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1、第九章典型無(wú)機(jī)化合物的合成化學(xué)配位化合物(coordinationcompound),絡(luò)合物有機(jī)金屬化合物(organometallic),金屬有機(jī)化合物:M-C鍵!原子簇化合物(clustercompound):簇合物非化學(xué)計(jì)量比化合物(non-stoichiometriccompound),非整比化合物標(biāo)記化合物(labelledcompound)9.1配位化合物的合成配位化合物:中心金屬+配位體(配體)直接配位反應(yīng)法:溶液法,氣體配體直接配位反應(yīng)法,金屬蒸氣法和基底分離法組分交換反應(yīng)法:金屬交換法,配體取代法,配體原料的組分轉(zhuǎn)移和取代反應(yīng)元件組裝反應(yīng)法:配位聚合
2、,橋聯(lián)聚合,氧化還原反應(yīng)法:金屬氧化法,金屬還原法,還原和氧化聚合反應(yīng)法,電氧化和電還原法由金屬和配體直接反應(yīng)合成配合物,主要包括溶液中直接進(jìn)行配位反應(yīng)-即溶劑法、無(wú)溶劑法、氣相法、金屬蒸氣法及固相反應(yīng)法等。溶劑法-溶液中的直接配位作用:CuSO4·5H2O+4NH3?[Cu(NH3)4]SO4·H2O+4H2OCrCl3+3acac?[Cr(acac)3]+3HCl直接法(2)無(wú)溶劑法:(3)氣相反應(yīng)法:最典型的反應(yīng)是在一定壓力和溫度下由CO與過(guò)渡金屬粉末反應(yīng)生產(chǎn)羰基化合物。如:Ni(s)+4CO(g)?Ni(CO)4Fe(s)+5CO(g)?Fe(CO)5Mo(s
3、)+6CO(g)?Mo(CO)6RuH2(PPh3)3+N2?RuH2(N2)(PPh3)3直接法(4)金屬蒸氣法:在蒸發(fā)器中經(jīng)高溫生產(chǎn)很高的金屬蒸氣,這些活潑的金屬原子與配體分子或原子在低溫沉積壁上發(fā)生反應(yīng)而得到配合物。該方法要求高真空、高溫,對(duì)反應(yīng)設(shè)備要求很高。這種方法主要用于合成低價(jià)金屬配合物、金屬有機(jī)配合物及原子簇配合物。例如由鈷原子直接合成Co2(PF3)8金屬蒸氣法反應(yīng)器示意圖直接法金屬蒸氣法MVS基底分離法(matrixisolation)取代和交換反應(yīng)(1)金屬交換反應(yīng):金屬配合物與其它金屬的鹽(或化合物)之間發(fā)生金屬離子交換,可以用下式表示:MLl+
4、M’n+?M’Lk+Mm++(l-k)L式中M可以是過(guò)渡金屬也可以是非過(guò)渡金屬,M’是過(guò)渡金屬,L是螯合配體,反應(yīng)結(jié)果是生成了更加穩(wěn)定的螯合物M’Lk,例如:2Ln(NO3)3+3Ba(tfacam)=2Ln(tfacam)3+3Ba2++6NO3-式中tfacam=d-trifluoroacetylcamphanone,即d-三氟乙酰樟腦。取代和交換反應(yīng)(2)配體取代反應(yīng):在一定條件下,新配體可以可以取代原配合物中的一個(gè)、幾個(gè)或全部配體,得到新的配合物。例如:Ni(CO)4+4PCl3?Ni(PCl3)4+4CO[NiCl4]2-+4CN-=[Ni(CN)4]2-+
5、4C1-[Ni(H2O)6]2++3bipy=[Ni(bipy)3]2++6H2O[Fe(H2O)6]2++3phen=[Fe(phen)3]2++6H2O[Co(NH3)5Cl]C12+3en=[Co(en)3]C13+5NH3K2[PtCl4]+en=[Pt(en)C12]+2KClK2[PtCl4]+2en=[Pt(en)2]C12+2KClK2[PdCl4]+2en=[Pd(en)2]C12+2KClK2[Pt(en)2]C12+2HCl=K2[Pd(en)Cl2]+H2enCl2取代和交換反應(yīng)平面四邊形配合物的反位效應(yīng):在平面四邊形配合物(Ni、Pt、Pd等
6、的配合物)中,反位效應(yīng)順序可以作為合成新配合物的指導(dǎo)原則。所謂反位效應(yīng)就是指在平面正方形配合物中,某配體對(duì)它對(duì)位上(即反位)的配體(離去基團(tuán))產(chǎn)生影響,即對(duì)其反位上的配體有活化作用,使之容易離去,也就是容易被其它配體取代。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)研究二價(jià)鉑的配合物反位效應(yīng)順序?yàn)镃O,CN-,C2H4>PR3,H->CH3-,SC(NH2)2>I-,NO2-,SCN->Br->Cl->py,NH3,RNH2>OH->H2O。取代和交換反應(yīng)順式和反式二氯二氨合鉑的合成取代和交換反應(yīng)對(duì)于含有易水解金屬離子的體系,如Fe3+、Cr3+等,或者配體的配位能力較弱,在與金屬離子配位時(shí)競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)水
7、分子,取代反應(yīng)只能在非水溶劑中進(jìn)行才能夠順利完成。例如:[Cr(H2O)6]Cl3+3en?[Cr(OH)3]+3H2O+3en?HClCrCl3+3en?[Cr(en)3]C13[Cr(DMF)3Cl3]+2en?cis-[Cr(en)2C12]+3DMF常用的非水溶劑:乙腈、無(wú)水乙醇、無(wú)水甲醇、丙酮、氯仿、二氯甲烷、四氫呋喃、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、脂肪醚類如1,2-二甲氧基乙烷、乙醚等.(3)加成和消除反應(yīng):代表性的具有平面四邊形配位構(gòu)型的金屬離子有Ni(II)、Cu(II)、Rh(I)、Ir(I)、Pd(II)、Pt(II)等,氧化還