有机化学的发展和前景

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1、有机化学的发展和前景在人类多姿多彩的生活中,化学可以说是无处不在的。据统计,在工业发达国家的全部生产中,化学过程的工业占高比例,以美国为例占到30%。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的学科。自从1828年合成尿素以来，有机化学的发展是日新月异，其发展速度越来越快。近两个世纪来，有机化学学科的发展，揭示了构成物质世界的有机化合物分子中原子链合的本质以及有机分子转化的规律，并设计、合成了具有特定性能的有机分子；它又为相关学科（如材料科学、生命科学、环境科学等）的发展提供了理论、技术和材料。有机化

2、学是一系列相关工业的基础，在能源、信息、材料、人口与健康、环境、国防计划的实施中，在为推动科技发展、社会进步，提高人类的生活质量，改善人类的生存环境的努力中，已经并将继续显示出它的高度开创性和解决重大问题的巨大能力。此外有机化学还是一门极具创新性的学科。在有机化学的发展中，它的理论和方法也得到了长足的进步。建立在现代物理学（特别是量子力学）和物理化学基础上的物理有机化学，在定量的研究有机化合物的结构、反应性和反应机理等方面所取得的成果，不仅指导着有机合成化学，而且对生命科学的发展也有重大意义。有机合成化学在高选择性反应的研究，特别

3、是不对称催化方法的发展，使得更多具有高生理活性、结构新颖分子的合成成为可能。金属有机化学和元素有机化学，为有机合成化学提供了高选择性的反应试剂和催化剂，以及各种特殊材料及其加工方法。有机化学以它特有的分离、结构测定、合成等手段，已经成为人类认识自然、改造自然具有非凡能动性和创造力的武器。近年来，计算机技术的引入，使有机化学在结构测定、分子设计和合成设计上如虎添翼，发展得更为迅速。同时，组合化学的发展不仅为有机合成提出了一个新的研究内容，而且也使高通量的自动化合成有机化合物成为现实。在21世纪，有机化学面临新的发展机遇。一方面，随着

4、有机化学本身的发展及新的分析技术、物理方法以及生物学方法的不断涌现，人类在了解有机化合物的性能、反应以及合成方面将有更新的认识和研究手段；另一方面，材料科学和生命科学的发展，以及人类对于环境和能源的新的要求，都给有机化学提出新的课题和挑战。有机化学将在物理有机化学，有机合成化学，天然产物化学，金属有机化学，化学生物学，有机分析和计算化学，农药化学，药物化学，有机材料化学等各个方面得到发展。一、物理有机化学物理有机化学是用物理化学的方法研究有机化学问题的科学，是一门指导有机化学其他学科发展的学科。它研究有机化合物的结构和性能、有机化

5、学反应如何发生和为什么发生，从中找出规律，指导设计、合成新的物种，预见和发现新的有机化学现象。如有机化合物的结构与性能的关系，现代光谱、波谱和显微技术的发展为表征分子结构提供了基础。它对原有的各种反应机理和活泼中间体（协同反应、自由基反应、离子型反应、卡宾反应、激发态反应、电子转移反应等）的认识将取得更大的发展。1.协同反应2.自由基反应3.卡宾反应4.电子转移反应二、有机合成化学在迄今己知的众多种有机分子中，大多是通过有机合成途径获得的。通过有机合成化学的研究，不但可以从概念、理论、方法诸方面丰富和发展有机化学学科，而且也为化工

6、、制药等相关产业提供了科学基础。21世纪，有机合成化学面临着新的机遇与挑战，生命科学、材料科学和环境科学的发展对有机合成化学家提出了新的、更高的要求，即发展"理想的"合成方法：强调实用的、环境友好的、资源可持续利用的，它能够从简单的原料出发，在温和条件下经过简单的步骤，快速、高选择性地转化为目标分子。这就要求有机合成化学家适应新的要求，主动参与其他学科的研究，从中开辟合成化学的新天地。由于现行的有机合成方法极少能够达到"理想的"境地，要想达到这样的"绿色合成"的目标，化学家们需要从理念、原理、方法诸方面进行变革与创新。如从化学原理

7、入手，发展新概念、新反应、新试剂、新方法，发展高选择性、高效、高原子经济性反应，以及环境友好介质中的、实用的、"理想的"合成方法。开展具有独特功能的分子的合成研究包括各种性能的材料、生理活性分子或天然产物，并特别重视其与新合成方法的结合，以及提高合成的高效率和简捷性等。在合成方法学的研究方面,在不对称反应催化剂的设计与合成方面,近年来国内已颇有基础,例如陆熙炎院士的钯催化贫电子叁键与双键的γ-丁内酯合成。人们从海洋资源中分离到了不少结构新颖和具有有用的生物活性的环肽。有关Mi-cropeptinT-20的合成就是一个例子。许多从海

8、洋细菌中分离到的环肽具有3-胺基-6-羟基-2-哌啶酮-2(Ahp)结构。因此在合成环肽的同时又随之引出了有关Ahp的合成方法。三、天然产物化学天然产物化学是有机化学学科的重要分支，是研究生物有机体代谢产物及其变化规律的科学，是在分子水平上认识自然