贊青公

(青海民族大學(xué)，青海 西寧 810000)

金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用研究

贊青公

(青海民族大學(xué)，青海 西寧 810000)

摘要：2015年中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平訪問英國(guó)，雙方協(xié)商共同研究目前世界上最輕的金屬——“碳合物”金屬，這是決定了未來金屬化合物發(fā)展一項(xiàng)研究，這涉及到了金屬有機(jī)化學(xué)這一新興的科學(xué)。金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展打破了傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)的界限，其中的重點(diǎn)是碳，隨著金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展，應(yīng)用的領(lǐng)域也更加的廣泛。金屬有機(jī)化學(xué)在醫(yī)藥、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的運(yùn)用，如何金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用研究，對(duì)我國(guó)的科研事業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：碳金屬;化合物;金屬有機(jī)化學(xué);發(fā)展;應(yīng)用研究

1金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展

1.1金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展歷史背景

隨著英國(guó)工業(yè)革命的開展，金屬在工業(yè)發(fā)展中得到了廣泛的運(yùn)用，西方自然科學(xué)家慢慢發(fā)現(xiàn)了更多的金屬元素。在這這一背景下，1827年丹麥藥劑師Zeise，用根據(jù)乙醇和氯鉑酸鹽的反應(yīng)合成了最早的金屬有機(jī)化合物，在1828年有機(jī)化合物要素誕生。金屬有機(jī)化合物是金屬與有機(jī)基團(tuán)以金屬與碳直接成鍵而成的化合物；金屬與碳間有氧、氮、硫等原子相隔的時(shí)候，金屬化合物就不是金屬有機(jī)化合物。

金屬有機(jī)化學(xué)是屬于有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)交疊的一門分支課程，具體在于金屬離子的有機(jī)化合物的化學(xué)反應(yīng)、合成等各種研究項(xiàng)目。金屬有機(jī)化學(xué)在各個(gè)方面都是具有很大的發(fā)展前景以及更加廣泛的應(yīng)用方向。

1.2金屬有機(jī)化學(xué)現(xiàn)階段發(fā)展

到1951年后，金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展速度較為加快，1951年Kealy和Miller用的鐵的無機(jī)鹽和與環(huán)戊二烯合成了二戊鐵，而且也證明了其夾心式的結(jié)構(gòu)。2012年在北京的科技展覽會(huì)上，美國(guó)首先展示了水文切割技術(shù)，高速運(yùn)動(dòng)的有機(jī)化合的水切開了鋼鐵了，這項(xiàng)技術(shù)震驚當(dāng)時(shí)。隨著現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展，金屬有機(jī)化學(xué)得到了快速的發(fā)展。例如：Dewer提出了“金屬的π絡(luò)合物理論”，齊格勒發(fā)現(xiàn)了“塔納催化劑”等等。由于工業(yè)上對(duì)金屬化合物的需求很大，像碳化合物、太空金屬、合成金屬等，所以目前工業(yè)上的應(yīng)用進(jìn)一步豐富了金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展，理論和應(yīng)用研究異常的活躍?，F(xiàn)在有十幾位的金屬有機(jī)化學(xué)的科學(xué)家獲得了了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，現(xiàn)在，金屬有機(jī)化學(xué)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研工作當(dāng)中。

1.3金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展前景

21世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展和人民環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，環(huán)境保護(hù)成為了現(xiàn)在一項(xiàng)新興的產(chǎn)業(yè)。其中，工業(yè)方面的對(duì)能量的大量消耗以及大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)生的污染對(duì)環(huán)境傷害尤為嚴(yán)重，像中國(guó)的霧霾危害、印度的空氣危機(jī)、日本的核輻射等都是工業(yè)發(fā)展的弊端。其中，有機(jī)金屬的催化的高選擇性使得金屬有機(jī)化學(xué)在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中扮演了極為重要的角色，金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展可以促進(jìn)綠色化學(xué)的發(fā)展。目前，像中國(guó)的阿里巴巴，美國(guó)的微軟、谷歌、臉書等大公司都是在積極的投入到環(huán)保產(chǎn)業(yè)中。隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)原材料環(huán)保要求更加嚴(yán)格而且更加復(fù)雜，金屬有機(jī)化學(xué)作為催化劑合成的電子材料、光學(xué)材料和其他的無機(jī)材料在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中極為受到歡迎。當(dāng)然，金屬有機(jī)化學(xué)本身對(duì)材料的革命，也是各個(gè)國(guó)家研究的重點(diǎn)，所以金屬有機(jī)化學(xué)具有廣泛的應(yīng)用背景。

2金屬有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用研究

2.1金屬有機(jī)化學(xué)在工業(yè)中的應(yīng)用

誰掌握了未來最輕的金屬化合物，誰就掌握了工業(yè)革命，這是中國(guó)積極投入到英國(guó)碳金屬研究的原因。在工業(yè)當(dāng)中，金屬有機(jī)物的地位非常特殊，金屬有機(jī)物被大量的用作石油化工、高分子化工、提煉化工的催化劑。其中碳為化合物的原料更是在工業(yè)中廣泛的運(yùn)用，像飛機(jī)中機(jī)翼、太空船的金屬等，目前我國(guó)金屬有機(jī)化學(xué)主要運(yùn)用在戰(zhàn)斗機(jī)、火箭等國(guó)防事業(yè)的研究。由于我國(guó)化學(xué)工業(yè)起步晚，和歐美、日本發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距，目前全世界金屬化學(xué)最為發(fā)達(dá)的地方在日本。

2.2金屬有機(jī)化學(xué)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

在發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)國(guó)家中，像美國(guó)、以色列、澳大利亞等國(guó)家都是運(yùn)用飛機(jī)進(jìn)行農(nóng)作的撒藥和施肥，其中農(nóng)藥和化肥就是廣泛的運(yùn)用到了金屬有機(jī)化學(xué)。在農(nóng)藥和化肥中，有機(jī)化肥、汞等藥物用來除草，有機(jī)磷等用來作為殺蟲劑，這些金屬有機(jī)化學(xué)產(chǎn)物具有高效率、低副作用、廣泛的特性。在目前的規(guī)?；r(nóng)業(yè)中，廣泛的運(yùn)用到了有機(jī)化學(xué)物，我國(guó)由于受到了地勢(shì)、人口、科技的限制，農(nóng)業(yè)中并未廣泛運(yùn)用除了華北、東北等平原地區(qū)。要提高我國(guó)的糧食產(chǎn)量、安全等，必須要大力的研究金屬有機(jī)化學(xué)在農(nóng)業(yè)中的研究。

2.3金屬有機(jī)化學(xué)在醫(yī)藥中的應(yīng)用

現(xiàn)在全世界醫(yī)藥品產(chǎn)業(yè)中，亞洲以日本為主、歐美以美國(guó)為主，這兩個(gè)國(guó)家?guī)缀跽紦?jù)了全球醫(yī)藥品市場(chǎng)的全部。中國(guó)如何研究開發(fā)出適合國(guó)人體質(zhì)的藥品非常重要，這就要非常注重到金屬有機(jī)化學(xué)在醫(yī)藥研究的運(yùn)用。目前，在很多的新、特性藥的研究中，用到了有機(jī)銻化合物消滅血吸蟲病和黑執(zhí)病，有幾十萬的患者等到了治療。現(xiàn)在很多科學(xué)家在研究金屬有機(jī)化學(xué)對(duì)抗癌活性的作用，這有可能是醫(yī)藥的又一個(gè)方面的發(fā)展。

2.4金屬有機(jī)化學(xué)在能源中的應(yīng)用

我們都知道一次性能源是不能再生的，預(yù)計(jì)到2020年，太陽產(chǎn)業(yè)可能占到能源產(chǎn)業(yè)的10-15%。而將太陽能轉(zhuǎn)化為能儲(chǔ)、可運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)能的前景更加誘人，這更加增加金屬有機(jī)化學(xué)在研究在新能源制造的地位。目前全球最清潔的是氫氣，獲取氫氣的最有效的方法就是電解水，這是用來吸收光能的金屬有機(jī)物，作為光敏劑之一?，F(xiàn)在，金屬革命正在發(fā)生，英國(guó)帝國(guó)大學(xué)研究的世界上最新金屬碳金屬化合物，可能對(duì)金屬革命引起重大的突破。所以說金屬有機(jī)化學(xué)在能源中的應(yīng)用是具有廣闊的前景。

3結(jié)束語

對(duì)于我國(guó)來說，發(fā)展有機(jī)化學(xué)不僅具有重要的科研價(jià)值，而且對(duì)于我國(guó)研究適合本國(guó)的藥瓶、開發(fā)出新的能源、跟進(jìn)金屬革命具有重大的意義。近期原料價(jià)格大降，如何研究出新型的金屬已經(jīng)成為很多國(guó)家的目標(biāo)，在下一場(chǎng)金屬革命中，我們必須大力發(fā)展金屬有機(jī)化學(xué)，引領(lǐng)金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)展的潮流。

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中圖分類號(hào):O614

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-1602(2016)12-0010-01