清华大学有元素机化学绪论公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

元素有机化学元素有机化学第1页第1页第一章第一章 绪论绪论1.1 元素有机化合物定义 除H,N,O,Cl,Br,I以外元素，元素周期表中所有元素与碳直接键联所形成化合物。1.2 金属有机化合物定义 金属有机化合物(Organometallic Compound)是一类至少含有一个金属碳（或）键化合物。但是金属氢化物，尤其是过渡金属氢化物包括在金属有机化合物中。含B-C,Si-C,P-C键有机化合物，在制法、性质、结构等方面与金属有机化合物很相同，因此有时也包括在金属有机化合物中第2页第2页与过渡金属配合物区别与过渡金属配合物区别 过渡金属配合物，系指配位化合物(Coordination compound)，在溶液中或以固体形式存在过渡金属配合物，其中心金属周围结合着原子或原子团，它们是配体(Ligand)。在金属有机化合物中，金属周围结合着原子或原子团（即配体）一定是有机化合物，即 含有金属碳（或）键化合物。A.Werner(1866-1919)瑞士科学家，提出配位化学理论，19获诺贝尔奖第3页第3页第4页第4页1.3 金属有机化学发展背景维生素B12,1961年D.C.Hodgkis拟定了结构,1964年取得了诺贝尔化学奖。为何长期装CO钢瓶会爆炸？RMgX(1899,P.Barbier)(1900,Grignard19诺贝尔化学奖)第5页第5页(1951,Pauson和 Miller)(1952年 G.Wilkinson拟定了夹心面包式结构)G.Natta将该体系用于丙烯、二烯烃聚合催化剂，得到等规聚合物。(K.Ziegler,1953，低压下催化烯烃聚合开创了当代聚烯烃工业新纪元,1963年分享了诺贝尔化学奖第6页第6页(1953,Wittig用此试剂建立了合成烯烃办法)Ph3P+-CH2-(1956年 H.C.Brown发觉了烯烃硼氢化反应，并将其用于工业上。二人分享了1979年诺贝尔化学奖(CO)5W=C(OCH3)CH3,1964年E.O.Fischer发觉过渡金属卡宾配合物。RhCl(PPh3)3,1965年G.Wilkinson 发觉了高选择性加氢催化剂二人分享了1973年诺贝尔化学奖 本世纪已有六位科学家在金属有机化学领域取得了诺贝尔化学奖 W.S.Knowless,K.B.Sharples,R.Noyori,在不对称加氢和氧化反应 年Y.Chauvin,R.H.Grubbs,R.R.Schrock,用互换反应进行有机合成，开辟合成药物、高聚物等新工业。第7页第7页1.4 20世纪金属有机化学发展几种阶段*50-60年代,金属有机化合物合成,结构和性能研究*70-80年代,金属有机化合物基元反应1）配体解离和配位2）氧化加成和还原消除3）插入和消除4）配体和外来试剂反应第8页第8页*催化不对称合成 均相催化是有机化学、高分子化学、生命科学及现 代化学工业发展到了一个新水平.*90年，催化不对称合成得到了快速发展，但碰到环 境问题，原子经济反应成为绿色化学主要内容.*高选择性、高原子经济性反应成了21世纪研究热点第9页第9页1.5 金属有机化学研究内容金属有机化学主族金属元素有机化学过渡金属有机化学从学科角度考虑,它属于有机化学与无机化学交叉学科.稀土元素有机化学含HM，BC，SiC，PC第10页第10页金属有机化学研究领域:1.5.1 金属有机化学基础研究,其中心内容是 金属有机化学基元反应及其机理.4.通过对金属有机化学基元反应及其机理进一步研究，为发展5.导向合成化学金属有机化学提供理论依据碳-金属键和其它元素-金属键在不同配位环境下及各种 反应介质中形成、断裂和反应2.功效性金属有机化合物设计、合成及性质研究3.研究碳碳键、碳氢键以及碳杂原子键选择性切断4.与形成规律，以及摸索新一代物质转化路径第11页第11页1.5.2 导向合成化学金属有机化学*研究过渡金属催化新型聚合反应,为新型高分子材料 合成提供新办法。中心内容是基于金属有机化学基元反应发展高效、高选择性合成化学反应新办法，同时开展下列内容研究：*新型金属试剂与各种官能团反应化学,注重反应选择性；*发展新型高效催化反应,努力实现原子经济性；*发展不对称催化反应,为光学活性分子合成提供高效 合成办法；第12页第12页1.6 金属有机化学研究办法和操作办法(Experiment techniques in organometallic chemistry)1.6.1 操作办法使用氮气箱使用Schlenk型容器,在惰性气流中操作在所有真空系统中操作第13页第13页1.6.2 金属有机化合物结构研究金属有机化合物结构研究化学分析化学分析光谱分析光谱分析元素分析元素分析X射线射线第14页第14页