配位化学在生 命科学中的作 用
配位化学在生命科学中的作用
2.1 履行生命的功能
人类发现的首例含锌蛋白，在人体和动物体内，能够可以的 催化二氧化碳的水合作用
CO2 H2O HCO3 H

叶绿素 ( chlorophylls a) 是 镁的大环配合物，作为配位体 的卟啉环与 Mg 2+ 离子的配位是 通过4个环氮原子实现的。叶绿 素分子中涉及包括Mg原子在内
3.4 发光配合物
有机电致发光 Tang 采用超薄膜技术，用导电玻璃作正极， 8- 羟基喹啉铝做 发光层，三芳胺做空穴传输层，Mg/Ag合金做负极，制作工作 电压10伏，亮度高，效率高的双层发光器件。
检测物质
(ZnCl2 )3 (TPDPB)
有机EL具有无机EL无法比拟的优点： （1）有机电致发光材料可选范围广，容易得到全色显示，尤 其可以得到无机材料很难得到的蓝色； （ 2 ）亮度大，效率高；直流驱动电压低 3-7 伏，能耗少，可 与集成电路驱动相匹配； （3）制作工艺简单，成本低； （4）可实现超薄的大面积平板显示，视觉宽； （5）良好的机械加工性能，容易做成不同形状等；
3.2 磁性配合物 3.3 非线性光学配合物 3.4 发光配合物 3.5 分子筛型配合物
3.6手性拆分配合物
3.7 多孔储气配合物 3.8 光电转换配合物
3.1 导电配合物
3.2 磁性功能配合物
（1）高密度信息储存器件的发展推动了新型磁性材料的研究。 （2）小粒子可以用来制造高密度的信息储存材料，但是这个 过程进行到一定极限大小。就不再具有原来的磁效应。 （3）1986年前苏联科学家Ovchinnikov,美国科学教Torrance 及Miler等人几乎同时报道了具有铁磁性的分子化合物，单分 子磁体可以摆脱其困境。
1991 年提出用可溶性共轭聚合物实现 高效聚合物发光器件为聚合物发光器件 的实用开辟了新途径; 1992 年提出对离子诱导加工性的新概 念，从而实现了人们多年来发展兼具高 电导及加工性的导电聚合物的梦想，为 导电聚合物实用化提出了新方向; 1996年首次发表共轭聚合物固态下的光 泵浦激光。
配位化学在我国的发展
分子开关
分子马达
分子刹车
分子轮浆
近年来受到注意的课题
1）混配体和多核杂多核配合物对过渡元素特别是稀土元素的 分析特性;
2 ）惰性配合物在萃取分离、掩蔽和测定等过程中的应用 ; 冠 醚类配体对碱金属和碱土金属的适配鳌合作用;
3）叶琳类配体用作金属离子的超高灵敏显色剂; 4）配合物用于无机气相、高压液பைடு நூலகம்色谱和电化学分析; 5）配位原理在膜分离技术中的应用; 6）酶法分析;
– [ Co(NH3)6]3+ – [Co(NH3)5NCS]2+ – [Co(NH3)5H2O]3+ – [Co(NH3)5Cl]2+ – [Co(NH3)4Cl2]+
21世纪配位化学的定义与内涵。
配位化学是研究广义配体与广义中心原子结合的配位分子 , 及由分子组成的单核、多核配合物、簇合物、功能复合配合 物及其组装器件、超分子、Lock and Key复合物,一维、二维、 三维配位空腔及其组装器件等的合成和反应 ,制备、剪裁和组 装,分离和分析,结构和构象,粒度和形貌,物理和化学性能,各 种功能性质 , 生理和生物活性及其输运和调控的作用机制 , 以 及 上述各方面的规律,相互关系和应用的化学。 简言之 , 配位化学是研究具有广义配位作用的泛分子的化 学。 配位化学不再是纯粹的实验科学，它还要求广泛使用理 论方法和计算方法。
艾伦·黑格
艾伦·黑格，美国公民，64岁， 1936年生于依阿华州苏城。现为 加利福尼亚大学的固体聚合物和 有机物研究所所长，是一名物理 学教授。 获奖理由：他是半导体聚合物和金属聚合物研究领域的先锋， 目前主攻能够用作发光材料的半导体聚合物，包括光致发光、 发光二极管、发光电气化学电池以及激光等等。这些产品一 旦研制成功，将可以广泛应用在高亮度彩色液晶显示器等许 多领域。
配位化学广度上的体现
超分子化学 分子识别 大环配位 化合物 C60配合物 纳米材料 功能性 配合物
1
配位化学在催化领域的重要性
配位化学在生命科学中的作用 配位化学在材料科学中的作用 配位化学的应用前景-分子机器
C 应用
ONTENTS
2 3 4
配位化学在催化领域的重要性
早在 30 年代 , 配合物就被用作催化剂。 50 年代以后 , 配位 催化更是使得有机合成和高分子合成的方法日新月异 ,使化工 生产的许多重大变革得以实现。很多重要的或奇特的反应 ,在 有金属配合物存在时就能发生。催化剂虽然种类繁多 ,但它们 或者本身就是配合物 ,或者以供体和受体的形式出现而可当作 广义的配合物,或者具有配位催化机理。因此配位化学在催化 领域中的意义重大。
（ 1 ）配合物因为有无机的金属离子和有机配体，因 此 配合物不仅有兼有无机和有机化合 物的特性，而且还可能出现无机化合物和有机化合物 均没有的新性质。 （2）配合物在新的分子材料中将发挥重要的作用。
（ 3 ）配位化学理论在指导材料的分子设计中起重要 的指导作用
配位化学在材料科学的作用
3.1 导电配合物
80年代后，在改革开放政策指引下，我国的配位化学取得 了突飞猛进的发展，特别在下列几个方面取得了重要进展：
①新型配合物、簇合物、有机金属化合物和生物无机配合物， 特别是配位超分子化合物的基础无机合成及其结构研究取得丰 硕成果，丰富了配合物的内涵； ②开展了热力学、动力学和反应机理方面的研究，特别在溶液 中离子萃取分离和均向催化等应用方面取得了成果；
光转换配合物
四 配位化学的发展前景
--分子组装和分子机械
分子组装的含义
分子组装：两种或两种以上的简单分子按照一定的方式结合 而成的超分子器件的方法。
分子器件
将可能取代现今的以无机材料为主的微电子器件，它的优点 是尺寸极小，材料来源丰富，容易制备，成本低。 1）比Si芯片小1000倍的分子芯片，元件数量将增加100倍； 2）运算和信息处理速度将明显增加，而成本几乎没有增加；
配位化学在生物和仿生领域中的应用和成就，不仅促进 了生物和仿生科学的发展 ,也促进了配位化学本身的发展。例 如 , 在研究和模拟血红素、叶绿素、酶和离子载体的过程中 , 人们发现或合成了大量的叶琳类配体和环糊精、冠醚、穴醚 等大环配体。这些大环配体不仅具有仿生功能 ,还有很多其他 性能。它们能高选择性地适配鳌合金属离子 ,或包合其它的无 机或有机物,并对客体起定位、活化、屏蔽、传输等多方面的 作用。它们在分析、催化、医疗和材料等领域有特殊的用途。 在仿生实践的推动下 , 在配位化学的基础上 , 一些新兴的分支 学科正在迅速发展 , 例如金属叶琳配位化学、大环配位化学 , 以至主客体化学、超分子化学等。
③现代溶液结构的谱学研究及其分析方法以及配合物的结构和 性质的基础研究水平大为提高； ④随着高新技术的发展，具有光、电、热、磁特性和生物功能 配合物的研究正在取得进展。它的很多成果还包含在其它不同 学科的研究和化学教学中。
半导体照明
Eu( BPTFA ) 3 phen Eu( BPTFA ) 3 (TPPO) 2 Eu( BPTFA ) 3 bpy
分子型分子筛
分子筛结构图
3.5 拆分手性物质
（1） 当一个手性化合物进入生命体时，他的两个对映异构 体通常会表现出不同的生物活性。 （2）惨痛的教训： 德国一家制药公司在上世纪五十年代开发的一种治疗孕 妇早期不适的药物-反应停，药效很好，但很快发现用了反应 停的孕妇生出的婴儿很多都是四肢残缺，虽然各国当即停止 了反应停的销售，但已经造成数以千计的儿童畸形。后来发 现反应停中一种构型有致畸作用，而另一构型没有致畸作用。 （3）拆分手性化合物对于科学家研究以及人类健康有着重要 意义。
配位化学的地位
有机
化学
配位化学 无机 物理 化学 化学
当代的配位化学沿着广度、深度和应用三个方向发展。
1 2 3
深度 广度
应用
深度上的具体体现
Werner创建了配位化学 Ziegler和Natta的金属烯烃催化剂 Eigen的快速反应 Lipscomb的硼烷理论 Wnkinson和Fischer发展 的有机金属化学 Hoffmann的等瓣理论
艾伦.黑格教授在有机及聚合物光电子 材料和器件的物理及材料科学研究领 域的主要开创性贡献有:
1973 年发表对 TTF-TCNG 类具有金属电导的有 机电荷转移复合物的研究，开创了有机金属 导体及有机超导体研究的先河; 1976 年发表对聚乙炔的掺杂研究开创了导电 聚合物的研究领域，这也促进了低维物理理 论研究的发展。 1990年与苏武沛、J.R.Schrieffer 共同发表 了解释聚乙炔中元激发的SSH 模型等;
配位化学在催化领域的重要性
近代催化科学的特点是重视催化的化学模型 , 并且匀相、 多相和酶催化三个领域互相渗透。而人们发现这三个领域都 有配位催化的机理特征 ,因而配位化学是这种渗透的理论基础 , 是阐明催化的化学本质的理论基础。在匀相、多相和酶催化 三者的互相渗透中,一些新型配合物还起了很具体的桥梁作用。 匀相催化的特点是：转化率高 ,选择性好,反应条件温和, 而且反应过程易控制 , 中间产物易分离和检测 , 催化机理易阐 明。它是研究多相催化和酶催化的基础。
的4个六元螯环。
叶绿素是一种绿色色素, 它能吸收太阳光的能量
, 并将储存的能量导入碳水化合物的化学键。
血红素是个铁卟啉化合物, 是血红蛋白的组成部分。 Fe原子从血红素分子的下方键合了蛋白质链上的1个N原 子，圆盘上方键合的O2分子则来自空气。
血红蛋白本身不含图中表示出来的那个 O 2 分子，它 与通过呼吸作用进入人体的 O2 分子结合形成氧合血红蛋 白，通过血流将氧输送至全身各个部位。
3.3 非线性光学材料