高等有机化学-PPT课件

(5)有机化学的近代发展
借助于近代物理
学的进展，有机化学得到长足的发展，不仅在
实验室里分离和提取了一系列天然有机产物，
而且还合成出一些自然界未曾发现的化合物，
并逐步兴起了有机合成化学工业，尤其以染料
和制药工业最为突出。20世纪30年代，随着石
油等天然资源的开发和利用，世界进入了合成化学是20世纪70年代初发展起来的 一门生物化学和有机化学之间的边缘学科。一方 面，应用有机化学的结构理论、基团相互作用理 论、有机化学反应机理和动力学理论，以及应用 有机化学研究方法，在分子水平上研究生物分子 的化学变化和反应规律。另一方面，通过模拟生 物体系的化学变化，建立有机化学研究新体系（ 反应机理和有机合成新方法等）。
有机合成化学 有机合成的基础是各种各样的基元合成反应， 发现新的反应或用新的试剂或技术改善提高已有 的反应的效率和选择性是发展有机合成的主要途 径。 高选择性试剂和反应是有机合成化学中最主 要的研究课题之一，其中包括化学和区域选择控 制，立体选择性控制和不对称合成等。 复杂有机分子的全合成一直是最受关注的领 域，与生物科学相结合，重视分子的功能则是合 成化学家的新热点。
2.有机化学发展历程的回顾
(1)利用 公元770 ~ 780年，人们开始利用 来自动植物体内的物质，例如：烧酒、糖、染 料和药物。 (2)提取 1773年：尿素→1773 ~1785年： 柠檬酸，乳酸，酒石酸，吗啡→元素测定→生 活力学说→有机化学 (3)合成 19世纪中叶：用无机物氰酸铵 （NH4CNO）首次合成尿素→乙酸，油脂→生 活力学说被否定 (4)有机化合物的结构 一维→二维→三维
物理有机化学
物理有机化学主要是通过现代物理实验方法 与理论计算方法研究有机分子结构及其物理、化 学性能之间的关系，阐明有机化学的反应机理。 有机化学反应途径的宏观和微观细节是物理 有机化学的核心课题之一 。而生命科学中的物理 有机化学研究，则包括主－客体化学中的模拟酶 催化反应，主体分子提供的微环境可控制反应， 主体分子对客体分子的识别作用以及疏水亲脂作 用等。
天然有机化学
天然有机化学是研究动植物及生物体内源 性生理活性物质的有机化学。目的是希望发掘 有生理活性的天然化合物，作为发展新药先导 化合物，或者直接用于临床或为农业生产服务。 天然有机化学是植物化学、基础医学、药 物化学、农业化学的基础。同时，天然有机化 学的研究为有机化合物新的分离分析方法，新 的专一性和立体选择性合成方法和立体化学等 方面作出了重要贡献。
化学界的热点，多年来不少诺贝尔化学奖就是
授予了合成化学家。 最近20年SCI引用次数最
多的50名化学家中约有1/3是从事合成化学的。 200年来化学家不仅发现和合成了众多天然存 在的化合物，同时也人工创造了大量非天然的 化合物，
使得人类社会所有的化合物已达2230 万个 （CA2019年12月10日收录的化合物数）。其 增加速度从20世纪90年代前每年60多万个到今 天几个月100万个。 随着21世纪的到来和社会高科技的迅猛发 展，要求合成化学家能够更多地提供新型结构 和新型功能的化合物，并在此基础上设计和组 装各种功能的分子聚集体，进而制备高技术传 感器、仿生智能材料以及分子电子器件、分子 开关等新材料。
(2)迎接挑战，发展化学 21世纪初，化学 发展的几个重要方面可能为：化学反应动态学 （如2019年诺贝尔奖授予的飞秒化学等）；分 子识别、分子间的弱相互作用和分子聚集体化 学；合成和组装化学等。以合成为例：
从科学发展的角度来看，合成化学是化学
学科的核心，是未来化学家改造世界、创造社
会的最有力的手段。创造新的合成反应一直是
高等有机化学
Advanced Organic Chemistry
课程说明 1. 任 课 教 师 韩 莹 副教授 2. 课 时 本课程共36学时
有机化学 （Organic Chemistry）
1.有机化学研究的对象
•有机化学的研究对象是有机化合物。 •研究有机化合物的组成、结构、性质、合成、变 化，以及伴随这些变化所发生的一系列现象。
尤其是与信息时代相关的功能材料以及当前 可能更受人们重视的生命科学，都面临着众多的 化学问题亟待解决，要求化学家更多更积极的参 与。如果说生物学家致力于阐明生命的过程，那 么化学家的使命就是研究如何调控这一过程。 然而，化学虽然在20世纪有了飞跃的发展， 但面对生命这样复杂的体系，现有的化学知识是 不敷应用的，特别需要新化合物和新结构的提供 以及复杂体系中分子识别本质的知识和实践经验 的积累。
目前，随着结构理论和化学反应理论以及 计算机、激光、磁共振和重组 DNA 技术等新技 术的发展，有机化学对分子水平的掌握日益得心 应手，能够按照某种特定需要，在分子水平上设 计结构和进行制备，并由此形成了化学发展的一 个新方向——分子工程学。
3.
21世纪有机化学的展望
(1)走出纯化学，进入大科学 当生物化学和 药物化学彻底脱离有机化学后，化学家则把兴趣 更多地转向获得结构奇特或昙花一现的分子，较 少象生物学家那样发挥想象力，探索其有时是捉 摸不定的功能。随着20世纪的过去，化学知识和 化学生产的普及和发展，数学、物理的进展，一 些在此基础上综合发展起来的大科学开始显现出 它们重要的地位，而这些大科学的发展，又反过 来对化学提出了新的挑战和发展方向。
生命科学研究进入到分子水平，需要化学
的参与，需要合成研究的参与。材料科学、环
境、能源乃至信息科学都对化学提出了诸多挑
战。
大科学正在召唤着化学。走出纯化学，进
入大科学，迎接挑战，发展化学，超越前人，
闪耀辉煌。
4. 有机化学发展前沿和研究热点
在有机化学的发展过程中，逐步形成了有 机合成化学、天然有机化学、生物有机化学、 金属与元素有机化学、物理有机化学以及有机 物分离分析等领域。这些领域在各自的成长过 程中相互渗透、相互依靠并相互促进，为有机 化学学科的繁荣发展作出重要的贡献。
元素有机化学和金属有机化学
元素有机化学是当代有机化学研究中最为活 跃的领域之一。有机磷化学、有机氟化学、有机 硼化学和有机硅化学是当前元素有机化学中四个 主要支柱。 金属有机化学是近代化学前沿领域之一。金 属有机化合物的合成、结构和反应性能的研究以 及新型基元反应的开发和以有机合成为目标的金 属有机化学都是金属有机化学的主要研究内容。