了常规的两步法(先合成配体再合成配合物),仅用一步反应得到配合物,具备原创性㊂由于原料及产物均在高浓度的路易斯酸催化剂环境中,因此,产物的结构应该是出乎意料的化合物及配合物㊂金属盐作为三组分之一,同时又可用于催化两种有机原料㊂而且,本课题组将一锅法合成噁唑啉等胺类及金属配合物这个规律又用于其它有机反应[53]㊂因此,该研究有待于进一步深化,为开辟金属有机化学的新领域作出贡献㊂另外,该合成方法的出现是必然的㊂首先是腈类化合物与手性氨基醇作用合成手性配体噁唑啉,再与金属盐作用,一步合成噁唑啉金属配合物㊂但是,将金属盐作为另一种催化剂,不断的调节金属盐与配体原料的比例,必然会相继得到系列噁唑啉金属配合物㊂本课题组已合成的配合物如下(见图5㊁图6):a)氯化锌⁃噁唑啉配合物;b)过渡金属盐⁃水杨噁唑啉金属配合物㊂迄今为止,噁唑啉等金属配合物的合成,使用的仅是以邻羟基苯甲腈为原料合成相应的噁唑啉金属配合物,其他的腈类原料正在尝试㊂另外,该合成方法也可用于合成除噁唑啉以外的其他胺类金属配合物㊂例如,将苯乙胺与二水合氯化铜及二苯基二氯硅烷或六水合氯化钴及二苯基二氯硅烷分部反应,一锅法得到高产率的铜配合物及钴配合物㊂其合成路线如下(见图7)[53]:㊀第6期罗㊀梅:一锅法合成噁唑啉金属配合物研究进展541图5㊀一锅法合成氯化锌⁃噁唑啉配合物Fig.5㊀One⁃potsynthesisofoxazolinyl⁃ZnCl2complexes542㊀化㊀学㊀研㊀究2023年图6㊀一锅法合成过渡金属盐⁃水杨噁唑啉金属配合物的合成路线图Fig.6㊀One⁃potsynthesisofsalicyloxazolinecomplexes图7㊀一锅法合成其他胺类金属配合物Fig.7㊀One⁃potsynthesisofotheraminemetalcomplexes2㊀研究意义噁唑啉金属配合物是近年来金属有机化学研究的热点之一㊂其合成方法是由配体噁唑啉环中的C=N双键中的氮原子与过渡金属如锌㊁铜㊁钴㊁镍及锰或贵金属铂㊁钯等原子配位形成的配合物㊂其意义具体归纳为两个方面:2.1㊀可用于催化有机反应Bolm研究小组[54],上海交通大学张万斌团队[55]㊁贵州省中科院天然产物化学重点实验室潘卫东团队[56]等也相继报道并发展了系列噁唑啉的合成方法及不对称催化应用㊂如上海交通大学张万斌课题组于2014年对轴手性联苯膦⁃噁唑啉铱络合物催化的不对称氢化反应进行了深入的研究[55];河西学院的王俊科课题组研究了新型噁唑啉自组装手性催化剂的合成及其在不对称催化反应中的应用[57];浙江大学的江黎明课题组合成了手性聚(2⁃噁唑啉),并研究其在不对称有机催化反应中的应用[58]㊂北京化工大学的吴一弦课题组用可控/活性正离子聚合及设计合成了基于聚异丁烯及聚噁唑啉两亲性第6期罗㊀梅:一锅法合成噁唑啉金属配合物研究进展543㊀双接枝共聚物[59],四川大学的李瑞祥课题组也研究了氮膦功能化卡宾配体及其镍钯双金属配合物的合成与催化C-C偶联反应[60]㊂本课题组针对上述课题组国内外研究进展,进行了归纳总结,并举一些典型的例子具体阐述㊂常见的噁唑啉等金属配合物可作为催化剂,如德国的AyyaSwamy等[61]在2020年报道了手性铒卡宾噁唑啉催化剂直接㊁高效的催化还原酮类如4⁃氟苯乙酮㊁5⁃己烯⁃2⁃酮及2⁃甲基⁃1⁃4⁃酮,并得到较高产率及较好旋光纯度的醇类(最高可达93%ee值)(见图8)㊂图8㊀手性铒卡宾噁唑啉催化剂还原酮类如4⁃氟苯乙酮㊁5⁃己烯⁃2⁃酮及2⁃甲基⁃1⁃4⁃酮Fig.8㊀Reductionofketonesoverchiralerbiumcarbenoxazolinecatalysts㊀㊀国内大连化物所的余正坤课题组于2017年,设计了钌噁唑啉吡啶配合物,并研究了其在酮类化合物的氢化还原反应中的应用,最高催化效果达到99.9%[62](见图9)㊂Nikonov等[63]于2015年报道了用铁催化剂催化烯烃的不对称硅氢化反应研究,最高ee值为99%(见图10)㊂图9㊀手性噁唑啉铑金属配合物催化剂催化酮类与异丙醇的反应路线图Fig.9㊀Reactionofketoneswithisopropanolcatalyzedbychiraloxazolinerhodiummetalcomplexcatalyst图10㊀手性噁唑啉铁金属配合物催化剂催化烯烃的不对称硅氢化反应Fig.10㊀Asymmetrichydrosilylationofolefinscatalyzedbychiraloxazolineironmetalcomplexcatalysts544㊀化㊀学㊀研㊀究2023年㊀㊀从以上数据可以看出,噁唑啉等胺类金属配合物在许多有机反应中显示了较好的催化性能㊂2.2㊀噁唑啉类大分子金属配合物可作为抗癌药物㊀㊀癌症是严重危害人类健康的主要疾病之一㊂世界卫生组织曾披露癌症的发展趋势预计2015年发达国家死亡人数将近300万人,发展中国家人数为600万人,全年预计死亡人数达900万人㊂化疗是治疗癌症的重要手段㊂抗癌药是指抵抗癌症的药品㊂目前全球各国已批准上市的抗癌药物大约有130 150种㊂金属配合物作为抗癌药是当今和今后研究的热点之一㊂其中铂类络合物的研究始于六十年代,美国科学家Rosenberg在研究电磁场对微生物的效应时,偶然发现铂电极周围的培养液可抑制大肠杆菌的裂殖而不影响其生长[64]㊂在此启示下,1969年Rosenberg首先报道了铂类络合物的抗肿瘤作用,其中顺式二氯二氨铂以下简称顺铂对实验肿瘤的抑制作用最强㊂通过对顺铂的药理㊁毒理及作用机制的研究,发现顺铂的应用得到限制,但是结合与紫杉醇联合使用治疗癌症,可降低其毒性,已达到治疗效果㊂从而揭开了此类构型独特的抗癌药物发展的序幕㊂随后,各种不同类的高效㊁低毒的金属配合物相继被合成,如铂类抗癌药物㊁有机锡配合物㊁有机锗化合物㊁钯配合物㊁钌配合物㊁铜配合物㊁钛配合物等㊂如国内的湖南中医药大学陈懿课题组等设计了新型高稳定性环状有机铋配合物,并对其抗肿瘤性能进行了研究[65];西北大学的杨科武课题组研究了新型β⁃内膦酰胺与荧光β⁃内酰胺类的合成和对金属β⁃内酰胺酶及其耐药细菌的广谱抑制研究[66];河南大学李明雪课题组研究了杂环缩氨基硫脲及其金属配合物的合成,晶体结构和生物活性[67];陈训课题组以多个C-H键的接力官能团化策略,构建复杂异噁唑类活性分子并进行了抗肿瘤活性研究[68];江西师范大学陈军民课题组以钯催化碳氢键活化反应进行了合成磺胺类药物活性单元的研究[69];成都大学的马文博课题组也采用过渡金属钌催化C-H键官能化合成(氢化)氮杂卓类化合物并进行了初步药理活性研究[70]㊂目前,金属类抗癌药物虽为数众多,但用于临床的不多,存在不同的毒副作用,为了合成抗癌活性高,毒性低且没有耐药性的金属抗癌药物,人们开始打破传统抗癌药物顺铂结构的限制,开辟抗癌药物的新领域㊂关于本课题组一锅法已合成的铜配合物(I),其部分抗癌活性数据测试如表1所示,该配合物的医药用途于2019年已申请一项专利(申请号:2019109883703)[70],其结构式见图11㊂其抗癌活性在人体肺癌,肝癌及白血病等治疗效果比第一代抗癌药顺铂的药效要好,其分析研究结果见表1㊂图11㊀手性双水杨噁唑啉铜配合物Fig.11㊀Syntheticroutetothebis(oxazolines)coppercomplex表1㊀铜配合物(I)的抗癌活性数据Table1㊀CytotoxicityofcomplexesIagainsthumantumourcelllines.细胞系样品人肺癌细胞A549㊀IC50ʃSDμmol/L平均值标准差肝癌SMCC⁃7721(IC50ʃSD)μmol/L平均值标准差白血病HL⁃60(IC50ʃSDμmol/L平均值标准差铜配合物(I)3.50ʃ0.043.290.043.290.04顺铂23.55ʃ0.0912.410.304.500.11㊀㊀因此,在此基础上,本课题不仅将继续研究一锅法合成新型手性噁唑啉金属配合物,而且要开发其具有自主知识产权的手性催化剂及较高的抗癌活性药物分子,并寻找高效㊁选择性好的新有机化合物的合成方法㊂3㊀小结通过上述分析,一锅法合成噁唑啉大分子金属配合物,不仅应用前景广泛,而且合成的噁唑啉大分子配合物在医药㊁化工等领域具有良好的应用前景㊂第6期罗㊀梅:一锅法合成噁唑啉金属配合物研究进展545㊀因此,通过这种合成方法可以合成大分子配合物,能够极大地推动金属配合物在有机合成领域的发展㊂参考文献:[1]PFALTZA.DRURYWJⅢ.Designofchiralligandsforasymmetriccatalysis:fromC2⁃symmetricP,P⁃andN,N⁃ligandstostericallyandelectronicallynonsymmetricalP,N⁃ligands[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,2004,101(16):5723⁃5726.[2]APPELR.Tertiaryphosphane/tetrachloromethane,aversatilereagentforchlorination,dehydration,andP-Nlinkage[J].AngewandteChemieInternationalEditioninEnglish,1975,14(12):801⁃811.[3]LUOHW,YANGZ,LINWL,etal.Acatalytichighlyenantioselectivealleneapproachtooxazolines[J].ChemicalScience,2018,9(7):1964⁃1969.[4]MEYERSAI,SLADEJ.Asymmetricadditionoforganometallicstochiralketooxazolines.Preparationofenantiomericallyenriched.alpha.⁃hydroxyacids[J].TheJournalofOrganicChemistry,1980,45(14):2785⁃2791.[5]VORBRÜGGENH,KROLIKIEWICZK.AsimplesynthesisofΔ2⁃oxazines,Δ2⁃oxazines,Δ2⁃thiazolinesand2⁃substitutedbenzoxazoles[J].Tetrahedron,1993,49(41):9353⁃9372.[6]CWIKA,HELLZ,HEGEDÜSA,etal.Asimplesynthesisof2⁃substitutedoxazolinesandoxazines[J].TetrahedronLetters,2002,43(22):3985⁃3987.[7]PANEKJS,MASSECE.Animprovedsynthesisof(4S,5S)⁃2⁃phenyl⁃4⁃(methoxycarbonyl)⁃5⁃isopropyloxazolinefrom(S)⁃phenylglycinol[J].TheJournalofOrganicChemistry,1998,63(7):2382⁃2384.[8]KAMAT,K,AGATAI,MEYERSA,etal.Anefficientandversatilemethodforthesynthesisofopticallyactive2⁃oxazolines:anacid⁃catalyzedcondensationoforthoesterswithaminoalcohols[J].TheJournalofOrganicChemistry,1998,63(9),3113⁃3116.[9]OUSSAIDB,BERLANJ,SOUFIAOUIM,etal.Improvedsynthesisofoxazolineundermicrowaveirradiation[J].SyntheticCommunications,1995,25(5),659⁃665.[10]BOLMC,WEICKHARDTK,ZEHNDERM,etal.Synthesisofopticallyactivebis(2⁃oxazolines):crystalstructureofa1,2⁃bis(2⁃oxazolinyl)benzeneZnCl2complex[J].ChemischeBerichte,1991,124(5),1173⁃1180.[11]SCHUMACHERDP,CLARKJE,MURPHYBL,etal.Anefficientsynthesisofflorfenicol[J].TheJournalofOrganicChemistry,1990,55(18):5291⁃5294.[12]BOWERJF,MARTINCJ,RAWSONDJ,etal.Diastereoselectiveconversionofsulfidesintosulfoxides.1,5⁃and1,6⁃asymmetricinduction[J].JournaloftheChemicalSociety,PerkinTransactions1,1996,(4),333⁃342.[13]GENGWZ,ZHANGWX,HAOW,etal.Cyclopentadiene⁃phosphine/palladium⁃catalyzedcleavageofC⁃Nbondsinsecondaryamines:synthesisofpyrroleandindolederivativesfromsecondaryaminesandalkenyloraryldibromides[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2012,134(50):20230⁃20233.[14]YUANHGONGJX,YANGZ.Stereoselectivesynthesisofoxabicyclo[2.2.1]heptenesviaatandemdirhodium(Ⅱ)⁃catalyzedtriazoledenitrogenationand[3+2]cycloaddition[J].OrganicLetters,2016,18(21):5500⁃5503.[15]QIUD,ZHENGZT,YANGMF,etal.Gold(III)⁃catalyzeddirectacetoxylationofareneswithlodobenzenediacetate[J].OrganicLetters,2011,13(19):4988⁃4991.[16]JIWZ,LICL,CHENH,etal.Anewlydesignedheterodieneanditsapplicationtoconstructsix⁃memberedheterocyclescontaininganN-Obond[J].ChemicalCommunications,2019,55(80):12012⁃12015.[17]HEH,LIUWB,DAILX,etal.Enantioselectivesynthesisof2,3⁃dihydro⁃1H⁃benzo[b]azepines:iridium⁃catalyzedtandemallylicvinylation/aminationreaction[J].AngewandteChemieInternationalEdition,2010,49(8):1496⁃1499.[18]LIUGX,LUXY.CationicPalladiumcomplexcatalyzedhighlyenantioselectiveintramolecularadditionofarylboronicacidstoketones.aconvenientsynthesisofopticallyactivecycloalkanols[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2006,128(51):16504⁃16505.[19]LIQK,FUCL,MASM.Palladium⁃catalyzedasymmetricaminationofallenylphosphates:enantioselectivesynthesisofalleneswithanadditionalunsaturatedunit[J].AngewandteChemieInternationalEdition,2014,53(25):6511⁃6514.[20]LIUJW,HANZB,WANGXM,etal.Highlyregio⁃andenantioselectivealkoxycarbonylativeaminationofterminalallenescatalyzedbyaspiroketal⁃baseddiphosphine/Pd(Ⅱ)complex[J].Journa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有机合成中的金属有机化学

有机合成中的金属有机化学

有机合成中的金属有机化学有机合成是一门研究将无机化合物和有机物相互反应得到新的有机化合物的科学。

而金属有机化学则是有机合成中的一个重要分支,它研究的是金属与有机物的反应机制及应用。

本文将介绍金属有机化学的基本概念、反应类型以及应用方面的研究进展。

一、金属有机化学的基本概念金属有机化学是研究金属与有机物之间形成配合物或者发生有机反应的化学学科。

金属有机化合物由一个或多个金属离子与一个或多个有机基团组成。

在金属有机化学中,金属离子通常承担了配位键的形成,而有机基团则负责提供电子给金属离子。

二、金属有机化学的反应类型1. 氧化加成反应:金属有机化合物可以通过与氧化剂发生氧化加成反应,生成新的有机化合物。

这种反应常见于有机合成中的还原剂或者氧化剂存在的情况下。

2. 过渡金属催化反应:许多金属离子催化的有机反应是有机合成中的重要方法。

过渡金属离子可以通过提供催化剂活化中间体或者参与反应机制中的电子转移来促进有机反应的进行。

3. 金属有机还原反应:金属有机化合物可以通过还原剂将其还原为金属或金属化合物。

这种反应常见于化学还原、电化学还原等领域。

4. 金属有机配位反应:金属有机化合物可以与配体发生配位反应,形成有机金属配合物。

这种反应常见于有机合成中的催化剂设计、催化剂活性的调节等方面。

三、金属有机化学的应用1. 有机合成:金属有机化学在有机合成中扮演着重要的角色。

通过利用金属有机化合物的催化性质,可以进行多种有机物的合成反应,如羰基化反应、氢化反应等。

2. 药物合成:金属有机化学在药物合成中也得到了广泛的应用。

许多药物合成过程中需要金属有机化合物作为催化剂,以促进关键步骤的进行。

3. 材料科学:金属有机化学在材料科学领域的应用也非常重要。

通过调节金属有机化合物的结构和性质,可以合成具有特定功能的材料,如催化剂、光学材料等。

4. 生物学研究:金属有机化学在生物学研究中也占据一席之地。

许多生物活性分子中含有金属离子,并且金属有机化合物也可以用于生物标记、生物成像等方面的研究。

矿产

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

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Furnkawa H ,Millerb M A ,Yaghi O M.Independent verif ication of the saturation hydrogen uptake in M OF ——1 77 and establishment of a bench—-
+ 种功能材料 。这不仅仅是 因为它们具 备 了常规 多孔物 质所具 备的性能(分子筛 、吸 附 、存储 ),更重要 的是它 的应用 正深 入到 其他众多领域 。利用 分子组 装 的原理 ,设计 合成 具有新 型结 构 和功能的配位化 合物 、从分 子水平 上研究 制造 分子器 件等 已经 成 为 配位 化 学 研 究 中 的发 展 新 。
避 免沉 淀 的产 生 ,使 得 晶 体缓 慢 生 长 。
2.4 其 他合成 方法
近年 来 ,共 结 晶 法 (即 同相 反 应 )和 单 晶 到 单 晶 的 直 接 转 化 方法 作 为新 兴 的 晶 休 构 筑 方 式 ,极 大 地 弓l起 了 广 大 科 研 工 作 者 的关 注 。
mark for hydrogen adsorption in metal2 organic frameworks[J J.J Mater Chem,2007(17):3 197—3 204 .
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2 MOFs的合 成 方 法
合 成 配 位 聚合 物 (即单 晶培 养 )的 方 法 多 种 多 样 ,如 溶 剂 缓 慢 挥 发 法 、溶 剂 热 法 、扩 散 法 等 。 2.1 挥发 法
用 金属 配合 物 的 良溶 剂 将 金 属 盐 和 配体 溶 解 住 小 烧 杯 l}l静 置 ,待 溶 液 浓 度增 大 至饱 和 析 出产 物 。 2.2 水热/溶 剂热 法
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得 到 常 温 反 应 不 能 得 到 的 结 构 ,从 而 大 大 增 加 了合 成 路 线 和 合 成 广:物 结 构 的 多 样性 。
(2)真 空 封 管 法 :将 金 属 盐 、配 体 、溶 剂 加 入 一 端 封 好 的 玻 璃管 中,用超声波使混合物溶解。将 玻璃管放 入液氮 中冷凝 ,用 真空泵将 内部抽真 空,用酒 精喷灯 烧结封 好。最后将 其放 人烘 箱 巾反 应 ,方 法 同烧 反 应 釜 。但 温 度 一 般 不 宜 过 高 ,因 为 其 自身 产生 的压 力 过 大 容 易 导致 反应 容 器 破 裂 。 此 法 提 供 了 真 空 尢 氧
7.2 MJ/kg和 5.4 MJ/L,即町逆储 氢容量 6.0wt.% (w1..=weight); 2015年 的 目标 更加 苛 刻 :9.Owt.% ,该 目标 比较 接 近 汽 车业 界 的 期 望 。迄 今 为 I卜,还 没 有 一 个 体 系 能够 满 足 人们 所 有 的要 求 。
(1)共 结 晶 法 ,主要 是 利 用有 机 配 体 和 金 属 盐 在 固态 通 过加热等方式提供 能量 使其产生 晶体。固相反应是指 反应起始 物 叶1至少有 个组分是 固相的固体 一固体或者固体 一气体反应。
(2)单 晶到单 晶的转化 ,是指一一种晶体结 构通过 金属 配位 数 增 减 、热解 、浓 缩 、断 键 重 组 或 溶 剂 交 换 /移 除 等 途 径 ,使 结 构 发 生 变 化 而 形 成 另 外 一 种 不 同 的 晶 体 结 构 。配 合 物 结 构 转 化 常 常 伴 有 物 理 性 质 的改 变 ,这 种 变 化 可 以 为 环 境 敏 感 型 物 质 的合成提供一种新 的研究思路 。晶体 到晶体 转变 的例 子报 道的 并 不 很 多 。 因此 ,对 于 从 单 晶 到 单 晶 结 构 转 化 的 适 宜 条 件 的 探 索就 成 为 晶体 工 程 研 究 中的 一个 极 大 的 挑 战 。
tering[J].J Am Chem Soc,2005,I27:14 904—14 910.
A.F. Wells,Three— Dimensional Nets and Polyhedra,W iley,New York, 1977. M .C. Etter,Encoding and Decoding Hydrogen—Bond Patterns of Or- ganic Compounds,Acc. Chem.Res.,1l engineering of diamondoid networks,Chem. Soe.Rev.,1994,23:283. Li H I ,EddaoudiM ,O’KeefeM ,et a1.Design and synthesis of an ex—
均相的反应环境 ,有利于晶体的生长
2.3 扩 散 法
图 4 氢 气 吸 附机 理 示 意 l冬I
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(1)气 相 扩 散 法 的 原理 是 :利 用 两 种 完 全互 溶 的 沸点 相差 较 人的 有 机溶 剂 ,固 体 易溶 于高 沸 点 的溶 剂 (如 dmf,DMSO等 ),难 溶 或 不 溶 于低 沸 点溶 剂 (如 乙 醚 等 )。在 密 封 容 器 中 ,使 低 沸 点 溶 剂挥发进人高沸点溶剂中 ,降低固体的溶解度 ,从而析 出单晶。
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图 3 MOF一177 的结 构
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广 州化 工
201 1年 39卷第 1期
联 ,从 而 有 效 保 留 骨 架 的 孔 道 。 MOF一177 的 比 表 面 积 能 达 到
4 500 m /g,孔 径 为 1.09×10一 ~1.18×10 m,是 迄 今 为 止 储
氢 量 最 大 的 MOFs材 料 ,其 在 77 K 下 的 饱 和 储 氢 量 能 达 到
(1 0 2 Il 4 “ 0 (}8 Il,}J
(2)液 相 扩 散 法 的 反 应 容 器 ·般 用 试 管 或 H 管 。此 法 主 要 足 通 过 中 问 的空 白 溶 剂 减 缓 配 体 和 金 属 离 子 的接 触 反 应 速 度 ,
MOF一177用 3一连接的刚性 羧酸配体 得到 ,其 比表面 高达
cep tionally stable and highly porousmetal2organic framework[J].N al—
ure, I999 ,402:276 — 279. Chae H K ,Siberio2Perez D Y,Kim J,et a1. A route to high surface
201 1年 39卷第 1期

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广 州化 工
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4 500 nl /g,孔直径为 11.8和 10.8 A,成为金属有机框架物储 氢 材 料 中的 标 志 性 材 料 (如 图 5)。
4 MOFs的前 景展 望
随 着 人 们 对 有 机 和 无 机 部 分 连 接 的逐 步 理 解 ,MOFs的潜 在 应用价值逐步得到 体现 。MOFs已经 由一种 新奇物 质转化 成 了
溶 剂热 法与 水 热 法 原 理 足 一 样 的 ,只 足 溶 剂 不 再 局 限 于 水 .. 反 应 容 器 一般 为反 应 釜或 玻 璃 管
(1)反 应 釜法 :一般 是将 金 属 盐 、配体 与溶 剂 混 合 ,放 人 有 聚 四氟 乙 烯 衬 的 不 锈 钢 反 应 釜 里 ,将 反 应 釜 封 好 后 放 人 烘 箱 中 加 热 ,随 着 温 度 的 升 高 反 』 物 就 会 逐 渐 溶 解 ,在 白生 压 力 下 反 应。保持恒 温 ·段 时问 ,然后缓 慢降 温使 晶体析 出。这种 方法 反 应 时 问 短 ,而 且 解 决 了反 应物 在 室 温 F不 能 溶 解 的 问 题 ,町 以
作 为 一种 无 污 染 、清 沽 的 可再 生 能 源 ,氯 能 源 的 开 发 和 应 用 已 获 得各 国 的广 泛 关 注 。新 型 的储 氢 技 术 和 储 氢 材 料 是 目前 一 大热 门课 题 ,解 决 问 题 之 道 在 于 找 到 一 种 理 想 安 全 有 效 的 储 氢 材料 。储 氢 材 料具 有在 特 定 条 件 下 吸 附 和 释 放 氢 气 的 能 力 。 根据 美 国 能 源 部 (Department of Energy,DOE)设 定 的 目标 ,到 20l0年 ,储 氢 系 统 (包 括 容 器 及 必 要 组 件 )的 能 量 密 度 应 达 到
金 属 有机 框 架 物 (Metal—Organic Framework,MOF)是 一 类 仃趣 的化 合物 ,它 们 在 77 K F有 储 氢 能 力 ,室 温 下 町 以 在 低 于 20 bar条件 卜吸氢。这些材料是有金属节点 、有机连接体骨架 的 晶体 ,拥有规则 的大 小相 似的卒 腔及 内部 结构 。其 氢吸 附机理 为 :①氧气分子首先 占据金 属氧 化物部位 ;② 随着压 力 的增大 , 有 机 体 "始 吸 附氢 气 分 子 ;③ 氢 气 分 子填 充 空 腔部 位 (图 4)。
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