本书重点介绍了当代金属有机化学与催化的发展现状与趋势、金属有机催化精细有机合成,均相、多相及酶催化中的 金属有机化学,不对称催化,过渡金属和稀土催化聚台,金属有机电催化,纳米级金属胶体与金属氢化物的制备与催化,原子簇化学,金属卡宾化学,金属卟啉化学,各种取代茂配体的台成、金属茂络台物的配位化学以及其在有机合成与聚合中的应用,胺基膦、承溶性膦和桥磷配体的合成以及其过渡金属络合物与催化,金属有机抗瘟药物,金属有机化学气相沉积,金属有机光电功能材 料、液晶材料和磁性材料等方面,是金属有机化学和催化研究方面的重要参考书籍。
本书由36篇综述性文章组成,分别由大陆、香港和台湾两岸三地的从事金属有机化学和催化研究多年的科学家参与撰写。重点介绍了该领域内90年代以来国际上的最新进展和我国学者的长期研究成果。主要内容包括:当代金属有机化学与催化的发展现状 与趋势·金属有机催化精细有机合成,均相、多相及酶催化中的 金属有机化学,不对称催化,过渡金属和稀土催化聚台,金属有 机电催化,纳米级金属胶体与金属氢化物的制备与催化,原子簇 化学,金属卡宾化学,金属卟啉化学,各种取代茂配体的台成、金 届茂络台物的配位化学以及其在有机合成与聚合中的应用,胺基 膦、承溶性膦和桥磷配体的合成以及其过渡金属络合物与催化,金 属有机抗瘟药物,金属有机化学气相沉积,金属有机光电功能材料、液晶材料和磁性材料等方面。 本书可供从事有机化学、无机化学、金属有机化学、配位化 学,催化和高分子化学等学科教学与科研人员参考.也可以作为 研究生及大学高年级选修课的教学参考书。
序……………………………………………………………… 潘宗光
1.当代金属有机化学与催化的发展现状与趋势……………………………………………………陈新滋 钱延龙1
2.我与金属有机化学……………………………………… 黄耀曾 14
3.钌和锇的高价络合物化学……………………………… 支志明 29
4.原子簇的结构和结构规则…………………… 唐敖庆 李前树4l
5.膦硫混合配位钴簇合物及其协同效应………………………………………………… 刘汉钦 康北笙61
6.金属有机化学汽相沉积(MocVD)前体物进展 ……………………………………… 孙红随 孙祥祯 游效曾 83
7.金属有机催化在有机合成中应用的新进展 …………………………… 钱延龙 黄清澜 章 明 陈新滋 107
8.均相、多相及酶催化反应中的金属有机化学 ……………………………………… 高景星 万惠霖 蔡启瑞165
9.金属有机与手性催化…………………………………… 杨振云198
10.不对称氢化反应的新发展及其工业应用………………………… 陈新滋 陈志强 曹 荣 黄亭凯233
11.可溶性金属茂烯烃聚合催化剂…………………………………… 田 军 刘胜生 黄葆同 265
12.稀土催化聚合进展…………………………………… 沈之荃286
13.稀土有机络合物在催化聚合反应中的应用………… 沈 琪324
14.桥联夹心结构过渡金属配合物在Ziegler—Natta催化剂中的应用……王积涛 陶纬国 341
15.金属催化的降冰片二烯聚合反应…………………… 周大新362
16.用金属络合物实现二氧化碳的活化和共聚合……… 陈立班 384
17.分子氢配合物的合成、表征、性质及应用…………………………………… 贾国成 刘泽甫 陈羽仲394
18.二亚胺基、二胺基和二酰胺基双膦配体的合成与化学……………………………黄伟国446
19.官能团环戊二烯基过渡金属有机化合物的研究进展…………………………………宋礼成 申金玉466
20.钉氧络合物的电催化作用………………… 黄国贤 朱高忠506
21.金属及相转移催化的反应………………… 林志彪 叶品秋 519
22.过渡金属卡宾络合物在有机合成上的应用……………………………………………… 张会昌 陈建成537
23.含金属的生物催化剂——金属酶…………………… 黄仲贤 567
24.金属有机光电功能材料研究进展…………………………………… 秦金贵 杨楚罗 刘道玉598
25.金属有机液晶的介晶性和光电功能特性…………………………………… 张良辅 丁涪江 李 莉 618
26.金属有机(高分子)磁性材料的研究及应用……… 林展如 655
27.纳米尺寸的碱/碱土金属氢化物和金属粉末的合成及其应用……………廖世健 徐 筠675
28.纳米级金属胶体及催化……………………………… 刘汉弛 697
29.环戊二烯基钛络合物的配位化学………… 钱廷龙 黄吉玲720
30.二茂铁化学…………………………………………… 李逢泽737
31.具有新结构新成键的含桥磷配体过渡金属羰化物………………………………………胡 襄 刘树堂769
32.6一取代富烯与活泼金属及有机金属试剂反应的研究 ……………………………陈寿山 贺峥杰 790
33.水溶性膦配体与两相(水/有机)羰基合成……………………………………………… 金子林 王艳华808
34.金属卟啉化学研究进展……………………………… 李早英842
35.茂钛族化合物在有机合成中的应用………………… 王家喜856
36.金属配合物抗癌药物的研究进展……………… 黄吉玲 金军挺 钱延龙 887
二、新型金属有机化合物的合成、结构与反应的研究
探索金属有机化合物的新的合成方法,新的结构类型,新的理化 性质,谱学规律和新的反应以及研究金属有机化合物的基元反应,如 氧化加成、还原消除、插入反应、p消除、脱羰反应等,一直是金属有 机化学的基本研究内容。其中心课题是M—c键的生成和转化的规律。 由于前一阶段在金属有机化学基本理论的建立与完善方面已经奠定了 坚实的基础,目前正蓬勃向纵深发展。现在,可以说周期表中几乎每 一种金属都可以与碳成键,各类新化合物层出不穷。在主族元素化学 方面继续进行深入的研究,而过渡金属的化学是现阶段的研究重点。
第VEI族元素的化学,由于其结构特征,丰富多采的化学现象和优 异的催化性能,仍然受到人们的重视。而同时稀土元素的化学和钛族 化合物化学受到了特别的注意。由于稀土金属的4_厂轨道与正常价电 子轨道6s,6户和5d相比,处于内层,受到的屏蔽作用较大,和配体轨 道相互作用较弱,成键能力相对较低,因此,稀土金属有机化学的发 展曾经一度滞缓。但是,近年来,在国际上稀土金属有机化学与催化 发展迅速,结构新颖的化合物和独特的催化反应类型不断涌现,显示 出潜在的应用前景。最近,钛族络合物的化学已成为研究热点之一。有 关各种新型取代茂基钛和锆的络合物的合成、结构与催化聚合反应的 结果报道与日俱增。为了探索中心金属的电荷状态和配位环境的变化 对烯烃催化聚合的活性与选择性的影响规律,使得合成各种类型的桥 联和带有可配位杂原子的茂基或茚基钛和锆的络合物成为争相研究的 重点。
过渡金属原子簇化合物由于在结构上的多样性和新颖性,以及其 催化反应特性与工业催化剂和生物催化剂的密切相关而引起了化学家 们持久的浓厚兴趣。随着原子簇化学研究的不断深入,人们逐渐开始 进行具有期望结构和含有过渡金属原子的新型簇合物的分子设计和合 成方法的研究,并探寻其催化规律。
过渡金属杂环化合物往往被认为是催化反应的中间体,近年来,发 现它们本身有时就是优良的催化剂,因而,这类化合物的合成、结构 与反应的规律十分重要。
过渡金属卡宾和卡拜化合物,具有多种奇特的结构和反应性能,它 们已在合成天然产物和催化聚合方面得到广泛应用。目前,这方面的 研究仍处发展阶段,不断出现新颖的化合物、独特的结构类型、奇异 的化学反应以及相关的反应机理的报道。
近年来,过渡金属氢化物的化学在金属有机化学中占有日益重要 的地位。过渡金属双氢络合物的发现是80年代金属有机化学领域中的 一项重大突破。由于氢化、异构化、聚合等一系列重要反应的过渡态 都涉及到氢配体,因此,目前在过渡金属双氢络合物和氢化物的合成 与转化,反应与应用等方面的深入研究,必将对学科发展和工业生产 两个方面都带来重大影响。
过渡金属有机化合物中,茂和膦是最常见的两大配体。各种新颖 的取代茂,桥联茂,手性茂,官能团茂,含B、P及其他元素的杂茂以 及矿一戊二烯之类的开链型类茂配体的设计与合成,相应的过渡金属络 合物的合成、结构与催化性能的研究,始终是人们关注的研究课题。同 样,由于含磷配体的过渡金属络合物往往具有优异的催化性能,多种 新型膦配体,例如,桥基含磷配体,多齿含磷螯合配体,齐聚物多膦 配体,以及形形色色的手性膦配体(如BINAP型配体)等合成方法的 研究,及其过渡金属络合物的合成与催化反应的研究,正是目前众多 化学家致力以求的工作目标。
过渡金属络合物的研究日益引起人们的兴趣。其中,混合双核或 多核络合物的研究尤为重要。过渡金属和主族金属由于在电子结构和 反应特性方面的显著差异,将这两类不同的金属引入同一分子中,必 然在结构和反应性能方面出现新的特点,从而使金属有机化学的内容 更加丰富。 (P2-4)
金属有机化学及其在催化反应中的应用,是近数十年来化学界中 发展极快的领域。在过去二三十年里,科学家经过不断努力,不但合 成了数以万计的新金属有机化合物,更求证及建立了相当重要的新概 念,使这类研究由简单的尝试而演变成理性的设计,在基础研究及实 际应用上取得了辉煌的成就。
催化反应的研究是化学工业发展的重要环节之一。回顾过去半个 世纪,化学工业的主要革新,有90%以上是与催化反应有关的。随着 科学家对金属有机化学的深入了解,催化剂的设计也越来越有理论根 据。近年来,最热门的不对称催化研究更是基础研究与实际应用相结 合的典型例子。20年前,孟山都公司利用不对称催化氢化反应,成功 地发展了制造左旋多巴的新工艺,开创了不对称均相催化在工业应用 上的先河。随后,中、美、日科学家在萘普森、薄荷醇、肛内酰胺、舞 毒蛾性信息素、除虫菊酯等重要手性药物及农药的新制造工艺方面的 发展,都充分利用了均相不对称催化的威力。这些研究的成功,不但 把催化科技推上另一高峰,也直接对改善人类生活起了极大的作用。
中国科学家长期以来对近代化学的发展都有很大的贡献。在过去 十多年中,随着中国经济建设的改革与开放,大批中国科学家到欧美 留学研究,结合了国内外的经验,努力耕耘,目前已成为国际科研领 域的一股强大力量。
过去几年里,在台湾的科学研究基金委员会与香港的研究拨款委 员会的大力支持下,台湾及香港的化学研究也有了长足的发展。特别 是在金属有机化学与催化方面的研究,已有不少部分达到国际水平。但 由于资源的限制,目前无论在中国大陆,还是香港或台湾,在科学研 究上仍然存在许多困难。要把中国的科研提升到国际最先进水平,还 需要科学家的加倍努力。为了充分利用有限资源,加快科研步伐,合 作研究相信是个很有效的途径。由于大陆、台湾与香港在人才及资源 方面各有特色,三地科学家的合作就更具有实质的意义了。
华东理工大学钱延龙教授与香港理工大学陈新滋教授为了增强两 岸三地化学家的互相了解,及介绍我国各地科学家在金属有机化学与 催化方面研究的最新动向,组织了在我国大陆、香港及台湾地区的一 批著名化学家,编写了这本《金属有机化学与催化》。这些专论,对从 事这方面研究的科研人员及高等院校的师生来说,相信都具有极高的 参考价值。
这本论文集的内容包含极广。除了金属有机化合物的合成、结构 与性能的探讨外,也包含了多种新功能材料的研究及新型催化反应的 设计与应用。其中既有各位作者多年钻研的心得,也介绍了很多目前 国际上热门研究领域中的最新结果及动向。
我谨以长期从事金属有机化学研究的教育工作者身份,向大家极力推荐这本论文集。 潘宗光
1996年于香港理工大学