PAGEPAGE4有機(jī)合成發(fā)展及趨勢(shì)摘要：總結(jié)了有機(jī)合成的發(fā)展及未來(lái)的趨勢(shì)，特別介紹了綠色合成化學(xué)的進(jìn)展及存在的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：有機(jī)合成,發(fā)展,趨勢(shì),綠色合成化學(xué)ThedevelopmentandtrendoforganicsynthesisAbstract:Thedevelopmentandtrendinfutureoforganicsynthesisaresummarized,especiallyintroducingthedevelopmentandproblemsofgreensynthesischemistry.Keywords:OrganicSynthesis,Development,Trend,GreenSynthesisChemistry1828年德國(guó)科學(xué)家F.維勒利用無(wú)機(jī)物氰酸銨成功合成出了動(dòng)物代謝產(chǎn)物尿素，開創(chuàng)了一個(gè)新的化學(xué)領(lǐng)域—有機(jī)合成。有機(jī)合成是指利用化學(xué)方法將簡(jiǎn)單的化合物或單質(zhì)制備成新的有機(jī)物的過(guò)程。伴隨著越來(lái)越多的化學(xué)工作者的研究，有機(jī)合成已經(jīng)經(jīng)歷了180年的發(fā)展歷史?？傮w而言，有機(jī)合成化學(xué)的發(fā)展可以劃分為兩個(gè)階段：第二次世界大戰(zhàn)前的初創(chuàng)期和第二次世界大戰(zhàn)后的輝煌期。有機(jī)合成的第一階段主要是以煤焦油為原料合成染料及藥物等，如霍夫曼（A.W.Hofmann）發(fā)現(xiàn)的苯胺紫，費(fèi)歇爾（EmilFischer）合成的六碳糖的各種異構(gòu)體以及嘌呤等雜環(huán)化合物，拜耳（A.VonBaeyer）合成的有機(jī)染料靛藍(lán)等。越來(lái)越多的化合物的合成，為有機(jī)合成的輝煌發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從二戰(zhàn)結(jié)束到二十世紀(jì)末，有機(jī)合成進(jìn)入了空前發(fā)展的輝煌時(shí)期，涌現(xiàn)出了一批杰出的有機(jī)合成大師。如喹啉全合成的完成者R.B.Woodward，同時(shí)他還合成了生物堿馬錢子堿、麥角新堿、利血平；甾體化合物膽甾醇、皮質(zhì)酮、黃體酮以及羊毛甾醇；抗生素青霉素、四環(huán)素、紅霉素及維生素B12。E.J.Corey則在總結(jié)有機(jī)合成規(guī)律與合成設(shè)計(jì)方面做出了巨大貢獻(xiàn)，他從合成目標(biāo)分子出發(fā)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征和對(duì)合成反應(yīng)的知識(shí)進(jìn)行邏輯分析，并利用經(jīng)驗(yàn)和推理設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)暮铣陕肪€，提出了反合成分析，并運(yùn)用這種方法合成出了銀杏內(nèi)酯、大環(huán)內(nèi)酯、前列腺素類化合物以及白三烯類化合物。如今，有機(jī)合成已經(jīng)成為化學(xué)領(lǐng)域中最為重要的學(xué)科之一，其研究?jī)?nèi)容遍布材料、能源、環(huán)保、生命等各個(gè)學(xué)科，在社會(huì)文明發(fā)展與人們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮著極其重要的作用。上世紀(jì)90年代，Seebach“OrganicSynthesis-Wherenow?”的文章論述了當(dāng)時(shí)的有機(jī)合成以及發(fā)展趨勢(shì)[1]，他認(rèn)為從大的反應(yīng)類型上講有機(jī)合成已經(jīng)難有新發(fā)現(xiàn)，當(dāng)然新的改進(jìn)和提高還在不斷延續(xù)，而過(guò)渡金屬參與的反應(yīng)、對(duì)映和非對(duì)映的選擇性反應(yīng)以及在為的多步連續(xù)反應(yīng)則可望成為以后發(fā)現(xiàn)新反應(yīng)的領(lǐng)域。近年來(lái)新發(fā)展的合成反應(yīng)的確較多是金屬參與的有機(jī)合成反應(yīng)，而過(guò)渡金屬參與的合成反應(yīng)則尤為突出。作為近幾年來(lái)發(fā)展的一類新型反應(yīng)[2]，烯烴復(fù)分解反應(yīng)（metathesis，olefinmetathesis）現(xiàn)已成為有機(jī)合成中合成烯烴以及通過(guò)烯烴合成其他結(jié)構(gòu)的一種重要手段。該反應(yīng)通過(guò)用鉬、鎢的卡賓配合物（Schrock催化劑）或釕的卡賓配合物（Grubbs催化劑）作催化劑，可以高效實(shí)現(xiàn)烯烴偶聯(lián)。烯烴復(fù)分解反應(yīng)是一個(gè)原子經(jīng)濟(jì)性非常好的綠色反應(yīng)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于復(fù)雜分子、天然產(chǎn)物的合成[3]，可以用于手性催化劑催化不對(duì)稱反應(yīng)[4]，可用于合成輪烯等[5]各種各樣的環(huán)烯。1977年美國(guó)Heeger，MacDiarmid發(fā)現(xiàn)，聚乙炔膜與其他化合物如碘摻雜發(fā)生氧化還原時(shí)，電導(dǎo)率會(huì)提高13個(gè)數(shù)量級(jí)[6]，于是具有光電功能活性的有機(jī)光電材料成為有機(jī)合成的研究熱點(diǎn)。王佛松等在聚苯胺的研究中，成功地合成了可溶性聚苯胺并制備了聚苯胺的支撐膜[7]。錢人元等在聚毗咯研究中取得了一系列研究成果[8]。曹墉、錢人元、朱道本、王佛松等在導(dǎo)電高分子，如稀土催化制備聚乙炔[9]、有機(jī)導(dǎo)體設(shè)計(jì)與制備[10]、導(dǎo)電摻雜機(jī)制等的研究工作也取得一系列成果，沈之荃等用稀土催化劑在室溫使乙炔聚合得到了高順式聚乙炔膜[11]。Shi等用BF3/乙醚體系控制噻吩電化學(xué)聚合電位，得到強(qiáng)度超過(guò)鋁的聚噻吩薄膜[12]。1995年P(guān)ei等[13]與其他幾個(gè)研究小組先后獨(dú)立發(fā)現(xiàn)具有電池原理和發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光電化學(xué)池。1996年Tessler[14]，Hide[15]，Brouwer[16]等分別發(fā)現(xiàn)了光泵浦可產(chǎn)生激光的聚合物材料與器件，而電泵浦聚合物激光材料正在研究之中，后者更具挑戰(zhàn)性，應(yīng)用前景更大。1998年在聚合物激光領(lǐng)域又取得新進(jìn)展[17]，已觀察到BEH-PPPV聚合物膜在室溫下的受激發(fā)射可高達(dá)104cm-1的光學(xué)增益，由fs泵浦-探針實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在振子態(tài)階梯內(nèi)的超快(短于l00fs)的激子弛豫新世紀(jì)的有機(jī)合成–綠色合成，作為當(dāng)代有機(jī)合成發(fā)展的一個(gè)重要學(xué)科前沿，已成為化學(xué)發(fā)展的一個(gè)方向。20世紀(jì)90年代初，化學(xué)家提出了與傳統(tǒng)的“治理污染”不同的“綠色化學(xué)”的概念，即如何從源頭上減少甚至消除污染的產(chǎn)生。通過(guò)研究和改進(jìn)化學(xué)化工過(guò)程及相應(yīng)的工藝技術(shù)，從根本上降低、以至消除副產(chǎn)品或廢棄物的生成，從而達(dá)到保護(hù)和改善環(huán)境的目的?！熬G色化學(xué)”的目標(biāo)要求任何一個(gè)化學(xué)的活動(dòng)，包括使用的化學(xué)原料、化學(xué)和化工過(guò)程以及最終的產(chǎn)品，對(duì)人類的健康和環(huán)境都應(yīng)該是有利的。因而，綠色化學(xué)的研究成果對(duì)解決環(huán)境問(wèn)題是有根本意義的。對(duì)于環(huán)境和化工生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展也有著重要的意義。十幾年來(lái)，關(guān)于綠色化學(xué)的概念、目標(biāo)、基本原理和研究領(lǐng)域等已經(jīng)邁步明確，初步形成了一個(gè)多學(xué)科交叉的在藥物、農(nóng)用化學(xué)品等精細(xì)化學(xué)品的合成中，往往涉及分離中間體的多步驟反應(yīng)。為實(shí)現(xiàn)綠色合成，近年來(lái)，研究發(fā)展的串聯(lián)反應(yīng)是非常有效的。串聯(lián)反應(yīng)包括有一瓶多步串聯(lián)和一瓶多組分串聯(lián)。前者是仿照生物體內(nèi)的多步鏈鎖式反應(yīng)，使反應(yīng)在同一反應(yīng)器內(nèi)從原料到產(chǎn)物的多個(gè)步驟連續(xù)進(jìn)行，無(wú)需分離出中間體，又不產(chǎn)生相應(yīng)的廢棄物，和環(huán)境保持友好；后者是涉及至少三種不同原料的反應(yīng)于同一反應(yīng)器中進(jìn)行，而每步反應(yīng)都是下步反應(yīng)所必需的，而且原料分子的主體部分都融進(jìn)到最終產(chǎn)物中，這是一類高效的合成方法。1.5發(fā)展和應(yīng)用安全的化學(xué)品發(fā)展和應(yīng)用對(duì)人和環(huán)境無(wú)毒、無(wú)危險(xiǎn)性的試劑和溶劑，以及其他實(shí)用化學(xué)用品，是實(shí)現(xiàn)綠色合成最直接的一環(huán)?？梢圆扇∵m當(dāng)?shù)氖侄问鼓骋环肿拥亩拘越档投挥绊懫涔δ堋＠?，腈類化合物的毒性，認(rèn)為是由于腈類分解而生成氰離子產(chǎn)生的。若將腈的α位進(jìn)行取代，使其難生成自由基而不產(chǎn)生氰離子，則可使毒性降低，而反應(yīng)功能不受影響。又如，人們開發(fā)的新型化工原料碳酸二甲酯，以其較高的反應(yīng)活性和低微的毒性，代替了劇毒的光氣和硫酸二甲酯，從而被譽(yù)為21世紀(jì)的“綠色化工原料”。綜上所述，有機(jī)合成的發(fā)展在不斷的提高，也越來(lái)越考慮到在合成過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響，而綠色合成作為新的科學(xué)前沿已逐步形成，但真正發(fā)展還需要從觀念上、理論上、合成技術(shù)上等，對(duì)傳統(tǒng)的、常規(guī)的有機(jī)合成進(jìn)行不斷的改革和創(chuàng)新。參考文獻(xiàn)：[1]SeebachD.AngewChemIntEDEngl,1990,29:1320.[2](a)SchusterM,BlechertS.AngewChemIntEDEngl,1997,36:2036.(b)ArmstrongSK.JChemSocPerkinTrans1,1998,371.(c)FustnerA.AngewChemIntEDEngl,2000,39:3012.(d)TrinkTM,GrubbsRH.AccChemRes,2001,34:18.(e)ConnonSJ,BlechertS.AngewChemIntEDEngl,2003,42:1900.(f)SchrockRR.RecentAdvancesInOlefinMetathesisByMolybdenumAndTungstenImidoAlkylideneComplexes.JMolCatalAChem,2004,213(1):21.[3]CrimminsMT,SheJ.JAmChemSoc,2004,126:12790.[4]TsangWCP,JerneliusJA,CortezGA,etal.JAmChemSoc,2003,125(9):2591.[5](a)CoumansRGE,ElemansJAAW,ThordarsonP,etal.SynthesisofPorphyrin-Containing(b)RotaxanesbyOlenfinMetathesisAngewChemIntEDEngl,2003,42(6):650-654(c)IwamotoH,ItohK,NagamiyaH,Fukazawa,Y.ConvenientSynthesisof(d)CatenanebyOlefinmetathesisDimerizatios.TetragedrinLett,2003,44(31):5773.[6]FeastWJ.Synthesisandpropertiesofsomeconjugatedpotentiallyconductivepolymers.ChemInd,1985,(8):[7]王佛松，唐勁松，景遐斌等.可溶性聚苯胺的合成及研究.高分子學(xué)報(bào),1987,(5):384.[8]錢人元，李永舫.導(dǎo)電聚吡咯的研究.中國(guó)科學(xué)基金，1996，(3):163[9]CaoY,QianRY,WangFS,etal.Structureoftrans-polyacetylenepreparedbyrare-earthcatalysts.MakromolChemRapidCommun,1982,3:687[10]ZhuDB,WanMX,LiMZ.Chargetransfercomplexesof2,2’-DIPSΦ4withTCNQandIodine.MolCrystLiqCryst,1982,86(1-4):1797[11]ShenZQ,YangMJ,ShiMX.Newcoordinationcatalystsbasedonrareearthcompoundsforthesterespecificpolymerizationofacetylene.JPolymSci,1982,20:411[12]ShiGQ,JinS,XueG,etal.Aconductingpolymerfilmstrongerthanaluminum.Science,1995,267(17):994[13]PeiQB,YuG,ZhangC,etal.Polymerlight-emittingelectrochemicalcells.Science,1995,269:1086[14]TesslerN,DentonGJ,FriendRH.Lasingfromconjugated-polymermicracavities.Nature,1996,382:695.[15]HideF,Diaz-GarciaMA,SchwartzBJ,etal.Semiconductingpolymers:Anewclassofsolid-statelasermaterials.Science,1996,273:1833[16]BrouwerHJ,KrasnikovVV,Hiberer