關(guān)于金屬有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用研究

孫云輝 王興隆 張愛生

1. 浙江省中明化工科技有限公司 浙江 溫州 325000

2. 浙江巨登化工科技有限公司 浙江 臺(tái)州 318000

引言

近些年來金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)展迅速，其領(lǐng)域也在不斷延伸，對(duì)于推動(dòng)科技的發(fā)展具有重要作用。金屬有機(jī)化學(xué)的主要部分為過渡金屬有機(jī)化學(xué)和稀土金屬有機(jī)化學(xué)。過渡金屬有機(jī)化學(xué)多用于醫(yī)療及生物學(xué)方面，稀土金屬有機(jī)化學(xué)因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)及催化性質(zhì)的特殊性，得到了各界的廣泛關(guān)注。近些年來隨著金屬有機(jī)化學(xué)研究的不斷深入，對(duì)其反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行全面分析，有助于促進(jìn)新反應(yīng)、新合成的實(shí)現(xiàn)，因此加強(qiáng)對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)的研究具有重要意義。

1 金屬有機(jī)化學(xué)概述

金屬有機(jī)化學(xué)是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，融合了有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)的內(nèi)容，屬于一種具有碳－金屬鍵的化學(xué)，目前得到了諸多行業(yè)的廣泛應(yīng)用，如石油化工行業(yè)、制藥工業(yè)等[1]。在其發(fā)展的過程中逐漸和理論化學(xué)、合成化學(xué)、生物無機(jī)化學(xué)等學(xué)科建立了聯(lián)系，有效融合。目前關(guān)于金屬有機(jī)化學(xué)的研究主要包括過渡金屬有機(jī)化學(xué)和稀土金屬有機(jī)化學(xué)兩方面。

目前關(guān)于過渡金屬有機(jī)化學(xué)的研究較為深入，研究范圍廣泛，其發(fā)展速度較快，過渡金屬有機(jī)化學(xué)也是一種綜合性較強(qiáng)的交叉性學(xué)科，同催化學(xué)科之間存在密切聯(lián)系，兩者有效融合能夠形成較高活性和選擇性的催化劑，同時(shí)也可以當(dāng)作特殊性能高分子材料使用。并且很多過渡金屬有機(jī)物便是效果確切的抗癌藥物、殺菌劑及抗生素等。除此之外，稀土金屬有機(jī)化學(xué)也是研究的重點(diǎn)，因?yàn)橄⊥临Y源的匱乏，因此可以將其應(yīng)用于催化、熒光燈工作中。我國(guó)稀土資源十分豐富，加強(qiáng)對(duì)這門學(xué)科的研究有助于提高稀土金屬有機(jī)化學(xué)物的制備水平。例如合成中稀土有機(jī)氫化物則是通過稀土催化劑制備產(chǎn)生的一種物質(zhì)。目前，對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)應(yīng)用的主要行業(yè)為醫(yī)療行業(yè)、農(nóng)業(yè)以及工業(yè)。隨著對(duì)其研究的不斷深入，未來發(fā)展過程中還會(huì)應(yīng)用于其他諸多行業(yè)，如能源、環(huán)保及材料等，有助于解決很多問題，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，彌補(bǔ)傳統(tǒng)模式下生產(chǎn)發(fā)展存在的不足。

2 金屬有機(jī)化學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀

目前金屬有機(jī)化學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用，具有極高的應(yīng)用價(jià)值，其使用背景也十分廣泛，但是結(jié)合現(xiàn)狀分析，目前關(guān)于金屬有機(jī)化學(xué)的研究仍不夠深入，有待提高。若想進(jìn)一步提高其應(yīng)用水平，則需要全方位分析其發(fā)展及應(yīng)用情況。金屬有機(jī)化學(xué)的最主要組成部分便是金屬有機(jī)化合物，結(jié)合發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用最多的是碳－金屬鍵，但是仍然有諸多金屬元素?zé)o法合成對(duì)應(yīng)的金屬有機(jī)化合物，所以還需要不斷完善合成方法，進(jìn)行深入研究。

隨著相關(guān)研究的不斷深入，未來發(fā)展階段會(huì)有越來越多具備特殊性能的金屬有機(jī)化合物被人們發(fā)現(xiàn)。例如，在烯烴聚合反應(yīng)下產(chǎn)生的戊金屬催化劑便是一種新型催化劑，目前通過研究又發(fā)現(xiàn)了而戊鐵能夠作為燃燒催化劑。在最初發(fā)展階段，金屬有機(jī)化學(xué)主要被應(yīng)用于綠色化學(xué)科研中，確保反應(yīng)原子的高選擇性?，F(xiàn)如今，金屬有機(jī)化合物已經(jīng)得到了諸多行業(yè)的廣泛應(yīng)用，可作為光學(xué)材料、電子材料以及醫(yī)療材料，未來發(fā)展階段勢(shì)必會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用，將研究理論轉(zhuǎn)化為有效生產(chǎn)力，促進(jìn)各行各業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。

3 金屬有機(jī)化學(xué)在各領(lǐng)域的應(yīng)用情況分析

3.1 金屬有機(jī)化學(xué)在工業(yè)中的具體應(yīng)用

金屬有機(jī)化學(xué)在工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)成為一種常態(tài)，同時(shí)應(yīng)用十分廣泛，目前通過研究可知，金屬有機(jī)化合物中最為常見的類型為碳－金屬鍵，也是目前世界上最輕的一種金屬，對(duì)于工業(yè)的發(fā)展具有十分關(guān)鍵的作用。例如，在使用航空航天設(shè)備的過程中，其中金屬有機(jī)催化劑中便具有十分重要的金屬有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品。但是目前我國(guó)對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域中金屬有機(jī)化學(xué)的研究仍處于起步階段，在具體發(fā)展環(huán)節(jié)，還需要相關(guān)研究學(xué)者深入研究，促進(jìn)工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。再比如，目前石油化工、高分子化工等催化劑對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用十分廣泛，對(duì)于提高工業(yè)技術(shù)水平具有積極意義。我國(guó)已經(jīng)開始對(duì)碳金屬進(jìn)行深入研究。受到八羰基合二鈷催化作用的影響，氫甲?；軌蛐纬啥〈迹谶@一前提下，可以取代醇醛縮合法對(duì)乙醛進(jìn)行高效處理[3]。

3.2 金屬有機(jī)化學(xué)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

對(duì)國(guó)家來說，醫(yī)療行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展具有重要的意義，是保證社會(huì)穩(wěn)定和諧，經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。目前世界各國(guó)都開始對(duì)醫(yī)療展開深入的研究。對(duì)目前醫(yī)藥產(chǎn)品世界市場(chǎng)情況進(jìn)行分析，美國(guó)、日本生產(chǎn)的醫(yī)療產(chǎn)品幾乎占據(jù)了全部的市場(chǎng)份額。同時(shí)美國(guó)在醫(yī)療行業(yè)中對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用十分廣泛。我國(guó)為了提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，則需要提高金屬有機(jī)化學(xué)在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用水平，促進(jìn)醫(yī)藥行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。例如，金屬有機(jī)化學(xué)中的有機(jī)汞化合物、有機(jī)砷化合物都可以作為醫(yī)藥商品，主要用于梅毒等疾病的治療。同時(shí)通過金屬有機(jī)化合物的進(jìn)行抗癌藥物的研究也是目前醫(yī)療行業(yè)研究的重點(diǎn)，例如紅藥水中便含有有機(jī)汞化合物，具體應(yīng)用時(shí)，醋酸苯汞或者汞溴紅2%的水溶液便是紅藥水，并且兩者還可以作為防腐劑、消毒劑使用。

3.3 金屬有機(jī)化合物在能源中的應(yīng)用

對(duì)國(guó)家城市、工業(yè)發(fā)展來說，石油、煤炭是十分重要的不可再生資源，同時(shí)能源對(duì)國(guó)防事業(yè)、生產(chǎn)生活具有重要的意義，但是其減少嚴(yán)重。因此進(jìn)行金屬有機(jī)化學(xué)的研究具有重要意義，有助于提高可再生清潔能源的吸收率、轉(zhuǎn)換率以及儲(chǔ)能率。對(duì)太陽能進(jìn)行分析，在實(shí)際發(fā)展過程中，可以通過金屬有機(jī)化合物提高其開發(fā)能力。另外，氫氣屬于新型清潔能源的一種，也是目前應(yīng)用十分廣泛的一種能源，其本身具有無污染的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)仿生物功能的人工固氮技術(shù)。上述內(nèi)容均屬于金屬有機(jī)化學(xué)的研究范圍，通過相關(guān)知識(shí)，可以在能源領(lǐng)域廣泛實(shí)施，促進(jìn)能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。例如航天工業(yè)中對(duì)二戊鐵的應(yīng)用十分普遍，可將其作為一種節(jié)能添加劑，有助于節(jié)約能源，效果明顯[4]。

3.4 金屬有機(jī)化學(xué)在新材料行業(yè)中的應(yīng)用

研究人員還需要重視金屬有機(jī)化學(xué)在新材料行業(yè)中的應(yīng)用，使用過程中。新型金屬膜在新材料行業(yè)中的應(yīng)用能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的不足，其質(zhì)地平穩(wěn)、無氣泡，應(yīng)用廣泛，都與金屬有機(jī)化合物息息相關(guān)，金屬有機(jī)化合物具有高耐熱性的優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行制備時(shí)，能夠滿足生產(chǎn)工藝的要求。除此之外，新材料領(lǐng)域中納米材料的制備也需要滿足生產(chǎn)工藝要求，因此需要金屬有機(jī)化合物參與，提高其材料性能的可抗性和高選擇性。在實(shí)際制備環(huán)節(jié)，金屬有機(jī)化合物的可控性較強(qiáng)，能夠溶解到有機(jī)溶劑中，因此反應(yīng)選擇性良好。除此之外，還可以將其作為電子材料、光學(xué)材料等其他材料的催化劑使用，提高了材料的經(jīng)濟(jì)性和性能，符合材料研發(fā)目標(biāo)要求。

3.5 金屬有機(jī)化學(xué)在環(huán)保中的應(yīng)用

隨著可持續(xù)發(fā)展環(huán)保理念的不斷深入，金屬有機(jī)化學(xué)在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用也得到了各界的廣泛重視。最初發(fā)展階段，主要將其應(yīng)用于綠色化學(xué)中，有效減少反應(yīng)成本，促進(jìn)其穩(wěn)定發(fā)展。現(xiàn)如今，綠色化學(xué)研究熱度顯著提升，關(guān)于防污染、防毒副產(chǎn)物的研究不斷深入。未來研究的重心在于環(huán)保和預(yù)防環(huán)境污染等方面。例如，在使用金屬－有機(jī)配位聚合物的過程中，有助于解決環(huán)境污染問題。將其應(yīng)用于高污染化學(xué)工業(yè)中，能夠顯著降低污染程度，實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)[5]。

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

除了上述行業(yè)，金屬有機(jī)化學(xué)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用也十分廣泛，例如很多發(fā)達(dá)國(guó)家都通過金屬有機(jī)化學(xué)進(jìn)行農(nóng)藥和化肥的制作。最為常見的產(chǎn)品有有機(jī)汞、有機(jī)化肥等，例如代森鋅、賽力散等。例如，在使用代森鋅的過程中，對(duì)小麥銹病、馬鈴薯晚疫病有積極的防治作用，并且使用這類產(chǎn)物毒副作用較低、效率較高、適用性廣泛。例如有機(jī)汞可以應(yīng)用于除草，有機(jī)磷可以作為殺蟲劑使用，有效提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率[6]。

4 結(jié)束語

綜上所述，金屬有機(jī)化學(xué)是一門綜合性新興學(xué)科，隨著對(duì)其研究的不斷深入，其應(yīng)用范圍也變得更加廣泛，應(yīng)用價(jià)值得到顯著提升。作為化學(xué)學(xué)科的重要組成部分，金屬有機(jī)化學(xué)對(duì)于很多行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展具有推動(dòng)作用，有助于提高生產(chǎn)水平，加快工業(yè)化、城市化步伐，為社會(huì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。