chen高等有机chpt1.pptx

2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 1 1 1 1教材及参考书教材及参考书(1)(1)参考书参考书p裴文编，高等有机化学，浙江大学出版社，裴文编，高等有机化学，浙江大学出版社，2006.8p王积涛编，高等有机化学，人民教育出版社，王积涛编，高等有机化学，人民教育出版社，1980.3p恽魁宏等编，高等有机化学，高等教育出版社，恽魁宏等编，高等有机化学，高等教育出版社，1988.2p邢其毅等编，基础有机化学，高等教育出版社，邢其毅等编，基础有机化学，高等教育出版社，1993.4p黄宪编，有机合成，上册，高等教育出版社，黄宪编，有机合成，上册，高等教育出版社，19925pIssacsN.PhysicalOrganicChemistry(Ed.2),北京世界图书出版公司北京公司,19972024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 2 2 2 2绪绪论论2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 3 3 3 3一、高等有机化学及其研究对象一、高等有机化学及其研究对象p1.高等有机化学高等有机化学n由由物理化学物理化学和和有机化学有机化学结合而发展起来的一门论述有机化结合而发展起来的一门论述有机化合物的结构、反应、机理及它们之间关系的科学。合物的结构、反应、机理及它们之间关系的科学。n高等有机化学高等有机化学新理论、新方法、新反应新理论、新方法、新反应的发展促进了生命的发展促进了生命科学、材料科学和环境科学的更大交叉与发展。科学、材料科学和环境科学的更大交叉与发展。n如：分子的识别与组装；分子设计；新型功能材料的发现、如：分子的识别与组装；分子设计；新型功能材料的发现、制备与利用；选择性反应与催化不对称合成；绿色有机合制备与利用；选择性反应与催化不对称合成；绿色有机合成与原子经济性研究与应用等，在现在及将来显得越来越成与原子经济性研究与应用等，在现在及将来显得越来越重要。重要。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 4 4 4 4n结构与性能的关系结构与性能的关系(理论基础理论基础)量子化学量子化学及以此为依据的化及以此为依据的化学键理论学键理论(价键理论和分子轨道理价键理论和分子轨道理论论)和电子理论；和电子理论；电子效应电子效应（诱导效应、共轭效应、（诱导效应、共轭效应、空间效应、立体电子效应）空间效应、立体电子效应）；芳香性；芳香性；立体化学等。立体化学等。n有机反应及机理有机反应及机理有机活性中间体有机活性中间体过渡态和活化络合物理论过渡态和活化络合物理论取代、加成与消除及机理取代、加成与消除及机理氧化与还原反应及机理氧化与还原反应及机理自由基和光化学反应及机理自由基和光化学反应及机理周环反应及机理周环反应及机理重排反应及机理重排反应及机理p2.高等有机化学的研究对象高等有机化学的研究对象2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 5 5 5 5高等有机化学高等有机化学通过对一般典型有机结构的性质及典通过对一般典型有机结构的性质及典型反应历程的研究，使有机合成化学型反应历程的研究，使有机合成化学家有可能运用这些家有可能运用这些理性认识理性认识来来预测预测未未知有机物及其在反应中的内在联系，知有机物及其在反应中的内在联系，从而有利于设计具有特殊性能的新化从而有利于设计具有特殊性能的新化合物，考虑合成中的最好原料和最理合物，考虑合成中的最好原料和最理想的合成路线等。想的合成路线等。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 6 6 6 61、物理有机化学、物理有机化学(PhysicalOrganicChemistry)用用物理化学物理化学的方法研究有机化学的科学，是一门指导有机的方法研究有机化学的科学，是一门指导有机化学其它学科发展的学科。它研究有机化合物的结构和性能，化学其它学科发展的学科。它研究有机化合物的结构和性能，有机化学反应如何发生和为什么发生，从中找出规律，指导设有机化学反应如何发生和为什么发生，从中找出规律，指导设计、合成新的物种，预见和发现新的有机现象。计、合成新的物种，预见和发现新的有机现象。研究内容：研究内容：1.有机化合物的结构与性能的关系有机化合物的结构与性能的关系现代光谱、波谱和显微技术的发展为表征分子结构提供了基现代光谱、波谱和显微技术的发展为表征分子结构提供了基础。化合物结构决定着性能，包括化学反应性（立体效应、础。化合物结构决定着性能，包括化学反应性（立体效应、电子效应、溶剂效应等），物理性能（光、电、磁性能）、电子效应、溶剂效应等），物理性能（光、电、磁性能）、生命功能等。生命功能等。有机化学主要研究领域有机化学主要研究领域2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 7 7 7 72.反应机理和活性中间体反应机理和活性中间体时间分辨技术（时间分辨电子光谱、红外光谱和拉曼光谱、时间分辨技术（时间分辨电子光谱、红外光谱和拉曼光谱、NMR、ESR、X-衍射）的发展和普及，为研究化学反应的全过衍射）的发展和普及，为研究化学反应的全过程提供了手段，对原有的各种反应机理和活性中间体（协同反程提供了手段，对原有的各种反应机理和活性中间体（协同反应、自由基反应、离子型反应、卡宾反应、激发态反应、电子应、自由基反应、离子型反应、卡宾反应、激发态反应、电子转移反应等）的认识将继续发展。转移反应等）的认识将继续发展。3.分子间弱相互作用和超分子化学分子间弱相互作用和超分子化学包括基元结构的设计和合成，分子间弱相互作用的加和与协同产包括基元结构的设计和合成，分子间弱相互作用的加和与协同产生的方向和选择性，分子组装和分子识别，超分子的结构和表征，生的方向和选择性，分子组装和分子识别，超分子的结构和表征，超分子体系的信息功能和用途等问题，为物理有机化学创造了新超分子体系的信息功能和用途等问题，为物理有机化学创造了新的机遇。的机遇。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 8 8 8 8非共价键相互作用力非共价键相互作用力1，静电引力，静电引力共价键的键能在共价键的键能在210-420kJ/mol非共价键相互作用力的键能在非共价键相互作用力的键能在8-42kJ/mol超分子化学：研究分子间以非共价键弱相互作用键合起来超分子化学：研究分子间以非共价键弱相互作用键合起来的复杂有序且具有特定功能的分子集合体的化学，以分子的复杂有序且具有特定功能的分子集合体的化学，以分子集合体为研究对象。集合体为研究对象。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 9 9 9 9氢键氢键2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 10101010-相互作用相互作用色散力色散力2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 111111115，分子之间的相互穿插，分子之间的相互穿插几种超分子的主体分子几种超分子的主体分子冠醚冠醚环糊精环糊精杯芳烃杯芳烃K+2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 14141414二、有机合成化学二、有机合成化学在迄今已知的众多的有机分子中，大多数是通过有机合成途在迄今已知的众多的有机分子中，大多数是通过有机合成途径获得的。通过有机合成化学的研究，不但可以从概念、理论、径获得的。通过有机合成化学的研究，不但可以从概念、理论、方法诸方面丰富和发展有机化学学科，而且也为化工、制药等方法诸方面丰富和发展有机化学学科，而且也为化工、制药等相关产业提供了科学基础。相关产业提供了科学基础。21世纪，有机合成化学面临着新的机遇和挑战，生命科学、世纪，有机合成化学面临着新的机遇和挑战，生命科学、材料科学和环境科学的发展对有机合成化学家提出了新的、更材料科学和环境科学的发展对有机合成化学家提出了新的、更高的要求，即发展高的要求，即发展“理想的理想的”合成方法：强调实用的、环境友合成方法：强调实用的、环境友好的、资源可持续利用的，它能够从简单的原料出发，在温和好的、资源可持续利用的，它能够从简单的原料出发，在温和条件下经过简单的步骤，快速、高选择性地转化为目标分子。条件下经过简单的步骤，快速、高选择性地转化为目标分子。要想达到这样的要想达到这样的“绿色合成绿色合成”的目标，化学家们需要从理念、的目标，化学家们需要从理念、原理、方法诸方面进行变革与创新。原理、方法诸方面进行变革与创新。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 15151515化合物数量的增加化合物数量的增加化合物数量的增加化合物数量的增加年份年份 已知的化合物数目已知的化合物数目p1900 55 万万p1945 110 万，大约万，大约45 年翻番年翻番p1970 236.7 万，大约万，大约25 年翻番年翻番p1975 414.8 万，万，p1980 593 万，大约万，大约10 年翻番年翻番p1985 785 万，万，p1990 1057.6 万，大约万，大约10 年翻番年翻番p1999 超过超过2000 万万p2000 超过超过2650 万万2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 16161616历史回顾（历史回顾（1828-1944）2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 17171717历史回顾（二战之后）历史回顾（二战之后）-Woodward时代时代2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 18181818历史回顾（历史回顾（1990-2000）2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 19191919海洋毒素(1)Tailored Synthesis:ChiralityRational logic driven designHigh level of sophisticationPalytoxinC131H227N3O53Mr=2692.2664 asymmetric6 Olefin centers270=1.2x1021 isomers2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 20202020海洋毒素(2)2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 21212121理论分子与非天然复杂分子理论分子与非天然复杂分子2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 22222222研究内容：研究内容：1开展合成方法学研究开展合成方法学研究:发展新概念、发展新概念、新反应、新试剂、新新反应、新试剂、新方法，发展高选择性、高效、方法，发展高选择性、高效、高原子经济性反应，以及环境友高原子经济性反应，以及环境友好介质中的、实用的、好介质中的、实用的、“理想的理想的”合成方法。合成方法。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 232323232开展具有独特功能的分子的合成研究开展具有独特功能的分子的合成研究包括各种性能的材包括各种性能的材料、生理活性分子或天然产物，并特别重视其新合成方法的料、生理活性分子或天然产物，并特别重视其新合成方法的结合，以及提高合成的效率和简捷性等。结合，以及提高合成的效率和简捷性等。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 24242424三、天然产物化学三、天然产物化学天然产物化学是有机化学学科的重要分支，是研天然产物化学是有机化学学科的重要分支，是研究生物有机体代谢产物及其变化规律的科学，是在究生物有机体代谢产物及其变化规律的科学，是在分分子水平上子水平上认识自然、揭示自然奥秘的重要学科之一。认识自然、揭示自然奥秘的重要学科之一。天然化合物也是天然化合物也是创制新药先导物创制新药先导物的重要来源。天然产的重要来源。天然产物化学的研究内容主要涉及物化学的研究内容主要涉及:生物样品中有机分子的生物样品中有机分子的分离纯化、理化性质、结构表分离纯化、理化性质、结构表征、生源途径、功能、生物活性、全合成、结构修饰征、生源途径、功能、生物活性、全合成、结构修饰改造和构效关系改造和构效关系等。等。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 25252525研究内容：研究内容：1.紧密结合紧密结合中药现代化中药现代化进程，开展中草药药效物质研究，用创新进程，开展中草药药效物质研究，用创新研究思路、最新研究技术和方法，将天然产物化学与组合化学研究思路、最新研究技术和方法，将天然产物化学与组合化学与功能基因组学相融合，加快药效物质研究的速度，创立天然与功能基因组学相融合，加快药效物质研究的速度，创立天然产物化学组学。产物化学组学。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 262626262.结合微量、痕量成分分离和结构鉴定新方法以及药理活性筛选结合微量、痕量成分分离和结构鉴定新方法以及药理活性筛选新模型，建立对中草药和海洋生物资源进行创新性源头研发，新模型，建立对中草药和海洋生物资源进行创新性源头研发，提供创新药物先导物的研究体系。提供创新药物先导物的研究体系。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 272727273.有选择性地继续开展具有一定复杂性和生理活性的天然化合物有选择性地继续开展具有一定复杂性和生理活性的天然化合物的合成化学研究，以及结构修饰改造和构效关系研究，促进合的合成化学研究，以及结构修饰改造和构效关系研究，促进合成有机化学的发展、药物先导化合物的发现，特别是在全合成成有机化学的发展、药物先导化合物的发现，特别是在全合成方面要鼓励提倡利用与发展新策略，新方法进行天然产物的合方面要鼓励提倡利用与发展新策略，新方法进行天然产物的合成。成。Corey1988Ginkgolide银杏内酯的合成是精心银杏内酯的合成是精心设计合成的一个代表作设计合成的一个代表作2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 28282828四、金属与元素有机化学四、金属与元素有机化学Organometallics金属有机化学是研究金属有机化合物的合成、金属有机化学是研究金属有机化合物的合成、结构、反应及应用的一门科学。研究金属结构、反应及应用的一门科学。研究金属-碳键的形碳键的形成及反应是金属有机化学中一个十分活跃的研究领成及反应是金属有机化学中一个十分活跃的研究领域。由于碳域。由于碳-金属键的独特反应性能，使得金属有机金属键的独特反应性能，使得金属有机化合物的反应具有选择性高、条件温和、原子经济化合物的反应具有选择性高、条件温和、原子经济性等优点，是实现高效合成的重要手段，成为绿色性等优点，是实现高效合成的重要手段，成为绿色合成及新材料合成的重要途径之一。金属有机化学合成及新材料合成的重要途径之一。金属有机化学包括主族元素金属有机化学和过渡金属有机化学等。包括主族元素金属有机化学和过渡金属有机化学等。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 29292929p四个重要支柱：有机磷、氟、硼、硅等四个重要支柱：有机磷、氟、硼、硅等p有机磷：农药、医药、阻燃剂、萃取剂、润滑油添有机磷：农药、医药、阻燃剂、萃取剂、润滑油添加剂、水处理剂、加剂、水处理剂、Wittig 反应。反应。p有机氟：原子能工业、火箭技术、宇航技术。有机氟：原子能工业、火箭技术、宇航技术。p有机硼：还原剂和手性试剂。发展方向：与金属和有机硼：还原剂和手性试剂。发展方向：与金属和其它杂原子的结合的高选择性的新反应及硼笼化合其它杂原子的结合的高选择性的新反应及硼笼化合物在农药、催化剂、耐燃及高能材料组分方面的应物在农药、催化剂、耐燃及高能材料组分方面的应用。用。p有机硅：不饱和有机硅，生物有机硅、以及硅烯、有机硅：不饱和有机硅，生物有机硅、以及硅烯、硅宾、硅的硅宾、硅的3d 空轨道化学及多硅烷。空轨道化学及多硅烷。p金属有机化学：金属有机化学：C-M 键的活性是近代化学前沿领域。键的活性是近代化学前沿领域。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 30303030研究内容：研究内容：1金属有机化学的基础研究金属有机化学的基础研究 中心研究内容中心研究内容:金属有机化学的基元反应及其机理，包括碳金属有机化学的基元反应及其机理，包括碳-金属键和其它元素金属键和其它元素-金属键在不同配位环境下及各种反应介质金属键在不同配位环境下及各种反应介质中的形成和反应（包括断裂）；中的形成和反应（包括断裂）；功能性金属有机化合物的设计、合成及性质研究；功能性金属有机化合物的设计、合成及性质研究；研究研究C-C键、键、C-H键以及键以及C-杂原子键的选择性切断与形成的规杂原子键的选择性切断与形成的规律，以及探索新一代物质转化途径；律，以及探索新一代物质转化途径；通过对金属有机化学基元反应及其机理的深入研究，为发展通过对金属有机化学基元反应及其机理的深入研究，为发展导向合成化学提供理论依。导向合成化学提供理论依。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 31313131五、化学生物学五、化学生物学化学生物学是顺应于化学生物学是顺应于20世纪后半叶生物学日新月异的进世纪后半叶生物学日新月异的进展，在化学学科的原有的几个分支展，在化学学科的原有的几个分支生物有机化学、生物生物有机化学、生物无机化学、生物分析化学、生物结构化学以及天然产物化学无机化学、生物分析化学、生物结构化学以及天然产物化学的基础上提出的新兴学科。利用化学手段研究生命体系的过的基础上提出的新兴学科。利用化学手段研究生命体系的过程及调控。程及调控。（1）从天然化合物和化学合成的分子中发现对生物体的生理过）从天然化合物和化学合成的分子中发现对生物体的生理过程具有调控作用的物质，并以这些生物活性小分子作为探程具有调控作用的物质，并以这些生物活性小分子作为探针和工具，研究它们与生物靶分子的相互识别和信息传递针和工具，研究它们与生物靶分子的相互识别和信息传递的机理；的机理；2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 32323232莱克多巴胺莱克多巴胺多巴胺多巴胺安非他明安非他明2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 33333333（2）发现自然界中生物合成的基本规律，从而为合成更多样性的）发现自然界中生物合成的基本规律，从而为合成更多样性的分子提供新的理论和技术；分子提供新的理论和技术；（3）作用于新的生物靶点的新一代的治疗药物的前期基础研究；）作用于新的生物靶点的新一代的治疗药物的前期基础研究；（4）发展提供结构多样性分子的组合化学；）发展提供结构多样性分子的组合化学；（5）对于复杂生物体系进行静态和动态分析的新技术等。）对于复杂生物体系进行静态和动态分析的新技术等。这些研究不但可以了解生命体系中大分子之间的作用和信这些研究不但可以了解生命体系中大分子之间的作用和信息传递从另一角度深入到生命现象的分子行为，具有深远的科息传递从另一角度深入到生命现象的分子行为，具有深远的科学意义，而且具有宽广的应用前景。学意义，而且具有宽广的应用前景。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 34343434本领域的研究应对于以下方面予以关注本领域的研究应对于以下方面予以关注1天然的或设计合成的生物活性小分子与生物体靶分子间的相天然的或设计合成的生物活性小分子与生物体靶分子间的相互作用、分子识别和信息传递详细机制的研究互作用、分子识别和信息传递详细机制的研究包括小分子包括小分子与核酸、小分子与蛋白质的相互作用及小分子操控的核酸与与核酸、小分子与蛋白质的相互作用及小分子操控的核酸与蛋白、蛋白与蛋白、蛋白与寡糖的相互作用。蛋白、蛋白与蛋白、蛋白与寡糖的相互作用。2生物催化体系及其模拟研究，包括催化抗体、酶性核酸的结生物催化体系及其模拟研究，包括催化抗体、酶性核酸的结构改造和整体细胞的生物转化等。构改造和整体细胞的生物转化等。3生物大分子（核酸、蛋白质、糖）及其模拟物的合成及应用生物大分子（核酸、蛋白质、糖）及其模拟物的合成及应用研究。研究。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 35353535五、绿色化学五、绿色化学绿色化学绿色化学:通过研究和改进化学化工及相关的工艺，通过研究和改进化学化工及相关的工艺，从根本上减少以至消除副产物的生成，从源头上解从根本上减少以至消除副产物的生成，从源头上解决环境污染的问题。以此为目的的研究所带来的新决环境污染的问题。以此为目的的研究所带来的新的高效化工工艺也会大大提高经济效益。的高效化工工艺也会大大提高经济效益。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 36363636本领域的研究应对于以下方面予以关注本领域的研究应对于以下方面予以关注。1发展高效、高选择性的发展高效、高选择性的“原子经济性原子经济性”反应反应其中，催化的不其中，催化的不对称合成反应仍是获得单一手性分子的方法之一，应加强有关的对称合成反应仍是获得单一手性分子的方法之一，应加强有关的新反应、新技术、新配体及催化剂的研究，加强开发和改进与新反应、新技术、新配体及催化剂的研究，加强开发和改进与绿色有关的生物催化的有机反应的研究。绿色有关的生物催化的有机反应的研究。2开发符合绿色化学要求的新反应以及相应的工艺开发符合绿色化学要求的新反应以及相应的工艺降低或避免降低或避免使用对环境有害的原料，减少副产物的排放，直至零排放。使用对环境有害的原料，减少副产物的排放，直至零排放。3环境友好的反应介质的开发和利用环境友好的反应介质的开发和利用其中可包括水、超临界流其中可包括水、超临界流体、近临界流体、离子液体等，以替代传统反应介质的研究。体、近临界流体、离子液体等，以替代传统反应介质的研究。4可重复使用材料、可降解材料和生物质的利用以及人类生活可重复使用材料、可降解材料和生物质的利用以及人类生活中废弃物的再利用。中废弃物的再利用。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 37373737六、农药化学六、农药化学农药化学是有机化学与生物学交叉而形成的应用基础研农药化学是有机化学与生物学交叉而形成的应用基础研究的一门分支学科。目前和不久的将来，化学农药仍将在植究的一门分支学科。目前和不久的将来，化学农药仍将在植物保护方面占据主导地位。尽管近年来我国在新农药创制方物保护方面占据主导地位。尽管近年来我国在新农药创制方面取得一定进展，但与国外先进水平相比仍有较大的差距。面取得一定进展，但与国外先进水平相比仍有较大的差距。主要表现在基础理论研究不够深入、系统，缺乏原创性的分主要表现在基础理论研究不够深入、系统，缺乏原创性的分子设计思想，研究课题多属跟踪性质。在国际上，发展高效、子设计思想，研究课题多属跟踪性质。在国际上，发展高效、环境友好的化学农药，实现对物种由环境友好的化学农药，实现对物种由“杀灭杀灭”转向转向“调控调控”的概念转变是总的发展趋势。的概念转变是总的发展趋势。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 38383838七、药物化学七、药物化学药物化学是有机化学的一个重要分支，与生命科学密切相关。药物化学是有机化学的一个重要分支，与生命科学密切相关。创新药物研究可分为创新药物研究可分为发现发现和和开发开发两个阶段，其中发现阶段对创两个阶段，其中发现阶段对创新药物的研究具有决定性的意义。这一阶段的研究包括：阐明新药物的研究具有决定性的意义。这一阶段的研究包括：阐明疾病防治的分子和细胞机制以及药物作用的靶标，发展寻找新疾病防治的分子和细胞机制以及药物作用的靶标，发展寻找新药的新理论、新方法、新技术，其核心就是要发现创新药物的药的新理论、新方法、新技术，其核心就是要发现创新药物的先导化合物的分子结构并加以优化。先导化合物的分子结构并加以优化。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 39393939八、有机新材料化学八、有机新材料化学现代科学技术突飞猛进的发展，尤其是信息技术的发展，对现代科学技术突飞猛进的发展，尤其是信息技术的发展，对材料科学提出了更高的要求，迫切需要新技术。相对于其他功能材料科学提出了更高的要求，迫切需要新技术。相对于其他功能材料，以有机化学为基础的分子材料具有以下特点：材料，以有机化学为基础的分子材料具有以下特点：（1）化学结构种类繁多，给人们提供了很多发现新材料的机遇；）化学结构种类繁多，给人们提供了很多发现新材料的机遇；（2）运用现代合成化学的理论和方法，能够有目的的改变功能分）运用现代合成化学的理论和方法，能够有目的的改变功能分子的结构，进行功能组合和集成；子的结构，进行功能组合和集成；（3）运用组装和自组装的原理，能够在分子层次上组装功能分）运用组装和自组装的原理，能够在分子层次上组装功能分子，调控材料的性能。子，调控材料的性能。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 40404040在今后一段时期内，对于以下领域应予以关注：在今后一段时期内，对于以下领域应予以关注：1.具有潜在光、电、磁等功能的有机分子的合成和有序组装，具有潜在光、电、磁等功能的有机分子的合成和有序组装，并在此基础上运用物理化学的原理和方法，进行功能分子的并在此基础上运用物理化学的原理和方法，进行功能分子的组装和自组装，从而得到新型具有光电磁性能的分子材料；组装和自组装，从而得到新型具有光电磁性能的分子材料；2.分子材料中的电子、能量转移和一些快速反应过程的研究，分子材料中的电子、能量转移和一些快速反应过程的研究，为分子器件的设计提供依据和模型体系；为分子器件的设计提供依据和模型体系；3.运用化学学科的其它分支以及其它学科（如物理、电子）运用化学学科的其它分支以及其它学科（如物理、电子）的方法和技术开展分子器件的研究应用。的方法和技术开展分子器件的研究应用。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 41414141九、计算化学九、计算化学计算化学在有机化学中占有重要地位，研究内容越来越广计算化学在有机化学中占有重要地位，研究内容越来越广泛，许多化学和生物化学甚至分子生物学问题，均应用计算泛，许多化学和生物化学甚至分子生物学问题，均应用计算化学方法进行研究。在此基础上，已派生出许多更加实用的化学方法进行研究。在此基础上，已派生出许多更加实用的计算技术，如分子模拟和分子图形学、计算机辅助设计技术计算技术，如分子模拟和分子图形学、计算机辅助设计技术和计算生物学，这些方法和技术已经在材料科学和生命科学和计算生物学，这些方法和技术已经在材料科学和生命科学中得到了广泛而富有成效的应用。中得到了广泛而富有成效的应用。2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 42424242二二.高等有机化学的发展高等有机化学的发展1、由宏观观测向微观观测发展、由宏观观测向微观观测发展n在量子水平上观察到化学反应共振态在量子水平上观察到化学反应共振态：中国科学院大连中国科学院大连化学物理研究所研究员杨学明和同事首次在实验中观察到化学物理研究所研究员杨学明和同事首次在实验中观察到了全量子态分辨率的氟化氢分子反应的共振现象，并被理了全量子态分辨率的氟化氢分子反应的共振现象，并被理论模型所证实，解决了国际上三十多年来化学研究中一个论模型所证实，解决了国际上三十多年来化学研究中一个悬而未决的难题，并将化学反应机理的研究推向新的高度悬而未决的难题，并将化学反应机理的研究推向新的高度和精度。这项研究成果发表在和精度。这项研究成果发表在科学科学杂志上。杂志上。2、由静态立体化学向动态立体化学发展、由静态立体化学向动态立体化学发展(构象分析构象分析)3、量子化学应用越来越广泛、量子化学应用越来越广泛2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 434343434、研究由简单体系向复杂体系延伸、研究由简单体系向复杂体系延伸n如：模拟酶催化研究、致癌和抗癌机理研究、遗传、免如：模拟酶催化研究、致癌和抗癌机理研究、遗传、免疫、生命信息传递过程研究、分子组装与超分子体系研疫、生命信息传递过程研究、分子组装与超分子体系研究（分子识别）等均涉及复杂的生命体系。究（分子识别）等均涉及复杂的生命体系。5、新理论的建立和充实、新理论的建立和充实n新碰撞理论、新过渡态理论正在孕育中；新碰撞理论、新过渡态理论正在孕育中；n电子排斥的化学键理论、静电力理论正在发展中等电子排斥的化学键理论、静电力理论正在发展中等6、向其他学科的渗透和互相促进、向其他学科的渗透和互相促进2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 2024/4/24 周三周三周三周三Advanced Organic Chemistry Advanced Organic Chemistry 44444444三、学习中应注意的几个方面三、学习中应注意的几个方面三、学习中应注意的几个方面三、学习中应注意的几个方面反应物反应物反应物反应物产物产物产物产物1.1.有机物的结构与反应有机物的结构与反应有机物的结构与反应有