本书译自美国耶鲁大学Robert H. Crabtree 教授编著的教材“The Organometallic Che1nistry of the Transition Metals(5th Edition)” 。原著4次再版,是美国高等学校研究生广泛使用的专业经典教材。原著以505页的篇幅,详细介绍了过渡金属有机化学的基本概念、基本理论以及过渡金属有机化合物在有机合成、纳米科学、绿色化学、生命科学、医药等领域中的广泛应用,具有"厚基础、重前沿"的特点。该书理论水平深厚,知识点全面系统,阐述深入浅出、难度合适,章节安排合理,全书篇幅适中。
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目录 《现代化学基础丛书》序 译者的话 缩写符号表 第1章 引言 1 1.1 为什么学习有机金属化学 1 1.2 配位化学 2 1.3 瓦尔纳配合物 2 1.3.1 立体化学 3 1.3.2 螯合效应 3 1.3.3 瓦尔纳配合物 4 1.4 反位效应 6 1.5 软配体对硬配体 7 1.6 晶体场理论 8 1.6.1 高自旋与低自旋 9 1.6.2 惰性配位和活性配位 10 1.6.3 姜-泰勒畸变 11 1.6.4 低自旋与高自旋配体(Low-versus High-Field Ligands) 12 1.6.5 奇数与偶数矿电子构型(Odd versus Even矿Configurations) 13 1.6.6 其他几何构型 13 1.6.7 等电子离子 14 1.7 配位场 14 1.8 反馈键理论 17 1.8.1 前线轨道理论 20 1.8.2 π授电子配体 20 1.9 电中性 21 1.9.1 氧化态趋势 21 1.9.2 周期性趋规律 21 1.10 配体的类型 22 1.10.1 两可配体 24 1.10.2 观众配体与演员配体(Spectator versus Actor Ligands) 26 1.10.3 有机金属化合物与配位化合物 27 参考文献 28 练习题 28 第2章 有机金属配合物的一般性质 30 2.1 18电子规则 30 2.1.1 离子模型与共价模型 31 2.1.2 常见配体的电子数和齿合度 32 2.1.3 零电子配体 35 2.2 18 电子规则的局限 35 2.3 反应中的电子数 37 2.4 氧化态 38 2.4.1 形式氧化态 39 2.4.2 不确定的氧化态 39 2.4.3 价态 41 2.4.4 最大氧化态 41 2.4.5 净离子电荷(Net Ionic Charge) 41 2.5 配位数和几何结构 41 2.5.1 才构型和几何结构 43 2.5.2 流变性和几何构型 44 2.5.3 空间效应和几何结构 44 2.5.4 非八面体配合物18 电于规则总结 44 2.6 配合效应 45 2.6.1 极化 46 2.6.2 游离的≠键合的 47 2.7 金属间的差异 47 2.8 超分子化学 49 参考文献 50 练习题 51 第3章 金属烷基化物、金属芳基化物、金属氢化物以及相关的σ键合物 53 3.1 过渡金属烷基化物和芳基化物 53 3.1.1 金属烷基化物作为稳定的碳负离子 53 3.1.2 口消除 55 3.1.3 稳定的金属烷基化物 56 3.1.4 抓氢金属烷基化物 57 3.1.5 卤素消除 58 3.1.6 还原消除 59 3.1.7 大取代基带来的动力学稳定性 59 3.1.8 金属烷基化物的制备 60 3.1.9 氧化加成 61 3.1.10 插入反应 62 3.1.11 桥烷基金属化合物及相关配体 63 3.1.12 金属环化物 64 3.1.13 和-酰基或烯基金属配合物 66 3.2 相关的σ键合配体 66 3.2.1 第14族元素 66 3.2.2 第15~17族元素 66 3.3 金属氢化物 68 3.3.1 表征 69 3.3.2 合成 69 3.3.3 反应 70 3.3.4 桥联金属氢化物 71 3.4 σ配合物 71 3.4.1 Hz配合物和非经典氢化物 72 3.4.2 表征 73 3.4.3 二氢键 73 3.4.4 抓氢物种 74 3.4.5 其他a配合物 75 3.5 经典σ键配体的键强度 75 参考文献 78 练习题 78 第4章 羰基配合物、膦配合物以及配体取代反应 80 4.1 CO、RNC、CS及NO的金属配合物 80 4.1.1 CO配合物的制备 83 4.1.2 金属羰基配合物的反应 84 4.1.3 桥羰基 85 4.1.4 异腈 86 4.1.5 硫代羰基(CS) 87 4.1.6 亚硝酰基 87 4.1.7 氰基 89 4.1.8 分子氮 89 4.2 膦及其相关配体 89 4.2.1 结构与成键方式 90 4.2.2 Tolman电子参数和圆锥角 91 4.2.3 咬角 93 4.2.4 计算处理的Tolman参数 93 4.2.5 氮杂环卡宾(NHCs) 93 4.3 配体的解离取代反应 94 4.3.1 动力学 94 4.3.2 解离取代反应的立体化学 95 4.3.3 反位效应 96 4.3.4 电子和空间效应 97 4.4 缔合取代反应 98 4.4.1 动力学 98 4.4.2 反位效应的缘由 98 4.4.3 溶剂参与 99 4.4.4 配体的重排 100 4.5 取代中的氧化还原效应、I机理和重排 101 4.5.1 17e和19e物种 101 4.5.2 互换机理 102 4.5.3 配位不饱和物种的重排 102 4.6 先化学取代 104 4.6.1 羰基 104 4.6.2 其他光化学反应 105 4.7 取代反应的空间和溶剂效应 106 4.7.1 溶剂及弱配位能力的配体 106 4.7.2 “非配位阴离子” 107 参考文献 108 练习题 109 第5章 π键合配体配合物 111 5.1 烯烃和炔烃配合物 111 5.1.1 合成 113 5.1.2 反应 114 5.1.3 炔烃配合物 115 5.2 烯丙基配合物 116 5.2.1 合成 117 5.2.2 反应 118 5.2.3 其他配体 119 5.3 二烯配合物 120 5.3.1 环丁二烯配合物 122 5.3.2 其他配体 123 5.4 环戊二烯基配合物 123 5.4.1 弯曲茂金属 127 5.4.2 合成 128 5.4.3 Cp的类似配体 130 5.5 芳烃和其他脂环族配体 130 5.5.1 合成 131 5.5.2 其他芳烃配体 132 5.5.3 矿配体 132 5.5.4 矿配体 133 5.5.5 碳氟化合物 134 5.6 金属环化物和等瓣置换 135 5.7 多烯和多烯基配合物的稳定性 136 参考文献 137 练习题 138 第6章 氧化加成与还原消除反应 139 6.1 协同加成 141 6.2 SN2反应 144 6.3 自由基机埋 145 6.4 离子机理 147 6.5 还原消除 149 6.5.1 八面体配合物 150 6.5.2 其他配合物 151 6.5.3 双核还原消除反应 153 6.6 口键复分解反应 154 6.7 氧化偶联和还原断裂 155 参考文献 157 练习题 158 第7章 插入和消除 160 7.1 涉及c0的反应 161 7.1.1 提高插入反应速率 163 7.1.2 表观插入 164 7.1.3 双插入 165 7.1.4 异腈 166 7.2 烯烃的插入 166 7.2.1 M-R与M-H插入的对比 169 7.2.2 二烯 171 7.2.3 CO/烯烃的交替插入 172 7.3 其他插入反应 172 7.4 a、β、γ和σ消除 173 7.4. β消除 173 7.4.2 α消除 174 7.4.3 其他类型的消除反应 175 参考文献 176 练习题 177 第8章 亲核、亲电加成和攫取反应 179 8.1 对CO的亲核加成 181 8.2 对多烯和多烯基的亲核加成 183 8.2.1 Davies-Green-Mingos规则 184 8.2.2 Wacker过程 187 8.3 金属氢化物、烷烃和酰化物的亲核攫取 190 8.3.1 金属氢化物 190 8.3.2 金属烷烃和金属酰化物 190 8.4 亲电加成 191 8.4.1 对金属的加成 191 8.4.2 对M-L键的加成 192 8.4.3 对配体的加成 192 8.5 烷基的亲电攫取 194 8.6 单电子转移途径 196 8.7 带有金属配合物的有机自由基的反应 197 参考文献 199 练习题 199 第9章 均相催化 202 9.1 烯烃的异构化 205 9.1.1 烷基机理 206 9.1.2 烯丙基机理 207 9.2 烯烃的加氢反应 207 9.2.1 氧化加成 207 9.2.2 诱导效应 210 9.2.3 不对称催化 211 9.2.4 反应动力学竞争 214 9.2.5 可逆性 214 9.2.6 手性中毒 215 9.2.7 H2异裂活化 215 9.2.8 H2均裂活化 216 9.2.9 芳烃加氢 217 9.2.10 转移加氢 218 9.2.11 醇活化 218 9.3 烯烃的氢甲酰化 219 9.4 丁二烯的氢氰化反应 221 9.5 烯烃的氢硅烷化和硼氢化反应 224 9.5.1 氢硅烷化反应 224 9.5.2 硼氢化反应 225 9.6 偶联反应 226 9.7 有机金属的 氧化酶反应 228 9.8 表面和固载的有机金属催化剂 229 9.8.1 表面有机金属化学 229 9.8.2 聚合物固载有机金属化物 230 9.8.3 均相/多相催化不确定性 231 参考文献 231 练习题 233 第10章 有机金属化学中的物理方法 235 10.1 分离 235 10.2 1 HNMR谱 235 10.2.1 形式偶合 236 10.2.2 非对映异位 237 10.2.3 化学位移 239 10.2.4 顺磁性化合物 239 10.3 13C NMR谱 240 10.4 31P NMR谱 241 10.5 动态核磁共振 243 10.5.1 流变速率 243 10.5.2 流变机理 245 10.6 自旋饱和转移 246 10.7 Ti和NOE 247 10.7.1 Ti和氢分子的配合物 249 10.7.2 仲氢诱导核极化(PHIP) 249 10.7.3 NOE 250 10.8 同位素共振微扰 250 10.9 红外光谱 253 10.9.1 羰基化合物 253 10.9.2 其他配体 255 10.9.3 利用同位素识别谱带 255 10.9.4 拉曼光谱 255 10.10 晶体学 255 10.10.1 方法的局限性 256 10.10.2 结果解释 257 10.11 其他方法 257 10.11.1 顺磁性金属有机配合物 257 10.11.2 挥发性物种 258 10.11.3 计算方法 259 10.11.4 单分子成像 260 10.11.5 解释结果 260 参考文献 260 练习题 262 第11章 金属配体多重键 264 11.1 卡宾 264 11.L1 Fischer卡宾和Schrock卡宾 264 11.1.2 Fischer卡宾 267 11.1.3 Schrock卡宾 272 11.L 4 介于Fischer和Schrock卡宾之间的中间体 276 11.1.5 硼配合物 277 11.1.6 联烯 277 11.2 卡拜 278 11.2.1 合成 278 11.2.2 结构和谱图 279 11.2.3 反应 280 11.2.4 碳化物 280 11.3 桥联卡宾和卡拜 280 11.3.1 结构和图谱 281 11.3.2 反应 281 11.4 氮杂环卡宾(NHCs) 282 11.4.1 成键 283 11.4.2 合成 283 11.4.3 螯合NHCs 284 11.4.4 应用 285 11.5 杂原子的多重键 286 11.5.1 合成 288 11.5.2 谱图和结构 288 11.5.3 反应 289 参考文献 290 练习题 291 第12章 有机金属化学的应用 293 12.1 烯烃复分解反应 293 12.1.1 反应机理 295 12.1.2 交叉复分解反应的选择性 297 12.1.3 商业应用 297 12.2 烯烃二聚、低聚和聚合反应 299 12.2.1 微观结构 300 12.2.2 催化剂类型 301 12.2.3 Green-Rooney假设 302 12.2.4 Brookhart催化剂 305 12.2.5 SHOP低聚反应 305 12.3 CO和C02的活化 308 12.3.1 水煤气变换 308 12.3.2 Reppe反应 310 12.3.3 Monsanto乙酸工艺 310 12.3.4 二氧化碳活化 311 12.4 碳氢键活化 312 12.5 有机金属材料和聚合物 317 参考文献 319 练习题 321 第13章 簇合物、纳米颗粒、材料和表面 323 13.1 簇合物结构 323 13.2 结构 324 13.2.1 有效原子序数(EAN)规则 324 13.2.2 韦德规则 327 13.2.3 线形簇合物 333 13.2.4 M-M多重键 333 13.3 等瓣相似 335 13.4 纳米粒子 338 13.5 巨型分子 342 13.6 有机金属材料 344 参考文献 345 练习题 346 第14章 有机合成中的应用 348 14.1 催化碳一碳键与碳杂原子键的形成反应 348 14.2 烯烃复分解反应 355 14.3 Rh卡宾环丙烷化反应和C-H嵌入反应 357 14.4 氢化及相关反应 358 14.5 羰基化反应 360 14.6 氧化反应 364 14.7 C-H活化 366 14.8 点击化学 370 14.9 非催化反应 371 参考文献 374 练习题 376 第15章 顺磁、高氧化态和高配位数配合物 378 15.1 磁性与自旋态 379 15.1.1 自旋态 380 15.1 2 自旋态的变化对动力学和热力学的影响 382 15.1.3 3d金属对比4d和5d金属 384 15.2 多烷基化合物 384 15.2.1 第4族 384 15.2.2 第5族 386 15.2.3 第6族 386 15.2.4 第7族 387 15.2.5 第8~10族 388 15.2.6 第11族 389 15.2.7 高价态配合物的催化 389 15.2.8 卡宾和卡拜 389 15.3 多氢化物 390 15.4 茂基配合物 392 15.4.1 铼 393 15.4.2 其他金属 394 15.5 区配合物 394 15.5.1 镧系金属有机化学 397 15.5.2 锕系金属有机化学 400 参考文献 401 练习题 402 第16章 生物有机金属化学 403 16.1 前言 403 16.1.1 蛋白质 403 16.1.2 金属酶 405 16.1.3 模拟 405 16.1.4 分子识别 406 16.1.5 辅酶 407 16.1.6 蛋白质结构 407 16.2 辅酶Bl2 408 16.2.1 模拟研究 409 16.2.2 均裂机理 410 16.2.3 生物烷基化和生物脱烷基化 411 16.3 固氮 413 16.3.1 和N2配合物 414 16.3.2 N2配合物的反应 416 16.3.3 Fe-S分子簇 417 16.4 Ni酶 419 16.4.1 古生菌 419 16.4.2 CO脱氢酶 420 16.4.3 甲烷的产生过程 421 16.4.4 氢酶 422 16.4.5 血红蛋白 423 16.5 生物医学的应用 424 参考文献 425 练习题 427 练习题答案 428 索引 443