1.3　有機合成的發展與作用

1.3.1　有機合成發展的條件

有機合成不論在天然物質，還是非天然物質方面，都已經取得了十分輝煌的成就。尤其是現代科學的進展，已為有機合成今后發展建立了良好的客觀條件。

① 理論方面　現代有機合成化學已建立在堅實的理論有機化學和量子化學的基礎上。在深度上將對反應的歷程和本質作進一步深入的研究，從而在控制反應的方向與速率、產物的結構與純度以及提高反應的收率等方面取得更多的主動權。

② 方法方面　近年來，對新型有機合成方法，如生物化學法、超聲法、高壓法、輻射法等，特別是酶化學和酶模擬合成方法的研究，獲得重大的突破，從而為合成方法帶來更大的變革。

③ 測試方面　近代物理測試方法，如紅外、紫外、核磁共振、色質聯用、高效液相色譜、元素自動分析、X射線衍射等，已普遍配合應用，有力地促進了有機合成的迅速發展。

④ 人工智能方面　使用計算機來輔助合成路線設計將大大加快合成路線設計的速度。為此，人們已注意到了全面分析和總結復雜分子的合成規律與邏輯，使合成工藝變得更加嚴格而系統化，以此為基礎，編制有機合成路線的計算機輔助設計程序，逐步達到路線設計的計算機化。

有機合成雖然有了很大的發展，但自然界和人類本身的發展又不斷地向合成化學家提出了新的挑戰。在有機合成反應上，雖可以舉出很多高選擇性方面卓有成效的工作，但局限性仍然很多。從日益發展的精細化工品的需求來說，必然會要求更加理想的高選擇性反應，以及更加溫和的反應條件，同時又要不惡化人類生存的地球環境。

1.3.2　有機合成化學的作用

有機合成化學的作用歸納起來有兩點：一是應用于生產實踐，開發新產品造福人類；二是用于理論研究。

以有機合成化學為基礎建立的有機化工經過長期的發展形成了兩大分支。其一是以石油、天然氣和煤等為原料合成一些較簡單的化合物，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機化工，特點是生產規模大、產品結構相對穩定、技術比較成熟、產品附加值相對較小。另一分支是利用上述基本有機原料及無機產品生產結構比較復雜，具有各種特定用途的有機或高分子化學品的精細化學工業，特點是產品品種多、產量較小、專用性強、技術比較復雜多變、更新換代快、產品附加值較高，涉及醫藥、染料、涂料、農用化學品、表面活性劑、紡織、印染、造紙業用添加劑、塑料、橡膠助劑、石油助劑等許多領域。具體到某個領域乃至某種產品，人們不斷提出新的要求，促使產品不斷更新換代。例如，20世紀50年代后，隨著石油化工的發展出現了合成纖維，其染色與天然纖維有很大的差別，因而對染料提出了新的要求。經過合成化學家的努力，開發了分散染料、陽離子染料和活性染料等新型染料。隨著現代科技的發展，涂料原有的裝飾與保護功能已不能滿足高新技術的要求。一些新型涂料，如用于電子元件的高絕緣性涂料、導電涂料、太陽能吸收涂料、防雷達涂料、防輻射涂料及耐高溫涂料等便應運而生了。再如，合成農藥的使用會產生環境污染，長期使用使害蟲產生抗藥性，于是化學家們研究開發了新的高效、低毒和低殘留的有機殺蟲劑，如擬除蟲菊酯、昆蟲激素（不育劑、性引誘劑等）等第三代農藥。

人們很早便利用有機合成來進行理論研究。Korner曾用衍生物制備法來確定各種取代苯的異構體。Perkin進行的碳環合成為Baeyer的張力理論提供了依據。Willstater合成環辛四烯對環丁二烯穩定性的研究為芳香性理論提供了有力證據。

此外，有機合成化學在一些相關學科及高科技領域中的應用也越來越廣泛。例如，功能高分子化學涉及的特殊單體的合成；配位化學中特殊配體如各種大環、多環化合物的合成；一些典型生物化學過程的人工模擬；各種功能材料如功能膜、含能材料、智能材料、光學有機材料、導電材料和有機磁性材料等都與有機合成有著非常密切的關系。