【5A文】有机化学发展前沿与新挑战

牛胰岛素结构模型
从1968年起，我国科学工作者开始人工合成酵母丙氨酸转
移核糖核酸的研究。 1981年11月20日完成了最后的合成 。
B12的合成：经过11年， 1976年通过90多步反应， 100多名世界上著名化学家参与合成成功。
维生素B12结构式
3. 21世纪有机化学的挑战与发展方向 3.1 近5年诺贝尔化学奖简介
奖励他们在“发展复杂化学体系多尺度模型”方面 所做的贡献。
2014 年，美国及德国三位科学家 Eric Betzig 、 Stefan W.
Hell和William E. Moerner获奖。获奖理由是“研制出超分 辨率荧光显微镜”。
从2009~2014年诺贝尔化学奖获得者的成果可以看出， 与DNA 、蛋白质等生命体成分相关物质的结构、功能及合 成等的研究已成为本世纪研究的热点与重点；进一步研发 新型催化剂，探索物质结构等研究的理论依据或技术模型
状与人类面临的挑战，把握有机化学发展的方向或者人类迫
切需要通过有机化学解决的问题。以点带面，间接了解整个 化学学科的发展前沿。
延伸一 最有影响力的化学类杂志
创办人：约翰· 迈克尔斯、 托马斯· 爱迪生、 亚历山大· 格拉汉姆· 贝尔 创办时间：1880 出版单位：美国科学促进 会（AAAS） 影响因子： 33.611 （ 2014 ）
2.2.2 测定方法
IR
UV
NMR
有机分析更加高效、准确
2.2.3 合成设计方法
逆推法 合成设 计思想
提高了新化合物的诞生速度
2.2.4 新成果举例
1965年9月，我国上海科学家人工合成牛胰岛素成功。这是世界上 第一个合成的结晶蛋白质，具有生物活性（与天然胰岛素相同）。
牛胰岛素结晶
结晶牛胰岛素
【5A文】有机化学发展前沿 与新挑战
目 录
什么是化学
有机化学的发展史
有机化学的发展方向
1 什么是化学
变化规律与应用
性质
物质的组成、结构
实验
物化 分析 高分 子
碳化合物的化学，
是研究有机化合
物的组成、结构、 性质、制备方法
有机
无机
与应用的科学。
合成天然产物
研究反应实质 和反应方向
设计和合成 需要的物质
1865年，年出绝大多数有机化 合物中碳为四价，在此基础上 发展了有机化合物结构学说。
荷兰-范特霍夫（1852~1911）
法国-勒贝尔（1847~1930）
1874年，提出饱和碳原子的四个价指向以碳为中心的 四面体的四个顶点，开创了有机化合物的立体化学。
2.2 20世纪有机化学发展 2.2.1 理论
1）利用计算机设计重要的目标分子以
及合成它们的有效途径。
2 ）发明更轻、更耐用、价格更低廉和 可循环利用的材料。
3）认识酶具有高效活性的原因，设计可与最好的 酶相媲美的， 并利用它们合成及生产重要的材料。
4）合成一些像肌肉等生理体系一 样具有刺激响应性的材料。
5）合成可以自组装成有序体系并具备重要功能 的新物质。发展清洁燃料以及将煤转化为清洁燃
料的技术。
6）透彻认识生命的化学本质，包括大脑和记
忆的化学本质。。
7）开发并生产治疗各种重大疾病的特效药物 ，了解个体基因差异对特定药物 的不同反应
，能够更好地将药物送到身体指定部位。
8）发明不会长期存留、专一性更强的农用化 学品，开发安全的食品添加剂。
小结
了解有机化学的发展史，知道任何一门科学或科技的突 破与进步并不是一朝一夕的的功夫；了解有机化学的发展现
德国 - 维勒（ 1800~1882 ）
德国-李比希（1803~1973）
19世纪初，提出“有机化 学”和“有机化合物”。
1828年：合成了尿素， 打破了有机物的“生 命力说”。
1830年：创立有机化
合物的定量分析方法。
德国-葛霉林（1788～1853）
德国-凯库勒（1829 ~1896）
1848 年：对有机化学提出了新 的定义，即现在所用的定义： 碳化合物化学就是有机化学。
瑞典国家银行增设“瑞典国家银行纪念诺贝尔
经济科学奖”，1969年首次颁发，人们习惯上 称这个额外的奖项为“诺贝尔经济学奖”。
诺贝尔化学奖章
2009年，美以三科学家因“对核糖体结构和功能的研究”
而 获 奖 。 这 三 位 科 学 家 为 美 国 的 Venkatraman
Ramakrishnan、Thomas A. Steitz及以色列的Ada E. Yonath。
等，依然是科学界具有旺盛生命力的课题。其源自文库所以如此，
主要是由于生命大分子等的种类千差万别，并不是单纯的 某个国家、某个课题组独立就能够完成的，也不是一朝一
夕就能取得成果。研究物质结构、功能、作用机理等可以
为人类解决一系列疑难问题或新的挑战提供理论与实践的 技术支持及保障。
3.2 有机化学的新挑战与发展方向
2010年，美国与日本三位科学家理查德· 海克（Richard F.
Heck ），根岸英一（ Ei-ichi Negishi ）及铃木章（ Akira Suzuki ）分享该奖。获奖理由是“有机合成中钯催化交 叉偶联”研究。
2011年，以色列科学家Daniel Shechtman
获奖，获奖理由是“发现准晶体”。
诺贝尔奖，是以瑞典著名的化学家、硝化甘油
炸药的发明人阿尔弗雷德 · 贝恩哈德 · 诺贝尔的
部分遗产（3100万瑞典克朗）作为基金创立的。 设物理、化学、生理或医学、文学、和平五个
诺贝尔
奖项，以基金每年的利息或投资收益授予前一
年世界上在这些领域对人类作出重大贡献的人， 诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金。1968年，
2012 年 ， 两 位 美 国 科 学 家 罗 伯 特 · 莱夫科维茨 （Robert J. Lefkowitz）和布莱恩· 克比尔卡（Brian K. Kobilka）因“G蛋白偶联受体研究”获奖。
2013年，马丁· 卡普拉斯(Martin Karplus)，迈克尔· 莱
维特(Michael Levitt)和亚利耶· 瓦谢尔(Arieh Warshel)，
有机化学
研究有机物的 结构、性质、应用 应用在其 他领域
认识天然有机物
有机化学的应用
2 有机化学的发展史
2.1 17~19世纪
无意识、 经验性 利用有 机化合 物
大量提 取有机 化合物 提出有 机化学 和有机 化合物 概念 首次合 成有机 化合物 系统研 究有机 化学
瑞典-贝采里乌斯 （1779~1848）