高等有机化学优秀PPT.ppt
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1、高等有机化学第一页,本课件共有42页有机化学有机化学(Organic Chemistry)1.有机化学研究的对象有机化学研究的对象有机化学的研究对象是有机化合物。有机化学的研究对象是有机化合物。研究有机化合物的研究有机化合物的组成、结构、性质、合成、变组成、结构、性质、合成、变化化,以及伴随这些变化所发生的一系列现象。,以及伴随这些变化所发生的一系列现象。第二页,本课件共有42页2.有机化学发展历程的回顾有机化学发展历程的回顾 (1)利用利用 公元公元770 780年,人们开始利年,人们开始利用来自动植物体内的物质,例如:烧酒、糖、用来自动植物体内的物质,例如:烧酒、糖、染料和药物。染料和药物
2、。(2)提取提取 1773年:尿素年:尿素1773 1785年:年:柠檬酸,乳酸,酒石酸,吗啡柠檬酸,乳酸,酒石酸,吗啡元素测定元素测定生生活力学说活力学说有机化学有机化学 (3)合成合成 19世纪中叶:用无机物氰酸铵世纪中叶:用无机物氰酸铵(NH4CNO)首次合成尿素)首次合成尿素乙酸,油脂乙酸,油脂生生活力学说被否定活力学说被否定 (4)有机化合物的结构有机化合物的结构 一维一维二维二维三维三维 第三页,本课件共有42页 (5)有有机机化化学学的的近近代代发发展展 借借助助于于近近代代物物理理学学的的进进展展,有有机机化化学学得得到到长长足足的的发发展展,不不仅仅在在实实验验室室里里分分离
3、离和和提提取取了了一一系系列列天天然然有有机机产产物物,而而且且还还合合成成出出一一些些自自然然界界未未曾曾发发现现的的化化合合物物,并并逐逐步步兴兴起起了了有有机机合合成成化化学学工工业业,尤尤其其以以染染料料和和制制药药工工业业最最为为突突出出。20世世纪纪30年年代代,随随着着石石油油等等天天然然资资源源的的开开发发和和利利用用,世世界界进进入入了了合合成成高分子材料的新时代。高分子材料的新时代。第四页,本课件共有42页 目目前前,随随着着结结构构理理论论和和化化学学反反应应理理论论以以及及计计算算机机、激激光光、磁磁共共振振和和重重组组DNA技技术术等等新新技技术术的的发发展展,有有机
4、机化化学学对对分分子子水水平平的的掌掌握握日日益益得得心心应应手手,能能够够按按照照某某种种特特定定需需要要,在在分分子子水水平平上上设设计计结结构构和和进进行行制制备备,并并由由此此形形成成了了化化学学发发展展的的一一个新方向个新方向分子工程学分子工程学。第五页,本课件共有42页3.21世纪有机化学的展望世纪有机化学的展望 (1)走出纯化学,进入大科学走出纯化学,进入大科学 当生物化学和药当生物化学和药物化学彻底脱离有机化学后,化学家则把兴趣更多地物化学彻底脱离有机化学后,化学家则把兴趣更多地转向获得结构奇特或昙花一现的分子,较少象生物学转向获得结构奇特或昙花一现的分子,较少象生物学家那样发
5、挥想象力,探索其有时是捉摸不定的功能。家那样发挥想象力,探索其有时是捉摸不定的功能。随着随着20世纪的过去,化学知识和化学生产的普及和发世纪的过去,化学知识和化学生产的普及和发展,数学、物理的进展,一些在此基础上综合发展起展,数学、物理的进展,一些在此基础上综合发展起来的大科学开始显现出它们重要的地位,而这些大科来的大科学开始显现出它们重要的地位,而这些大科学的发展,又反过来对化学提出了新的挑战和发展方学的发展,又反过来对化学提出了新的挑战和发展方向。向。第六页,本课件共有42页 尤其是与信息时代相关的尤其是与信息时代相关的功能材料功能材料以及当前可以及当前可能更受人们重视的能更受人们重视的生
6、命科学生命科学,都面临着众多的化,都面临着众多的化学问题亟待解决,要求化学家更多更积极的参与。学问题亟待解决,要求化学家更多更积极的参与。如果说生物学家致力于阐明生命的过程,那么化如果说生物学家致力于阐明生命的过程,那么化学家的使命就是研究如何调控这一过程。学家的使命就是研究如何调控这一过程。然而,化学虽然在然而,化学虽然在20世纪有了飞跃的发展,但世纪有了飞跃的发展,但面对生命这样复杂的体系,现有的化学知识是不敷面对生命这样复杂的体系,现有的化学知识是不敷应用的,特别需要新化合物和新结构的提供以及复应用的,特别需要新化合物和新结构的提供以及复杂体系中分子识别本质的知识和实践经验的积累。杂体系
7、中分子识别本质的知识和实践经验的积累。第七页,本课件共有42页 (2)迎接挑战,发展化学迎接挑战,发展化学 21世纪初,化学发世纪初,化学发展的几个重要方面可能为:化学反应动态学(如展的几个重要方面可能为:化学反应动态学(如1999年诺贝尔奖授予的飞秒化学等);分子识别、年诺贝尔奖授予的飞秒化学等);分子识别、分子间的弱相互作用和分子聚集体化学;合成和分子间的弱相互作用和分子聚集体化学;合成和组装化学等。以合成为例:组装化学等。以合成为例:第八页,本课件共有42页 从科学发展的角度来看,合成化学是化学学科从科学发展的角度来看,合成化学是化学学科的核心,是未来化学家改造世界、创造社会的最有的核心
8、,是未来化学家改造世界、创造社会的最有力的手段。创造新的合成反应一直是化学界的热点,力的手段。创造新的合成反应一直是化学界的热点,多年来不少诺贝尔化学奖就是授予了合成化学家。多年来不少诺贝尔化学奖就是授予了合成化学家。最近最近20年年SCI引用次数最多的引用次数最多的50名化学家中约有名化学家中约有1/3是从事合成化学的。是从事合成化学的。200年来化学家不仅发现年来化学家不仅发现和合成了众多天然存在的化合物,同时也人工创造和合成了众多天然存在的化合物,同时也人工创造了大量非天然的化合物,了大量非天然的化合物,第九页,本课件共有42页使得人类社会所有的化合物已达使得人类社会所有的化合物已达22
9、30 万个万个(CA1999年年12月月10日收录的化合物数)。其增日收录的化合物数)。其增加速度从加速度从20世纪世纪90年代前每年年代前每年60多万个到今天多万个到今天几个月几个月100万个。万个。随着随着21世纪的到来和社会高科技的迅猛发展,世纪的到来和社会高科技的迅猛发展,要求合成化学家能够更多地提供新型结构和新型要求合成化学家能够更多地提供新型结构和新型功能的化合物,并在此基础上设计和组装各种功功能的化合物,并在此基础上设计和组装各种功能的分子聚集体,进而制备高技术传感器、仿生能的分子聚集体,进而制备高技术传感器、仿生智能材料以及分子电子器件、分子开关等新材料。智能材料以及分子电子器
10、件、分子开关等新材料。第十页,本课件共有42页 生命科学研究进入到分子水平,需要化学的参生命科学研究进入到分子水平,需要化学的参与,需要合成研究的参与。材料科学、环境、能源与,需要合成研究的参与。材料科学、环境、能源乃至信息科学都对化学提出了诸多挑战。乃至信息科学都对化学提出了诸多挑战。大科学正在召唤着化学。大科学正在召唤着化学。走出纯化学,进入大走出纯化学,进入大科学,迎接挑战,发展化学,超越前人,闪耀辉煌。科学,迎接挑战,发展化学,超越前人,闪耀辉煌。第十一页,本课件共有42页4.有机化学发展前沿和研究热点有机化学发展前沿和研究热点 在有机化学的发展过程中,逐步形成了有机合在有机化学的发展
11、过程中,逐步形成了有机合成化学、天然有机化学、生物有机化学、金属与元成化学、天然有机化学、生物有机化学、金属与元素有机化学、物理有机化学以及有机物分离分析等素有机化学、物理有机化学以及有机物分离分析等领域。这些领域在各自的成长过程中相互渗透、相领域。这些领域在各自的成长过程中相互渗透、相互依靠并相互促进,为有机化学学科的繁荣发展作互依靠并相互促进,为有机化学学科的繁荣发展作出重要的贡献。出重要的贡献。第十二页,本课件共有42页有机合成化学有机合成化学 有机合成的基础是各种各样的基元合成反应,有机合成的基础是各种各样的基元合成反应,发现新的反应或用新的试剂或技术改善提高已有的发现新的反应或用新的
12、试剂或技术改善提高已有的反应的效率和选择性是发展有机合成的主要途径。反应的效率和选择性是发展有机合成的主要途径。高选择性试剂和反应是有机合成化学中最主高选择性试剂和反应是有机合成化学中最主要的研究课题之一,其中包括化学和区域选择控要的研究课题之一,其中包括化学和区域选择控制,立体选择性控制和不对称合成等。制,立体选择性控制和不对称合成等。复杂有机分子的全合成一直是最受关注的领域,复杂有机分子的全合成一直是最受关注的领域,与生物科学相结合,重视分子的功能则是合成化学与生物科学相结合,重视分子的功能则是合成化学家的新热点。家的新热点。第十三页,本课件共有42页天然有机化学天然有机化学 天然有机化学
13、是研究动植物及生物体内源天然有机化学是研究动植物及生物体内源性生理活性物质的有机化学。目的是希望发掘性生理活性物质的有机化学。目的是希望发掘有生理活性的天然化合物,作为发展新药先导有生理活性的天然化合物,作为发展新药先导化合物,或者直接用于临床或为农业生产服务。化合物,或者直接用于临床或为农业生产服务。天然有机化学是植物化学、基础医学、药物天然有机化学是植物化学、基础医学、药物化学、农业化学的基础。同时,天然有机化学的化学、农业化学的基础。同时,天然有机化学的研究为有机化合物新的分离分析方法,新的专一研究为有机化合物新的分离分析方法,新的专一性和立体选择性合成方法和立体化学等方面作出性和立体选
14、择性合成方法和立体化学等方面作出了重要贡献。了重要贡献。第十四页,本课件共有42页生物有机化学生物有机化学 生物有机化学是生物有机化学是20世纪世纪70年代初发展起来的一年代初发展起来的一门生物化学和有机化学之间的边缘学科。一方面,应门生物化学和有机化学之间的边缘学科。一方面,应用有机化学的结构理论、基团相互作用理论、有机化用有机化学的结构理论、基团相互作用理论、有机化学反应机理和动力学理论,以及应用有机化学研究方学反应机理和动力学理论,以及应用有机化学研究方法,在分子水平上研究生物分子的化学变化和反应规法,在分子水平上研究生物分子的化学变化和反应规律。另一方面,通过模拟生物体系的化学变化,建
15、立律。另一方面,通过模拟生物体系的化学变化,建立有机化学研究新体系(反应机理和有机合成新方法等)有机化学研究新体系(反应机理和有机合成新方法等)。第十五页,本课件共有42页元素有机化学和金属有机化学元素有机化学和金属有机化学 元素有机化学是当代有机化学研究中最为活跃元素有机化学是当代有机化学研究中最为活跃的领域之一。有机磷化学、有机氟化学、有机硼化的领域之一。有机磷化学、有机氟化学、有机硼化学和有机硅化学是当前元素有机化学中四个主要支学和有机硅化学是当前元素有机化学中四个主要支柱。柱。金属有机化学是近代化学前沿领域之一。金属有金属有机化学是近代化学前沿领域之一。金属有机化合物的合成、结构和反应
16、性能的研究以及新型基机化合物的合成、结构和反应性能的研究以及新型基元反应的开发和以有机合成为目标的金属有机化学都元反应的开发和以有机合成为目标的金属有机化学都是金属有机化学的主要研究内容。是金属有机化学的主要研究内容。第十六页,本课件共有42页 物理有机化学主要是通过现代物理实验方法物理有机化学主要是通过现代物理实验方法与理论计算方法研究有机分子结构及其物理、化与理论计算方法研究有机分子结构及其物理、化学性能之间的关系,阐明有机化学的反应机理。学性能之间的关系,阐明有机化学的反应机理。有机化学反应途径的宏观和微观细节是物理有有机化学反应途径的宏观和微观细节是物理有机化学的核心课题之一机化学的核
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