無機化學合成

無機合成化學李孝增無機合成化學研究為近年來新材料的發(fā)展做出了突出貢獻。無機合成化學研究的繁榮為有關工作者提供了科學發(fā)現(xiàn)的大好機會。以化學著名期刊Angew.Chem.Int.Ed.和J.Am.Chem.Soc.為例，至06年10年里，大陸學者在Angew.Chem.Int.Ed.上共發(fā)表論文44篇，其中無機化學領域的專家發(fā)表18篇（都是以無機合成為主），占41%。特別是近兩年，大陸學者在Angew.Chem.Int.Ed.上共發(fā)表論文30篇，無機化學領域的專家發(fā)表16篇，占53%，增長迅速；近10年大陸學者在J.Am.Chem.Soc.上發(fā)表論文53篇，無機化學學者發(fā)表11篇，占20%；有機化學領域的專家，在Angew.Chem.Int.Ed.上共發(fā)表論文8篇；在J.Am.Chem.Soc.上發(fā)表論文14篇，中國科技大學錢逸泰研究小組在水熱合成工作基礎上,在有機體系中設計和實現(xiàn)了新的無機化學反應,在相對低的溫度制備了一系列非氧化物納米材料。他們在苯中280℃下將GaCl3和Li3N反應制得納米GaN的工作發(fā)表在Science上，審稿人評價為“文章報道了兩個激動人心的研究成果：在非常低的溫度下苯熱制備了結晶GaN；觀察到以前只在超高壓下才出現(xiàn)的亞穩(wěn)的立方巖鹽相。……”近年國家自然科學獎2007年自然科學二等獎配合物控制合成與晶體工程方法基礎研究陳小明功能金屬配合物與配位聚合物研究是十多年來國內(nèi)外化學研究的重要前沿之一，屬于無機化學、有機化學、物理化學與材料化學的交叉領域。由于金屬離子配位結構及有機配體結構豐富多彩，功能金屬配合物與配位聚合物的分子設計、控制合成是當前和長期的奮斗目標，本項目圍繞這個基本科學問題，通過合理分子設計、選擇金屬離子和有機配體、控制反應條件，組裝了300余種新型功能金屬配合物和配位聚合物，實現(xiàn)了系列配（聚）合物分子的控制合成與定向組裝，并完成系統(tǒng)的結構、光電磁性質(zhì)與穩(wěn)定性等研究。2007年二自然科學等獎新型規(guī)則納米孔材料的分子工程裘式綸

本項目屬無機合成化學領域研究。本項目在開發(fā)新型規(guī)則納米孔材料合成與制備的方法和路線，探索材料的生長與形成機制，結構和功能的內(nèi)在關系，總結材料合成的規(guī)律，指導新型規(guī)則納米孔材料的設計合成，并且以其為主體和模板組裝制備了復合功能材料，進行吸附分離、儲氫、藥物緩釋、酶的固定化、催化等方面進行大量系統(tǒng)的研究工作。化學配位鍵聯(lián)方式與金屬有機骨架（MOF）結構、功能。以功能為導向，通過合成或選取恰當構型有機配體，進行具有手性孔道，籠、大孔道分子篩拓撲結構等MOF的合成?？偨Y配位鍵聯(lián)方式、結構、功能三者內(nèi)在關聯(lián)規(guī)律，提高手性拆分效率和儲氫質(zhì)量。2006年度國家自然科學獎一等獎金屬配合物中多重鍵的反應性研究支志明(香港大學)

論文發(fā)表在德國《應用化學》，《美國化學會志》，美國《化學評論》，美國《科學》，《美國科學院院報》等。主要論文被他引超過3100次。35次在國際權威化學會議上作大會報告或邀請報告，2次被邀請在IUPAC國際配位化學會議作大會報告。在論文被引用上，根據(jù)SCI的統(tǒng)計，1996-2006年間，支教授在全世界化學家中排名135位。

支教授帶領香港無機化學和光化學研究成為世界卓著領域，成功證明無機化學和合成化學在化學生物學和化學-工程-物理交叉學科發(fā)展的重要。2006年度國家自然科學獎二等獎磁性金屬配合物的設計、結構與性質(zhì)

高松

設計合成了系列新型分子磁體，特別是異金屬磁體、混橋雜化磁體、“三原子單橋”構筑的分子弱鐵磁體，手性磁體和微孔磁體等，系統(tǒng)研究了其磁構關系，為設計新型分子磁體提供了新的思路和方法。設計合成了國際上首例同自旋“單鏈磁體”；在近似單離子狀態(tài)的順磁離子體系，發(fā)現(xiàn)場依賴的磁弛豫現(xiàn)象。該發(fā)現(xiàn)有助于揭示分子磁性的量子本質(zhì)。2006年度國家自然科學獎二等獎開放骨架磷酸鋁新結構類型的開拓

徐如人開放骨架結構磷酸鋁是繼沸石分子篩后最為重要的分子篩催化材料，是具有廣闊前景的先進功能材料的基質(zhì)。本研究開拓了系列新結構類型開放骨架磷酸鋁，帶動了開放骨架磷酸鹽的發(fā)展；創(chuàng)造了新型開放骨架磷酸鋁的設計與合成路線。本項成果在Acc.Chem.Res.,Angew.Chem.,Chem.Mater.,Chem.Common.等期刊發(fā)表SCI檢索論文113篇，論文他引1073次。

2005年度國家自然科學獎二等獎具有特殊浸潤性（超疏水/超親水）的二元協(xié)同納米界面材料的構筑江雷

Naturenanotechnology1Acc.Chem.Res.,1Angew.Chem.Int.Ed.,8J.Am.Chem.Soc.11ADVANCEDMATERIALS23…………….2004年度國家自然科學獎二等獎有序排列的納米多孔材料的組裝合成和功能化(趙東員)

所屬科學技術領域:無機合成化學、催化化學、材料科學。

該項目基于納米和分子組裝化學、模板導向化學、表面活性劑化學，研究和建立了微孔、介孔和多級有序分子篩材料的構筑方法，在材料形貌、孔結構和孔內(nèi)活性位等幾個層次上，創(chuàng)立了“酸堿對”和電荷匹配理論，實現(xiàn)材料的定向合成和宏觀控制，并將所合成的新材料用于催化、蛋白分離等領域。2004年度國家自然科學獎二等獎光電功能配位化合物及其組裝游效曾

該項目屬于化學中的配位化學。通過超分子組裝和電荷轉(zhuǎn)移作用原理的統(tǒng)一觀點，以具有光、電、熱、磁等物理功能在材料和信息等高新技術領域有應用前景的體系為導向，重視合成化學、固體物理、材料科學和生物科學等其它學科的相互交叉.

利用配合物構筑基塊，首次組裝了空間結構多樣的三維配位聚合物和分子基型孔穴分子篩；組裝出第一個光學活性且具有手性拆分功能的類沸石晶體。

2004年度國家自然科學獎二等獎若干新型光功能材料的基礎研究和應用探索(沈家聰)

該項目屬于化學與材料等領域。

設計、構筑了四大類五十余種無機、無機/無機、無機/有機光致變色材料。在國際上首次利用超分子化學的方法成功制備了變色性能良好的無機/有機復合薄膜材料，提出了電子/質(zhì)子轉(zhuǎn)移的變色新機理。

金屬-有機骨架（Metal-OrganicFrameworks，簡稱為MOFs）材料，又稱為配位聚合物（CoordinationPolymers）等，是指“由配體與金屬離子通過配位鍵連接形成的無限網(wǎng)絡狀聚合物材料”，屬于“無機-有機雜化材料”。

當前,金屬-有機骨架（Metal-OrganicFrameworks，MOFs,配位聚合物-CoordinationPolymers）材料是化學、能源、環(huán)境和材料等多學科共同關注的研究熱點和前沿，有關研究的結果被大量發(fā)表在Science、Nature、NatureMater.、Angew.Chem.Int.Ed.、J.Am.Chem.Soc.等國際頂級期刊上。這類材料在能源、環(huán)境污染治理、納米材料、光電功能材料、醫(yī)藥、化工等很多領域具有廣闊的應用前景，有望在解決人類社會所面臨的許多重大問題的過程中發(fā)揮重要作用。將氫能用在汽車上是解決石油緊缺的重要途徑，設計燃料箱，即氫氣的存儲則是其關鍵問題，目前解決這一問題的方法效果都不理想。新近文獻報道了一種MOFs多孔材料，在77K時不加壓條件下，其部分區(qū)域可以比迄今為止任何材料吸附更多的氫，這為氫能的廣泛應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結構中存儲著管狀的重氫分子?；疑硖荚?，藍色代表鋅離子，綠色代表重氫（氘）分子。ZhaoB,ChengP,DaiY,etal.

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

TimesCited:195

ZhaoB,ChengP,ChenXY,etal.

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

JOURNALOFTHEAMERICANCHEMICALSOCIETY126(10):3012-3013MAR172004

TimesCited:245

ZhaoB,ChenXY,ChengP,etal.

Coordinationpolymerscontaining1Dchannels

JOURNALOFTHEAMERICANCHEMICALSOCIETY126(47):15394-15395DEC12004

TimesCited:208

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.無機合成化學主要參考書：1.徐如人、龐文琴主編，無機合成與制備化學，高等教育出版社，2001年6月第一版。2.劉海濤等編著，無機材料合成，化學工業(yè)出版社，2003年8月第一版。

第一章概論1-1基本內(nèi)容、基本問題有機合成:加工分子,改變分子結構，以獲得具有需要性能的物質(zhì)（分子）。反應點少，化學鍵破壞的數(shù)目和形成數(shù)目少，一步接一步地按順序進行合成、分離。常常不可逆。無機合成:加工原料,改變聚集狀態(tài)、物相、以獲得具有需要性能的物質(zhì)（聚集狀態(tài)、物相）。反應點多，化學鍵破壞的數(shù)目和形成數(shù)目多，多點反應自動完成，無須多次分離。常常是可逆的。

無機合成與制備化學的主要研究內(nèi)容:(1)新的合成反應、新的合成方法、新的合成技術及相關反應機理的研究;(2)制備新的化合物、新的聚集態(tài)、新材料，創(chuàng)造新型結構，尋求物質(zhì)多樣性。新的合成反應：

CH3CH2OH+Mg

C(nanotube)+MgO+H2新的合成方法和新的合成技術：開發(fā)出一條新的合成路線或技術，往往能夠帶動一大批新物質(zhì)和新材料的出現(xiàn)，如溶膠-凝膠合成路線的提出，為納米態(tài)與納米復合材料，玻璃態(tài)與玻璃復合材料，陶瓷與陶瓷基復合材料，纖維及其復合材料，無機膜與復合膜，溶膠與超細微粒，微晶，表面摻雜以及雜化材料等的開發(fā)與新物種的出現(xiàn)起了極其重要的作用。復雜和特殊結構無機物的高難度合成，如團簇、層狀化合物及其特定的多型體(Polytypes)、各類層間的嵌插(intercalation)結構及多維結構的無機物。研究特殊聚集態(tài)的合成，如超微粒、納米態(tài)、微乳與膠束、無機膜、非晶態(tài)、玻璃態(tài)、陶瓷、單晶、晶須、微孔晶體等。在極端條件下，如超高壓、超高溫、超高真空、超低溫、強磁場、電場、激光、等離子體等，可能得到多種多樣的在一般條件下無法得到的新化合物、新物相和新物態(tài)。如在高真空、無重力的宇宙空間條件下的無機合成，可能會合成出沒有位錯的高純度晶體。總之現(xiàn)代無機合成在21世紀將會有突破性發(fā)展。

進行無機合成研究需要具備必要的合成化學基礎:包括化學物質(zhì)的物理性質(zhì)、反應性、反應規(guī)律，它們與結構間的關系，以及熱力學、動力學等基本化學原理和規(guī)律的運用等。對各種無機物的一般合成路線的基本模式有所了解。

合金、金屬陶瓷型二元化合物（C、N、B、Si等的化合物），酸、堿、鹽，配合物，金屬有機化合物，團簇與原子簇化合物，多聚酸和多聚堿類，無機膠態(tài)物質(zhì)，中間態(tài)或低價化合物，非化學計量比化合物，無機高聚物及標記化合物等。