天津大学无机精细合成课件第一章 概论

无机合成化学李孝增无机合成化学研究为近年来新材料的发展做出了突出贡献。无机合成化学研究的繁荣为有关工作者提供了科学发现的大好机会。2010年SCI引文桂冠得主

•SusumuKitagawa美合成细胞材料学院副院长兼日本京都大学合成化学及生物化学系教授设计和开发多孔金属-有机骨架(配位聚合物)，其应用包括氢气与甲烷的存储、气体净化和气体分离、手性异构体的拆分、离子交换等•OmarM.Yaghi美国加州大学洛杉矶分校化学和生物化学系06年前的10年时间内，大陆学者在Angew.Chem.Int.Ed.上共发表论文44篇，其中无机化学领域的专家发表以无机合成为主的论文18篇，占41%；大陆无机化学学者学者在J.Am.Chem.Soc.上发表论文11篇；有机化学领域的专家，在Angew.Chem.Int.Ed.上共发表论文8篇；在J.Am.Chem.Soc.上发表论文14篇，中国科技大学钱逸泰研究小组在苯中280℃下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上，审稿人评价为“文章报道了两个激动人心的研究成果：在非常低的温度下苯热制备了结晶GaN；观察到以前只在超高压下才出现的亚稳的立方岩盐相。……”近年国家自然科学奖2012年度国家科学技术二等奖1.纳米材料新功能的发现及应用

阎锡蕴，梁伟，汪尔康，顾宁，杨东玲2.金属酶的化学模拟及其构效关系研究

毛宗万，巢晖，计亮年，刘建忠，鲁统部3.若干纳米新结构及结构转变规律

龚新高，孙得彦，刘志锋，顾晓，季敏4.特定结构无机多孔晶体的设计与合成

于吉红，庞文琴，李激扬，李乙，徐如人5.氧化锌薄膜微结构与性能调控中的若干基础问题

潘峰，曾飞，宋成，杨玉超，刘雪敬6.特征结构导向构筑无机纳米功能材料

谢毅，吴长征，熊宇杰2011年自然科学二等奖(4项/36项）稀土纳米功能材料的可控合成、组装及构效关系研究严纯华、张亚文、孙聆东、高松(北京大学)2011年自然科学二等奖(4项/36项）几类无机材料的氢、锂、镁储存与电池性能研究（能量高效储存与转化关键材料基础研究）陈军、李玮瑒、陶占良、程方益、马华(南开大学)2011年自然科学二等奖(4项/36项）亚稳纳米材料生长的基础研究（制备出多种形态的一维氧化锌纳米结构,发现许多新奇的物性及潜在的应用）杨国伟、王成新、欧阳钢、杨玉华、王冰(中山大学)2011年自然科学二等奖(4项/36项）介孔基复合材料设计合成、非均相催化性能与应用探索（无机化合物和有机分子装载的主客体复合材料的创新合成方法与非均相催化性能）施剑林、陈航榕、高秋明、张文华、严东生(中国科学院上海硅酸盐研究所)2010年自然科学二等奖(3项/35项）新型稀土杂化及纳米复合光电功能材料的基础研究及应用探索张洪杰，武志坚，张思远，苏

锵复杂形态和结构的无机功能材料的构筑、自组装原理及性能研究俞书宏，杨

剑，刘

标，郭晓辉，崔先进超细单壁纳米碳管的制备及其特性研究汤子康，王

宁，陈子亭，张西祥，沈

平2008年自然科学二等奖功能纳米材料的合成、结构、性能及其应用探索研究李亚栋(清华大学)

2008年二自然科学等奖新型规则纳米孔材料的分子工程裘式纶本项目属无机合成化学领域研究。本项目在开发新型规则纳米孔材料合成与制备的方法和路线，探索材料的生长与形成机制，结构和功能的内在关系，总结材料合成的规律，指导新型规则纳米孔材料的设计合成，并且以其为主体和模板组装制备了复合功能材料，进行吸附分离、储氢、药物缓释、酶的固定化、催化等应用基础研究方面进行大量系统的研究工作。化学配位键联方式与金属有机骨架（MOF）结构、功能。以功能为导向，通过合成或选取恰当构型有机配体，进行具有手性孔道，笼、大孔道分子筛拓扑结构等MOF的合成。总结配位键联方式、结构、功能三者内在关联规律，提高手性拆分效率和储氢质量。碳硼烷及其金属碳硼烷的合成、结构和反应谢作伟(香港中文大学)2007年自然科学二等奖配合物控制合成与晶体工程方法基础研究陈小明功能金属配合物与配位聚合物研究是二十年来国内外化学研究的重要前沿之一，属于无机化学、有机化学、物理化学与材料化学的交叉领域。由于金属离子配位结构及有机配体结构丰富多彩，功能金属配合物与配位聚合物的分子设计、控制合成是当前和长期的奋斗目标，本项目围绕这个基本科学问题，通过合理分子设计、选择金属离子和有机配体、控制反应条件，组装了300余种新型功能金属配合物和配位聚合物，实现了系列配（聚）合物分子的控制合成与定向组装，并完成系统的结构、光电磁性质与稳定性等研究。2006年度国家自然科学奖一等奖金属配合物中多重键的反应性研究支志明(香港大学)

论文发表在德国《应用化学》，《美国化学会志》，美国《化学评论》，美国《科学》，《美国科学院院报》等。主要论文被他引超过3100次。35次在国际权威化学会议上作大会报告或邀请报告，2次被邀请在IUPAC国际配位化学会议作大会报告。在论文被引用上，根据SCI的统计，1996-2006年间，支教授在全世界化学家中排名135位，是世界前0.02%的化学家。

支教授带领香港无机化学和光化学研究成为世界卓著领域，成功证明无机化学和合成化学在化学生物学和化学-工程-物理交叉学科发展的重要。2006年度国家自然科学奖二等奖磁性金属配合物的设计、结构与性质

高松

设计合成了系列新型分子磁体，特别是异金属磁体、混桥杂化磁体、“三原子单桥”构筑的分子弱铁磁体，手性磁体和微孔磁体等，系统研究了其磁构关系，为设计新型分子磁体提供了新的思路和方法。

设计合成了国际上首例同自旋“单链磁体”；在近似单离子状态的顺磁离子体系，发现场依赖的磁弛豫现象。该发现有助于揭示分子磁性的量子本质。2006年度国家自然科学奖二等奖开放骨架磷酸铝新结构类型的开拓

徐如人开放骨架结构磷酸铝是继沸石分子筛后最为重要的分子筛催化材料，是具有广阔前景的先进功能材料的基质。本研究开拓了系列新结构类型开放骨架磷酸铝，带动了开放骨架磷酸盐的发展；创造了新型开放骨架磷酸铝的设计与合成路线。本项成果在Acc.Chem.Res.,Angew.Chem.,Chem.Mater.,Chem.Common.等期刊发表SCI检索论文113篇，论文他引1073次。

2005年度国家自然科学奖二等奖具有特殊浸润性（超疏水/超亲水）的二元协同纳米界面材料的构筑江雷

09年10月前部分论文Nature1Naturenanotechnology1Acc.Chem.Res.,1Angew.Chem.Int.Ed.,8J.Am.Chem.Soc.11ADVANCEDMATERIALS23…………….2004年度国家自然科学奖二等奖有序排列的纳米多孔材料的组装合成和功能化----赵东元

所属科学技术领域:无机合成化学、催化化学、材料科学。

该项目基于纳米和分子组装化学、模板导向化学、表面活性剂化学，研究和建立了微孔、介孔和多级有序分子筛材料的构筑方法，在材料形貌、孔结构和孔内活性位等几个层次上，创立了“酸碱对”和电荷匹配理论，实现材料的定向合成和宏观控制，并将所合成的新材料用于催化、蛋白分离等领域。2004年度国家自然科学奖二等奖光电功能配位化合物及其组装游效曾

该项目属于化学中的配位化学。通过超分子组装和电荷转移作用原理的统一观点，以具有光、电、热、磁等物理功能在材料和信息等高新技术领域有应用前景的体系为导向，重视合成化学、固体物理、材料科学和生物科学等其它学科的相互交叉.

2004年度国家自然科学奖二等奖若干新型光功能材料的基础研究和应用探索沈家聪

该项目属于化学与材料等领域。

设计、构筑了四大类五十余种无机、无机/无机、无机/有机光致变色材料。在国际上首次利用超分子化学的方法成功制备了变色性能良好的无机/有机复合薄膜材料，提出了电子/质子转移的变色新机理。

金属-有机骨架（Metal-OrganicFrameworks，简称为MOFs）材料，又称为配位聚合物（CoordinationPolymers）等，是指“由配体与金属离子通过配位键连接形成的无限网络状聚合物材料”，属于“无机-有机杂化材料”。

当前,金属-有机骨架（Metal-OrganicFrameworks，MOFs,配位聚合物-CoordinationPolymers）材料是化学、能源、环境和材料等多学科共同关注的研究热点和前沿，有关研究的结果被大量发表在Science、Nature、NatureMater.、Angew.Chem.Int.Ed.、J.Am.Chem.Soc.等国际顶级期刊上。这类材料在能源、环境污染治理、纳米材料、光电功能材料、医药、化工等很多领域具有广阔的应用前景，有望在解决人类社会所面临的许多重大问题的过程中发挥重要作用。将氢能用在汽车上是解决石油紧缺的重要途径，设计燃料箱，即氢气的存储则是其关键问题，目前解决这一问题的方法效果都不理想。新近文献报道了一种MOFs多孔材料，在77K时不加压条件下，其部分区域可以比迄今为止任何材料吸附更多的氢，这为氢能的广泛应用展示了光明的前景。Y.Liu,H.Kabbour,C.M.Brown,D.A.Neumann,C.C.Ahn.Langmuir,2008,24,4772.MOF-74结构中存储着管状的重氢分子。灰色代表碳原子，蓝色代表锌离子，绿色代表重氢（氘）分子。

ZhaoB,ChengP,DaiY,etal.

Ananotubular3Dcoordinationpolymer….ANGEWANDTECHEMIE-INTERNATIONALEDITION42(8):934-936。2003

TimesCited:249

ZhaoB,ChengP,ChenXY,etal.

Designandsynthesisof3d-4fmetal-basedzeolite-typematerialswitha3Dnanotubularstructureencapsulated"water"pipe

JOURNALOFTHEAMERICANCHEMICALSOCIETY126(10):3012-3013MAR172004

TimesCited:302

ZhaoB,ChenXY,ChengP,etal.

Coordinationpolymerscontaining1Dchannels

JOURNALOFTHEAMERICANCHEMICALSOCIETY126(47):15394-15395DEC12004

TimesCited:262

Optical,electronic,……materials

Eu2O3+MnCO3+MnSO4·H2O+PDA

{[Eu(PDA)3Mn1.5(H2O)3]·3.25H2O}n

PDA=pyridine-2,6-dicarboxalicacidHydrothernalH2O/155˚CZn2+-sensitiveluminescentlanthanideprobe:EmissionspectraoftheMOF

inDMF(10-3M)atroomtemperature(excitedat287nm)inthepresenceof0-3equivofZn2+ionswithrespecttotheMOF,respectively:black,noaddition;red,1equiv;blue,2equiv;green,3equiv.ions.LuminescentintensityoftheMOF

at618nminDMFatroomtemperatureupontheadditionofZn2+,Ca2+,orMg2+ions(excitedat287nm).CationswereaddedasZnCl2,CaCl2,orMgCl2.1.徐如人.庞文琴.霍启升

出版社：高等教育出版社出版日期：2009/2/1主要参考书：

2.徐如人、庞文琴主编，无机合成与制备化学，高等教育出版社，2001年6月第一版。

3.刘海涛等编著，无机材料合成，化学工业出版社，2003年8月第一版。

第一章概论1-1基本内容、基本问题有机合成:通常情况---加工分子,改变分子结构，以获得满足需要的物质（分子）。反应点少，化学键破坏的数目和形成数目少，一步接一步地按顺序进行合成、分离。常常不可逆。无机合成:通常情况---加工原料,改变聚集状态、物相、以获得具有需要性能的物质（聚集状态、物相）。反应点多，化学