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【转帖】有机化学如何可持续发展

醋老西

2006/11/21

一段时期以来有机化学界已注意到生命科学、材料科学以及环境科学等是今后有机化学大有发展的领域，而这些领域对有机化学提出的要求又正是有机合成、有机分析和物理有机化学最具挑战性的课题。在前不久召开的中国化学会七十周年学术报告会上，中国科学院上海有机化学研究所研究员、中国化学会有机化学学科委员会主任吴毓林的报告引起与会者的关注，记者随即进行了采访。

据吴毓林介绍，近两年生命科学取得的重大进展是完成了人类基因的测定，从而开始了后基因组、蛋白质组研究的新时期。有机化学家进行的有机分析、有机小分子的调控等研究工作正在积极介入到这一领域中。

在材料科学领域，聚乙炔有机导体研究成果获得2000年诺贝尔奖，标志着有机新材料的研究受到了科技界的特别青睐，同时也激发起更多的有机化学家投入到这一领域。近几年科学家在这一领域的研究工作也取得了进展，例如 C60衍生物的合成及其在光、电子器件方面的应用探索等，现已发展了一些高收率合成C60有机衍生物的方法，开辟了材料学研究的一片新天地。由于C60制备方法的进步，有人预计未来几年内 C60的生产将达到数千吨的规模，有机化学在这一领域将大有作为。

有机化学发展的另一个重要领域是环境科学，20世纪90年代有机化学家已十分关注，尤其是当今生态环境已成为人类社会可持续发展的关键问题。目前应更深更广地参与环境中的有机化学问题。

吴毓林认为，生态环境问题是一个多学科综合性的大课题，其中化学学科起着十分关键的作用。当今社会丰富多彩的物质生活都是由化学创造和维持着的，虽然生态环境问题与化工有关，但将化学和化学品作为污染和有害物的代名词则纯属偏见。面对生态环境问题提出的挑战，化学界在20世纪90年代提出了“绿色化学”这一新概念，其含义包括三个方面：一是提供给社会的化学品应是有益无害，而且对环境友好的；二是生产这些化学品的原料应可以再生，它们的利用不应引起生态环境的破坏；第三是绿色化学最重要也是最主要的方面，即化学品的生产过程应该是环境友好的。

人们对化学的偏见主要是来自于化学生产过程的污染物排放，而要解决环境污染问题，化学家尤其是有机化学家则可以大有作为。

---绿色化学品六六六和DDT是很有效的杀虫剂，但是也是不易分解的化合物，大量的使用之后使它们不仅在土壤中残留，而且也进入了作物、牲畜乃至人体，因此这些含氯的农药被列入了禁止使用的名单。尽管除虫菊酯类和有机磷农药应运而生，但这些产品仍然存在污染问题，因此开发绿色农药对有机化学家仍然是一大挑战。

---可再生原料“白色污染”是20世纪末凸现的环境问题，添加降解催化剂生产可降解塑料或者采用纤维为原料生产替代品，为这一问题的解决进行了有益的探索。最近聚乳酸工艺的改进使这种理想的绿色产品有可能大规模使用。聚乳酸可生物降解，可以用于生产食品包装材料，它的原料是可再生的，由来自玉米的葡萄糖发酵而得。

---绿色工艺环境友好有机合成工艺是绿色化学的主要发展方向，与有机合成研究所追求的高效、高选择性、简捷、反应条件平和、原子经济性等目标一致，其涉及领域十分广泛。

环境友好有机合成反应介质的探索是近年绿色化学中的热点，有机合成中大量有机溶剂的应用，既污染环境又不安全，因此人们试图不用溶剂或采用环境友好、无毒而又易于回收的介质来代替有机溶剂，如水、超临界二氧化碳、离子液体等。将化学剂量的有机反应转换成催化反应一直是有机合成追求的目标，也是绿色工艺的重要方面。绿色化学中通过改变反应条件使合成工艺环境友好，是常用和有效的方法。

据吴毓林介绍，为了保证可持续发展，有机化学研究还面临着其他许多课题，像环境中微量、超微量有机污染物的检测，有机污染物在环境中的反应变化和迁移等都是对有机化学家极大的挑战。

从20世纪末开始，有机合成研究领域开始发生变化，对药物、农用化学品、各种功能材料的需求，以及高通量筛选方法的出现，使得大量新型有机分子的合成成为有机化学家面临的迫切任务，建立分子库、发展分子多样性成了重要的课题。90年代出现的组合化学正是这方面的一项重要技术，在多肽分子库的建立上尤其成功，但在结构类型大改变的多样性上还有很大的局限性，因此在发展分子多样性上近年出现了多种方式和途径。美国科学家在合成设计上提出了从原料出发正向合成概念，目标是实现分子多样性；2001年又提出了“点击化学”的名词，其基本思想是利用碳-杂原子成键反应快速实现分子多样性。

手性纯化合物的合成是近年有机合成中最受关注的领域。2001年不对称合成获诺贝尔化学奖，又一次标志着手性纯化合物的合成在当今科学界的重要地位。近两年手性纯化合物合成的报道仍然是有机化学中最突出的部分，诸如近年组合化学的方法成功地用到了不对称合成催化剂的筛选，对不对称合成中的非线性放大也有新的说法等。也有报道介绍了不采用金属催化剂而回归到有机小分子来催化不对称反应，认为这样更符合绿色化学的要求。传统的用糖作手性模板的方法近年来也有新的发展。目前手性纯化合物的合成虽然已有了很大的进展，但从理念到方法上仍期待着新的、革命性的飞跃，而从现在的发展趋势来看，在不久的将来有可能实现。

吴毓林指出，目前我们可以清楚地看到，有机化学正在接受可持续发展的挑战，同时也正在与时俱进，迎接新的辉煌百年。

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感谢LZ的好资料

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