羰基金屬

羰基金屬

羰基作為配位體,與金屬結合的化合物。1890年L.蒙德通過一氧化碳與鎳粉反應製得四羰基鎳 Ni(CO)4。羰基金屬大都有毒,四羰基鎳氣體在空氣中的濃度超過1ppm時,對呼吸道有刺激,濃度大時會引起死亡。

基本概念


自從Mond於1890年首次以金屬鎳和一氧化碳製得Ni(CO)。以來,至今已合成了大量的各種羥基金屬絡合物。按照配體的種類它們可分為全羥基金屬絡合物(holhloptio metal carbonyls)和混合配體羰基金屬絡合物(mlxod Igand metalourbonyls)按照金屬的多寡則可分為單核(mononnoloar)及多核(polynuolear)羰基金屬絡合物;而按照金屬所帶的電荷也可分為中性、陽性及陰性金屬族基物。一硫(或一硒)化碳,異氰,NO基與OO類似,它們與過渡金屬配位的絡合物也與強基金屬類似。
羰基是一氧化碳絡合在金屬上的配體名稱,它與過渡金屬結合得相當牢固。羰基金屬不僅是最老的而且也基最普遍在的一類有機絡合物。這類絡合物能發生許多有趣的計量和催化反應在金屬有機合成、精細有機介成以及基本有機合成等方面有重要的應用。

羰基金屬分類


金屬與羰基()在一定壓力下反應,可得羰基金屬。常見的羰基金屬有羰基鎳羰基鐵、羰基鈷等。

羰基鎳

羰基鎳(nickelcarbonyl)為無色透明的液體。受日光照射后可變成棕黃色或草灰色。室溫下易揮發。加熱至時可分解為金屬鎳和一氧化碳。短期內吸入高濃度羰基鎳主要引起急性呼吸系統和神經系統損害。
診斷要點
1.臨床表現
(1)輕度中毒或嚴重申毒早期 吸入高濃度羰基鎳后5~30分鐘,可出現頭痛、頭暈、乏力、視物模糊、噁心、咽干、胸悶、胸痛等癥狀。體檢可見眼結膜和咽部充血,但肺部聽診可無異常。
(2)中度中毒 上述癥狀暫時緩解后,經8~72小時又加劇,並有咳嗽,咳痰、呼吸增快、還可出現中度發熱、畏寒、嗜睡、意識模糊等。肺部聽診可聞及呼吸音粗糙、乾性噦音。
(3)重度中毒 有呼吸困難、發紺、血性泡沫痰和兩肺滿布濕性噦音等化學性肺炎和肺水腫的表現,並可出現高熱、抽搐、昏迷及心、肝損害。
2.實驗室檢查
(1)尿鎳明顯增高。
(2)血白細胞計數增高。
(3)少數嚴重病例血清ALT和膽紅素升高。
(4)中度和重度中毒患者胸部X線檢查符合化學性支氣管周圍炎、肺炎或肺水腫的改變。
(5)重度中毒者心電圖可見心律失常和心肌損害。
急救處理
(1)迅速脫離中毒現場,清洗污染的皮膚和毛髮,保持安靜、卧床休息和吸氧,嚴密觀察72小時。
(2)早期給予足量短程糖皮質激素,以防冶肺水腫及心肌損害。出現師水腫時,尚可給消泡劑二甲基硅油霧化吸入和利尿脫水劑等。
(3)驅鎳治療 重度中毒者可用二乙基二硫代氨基甲酸鈉靜脈注射,首次劑量為,24小時總量;也可口服,每次0.5g,每日4次,並同時服用等量碳酸氫鈉,一般可連續服用3~7天。
(4)給予止咳祛痰等其他對症治療。
(5)重度中毒患者可用抗生素預防感染。

羰基鐵

羰基鐵(carbonyl iron)包括三羰基鐵、四羰基鐵、五羰基鐵、九羰基鐵和十二羰基鐵等。羰基鐵的毒性作用類似羰基鎳,但毒性小於羰基鎳。其中五羰基鐵最為常見、毒性亦最高。可經呼吸道、消化道和皮膚吸收。
診斷要點
臨床表現與急性羰基鎳中毒相似,有早發和晚發癥狀,主要出現呼吸道刺激癥狀和肺水腫。尚有皮膚灼傷和過敏的報道。
急救處理
重點是防治肺水腫,可參見“羰基鎳”。

大體描述


如果按每個羰基配位體給予金屬兩個電子來計算,這些羰基金屬除之外都有18電子構型,也都是反磁性的。這些化合物一般不溶於水而溶於有機溶劑,有一定的穩定性,加熱時分解。
羰基金屬
羰基金屬
羰基金屬的結構有單核和多核之分,其物理性能也相應有所不同。例如,五羰基鐵是琥珀色液體,它的二核物──九羰基二鐵──是黃橙色固體,三核物──十二羰基三鐵──是黑色晶體。高級羰基金屬的分子結構為三 角面組成的多面體骨架,例如,為四面體構型。多核羰基金屬的結構體現了原子簇(見原子簇金屬化合物),即金屬與金屬直接結合成鍵,已知的原子簇羰基金屬中金屬原子有10個以上,它們是單核羰基金屬加熱失去一氧化碳的產物。
羰基配位體
羰基配位體
羰基金屬可用作有機合成催化劑和試劑。例如,烯烴與氫和一氧化碳反應,製備高一級醛,即用羰基金屬作催化劑。羰基鐵和羰基鈷也可作為合成其他有機物和金屬有機物的試劑,例如,八羰基二鈷與炔烴反應,生成,炔烴的碳與鈷原子組成了四面體的頂點,炔烴的叄鍵在分子中被打開,這類化合物一般比較穩定。八羰基二鈷與三鹵甲基衍生物或三鹵硅基衍生物反應,能生成另一類四面體的原子簇,在這類化合物中碳、硅或其他 族金屬原子佔四面體的一個頂角。它們也是很穩定的化合物,可作為烯烴聚合的催化劑,例如和(R為烷基)。