金属有机化学

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第313页（3041字）

是化学领域中的一门交叉学科，主要研究金属——碳键的生成与变化。

它是在有机化学和无机化学相互渗透中发展起来的，同时，它还和许多相邻学科具有密切的联系。例如，过渡金属和稀土元素的π络合物化学大大丰富了经典络合物化学的内容；金属有机化合物多种多样的结构类型，在键型、键长、键角、空间相对位置与排列对化学活性与反应选择性的关系方面，为结构化学提供了丰富的信息；对金属有机化合物进行分子轨道理论的计算，键能的计算和反应过渡态的能量计算，是现代量子化学的主要研究内容之一；金属有机化合物的化学反应特点和反应机理成为物理有机化学的主要研究对象之一；立体化学概念在金属有机化学中获得广泛应用；金属有机化学的发展不仅提供了一系列高活性和高选择性的新型催化剂，而且为在分子水平上的现代催化理论提供了科学依据；在高分子化学中，到处可以见到金属有机化合物作为聚合催化剂的实例，而含有金属原子的高分子络合物又成为金属有机化学的重要方面；新型金属有机分析试剂使分析化学的发展出现了新局面；金属有机试剂和催化剂提供了众多的高活性、高选择性的有机合成方法，成为合成化学家手中的强有力的武器；许多金属有机化合物可以有效地用作抗癌药物、杀菌剂和抗生素；金属酶的化学，微量金属元素对植物生长与抑制的关系，以及微量金属在人体生命过程中的重要作用，实际上是自然界的金属有机化学过程。发展金属有机化学不仅具有重要的科学意义，还和开辟新能源、开发新型化学反应、研究新的合成方法、探索生命现象的本质、合成新型材料、试制抗癌药物和其他特效药物以及环境保护等一系列当前世界上最重要的研究课题，有着十分密切的关系。

金属有机化学肇始于1827年，当时发现了第1个金属有机化合物Zeise盐K〔C₂H₄PtCl₃〕。经过100多年的发展，金属有机化学已经成为化学领域中的一门前沿学科。金属有机化学的发展年表如下：

1827 发现Zeise盐K〔C₂H₄PtCl₃〕

1849 烷基锌应用于有机合成(E．Frankland)

1901 Grignard反应的发现(V．Grignard)

1912 Grignard获得诺贝尔奖

1913 Werner获得诺贝尔奖

1925 Fisher-Tropsch法的发现

1930 有机锂应用于有机合成(K．Ziegler)

1950 有机铝应用于合成(K．Ziegler)

1951 二茂铁的发现(T．J．Kealey，P．L．Pauson)(由Wilkinson，Woodward和Fischer等阐明结构。)烯烃金属π－络合理论的提出(M．J．S．Dewar，1951；J．Chatt，L．A．Duncanson，1953)

1953 Ziegler催化剂的发现

1954 Wittig反应的发现(G．Wittig)

1956 硼氢化的发现(H．C．Brown)

1958 丁二烯齐聚反应的发现(G．Wilke)

1963 Ziegler和Natta分享诺贝尔奖

1964 过渡金属固氮的发现(M．E．Volpin)金属卡宾络合物的发现(E．O．Fischer)

烯烃复分解的发现(R．L．Banks)

1965 Wilkinson络合物RhCl(PPh₃)₂的发现

1973 Wilkinson和Fischer分享诺贝尔奖

1976 Lipscomb获得诺贝尔奖(W．M．Lipscomb)

1979 Brown和Wittig分享诺贝尔奖

1981 有机钯催化双羰基化反应的发现(山本明夫)，等瓣类似性概念的提出(R．Hoffmann)，Hoffmann和福井谦一分享诺贝尔奖

在20世纪50年代以前，主族金属元素的化学有了一定的发展，例如，有机锌，有机锂，有机镁(格氏试剂)和有机铝的化学及其在有机合成中的应用，为现代有机合成化学奠定了基础。50年代中，二茂铁的合成成功和齐格勒催化剂的发现，大大促进了过渡金属化学的发展。近30年来，金属有机化学的发展迅速。1956年，Coats着“Organometallic Compounds”仅300多页。经过30年，由Wilkinson等主编的“Comprehenive Organometallic Chemistry”已是7000多页的巨着。自1963年以来，已有7人由于从事金属有机化学的研究而荣获诺贝尔奖。

目前，金属有机化学的研究热点是：(1)金属有机化合物的合成、结构、反应性能和机理的研究；(2)金属有机化合物在合成中的应用，尤其是用于开发新型的高选择性的合成反应，包括化学选择性、区域选择性、立体选择性和对映选择性；(3)金属有机化合物在催化方面的应用。

。【参考文献】：

1 Wilkinson G, Stone F G A, Abel E W. Comprehensive Organometallic Chemistry. Pergamon Press, 1982

2 Davies S G. Organotransition Metal Chemistry: Application to Organic Synthsis. Oxford;Pergamon Press, 1982

3 黄耀曾，钱延龙主编．金属有机化学进展．北京：化学工业出版社，1987

4 王积涛，宋礼成编着．金属有机化学．北京：高等教育出版社，1989

5 黄耀曾，钱长涛等编着．金属有机化合物在有机合成中的应用．上海：上海科学技术出版社，1990

6 黄耀曾．大学化学，1990，5(1)∶1

(华东理工大学博士生导师钱延龙教授、黄吉玲教授撰；黄耀曾院士审)