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1、有机合成概述应用化学系叶非Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望 参考书目：参考书目：参考书目：参考书目：1 1 1 1、黄宪、黄宪、黄宪、黄宪 陈振初编著陈振初编著陈振初编著陈振初编著 有机合成化学有机合成化学有机合成化学有机合成化学 化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社 1983 1983 1983 1983年年年年12121212月第月第月第月第1 1 1 1版版版版2 2 2 2、李良助、李良助、李良助、李良助 林垚等编著林垚等编著林垚等编著林垚
2、等编著 有机合成原理和技术有机合成原理和技术有机合成原理和技术有机合成原理和技术 高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社 1992 1992 1992 1992年年年年05050505月第月第月第月第1 1 1 1版版版版3 3 3 3、顾可权、顾可权、顾可权、顾可权 林吉文编著林吉文编著林吉文编著林吉文编著 有机合成化学有机合成化学有机合成化学有机合成化学 上海科学技术出版社上海科学技术出版社上海科学技术出版社上海科学技术出版社 1987 1987 1987 1987年年年年02020202月第月第月第月第1 1 1 1版版版版4 4 4 4、张滂、张滂、张滂、张滂 有机合
3、成进展有机合成进展有机合成进展有机合成进展 科学出版社科学出版社科学出版社科学出版社 1992 1992 1992 1992年年年年04040404月第月第月第月第1 1 1 1版版版版 绪绪 言言有机合成是表现有机化学家非凡创造力的舞台有机合成是表现有机化学家非凡创造力的舞台1 1、有机合成是有机化学中最富活力的领域、有机合成是有机化学中最富活力的领域 有机合成化学 是有机化学中最富有活力的分支学科n合成化学家的目的：l 1、在实验室内用人工的方法来复制自然界的产物，l 用以证明它的结构。l2、根据人们的需要来改造分子结构或创造出全新l 的结构。n 资料：资料：n 1900-20001900
4、-2000年：化学合成和分离了年：化学合成和分离了22852285万种化合物，万种化合物， 其中大部分都是有机合成的产物。其中大部分都是有机合成的产物。 许多天然存在的有机化合物，包括复杂的天然产许多天然存在的有机化合物，包括复杂的天然产 物，都可以用有机合成方法制得。物，都可以用有机合成方法制得。有机合成是有机化学中永不枯竭的研究有机合成是有机化学中永不枯竭的研究资源资源: :* * 生命科学生命科学: : 生物大分子，生物活性分子，生化分析试剂等生物大分子，生物活性分子，生化分析试剂等* * 医药学医药学: : 药物，药理、病理分析试剂等药物，药理、病理分析试剂等* * 农业农业: : 农
5、药、农用化学品等农药、农用化学品等* * 石油石油: : 石油化工产品等石油化工产品等 * * 材料科学材料科学: : 高分子化合物，功能材料等高分子化合物，功能材料等* * 食品食品: : 食品添加剂等食品添加剂等* * 日用化工日用化工: : 染料，涂料，化装品等染料，涂料，化装品等有机合成是推动有机化学发展的永恒动力：有机合成是推动有机化学发展的永恒动力：n 有机化学家在解决有机合成问题过有机化学家在解决有机合成问题过程中，全面发展了有机化学：化学结构程中，全面发展了有机化学：化学结构理论，反应理论，合成方法，分离纯化理论，反应理论，合成方法，分离纯化方法，结构鉴定方法等。方法，结构鉴定
6、方法等。2. 2. 有机合成发展历史有机合成发展历史推动有机合成的三件大事推动有机合成的三件大事: : 1 1、尿素的合成、尿素的合成(Wohler) (Wohler) 2 2、有机化合物结构理论的建立、有机化合物结构理论的建立 包括：碳的四价和成键和苯的结构包括：碳的四价和成键和苯的结构(Kekule)(Kekule) 3 3、碳价键的正四面体构型、碳价键的正四面体构型(vaurHoff(vaurHoff）18561856年得到色泽能与天然染料茵红和靛蓝媲美的苯胺紫。年得到色泽能与天然染料茵红和靛蓝媲美的苯胺紫。 合成了第一个箐染料（照相软片的增感剂）合成了第一个箐染料（照相软片的增感剂）重
7、要的天然染料茵红重要的天然染料茵红(2a(2a）和靛蓝）和靛蓝(3b(3b）的工业化合成）的工业化合成l（2 2）19171917年，年，RobinsonRobinson合成了托品酮。开创了系统合成了托品酮。开创了系统l 的有机合成方法，反应机制和化学结构关系等的有机合成方法，反应机制和化学结构关系等l 的研究。并第一次开设了有机合成课程。的研究。并第一次开设了有机合成课程。l（3 3）2020世纪世纪5050年代年代NMRNMR技术开始应用于有机化合物技术开始应用于有机化合物l 结构测定。结构测定。l（4 4）2020世纪世纪50-7050-70年代，年代，WoodwardWoodward合
8、成了利血平，合成了利血平，l 胆甾醇，维生素胆甾醇，维生素B12B12和红霉素等，将有机合和红霉素等，将有机合l 成发展到前所未有的水平。成发展到前所未有的水平。 （5 5）2020世纪世纪6060年代，年代，MerrifieldMerrifield发展了固相合成发展了固相合成 技术。技术。l（6 6）2020世纪世纪7070年代，年代，CoreyCorey发展了手性合成理论和发展了手性合成理论和l 方法。方法。（7 7）19891989年，年，KishiKishi合成了海葵毒素，被称为是世合成了海葵毒素，被称为是世 纪工程。纪工程。（8 8）2020世纪世纪9090年代，发展了组合化学合成理
9、论和年代，发展了组合化学合成理论和 技术。技术。C129H223N3O54,C129H223N3O54,C129H223N3O54,C129H223N3O54,分子量分子量分子量分子量2680268026802680，64646464个手性中心，个手性中心，个手性中心，个手性中心，可能的异构体是可能的异构体是可能的异构体是可能的异构体是271271271271 有结构兴趣的非天然产物的合成 3. 3.有机合成方法学有机合成方法学n n 好的合成反应的评价标准：好的合成反应的评价标准：好的合成反应的评价标准：好的合成反应的评价标准：n n （1 1 1 1）高的反应产率）高的反应产率）高的反应产
10、率）高的反应产率n n （2 2 2 2）温和的反应条件）温和的反应条件）温和的反应条件）温和的反应条件n n （3 3 3 3）优异的反应选择性，包括化学选择性、）优异的反应选择性，包括化学选择性、）优异的反应选择性，包括化学选择性、）优异的反应选择性，包括化学选择性、n n 区域选择性和立体选择性等区域选择性和立体选择性等区域选择性和立体选择性等区域选择性和立体选择性等n n （4 4 4 4）易于获得的反应起始原料）易于获得的反应起始原料）易于获得的反应起始原料）易于获得的反应起始原料n n （5 5 5 5）尽可能是化学计量反应向催化循环反应发展）尽可能是化学计量反应向催化循环反应发展
11、）尽可能是化学计量反应向催化循环反应发展）尽可能是化学计量反应向催化循环反应发展n n （6 6 6 6）对环境污染尽量少）对环境污染尽量少）对环境污染尽量少）对环境污染尽量少 几个基本概念的解释n n（1 1 1 1）化学选择性：）化学选择性：）化学选择性：）化学选择性：n n 试剂对不同官能团的选择性反应。试剂对不同官能团的选择性反应。试剂对不同官能团的选择性反应。试剂对不同官能团的选择性反应。n n（2 2 2 2）区域选择性：）区域选择性：）区域选择性：）区域选择性：n n 试剂对于一个反应体系的不同部位的进试剂对于一个反应体系的不同部位的进试剂对于一个反应体系的不同部位的进试剂对于一
12、个反应体系的不同部位的进攻，也可以是对两个处于不同位置的两个完攻，也可以是对两个处于不同位置的两个完攻，也可以是对两个处于不同位置的两个完攻，也可以是对两个处于不同位置的两个完全相同官能团的选择性进攻。例如：全相同官能团的选择性进攻。例如：全相同官能团的选择性进攻。例如：全相同官能团的选择性进攻。例如： （3 3）立体选择性）立体选择性n n包括包括包括包括: : : :n n (1) (1) (1) (1)顺反异构的选择性；顺反异构的选择性；顺反异构的选择性；顺反异构的选择性；n n n n (2) (2) (2) (2)对映面的选择性等。对映面的选择性等。对映面的选择性等。对映面的选择性等
13、。n n4 4、有机合成方法研究进展、有机合成方法研究进展n n 合成策略及理论合成策略及理论合成策略及理论合成策略及理论n n（1 1 1 1）逐步合成法（）逐步合成法（）逐步合成法（）逐步合成法（Stepwise elongationStepwise elongationStepwise elongationStepwise elongation）和）和）和）和片段组合法片段组合法片段组合法片段组合法 (Fragment condensation) (Fragment condensation) (Fragment condensation) (Fragment condensation)
14、n n 合成一个复杂的大分子化合物，可以采用两合成一个复杂的大分子化合物，可以采用两合成一个复杂的大分子化合物，可以采用两合成一个复杂的大分子化合物，可以采用两种合成途径：种合成途径：种合成途径：种合成途径：n na.a.a.a.从起始原料开始一步一步进行合成的逐步合成法从起始原料开始一步一步进行合成的逐步合成法从起始原料开始一步一步进行合成的逐步合成法从起始原料开始一步一步进行合成的逐步合成法; ; ; ; n nb.b.b.b.先合成若干片段，最后将各个片段连接成目标分子的先合成若干片段，最后将各个片段连接成目标分子的先合成若干片段，最后将各个片段连接成目标分子的先合成若干片段，最后将各个
15、片段连接成目标分子的片段组合法。片段组合法。片段组合法。片段组合法。n n* * * * 在实际的合成中，采用何种策略，则需要进行具体的在实际的合成中，采用何种策略，则需要进行具体的在实际的合成中，采用何种策略，则需要进行具体的在实际的合成中，采用何种策略，则需要进行具体的分析。例如：分析。例如：分析。例如：分析。例如：n n 多肽合成可以选择肽链逐步增长法，即氨基酸残基是多肽合成可以选择肽链逐步增长法，即氨基酸残基是多肽合成可以选择肽链逐步增长法，即氨基酸残基是多肽合成可以选择肽链逐步增长法，即氨基酸残基是一个一个依次加上去的。另一种是片断组合法，即先合一个一个依次加上去的。另一种是片断组合
16、法，即先合一个一个依次加上去的。另一种是片断组合法，即先合一个一个依次加上去的。另一种是片断组合法，即先合成一些小的肽段，然后再将小肽段偶联成多肽。成一些小的肽段，然后再将小肽段偶联成多肽。成一些小的肽段，然后再将小肽段偶联成多肽。成一些小的肽段，然后再将小肽段偶联成多肽。n两种多肽合成策略比较两种多肽合成策略比较n（合成一个多肽a-b-c-d-e-f-g-h)nn肽链逐渐增长法片断组合法nghabcdefghnfghabcdefghnefghabcdefghndefghncdefghnbcdefghnabcdefghn产率:a7(a8-1)a3=alog28n（为多肽中氨基酸残基数目）n n
17、比较两种合成策略的优缺点：比较两种合成策略的优缺点：比较两种合成策略的优缺点：比较两种合成策略的优缺点：n n对于合成分子量不大的多肽，两种方法都可以采用。对于合成分子量不大的多肽，两种方法都可以采用。对于合成分子量不大的多肽，两种方法都可以采用。对于合成分子量不大的多肽，两种方法都可以采用。但是如果要合成分子量大的多肽，则一般应采用片但是如果要合成分子量大的多肽，则一般应采用片但是如果要合成分子量大的多肽，则一般应采用片但是如果要合成分子量大的多肽，则一般应采用片断组合法。例如，合成含有断组合法。例如，合成含有断组合法。例如，合成含有断组合法。例如，合成含有32323232个氨基酸残基的多肽
18、，个氨基酸残基的多肽，个氨基酸残基的多肽，个氨基酸残基的多肽，如果要求总的产率为如果要求总的产率为如果要求总的产率为如果要求总的产率为30%, 30%, 30%, 30%, 对于片断组合法，则要求对于片断组合法，则要求对于片断组合法，则要求对于片断组合法，则要求每一步的平均产率为每一步的平均产率为每一步的平均产率为每一步的平均产率为78%78%78%78%；而对于肽链逐步增长法，；而对于肽链逐步增长法，；而对于肽链逐步增长法，；而对于肽链逐步增长法，则要求每一步产率为则要求每一步产率为则要求每一步产率为则要求每一步产率为96.2%96.2%96.2%96.2%。（2 2）拆分法）拆分法(Dis
19、connection approach)(Disconnection approach) 拆拆分分法法是是为为了了解解决决复复杂杂有有机机分分子子全全合合成成的的合合成成路路线线设设计计发发展展起起来来的的一一种种合合成成设设计计理理论论。它它的的基基本本思思想想是是将将目目标标化化合合物物分分子子拆拆分分成成一一系系列列片片段段，应应用用化化学学反反应应知知识识，确确定定每每一一个个片片段段相相对对应应的的起起始始原原料料和和化化学学反反应应。例如：例如：n 所有的起始原料确定后，再设计全合成路线。在所有的起始原料确定后，再设计全合成路线。在实施合成时，可以采用逐步合成法或片段组合法进实施合
20、成时，可以采用逐步合成法或片段组合法进行合成。行合成。n （3 3）计算机辅助有机合成路线设计）计算机辅助有机合成路线设计n n a. a. a. a. 化学信息学和化学信息数据库化学信息学和化学信息数据库化学信息学和化学信息数据库化学信息学和化学信息数据库n n 与有机合成有关常用数据库：与有机合成有关常用数据库：与有机合成有关常用数据库：与有机合成有关常用数据库：n n * * * * 现有化学品数据库现有化学品数据库现有化学品数据库现有化学品数据库n n * * * * 有机化学反应数据库有机化学反应数据库有机化学反应数据库有机化学反应数据库n n * * * * 合成方法和转化数据库合
21、成方法和转化数据库合成方法和转化数据库合成方法和转化数据库n n * * * * 合成方法参考文献库合成方法参考文献库合成方法参考文献库合成方法参考文献库n n * * * * 保护基团数据库保护基团数据库保护基团数据库保护基团数据库n n * * * * 杂环合成数据库杂环合成数据库杂环合成数据库杂环合成数据库n n b. b. b. b. 应用各种数据库设计合成路线应用各种数据库设计合成路线应用各种数据库设计合成路线应用各种数据库设计合成路线n n * * * * 整体设计法：整体设计法：整体设计法：整体设计法：n n 目标化合物目标化合物目标化合物目标化合物 三维结构三维结构三维结构三维
22、结构 数据处理数据处理数据处理数据处理 搜索搜索搜索搜索（从所选择的数据库中）（从所选择的数据库中）（从所选择的数据库中）（从所选择的数据库中） 修改修改修改修改 可能合成路可能合成路可能合成路可能合成路线线线线n n * * * * 分步设计法：分步设计法：分步设计法：分步设计法：n n 先将目标化合物分解为结构单元，再按数据库提供的先将目标化合物分解为结构单元，再按数据库提供的先将目标化合物分解为结构单元，再按数据库提供的先将目标化合物分解为结构单元，再按数据库提供的信息，一步一步进行设计。信息，一步一步进行设计。信息，一步一步进行设计。信息，一步一步进行设计。5. 5. 有机合成的展望有
23、机合成的展望 与生命科学相结合的有机合成化学与生命科学相结合的有机合成化学与生命科学相结合的有机合成化学与生命科学相结合的有机合成化学n n含意：含意：含意：含意：n n（1 1 1 1） 有机合成选择生命科学中的重要物质作有机合成选择生命科学中的重要物质作有机合成选择生命科学中的重要物质作有机合成选择生命科学中的重要物质作n n 为合成对象。为合成对象。为合成对象。为合成对象。 （2 2 2 2） 把生物方法用于有机合成。把生物方法用于有机合成。把生物方法用于有机合成。把生物方法用于有机合成。n n（3 3 3 3） 二者巧妙结合产生一些全新的分支领域。二者巧妙结合产生一些全新的分支领域。二
24、者巧妙结合产生一些全新的分支领域。二者巧妙结合产生一些全新的分支领域。 DNADNA合成中的有机合成化学合成中的有机合成化学n nExample:Example:Example:Example:n n Noyori Noyori Noyori Noyori等将烯丙基和烯丙氧羰基作为等将烯丙基和烯丙氧羰基作为等将烯丙基和烯丙氧羰基作为等将烯丙基和烯丙氧羰基作为保护基团用于保护基团用于保护基团用于保护基团用于32mer32mer32mer32mer、43mer43mer43mer43mer和和和和60mer60mer60mer60mer的脱氧核的脱氧核的脱氧核的脱氧核酸的合成：烯丙基用于核苷键磷氧
25、键的保护；酸的合成：烯丙基用于核苷键磷氧键的保护；酸的合成：烯丙基用于核苷键磷氧键的保护；酸的合成：烯丙基用于核苷键磷氧键的保护；而烯丙氧羰基则用于碱基氮的保护。而烯丙氧羰基则用于碱基氮的保护。而烯丙氧羰基则用于碱基氮的保护。而烯丙氧羰基则用于碱基氮的保护。 生物技术在有机合成中的应用生物技术在有机合成中的应用n n 随着现代生物技术发展，生物技术在有机合成中随着现代生物技术发展，生物技术在有机合成中随着现代生物技术发展，生物技术在有机合成中随着现代生物技术发展，生物技术在有机合成中的应用越来越引起人们的重视。毫无疑问，生物技术的应用越来越引起人们的重视。毫无疑问，生物技术的应用越来越引起人们
26、的重视。毫无疑问，生物技术的应用越来越引起人们的重视。毫无疑问，生物技术不可能代替传统的有机合成技术，但是，生物技术的不可能代替传统的有机合成技术，但是，生物技术的不可能代替传统的有机合成技术，但是，生物技术的不可能代替传统的有机合成技术，但是，生物技术的引进，将大大扩展人们的视野，丰富了有机合成的内引进，将大大扩展人们的视野，丰富了有机合成的内引进，将大大扩展人们的视野，丰富了有机合成的内引进，将大大扩展人们的视野，丰富了有机合成的内容。容。容。容。n n n酶学方法酶学方法nn基本原理基本原理：某些酶在适当的条件下，具有较广的底：某些酶在适当的条件下，具有较广的底物适应性，可以催化非天然底
27、物的反应。物适应性，可以催化非天然底物的反应。n 主要反应类型主要反应类型：水解反应、氧化还原反应、缩合反：水解反应、氧化还原反应、缩合反应、重排反应等。应、重排反应等。n 特点特点：反应条件温和，副反应少，具有优异的立体：反应条件温和，副反应少，具有优异的立体或区域选择性。或区域选择性。n n 酶在有机合成中的应用：酶在有机合成中的应用：酶在有机合成中的应用：酶在有机合成中的应用： n n n n催化特殊有机合成反应，特别是复杂手性分子的合成。催化特殊有机合成反应，特别是复杂手性分子的合成。催化特殊有机合成反应，特别是复杂手性分子的合成。催化特殊有机合成反应，特别是复杂手性分子的合成。n n
28、 零污染有机合成。零污染有机合成。零污染有机合成。零污染有机合成。n n关键是关键是关键是关键是：酶促反应的底物适应性、反应效率、反应条件。：酶促反应的底物适应性、反应效率、反应条件。：酶促反应的底物适应性、反应效率、反应条件。：酶促反应的底物适应性、反应效率、反应条件。n n新发展新发展新发展新发展：有机溶剂中的酶促反应。：有机溶剂中的酶促反应。：有机溶剂中的酶促反应。：有机溶剂中的酶促反应。 n n酶催化有机化学反应的主要类型酶催化有机化学反应的主要类型酶催化有机化学反应的主要类型酶催化有机化学反应的主要类型n n n n反应类型反应类型反应类型反应类型酶酶酶酶底物底物底物底物产物产物产物
29、产物n n水解反应水解反应水解反应水解反应酯酶酯酶酯酶酯酶羧酸酯羧酸酯羧酸酯羧酸酯羧酸、醇羧酸、醇羧酸、醇羧酸、醇n n脂肪酶脂肪酶脂肪酶脂肪酶甘油酯（脂肪）甘油酯（脂肪）甘油酯（脂肪）甘油酯（脂肪） 脂肪酸、甘油脂肪酸、甘油脂肪酸、甘油脂肪酸、甘油n n蛋白水解酶蛋白水解酶蛋白水解酶蛋白水解酶蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质, ,多肽多肽多肽多肽L-L-氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸, ,羧酸羧酸羧酸羧酸, ,n n羧酸酯羧酸酯羧酸酯羧酸酯, ,脂肪脂肪脂肪脂肪脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸, ,甘油甘油甘油甘油, ,醇醇醇醇n n淀粉水解酶淀粉水解酶淀粉水解酶淀粉水解酶淀粉淀粉淀粉淀粉D-D-葡萄糖葡萄糖葡萄
30、糖葡萄糖n n纤维素酶纤维素酶纤维素酶纤维素酶纤维素纤维素纤维素纤维素D-D-葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖n n溶菌酶溶菌酶溶菌酶溶菌酶细胞壁多糖细胞壁多糖细胞壁多糖细胞壁多糖N-N-乙酰胞壁酸、乙酰胞壁酸、乙酰胞壁酸、乙酰胞壁酸、n nN-N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺等等等等n n环氧化物水解酶环氧化物水解酶环氧化物水解酶环氧化物水解酶环氧化物环氧化物环氧化物环氧化物醇醇醇醇n n晴水解酶晴水解酶晴水解酶晴水解酶晴化物晴化物晴化物晴化物酰胺酰胺酰胺酰胺, ,羧酸羧酸羧酸羧酸n n氧化氧化氧化氧化- -还原还原还原还原脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶( (含含含含NADNAD+)醇
31、醇醇醇, ,酚酚酚酚醛醛醛醛, ,酮酮酮酮, ,醌醌醌醌n n反应反应反应反应醛醛醛醛, ,酮酮酮酮, ,醌醌醌醌醇醇醇醇, ,酚酚酚酚n n脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶( (含含含含FAD)FAD)含活泼氢烷烃含活泼氢烷烃含活泼氢烷烃含活泼氢烷烃烯烃烯烃烯烃烯烃n n活泼烯烃活泼烯烃活泼烯烃活泼烯烃烷烃烷烃烷烃烷烃n n单加氧酶单加氧酶单加氧酶单加氧酶烷烃烷烃烷烃烷烃, ,芳烃芳烃芳烃芳烃, ,酚酚酚酚醇醇醇醇, ,酚酚酚酚n n烯烃烯烃烯烃烯烃环氧化物环氧化物环氧化物环氧化物n n双加氧酶双加氧酶双加氧酶双加氧酶芳烃芳烃芳烃芳烃酚酚酚酚n n二酚二酚二酚二酚二元羧酸二元羧酸二元羧酸二元羧酸n
32、n氧化酶氧化酶氧化酶氧化酶氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 - -酮酸酮酸酮酸酮酸n n面包酵母面包酵母面包酵母面包酵母醇醇醇醇, ,酚酚酚酚醛醛醛醛, ,酮酮酮酮, ,醌醌醌醌n n醛醛醛醛, ,酮酮酮酮, ,醌醌醌醌醇醇醇醇, ,酚酚酚酚n n含活泼氢烷烃含活泼氢烷烃含活泼氢烷烃含活泼氢烷烃烯烃烯烃烯烃烯烃n n活泼烯烃活泼烯烃活泼烯烃活泼烯烃烷烃烷烃烷烃烷烃裂合反应裂合反应裂合反应裂合反应醛缩酶醛缩酶醛缩酶醛缩酶多元醇多元醇多元醇多元醇醛和酮醛和酮醛和酮醛和酮n n醛和酮醛和酮醛和酮醛和酮多元醇多元醇多元醇多元醇n n卤化和脱卤卤化和脱卤卤化和脱卤卤化和脱卤 卤素过氧化物酶卤素过氧化物酶卤素过氧
33、化物酶卤素过氧化物酶氯氯氯氯, ,溴溴溴溴, ,碘化合物碘化合物碘化合物碘化合物醇醇醇醇, ,环环环环n n氧化物等氧化物等氧化物等氧化物等 与材料科学相结合的有机合成化学与材料科学相结合的有机合成化学n 与有机导体有关的有机合成化学nExapmle:n 聚乙炔类物质6 6、未来化学的作用和地位、未来化学的作用和地位 未来化学在人类生存、生存质量和安全方面将以未来化学在人类生存、生存质量和安全方面将以未来化学在人类生存、生存质量和安全方面将以未来化学在人类生存、生存质量和安全方面将以新的思路、观念和方式继续发挥核心科学的作用，新的思路、观念和方式继续发挥核心科学的作用，新的思路、观念和方式继续
34、发挥核心科学的作用，新的思路、观念和方式继续发挥核心科学的作用，保证人类衣食住行需求、提高人类生活水平和健康状保证人类衣食住行需求、提高人类生活水平和健康状保证人类衣食住行需求、提高人类生活水平和健康状保证人类衣食住行需求、提高人类生活水平和健康状态等方面起了重大作用。态等方面起了重大作用。态等方面起了重大作用。态等方面起了重大作用。 解决食品问题解决食品问题解决食品问题解决食品问题 在设计、合成功能分子和结构材料以及从分子层在设计、合成功能分子和结构材料以及从分子层在设计、合成功能分子和结构材料以及从分子层在设计、合成功能分子和结构材料以及从分子层次阐明和控制生物过程（如光合作用、动植物生长
35、）的次阐明和控制生物过程（如光合作用、动植物生长）的次阐明和控制生物过程（如光合作用、动植物生长）的次阐明和控制生物过程（如光合作用、动植物生长）的机理等方面，为研究开发高效安全肥料、饲料和肥料机理等方面，为研究开发高效安全肥料、饲料和肥料机理等方面，为研究开发高效安全肥料、饲料和肥料机理等方面，为研究开发高效安全肥料、饲料和肥料/ / / /饲料添加剂、农药、农用材料（如生物可降解的农用薄饲料添加剂、农药、农用材料（如生物可降解的农用薄饲料添加剂、农药、农用材料（如生物可降解的农用薄饲料添加剂、农药、农用材料（如生物可降解的农用薄膜）、生物肥料、生物农药等打下基础。膜）、生物肥料、生物农药等
36、打下基础。膜）、生物肥料、生物农药等打下基础。膜）、生物肥料、生物农药等打下基础。 用化学和生物的方法增加动植物食品的防病有效用化学和生物的方法增加动植物食品的防病有效用化学和生物的方法增加动植物食品的防病有效用化学和生物的方法增加动植物食品的防病有效成分，提供安全的有防病作用的食物和食物添加剂，成分，提供安全的有防病作用的食物和食物添加剂，成分，提供安全的有防病作用的食物和食物添加剂，成分，提供安全的有防病作用的食物和食物添加剂，改进食品储存加工方法，以减少不安全因素等。改进食品储存加工方法，以减少不安全因素等。改进食品储存加工方法，以减少不安全因素等。改进食品储存加工方法，以减少不安全因素
37、等。在能源和资源的合理开发和高效安全利用中在能源和资源的合理开发和高效安全利用中 在能源和资源方面，研究高效洁净的转化技术和控制低品位燃料的化学反应；新能源如太阳能以及高效洁净的化学电源与燃料电池等都将成为21世纪的重要能源。 矿产资源是不可再生的，化学要研究重要矿产资源（如稀土）的分离和深加工技术以及利用。继续推动材料科学的发展继续推动材料科学的发展 化学是新材料的“源泉”，任何功能材料都是以功能分子为基础的，发现具有某种功能的新型结构会引起材料科学的重大突破（如富勒烯）。 未来化学不仅要设计和合成分子，而且要把这些分子组装、构筑成具有特定功能的材料。从超导体、半导体到催化剂、药物控释载体、纳米材料等都需要从分子和分子以上层次研究材料的结构。 提高人类生存质量和生存安全的有效保障提高人类生存质量和生存安全的有效保障 通过研究各种物质和能的生物效应的化学 基础，特别是搞清两面性的本质，找出最佳 利用方案； 研究开发对环境无害的化学品和生活用品， 研究对环境无害的生产方式。 研究大环境和小环境中不利因素的产生、转化和与人体的相互作用，提出优化环境建立洁净生活空间的途径。
