生活中的有机化学.ppt

生活中的有机化学
授课人:陈贻炽
材料学院应用化学系
参考书目1. 王夔主编,生命科学中的化学问题,北京大学出版社,1990。2. 曾昭琼编,有机化学发展小史,高等教育出版社,1992。3. 孙履厚主编,精细化工的开发与设计,中国石化出版社,1996。4. 刘国杰主编,特种功能性涂料,化学工业出版社,2002。 3. 孙履厚主编,精细化工新材料与技术,中国石化出版社,1998。
1. 概述
有机化学是一门非常重要的科学,它和人类生活有着极为密切的关系。人体本身的变化就是一连串非常复杂、彼此制约、彼此协调的有机物质的变化过程,人们对有机物的认识逐渐由浅入深,将它变成一门重要的科学。最初,有机物是指由动植物有机体得到的物质,例如糖、染料、酒和醋等。据我国【周礼】记载,当时已设专官管理染色、酿酒、和制醋工作;周王时代已知用胶;汉朝时代发明了造纸,在【神农本草经】中记载有几百种重要药物,其中大部分是植物,这是世界上最早的一部药书。人类使用有机物虽有很长的历史,但这些物质都是不纯的,对于纯物质的认识和获取是较近代的事情。在1769 - 1785年间,取得了许多有机酸,例如从葡糖汁中提取酒石酸,从柠檬汁中提取柠檬酸,
从尿中提取尿酸,从酸牛奶中提取乳酸。1773年从尿中提取了尿素,1805年从鸦片中提取了第一个生物碱- 吗啡。
虽然人们制备了不少纯的有机物,但关于它们的内部组成和结构分析问题,却长期没有得到解决。这是由于一种错误的燃素学说统治了当时化学界的思想,任务燃烧的起因是由于物质中含有一种不可捉摸的燃素引起的。拉瓦锡(Lavoisier A)首次弄清了燃烧的概念(1772 - 1777)认识到,燃烧时物质和空气中的一种物质- 氧结合。他继而研究了分析有机物的方法,将有机物放在一个用水银密封的装有氧或空气的玻璃钟罩内进行燃烧,发现所有的有机物燃烧后,都产生二氧化碳和水,它们必然都含有碳和氢。有些有机物在没有空气的情况下,也可进行燃烧,而产物也是水和二氧化碳,所以,这些有机物含有碳、氢、氧;
有些有机物燃烧时还产生氮,所以那时认为大部分有机物的组分是碳、氢、氧、氮等。化学家柏则里(Berzelius J)首先于1806年引用了有机化学这个名字,以区别于其它矿物质的化学- 无机化学。当时将这两门化学分开的另一原因是那时已知的有机物都是从生物体内分离出来的,还没有从实验室中合成,因此,柏则里认为有机物只能在的细胞中受一种特殊力量- 生活力- 的作用才会产生出来,人工合成是不可能的。
1828年魏勒(Wöhler F)发现无机物***酸铵很容易转变为尿素,后来人工合成了更多有机物,如1845年柯尔伯(Kolbe H)合成了醋酸,1854年柏赛罗(Berthelot M)合成了油脂等,“生活力”学说才被彻底否定了。从此,有机化学进入了合成的时代。1850 - 1900年,成千上万的药品、染料是从煤焦油中获得的化合物为原料合成的。
长期以来,人们从自然界索取原料,并不断改进加工手段,使生活水平随之提高。自从有机化学成为一门科学以来,人们了解了分子的结构、性能、合成出各种各样有用的物质,这种根据一定的结构建立有机分子的手段称为有机合成。
人们今天的物质生活中,几乎离不开有机物了,。例如100多年前,染料来自动植物,自从发现煤焦油以后,在很短的时间内合成出千百种鲜艳的产品代替了天然染料;目前新兴的石油工业将来源丰富的石油转化为众多的化工材料和产品;绝大多数西药是通过各种途径合成的有机物;我国资源丰富的中草药,长期以来用于治疗各种疾病,有机化学工作者通过提取、分离,搞清楚其有效充分,
以便达到更有效的合成目的;农业上使用的肥料、植物生长激素、除草剂、杀虫剂、昆虫信息激素等,都是合成的有机物;香料工业中很多合成香料已代替天然香料,还合成了很多种新型香料;感光材料如彩色胶卷中使用的染料,液晶显示的材料都是有机物。本世纪40年代新兴的从简单有机物合成高分子化合物的技术,使人类开始进入了征服材料的时代,目前世界上合成的高分子化合物如合成纤维已经超过了天然生产的棉、毛、丝、麻,合成橡胶已超过天然橡胶,塑料制品到处可见。
人类重要的食物如蛋白质、淀粉是一类天然的生物高分子,目前对这类物质的合成还无能为力。我国1965年合成了一个相对分子质量较小的蛋白质- 胰岛素,在人类认识生命的过程中起着很大的作用。因为人体内有多种蛋白质和
其它生物分子控制着生命现象,例如遗传、代谢等,胰岛素的合成意味着人类在对生命探索的长途上迈开了一小步。有机化学与生物学、物理学等科学密切配合,预计将来在征服疾病如癌症、精神病、控制遗传、延长人类的寿命等方面起巨大作用。
2. 新兴的精细化工工业
化学工业属于材料工业。起初,人们将化工产品分为一般规格产品和特殊规格产