1.3　有机合成的发展与作用

1.3.1　有机合成发展的条件

有机合成不论在天然物质，还是非天然物质方面，都已经取得了十分辉煌的成就。尤其是现代科学的进展，已为有机合成今后发展建立了良好的客观条件。

① 理论方面　现代有机合成化学已建立在坚实的理论有机化学和量子化学的基础上。在深度上将对反应的历程和本质作进一步深入的研究，从而在控制反应的方向与速率、产物的结构与纯度以及提高反应的收率等方面取得更多的主动权。

② 方法方面　近年来，对新型有机合成方法，如生物化学法、超声法、高压法、辐射法等，特别是酶化学和酶模拟合成方法的研究，获得重大的突破，从而为合成方法带来更大的变革。

③ 测试方面　近代物理测试方法，如红外、紫外、核磁共振、色质联用、高效液相色谱、元素自动分析、X射线衍射等，已普遍配合应用，有力地促进了有机合成的迅速发展。

④ 人工智能方面　使用计算机来辅助合成路线设计将大大加快合成路线设计的速度。为此，人们已注意到了全面分析和总结复杂分子的合成规律与逻辑，使合成工艺变得更加严格而系统化，以此为基础，编制有机合成路线的计算机辅助设计程序，逐步达到路线设计的计算机化。

有机合成虽然有了很大的发展，但自然界和人类本身的发展又不断地向合成化学家提出了新的挑战。在有机合成反应上，虽可以举出很多高选择性方面卓有成效的工作，但局限性仍然很多。从日益发展的精细化工品的需求来说，必然会要求更加理想的高选择性反应，以及更加温和的反应条件，同时又要不恶化人类生存的地球环境。

1.3.2　有机合成化学的作用

有机合成化学的作用归纳起来有两点：一是应用于生产实践，开发新产品造福人类；二是用于理论研究。

以有机合成化学为基础建立的有机化工经过长期的发展形成了两大分支。其一是以石油、天然气和煤等为原料合成一些较简单的化合物，如三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、一炔（乙炔）、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、乙酸和苯酚等的基本有机化工，特点是生产规模大、产品结构相对稳定、技术比较成熟、产品附加值相对较小。另一分支是利用上述基本有机原料及无机产品生产结构比较复杂，具有各种特定用途的有机或高分子化学品的精细化学工业，特点是产品品种多、产量较小、专用性强、技术比较复杂多变、更新换代快、产品附加值较高，涉及医药、染料、涂料、农用化学品、表面活性剂、纺织、印染、造纸业用添加剂、塑料、橡胶助剂、石油助剂等许多领域。具体到某个领域乃至某种产品，人们不断提出新的要求，促使产品不断更新换代。例如，20世纪50年代后，随着石油化工的发展出现了合成纤维，其染色与天然纤维有很大的差别，因而对染料提出了新的要求。经过合成化学家的努力，开发了分散染料、阳离子染料和活性染料等新型染料。随着现代科技的发展，涂料原有的装饰与保护功能已不能满足高新技术的要求。一些新型涂料，如用于电子元件的高绝缘性涂料、导电涂料、太阳能吸收涂料、防雷达涂料、防辐射涂料及耐高温涂料等便应运而生了。再如，合成农药的使用会产生环境污染，长期使用使害虫产生抗药性，于是化学家们研究开发了新的高效、低毒和低残留的有机杀虫剂，如拟除虫菊酯、昆虫激素（不育剂、性引诱剂等）等第三代农药。

人们很早便利用有机合成来进行理论研究。Korner曾用衍生物制备法来确定各种取代苯的异构体。Perkin进行的碳环合成为Baeyer的张力理论提供了依据。Willstater合成环辛四烯对环丁二烯稳定性的研究为芳香性理论提供了有力证据。

此外，有机合成化学在一些相关学科及高科技领域中的应用也越来越广泛。例如，功能高分子化学涉及的特殊单体的合成；配位化学中特殊配体如各种大环、多环化合物的合成；一些典型生物化学过程的人工模拟；各种功能材料如功能膜、含能材料、智能材料、光学有机材料、导电材料和有机磁性材料等都与有机合成有着非常密切的关系。