文章编号:1002-1124(2003) 06-0042-03
综 述
配位化合物的进展
丁彦滨, 彭 丽
(哈尔滨理工大学化学与环境工程学院, 黑龙江哈尔滨150080)
摘 要:本文介绍了配位化学的创立和配位化合物的进展。总结了近年来簇合物、树状大分子和超分子化合物的应用, 探讨了它们的应用前景。
关键词:配位合物; 簇合物; 进展; 应用中图分类号:TQ 2 文献标识码:A
Progress of the metal complex DI NG Y an -bin ,PE NGLi
(Chemistry and Environment Engineering C ollegy , Harbin Science and Engineering University ,Harbin 150080,China )
Abstract :This paper describes the building of metal complex chemistry and the progress and applications of the
bunch complex 1In recent times , The progress and applications of the bunch complex , metallodendrimer ,supram olecu 2larcomplex are reviewed the perspectives in their applications are discussed 1
K ey w ords :metalcomplex ;bunhcomnplex ;progress ;applications
1 前言
1893年德国化学家维尔纳创立的配位理论直
2 配位化合物的进展
在近百年配位化合物的发展中, 配位化合物已由中心原子的概念扩展到了无机、有机和生物中的
各种阳离子(NH 4+,R -NH 3+) 、阴离子(羧酸根、磷酸根) 等。显然, 配位化合物研究的对象已不再局限于传统的配体和中心原子之间形成的配位化合物。形成了主客体化学和超分子化学, 大大地拓展了配位化合物的研究范围。
到20世纪初才逐渐被各国科学家所接受。在20世
纪20年代之前, 配合物的进展缓慢, 从70年代至今, 配合物的进展突飞猛进。20世纪50年代, 杜威尔和查特解释了不饱和烯烃作为配体与金属成键的性质, 接着1951年二茂铁的制成和1955年二苯合铬的制成, 发展了一大类环状和链状不饱和配体的配合物。
生物无机化学的发展, 配体进一步涉及到生命过程中的生物活性物质, 如:蛋白质、聚核苷酸和糖类等, 这些配体的结构显著地影响生物的功能。近年来发展的主客体化学和超分子化学, 是含有氧、氮的大环(环状聚醚、多胺大环等) 、环状抗生素, 环糊精等配体也成了研究的热点。
近些年, 配合物的研究和进展速度很快。某些种类的配合物由于其结构和性质的特性, 受到人们的极大关注。随着配合物应用领域的不断扩大, 对配合物组成、性质和应用的研究与日俱增。
211 多核配合物和原子簇合物
1894年丹麦化学家约更生合成了第一个纯无
机钴的四核配合物。在多核配合物中, 多中心离子都是与桥配体相互连接, 核数多至四五十个。20世纪60年代初发现另一种多核化合物, 其中心离子不完全与桥配体相连接, 而是以金属键相连接, 最简单的为八氯化二镍。1975年以前, 多原子簇合物的研究主要集中在Fe 、C o 、Ni 等元素和C O 配位。1975
年以后, 钛、钒、铬等簇合物的研究得到发展, 除用π配体外, 更多地用氧、硫、卤素作配体。
212 多金属含氧簇合物
多金属含氧簇合物也叫杂多化合物, 其组成、结构和性质非同一般, 在许多领域得到广泛应用, 特别是在催化领域中的应用尤为引人注意。自1972年
收稿日期:2003-08-10
作者简介:丁彦滨(1960-) , 男, 高级讲师,1982年毕业于黑龙江大
学化学系, 现在哈尔滨理工大学化学与环境工程学院材料化学系从事无机材料的研究与教学工作。
以来, 有多个以金属含氧簇合物为催化剂的催化工艺实现了工业化。作为一类新型的催化材料, 其组成和结构便于调控的特性、多功能性、低毒低腐蚀性
和低温高活性的优点倍受重视。例如:含钒的多元混配多金属含氧簇合物可用于烷、烯、醇、酚、醛、酮和胺的氧化。其在医学药物和材料科学中有着广泛的应用。
215 生物模拟簇合物
X 射线结晶分析为确定生物分子结构提供了有
213 多面体簇合物和树状大分子
金属原子簇的键合方式多种多样, 对应的分子
结构也多种多样, 常见的簇合物可以有几个大小不同的多面体骨架一层一层的套在一起, 形成多面体中含多面体的结构。20世纪80年代中期出现的树状大分子具有非常规整的结构。它的出现引起超分子化学家等多学科专家的极大兴趣和关注, 它是生命科学、化学和材料科学等多学科的交叉点, 成为研究的热点。金属树状大分子具有多个配位点或电子转移氧化还原中心, 表现出独特的光学、电学性质, 在化学传感器、信息贮存及开关等分子、电子和化学元件以及能量的收集和转移、新型功能材料方面的潜在应用越来越被重视。最近几年的研究表明其在以下几方面有潜在的应用:
纳米级催化剂, 仿生催化剂, 催化剂载体、药物的载体和放射性治疗等。由于树状大分子结构和性质的特殊性, 在新材料、光学、电学领域的研究进展较快, 最近几年, 其研究的重点已经转移向性质和应用方面, 并取得重要成果。
利的证据, 但在许多情况下难以得到完好的单晶, 由于数据解法上的限制, 对于有些体系即使得到了单晶, 收集到了数据, 仍无法得到精确的结构信息, 但由于金属蛋白结合底物后, 常发生结构和性质的变化, 所以仍然无法推知准确的结构信息。设计一些小分子配合物模型, 模拟金属蛋白成为配位化学的一个重要内容。我国在固氮酶活性中心研究以及钼铁配合物模型化合物的合成、表征、性质研究中成绩卓著。蓝铜氧化酶、超氧岐化酶S OD 、铁硫蛋白等模型化合物的多核和簇状配合物的研究也有很多报道。
216 碳簇合物
簇合物C 60的质谱是克罗托等于1985年观察到的, 提出了C 60组成球型三十二面体结构。除了C 60外还有C 32,C 44,C 50,C 70,C 84,C 90,C 94,C 240,C 540也被合成出来, 而C 72,C 74却是两个比较特殊的碳笼。迄今为止,C 72,C 74还没有实现其宏观量的合成, 但通过合
α) 72, M -(α) 74的实验证实了C 72,C 74的存成M -(
在。近年来国外也实现了对这两种碳笼的理论探
讨。今后碳笼化合物会层出不穷。
214 以环糊精为构筑单元衍生出的超分子
3 前景与展望
随着生命科学、材料化学和催化科学的进展, 为
配合物的发展提供了广阔的空间。一些新物质刚一露面, 配位理论便能为其注入活力。一些有重要应用价值的配合物将会实现工业化生产, 配合物的应用会更加广泛, 特别是在开发多功能的绿色催化剂方面, 配合物的进展前景十分美好。
参 考 文 献
[1] 戴安邦1配位化学的创立及现代化[M]119971
[2] 单永奎1含氧簇合物在催化化学中的应用[J]1化学进展,
2003,15(2) :154-1591
[3] 侯照升1金属配位树状大分子的研究进展[J]1化学进展,
2003,15(2) :151-1531
[4] Nagase S j K obayshik ; Akasaka T 1THE O 1CHE M , 1999,971[5] Aihara J -I ,Bull 1Chem 1S oc 1Jpn 1999,72,71
化合物
环糊精是直链淀粉的生物降解产物, 自此类化
合物发现以来, 人们对它的兴趣越来越浓厚。近年来发现环糊精对超分子化学非常重要, 环糊精及其衍生物构成一大类水溶性不同的手性主体分子, 这些主体分子可用来和客体分子结合成超分子体系, 从而可作为研究弱相互作用的模型化合物。由环糊精派生出来的超分子结构的产生, 是由于若干个不同物种的分子通过非共价键相互作用形成新的聚集体。主-客体加合物或包合物是此类结构的重要典型之一。形成这种结构的动力是静电引力、范德华力等弱相互作用。以环糊精为主体的超分子体系的理化功能, 主要由分子识别、输运作用和催化作用。
文章编号:1002-1124(2003) 06-0042-03
综 述
配位化合物的进展
丁彦滨, 彭 丽
(哈尔滨理工大学化学与环境工程学院, 黑龙江哈尔滨150080)
摘 要:本文介绍了配位化学的创立和配位化合物的进展。总结了近年来簇合物、树状大分子和超分子化合物的应用, 探讨了它们的应用前景。
关键词:配位合物; 簇合物; 进展; 应用中图分类号:TQ 2 文献标识码:A
Progress of the metal complex DI NG Y an -bin ,PE NGLi
(Chemistry and Environment Engineering C ollegy , Harbin Science and Engineering University ,Harbin 150080,China )
Abstract :This paper describes the building of metal complex chemistry and the progress and applications of the
bunch complex 1In recent times , The progress and applications of the bunch complex , metallodendrimer ,supram olecu 2larcomplex are reviewed the perspectives in their applications are discussed 1
K ey w ords :metalcomplex ;bunhcomnplex ;progress ;applications
1 前言
1893年德国化学家维尔纳创立的配位理论直
2 配位化合物的进展
在近百年配位化合物的发展中, 配位化合物已由中心原子的概念扩展到了无机、有机和生物中的
各种阳离子(NH 4+,R -NH 3+) 、阴离子(羧酸根、磷酸根) 等。显然, 配位化合物研究的对象已不再局限于传统的配体和中心原子之间形成的配位化合物。形成了主客体化学和超分子化学, 大大地拓展了配位化合物的研究范围。
到20世纪初才逐渐被各国科学家所接受。在20世
纪20年代之前, 配合物的进展缓慢, 从70年代至今, 配合物的进展突飞猛进。20世纪50年代, 杜威尔和查特解释了不饱和烯烃作为配体与金属成键的性质, 接着1951年二茂铁的制成和1955年二苯合铬的制成, 发展了一大类环状和链状不饱和配体的配合物。
生物无机化学的发展, 配体进一步涉及到生命过程中的生物活性物质, 如:蛋白质、聚核苷酸和糖类等, 这些配体的结构显著地影响生物的功能。近年来发展的主客体化学和超分子化学, 是含有氧、氮的大环(环状聚醚、多胺大环等) 、环状抗生素, 环糊精等配体也成了研究的热点。
近些年, 配合物的研究和进展速度很快。某些种类的配合物由于其结构和性质的特性, 受到人们的极大关注。随着配合物应用领域的不断扩大, 对配合物组成、性质和应用的研究与日俱增。
211 多核配合物和原子簇合物
1894年丹麦化学家约更生合成了第一个纯无
机钴的四核配合物。在多核配合物中, 多中心离子都是与桥配体相互连接, 核数多至四五十个。20世纪60年代初发现另一种多核化合物, 其中心离子不完全与桥配体相连接, 而是以金属键相连接, 最简单的为八氯化二镍。1975年以前, 多原子簇合物的研究主要集中在Fe 、C o 、Ni 等元素和C O 配位。1975
年以后, 钛、钒、铬等簇合物的研究得到发展, 除用π配体外, 更多地用氧、硫、卤素作配体。
212 多金属含氧簇合物
多金属含氧簇合物也叫杂多化合物, 其组成、结构和性质非同一般, 在许多领域得到广泛应用, 特别是在催化领域中的应用尤为引人注意。自1972年
收稿日期:2003-08-10
作者简介:丁彦滨(1960-) , 男, 高级讲师,1982年毕业于黑龙江大
学化学系, 现在哈尔滨理工大学化学与环境工程学院材料化学系从事无机材料的研究与教学工作。
以来, 有多个以金属含氧簇合物为催化剂的催化工艺实现了工业化。作为一类新型的催化材料, 其组成和结构便于调控的特性、多功能性、低毒低腐蚀性
和低温高活性的优点倍受重视。例如:含钒的多元混配多金属含氧簇合物可用于烷、烯、醇、酚、醛、酮和胺的氧化。其在医学药物和材料科学中有着广泛的应用。
215 生物模拟簇合物
X 射线结晶分析为确定生物分子结构提供了有
213 多面体簇合物和树状大分子
金属原子簇的键合方式多种多样, 对应的分子
结构也多种多样, 常见的簇合物可以有几个大小不同的多面体骨架一层一层的套在一起, 形成多面体中含多面体的结构。20世纪80年代中期出现的树状大分子具有非常规整的结构。它的出现引起超分子化学家等多学科专家的极大兴趣和关注, 它是生命科学、化学和材料科学等多学科的交叉点, 成为研究的热点。金属树状大分子具有多个配位点或电子转移氧化还原中心, 表现出独特的光学、电学性质, 在化学传感器、信息贮存及开关等分子、电子和化学元件以及能量的收集和转移、新型功能材料方面的潜在应用越来越被重视。最近几年的研究表明其在以下几方面有潜在的应用:
纳米级催化剂, 仿生催化剂, 催化剂载体、药物的载体和放射性治疗等。由于树状大分子结构和性质的特殊性, 在新材料、光学、电学领域的研究进展较快, 最近几年, 其研究的重点已经转移向性质和应用方面, 并取得重要成果。
利的证据, 但在许多情况下难以得到完好的单晶, 由于数据解法上的限制, 对于有些体系即使得到了单晶, 收集到了数据, 仍无法得到精确的结构信息, 但由于金属蛋白结合底物后, 常发生结构和性质的变化, 所以仍然无法推知准确的结构信息。设计一些小分子配合物模型, 模拟金属蛋白成为配位化学的一个重要内容。我国在固氮酶活性中心研究以及钼铁配合物模型化合物的合成、表征、性质研究中成绩卓著。蓝铜氧化酶、超氧岐化酶S OD 、铁硫蛋白等模型化合物的多核和簇状配合物的研究也有很多报道。
216 碳簇合物
簇合物C 60的质谱是克罗托等于1985年观察到的, 提出了C 60组成球型三十二面体结构。除了C 60外还有C 32,C 44,C 50,C 70,C 84,C 90,C 94,C 240,C 540也被合成出来, 而C 72,C 74却是两个比较特殊的碳笼。迄今为止,C 72,C 74还没有实现其宏观量的合成, 但通过合
α) 72, M -(α) 74的实验证实了C 72,C 74的存成M -(
在。近年来国外也实现了对这两种碳笼的理论探
讨。今后碳笼化合物会层出不穷。
214 以环糊精为构筑单元衍生出的超分子
3 前景与展望
随着生命科学、材料化学和催化科学的进展, 为
配合物的发展提供了广阔的空间。一些新物质刚一露面, 配位理论便能为其注入活力。一些有重要应用价值的配合物将会实现工业化生产, 配合物的应用会更加广泛, 特别是在开发多功能的绿色催化剂方面, 配合物的进展前景十分美好。
参 考 文 献
[1] 戴安邦1配位化学的创立及现代化[M]119971
[2] 单永奎1含氧簇合物在催化化学中的应用[J]1化学进展,
2003,15(2) :154-1591
[3] 侯照升1金属配位树状大分子的研究进展[J]1化学进展,
2003,15(2) :151-1531
[4] Nagase S j K obayshik ; Akasaka T 1THE O 1CHE M , 1999,971[5] Aihara J -I ,Bull 1Chem 1S oc 1Jpn 1999,72,71
化合物
环糊精是直链淀粉的生物降解产物, 自此类化
合物发现以来, 人们对它的兴趣越来越浓厚。近年来发现环糊精对超分子化学非常重要, 环糊精及其衍生物构成一大类水溶性不同的手性主体分子, 这些主体分子可用来和客体分子结合成超分子体系, 从而可作为研究弱相互作用的模型化合物。由环糊精派生出来的超分子结构的产生, 是由于若干个不同物种的分子通过非共价键相互作用形成新的聚集体。主-客体加合物或包合物是此类结构的重要典型之一。形成这种结构的动力是静电引力、范德华力等弱相互作用。以环糊精为主体的超分子体系的理化功能, 主要由分子识别、输运作用和催化作用。