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。
有机化学发展史
VS
金属有机化学的飞速发展
20世纪，随着过渡金属和稀土元素的发 现以及金属有机化合物的合成方法的改进 ，金属有机化学得到了飞速发展，为有机 合成和催化提供了新的工具和方法。
有机合成与天然产物的合成方法学研究
有机合成的发展
20世纪，随着有机合成方法学的不断发展和完善，越来越多的复杂有机化合物可以通 过有机合成方法得到，为药物研发、材料科学等领域提供了重要支持。
寻找和开发能够替代传统有机溶剂的环境友 好型溶剂。
绿色催化剂
研究和发展能够替代传统有害催化剂的绿色 催化剂。
绿色合成路线
优化和设计更环保的合成路线，减少废物产 生和能源消耗。
有机功能材料的研究与应用
有机光电材料
研究和发展具有光电性能的新型有机材 料，用于太阳能电池、发光二极管等。
有机超导材料
研究和开发具有超导性能的新型有机 材料，为未来能源传输和信息处理提
天然产物的合成方法学研究
20世纪，对天然产物合成方法学的研究也得到了快速发展，通过对天然产物的结构进 行分析和模仿，可以设计出更加高效的合成路线和方法，为天然产物的开发和利用提供
了重要支持。
04
现代有机化学的发展 与应用
绿色有机化学的发展
绿色有机合成
旨在减少或消除污染的有机合成方法的研究 。
绿色溶剂
天然产物的发现
同时，化学家们也开始从自然界中分离和鉴定各种有机化合 物。例如，从植物、动物和微生物中分离出多种具有生物活 性的有机化合物，这些天然产物为有机化学的研究提供了丰 富的素材。
有机化学的分支学科的形成
生物有机化学
生物有机化学是研究生物体内有机化合物的化学性质、合 成和代谢的学科。这一分支学科的形成标志着有机化学与 生物学之间的交叉融合。
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
有机化学的发展历程及前沿技术
有机化学的发展历程及前沿技术有机化学作为现代化学的一个分支，从20世纪初开始迅猛发展，成为当今世界化学研究领域的重要部分。
本文将从有机化学的起源、发展历程和现代前沿技术三个方面，全面介绍有机化学的发展历程。
1. 有机化学的起源有机化学起源于1700年代，当时大多数化学家认为化学只包括无机物质，即非生物原料的矿物、金属和盐等。
但随着化学分析方法的改进和化学理论的发展，有机物质的存在得到证实，人们开始探索有机物质的性质和合成。
1777年，博物学家斯巴蕴格发现菜炭可以燃烧并放出二氧化碳，这表明有机物质也是可以燃烧的。
1787年，拉瓦锡发现了有机物质与无机物质的区别：有机物质能够被生物合成，而无机物质不行。
1799年，诺伊曼从二硫酸钾和脱水酒精中结晶出单质状的尿素，并且证明尿素是一种有机化合物。
2. 有机化学的发展历程19世纪初，有机化学还是一门非常混乱的学科，不同的化学家使用不同的方法来合成有机化合物。
然而随着时间的推移，有机化学开始从混沌中崛起。
1802年，著名的瑞典化学家贝格曼发现有机物质有自己的特定化学结构。
1828年，弗兰克林提出了烷基的结构概念。
他认为烃是由一个或多个烷基组成的。
随后，克莱姆森提出了苯环的概念，说苯环是由六个碳原子和六个氢原子组成的。
这些基本的理论奠定了有机化学的基础。
19世纪中叶，有机化学进入了一个新时期，当时化学家们开始使用有机物质和无机物质之间的转化来探索有机化学的本质。
1856年，证明甲醛可以用来合成甲醇。
1865年，科霍发现了苯环的氢原子可以被卤素取代。
1877年，霍夫曼合成了纯胆碱，这是有机化学首次成功合成天然物质。
20世纪初，有机化学进入了一个黄金时期，众多有机化合物的合成和研究让有机化学获得了更加深入的认识和研究。
1904年，高邑猀发现了取代基的作用。
1912年，保罗·山岸提出了三电子键理论。
1931年，保罗·克鲁特在研究富勒烯的结构时发现了手性，从而开启了手性分子的合成研究。
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。
有机合成工艺研发
有机合成工艺研发# 有机合成工艺研发## 1. 有机合成工艺的“前世今生”1.1 早期的萌芽其实啊，有机合成工艺的历史就像是一场漫长的探险之旅。
很久以前，人们就开始对有机化合物有了一些懵懂的认识。
比如说，古代人酿酒，这就是一种简单的有机合成反应。
酵母把糖分转化成酒精，这就像是魔法一样。
在当时，人们并不知道这背后的化学原理，只是凭经验知道这样做能得到美味的酒。
随着时间的推移，到了19世纪，有机化学开始真正发展起来。
那时候的科学家们就像勇敢的开拓者，开始尝试合成一些简单的有机化合物。
就好比盖房子，他们先从简单的“砖块”（基本的有机原料）开始拼凑。
早期的有机合成工艺比较粗糙，很多时候都是在不断地尝试和错误中摸索。
1.2 重要的里程碑在有机合成工艺的发展历程中，有很多重要的里程碑。
比如说，尿素的合成。
这可是一件大事，就像在黑暗中点亮了一盏明灯。
以前啊，人们一直认为有机化合物只能从生物体中获取，尿素的合成打破了这个观念。
这就好比发现原来人造的东西也能和天然的一样。
这一发现让科学家们意识到，通过化学手段可以创造出各种各样的有机化合物。
再后来，随着化学理论的不断完善，有机合成工艺发展得越来越快。
新的反应被发现，新的合成方法不断涌现。
这就像一场科技的接力赛，一代又一代的科学家接过接力棒，不断向前推进有机合成工艺的发展。
## 2. 有机合成工艺的制作过程2.1 原料的选择有机合成就像做菜一样，原料的选择非常关键。
首先得确定你要做什么“菜”（目标产物），然后根据这个目标去挑选合适的“食材”（原料）。
比如说，如果你要合成一种药物，那你可能需要选择一些含有特定官能团的有机化合物作为原料。
这些原料就像是乐高积木中的特殊零件，每个都有自己独特的形状和功能。
有时候，原料的获取并不容易。
就像找一种稀有的食材一样，可能需要从特殊的植物或者矿物中提取，或者通过其他的化学合成方法来制备。
而且，原料的纯度也很重要。
如果原料不纯，就像做菜时食材不新鲜一样，会影响到最终“菜品”（产物）的质量。
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有机合成发展简史Newly compiled on November 23, 2020
有机合成化学发展简史
专业：精细化工
姓名：朱琳
目录
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
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。
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。
）
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个骨架内双键），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。
国内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，以及对苯乙烯内酯的合成。
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。
科学出版社，2014年第三版
2、《新编有机合成化学》黄宪等编，化学工业出版社，2003年版
3、《现代有机合成化学》吴毓林等编，科学出版社，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。