金属有机催化剂.ppt

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1、配位机理催化有机反应的金属有机催化剂化学学院化学学院08级级B1组组主要内容主要内容 金属有机化合物简介 金属有机催化剂碳酐酶 金属有机催化剂黄嘌呤氧化酶金属有机催化简介其他配位机理催化剂简介一、金属有机化学一、金属有机化学金属有机化学是当代化学的前沿领域之一，它的发展最为活跃、最为迅速和最有生命力。第一个金属有机化合物Zeise盐发现于1827年，之后人们对主族元素的化学，特别是有机锂、有机镁、有机锌和有机铝化合物的合成与应用进行了初步的研究。金属有机化合物又称有机金属化合物(metallo-organic compound)，是指烷基（包括甲基、乙基、丙基、丁基等）和芳香基（苯基等）的烃基

2、与金属原子结合形成的化合物，以及碳元素与金属原子直接结合的物质之总称，是一类至少含有一个金属-碳（或）键的化合物常见的有机金属配合物举例：自60年代以来，先后有8位从事金属有机化学研究的化学家获得了诺贝尔化学奖K.Ziegler,G.Natta,E.O.Fischer,G.Wilkinson,N.N.Lipscomb,H.C.Brown,G.Wittig,H.Taube.金属有机化学与催化科学紧密相关，它的发展不仅提供了一系列的高活性和高选择性的新型催化剂，而且为在分子水平上研究现代催化理论提供了科学依据。也就逐步形成了今天的金属有机催化化学，所以金属有机化学与催化的前景都是一片光明。二、金属

3、有机催化剂二、金属有机催化剂催化反应的研究是化学工业发展的重要环节之一，随着人们对金属有机的研究的深入，金属有机催化剂的设计给如今的化学工业带来了一次又一次的革新与进步。新型的金属有机催化剂或试剂为化学工作者提供了众多的高活性和高选择性的有机合成的方法，使如今的有机合成的技术提高到了崭新的水平。研究金属有机催化的意义：一方面在于开发它们在工业中的直接应用；另一方面，在现阶段，是从分子的水平上揭开催化作用的原理的奥秘，从而认识催化过程中影响催化活性和选择性的种种因素，为设计新型的高效和高选择性的催化剂提供理论依据。金属有机催化剂举例：金属茂催化剂（环戊二烯基过渡金属络合物催化剂），甲基铝氧烷与二

4、甲基二茂锆催化体系（乙烯聚合），硅氮取代茂钛杂环络合物（新型，烯烃聚合），有机钌催化剂（氢转移催化剂）等等。钌催化剂催化氢转移（还原）反应：该反应具有高产率和高选择性的结果在钌催化剂的存在下，烯丙胺与烯丙酯反应生成环丁烷化合物三、金属有机催化剂选讲三、金属有机催化剂选讲1，金属酶碳酐酶2，金属酶黄嘌呤氧化酶1，金属酶，金属酶碳酐酶碳酐酶问题：在人体中问题：在人体中COCO2 2的运输方式有几种？的运输方式有几种？1、物理溶解。每100ml血液只能运输0.3ml的CO2。2、碳酸氢盐结合方式 CO2在碳酐酶的催化下 与水反应形成碳酸，解离成碳酸氢根与氢。3、氨基甲酸Hb结合方式 一部分的CO2与

5、Hb结合 生成氨基甲酸Hb。理论上，与Hb和其他的血浆蛋白结合运输的CO2可以达到总运输量的30%，然而CO2与蛋白质的结合的反应速度比与水结合的反应速度小很多，实际的结合量不超过总量的20%。可见碳酐酶的重要性。注：His-94，His-96，His-119表示第94、96、119位的组氨酸碳酐酶的结构碳酐酶是人们最早发现的也是最广为研究的锌酶之一。1932年Meldrum和Roughton从血液中分离得到（在血液中仅次于血红蛋白）。具有一系列的生物功能，包括参与光合成，钙化作用，维持血液的pH，离子输送和二氧化碳交换等，其中催化二氧化碳的水和作用的 反应时最重要的。是现今知道的生物体中催化

6、反应最快的酶之一。人们发现，如果用适当的方法把酶的“心”（锌）挖去，X-射线分析发现该酶的三维结构几乎没有发生变化，然而它的催化活性却几点也没有了。如果将锌重新植入其中，酶的催化活性又恢复了，可见酶的活性和金属离子有很大的关系。以下是公认的碳酐酶的催化机理：碳酐酶的催化反应机制2 2，金属酶，金属酶-黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶的分子量较大，约27万，并含有两分子FAD、两个钼原子和八个铁原子。酶中的钼以钼蝶呤辅因子的形式存在，是酶的活性位点。铁原子则为 2Fe-2S 铁氧还蛋白铁硫簇的一部分，参与电子转移反应。对于黄嘌呤氧化酶，它是分子量是300000道尔顿的双聚酶分子。氧化形式的钼中心有一个Mo=O，两个Mo-S基和一个端Mo=S。酶的部分结构钼辅因子3维示意图作用机理：黄嘌呤氧化酶活性位点中钼蝶呤辅因子的钼原子另外与一个端氧、多个硫原子以及一个端羟基相连。在黄嘌呤至尿酸的反应中，钼上的氧先是转移至黄嘌呤分子上，然后，水分子与活性中间体进行加成，使活性的钼中心得到再生。与其他已知的含钼氧还酶类相同的是，产物中新引入的氧原子是来自于水分子中的氧，而非氧气分子。2,6-二羟基嘌呤（黄嘌呤）2,6,8-三羟基嘌呤（尿酸）黄黄嘌嘌呤呤氧氧化化酶酶的的作作用用机机理理示示意意图图黄嘌呤氧化酶氧化黄嘌呤后的产物尿酸结构式以及三维示意图