有机金属化学

有机金属化学是的研究有机金属化合物，化学化合物含有至少一个化学键之间碳的有机分子的原子和金属，包括碱、碱土金属，和过渡金属和有时扩大到包括像硼、硅准金属和锡。除了与有机基片段或分子的键以外，与“无机”碳（如一氧化碳（羰基金属）氰化物或碳化物）的键通常也被视为有机金属。一些相关化合物，例如过渡金属氢化物和金属膦配合物通常严格地讲，它们是有机金属化合物的讨论中所包括的，但不一定是有机金属化合物。相关但不同的术语“ 金属有机化合物 ”是指缺少直接的金属-碳键但含有有机配体的含金属的化合物。金属β-二酮酸酯，醇盐，二烷基酰胺和金属膦配合物是此类的代表性成员。有机金属化学领域结合了传统无机化学和有机化学的各个方面。

有机金属化合物被广泛用于化学计量研究和工业化学反应中，以及催化剂在提高此类反应速率方面的作用（例如，在均相催化中），其中目标分子包括聚合物，药物和许多其他物质。其他类型的实用产品。

有机金属化合物的特征是前缀“有机”，例如有机钯化合物。这种有机金属化合物的例子包括所有吉尔曼试剂，其中含有锂和铜。四羰基镍和二茂铁是含有过渡金属的有机金属化合物的例子。其他例子包括有机镁化合物，例如碘（甲基）镁MeMgI，二甲基镁（Me ₂ Mg）和所有格氏试剂；有机锂化合物如ñ丁基锂（正丁基锂），有机锌如化合物如二乙基锌（Et ₂ Zn）和氯（乙氧基羰甲基）锌（ClZnCH ₂ C（= O）OEt）; 以及有机铜化合物，例如二甲基铜锂（Li ⁺ [CuMe ₂ ] ^-）。

有机金属化合物中的金属碳键通常是高度共价的。对于高度电正性的元素（例如锂和钠），碳配体表现出碳负离子特性，但是游离的基于碳的阴离子极为罕见，例如氰化物。

与其他化学领域一样，电子计数可用于组织有机金属化学。的18电子规则是在预测的稳定性有益的金属羰基化合物和相关化合物。但是，大多数有机金属化合物不遵循18e规则。通常从等渗原理的角度讨论有机金属化合物中的化学键和反应性。

除X射线衍射外，NMR和红外光谱也是确定结构的常用技术。通常用可变温度NMR和化学动力学来探测有机金属化合物的动力学性质。

有机金属化合物会发生几个重要的反应：

• 氧化加成和还原消除
• 重金属化
• 碳金属化
• 加氢金属化
• 电子转移
• β-氢化物消除
• 有机金属取代反应
• 碳氢键活化
• 环金属化
• 迁移插入
• 亲核抽象

有机金属化合物作为均相催化和化学计量试剂在商业反应中得到广泛应用。例如，有机锂、有机镁和有机铝化合物具有高碱性和高还原性，它们在化学计量上是有用的，但也可以催化许多聚合反应。

几乎所有涉及一氧化碳的过程都依赖于催化剂，值得注意的例子被描述为羰基化。在孟山都工艺和Cativa工艺中， 通过羰基金属配合物催化从甲醇和一氧化碳生产乙酸。大多数合成醛是通过加氢甲酰化生产的。大部分合成醇，至少是比乙醇大的合成醇，是通过加氢甲酰化衍生的醛加氢制得的。类似地，Wacker方法用于将乙烯氧化为乙醛。

几乎所有涉及烯烃衍生的聚合物的工业过程都依赖于有机金属催化剂。世界各地的聚乙烯和聚丙烯均通过齐格勒-纳塔催化异质反应和均相（例如，受约束几何催化剂）均产生。

大多数涉及氢的工艺都依赖于金属基催化剂。尽管大量氢化（例如人造黄油生产）依赖于非均相催化剂，但对于精细化学品的生产，此类氢化依赖于可溶性有机金属配合物或涉及有机金属中间体。有机金属配合物可以使这些氢化反应不对称地进行。

许多半导体是由三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝和三甲基锑生产的。这些挥发性化合物与沿着分解氨、胂、膦和相关的氢化物通过加热的衬底上金属有机气相外延生产（MOVPE）工艺发光二极管（LED）的。

有机金属配合物促进了许多有机分子的合成。Sigma键易位是形成新的碳-碳sigma键的合成方法。Sigma键易位通常用于处于最高氧化态的早期过渡金属配合物。使用处于最高氧化态的过渡金属可防止发生其他反应，例如氧化加成。除sigma-bond复分解外，烯烃复分解还用于合成各种碳-碳pi键。σ键易位或烯烃易位都不会改变金属的氧化态。许多其他方法用于形成新的碳-碳键，包括β-氢化物消除和插入反应。