我对有机化学的认识

有机化学

有机化学就是研究有机化合物的一门基础学科,就是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用及有关理论、变化规律与方法学的科学。它就是有机学工业的理论基础,与经济建设与国防建设密切相关,不论就是化学工业、能源工业、材料工业还就是国防工业的发展,都离不开有机化学的成就。同时,有机化学的基本原理对于掌握与发展其她学科也就是必不可少的。

一、有机化学的发展

有机化学的发展可分为初期、中期与后期三个阶段。初期主要就是应用与提取时期。在这一时期,人们利用掌握的化学知识发现了很多药物,提取出了尿素、不啡等重要的有机化合物。中期就是简单合成时期与经典结构理论创立时期。在这一时期,不仅合成了乙酸、油脂等化合物,很多经典的理论也被创立,例如凯库勒提出了苯的构造式、拜耳的张力学说等。后期,即从二十世纪初至今就是以量子力学为基础的现代结构理论的建立、现代物理测试方法、复杂天然物的合成、有机合成工业。

二、有机化学的现状

1有机化学的分类

有机化学已经形成许多成熟的分支学科,并同物理、生物、医学、药学等学科相互渗透与交叉,产生出许多交叉学科。其中,分支学科包括有机合成化学、天然有机化学、金属与元素有机化学、生物有机化学、物理有机化学与分析有机化学。交叉学科包括生物有机化学、药物化学、香料化学、农药化学、有机新材料化学等。

天然有机化学就是研究动植物及生物体内源性生理活性物质的有机化学。目的就是希望发掘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。天然有机化学就是植物化学、基础医学、药物化学、农业化学的基础。同时,天然有机化学的研究为有机化合物新的分离分析方法,新的专一性与立体选择性合成方法与立体化学等方面作出了重要贡献。

元素有机化学就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、有机硼化学与有机硅化学就是当前元素有机化学中四个主要支柱。金属有机化学就是近代化学前沿领域之一。金属有机化合物的合成、结构与反应性能的研究以及新型基元反应的开发与以有机合成为目标的金属有机化学都就是金属有机化学的主要研究内容。

物理有机化学主要就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与微观细节就是物理有机化学的核心课题之一。而生命科学中的物理有机化学研究,则包括主－客体化学中的模拟酶催化反应,主体分子提供的微环境可控制反应,主体分子对客体分子的识别作用以及疏水亲脂作用等。

2有机化学的应用

有机物的分离与分析就是人类认识与改造有机物质世界的重要手段。在有机化学发展的各个重要历史阶段以及有机化学在与其她学科相互渗透的主要界面点上,有机物的分离与分析都起到了关键性的作用。通过有机物的分离与分析,有机化学被广泛应用于对药物化学、农药化学、有机功能材料、香料化学等的研究,还包括石油化工产品的深度加工与农林牧资源及工农业废弃物的高值化。新型药物、新农药、有机功能材料及香料新品种的创制将带动分子设计、有机合成、立体化学、构效关系等研究水平的提高,而农副产品加工中的废弃物的高值化将会就是有机化学的有发展前景的应用领域。

三、有机化学的发展趋势

有机合成化学的基础就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

改善提高已有的反应的效率与选择性就是发展有机合成的主要途径。高选择性试剂与反应就是有机合成化学中最主要的研究课题之一,其中包括化学与区域选择控制,立体选择性控制与不对称合成等。复杂有机分子的全合成一直就是最受关注的领域,与生物科学相结合,重视分子的功能则就是合成化学新热点。

走出纯化学、进入大科学就是有机化学发展的另一重要趋势。随着20世纪的过去,化学知识与化学生产的普及与发展,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。而这些大科学的发展,又反过来对化学提出了新的挑战与发展方向。尤其就是与信息时代相关的功能材料以及当前可能更受人们重视的生命科学,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。随着21世纪的到来与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与新型功能的化合物,并在此基础上设计与组装各种功能的分子聚集体,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。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、能源乃至信息科学都对化学提出了诸多挑战。

四、我对有机化学的认识

初中时我第一次接触到了化学这门学科,也就是在那个时候我知道了有机化学。知道有机化学就是便对她产生了很大的兴趣,因为它就是一个与生活联系非常紧密的学科。但那时我对化学的认识只停留在启蒙层面,知道了什么就是有机化合物,了解了生活中一些常见的有机物及其对人类生活的重要性。高中时,我们对有机化学的了解深入了一些,开始学习一些化学学科必要的基础知识,粗浅地了解了有机物的组成与结构特点,知道了同分异构现象,能够大致了解与生活关系密切的某些有机物的获得、性质、特点与应用。到了大学,我们对有机化学的学习更近了一个层面,通过学习,我们掌握了有机化学中的一些经典理论,例如马氏规律、共振论、诱导效应、共轭效应、双烯合成反应等,掌握了烷烃、不饱与烃、共轭烯烃、芳烃、卤代烃的物理性质、化学性质、制备方法等,对于有机反应,已不再满足于有反应物经中间物到产物的简单过程,而逐渐深入了解各基元反应的过渡态。

有机化合物几乎都含有碳、氢元素,除了碳、氢就是主要元素外,最常见的还有氧、氮、卤素、硫、磷等少数几种元素。这些元素通过碳链异构、位置异构、官能团异构、构型异构及构造异构组成了不同的化合物。因此有机物的数目多、分子体积大、结构复杂、副反应多等。正因为有机物数量庞大、反应复杂,所以我们在有机化学的学习重要掌握一定的方法。这其中最重要的就就是归纳总结,对零碎的知识进行归纳,使之条理化、纲领化,不仅能帮助我们记忆,也有利于我们建立牢固的知识结构。

学习有机很重要的一个方面就就是合成,这就要求我们必须掌握重要化合物的化学性质及典型的合成方法。这其中又涉及到大量的化学反应。对于化学反应,我们不能死记硬背,要从根本出发,掌握它的机理。而机理也就是大有不同的,这时就可以用到我们前面所说的归纳总结了。例如在学习反应机理时,我们可以将离子型反应与自由基反应分开总结,就拿烯烃的加成来说,烯烃与卤化氢的加成就是离子型反应,而与卤素的加成则就是自由基反应。分门别类后,知识会更加条理化、系统化。当然,对于有机的理论学习来说,课后的习题巩固也就是非常重要的一个环节,通过做题,我们可以将一些零散的知识点融合在一起,培养有机合成的思路。另外,学习有机化学的另一个重要方面就就是实验。通过实验,我们的理论知识与科学思维等方面得到了全面的训练与发展。通过这些学习有机化学必不可少的环节,“基础、提高、综合”的模式使我们对有机化学的知识有了更好地掌握。

在当今这个大科学时代,有机化学已不再仅仅就是传统意义上的有机化学了。它与物理、生物、材料、医药等学科的综合,就是有机化学有了更丰富的内容。但这也就要求我们在掌握传统有机化学知识的基础上,还要注意加强对相关学科的了解。在这其中,新一代有机合成化学、生物大分子的合成与修饰、有机功能材料新体系等都就是需要重视的方面。