楊博含（臨沂大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，山東臨沂276000）

淺談金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用

楊博含（臨沂大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，山東臨沂276000）

本文首先簡(jiǎn)單介紹了金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展進(jìn)程，并總結(jié)了發(fā)展進(jìn)程中的特點(diǎn)；再簡(jiǎn)要分析金屬有機(jī)化合物在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)及材料領(lǐng)域的應(yīng)用。最后，根據(jù)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，分析金屬有機(jī)化學(xué)及金屬有機(jī)化合物未來(lái)發(fā)展及應(yīng)用的方向。

金屬有機(jī)化學(xué)；金屬有機(jī)化合物；發(fā)展及應(yīng)用

1.金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用

1.1 金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展

有機(jī)金屬的發(fā)展階段在主要集中在20世紀(jì)60年代至90年代，發(fā)展階段內(nèi)具有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)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(jī)化學(xué)發(fā)展表現(xiàn)出以下特點(diǎn)，一是金屬有機(jī)化學(xué)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)趨于完善。50年代至70年代期間，多位化學(xué)大師在金屬有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域做出了突出貢獻(xiàn)。如50年底啊鮑森和米勒發(fā)現(xiàn)了二茂鐵，揭開(kāi)了金屬有機(jī)化學(xué)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(chǔ)上的定向聚合技術(shù)，成為高分子科學(xué)發(fā)展的里程碑［2］；至60年代末期，越來(lái)越多的新的、不同類型的金屬有機(jī)化合物被合成；在物理檢測(cè)手段的幫助下，更多新的結(jié)構(gòu)類型被發(fā)現(xiàn)。二是該階段的研究方法經(jīng)歷從復(fù)雜-簡(jiǎn)單-復(fù)雜的過(guò)程。化學(xué)大師在歸納和分離50年代及60年代的復(fù)雜的金屬有機(jī)反應(yīng)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了金屬有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的幾個(gè)基本反應(yīng)，再將基本反應(yīng)應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)金屬有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，促使不對(duì)稱催化的形成以及大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。三是，金屬有機(jī)化學(xué)理論轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的時(shí)間短。金屬有機(jī)化學(xué)研究不僅僅集中在理論研究，也重視理論知識(shí)在工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)現(xiàn)及基本形成階段，需花費(fèi)數(shù)十年時(shí)間才能將金屬有機(jī)化學(xué)理論轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)，而快速發(fā)展階段只需5年時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力。四是研究方法多來(lái)源于前人的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)?；瘜W(xué)家善于從前人的經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出規(guī)律和理論，再將規(guī)律和理論用于指導(dǎo)自己的研究，解決新的問(wèn)題。

1.2 金屬有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用

金屬有機(jī)化學(xué)主要應(yīng)用在三個(gè)領(lǐng)域，一是金屬有機(jī)化合物在醫(yī)療上的應(yīng)用。金屬有機(jī)化學(xué)在醫(yī)療上的應(yīng)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(jī)汞化合物、X射線使中的過(guò)渡金屬鉻合物、梅毒藥物中的有機(jī)砷化合物等。此外，如有機(jī)汞藥物、有機(jī)銻藥物、有機(jī)錫藥物等也是有機(jī)金屬化學(xué)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用成果。二是有機(jī)金屬化合物在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。有機(jī)金屬化合物在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)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(jī)汞化合物無(wú)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(yīng)用。例如制備金屬膜。傳統(tǒng)真空鍍膜、非電解電鍍等方法無(wú)法得到均質(zhì)且無(wú)氣泡的金屬膜，但是利用單分子金屬有機(jī)化合物具備常溫不分解的特點(diǎn)，金屬有機(jī)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(guò)MOCVD工藝可制備2um的鉑膜和鈀膜。

2.我國(guó)金屬有機(jī)化學(xué)未來(lái)發(fā)展及應(yīng)用方向

一是環(huán)保領(lǐng)域。綠色化學(xué)的主要內(nèi)容包括原子經(jīng)濟(jì)性，綠色化學(xué)的準(zhǔn)則可通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)達(dá)到。例如通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)預(yù)防華景污染、提高能源的經(jīng)濟(jì)性、開(kāi)發(fā)新型催化劑、減少衍生物等［3］。金屬有機(jī)化學(xué)與環(huán)保的關(guān)系必將促使環(huán)境學(xué)專家加強(qiáng)與化學(xué)家的合作，通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。

二是材料領(lǐng)域。金屬有機(jī)化合物與許多工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)有密切的關(guān)系，如金屬有機(jī)化合物可作為合成電子材料、光學(xué)材料以及其它特殊技能的無(wú)機(jī)材料的催化劑，而且金屬有機(jī)化合物本屬于材料研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，在材料中的應(yīng)用前景也極為廣泛。例如制備納米級(jí)材料，金屬有機(jī)化合物用于制備納米級(jí)材料的優(yōu)點(diǎn)較多，如它易溶于有機(jī)溶劑中；制備過(guò)程產(chǎn)生的反應(yīng)可控性強(qiáng)；金屬有機(jī)化合物具有反應(yīng)選擇性等。

三是能源領(lǐng)域。21世紀(jì)，能源研究的熱點(diǎn)及前沿為以人工固氮及人工太陽(yáng)能為主體的模擬生物功能實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)利用，該問(wèn)題的核心設(shè)計(jì)太陽(yáng)能的化學(xué)物質(zhì)酶和葉綠素［4］。而酶和葉綠素屬于金屬有機(jī)化合物范疇，因此金屬有機(jī)化合物應(yīng)用于能源領(lǐng)域?qū)⒊蔀楸厝弧?/p>

四是健康領(lǐng)域。健康問(wèn)題是永遠(yuǎn)的熱點(diǎn)話題，金屬有機(jī)化學(xué)早已在健康領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，并且隨著人們對(duì)健康問(wèn)題的關(guān)注度提高，金屬有機(jī)化合物在健康領(lǐng)域的應(yīng)用的熱度將進(jìn)一步提高。而且金屬有機(jī)化學(xué)在健康領(lǐng)域的成功應(yīng)用實(shí)例將促進(jìn)人們將金屬有機(jī)化學(xué)應(yīng)用于健康領(lǐng)域的信心和決心。

3.結(jié)語(yǔ)

總而言之，金屬有機(jī)化學(xué)作為一門交叉學(xué)科，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、輕工業(yè)領(lǐng)域都有著極為廣泛的應(yīng)用。并且隨著檢測(cè)手段不斷發(fā)展和提高，市場(chǎng)對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)的需求不斷上升，社會(huì)和國(guó)家對(duì)可持續(xù)發(fā)展的愿望愈發(fā)強(qiáng)烈的大背景下，金屬有機(jī)化學(xué)將成為新世紀(jì)科學(xué)家研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。金屬有機(jī)化學(xué)也將在我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程中發(fā)揮重要作用，不斷提高生產(chǎn)力，在環(huán)保、健康、能源等領(lǐng)域持續(xù)做出突出貢獻(xiàn)。

［1］郭思遠(yuǎn).針對(duì)我國(guó)金屬有機(jī)化學(xué)進(jìn)展探究［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013，（13）.

［2］戴日強(qiáng).金屬有機(jī)化合物的研究進(jìn)展［J］.化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)，2011，（08）.

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

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

楊博含（1992—），女，山東省臨沂市人，工作單位：臨沂大學(xué)，職務(wù)：學(xué)生，研究方向：有機(jī)化學(xué)應(yīng)用