Избранные главы неорганической химии

Читался: 8 семестр.

Лектор: Федин В.П.

Основной целью дисциплины является ознакомление студентов с избранными разделами современной неорганической химии. Выбор разделов определен тенденциями развития неорганической химии в последние годы.

Раздел 1: Металлоорганические комплексы d-элементов

История открытия металлоорганических соединений (соль Цейзе, карбонилы, ферроцен). Номенклатура. Правило 18 электронов. Карбонилы (электронное строение, примеры моноядерных и кластерных соединений, особенности структуры, способы координации СО, получение, колебательные спектры, химические свойства). Аналоги карбонильных соединений (NO+, CS, RNC, N2, CN). Алкильные и арильные комплексы (получение, устойчивость, β-элиминирование). Карбеновые комплексы Фишера и Шрока, карбиновые комплексы (получение, геометрическое и электронное строение). Олефиновые и ацетиленовые комплексы (электронное строение, примеры соединений, особенности структуры, получение, химические свойства). Аллильные и диеновые комплексы (электронное строение, примеры соединений, особенности структуры, получение, химические свойства). Примеры циклических полиеновых комплексов. Циклопентадиенильные комплексы, металлоцены (электронное строение, примеры соединений, особенности структуры, получение, химические свойства). Ареновые и циклооктатетраеновые комплексы. Изолобальные фрагменты.

Раздел 2: Примеры катализа с участием комплексов переходных металлов

Значение металлокомплексного катализа. Гомогенный катализ. Основные правила для каталитических циклов. Ключевые стадии. Гидрирование алкенов (катализатор Вилкинсона). Энантиоселективное гидрирование прохиральных алкенов. Гидроформилирование. Процесс Monsanto. Wacker процесс (окисление олефинов). Полимеризация алкенов (катализатор Циглера, новое покаление катализаторов).

Раздел 3: Металлоорганические соединения s- и p-элементов

Металлоорганические соединения щелочных и щелочноземельных металлов (синтез, строение и химические свойства). Методы работы в инертной атмосфере. Металлоорганические соединения для подгруппы цинка и алюминия. Кремнийорганические соединения, в том числе со связями Si-Si и Si=Si. Особенности химии элементоорганических соединений Ge, Sn, As, Sb, Bi.

Раздел 4: Бионеорганическая химия и комплексы в медицине

Роль ионов металлов в живых системах. Биохимия кальция. Ферритин, трансферрин. Транспорт и хранение дикислорода (гемоглобин и меоглобин, гемоцианин), модельные соединения. Карбоксиангидраза, карбоксипепридаза, Железосерные кластеры и их роль в биосистемах. Цитохромы (Р-450) и транспорт электронов. Витамин B12. Фиксация диазота, нитрогеназа. Фотосинтез, фотосистема II. Биологическая роль вольфрама. Соединения металлов в медицине. Контрастные вещества для MRI. Радиофармацевтика. Регуляторы NO. Фотодинамическая терапия. Противораковые препараты (цисплатин и поиск новых препаратов). Соединения золота и висмута. Рентгеноконтрастные вещества.

Раздел 5: Супрамолекулярная неорганическая химия

Основные типы супрамолекулярных неорганических соединений. Работы A. Müller (молибденовая синь, кеплераты), работы F. Secheresse, работы M. Fujita. Интеркалаты. Фуллерены и нанотрубки.

Студентам рекомендуется в качестве основной литературы:

Особенностью курса является рассмотрение тенденций развития и новых результатов избранных разделов неорганической химии. Основная литература по этим вопросам суммирована в обзорных работах, опубликованных в Chem. Commun., Inorg. Chem., Chem. Rew., Angew. Chem. Int. Ed., Acc. Chem. Res. PDF файлы всех этих обзоров выдаются студентам.

Дополнительная литература:

  1. Cotton F.A., Wilkinson G., Murillo C.A., Bochmann M. Advanced Inorganic Chemistry, 6th Ed. — 1999.
  2. Shriver D.F., Atkins P.W., Langford C.H. Inorg. Chem., 2nd Ed. — 2000.