第一篇：有機化學的研究熱點與發(fā)展前景

有機化學的發(fā)展前沿與研究熱點

20世紀、有機立體化學等。下面介紹其中的一部分分支學科，使我們了解有機化學的發(fā)展前沿和研究熱點。（1）有機合成化學

這是有機化學中最重要的基礎(chǔ)學科之一，它是創(chuàng)造新紀的有機化學，從實驗方法到基礎(chǔ)理論都有了巨大的進展，顯示出蓬勃發(fā)展的強勁勢頭和活力。世界上每年合成的近百萬個新化合物中約70%以上是有機化合物。其中有些因具有特殊功能而用于材料、能源、醫(yī)藥、生命科學、農(nóng)業(yè)、營養(yǎng)、石油化工、交通、環(huán)境科學等與人類生活密切相關(guān)的行業(yè)中，直接或間接地為人類提供了大量的必需品。與此同時，人們也面對著天然的和合成的大量有機物對生態(tài)、環(huán)境、人體的影響問題。展望未來，有機化學將使人類優(yōu)化使用有機物和有機反應過程，有機化學將會得到更迅速的發(fā)展。有機化學的迅速發(fā)展產(chǎn)生了不少分支學科，包括有機合成、金屬有機、元素有機、天然有機、物理有機、有機催化、有機分有機分子的主要手段和工具，發(fā)現(xiàn)新反應、新試劑、新方法和新理論是有機合成的創(chuàng)新所在。1828年德國化學家維勒用無機物氰酸銨的熱分解方法，成功地制備了有機物尿素，揭開了有機合成的帷幕。100多年來，有機合成化學的發(fā)展非常迅速。

有機合成發(fā)展的基礎(chǔ)是各類基本合成反應，不論合成多么復雜的化合物，其全合成可用逆合成分析法（Retrosynthesis Analysis）分解為若干基本反應，如加成反應、重排反應等。每個基本反應均有它特殊的反應功能。合成時可以設(shè)計和選擇不同的起始原料，用不同的基本合成反應，獲得同一個復雜有機分子目標物，起到異曲同工的作用，這在現(xiàn)代有機合成中稱為“合成藝術(shù)”。在化學文獻中經(jīng)?？梢钥吹侥骋挥袡C化合物的全合成同時有多個工作組的報導，而其合成方法和路線是不同的。那么如何去評價這些不同的全合成路線呢?對一個全合成路線的評價包括：起始原料是否適宜，步驟路線是否簡短易行，總收率高低以及合成的選擇性高低等。這些對形成有工業(yè)前景的生產(chǎn)方法和工藝是至關(guān)重要的，也是現(xiàn)代有機合成的發(fā)展方向。

（2）金屬有機化學和有機催化

金屬有機化學在20世紀有機化學中是最活躍的研究領(lǐng)域之一，其中特別是與有機催化聯(lián)系在一起。均相催化使有機化學、高分子化學、生命科學及現(xiàn)代化學工業(yè)發(fā)展到一個新的水平。金屬有機化學使人們認識到無機化學和有機化學交叉產(chǎn)生的金屬有機化學會產(chǎn)生如此巨大的活力和作用；同時還發(fā)現(xiàn)許多金屬有機化合物在生物體系內(nèi)有重要的生理功能，如維生素B12，引起了生物學界的關(guān)注。由于金屬有機化學的本身結(jié)構(gòu)和功能的特殊性，以及廣泛的應用前景，它在21世紀將有更大的發(fā)展。

含有碳-金屬鍵的化合物種類甚多，至今還有不少元素周期表上的金屬元素尚無合成的金屬有機化合物。因此，金屬有機化合物的合成方法有待進一步研究和深入。如1849年就制得乙基鋅〔Zn（C2H5）2〕，發(fā)現(xiàn)它有極好的反應性能；以后才相繼制得含鋰、鈉、鉀、鎂、鋁、汞、錫等的金屬有機化合物。但直到20世紀50年代才發(fā)展到主族元素和過渡元素的金屬有機化合物。金屬有機化合物的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系是一個很廣泛和重要的研究領(lǐng)域。如茂金屬催化劑，它是烯烴聚合反應的新型催化劑；現(xiàn)在又發(fā)現(xiàn)二茂鐵可做燃燒催化劑。應用金屬有機化合物作為光學材料、電子材料和醫(yī)藥也是正在開發(fā)的領(lǐng)域。在21世紀將會發(fā)現(xiàn)更多具有各種特殊功能、可用作功能材料的金屬有機化合物。金屬有機化合物在有機合成的均相催化反應中起著十分重要的作用。往往在金屬有機化合物催化下產(chǎn)生一系列的有機合成反應。各種金屬有機化合物的催化活性是不同的，將其應用于有機合成中將會產(chǎn)生各種不同的反應。有機反應催化劑的研制趨勢是模擬那些能起催化反應的酶。這些模擬酶的選擇性催化劑將在化學合成中呈現(xiàn)日新月異的新局面，故有的諾貝爾化學獎獲得者稱其為化學酶。（3）天然有機化學

天然有機化學是研究來自自然界動植物的內(nèi)源性有機化合物的化學。大自然創(chuàng)造的各種有機化合物使生物能生存在陸地、高山、海洋、冰雪之中。發(fā)掘和認識自然界的這一豐富資源是世界發(fā)展和人類生存的需要，是有機化學主要研究任務之一，也是認識世界的基礎(chǔ)研究。從事天然產(chǎn)物化學研究的目的是希望發(fā)現(xiàn)有生理活性的有效成分，或是直接用于臨床藥物和用于農(nóng)業(yè)作為增產(chǎn)劑和農(nóng)藥，或是發(fā)現(xiàn)有效成分的主結(jié)構(gòu)作為先導化合物，進一步研究其各種衍生物，從而發(fā)展成一類新藥、新農(nóng)藥和植物生長調(diào)節(jié)劑等。對于自然界的天然產(chǎn)物，有機化學家和藥物化學家長期以來一直對它具有廣泛的興趣，并從中已經(jīng)獲得了許多新藥和先導化合物。

（4）物理有機化學

物理有機化學研究有機分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，研究有機化學反應機理及用理論計算化學的方法來理解、預見和發(fā)現(xiàn)新的有機化學現(xiàn)象。對有機分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系以及對有機化學反應機理的研究，是希望從實驗數(shù)據(jù)中找到其內(nèi)在的規(guī)律，并提高到理論化學的高度來理解和認識。

①分子結(jié)構(gòu)測定目前，有機化合物結(jié)構(gòu)測定所用的波譜（紫外、紅外、核磁共振、質(zhì)譜）和X-射線單晶結(jié)構(gòu)分析等已經(jīng)能測定大多數(shù)有機分子的結(jié)構(gòu)，但對于結(jié)構(gòu)很復雜的生物大分子或存在量極微的有機化合物結(jié)構(gòu)的測定尚有待于分析儀器設(shè)備的不斷發(fā)展。如目前已有800兆核磁共振儀，更高級的已在研制中。某些新型的顯微鏡也正在發(fā)展之中，例如可以直接觀察單個分子及其結(jié)構(gòu)的顯微術(shù)。這一領(lǐng)域的發(fā)展可能導致一系列生物大分子的發(fā)現(xiàn)，并測定它們的一級結(jié)構(gòu)以及二、三級結(jié)構(gòu)，了解分子在空間的排列以及分子-分子體系是如何組合的。這是物理有機化學研究的基礎(chǔ)工作，只有了解清楚分子結(jié)構(gòu)，才有可能聯(lián)系其性能，研究結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。

②反應機理隨著對反應過渡態(tài)及反應活性中間體的研究和確證，往往一個有機化學反應將不單純是某一類反應機理，而是涉及多類有機反應歷程，如自由基反應會涉及電子轉(zhuǎn)移反應?，F(xiàn)有的研究進展表明，對任何一個有機化學反應歷程，最終必須搞清楚反應過程中原子和分子的碰撞及重組情況，不同反應步驟的速率及反應中能態(tài)和相關(guān)能量。因此在研究有機反應機理中發(fā)現(xiàn)新的反應機理是一個方面，而搞清楚已知反應歷程的速率、能量也是控制有機化學反應的一個重要方面。

③分子間的弱相互作用分子間的弱相互作用決定參與反應的分子間的識別，因而決定反應的選擇性；它還決定分子間的聚集方式。研究分子間弱相互作用及其后果是十分重要的。（5）生物有機化學

生物有機化學的主要研究對象是核酸、蛋白質(zhì)和多糖三種主要生物大分子及參與生命過程的其他有機化合物分子。它們是維持生命機器正常運轉(zhuǎn)的最重要的基礎(chǔ)物質(zhì)。

核酸是信息分子，負擔著遺傳信息的儲存、傳遞及表達功能。近10年來對核糖核酸的研究發(fā)現(xiàn)，除上述功能之外，它還顯示出獨特的催化活性，即有著酶一樣的作用。這大大加深了對核酸和蛋白質(zhì)這兩類重要生命基礎(chǔ)物質(zhì)的性質(zhì)和相互關(guān)系的認識。核酸研究的深入發(fā)展，深刻揭示了DNA復制、轉(zhuǎn)錄、RNA前體加工、蛋白質(zhì)生物合成過程中的相互關(guān)系，從而了解許多疾病的病因與核酸的相關(guān)性，為核酸在醫(yī)學上的應用開拓了廣闊的前景。

全新蛋白質(zhì)是蛋白質(zhì)研究中的一個新領(lǐng)域。國際上正在嘗試按化學、生物、催化等性質(zhì)的需要合成新的蛋白質(zhì)分子，對酶蛋白和膜蛋白的研究和模擬將起到重要作用。

多糖也是生物體內(nèi)的重要信息物質(zhì)。目前多糖研究側(cè)重于分離、純化、化學組成及生物活性測定等方面。對多糖的溶液構(gòu)象、空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系都還未深入研究。要深入研究多糖結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系，必須首先在將其分離、分析和合成方法上有所突破。模擬酶的研究。模擬酶的主客體分子間的相互識別與相互作用已取得了可喜的進展。此外在酶的模擬方式上最近出現(xiàn)了所謂催化性抗體的新策略，這種設(shè)想有可能創(chuàng)造出新型的高效、高選擇性催化劑。

生物膜化學和細胞信號傳導的分子基礎(chǔ)是生物有個重要研究領(lǐng)域，對醫(yī)學、衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)均會產(chǎn)生深遠的影響。

第二篇：有機化學的發(fā)展前沿和研究熱點

有機化學的發(fā)展前沿和研究熱點

有機化學的研究對象是有機化合物, 它研究有機化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成、變化，以及伴隨這些變化所發(fā)生的一系列現(xiàn)象。

20世紀的有機化學，從實驗方法到基礎(chǔ)理論都有了巨大的進展，顯示出蓬勃發(fā)展的強勁勢頭和活力。世界上每年合成的近百萬個新化合物中約70%以上是有機化合物。其中有些因具有特殊功能而用于材料、能源、醫(yī)藥、生命科學、農(nóng)業(yè)、營養(yǎng)、石油化工、交通、環(huán)境科學等與人類生活密切相關(guān)的行業(yè)中，直接或間接地為人類提供了大量的必需品。與此同時，人們也面對著天然的和合成的大量有機物對生態(tài)、環(huán)境、人體的影響問題。展望未來，有機化學將使人類優(yōu)化使用有機物和有機反應過程，有機化學將會得到更迅速的發(fā)展。

有機化學的迅速發(fā)展產(chǎn)生了不少分支學科，包括有機合成、金屬有機、元素有機、天然有機、物理有機、有機催化、有機分析、有機立體化學等。下面就其中的一部分分支學科來說，了解有機化學的發(fā)展前沿和研究熱點。(1)有機合成化學

這是有機化學中最重要的基礎(chǔ)學科之一，它是創(chuàng)造新有機分子的主要手段和工具，發(fā)現(xiàn)新反應、新試劑、新方法和新理論是有機合成的創(chuàng)新所在。1828年德國化學家維勒用無機物氰酸銨的熱分解方法，成功地制備了有機物尿素，揭開了有機合成的帷幕。100多年來，有機合成化學的發(fā)展非常迅速。

有機合成發(fā)展的基礎(chǔ)是各類基本合成反應，不論合成多么復雜的化合物，其全合成可用逆合成分析法分解為若干基本反應，如加成反應、重排反應等。每個基本反應均有它特殊的反應功能。合成時可以設(shè)計和選擇不同的起始原料，用不同的基本合成反應，獲得同一個復雜有機分子目標物，起到異曲同工的作用，這在現(xiàn)代有機合成中稱為“合成藝術(shù)”。在化學文獻中經(jīng)?？梢钥吹侥骋挥袡C化合物的全合成同時有多個工作組的報導，而其合成方法和路線是不同的。那么如何去評價這些不同的全合成路線呢?對一個全合成路線的評價包括：起始原料是否適宜，步驟路線是否簡短易行，總收率高低以及合成的選擇性高低等。這些對形成有工業(yè)前景的生產(chǎn)方法和工藝是至關(guān)重要的，也是現(xiàn)代有機合成的發(fā)展方向。

(2)金屬有機化學和有機催化

金屬有機化學在20世紀有機化學中是最活躍的研究領(lǐng)域之一，其中特別是與有機催化聯(lián)系在一起。均相催化使有機化學、高分子化學、生命科學及現(xiàn)代化學工業(yè)發(fā)展到一個新的水平。金屬有機化學使人們認識到無機化學和有機化學交叉產(chǎn)生的金屬有機化學會產(chǎn)生如此巨大的活力和作用；同時還發(fā)現(xiàn)許多金屬有機化合物在生物體系內(nèi)有重要的生理功能，如維生素B12，引起了生物學界的關(guān)注。由于金屬有機化學的本身結(jié)構(gòu)和功能的特殊性，以及廣泛的應用前景，它在21世紀將有更大的發(fā)展。

含有碳-金屬鍵的化合物種類甚多，至今還有不少元素周期表上的金屬元素尚無合成的金屬有機化合物。因此，金屬有機化合物的合成方法有待進一步研究和深入。如1849年就制得乙基鋅〔Zn(C2H5)2〕，發(fā)現(xiàn)它有極好的反應性能；以后才相繼制得含鋰、鈉、鉀、鎂、鋁、汞、錫等的金屬有機化合物。但直到20世紀50年代才發(fā)展到主族元素和過渡元素的金屬有機化合物。金屬有機化合物的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系是一個很廣泛和重要的研究領(lǐng)域。如茂金屬催化劑，它是烯烴聚合反應的新型催化劑；現(xiàn)在又發(fā)現(xiàn)二茂鐵可做燃燒催化劑。應用金屬有機化合物作為光學材料、電子材料和醫(yī)藥也是正在開發(fā)的領(lǐng)域。在21世紀將會發(fā)現(xiàn)更多具有各種特殊功能、可用作功能材料的金屬有機化合物。

金屬有機化合物在有機合成的均相催化反應中起著十分重要的作用。往往在金屬有機化合物催化下產(chǎn)生一系列的有機合成反應。各種金屬有機化合物的催化活性是不同的，將其應用于有機合成中將會產(chǎn)生各種不同的反應。有機反應催化劑的研制趨勢是模擬那些能起催化反應的酶。這些模擬酶的選擇性催化劑將在化學合成中呈現(xiàn)日新月異的新局面，故有的諾貝爾化學獎獲得者稱其為化學酶。

(3)天然有機化學

天然有機化學是研究來自自然界動植物的內(nèi)源性有機化合物的化學。大自然創(chuàng)造的各種有機化合物使生物能生存在陸地、高山、海洋、冰雪之中。發(fā)掘和認識自然界的這一豐富資源是世界發(fā)展和人類生存的需要，是有機化學主要研究任務之一，也是認識世界的基礎(chǔ)研究。從事天然產(chǎn)物化學研究的目的是希望發(fā)現(xiàn)有生理活性的有效成分，或是直接用于臨床藥物和用于農(nóng)業(yè)作為增產(chǎn)劑和農(nóng)藥，或是發(fā)現(xiàn)有效成分的主結(jié)構(gòu)作為先導化合物，進一步研究其各種衍生物，從而發(fā)展成一類新藥、新農(nóng)藥和植物生長調(diào)節(jié)劑等。對于自然界的天然產(chǎn)物，有機化學家和藥物化學家長期以來一直對它具有廣泛的興趣，并從中已經(jīng)獲得了許多新藥和先導化合物。

(4)物理有機化學

物理有機化學研究有機分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，研究有機化學反應機理及用理論計算化學的方法來理解、預見和發(fā)現(xiàn)新的有機化學現(xiàn)象。對有機分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系以及對有機化學反應機理的研究，是希望從實驗數(shù)據(jù)中找到其內(nèi)在的規(guī)律，并提高到理論化學的高度來理解和認識。

① 分子結(jié)構(gòu)測定，目前，有機化合物結(jié)構(gòu)測定所用的波譜(紫外、紅外、核磁共振、質(zhì)譜)和X-射線單晶結(jié)構(gòu)分析等已經(jīng)能測定大多數(shù)有機分子的結(jié)構(gòu)，但對于結(jié)構(gòu)很復雜的生物大分子或存在量極微的有機化合物結(jié)構(gòu)的測定尚有待于分析儀器設(shè)備的不斷發(fā)展。如目前已有800兆核磁共振儀，更高級的已在研制中。某些新型的顯微鏡也正在發(fā)展之中，例如可以直接觀察單個分子及其結(jié)構(gòu)的顯微術(shù)。這一領(lǐng)域的發(fā)展可能導致一系列生物大分子的發(fā)現(xiàn)，并測定它們的一級結(jié)構(gòu)以及二、三級結(jié)構(gòu)，了解分子在空間的排列以及分子-分子體系是如何組合的。這是物理有機化學研究的基礎(chǔ)工作，只有了解清楚分子結(jié)構(gòu)，才有可能聯(lián)系其性能，研究結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。

②反應機理隨著對反應過渡態(tài)及反應活性中間體的研究來確證，往往一個有機化學反應將不單純是某一類反應機理，而是涉及多類有機反應歷程，如自由基反應會涉及電子轉(zhuǎn)移反應。現(xiàn)有的研究進展表明，對任何一個有機化學反應歷程，最終必須搞清楚反應過程中原子和分子的碰撞及重組情況，不同反應步驟的速率及反應中能態(tài)和相關(guān)能量。因此在研究有機反應機理中發(fā)現(xiàn)新的反應機理是一個方面，而搞清楚已知反應歷程的速率、能量也是控制有機化學反應的一個重要方面。

③分子間的弱相互作用分子間的弱相互作用決定參與反應的分子間的識別，因而決定反應的選擇性；它還決定分子間的聚集方式。研究分子間弱相互作用及其后果是十分重要的。

(5)生物有機化學

生物有機化學的主要研究對象是核酸、蛋白質(zhì)和多糖三種主要生物大分子及參與生命過程的其他有機化合物分子。它們是維持生命機器正常運轉(zhuǎn)的最重要的基礎(chǔ)物質(zhì)。

核酸是信息分子，負擔著遺傳信息的儲存、傳遞及表達功能。近10年來對核糖核酸的研究發(fā)現(xiàn)，除上述功能之外，它還顯示出獨特的催化活性，即有著酶一樣的作用。這大大加深了對核酸和蛋白質(zhì)這兩類重要生命基礎(chǔ)物質(zhì)的性質(zhì)和相互關(guān)系的認識。核酸研究的深入發(fā)展，深刻揭示了DNA復制、轉(zhuǎn)錄、RNA前體加工、蛋白質(zhì)生物合成過程中的相互關(guān)系，從而了解許多疾病的病因與核酸的相關(guān)性，為核酸在醫(yī)學上的應用開拓了廣闊的前景。全新蛋白質(zhì)是蛋白質(zhì)研究中的一個新領(lǐng)域。國際上正在嘗試按化學、生物、催化等性質(zhì)的需要合成新的蛋白質(zhì)分子，對酶蛋白和膜蛋白的研究和模擬將起到重要作用。

多糖也是生物體內(nèi)的重要信息物質(zhì)。目前多糖研究側(cè)重于分離、純化、化學組成及生物活性測定等方面。對多糖的溶液構(gòu)象、空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系都還未深入研究。要深入研究多糖結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系，必須首先在將其分離、分析和合成方法上有所突破。

模擬酶的研究。模擬酶的主客體分子間的相互識別與相互作用已取得了可喜的進展。此外在酶的模擬方式上最近出現(xiàn)了所謂催化性抗體的新策略，這種設(shè)想有可能創(chuàng)造出新型的高效、高選擇性催化劑。

生物膜化學和細胞信號傳導的分子基礎(chǔ)是生物有機化學的另一個重要研究領(lǐng)域，對醫(yī)學、衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)均會產(chǎn)生深遠的影響。

目前，隨著結(jié)構(gòu)理論和化學反應理論以及計算機、激光、磁共振和重組DNA技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展，有機化學對分子水平的掌握日益得心應手，能夠按照某種特定需要，在分子水平上設(shè)計結(jié)構(gòu)和進行制備，并由此形成了化學發(fā)展的一個新方向——分子工程學。

對于21世紀有機化學的展望：(1)走出純化學，進入大科學

當生物化學和藥物化學徹底脫離有機化學后，化學家則把興趣更多地轉(zhuǎn)向獲得結(jié)構(gòu)奇特或曇花一現(xiàn)的分子，較少象生物學家那樣發(fā)揮想象力，探索其有時是捉摸不定的功能。隨著20世紀的過去，化學知識和化學生產(chǎn)的普及和發(fā)展，數(shù)學、物理的進展，一些在此基礎(chǔ)上綜合發(fā)展起來的大科學開始顯現(xiàn)出它們重要的地位，而這些大科學的發(fā)展，又反過來對化學提出了新的挑戰(zhàn)和發(fā)展方向。

尤其是與信息時代相關(guān)的功能材料以及當前可能更受人們重視的生命科學，都面臨著眾多的化學問題亟待解決，要求化學家更多更積極的參與。如果說生物學家致力于闡明生命的過程，那么化學家的使命就是研究如何調(diào)控這一過程。

然而，化學雖然在20世紀有了飛躍的發(fā)展，但面對生命這樣復雜的體系，現(xiàn)有的化學知識是不敷應用的，特別需要新化合物和新結(jié)構(gòu)的提供以及復雜體系中分子識別本質(zhì)的知識和實踐經(jīng)驗的積累。(2)迎接挑戰(zhàn)，發(fā)展化學

21世紀初，化學發(fā)展的幾個重要方面可能為：化學反應動態(tài)學（如1999年諾貝爾獎授予的飛秒化學等）；分子識別、分子間的弱相互作用和分子聚集體化學；合成和組裝化學等。以合成為例：

從科學發(fā)展的角度來看，合成化學是化學學科的核心，是未來化學家改造世界、創(chuàng)造社會的最有力的手段。創(chuàng)造新的合成反應一直是化學界的熱點，多年來不少諾貝爾化學獎就是授予了合成化學家。最近20年SCI引用次數(shù)最多的50名化學家中約有1/3是從事合成化學的。200年來化學家不僅發(fā)現(xiàn)和合成了眾多天然存在的化合物，同時也人工創(chuàng)造了大量非天然的化合物，使得人類社會所有的化合物已達2230 萬個（CA1999年12月10日收錄的化合物數(shù)）。其增加速度從20世紀90年代前每年60多萬個到今天幾個月100萬個。

隨著21世紀的到來和社會高科技的迅猛發(fā)展，要求合成化學家能夠更多地提供新型結(jié)構(gòu)和新型功能的化合物，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計和組裝各種功能的分子聚集體，進而制備高技術(shù)傳感器、仿生智能材料以及分子電子器件、分子開關(guān)等新材料。

生命科學研究進入到分子水平，需要化學的參與，需要合成研究的參與。材料科學、環(huán)境、能源乃至信息科學都對化學提出了諸多挑戰(zhàn)。

大科學正在召喚著化學。走出純化學，進入大科學，迎接挑戰(zhàn)，發(fā)展化學，超越前人，閃耀輝煌。

第三篇：有機化學與生活

生活中的有機化學

在21世紀的今天，我們國家正以越來越快的腳步邁向現(xiàn)代化，各行各業(yè)都在大步向前。有機化學起了不可或缺的作用，面臨新的發(fā)展機遇。有機化學己經(jīng)在科學領(lǐng)域、經(jīng)濟建設(shè)、日常生活中起著重要作用，它使人類在了解有機化合物的性能、反應以及合成方面將有更新的認識和研究手段；另一方面，材料科學和生命科學的發(fā)展，以及人類對于環(huán)境和能源的新的要求，都給有機化學提出新的課題和挑戰(zhàn)。它提升著我們的生活質(zhì)量，在日常生活中應用十分廣泛，得到有效發(fā)展。在今天的物質(zhì)生活中，有機化合物無處不在。例如，醫(yī)藥、有機肥料、食品、炸藥、香料、塑料和合成纖維等。對于征服疾病如癌癥、控制遺傳、延長壽命將起到巨大作用。

有機化學的簡介

有機化學又稱為碳化合物的化學，是研究有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備的學科，是化學中極重要的一個分支。含碳化合物被稱為有機化合物是因為以往的化學家們認為含碳物質(zhì)一定要由生物（有機體）才能制造；然而在1828年的時候，德國化學家弗里德里?！ぞS勒，在實驗室中成功合成尿素（一種生物分子），自此以后有機化學便脫離傳統(tǒng)所定義的范圍，擴大為含碳物質(zhì)的化學。分有機化學作為化學的一個重要分支，對化學學科本身的發(fā)展有突出的貢獻。

有機化學在生活中的應用 顏色艷麗的染料

化學工藝的發(fā)展使得今天人們的物質(zhì)生活幾乎離不開有機化合物。一百多年前，染料來自動植物，自從發(fā)現(xiàn)煤焦油以后，鮮艷的合成染料代替了天然染料。1856年P(guān)erkin發(fā)明第一個合成染料--馬尾紫，20世紀50年代。Pattee和Stephen發(fā)現(xiàn)含二氯均三嗪基團的染料在堿性條件下與纖維上的羥基發(fā)生鍵合，標志著染料使纖維著色從物理過程發(fā)展到化學過程，開創(chuàng)了活性染料的合成應用時期。染料已不只限于紡織物的染色和印花，它在油漆、塑料、皮革、光電通訊、食品等許多部門得以應用。

廣泛應用的洗潔精

洗潔精已逐步成為當今社會人們離不開的生活必需品。不管是在公共場所、豪華飯店，還是在每個家庭、大眾小吃攤，我們部可以看到洗潔精的蹤跡。洗潔精主要的化學成分包括了烷基苯磺酸鈉、脂肪醇醚硫酸鈉、泡沫劑、增溶劑、香精、水、色素、防腐劑等。洗潔精擁有強大的去污能力在很大程度上要歸功于烷基苯磺酸鈉這種陰離子表面活性劑。烷基苯磺酸鈉是中性的，對水硬度較敏感，不易氧化，起泡力強，去污力高，易與各種助劑復配，成本較低，合成工藝成熟，應用領(lǐng)域廣泛，是非常出色的陰離子表面活性劑?，F(xiàn)在市場上出現(xiàn)了越來越多以椰子油等植物作為原料的天然洗潔精，這類洗滌品雖然成本和價格相對要高，但對人體和環(huán)境都很友好。此外，粉體洗潔精也是很好的選擇。粉體洗潔精又“綠色洗潔專家”之稱其產(chǎn)品由高效洗潔因子、高活性洗潔酶、環(huán)保消毒劑、多元助劑等成分復配而成，無磷配方擁有強效的去油污能，而且粉狀配制的簡便方式和用途廣泛的市場前景。而且在我們生活中一些非常常見的生活用品也可以充當去污小助手。比如食酷，食醋的主要成分是醋酸以及有機酸，能溶解油污，還能殺菌、防霉、去除異味，紙巾：紙纖維可以吸附油性的物質(zhì)，尤其對液體狀的油污吸附力大。用蓬松柔軟的紙擦掉碗碟上的油污后，會令清洗更容易。

與衣有關(guān)的肥皂（C17H35COONa）它是用油脂與燒堿溶液共熱經(jīng)“皂化反應”而制成，合成洗滌劑（烷基苯磺酸鈉）由石油化工產(chǎn)品為原料而制得，它可節(jié)約大量的食物油脂，還有各種洗潔精也是不可缺少的，洗衣粉中的輔助劑三聚磷酸鈉（Na5P3O10）它能與水中Ca2+Mg2+絡合，軟化硬水，提高洗滌的白度，但它的大量排放會使湖泊、海灣水體富營養(yǎng)化形成“赤潮”的危害，無磷洗滌劑將推廣使用。醫(yī)藥應用

提起要我們不難想到古代人面對的是一碗黃褐色的、味道古怪、喝起來苦不堪言的湯藥。但現(xiàn)在我們眼前浮現(xiàn)的是五顏六色的片劑。前者稱為中藥，后者稱為西藥?？茖W技術(shù)的發(fā)展使得人們已經(jīng)可以利用化學技術(shù)，對中草藥中含有的有效成分進行研究和分析，同時研發(fā)相對安全穩(wěn)定并且方便服用的新的中藥劑，比如含劑以及沖劑等，對中草藥的有效成分進行提取能充分利用中草藥，同時也可以減少熬制的麻煩和時間，為人民帶來極大便利。不論是中藥還是西藥，其有效成分幾乎都為有機物，但西藥在購買時都會寫上分子式或結(jié)構(gòu)式，讓人可以一目了然。在實驗室合成有機藥品：撲炎痛通常做法是用阿莫西寧進行酰氯化，再與對—乙酰胺基苯酚鈉進行縮合而合成的。先讓阿莫西寧酰氯化(?；?,再與對-乙酰胺基苯酚鈉酯化,讓生成的氯化鈉進入無機相,與酯層分開,減少可逆發(fā)生機率.該反應可以在中性或弱堿(酸)性環(huán)境中進行,在低溫環(huán)境中不斷攪拌下反應,成品產(chǎn)率高,副產(chǎn)物少,提純方便.。

合成纖維

天然纖維棉花、麻一纖維素(C5H105)n、羊毛、蠶絲一蛋白質(zhì)人造纖維木竹、草類一纖維素經(jīng)化學方法提取出來合成纖維聚酰胺纖維一尼龍或稱錦綸、聚酯纖維滌綸聚丙烯腈纖維一腈綸或稱奧綸（合成羊毛）、聚乙烯醇縮甲醛纖維一維尼綸（合成棉花）

飲食方面

飲食方面與有機化學密不可分，首先是人體需要的三大營養(yǎng)：蛋白

質(zhì)、淀粉、油脂，還有多種維生素，它們都是有機物。蛋白質(zhì)：是維持生命的基礎(chǔ)物質(zhì)，是組成人體肌肉、肝臟、酶直到毛發(fā)和骨骼的物質(zhì)，蛋白質(zhì)約有20種不同氨基酸組成的天然高分子，人體缺少它會引起營養(yǎng)缺乏癥，如體重減輕、發(fā)育遲緩、乏力，甚至浮腫等癥狀。淀粉：即糖類化合物，是人們天天必不可少的物質(zhì)，淀粉溶液遇Ｉ２變藍色，它在體內(nèi)經(jīng)淀粉酶水解為葡萄（C6H12O6），每克葡萄糖氧化后能產(chǎn)生16.7kJ熱量，人體熱能的70%來自于糖類化合物，它另一部分以糖原形式儲藏在肝和其他部分，供緊急時用。油脂：是指液態(tài)油和固態(tài)脂肪的總稱，它們都是高級脂肪酸與甘油形成的酯。每克脂肪在體內(nèi)產(chǎn)生37.7kJ熱量，是人體內(nèi)存和供應能量的重要物質(zhì)，對人體起保暖作用，它可以提供人體不能合成的必需脂肪酸，有促進發(fā)育、減少血小板粘性、保護皮膚和溶解脂溶性維生素等功用。油脂不溶于水且比水輕，用堿溶液與它加熱可水解為水溶性的高級脂肪酸鹽和甘油（丙三醇、C3H5(OH)3），衣服上的油脂用小蘇打（NaHCO3）除去就是這個道理。天然油脂都具有烯烴和酯類的性質(zhì)。如油酸甘油酯的硬化（加氫）反應、硬脂酸甘油酯的皂化反應。維生素： 維生素是維持生命的要素，也是人類維持新陳代謝必需的一類營養(yǎng)物。它在人體內(nèi)含量甚微，必須由外界食物供應，一般在食物中只占萬分之一。人體缺少維生素，就會得一系列營養(yǎng)性疾病。維生素有 A、B1、B2、B6、B12、C、D、E、K。

食物調(diào)味品：蔗糖（C12H22O11）、飲用酒（C2H 5OH，假酒中含甲醇CH3OH）、食醋（CH3COOH）醬油（含多種氨基酸）、味精（谷氨酸鈉）、香料等。食物防腐劑。目前苯甲酸被公認對毒性較小的食品防腐劑，廣泛用于醬油、醋、果汁、果醬、罐頭、汽水和各種肉類制品中，但攝入過量的苯甲酸也會危害人體健康。食品保鮮劑。近來，禮品、糕點、佳肴等食品包裝內(nèi)封入類似干燥劑的小袋，它是鐵粉或硫酸亞鐵脫氧劑，其原理是利用鐵粉或FeSO4易氧化，吸收包裝內(nèi)空氣中的O2，從而使食品不發(fā)生由氧帶來的發(fā)霉、氧化變色而保鮮存放。

總之，有機化學與我們的生活息息相關(guān)，我們應學好有機化學，讓有機化學時使生活更加豐富多彩。

第四篇：有機化學與生活

有機化學與生活

姓名：李學保

班級：化工131班

學號：5801113026 指導老師：李小松

前言 隨著社會的進步，科技的發(fā)展，人類創(chuàng)造力的不斷增強有機化學逐步發(fā)展成為一門內(nèi)容豐富、涵蓋面廣、充滿活力的學科，并對人類生活產(chǎn)生重要的影響。

在今天的物質(zhì)生活中，有機化合物無處不在。例如，醫(yī)藥、有機肥料、食品、炸藥、香料、塑料和合成纖維等。對于征服疾病如癌癥、控制遺傳、延長壽命將起到巨大作用。

下面我就專門從食品方面對此做較為詳細的說明。

關(guān)鍵詞：食品安全（food safety）、食品添加劑（food additive）、食品危機事件（food crisis）、有機化學（organic chemistry）

有機化學與食品

摘要 隨著人們生活水平的提高，人們已經(jīng)從物質(zhì)消費轉(zhuǎn)到了精神消費，人們冰冰并不只是需求解決溫飽，而是追求質(zhì)量上的享受，不僅僅是物質(zhì)的材料，做工，外觀、、現(xiàn)在就連食品也要漂亮，這就導致了有很多不法商販利用一些化學物質(zhì)和化學方法來提高食品的口感和外觀，這也就導致了近幾年屢屢發(fā)生的食品安全問題。它危害著人類身體的健康，它起源于化學也必將終結(jié)于化學。

食品中的化學添加劑

1、有利的：

種類：防腐劑、甜味劑、香料、著色劑、增稠劑和穩(wěn)定劑、營養(yǎng)強化劑、抗氧化劑 膨松劑、酸味劑、增白劑。

1.防腐劑：常用的有苯甲酸鈉、山梨酸鉀、亞硝酸鈉等。

2.甜味劑：糖精鈉、甜蜜素等。目的是增加甜味感。

3.著色劑：一般常用的合成色素有胭脂紅、莧菜紅、檸檬黃、靛藍等。它可改變食品的外觀，使其增強食欲。

4.穩(wěn)定劑和增稠劑：改善或穩(wěn)定冷飲的性狀，保持潤滑、細膩、柔軟、疏松。

5.抗氧化劑：常用的有2，6一二叔丁基甲酚、亞硫酸鈉、維C、異維C、天然VE、蝦青素等，可以延長食品的、保質(zhì)期。

6.膨松劑：常用的有碳酸氫鈉、碳酸氫銨、復合膨松劑等?？僧a(chǎn)生二氧化碳，起到膨松作用。

7.營養(yǎng)強化劑：各種維生素、氨基酸、無機鹽等，滿足不同消費者的需求。

8.酸味劑：常用檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、乳酸等。部分飲料、糖果等常采用酸味劑來調(diào)節(jié)和改善香味效果。

9.增白劑：面粉增白劑—過氧化苯甲酰。1986年，開始使用，今年5月1日禁用。

2、有害的：

1.瘦肉精 瘦肉精是一類動物用藥，有數(shù)種藥物被稱為瘦肉精，例如萊克 多巴胺及克倫特羅等。將瘦肉精添加于飼料中，可以增加動物的瘦肉量、減少飼料使用、使肉品提早上市、降低成本。但因為考慮對人體會產(chǎn)生副作用，各國開放使用的標準不一。瘦肉精讓豬的單位經(jīng)濟價值提升不少，但它有很危險的副作用，輕則導致心律不整，嚴重一點就會導致心臟病。

分子式：C12-H18-Cl2-N2-O 理化特性：白色或類白色的結(jié)晶粉末，無臭、味苦，熔點161 ℃，溶于水、乙醇，微溶于丙酮，不溶于乙醚。

2.三聚氰胺 三聚氰胺（化學式：C3H6N6），俗稱密胺、蛋白精，IUPAC命名為“1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨基”，是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機化合物，被用作化工原料。它是白色單斜晶體，幾乎無味，微溶于水（3.1g/L常溫），可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等，不溶 於丙酮、醚類、對身體有害，不可用於食品加工或食品添加物。然而，近日青海、甘肅、吉林等省再現(xiàn)三聚氰胺超標奶粉，超標500余倍。很可能是對尚未完全銷毀的“三鹿問題奶粉”進行加工、銷售。動物實驗結(jié)果表明，在動物體內(nèi)新陳代謝很快而且不會存留，主要影響泌尿系統(tǒng)。

3.蘇丹紅 “蘇丹紅”是一種化學染色劑，并非食品添加劑。它的化學成份中含有一種叫萘的化合物，該物質(zhì)具有偶氮結(jié)構(gòu)，由于這種化學結(jié)構(gòu)的性 質(zhì)決定了它具有致癌性，對人體的肝腎器官具有明顯的毒性作用。蘇丹紅屬于化工染色劑，主要是用于石油、機油和其他的一些工業(yè)溶劑中，目的是使其增色，也用于鞋、地板等的增光。又名“蘇丹”。分 子式： C22H16N4O 分子量： 352.39。

4.工業(yè)用甲醛 俗稱：福爾馬林，是一種工業(yè)漂白劑。甲醛為無色氣體，易溶于水、具有強烈的刺激性氣味，通常35%至40%的甲醛溶液稱之為“福爾馬林”，具有防腐作用，用來浸泡病理切片及人體和動物標本。國家禁止在食品加工中添加和使用甲醛，不法商販主要將其用于海參、魷魚等干水產(chǎn)品、水產(chǎn)品、水發(fā)海產(chǎn)品、及粉絲、腐竹、面條、啤酒、鹵泡、腌泡食品、血制品等食品中強殺菌、防腐、增白、泡白漂白、凝固、定型、改善外觀和質(zhì)地。

食品種三大營養(yǎng)成分與化學

1、碳水化合物

碳水化合物是由碳、氫和氧三種元素組成，由于它所含的氫氧的比例為二比一，和水一樣，故稱為碳水化合物。它是為人體提供熱能的三種主要的營養(yǎng)素中最廉價的營養(yǎng)素。食物中的碳水化合物分成兩類：人可以吸收利用的有效碳水化合物如單糖、雙糖、多糖和人不能消化的無效碳水化合物如纖維素，是人體必須的物質(zhì)。碳水化合物一般的化學表達式為C6H12O6。膳食中缺乏碳水化合物將導致全身無力，疲乏、血糖含量降低，產(chǎn)生頭暈、心悸、腦功能障礙等。嚴重者會導致低血糖昏迷。當膳食中碳水化合物過多時，就會轉(zhuǎn)化成脂肪貯存于體內(nèi)，使人過于肥胖而導致各類疾病如高血脂、糖尿病等。

2、蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)（protein）是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。因此，它是與生命及與各種形式的生命活動緊密聯(lián)系在一起的物質(zhì)。機體中的每一個細胞和所有重要組成部分都有蛋白質(zhì)參與。蛋白質(zhì)占人體重量的16%~20 %，即一個60kg重的成年人其體內(nèi)約有蛋白質(zhì)9.6~12kg。人體內(nèi)蛋白質(zhì)的種類很多，性質(zhì)、功能各異，但都是由20多種氨基酸按不同比例組合而成的，并在體內(nèi)不斷進行代謝與更新。蛋白質(zhì)在細胞和生物體的生命活動過程中，起著十分重要的作用。生物的結(jié)構(gòu)和性狀都與蛋白質(zhì)有關(guān)。蛋白質(zhì)還參與基因表達的調(diào)節(jié)，以及細胞中氧化還原、電子傳遞、神經(jīng)傳遞乃至學習和記憶等多種生命活動過程。在細胞和生物體內(nèi)各種生物化學反應中起催化作用的酶主要也是蛋白質(zhì)。許多重要的激素，如胰島素和胸腺激素等也都是蛋白質(zhì)。此外，多種蛋白質(zhì)，如植物種子（豆、花生、小麥等）中的蛋白質(zhì)和動物蛋白、奶酪等都是供生物營養(yǎng)生長之用的蛋白質(zhì)。有些蛋白質(zhì)如蛇毒、蜂毒等是動物攻防的武器。

3、脂質(zhì) 脂類，由脂肪酸和醇作用生成的酯及其衍生物統(tǒng)稱為脂類，這是一類一般不溶于水而溶于脂溶性溶劑的化合物。食物中的脂肪乳化后，被胰脂肪酶催化，水解甘油三酯的1和3位上的脂肪酸，生成2-甘油一酯和脂肪酸。此反應需要輔脂酶協(xié)助，將脂肪酶吸附在水界面上，有利于胰脂酶發(fā)揮作用。食物中的磷脂被磷脂酶A2催化，在第2位上水解生成溶血磷脂和脂肪酸胰腺分泌的是磷脂酶A2原，是一種無活性的酶原形成，在腸道被胰蛋白酶水解釋放一個6肽后成為有活性的磷脂酶A 催化上述反應。食物中的膽固醇酯被膽固醇酯酶水解，生成膽固醇及脂肪酸。食物中的脂類經(jīng)上述 胰液中酶類消化后，生成甘油一酯、脂肪酸、膽固醇及溶血磷脂等，這些產(chǎn)物極性明顯增強，與膽汁乳化成混合微團(mixed micelles)。這種微團體積很小(直徑20nm)，極性較強，可被腸粘膜細胞吸

食品中的化學帶來的挑戰(zhàn)

1、臺灣飲料塑化劑事件 起云劑是飲料中常用的一種乳化劑，可讓飲料避免油水分層，看起來更均勻。另外塑化劑會危害男性生殖能力，也會促使女性性早熟。在臺灣塑化劑列為第四類毒性化學物質(zhì)，不得添加在食品里。但是去年臺灣卻發(fā)生了食品添加物起云劑中加入有害健康的塑化劑“鄰苯二甲酸（2─乙基己基）酯”事件。據(jù)島內(nèi)媒體報道，多家知名運動飲料及果汁、酵素飲品遭污染。臺灣塑化劑污染食品事件持續(xù)升溫。有臺灣媒體報道，檢方分析，昱伸公司五年前販賣問題起云劑，還轉(zhuǎn)售到菲律賓、越南、上海等地，問題飲料則出口香港。目前，臺灣有關(guān)方面已向世衛(wèi)組織通報，并透過兩岸協(xié)議的窗口，向大陸食品安全單位通報，引起了很大恐慌。

2、大陸皮鞋牛奶事件 最近，央視記者曝料稱老酸奶、果凍“不能吃”，可能是用破皮鞋加工制成的。蘇丹紅、三聚氰氨等事件猶在腦海之中，如今，老酸奶、果凍也被曝！一次又一次的食品安全事件不斷晃人們的眼，更傷了人們的心！每每聽到新的食品安全事件出現(xiàn)，人們都會有憤怒的心情，但繼而就會走向無奈。何時我們不再為身邊的食品而擔憂? 如今，果凍老酸奶被曝用破皮鞋制成。爆料已經(jīng)引來了人們的關(guān)注，果凍老酸奶是否由老皮鞋制成？期待有關(guān)部門介入、調(diào)查給出一個真相！

3、三聚氰胺事件 2008年9月，一系列因食用三鹿嬰兒奶粉而患腎結(jié)石的報道鋪天蓋地襲來，三鹿奶粉一度成為眾矢之的。迅速地，三鹿奶粉在全國發(fā)出了召回令。接著，罪魁禍首三聚氰胺浮出水面，以諷刺的方式給全國人民上了一堂化學課：在乳制品中添加三聚氰胺，就能提高蛋白質(zhì)的檢測量。之后的檢查讓整個乳品行業(yè)都蒙羞，因為有22家491批次嬰幼兒奶粉被檢出含有數(shù)量不等的三聚氰胺，召回、道歉、聲明。截止11月20日，依然有1000多名嬰兒因服用被污染奶粉引發(fā)腎臟疾病在醫(yī)院接受治療。而在此之前，已經(jīng)有50741名嬰幼兒恢復健康，出院回家，另外還有四名嬰幼兒死于毒奶粉引發(fā)的疾病。

第五篇：有機化學與生活

有機化學與生活

輕工與食品工程學院104班劉南南學號：1005100420 正所民以食為，我們的食品是由有機化學中的蛋白質(zhì)，脂肪，糖類，維生素，水等構(gòu)成。研究這些物質(zhì)在人體內(nèi)的作用對我們的健康有積極的指導作用，一個人如果在一天內(nèi)沒有正常攝入這些營養(yǎng)類物質(zhì)，那么身體的健康狀況就會受到影響，當我們的身體不是，被疾病感染時，我們就要到醫(yī)院去看病吃藥，而這就和有機化學中的藥品化學聯(lián)系到了一起，每種藥物如何在人體內(nèi)起作用都是需要研究的，如果病人沒有合適的藥品服用，那他可能面對死亡。

家庭里常用的洗滌劑主要成分為有機物質(zhì)，洗滌分為水洗和干洗。而干洗劑中含有甲醛和四氯乙烯，這兩種物質(zhì)對人體有很大的危害。洗滌劑的主要成分是多種表面活性劑和助洗劑。通常對我們無害，但進入地下水會影響水質(zhì)及居民飲用水的質(zhì)量。人們使用洗滌劑，希望它有良好的洗滌效果，從環(huán)保和健康生活角度，希望無毒或毒性很小。但是家用洗滌劑并非環(huán)保性洗滌劑，在水洗時所使用的洗滌劑會隨污水排入河海，于是就造成了水體富營養(yǎng)化，污染嚴重。我們生活中會使用多種材料，這些材料大多數(shù)來源于有機合成。塑料的合成極大的影響并改變了我們的生活，使我們的生活更加方便，但是塑料的使用也帶來了許多的問題：許多塑料本身在高溫下可釋放出有害的氣體，但是有許多人卻在用食品袋；由于塑料不易降解，并且回收不利，白色垃圾污染已經(jīng)無處不在，但是這個問題至今仍然沒有得到非常好的解決。

我們現(xiàn)在使用的家居裝飾材料與有機化學有著非常密切的聯(lián)系，不合格的裝飾材料中含有極少量的氡，其放射性對人體的危害非常大，可引起人體的病變，甚至癌變。裝飾材料中散發(fā)出的甲醛等也是潛在殺手。取多人因此而為裝飾裝修材料大傷腦筋，出現(xiàn)的這么多問題也是和有機化學緊密聯(lián)系的。

有機化學不僅為我們的生活帶來了方便，同時也帶來來了許多危害，只要我們能夠更好的利用有機化學，就會使我們的生活變得更美好