《甾类化合物分子》

甾类化合物分子中，都含有一个叫甾核的四环碳骨架，环上一般带有三个侧链其通式为：

R1、R2一般为甲基，R3为其它含有不同碳原子数的取代基(10、13、17)甾是个象形字，是根据这个结构而来的，许多甾体化合物出这三个侧链外，甾核上还有双键、羟基和其他取代基。

“田”表示四个环，“”表示为三个侧链。甾族化合物..1939年诺贝尔化学奖

鲁日齐卡（Ruzicka，Lepold）（1887-1976)瑞士生物化学家

鲁日齐卡主要研究有机合成。贡献之一是确定异戊二规则，即凡符合通式(C5H5)n的链状或环状烯烃类，都叫萜烯。高级萜烯由简单整数的异戊二烯组成。在研究萜烯过程中，发现灵猫酮和麝香酮，并确定其化学结构，为香料工业广阔前景。

鲁日齐卡在性激素研究上也有重要贡献。首选提出检验性激素制剂的生物学方法。首次把性激素和甾醇这两类物质从结构上联系起来，进而由胆甾醇合成友邻甾酮与睾丸甾酮，并对它们的化学结构作出了描述。由于这些成就，1939年卢齐卡与布特南特同获诺贝尔奖。.

1929年布特南特从孕妇的尿液中分离出名为雌酮的雌性激素，迈出研究性激素化学性质的关键一步。布特南特测定了雌酮的结构和一些化学特性。他又研究了雌三醇，找出了它与雌酮间的关系。在怀孕期间起生理作用的黄体激素孕甾酮，也是由布特南特在1939年从胆甾醇合成出来的。1934年，布特南特从男性尿液中分离出名为雄甾酮的男性激素。雄甾酮在化学结构上与雌酮有密切关系。不久，有人从睾丸的提取物中得到一种作用更大的睾丸甾酮。1935年布特南特将雄甾酮的衍生物转变成睾丸甾酮。布特南特因在性激素研究方面的开创性工作获1939年诺贝尔化学奖。

1939年诺贝尔化学奖

布特南特JohannButenandt1903～联邦德国有机和生物化学家.1．甾醇1）胆甾醇（胆固醇）胆甾醇是最早发现的一个甾体化合物，存在于人及动物的血液、脂肪、脑髓及神经组织中。重要的甾族化合物.2）7-脱氢胆甾醇

胆甾醇在酶催化下氧化成7-脱氢胆甾醇。7-脱氢胆甾醇存在于皮肤组织中，在日光照射下发生化学反应，转变为维生素D3：

.2．胆汁酸胆汁酸存在于动物的胆汁中，从人和牛的胆汁中所分离出来的胆汁酸主要为胆酸。胆酸是油脂的乳化剂，其生理作用是使脂肪乳化，促进它在肠中的水解和吸收。故胆酸被称为“生物肥皂“。.3．甾族激素

激素是由动物体内各种内分泌腺分泌的一类具有生理活性的化合物，它对各种生理机能和代谢过程起着重要的协调作用。激素可根据化学结构分为两大类：一类为含氮激素，它包括胺、氨基酸、多肽和蛋白质；另一类即为甾族化合物。

甾族激素根据来源分为肾上腺皮质激素和性激素两类，它们的结构特点是在C17（R3）上没有长的碳链。1）性激素性激素是高等动物性腺的分泌物，能控制性生理、促进动物发育、维持第二性征（如声音、体形等）的作用。.

孕甾酮的生理功能是在月经期的某一阶段及妊娠中抑制排卵。临床上用于治疗习惯性子宫功能性出血、痛经及月经失调等。

炔诺酮是一种合成的女用口服避孕药，在计划生育中有重要作用。

.2）肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素是哺乳动物肾上腺皮质分泌的激素，皮质激素的重要功能是维持体液的电解质平衡和控制碳水化合物的代谢。动物缺乏它会引起机能失常以至死亡。

皮质醇

可的松

皮质甾酮

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20世纪60年代，佩德森在研究石油产品与橡胶的自身氧化过程，研制有阻滞作用的抗氧化剂，并试图合成多齿配体时，意外发现了一种结晶副产品，经过反复检验和测定，确认了它是一种大环聚醚化合物，掀开了环状化合物发展的新篇章。1967年国际会议上他报告了60种新型大环聚醚化合物的合成与特性。

佩德森发现了环状分子冠醚能够在其结构中央位置容纳一个金属离子，发现了认别粒子的原理。在阳离子中，Li+、K+、Mg2+、Zn2+、NH+4等由于种类不同而有差异。环状醚使原子数变化，就可自由的改变空孔的大小。进行有选择的组合，就可从混有不同离子的溶液中有选择的形成配位体。1987年诺贝尔化学奖佩德森

C.Pedersen(1904-1989)美国化学家冠醚(Crownethers).

冠醚是具有大的环状结构的多元醚化合物。第一个冠醚是Pedersen在1967年一次实验中偶然发现的。以此为开端，Pedersen相继合成了49种大环多元醚。目前这类化合物已经合成了数百种。

冠醚的结构特征是具有(CH2CH2O)n结构单元,其中的－CH2－基团可被其他有机基团所置换。由于这类醚的结构很象西方的王冠故被称为冠醚。.Pedersen设计了一种既形象又简便的命名方法(现在已被国际社会所广泛使用)。如上述化合物，命名为二苯并－18－冠(C)－6。

“m－冠－n”命名.15－冠－518－二氮冠－6二苯并－18－四硫冠－6二苯并－18－二氮四硫冠－6四苯并－18－冠－6.还有一类是含桥头氮原子的大多环多元醚，称为窝穴体(Cryptands)，也叫穴醚。其通式为C[m＋1,m＋1,n＋1]：C[m＋1,m＋1,n＋1]：

冠醚和穴醚总称为大环多元醚或大环聚醚(macrocyclicpolyethers)。.研究冠醚的意义

可作为有机合成中的相转移催化剂，是难以进行的反应迅速进行，增强反应的选择性，提高产品的纯度。例如：

高锰酸钾难溶于有机溶剂，致使无法氧化K+被配位在冠醚中，MnO4－成裸露状，可以反应。

环己烯（18-冠-6）可与高锰酸钾发生氧化，生成己二酸，产率100％.冠醚配合物的结构在金属离子与冠醚形成的配合物的结构特征示于左下图

.1

金属离子的大小正好与冠醚配体的孔穴相当，这时金属离子刚好处在配位体的孔穴中心。

如：K(18－C－6)(SCN)配合物K＋NCS－典型的配位方式常有以下四种：.

2金属离子稍大于配位体的孔穴，这时金属离子则位于配位体的孔穴之外。

如：二苯并－18C－6与RbSCN形成的配合物.3金属离子的直径比配位体的腔孔小得多，这时配体发生畸变而将金属离子包围在中间。如：Na(18C－6)H2O(SCN).4穴醚由于有类似于笼形分子的结构，对金属离子的封闭性较好，因而穴醚配合物常比类似的冠醚配合物稳定。

.冠醚内腔直径和碱金属离子大小的匹配关系冠醚内腔直径/pm阳离子阳离子直径/pm12冠-4120～150Li＋12015冠-5170～220Na＋19018冠-6260～320K＋26621冠-7340～430Rb＋29624冠-8>400Cs＋334.1987年诺贝尔化学奖克拉姆

D.Cram(1918－)美国有机化学家

克拉姆是有机化学、立体化学和大环状化合物化学家。克拉姆在冠状化合物分子识别的基础上发展了主宾化学。其主要业绩在于识别分子的形状。如对冠醚进行适当修饰，则可制成光学活性物质。例如在合成冠醚中的a位置上有两个相互连接的萘环，由于立体的拥挤，二两个环不能在同一平面上排列，这两个环成了相互扭转的结构。在这种扭转中有光学活性的R（右旋）和S(左旋)体。这个体系现在正在广泛的应用于光学活性化合物的合成。.分子识别分子识别：以不同分子间的特殊的、专一的相互作用为基础，要求满足相互结合的分子间空间要求、能量和键的匹配。在超分子体系中，通常受体分子在特定部位有某些基团，与底物恰巧匹配，能相互识别，并能选择性结合，组装成新的超分子体系。主要体现：在主体和客体形成的新物种具有某些特定的功能。结构上的锁－钥匙匹配，能量上焓和熵效应的配合，是分子识别并组装成稳定超分子体系的基础。.1987年诺贝尔化学奖莱恩J.M.Lehn(1939－)法国生物化学家

莱恩是法国有机物理化学、生物有机化学、生物无机化学、超分子化学和分子元件化学家。他的主要业绩在于1968年用氮原子取代冠醚中的氧原子，合成了与冠醚相类似的化合物“穴醚”，使其具有很有趣的性质。氮与氧相比，对氢的亲和性是很强的。70年代莱恩对冠醚化合物进行研究后，提出了“超分子化学”的概念。

.超分子化学超分子化学：“超越分子概念的化学”，它是指两个以上的分子以分子间作用力所形成的有序聚集体的化学。

以非化学键相互作用组装成的超分子体系的过程，可表示为主体(受体)客体(底物)

分子识别超分子组装超分子化合物.结构示意图中心的黑球为金属客体，1为金属冠醚配合物，2和3是金属穴合物，4～6是金属的金属冠醚配合物

最简单的分子识别是冠醚和金属阳离子的识别作用。

.超分子自组装超分子自组装：指一种或多种分子依靠分子间相互作用，自发结合成的超分子体系。

冠醚、穴醚以及金属冠醚配合物对于客体金属离子的识别，并组装为各种超分子，可认为是最简单的超分子自组装，也是超分子化学的基础内容。下面分述部分重要的超分子自组装的实例。.图4

①通过配位键进行识别和自组装

.

②通过次级键的识别和自组装次级键的作用力较共价键或配位键的弱，它的强度和氢键相当。

图5.图6③通过氢键的识别和自组装.图7④通过π相互作用进行识别和自组装

各种环戊二烯配合物的聚合体实质上就是由π键的识别和自组装形成的超分子体系。.图8

⑤离子间相互作用的识别和自组装

依靠正、负离子间的识别作用可自组装成超分子的基本上为离子型的碱金属或碱土金属化合物。.

环加成制取：提取：从石油与植物中的香油精中提取得到人工合成：用一个链状化合物，在链的两端引入适当官能团，使这两个官能团发生分子内反应，进行关环。狄尔斯：第尔斯烃、双烯合成

阿尔德：双烯合成、人工橡胶(丁二烯＋苯乙烯)、双烯合成中的立体化学武慈（Wurtz)：

2RX+2Na

△

R－R+2NaX.

狄尔斯长期从事天然有机化合物，特别是甾族化合物的研究。1906年开始研究胆甾醇的结构，从胆结石中分离出纯的胆固醇，并通过氧化作用将它转变成“狄尔斯酸”。1927年他用硒在300℃使胆甾醇脱氢,得到一种被称为“狄尔斯烃”(

)的芳香族化合物。1928年他和助手K.阿尔德发明双烯合成，其原理为：如果具有两个共轭双键的分子（双烯）和具有一个双键的分子（亲双烯试剂）在结构上满足一定的要求时，两者即很容易发生反应而结合成一个含有6元环的产物。狄尔斯和阿尔德在1928年首先明确地解释这个合成反应的过程，共获1950年诺贝尔化学奖。1950年诺贝尔化学奖狄尔斯Diels(1876～1954)德国有机化学家。.1950年诺贝尔化学奖

阿尔德(Alder,Kurt,1902-1958)德国有机化学家

阿尔德对有机化学的贡献是二烯合成，通常称为狄尔斯－阿尔德反应。

狄尔斯－阿尔德反应提供了制备萜烯类化合物合成方法，推动了萜烯化学的发展。二烯合成在实验室合成，并在工业操作中获得广泛应用，利用这一反应可制备许多工业产品，其中包括染料、药剂、杀虫剂、润滑油、干燥油、合成橡胶和塑料等。

由于二烯合成，阿尔德与狄尔斯于1950年同获诺贝尔化学奖。..

共轭二烯烃和某些具有碳碳双键、三键的不饱和化合物进行1，4-加成，例如：

要明确几点：（1）双烯体是以顺式构象进行反应的，反应条件为光照或加热。

（2）双烯体（共轭二烯）可是连状，也可是环状。.

（3）亲双烯体的双键碳原子上连有吸电子基团时，反应易进行。常见的亲双烯体有：CH2=CH-CHOCH2=CH-COOHCH2=CH-COCH3CH2=CH-CNCH2=CH-COOCH3CH2=CH-CH2Cl

（4）

D-A反应的产量高，应用范围广是有机合成的重要方法之一，在理论上和生都占有重要的地位。（5）由于该反应是4πe共轭体系和2πe体系加成生成六元环系，又称为[4+2环加成]（6）由于双烯合成反应的正逆反应都可以进行的很完全，可以用此提纯双烯化合物。.金属有机化学创意：（法）萨巴蒂埃（Sabatier）金属与有机联系发展：

（法）格利雅（Grignard）格利雅试剂.

萨巴蒂埃1897年研究乙炔氢化作用时，发现金属镍粉的催化作用，并利用它将苯转化成环己烷。后将镍催化氢化扩大到其他芳香族化合物。他还发现用镍粉为催化剂，可把一氧化碳氢化为甲烷。后又发现用同样的催化剂在高温下可以脱氢，促使他用镍粉作催化剂来从伯醇制得醛、从仲醇制得酮。后来他研究了氧化物的催化作用，发现伯醇用氧化铝为催化剂可生成烯烃，而用氧化铜为催化剂则生成醛。他还研究了催化剂的催化机理，认为是在催化剂的表面形成了不稳定的化合物，称之为化学吸附。萨巴蒂埃因发明有机化合物催化氢化方法的贡献而与格利雅共获1912年诺贝尔化学奖。著有《催化剂与有机化学》(1913)1912年诺贝尔化学奖萨巴蒂埃，P.PaulSabatier

1854～1941

法国物理化学家.今天人们品尝到的美味人造奶油，得益于萨巴蒂埃的研究成果。发明了金属粉末有机合成催化剂，并研究了有机化合物的加氢方法，使油脂中的不饱和脂肪酸加氢，变成饱和脂肪酸，为油脂工业的发展奠定了基础。.维克多·格利雅（法）VictorGrignard1871--1935

格利雅于1901年研究用镁进行缩合反应，发现烷基卤化物易溶于醚类溶剂，与镁反应生成烷基氯化镁(即格氏试剂)。还对铝、汞有机化合物及萜类化合物均进行过广泛的研究。他还研究过羰基缩合反应和烃类的裂化、加氢、脱氢等反应；在第一次世界大战期间研究过光气和芥子气等毒气。格利雅因发现格氏试剂而与P.萨巴蒂埃分获1912年诺贝尔化学奖。

有机镁试剂是化学研究与生产中功能最多、最有价值的化学试剂之一.格利雅事迹的启迪

一个人的失败并不意味着终结，重要的是面对现实，从失败中吸取教训，树立前进的信心。成功永远属于“有志者”。.意义：1.可以制备其他方法难以制备的烷烃。2.可以测知化合物中所含有的“活泼氢”的数目。3.可以和烷基不同的活泼卤代烷R’X反应，制得另一种新的烃类来增长碳链。4.可与CO2、具有极性的双键、三键化合物等均可进行加成反应，生成各种酸、醇、酮、醛等有机物。

提供了合成各种官能团个新途径，开创了一个金属有机化合物的新领域。.RX+Mg

RMgX无水乙醚1.与金属镁的反应

卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应，生成有机镁化合物

与金属反应2.与金属锂的反应

一级或二级卤代烷在烃类溶剂中与金属锂作用可以直接生成有机锂化合物。烷基锂的性质更为活泼，广泛用于有机合成。

RX+LiRLi+LiXN2-10°C烷基锂.

3.与金属钠反应:

二分子卤代烷与金属钠共热，烃基发生偶联，生成烷烃和卤化钠，反应称为武慈(Wurtz)反应。一般只适用于用同一种卤代烷为原料来制备烷烃。2RX+2Na

R－R+2NaX

△.发展有机镉试剂：Ph－MgBr＋CdCl2－－>Ph－CdClPh－CdCl＋CH3-ClC=OPh－O=C－CH3(苯乙酮）常用溴代烷或碘甲烷合成格利雅试剂特殊的制法：H2C=CHCl＋四氢呋喃，Mg－>H2C=CH-MgClPh－Cl＋四氢呋喃，Mg－>Ph-MgCl.元素有机化合物金属环多烯化合物有机硼化物Π络合物有机磷化物.

过渡金属配合物是环多烯配合物，它们都有夹心型结构，即过渡金属原子夹在两个环烯配体之间，因而被称为Sandwichcompound。其中最典型的是二茂铁和二苯铬。夹心面包－－金属环多烯化合物:

得到了一个橙色的稳定的新配合物(C5H5)2Fe，称为二茂铁。2＋FeCl2(C5H5)2Fe＋MgBr2＋MgCl2.1973年诺贝尔化学奖威尔金森Wilkinson1921～英国无机化学家

威尔金森主要从事有机金属化学的研究。1951年发表了合成二茂铁

的论文。后来通过化学方法和物理方法的综合研究，以及X射线结构分析，证明了二茂铁是一个具有夹心面包式结构的化合物，一个铁原子位于两个茂基之间，两个茂基的五碳平面环互相平行。此后又合成了二苯铬Cr(C6H6)2，接着又制得4个碳的、7个碳的及8个碳的环烯烃与过渡金属离子形成的π夹心络合物。以二茂铁为代表的有机金属化合物的合成，进一步打破了划分无机和有机化学的旧界限。威尔金森还于1964年发现了威尔金森催化剂（催化氢化烯、炔等。）。因发展了有机金属化学威尔金森与E.O.费歇尔共获1973年诺贝尔化学奖。.⑴1950年开始研究二茂铁的红外吸收光谱，偶极矩等化学、物理性质，提出了二茂铁是两个平行的环茂二烯基中间“镶嵌着一个铁原子”的结构。⑵1954年合成了Cr、Mo、W的茂基化合物。⑶研究了过渡金属的羰基化合物、羧化物，以及过渡金属与H的配位键，开发了这些金属络合物在催化中的活性。⑷1965年发明威尔金森均相催化剂－－三苯磷与铑的复合物，改变了无机与有机的界限。⑸将核磁共振技术应用到金属有机化合物的分析研究中。威尔金森.1973年诺贝尔化学奖

奥托•费歇尔Fischer.Ernst.Otto1918～德国化学家

费歇尔主要研究有机金属化学，包括芳烃金属π络合物，链烯烃金属π络合物、二茂铁型夹层化合物、金属碳酰等。

费歇尔因有机金属化学方面研究成果，1973年与英国威尔金森同获诺贝尔化学奖。费歇尔还曾获格廷根科学院和德国化学会奖金。.奥托•费歇尔用X射线衍射法精确测定了二茂铁化合物的结构，开创了X射线结晶学的新时代合成了二苯铬。随后，研究了中心原子为V、Mo、Co、Rh、Ir、Ni等为芳烃金属络合物，证明它们均是夹心结构。1964研究碳烯和碳炔络合物，制取了第一种碳烯与过渡金属形成的化合物。1973制取了第一种碳炔与过渡金属形成的化合物，被誉为过渡金属有机化学和茂化学的开拓者。

过渡金属π络和物作为一种高效高选择性的催化剂，为火箭燃料的添加剂、汽油的抗震济、硅树脂和橡胶的熟化剂以及抗紫外线辐射剂的合成奠定了基础。.二茂铁的结构和化学键茂环可以采取重叠型和交错型两种构型－(3.81.3)kJ·mol－1

重叠型交错型(多存在于气相中)(多存在于固相中).重要性仅次于茂夹心配合物的是苯夹心配合物。在苯夹心配合物中以二苯铬最稳定。二苯铬.环辛四烯夹心型化合物

环辛四烯(C8H8，COT)能和过渡元素、镧系元素和锕系元素生成类似于Cp2Fe式的夹心型的化合物。环辛四烯(C8H8，COT).有机硼化物硼烷：乙硼烷的结构【希伯格】电子衍射肯定了桥式构形并测得键长与键角【希金斯】提出了双电子桥式三中心键模型【利普斯特姆】对各种硼烷的晶体、分子结构以及化学键理论进行了深入的研究，为硼原子簇化学开拓了一个新领域。

styx分析法【布朗】提出了三维分子间的立体阻碍问题，打破了电子效应的说法，确立了有机化学的立体效应理论。发现了硼氢化反应。硼氢化反应：由B-H键断裂对烯烃进行的加成反应。H加到C少氢的的位置烷基硼烷：氧化、羰化、共轭加成、金属化和立体选择还原等，生成结构多异的有机物。.1979年诺贝尔化学奖

布朗Brown1912～美国有机化学家

布朗的研究领域极为广阔，并有许多重大发现。其中最主要的发现是硼氢化反应。1941年用简单方法合成了乙硼烷(B2H6)，由此合成了硼氢化钠，发现了碱金属硼氢化物的异常活泼性，用于有机合成，从而革新了有机还原反应。1953年发现了用乙硼烷同不饱和的有机物反应可定量地转变成有机硼化合物，而有机硼化合物在有机合成中有广泛用途。.1976年诺贝尔化学奖

利普斯科姆

Lipscomb，Jr.(1919～)

美国物理化学家

利普斯科姆1949年后开始对硼烷、碳硼烷及其一系列衍生物的系统研究。利普斯科姆利用低温X射线衍射方法等测定了多种硼烷结构：硼烷是一种“缺电子化合物”，属于三中心两电子键结构。他还通过数学方法推算出硼烷及其离子可能存在的数目，预示了它们的结构。他还深入研究了络合物的价键理论、定域的分子轨道、群论、分子内转动势垒、分子的电性和磁性，以及核磁共振谱中的化学位移等问题，从理论上阐明这类化合物的结构原理，以及它们的反应特性和规律。利普斯科姆由于在研究硼烷结构方面的突出贡献而获1976年诺贝尔化学奖。.有机磷化物威尔金森均相催化剂：[Ph3－P]3RhCl特点：能溶于有机溶剂中，可在常温常压下作催化剂进行氢化反应。Ru、Ir磷叶立德（维蒂希）试剂：

Ph3P与卤代烷形成的磷内鎓盐－Ph3P+－C-－R，可与含羰基的醛、酮等反应生成烯烃。特点：反应中原有的基团保持不变，条件温和，无异构化，重排等副反应。生成的双烯位置由醛、酮中的羰基决定，具有高度立体选择性。.

维蒂希因研究硼化物和磷化物作为有机合成中重要试剂的成果，与美国化学家布朗同获1979年诺贝尔化学奖。在立体化学、烃化学、炔化学、阴碳离子研究上维蒂希也取得不少成果。发明一种蒸馏烧瓶，被称为维蒂希烧瓶。1979年诺贝尔化学奖

维蒂希Wittig，Georg,（1897～)德国化学家.有机化合物的分析◆有机微量分析：普雷格尔◆微型化学实验的发展◆逆合成法：科里.有机化合物分析原因：⑴

合成有机物：剖析结构简式，判断链式、环式、官能团；选择原料，拼接成产物。

有机物逆合成分析⑵研究有机物的性质，测定结构、组成：纯产品▲合成－原料存杂质、副产品▲提取－成分复杂

有机化合物的提纯、分析17、18世纪（数千克）－18世纪后（10-100g）－19世纪三四十年代（0.5mg）

1915年，普雷格尔设计的微量分析天平，精确度达到0.001mg，成功地用2-3mg的有机物完成了C/H等元素的微量分析。.背景：⑴法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。⑵1830年，德国化学家李比希（Liebig）发展了碳、氢分析法，⑶1833年法国化学家杜马（Dumas）建立了氮的分析法。⑷卡瑞斯（Carius）创立了卤素和硫的定量分析。普雷格尔：有机物放入燃管中，放入CuO（氧化剂）、Ag、PbCrO4（卤素和S的吸收剂）、PbO4（氮氧化物吸收剂），通过氧气流，在700度燃烧分解，通过烧碱石棉、氯化钙或高氯酸镁吸收剂吸收，测出重量，可计算C、H的含量。.

1904年普雷格尔在研究胆酸时，由于从胆汁中只能获得少量胆酸，促使他研究有机物的微量分析技术。利用他和W.H.库尔曼共同设计的可以称量到微克级的微量天平和其他微量分析技术，只用1－3毫克试样就可以进行比较迅速和准确的定量分析。1912年他又建立了一整套有机物中碳、氢、氮、卤素、硫、羰基等的微量分析方法，对于发展有机化学非常重要。普雷格尔因发明有机物的微量分析法而获得1923年诺贝尔化学奖。1923年诺贝尔化学奖普雷格尔

FritzPregl1869～1930奥地利分析化学家

一个人的科学生涯并不一定是一帆风顺的，重要的是要用锲而不舍的精神和顽强的意志去对待前进道路的每一次挫折。.微型化学实验的发展马祖圣：在纽约开设合成、分离、提纯有机物的“有机化学微量技术”。《化学中的微型实验操作》梅奥、派克：开始在基础有机化学实验中采用“毫摩尔”量级的微型制备实验，掀起的新高潮《微型有机实验》中国：1989年把微型化学实验列入科研计划.1990年诺贝尔化学奖科里（E.J.Corey）(1928～)

美国化学家

60年代科里创造了一种独特的有机合成法-逆合成分析法：从小分子出发去一次次尝试它们那构成什么样的分子--目标分子的结构入手，分析其中哪些化学键可以断掉，从而将复杂大分子拆成一些更小的部分，而这些小部分通常已经有的或容易得到的物质结构，用这些结构简单的物质作原料来合成复杂有机物。他的研究成功使塑料、人造纤维、颜料、染料、杀虫剂以及药物等的合成变得简单易行，并且是化学合成步骤可用计算机来设计和控制。

.

科里自己还运用逆合成分析法，在试管里合成了100种重要天然物质。科里的合成方法和理论开创了计算机辅助有机合成的新纪元。1967年科里等人编写了第一个OCSS（OrganicChemicalSimulationofSynthesis)程序（LHASA程序的前身）。科里教授还合成了人体中影响血液凝结和免疫系统功能的生理活性物质等，研究成果使人们延长了寿命，享受到了更高层次的生活。

1969年合成全部的天然前列腺素及其大量衍生物，使男性生殖系统的常见疾病得到了有效控制和治疗。.天然产物有机化学

天然产物化学是研究动物、植物、昆虫、海洋生物及微生物代谢产物化学成分的学科，它甚至包括人与动物体内许多内源性成份的化学研究，它是在分子水平上揭示自然奥秘的重要学科，与人类的生存、健康和发展息息相关。天然产物的分离、结构解析和全合成，是天然产物化学的主要研究方向。1、生物碱

2、萜类化合物

3、甾族化合物

4、激素与信息素

5、海洋产物及其它.

Alkaloid(生物碱）由来——生物碱是科学家研究最早的有生物活性的一类天然有机化合物。中国最早记载是17世纪初《白猿经》中箭毒用的乌头碱（乌头中提取）。在欧洲，1806年，德国科学家Sertürn-er第一次从鸦片中分离到吗啡，曾称为植物碱(vegetablealkalis)。1810年西班牙医生Gomes从金鸡纳树皮中分得结晶Cinchonino(奎宁和辛可宁cinchonine混合物)。1819年W.Weissner把植物中的碱性化合物统称为类碱(Alkali-like)或生物碱(Alkaoids)。广义讲，生物界所有含氮的有机化合物都可称为生物碱。但是，生物碱一般是指植物中的含氮有机化合物（蛋白质、肽类、氨基酸及维生素B除外）。各种N原子以杂环形式，如吡啶、喹啉、异喹啉、吲哚等，它们和柠檬酸、苹果酸、草酸和酒石酸等结合成盐存在于植物体内。

中草药－－－含有生物碱生物碱.

植物体内生物碱与人类关系密切。许多生物碱是治病良药，如毛莨科黄连根茎中的小蘖碱是黄连素的主要成分，有抗菌消炎作用；萝芙木中的利血平能降血压；石蒜中的加兰他敏对小儿麻痹后遗症有疗效，罂粟果皮中所含的吗啡碱是著名镇痛剂；奎宁碱是有价值的解热药；三尖杉碱和长春花碱是治癌良药；秋水仙素（碱）能人工诱变产生多倍体。有的生物碱可用来制作农业用的杀虫剂。生理效能

对生物碱的研究，体现了整个现代有机化学发展的发表水平。.吗啡(Morphine)：1806年分离到纯品，1847年确定分子式，1952年确定分子结构。146年有镇痛、镇静、镇咳和抑制肠蠕动的作用，对呼吸中枢有强大抑制效果。Morphine（吗啡）1952-19621100多种生物碱1962-1973增加到3443种.1965年诺贝尔化学奖

伍德沃德

Woodward1917～1979美国化学家

伍德沃德主要从事于天然有机化合物的合成及有机化学理论工作。他在甾族化合物领域中的第一个成果，是描述了分子结构与紫外光谱间的关系；较早地认识到物理测定比化学反应更能阐明有机化合物分子结构的特点。他曾推测了许多复杂的天然有机化合物的结构，并取得了巨大的成功，包括青霉素(1945)、番木鳖(1947)和河豚毒素(1946)等。在测定碳霉素的结构中发现了前所未知的一类天然产物——大环内酯抗生素，并提出了在.自然界形成的可能途径。他也是第一个提出甾体激素的正确生物合成理论的人，他最早正确地推测了二茂铁的结构，为金属有机化学开辟了新的道路。他的合成工作突出地表现在巧妙地利用有机反应进行现在已知的最复杂的天然有机化合物的合成。例如，1944年合成奎宁，1954年合成番木鳖碱，1956年合成利血平；其他还有胆甾醇、叶绿素、维生素B12、红霉素等。他把有机合成的技巧提高到一个前所未有的水平。在维生素B12合成(1973)的长期过程中，他认识到有机反应的一个基本规律，从而1965年提出了分子轨道对称守恒原理，成为有机化学中最重要的理论之一。伍德沃德因合成甾醇和叶绿素等有机化合物的贡献获1965年诺贝尔化学奖。.Quinine（奎宁)

用于治疗和预防各种疟疾,抑制心肌和解热镇痛作用。金鸡纳树皮中的主要生物碱。8年完成.叶绿素a的结构55步维尔施泰特：1915化学奖汉斯∙费歇尔：1930化学奖

与蛋白质结合存在叶绿体中，是植物进行光合作用必须催化剂。.叶绿素的化学结构图像.

1973年，伍德沃德完成了维生素B12的全合成，最为复杂的非高分子化合物。

对人体维持正常生长和营养要求，对上皮组织细胞的正常新生以及神经系统髓磷脂和红细胞的产生及其重要.组织了14个国家的110位化学家，协同攻关，探索维生素B12的人工合成问题。在他以前，这种极为重要的药物，只能从动物的内脏中经人工提炼，所以价格极为昂贵，且供不应求。

维生素B12的结构极为复杂，伍德沃德经研究发现，它有181个原子，在空间呈魔毡状分布，性质极为脆弱，受强酸、强碱、高温的作用都会分解，这就给人工合成造成极大的困难。伍德沃德设计了一个拼接式合成方案，即先合成维生素B12的各个局部，然后再把它们对接起来。这种方法后来成了合成所有有机大分子普遍采用的方法。伍德沃德合成维生素B12时，共做了近千个复杂的有机合成实验，历时11年，终于在他谢世前几年实现了，完成了复杂的维生素B12的合成工作。.能透过细菌细胞膜，与细胞内的核糖结合，阻碍细菌蛋白的合成，对链球菌、肺炎球菌、白喉及百日咳杆菌、沙眼衣原体等具有杀伤力。

18个手性中心，按218计算有262144种旋光异构体，只有一种是真正的天然化合物红霉素。难20多年终于成功.

1965年霍夫曼与导师伍德沃德(1965年化学奖获得者)共同提出了分子轨道对称守恒原理。运用这一原理，化学家无须进行复杂的计算，只要考虑反应物和产物的对称性质就能判断反应能否发生。霍夫曼于1981年获奖，伍德沃德于1979年逝世未能再次获奖。

伍德沃德(1917～1979)

美国化学家霍夫曼(1937～)

美国化学家.表16-1

电环化反应的选择规则π电子数反应方式4n热光顺旋对旋4n+2

热光对旋顺旋.范托夫：碳的四面体学说拜耳：碳的四个键夹角为109.28，指出C处在同一平面的张力学说萨克斯（Sachse）、莫尔（Mohr）：无张力的环结构观点。解释了环己烷的椅式与船式构象。哈斯尔（Hassel）：环己烷几乎全是椅式构象。任何取代基倾向于取平伏键的相位。－－哈斯尔规则巴顿：最强和较强的基团尽可能多的取平伏键向位。费歇尔：用平面投影来标记对映体在空间构型上的差别。～投影式D/L法：用一个手性碳原子的甘油醛作标准。普雷洛格、卡恩（Cahn）、英戈尔德（Ingold）：用原子或原子团的原子序数大小来确定旋光化合物的构型，R/S标记法。天然产物与立体化学....不对称合成：分子中的前手性单位，通过反应可转化为手性单位，并产生不等量的旋光异构体的过程。.1975年诺贝尔化学奖

普雷洛格(Prelog,Vladimir,1906-)瑞士化学家

1.当用无手性的α－酮酸在羰基上进行加成时，产物应为外消旋体。2.深入研究了抗菌素，发现了硼霉素，并确定了无活菌素、硼霉素和利福霉素等的结构。3.对中环及杂环化合物的结构和反应性能之间的相应关系的研究，使他成为立体化学与构象理论的先驱者。4.在不对称合成领域，提出用酶进行不对称合成和拆分，可得到有生理效用的药物，为酶化学研究开辟了新途径。.欧拉（Olah）因在此领域研究中的卓越成就而荣获1994年诺贝尔化学奖。碳正离子CH5+可以通过CH4在“超强酸”中再获得一个H+而得到，而CH5+失去H2可得到CH3+。碳正离子的检测与确认碳正离子[如CH3+、CH5+、(CH3)3C+等]是有机反应中的重要中间体。C+常以反应中间体的形式出现在单分子亲核取代反应和单分子消除反应的反应机理中，但普遍认为其是不稳定的活性中间体，存在时间只有10-10－10-6s。欧拉：20世纪60年代，找到了C+长时间稳定存在的条件，并用核磁共振仪直接检测了它的存在。他们把（CH3)3CF溶于过量的超强酸介质SbF5中，然后用1H－NMR检测到了（CH3)3C＋SbF6－的存在。他又用其他物理测试方法如红外、拉曼、电子能谱等证实了C+的存在，从而成为非经典式C+的提倡者。.C60的发现及结构的表征

1985年秋，斯莫利和柯尔，克罗托一同发现了神奇的碳60，这种由60个碳原子组成的物质很像足球，斯莫利叫它"巴基球"。碳60强度是钢的200倍，具有耐压、耐磨、抗腐蚀、抗辐射等无与伦比的化学物理性能，被科学家们称之为“21世纪的科学圣诞树”。现在，科学家们正在合力使用碳60研制一系列的新型物质，以广泛用于医疗、高效电池、超导等众多领域。.创造出各种具有特定功能的基因工程药物，探索遗传病及肿瘤等疾病的治疗方案，并在运用目标酶基因的克隆和导入技术开发抗菌素品种和提高产量发挥作用如将胰岛素基因转移到细菌中得到多肽药物治疗糖尿病。合成各种高分子膜、功能高分子材料及其他许多新型材料。如液晶显示材料、气敏有机材料、生物功能材料及有机导体、半导体和非线性光学材料等。制备分子导线、分子开关、分子存储器等电子器件。如借助于有机化合物N－邻羟亚苄基苯胺的光致重排性质，可以作分子开关。21世纪的发展.通过超强酸－碳正离子广泛应用于研究碳氢化合物的新反应，来开拓在超强酸中进行许多有机反应的新领域。如烷烃在超强酸介质中可以氧化、卤化、硝化等反应。以C60为原型的球碳族分子的发现与结构表征，必将掀起球碳化合物应用的热潮。如超导体、光学电脑开关、高效能锂电池等。.

△

研究能源和资源的开发利用问题。主要是更直接、更有效地利用太阳能。

★可以用光化学反应生成高能有机化合物，加以贮存；必要时则利用其逆反应，释放出能量。★在有机金属化合物的作用下固定二氧化碳，以产生无穷尽的有机化合物。

△其次是研究和开发新型有机催化剂，使它们能够模拟酶的高速高效和温和的反应方式。

△20世纪60年代末，开始了有机合成的计算机辅助设计研究。今后有机合成路线的设计、有机化合物结构的测定等必将更趋系统化、逻辑化。未来有机化学的发展.考试方式：课程论文论文题目:1.

无机化学与诺贝尔化学奖2.

有机化学与诺贝尔化学奖