第1章　緒論

1.1　引言

化學被眾多人稱為“中心科學”，化學合成則被認為是這個中心的“中心”。迄今已知的2400多萬種物質中，絕大多數為有機合成產物。有機合成化學經過化學家的不懈探索和工業生產實踐，近一個多世紀以來取得了十分巨大的進展。

自W?hler在1828年首次由氰酸銨制得尿素，成功地進行了有機化合物的人工合成后，化學家們開始對自然界存在的與人們生活有關或有理論價值的有機化合物進行了合成探索。1856年，著名有機化學家Perkin用鉻酸氧化苯胺衍生物時得到了能與天然染料茜紅和靛藍相媲美的苯胺紫，并以實驗室合成為基礎設計了工業生產方案，使其很快投入了工業生產。1868年Graebe和Liebermann合成了茜紅，1878年Baeyer合成了靛藍。經過不斷地創新、改良和生產實踐，終于形成了合成染料化學工業。染料化學及其他化學工業的發展導致合成藥物的產生。人們在對一些染料中間體抗菌性的研究過程中發現了磺胺類抗生素，從而開創了人工合成藥物的新紀元。

100年來合成化學發展迅速，許多新技術被用于無機和有機化合物的合成，例如，超低溫合成、高溫合成、高壓合成、電解合成、光合成、聲合成、微波合成、等離子體合成、固相合成、仿生合成等；發現和創造的新反應、新合成方法不勝數。現在，幾乎所有的已知天然化合物以及化學家感興趣的具有特定功能的非天然化合物都能夠通過化學合成的方法來獲得。在人類已擁有的2400多萬種化合物中，絕大多數是化學家合成的，幾乎又創造出了一個新的自然界。合成化學為滿足人類對物質的需求做出了極為重要的貢獻。縱觀20世紀，合成化學領域共獲得10項諾貝爾化學獎。1912年格利雅因發明格氏試劑，開創了有機金屬在各種官能團反應中的新應用而獲得諾貝爾化學獎。狄爾斯和阿爾德因發現雙烯合成反應而獲得1950年諾貝爾化學獎。齊格勒和納塔發現了有機金屬催化烯烴定向聚合，實現了乙烯的常壓聚合而榮獲1963年諾貝爾化學獎。人工合成生物分子一直是有機合成化學的研究重點。從最早的甾體（Windaus，1928年諾貝爾化學獎）、抗壞血酸（Haworth，1937年諾貝爾化學獎）、生物堿（Robinson，1947年諾貝爾化學獎）到多肽（Vigneaud，1955年諾貝爾化學獎）逐漸深入。到1965年有機合成大師Woodward由于其有機合成的獨創思維和高超技藝，先后合成了奎寧、膽固醇、可的松、葉綠素和利血平等一系列復雜有機化合物而榮獲諾貝爾化學獎。獲獎后他又提出了分子軌道對稱守恒原理，并合成了維生素B12等。

維生素B12

此外，Wilkinson和Fischer合成了過渡金屬二茂夾心式化合物，確定了這種特殊結構，對金屬有機化學和配位化學的發展起了重大推動作用，榮獲1973年諾貝爾化學獎。1979年Brown和Wittig因分別發展了有機硼和Wittig反應而共獲諾貝爾化學獎。1984年Merrifield因發明了固相多肽合成法對有機合成方法學和生命化學起了巨大的推動作用而獲得諾貝爾化學獎。

經過長期的發展與積累，有機合成化學的內容越來越豐富，新的反應與方法層出不窮，加上有機化合物自身結構的復雜性，面對一種新的復雜化合物的合成常常會感到無從下手，這時合成化學家的經驗便顯得十分重要。20世紀60年代末，美國哈佛大學Corey教授根據其多年對復雜分子的合成及設計研究，逐漸創立了從目標結構開始采用一系列邏輯推理方法推出起始原料及合成路線的方法——逆合成分析法。這種邏輯方法的產生與完善對復雜分子的合成有很大幫助。由Corey領導的研究組在此理論的指導下完成了100多種復雜分子的多步驟合成，幾乎每種復雜化合物的成功合成都有新的方法出現。Corey由于合成理論方面的杰出成就而獲得了1990年度諾貝爾化學獎。

現代合成化學經歷了近百年的努力研究、探索和積累，到今天已經可以合成像海葵毒素這樣復雜的分子（分子式為C129H223N3O54，有64個不對稱碳和7個骨架內雙鍵，異構體數目多達271個）。

海葵毒素