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我國金屬有機化學進展論文
我國金屬有機化學進展論文【1】
摘 要:現如今隨著科學技術的不斷發展和交叉學科的不斷出現,金屬有機化學作為一種新興學科在我國已經逐漸發展起來,該文將對碳金屬鍵化合物的形成、性質及應用,文中還將針對我國金屬有機化學進展進行了探究敘述。
關鍵詞:金屬有機化學 進展 探究
1 簡述金屬有機化學
1.1 金屬有機化合物的組成
金屬有機化合物即為碳元素和金屬元素經過某一反應而形成的化合物,人類發展比較早的金屬有機化合物主要有格式試劑、而叔丁醇鉀等化合物,這些化合物的結構是由金屬原子和氧原子組成的,所以不能認為格式試劑、而叔丁醇鉀等化合物是金屬有機化合物。
從廣義上講,金屬有機化合物中的金屬指的是一些具有金屬性質的非金屬元素(如硫、碲、硒、硼、硅、砷等),實際上,這一定義已遠不符合經典金屬有機化合物的范疇。
但是因為元素有機化學和金屬有機化學之間存在緊密的關聯,所以,即便是分不清元素有機化學和金屬有機化學的概念,也不可能造成什么麻煩。
1.2 金屬有機化學研究分類
我們將對金屬有機化合物的探討的科學稱之為金屬有機化學。
在學術界中,這一化學往往被分為兩種。
1.2.1 探究金屬有機化合物的合成及金屬有機化合物的性質
采用一系列方法合成金屬有機化合物并研究它的一些物理化學性質,其實質上就是合成金屬有機化合物,并且研究這些化合物的相關物理性質和金屬有機化合物在高分子材料科學領域中的應用。
1.2.2 探究金屬有機合成化學
采用一系列方法研究金屬有機化合物如何在合成中得到更好的應用,雖然金屬有機化合物也在合成的范圍之內,此外,還通過其他一些方法獲得一些配體,但是其主要目的是研究金屬有機化合物在有機合成學上所起的作用,這類研究本質上就是研究金屬有機合成化學。
我們可以從上述論述中得知,金屬有機化學是一種由多種學科構成的組合學科,其構成學科主要有晶體學、無機化學、材料學等和有機化學等一系列學科,金屬有機化學對于不對稱有機合成學而言有著重要的基礎性作用,被認為是現代的有機化學界研究的重中之重。
2 我國金屬有機化學進展
2.1 主族元素金屬有機化學
2.1.1 有機硅化學
現如今,有機硅化合物廣受人們的青睞,究其主要原因有其種類多種多樣,使用范圍廣。
從20世紀50年代開始,林一和王葆仁等人合成對有機硅聚化合物和有機硅單體領域做了大量的工作,其主鏈是硅氧烷。
后來,北京大學也對領域做了大量的研究工作。
目前,有機硅工業體系已經在我國形成了,下列五個品種早已完成了其工業化進程,即為硅橡膠、硅凝膠、硅樹脂、硅偶聯劑和硅油等五大品種,此外,它們還對我國經濟和國防建設起到了身份重要的作用。
2.1.2 有機硼化學
21世紀60年代末,我國科學院下面的上海有機化學研究中心和其他研究中心開展了緊密的合作,它們主要研究了硼氫化合物,這之中有B2H6、B3H9、B6H11和 B10H14等的合成方法,其實驗水平已經接近空前的程度。
時間進入60年代,人們開始關注有機硼在有機合成中的應用,這指的是硼氫化反應,硼氮六環、氮硼烷的合成,此外,還有硼烷的結構規則以及硼酸酯化學等。
2.2 過渡金屬有機絡合物化學
2.2.1 過渡金屬絡合物的合成、反應及結構
眾所周知,積極研究過渡金屬有機絡合物的合成方法及相關物理化學性質具有重要的意義,它在進行金屬一碳鍵研究的過程中具有基礎性作用,此外還有利于金屬有機化學的進一步發展。
2.2.2 絡合催化和小分子活化
在此之前,由烯烴聚合而成的催化劑只能在d族過渡金屬中得到一些應用,沈之荃及歐陽等人花費了大量的精力,并做了一些研究工作,得到了一種新的稀土催化劑。
3 我國金屬有機化學進展方向
3.1 根據現有的金屬有機化合物反應規律來研究新的合成反應
目前,像炔烴-αβ-不飽和羰基化合物之類的串聯偶聯反應等金屬有機化學反應得到了較為細致的研究;此外還有雙取代、三取代烯烴,共軛雙烯等的立體選擇性合成技術比較成熟;亞胺的烷基化反應和四異丙氧基鈦促進的還原烯化反應也在現代工業中得到廣泛使用。
值得慶祝的是,我國獨自研究了一種新型反應,即為炔烴-αβ-不飽和羰基化合物的串聯偶聯反應,這一反應給我們展現了一種較為先進的質解方法,可用于猝滅C-Pd鍵。
在我國技術有機化學研究中,亞胺的烷基化反應是一種快速發展的反應,而目前,這一反應已經出現了幾個子系列。
在亞胺的烷基化反應中存在亞胺經三甲基氯硅烷活化后和烯丙基錫的反應,當有鋅粉或鎂屑存在的情況下和烯丙基溴的Barbier型進行反應,以及和氟離子引起的亞胺和三甲基烯丙基硅烷的反應。
3.2 進一步研究金屬有機化合物的反應規律
金屬有機化合物的雙等瓣置換和伴隨加合的等瓣置換新模式和氧橋聯二茚基稀土化合物的立體控制選擇性合成是我國在研究金屬有機化學程中得到的。
這兩個反應規律是一種研究程度較高的金屬有機化合物的反應規律,它以研究單等瓣置換反應為基礎,發現橋連雙環戊二烯基雙金屬絡負離子可以一起和兩分子簇合物發生等瓣置換反應,最終獲得一系列具有較新結構的橋連雙環戊二烯基雙原子簇化合物。
因此,它對于現有反應規律做深入研究有很好地指導作用,此外,還對金屬有機化學的研究工作具有至關重要的作用。
3.3 加快研究新的金屬有機化合物反應機理
在剛發現的金屬有機化合物基元反應之中二價鈀在催化反應中鹵離子的作用下和氟離子形成的三甲基烯丙基硅烷和亞胺的反應機理是技術比較成熟的,要知道,鹵離子在質解反應中具有十分重要的作用;氟離子在該反應中只起催化作用,氟離子沒有可能完全產生其催化作用。
所以,對于新的金屬有機化合物反應機理所做的的進一步探究同樣具有非常重要研究價值。
4 結語
最近幾年,金屬有機化學這一前沿學科有了飛速發展,其中它的發展打破了傳統的無機化學和有機化學的界限,同時又和合成化學、理論化學、結構化學、催化、高分子科學、生物無機化學等交織在一起,從而成為近代學科前沿領域之一。
金屬有機化學的探究對我國的科技發展有著非常重要意義,其中在農業、醫藥、輕工業等廣闊領域有著非常寬廣的前景。
所以深入探究金屬有機化合物的性能和結構的關系,不僅能夠為結構化學、有機化學做出貢獻,還對了解有機錫化合物的催化性能、生理活性和熱穩定性等都有非常重要意義,并對尋找新材料、新藥物有非常重要的應用價值。
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我國當前有機化學發展趨勢與展望論文【2】
摘 要:隨著我國社會主義市場經濟的快速發展,我國有機化學得到了巨大進步,同時也帶動了相關產業的發展。
針對有機化學的研究已經引起了世界范圍內的廣泛關注。
有機化學在我國的發展主要是在新中國成立后期,相關科學家投入更多精力去研究有機化學,并取到了非常好的成績。
當前關于有機化學的研究還在不斷繼續,而且也開始研究有機化學和其他科學之間的關系,促進我國各項事業的快速發展。
文章主要對我國當前有機化學的發展現狀進行分析,并提出了未來的發展方向,同時也闡述了當前有機化學和其他學科的交互關系,希望能夠給相關人士提供一定的借鑒性。
關鍵詞:有機化學;發展趨勢;現狀;特點
化學是人們認識世界的一種重要學科,而有機化學是研究有機化合物的來源、制備、結構、性能、應用以及有關理論和方法學的科學。
迄今已知的近1800萬種化合物中,絕大多數屬于有機化合物。
兩個多世紀以來,有機化學學科的發展,揭示了構成物質世界的有機化合物分子中原子鍵合的本質以及有機分子轉化的規律,并設計、合成了具有特定性能的有機分子;它又為相關學科(如材料科學、生命科學、環境科學等)的發展提供了理論、技術和材料。
有機化學是一系列相關工業的基礎,在能源、材料、人才、環境、國防計劃的實施中,在為推動科技發展、社會進步,提高人類的生活質量,改善人類的生存環境的努力中,已經并將繼續顯示出它的高度開創性和解決重大問題的巨大能力。
有機化學是一門極具創新性的學科。
在對重要的天然產物和生命基礎物質的研究中,有機化學取得了豐碩的成果。
維生素、抗生素、街體類、生物堿、碳水化合物、膚、核昔等的發現、結構測定和合成,為學科本身的發展增添了豐富的內容,為人類的醫藥衛生事業提供了有效的武器。
高效低毒農藥的開發,動植物生長調節劑和昆蟲信息物質的研究和開發,為農業的發展提供了重要的手段。
1 我國有機化學的發展現狀
有機化學在社會發展中扮演著十分重要的角色,在自身發展的過程中雖然取得了良好的成果,但是仍然存在一些問題,下面就系統地分析一下。
1.1 我國有機化學所取得的良好成果
第一,隨著國家經濟的快速發展,人們已經認識到有機化學研究的重要性,使得研究有機化學的人才逐漸增多,其中不乏佼佼者,在國際有機化學領域獲得了一定的聲譽和地位,其中部分學者的研究成果也受到了世界范圍的關注,這不僅增強了我國有機化學研究人員的自信心,同時也極大地促進了我國有機化學領域的發展。
第二,當前有很多高校和科院院所都開始引進先進的實驗設備,并聘請專業的研究人員定期講座,同時也創新出更多的研究技術和方法,目前來看已經和發達國家相比在工作條件方面相差無幾。
第三,當前關于有機化學的研究獲得了矚目的成績,特別是金屬有機化學和有機合成化學更受到了世界級專家學者的肯定。
第四,我國各大高等院校開展了關于有機化學的深入研究,并發表了大量的相關論文,而且論文的質量也在逐年提高,有些論文已經得到了其他國家相關研究人員的肯定。
第五,在有機化學研究的過程中開始融入其他領域的相關知識,這不僅提高了有機化學的研究范圍,反過來也能夠促進該領域的發展,這也是研究有機化學能夠迅速發展的關鍵所在。
1.2 有機化學學科尚存在的問題
在有機化學的整個研究過程中雖然取得了一定的成績,但是也存在一些問題,只有解決了這些問題,有機化學才能更好的發展,所以相關的研究人員必須加強對有機化學研究中存在問題的重視。
第一,對于有機化學的研究還是停留在原來的舊主題,缺少更加鮮明更加新穎的研究主題,研究面比較窄,深度上也不夠,跟風現象比較嚴重,研究體系也缺乏創新性,研究的論文形式上大同小異,內容上萬變不離其中。
例如,當前有很多有機化學的研究論文都是通過合成的方法,也就是說把不同的研究成果放在一起重新描述一下,對論文的實用性并不重視。
第二,作為有機化學的研究者應該在研究有機化學本身的同時還應該考慮到研究成果對國家建設以及經濟發展是否具有積極作用,但是當前只有少量的針對國家建設以及社會發展的研究項目,對于有機化學的未來發展并沒有一個科學的預估。
第三,由于針對有機化學的研究人員必須具備專業的能力,但是當前我國并沒有建設一支高精尖的研究隊伍,而且存在著研究隊伍逐漸縮小的情況,這種情況必須引起相關人員的重視。
第四,雖然有機化學是一門獨立的學科,但是在實際研究和應用的過程中并不是孤立存在的,而是和其他學科相互交叉的,但是當前的研究人員并不重視有機化學與其他學科之間的聯系,只是單純地在有機化學領域進行研究,這對于有機化學的發展是十分不利的。
此外,相比其他國家來說,我國針對有機化學的研究還比較少,相關的論文數量比不上發達國家,而且還需要進一步提高論文的評價機制,使論文質量得到提升。
2 我國有機化學發展趨勢和發展方法
2.1 發展趨勢
隨著人們對有機化學認識的不斷深入,以及了解有機化學對其他領域的重要作用,使得有機化學發展更為迅速,研究內容也開始更加廣泛,變化速度也非常快。
自從提出可持續發展以來,綠色化學已經被認為是有機化學研究的主要方向,并受到了世界范圍的關注。
而且研究人員已經開始發現并建立了有機化學和其他學科之間的關系,并研究的過程中增加了學科之間的滲透,這也促進了有機化學研究工作的進一步發展。
針對當前有機化學的研究現狀,以及經濟發展、國家穩定的實際需求,提出了未來有機化學研究工作的重點:第一,綠色化學的提出對原子提出了新要求,特別是不對稱催化的研究更是成為了綠色化學研究工作中的重點部分,把研究成果應用到環保工程中,能夠有效地降低污染。
第二,在研究生命科學的同時融入有機化學,使二者的研究能夠緊密結合,同時注重對化學生物以及超分子合成的研究。
第三,針對有機化學中具有獨特活性的分子進行研究,同時對所有和能源有關的有機化學加以重視,并時刻關注國內外關于有機化學的相關研究新型,進一步發揮出有機化學的作用。
第四,對有機化學研究中的重點難點進行深入解析,并創新研究方法,找到突破傳統研究方法的關鍵點。
2.2 發展方法
和發達國家相比,我國的有機化學領域發展速度十分緩慢,為了能夠促進有機化學領域更好更快的發展,需要相關人士找到科學的發展方法,下面我們就根據當前有機化學的發展現狀提出應該采取哪些發展方法。
第一,在有機化學研究的過程中應該遵守相關的研究制度,并實現有機化學和其他學科之間的有機融合,促進有機化學自身和其他融合學科的共同發展。
有機化學是我國研究領域中十分重要的內容,關于有機化學的研究程度和研究人員的專業能力和素質有很大關系,作為有機化學的研究者應該具有積極主動性,并把有機化學融入到其他各個領域中,特別是環保領域以及能源應用領域,真正實現綠色化學的目標,這也是拓寬有機化學研究領域的重要途徑,同時也能夠壯大有機化學的研究隊伍。
研究人員應該認識到有機化學并不是一門獨立存在的學科,必須實現它與其他學科之間的融合,才能促進自身更好地發展,同時也能夠不斷創新有機化學的研究方法和內容。
第二,有機化學的研究需要投入大量的資金,這也是有機化學研究工作得以順利進行的關鍵。
針對當前有機化學研究現狀,選擇其中重點研究項目給予更多的資金投入。
針對有機化學研究中的熱點學科,研究人員必須結合外部需要以及學科自身的特點突破傳統研究模式,盡可能地避免出現流于形式的現象,不斷創新研究方式,深化研究內容。
此外,為了調動研究人員的積極性,應該建立并完善相關的評價機制,并根據研究內容以及研究方向的差異,設定不同的評價標準,同時設定不同的資助方式,使研究人員能夠投入更多的精力來研究有機化學。
第三,要想加快有機化學研究工作的步伐,研究人員必須充分發揮自身的創新思維,并推進有機化學進入新型研究領域。
在有機化學研究的工程中應該重視現階段國家所開展的重點研究項目,其中針對挑戰性強的項目應該做好前期準備工作。
在擬定研究課題的同時還應該考慮到是否能夠推動社會經濟的發展以及國家的穩定,真正發揮出有機化學的積極作用。
國家相關部門也應該為有機化學的研究創造良好的研究環境,積極地引進先進的研究設備和專業的研究人員。
整頓論文抄襲等不正之風,培養研究人員樹立科學的人生觀、價值觀和世界觀,同時也應該激發出研究人員的創新意識。
3 有機化學和其他科學的關系
有機化學的研究與應用并不是孤立的,而是和其他領域相互依存的。
當前在生命科學領域以及農業科學領域都采用了有機化學,在實現自身發展的同時也促進了有機化學研究的深入,下面就分析一下有機化學和生命科學、農業科學之間的關系。
3.1 有機化學和生命科學的關系
有機化學和生命科學之間的關系極為密切。
也可以說,現代生命科學的形成是有機化學不斷滲透的結果。
在生命科學的發展過程中,相關學者也提出了相當多的關于分子研究和闡述的化學問題。
研究發現,幾乎所有的生命科學的重大問題都需要有機化學的解釋,例如能量轉換、生物膜、生化反應機制等,這些問題都既是化學問題同時也是生命科學問題,反之,生命科學的產生和發展,也逐漸成為了一種新型的有機化學合成和研究工具,在實際操作過程中更利于自身和有機化學的發展,豐富了有機化學的研究方法。
同時伴隨著生命科學研究的不斷深入,包含了大量的有機化學的研究工作。
二者的發展是相輔相成的,應用新的生物技術能夠解決有機化學中的新問題。
總而言之,當前有機化學無論是理論上還是實踐上的發展,為現代生物學的誕生和發展奠定了堅實的基礎。
蛋白質和核酸的組成結構研究、順序測定方法的建立、生物合成方法的建立等等都為現代生物學的發展開辟了道路。
而有機化學和現代生物學的有機結合成為了推動生命科學發展的有效手段。
3.2 有機化學和農業科學的關系
我國是農業大國,農業的發展直接影響到我國經濟的建設。
隨著農業科學研究的不斷深入,人們發現在農業科學發展的過程中離不開有機化學的應用。
眾所周知,在現代技術領域中,生物技術已經和信息技術、新材料科學一起被列為當前三大前沿科學。
而農業科學是以生物學為核心的綜合性科學,涉及到一系列的基礎學科,其中與有機化學的關系最為密切。
人類對有機化合物的認識、加工和利用就是從農業領域開始的,而有機化學要想得到長遠的發展就必須依賴于農業科學。
究其根源,農業為有機化學工業的發展提供了足夠的原材料,同時也提出了更多更深入的研究課題,不僅拓寬了有機化學的研究領域,同時也豐富了有機化學的研究內容。
同時,有機化學的發展對農業科學的進步也起到了巨大的推動作用。
隨著人口數量的逐漸增多,農業科學必須不斷發展,才能滿足人們日益增長的物質需求。
自從二十世紀初開始,人們就已經開始致力于如何能夠滿足人們不斷增長的衣食住行的需求,因此合成纖維、合成肥料以及其他高分子材料產生了,同時為了能夠提高農業的產量,生產出了不同種類的農藥、飼料、廢料等等,也生產出了更加可口的食物。
如果農業科學沒有有機化學的支撐,那么很難想象當前的生活將是怎樣的。
例如,在農業發展的過程中要想獲得農作物的高產,就必須提高農作物的抗病蟲害的能力,這時候就離不開農藥,當前為了減少農藥對農作物以及環境的不良影響,就必須通過有機化學研制出低毒高效的農藥。
作物的性狀、果實的大小、色澤、口味等應該盡量迎合人們的需求,這就需要在作物生長的工程中通過人工調控來實現對這些方面的控制,這就浪費了很多的人力物力和財力,通過有機化學研制出植物生長調控劑能很好地解決這一問題。
為了增加農產品的附加值,需要實現對農產品的深加工,在這一過程中也離不開有機化學的應用。
隨著城鎮化進程的不斷加快,耕地面積逐漸減少,而人口數量逐漸增多,自然災害逐漸增多,為了避免人們受到饑餓的威脅,實現了人工合成食物,這也離不開有機化學。
因此,可以說人們的衣食住行都和有機化學有著非常密切的關系。
對有機化學的深入研究是創造物質世界的基礎。
也就是說,有機化學家能夠合成世界上已經存在的,同時也可以合成世界上不存在的但是能夠滿足人們需要的物質。
當前,有機化學在農業科學領域發揮著巨大的作用。
我們可以預期到,有機化學能夠為人們的生存繁衍以及社會的穩定發展做出重要貢獻。
4 結束語
綜上所述,雖然當前我國已經開始重視有機化學的研究,也取得了一定的成績,但是在未來的發展中有機化學還有更深更廣的研究空間。
在有機化學研究工作中會出現很多的問題,這些問題會對有機化學的發展起到阻礙作用,作為研究人員應該不斷創新研究方法,拓寬研究領域,同時加強有機化學和其他學科之間的有機融合,國家也應該加大對有機化學的資金投入,同時確定研究重點。
有機化學的發展離不開專業人才的培養,各大高校應該加強對這方面人才的重視,填補有機化學研究領域的空白,進一步推動我國有機化學領域的發展。
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