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有机化学前沿
制作人：黎一玮、庾伟强、陈孝良、梁文辉、何梓浩
有机化学的发展前沿和研究热点
20
世纪的有机化学，从实验方法到基础理论都有了巨大的进展，显示出蓬勃发展
的强劲势头和活力。
世界上每年合成的近百万个新化合物中约
70%
以上是有机化合物。
其中有些因具有特殊功能
而用于材料、能源、医药、生命科学、农业、营养、石油化
工、交通、
< br>环境科学等与人类生活密切相关的行业中，直接或间接地为人类提供了大
量的必需
品。与此同时，人们也面对着天然的和合成的大量有机物对生态、环境、人
体的影响问题
。
展望未来，有机化学将使人类优化使用有机物和有机反应过程，
有机
化学将会得到更迅速的发展。
有机化学的迅速发展产生了不少分支学科，
包括有机合成、
金属有机、
元素有机、
天然有机、物理有机
、有机催化、有机分析、有机立体化学等。下面介绍其中的一部
分分支学科，使我们了解
有机化学的发展前沿和研究热点。
（
1
）有机合成化学
这是有机化学中最
重要的基础学科之一，
它是创造新有机分子的主要手段和工具，
发
现新反应、新试剂、新方法和新理论是有机合成的创新所在。
1828
年德国化学家维
勒用无机物氰酸铵的热分解方法，
成功地制备了有机物尿素，
揭开了有机合成的帷幕。
100
多年来，有机合成化学的发展非常迅速。
有机合成发展的基础是各类基本合成反应，
不论合成多么复杂的化合物，
其全合
成可用逆合成
分析法（
Retrosynthesis Analysis
）
分解为若干基本反应，如加成反
应、重排反应等。
每个基本反应
均有它特殊的反应功能。
合成时可以设计和选择不同
的起始原料
，
用不同的基本合成反应，获得同一个复杂有机分子目标物，
起
到异曲同
工的作用，这在现代有机合成中称为“合成艺术”
。在
化学文献中经常可以看到某一
1
有
机化合物的全合成同时有多个工作组的报导，
而其合成方法和路线是不同的。
那么
如何去评价这些不同的全合成路线呢
?
对一个全合成路线的评价包括：起始原料是否
适宜，
< br>步骤路线是否简短易行，
总收率高低以及合成的选择性高低等。这些对形成有
工业前景的生产方法和工艺是至关重要的，也是现代有机合成的发展方向。
< br>
（
2
）金属有机化学和有机催
化
金属有机化学在
20
世纪有机化学中是最活跃的研究领域之一，其中特别是与有
机催化联系在一起。均相催化使有机化学、
高分子化学、
生命科学及现代化学工业发
展到一个新的水平。
金属有
机化学使人们认识到无机化学和有机化学交叉产生的金属
有机化学会产生如此巨大的活力
和作用；
同时还发现许多金属有机化合物在生物体系
内有重要的
生理功能，如维生素
B12
，引起了生物学界的关注。由于金属
有机化学的
本身结构和功能的特殊性，以及广泛的应用前景，它在
21
世纪将有更大的发展。
含有碳
-
金属键的化合物种类甚多，至今还有不少元素周期表上的金属
元素尚无合成
的金属有机化合物。因此，金属有机化合物的合成方法有待进一步研究和深
入。如
1849
年就制得乙基锌〔
Zn
（
C2H5
）
2
〕
，发现它有极好的反应性能；以后才相继制得
含锂、钠、钾、镁、铝、汞、锡等的金属有机化合物。但直到
20
世纪
50
年代才发展
到主
族元素和过渡元素的金属有机化合物。
金属有机化合物的结构和性能关系是一个
很广泛和重要的研究领域。如茂金属催化剂，它是烯烃聚合反应的新型催化剂；
< br>现在
又发现二茂铁可做燃烧催化剂。
应用金属有机化合物
作为光学材料、
电子材料和医药
也是正在开发的领域。在
21
世纪将会发现更多具有各种特殊功能、可用作功能材料
的金属有机化合物。
< br>金属有机化合物在有机合成的均相催化反应中起着十分重要的作用。
往往在金属<
/p>
有机化合物催化下产生一系列的有机合成反应。
各种金属有机化合
物的催化活性是不
2