有机合成发展简史
01-绪论-补充2：有机合成简史
有机合成（基础篇）Kun-Lin HuangCollege of Chemistry, Chongqing Normal UniversityKun-Lin Huang,Chongqing Normal2Kun-Lin Huang,Chongqing NormalUniversity3¾有机合成化学是为人类作出了重大贡献的科学1900-2000年的100年间，合成和分离了2285万种化合物，95%以上为有机化合物及其衍生物。
¾1990年美国哈佛大学E.J.Corey 教授获得诺贝尔化学奖逆向策略理论使有机合成化学从此进入——科学兼艺术的时代。
Organic SynthesisKun-Lin Huang,Chongqing NormalUniversity首次无机物合成有机物。
H. Kolbe 从元素单质合成乙酸，首次用?)”概念，使生命力学说”寿终正寝。
Kun-Lin Huang,Chongqing NormalUniversity欧洲第二战场诺曼底登陆)，由美国2001年立体选择性全合成成功。
奎宁/金鸡纳碱电视剧《长征》Kun-Lin Huang,Chongqing NormalUniversity1947和1930年诺贝尔化学奖。
Kun-Lin Huang,Chongqing Normal第尔斯(Otto Diels,1876-1954, 阿尔德(Kurt Alder,1902-1958, 德国化学双烯合成反应——烯烃的环加成(D-A 反应从而共同获得绿色合成化学的典范。
维尼奥Vignaud(1901-1978, 合成含硫多肽激素催产素，获，也进入了Kun-Lin Huang,Chongqing NormalUniversity1965年中国科学家合成活性结晶牛胰岛素。
R. B. WoodwardKun-Lin Huang,Chongqing NormalUniversity其实20世纪60年代开始，有机合成进入E. J. Corey 时代哈佛大学的E. J. Corey 教授Kun-Lin Huang,Chongqing NormalUniversity 15Kun-Lin Huang,Chongqing NormalUniversity16Kun-Lin Huang,Chongqing NormalUniversity 17Kun-Lin Huang,Chongqing NormalUniversity18。
有机化学的发展简史
有机化学的发展简史有机化学作为化学学科的一个重要分支，起源于对有机物的研究。
在过去的几个世纪里，有机化学经历了许多重要的发展，并为人类社会的进步做出了巨大贡献。
以下是有机化学发展的简史。
17世纪：燃料和染料的发现有机化学的研究可以追溯到17世纪，在当时，主要关注研究燃料和染料。
一些重要的有机化学实验家，如奥伊伊尔·瓦什利、霍纳利厄斯·博伊尔德和“傅尔贝退役”约翰·资姆梅尔曾经开展了一系列研究，这些研究奠定了有机化学的基础。
18世纪：有机物的化学组成到了18世纪，重点转移到了有机物的化学组成。
英国化学家约瑟夫·普里斯特利开展了对烷基化合物的研究，并确定了这些化合物的一般结构。
同时，瑞典化学家卡尔·舍勒提出了有机化合物是由碳和氢构成的理论。
19世纪：有机化学理论的发展到了19世纪，有机化学的理论得到了进一步发展。
法国化学家勒热所提出的有机化学力场理论，显示了一些重要有机化合物之间的关系，为有机化学打下了坚实的基础。
此外，德国化学家奥古斯特·开尔成为有机化学的先驱，他发现了乙醇、甲醛和甲烷等许多重要的有机化合物。
20世纪：重要的有机合成和新理论20世纪见证了有机化学的许多重要进展。
在这个时期，有机合成变得越来越重要，尤其是在药物和香料生产方面。
同时，量子化学的发展也为有机化学提供了一种新的理论研究方法。
很多著名的有机化学家如罗伯特·勃朗斯特德、丹尼尔·里贝尔、林纳斯·鲍林、罗伯特·罗宾斯塔、基奥·伯克、内德·维奥特和本杰明·韦尔顿等都在这个时期做出了重要的贡献。
现代有机化学随着科学技术的发展，有机化学在20世纪后期和21世纪得到了进一步的发展。
新的实验技术、仪器仪表和计算方法的引入使得有机化学的研究变得更加精确和高效。
此外，新的合成方法也得到了开发，允许有机化学家合成更加复杂的有机分子。
有机合成设计简介
经典合成时期
• 1828年Wohler偶然使氰铵酸转化成尿素
打破了“生命力”学说
开创了人工合成新纪元
• 1859年Kekule建立了化学结构理论 奠定了人工合成的理论基础
• 1902年Willstatter合成天然产物托品醇 天然产物人工合成第一个里程碑
O I Br Br Br
托 品 经 典 合 成 法 （ 20 步 反 应 ）
RO Me Me COOMe H COOH RO RO Me
Me
• 1962年Woodward领导100多位化学家合成出VB12
H2 NOC Me H2 NOC Me H2 NOC Me Me CONH2
* *
*
CN N Co + N
*
*
* HN * N
Me
*
Me Me CONH2
CONH2
Me O -O
展 趋 反 合 合 新 技 技 技 技 技 分 分
势 应 成 物 术 术 术 术 术 析 析
1987年Kishi等合成出含64个手性碳的海葵毒素
OH H2N O O O OH OH O OH HO HO OH N O OH N OH Me Me OH O Me OH O OH HO OH OH Me HO OH OH OH OH OH OH Me OH Me HO OH O HO Me OH OH OH OH OH OH OH HO OH O OH OH HO OH O OH OH OH
● 碳链的缩短 ① 不饱和烃的氧化
RCH=CHR/
R-C=CH2 R/ KMnO4 R-C CH H+ CH2CH2CH3
-CH(CH3)2
KMnO4 H+ KMnO4 H+
有机合成发展简史
有机合成发展简史：佳精细化工专业班级：13107341 学号：1310700336要了解有机化学的发展历史，我们需要先知道有机合成的定义。
有机合成是从较简单的化合物或单质经化学反应合成有机物的过程，有时也包括从复杂原料降解为较简单化合物的过程。
1824年德国化学家维勒从氰经水解制得草酸，1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。
氰和氰酸铵都是无机化合物而草酸和尿素都是有机化合物。
尿素的合成也就是有机合成化学的开始。
尿素的合成：NH4OCNH2N NH2O1915年获Noble化学奖的德国化学家Willstatter的有机合成反应：而后众所周知的现代有机合成之父，罗伯特·伯恩斯·伍德沃德，对现代有机合成做出了相当大的贡献，在1945-1954年人工合成了奎宁、类固醇、马钱子碱、羊毛甾醇、麦角碱等近20种复杂天然产物， 1965年获Noble化学奖。
在Woodward的带领下, 经过两个实验室，100多位科学家的共同努力，于1977年完成了维生素B12的全合成工作。
这是有机合成史上的一次化学艺术的合成。
B12的全合成：而在1990年获得Noble 化学奖的E.J.Corey则是将有机合成从艺术转变成为科学的一个关键人物。
他的逆合成分析是有机合成的灵魂，合成路线设计的基本方法样有逆合成法、分子简化法、官能团的置换或消去法、分子拆解法等。
逆合成分析中的合成树：Ta2a2T anb1T b2T b3b4T bn c1Tc2c3c4c51c6c7T c8c9T c10主要的有机合成反应分别是在1981年Woodward红霉素的全合成、1987年Y.Kishi海葵毒素的全合成、1993年S.L.Schreiber et al FK-1012的全合成、1994年、K.C.Nicolaou&S.L.Schreiber紫杉醇（Taxol)的全合成。
海葵毒素：C 129H223N3O54,64个手性中心回顾有机合成化学的发展，首先应提及的是在1902-2005年共97次Nobel 化学奖中，约有25项是固有机合成领域的杰出贡献而获奖，可见有机合成在化学和众多科学发展中占有极其重要的地位。
盘点有机合成化学的前世今生看完让你爱上化学
03
吉利德的抗病毒药物研发
吉利德科学公司利用有机合成技术，成功研发出多种抗病毒药物，如治
疗丙肝的索磷布韦等。
05
有机合成在新材料领域的应用
高分子材料的合成与改性
高分子化合物制备
通过有机合成方法，可以制备出各种 高分子化合物，如聚乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯等。
高分子材料改性
在高分子材料制备过程中，可以引入 特定的官能团或添加剂，以改善其性 能，如增强耐热性、耐寒性、耐腐蚀 性、机械强度等。
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07
有机合成化学的挑战与未来展望
当前面临的挑战与问题
选择性合成挑战
在复杂有机分子合成中，如何实现高选择性、高效率的反 应仍然是一个难题。
原子经济性
传统的有机合成方法往往产生大量废弃物，如何提高原子 经济性、减少环境污染是亟待解决的问题。
催化剂的设计与优 化
催化剂在有机合成中发挥着关键作用，如何设计高效、环 保的催化剂是当前研究的热点。
创新驱动下的有机合成化学发展路径选择
发展新的合成策略
01
探索新的反应路径和合成策略，提高合成的选择性和
效率。
加强催化剂研究
02 深入研究催化剂的构效关系，设计高效、环保的催化
剂，推动有机合成化学的发展。
推动学科交叉融合
03
加强与其他学科的交叉融合，借鉴其他学科的理论和
方法，为有机合成化学提供新的思路和方法。
案例三
复合功能材料的研发与应用。复合功能材料可以综合多种材料的优点，实现功能的协同增 强，为新能源、环保等领域提供新的解决方案。
06
有机合成在能源领域的应用
太阳能利用中的有机合成技术
光敏染料
有机合成反应的发展与应用
有机合成反应的发展与应用有机合成反应是现代化学领域中最为重要和广泛应用的一类化学反应。
它不仅对有机化学领域的研究具有重大意义，而且在制药、材料科学、农药、化妆品等众多领域中也发挥着重要作用。
本文将介绍有机合成反应的发展历程和其在不同领域中的应用。
一、有机合成反应的发展历程有机合成反应的发展历程可以追溯到19世纪中叶，当时化学家们通过对乙醇的氯化、醚化等反应进行研究，逐渐建立了有机合成反应的基础理论和方法。
随着化学实验条件的不断改进和反应机理的深入研究，越来越多的有机合成反应被发现和开发出来。
在20世纪上半叶，随着有机化学领域的不断进步，一系列重要的有机合成反应被提出并得到广泛应用。
例如卡宾反应、格氏反应、Diels-Alder反应等，这些反应为有机合成提供了广泛的反应路径和方法。
同时，许多重要的有机合成试剂和催化剂也相继被开发出来，为有机合成反应的进行提供了可靠的工具。
随着化学技术的不断发展，有机合成反应的研究进入了一个全新的阶段。
现代有机合成反应已经不再局限于传统的官能团转化，而是更加注重反应的选择性、高效性和环境友好性。
在有机合成反应的研究中，多步合成和立体选择性等问题也成为研究的热点。
这些发展使得有机合成反应在制药和材料科学领域中的应用取得了显著的成果。
二、有机合成反应的应用领域1. 制药领域有机合成反应在制药领域中的应用尤为重要。
通过有机合成反应，可以合成出大量的活性分子和药物，用于治疗各种疾病和疼痛。
例如，通过有机合成反应，可以合成出抗生素、抗癌药物、抗病毒药物等重要的药物。
同时，有机合成反应对于药物分子的结构修饰和优化也起着关键作用。
2. 材料科学领域有机合成反应在材料科学领域中的应用也非常广泛。
通过有机合成反应，可以合成各种高分子材料、功能材料和纳米材料，用于电子、光学、能源等领域的应用。
例如，合成聚合物、液晶材料、荧光染料等，在电子器件、显示技术和生物成像等方面都具有重要的应用价值。
有机合成技术
b、有机合成工作者在科研中的任务和目的
天然产物全合成：在实验室内用人工的方法来复制 自然界的产物， 用以证明它的结构或足量地获得； 根据人们的需要来改造分子结构或创造出全新的结 构； 发展更加高效、绿色的试剂、催化剂及有机合成方 法。
还原为“氢化青蒿素”
•青蒿素的结构鉴定及人工合成为结构改造工作打下了理论基础 屠呦呦 研究员于2011年获得拉斯克奖-被誉为“诺贝尔奖风向标” 的一个奖项。
Tamiflu or
oseltamivir
2005年10月禽流感恐慌席卷全球。达菲（奥司他韦）因其 对禽流感的疗效而成为明星药物 2009年的H1N1新流感亦曾经使用奥司他韦作治疗。 2013年H7N9 型禽流感，可用达菲做早期治疗。
达菲的合成
生产达菲的主要原料——莽草酸，90%来自中国内地。
八角（茴香） 在八角的甲醇提取物中能含有超过10%的莽草酸
Roche synthesis 瑞士罗氏公司
Gilead Science’s synthetic route
奥司他韦是基于结构的合理药物设计的成功案例， 在这种药物的研发过程中大量应用了计算机辅助
中国唯一一种其分子结构得到国际认可的中药
• 青蒿素的功用及提取
• 青蒿素的结构鉴定及 人工合成
屠呦呦 研究员
周维善院士
发现其药效并提取
东晋葛洪《肘后备急方》中的 几句话吸引了她的目光： “青蒿一握，水一升渍， 绞取汁服”，可治 “久疟 ”
中国科学院上海有机化学研究所的周维善院士主持并 参与了青蒿素结构测定和人工全合成。
生物模拟材料
• 例：通过对于糜蛋白酶中羟基与咪唑基等多功能基 团协同作用的研究，人们合成了相应的模拟酶，其 活性比天然糜蛋白酶的活性高10倍。
固相有机合成
无机载体：包括硅胶、氧化铝等。 在有机类载体中，由于聚苯乙烯树脂具有价廉
易得、易于功能基化、稳定性好等诸多优势而成为 目前应用最多的高分子载体。 根据载体的物理形态，又可分为： 线型、交联凝胶型体 Merrifield 树脂就属于此类。它是一种低交联 的凝胶型珠体。凝胶型聚苯乙烯树脂通常用1% 或2%二乙烯苯交联。一般说来，凝胶型聚苯乙 烯树脂在有机溶剂中有较好的溶胀性并具有较 高的负载量，但是机械性能和热稳定性较差， 所以它们不适合连续装柱方式操作，反应温度 不能超过100℃。 另外还有大孔型树脂，它具有较高的交联度， 机械稳定性好，在溶剂中溶胀度低，但是负载 量较小。
(2) 易于实现自动化：固相树脂对于重复性反应步 骤可以实现自动化，具有工业应用前景;
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(3) 高转化率：可以通过增大液相或固相试剂的量来 促进反应完成或加快反应速率，而不会带来分离操 作的困难；
(4) 催化剂可回收和重复利用：稀有贵重材料(如稀 有金属催化剂) 可以连接到固相高分子上来达到回 收和重复利用的目的；
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2、物理稳定性
物理稳定性包括机械强度、耐磨损、耐压力负荷及 渗透压变化等。在应用上，尤其在自动化操作上 更为重要。无机载体耐辐射性能比较好，而有机载 体均易降解。有机载体在一般情况下，交联度越高， 物理稳定性越强。一般对有机溶剂，包括醇、醛及 酮类都比较稳定。有机载体热稳定性一般不如无机 载体好，常见的凝胶型树脂使用的上限温度为 120℃，大孔树脂有的可达150℃。
(linker)； (3) 固相载体上的化学反应及条件优化； (4) 产物从固相载体上解离的方法。
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（一）固相载体的要求
在进行固相有机合成之前，要选择和寻找适宜 的固相载体。通常对载体的要求有以下几点
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有机合成化学发展简史
专业：精细化工
学号：1110731110
姓名：朱琳
目录
1．有机合成是有机化学中永不枯竭研究资源 (3)
2．有机合成的发展史 (3)
2.1早期的合成化学 (3)
2.2 合成化学的发展 (4)
2.3有机合成的新发展 (7)
3．中国有机合成发展概况 (8)
4.参考资料 (10)
有机合成发展简史
有机合成化学是有机化学的核心组成部分,是人类改造世界,创造美好未来的强有力工具。
一个国家有机化学研究水平高低在很大程度上取决于有机合成化学发展状况。
有机合成是推动有机学发展的永恒动力。
1．有机合成是有机化学中永不枯竭研究资源
生命科学：生物大分子、生物活性分子、生化分析试剂等；
医药学：药物、药理、病理分析试剂等；
农业：农药、农用化学品等；
石油：石油化工产品等
材料科学：高分子化合物、功能材料等；
食品：食品添加剂等；
日用化工：燃料、涂料、化妆品等。
2．有机合成的发展史
2.1早期的合成化学
（1900年以前）：简单化合物的制备
1824年德国化学家维勒（Wohler）首次从无机物人工合成有机物--尿素。
1845年德国化学家Kolbe合成醋酸
1854年法国化学家Bezthelot合成油脂
1890年德国化学家Emil Fisher合成六个碳原子的糖的各种异构体，由于他在糖化学和嘌呤等杂环化合物合成的功绩获得1902年的诺贝尔化学奖。
2.2 合成化学的发展
（1900~1960年）：生物活性的化合物被合成
1902年德国化学家Willstatter合成托品酮（1915年获得诺贝尔化学奖）
颠茄酮
1917年英国化学家Robinson 全新、简捷地合成托品酮（Mannich反应）（1947年获诺贝尔化学奖）
1929年德国化学家Hans Fisher 合成血红素（通过对其分解产物的合成并最后加以装配）
美国化学家R．B．Woodward(1917~1979)（1965年获得诺贝尔化学奖）现代有机化学之父
复杂结构的生物碱的合成：
1944年金鸡纳碱的合成，
1954年马钱子碱的合成，
1956年麦角新碱的合成，利血平的合成
甾体化合物的合成：
1951年胆甾醇等的合成
1957年羊毛甾醇的合成
抗生素的合成：
青霉素V、四环素、VB12等
（Woodward与瑞士有机化学家Albert Eschenmoser合作，率领100多位科学家经过12年的努力，终于于1973年完成了VB12的全合成。
）
2.3有机合成的新发展
60年代以后：有机合成化学形成了以反应机制为线索的体系
E．J．Corey 美国化学家
1967年提出具有严密逻辑的逆合成分析法，并合成血红素、前列腺素、白三烯等天然产物；1990年获得诺贝尔化学奖
在60年代中期，科里创造了逆合成分析的原理，并提出了合成子和切断这两个基本概念。
科里的合成方法和理论开创了计算机辅助有机合成的新纪元。
1967年科里等人编写了第一个OCSS（Organic Chemical Simulation of Synthesis）程序（LHASA程序的前身）
逆合成分析法（Retrosynthesis）:
即从需要合成的目标分子（Target Molecule —TM）出发，向回推出原料。
即使一个简单的
分子得合成也可
以逆推出许多不
同的中间体，组
成不同的合成路
线，结果得到一
个所谓的“合成
树”。
20世纪60年代，Merrifield 美国生物化学家发展了固相合成技术。
20世纪70年代，Corey 美国化学家发展了手性合成理论和方法。
1989年，Kishi 美国化学家合成了海葵毒素（分子式：C129H223N3O54,分子量2680，64个手性中心，7个骨架双键），被称为是世纪工程。
20世纪90年代，发展了组合化学合成理论和技术。
3．中国有机合成发展概况
在新中国成立后，中国的自然科学，包括有机合成化学，进入了一个崭新的发展时代。
尽管当时的工业基础非常薄弱，又无强大的国力支持，但新中国的有机化学家在抗菌素，染料和甾体药物等的合成方面开展了相当出色的工作，尤其是甾体的半合成工作取得了极大成功，为当时世界上正在发展的甾体抗炎药和甾体避孕药工业打下了坚实的基础。
从70年代起国际上的有机化学的发展
出现了新的高潮，有机化学成为化学中最大的一个分支，有机合成则成为有机
化学中最令人注目的一个领域。
1965年9月，我国科学家汪猷等成功地合成了具有生理活性的结晶牛胰岛素。
70年代中，前后合成了前列腺素E1(PGE1)，前列腺素F2α及ω-乙基同系
物(ω-Ethyl-PGF2α)和15-甲基前列腺素F2α15-Methyl PGF2α)等前列腺素，以及一大批昆虫(棉红铃虫等)信息素。
此外这期间也开展了一些天然药物的合
成研究，如具抗癌活性的喜树碱和具抗疟活性的仙鹤草酚等。
1978年作为中国科学院的重点研究课题启动了青蒿素的全合成研究。
青蒿
素是中国科学家从中药中发现的新一代抗疟药，同时其独特的过氧结构也是对
有机合成的新挑战。
1981年11月，我国科学家又在世界上首先人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。
1983年报道了从青蒿的另一成分——青蒿酸出发合成青蒿素的工作。
1984年进而完成了由香茅醛开始的全合成工作。
国90年代天然产物合成较前有很大的发展，合成目标涉及到多种类型的化合物:周维善利用糠胺的不对称反应合成了一批生物碱，以及对苯乙烯酯的合成。
王志勤、许杏祥等对康宁木酶素进行了合成。
总之，50年代以来，尤其近20年来中国天然产物合成这一科学高峰的攀登取得了很大的进展，缩小了与国际先进水平的差距。
4.参考资料
1、《有机合成化学》王玉炉等编。
科学，2014年第三版
2、《新编有机合成化学》黄宪等编，化学工业，2003年版
3、《现代有机合成化学》吴毓林等编，科学，2001年版
4、中国有机合成概况参考《中国有机合成化学家的攀登》吴毓林，伍贻康编，出版源《化学通报》, 1999(12):25-32。