五 应用金属有机化合物合成特种材料

应用金属有机化合物合成电子材料、光学材料是大有可为的。烯烃、炔烃、丙烯酸酯的聚合物是具有特殊物理、化学、电子、光学性能的材料。自从白川英树应用齐格勒催化剂偶然性地获得具有金属光泽导电性聚乙炔以后,许多金属有机化学家、高分子化学家竞相研究,例如,Grubbs利用环辛四烯以 Cp2Ti=CH2(Cp=茂基)催化聚合得到聚乙炔;沈之荃等用稀土催化剂聚合乙炔,其特点是在室温下进行聚合,所得的聚乙炔顺式比例很高。笔者和周坚强、周其林、李基森等将全氟丁炔-2 或全氟炔腈用π-二芳烃铬进行催化聚合得到具有金属光泽的聚全氟丁炔或聚全氟炔腈。它们都具有导电性,属半导体范围。最近笔者和张景云、杨士勇合作找到适当的掺杂剂使导电性进入导体范围。

聚甲基丙烯酸甲酯(包括氘代聚甲基丙烯酸甲酯)被用作短程光通讯光纤。最近发现的基团转移聚合方法 ( group transfer polymerization,GTP)采用了有机硅合成的一套方法来制备甲基丙烯酸酯的高分子。

GTP 在室温催化下提供了一种所谓“活性”高分子材料,在生物相容性高分子方面是有用的,例如修补软骨和动脉移植。Grubbs 还报道了应用开环复分解产生活性高分子。

陶瓷的研究也受到极大的注视,碳化硅、氮化硅、氮化铝等材料是不易加工成型的。先做成“预陶瓷的高分子前体”如聚碳硅烷,它含有[Si(H)(CH3)CH2]n 单元,再用一般高分子成型的方法加工,经过热裂成为目前最好的连续的碳化硅纤维,已有大宗商品生产。

Ⅲ—Ⅴ(13—15)族半导体如砷化镓的合成是应用金属有机的化学蒸汽沉积法(MOCVD)制得的。该种材料刚刚进入商品化阶段。它应用于微型电路部分、光学材料和光量子检测器。砷化镓以及铝掺杂的砷化镓目前是重要的材料,一般砷化镓是将(CH3)3Ga 和 AsH3 用 MOCVD 方法制备。Cowley 报道将两种元素砷和镓结合在一个分子上的金属有机化合物进行 MOCVD 以制备砷化镓。磷化铟在光学应用方面似乎比砷化镓更好。