有机合成化学及实验绪论PPT课件.ppt

0.1有机合成化学及有机合成化学及实验实验目的和任目的和任务务 0.1.1 有机合成化学定有机合成化学定义义 有机合成化学是研究用人工方法合成、制有机合成化学是研究用人工方法合成、制备备有机有机化合物的理化合物的理论论和方法的科学。和方法的科学。在通在通过过使用大量的使用大量的时间时间分离、分离、测测定了天然物的化学定了天然物的化学结结构后，构后，再用人工的方法合成再用人工的方法合成这这种种结结构，用以构，用以验证这验证这种种结结构是否可以构是否可以满满足人足人们们更多的需要，并且更多的需要，并且还还可以根据人可以根据人们们的需要改造的需要改造这这种种结结构或是构或是创创造出全新的物造出全新的物质质，合成是一种有，合成是一种有创创造力的、奇妙造力的、奇妙的的战战略略过过程。程。1.利用有机合成化学制造天然化合物，确切地确定天然物利用有机合成化学制造天然化合物，确切地确定天然物的的结结构、性构、性质质和用途，和用途，辅辅助生物学的研究，揭开自然界的奥助生物学的研究，揭开自然界的奥妙；妙；利用有机合成化学的原理和方法，利用有机合成化学的原理和方法，应应用基本的原料和用基本的原料和试试剂剂制造非天然的、具有特殊性能的、有意制造非天然的、具有特殊性能的、有意义义的新化合物。的新化合物。以各种以各种类类型的合成反型的合成反应为应为基基础础，再，再组组合合这这些合成反些合成反应应以以获获得目得目标标化合物的合成化合物的合成设计设计及策略。及策略。0.1.2 有机合成化学及有机合成化学及实验实验目的目的2.0.1.3 有机合成化学及有机合成化学及实验实验任任务务 内容内容：基本有机合成和精：基本有机合成和精细细有机合成有机合成.任任务务：以丰富的天然：以丰富的天然资资源如煤、石油、源如煤、石油、动动植物等植物等为为原料，加工成有机原料，加工成有机产产品。品。特点是特点是：产产量大，量大，质质量要求低，加工相量要求低，加工相对对粗糙，粗糙，工工艺简单艺简单。应应用：用：合成合成农药农药、医、医药药、染料、香料、染料、香料、材料等。材料等。3.0.2 有机合成化学及有机合成化学及实验实验基本知基本知识识0.2.1 基基础础技技术术（1）以有机化学的）以有机化学的C，H，O，N和和卤卤素基本元素素基本元素为为主，主，发发展到周期表中的多种元素，可展到周期表中的多种元素，可进进行多种行多种类类型的型的反反应应。（2）以）以羰羰基反基反应为应为中心。中心。（3）碳骼的建立和碳与官能）碳骼的建立和碳与官能团团的的结结合。合。（4）氧化）氧化态态。（5）反）反应应的的类类型。型。4.骨架和官能骨架和官能团团都无都无变变化。例如，第化。例如，第尔尔斯斯-阿阿尔尔德反德反应应：骨架不骨架不变变而官能而官能团变团变化。例如，化。例如，呋呋喃与氨在高温下反喃与氨在高温下反应应得得吡咯：吡咯：骨架骨架变变化，官能化，官能团团无无变变化。例如，化。例如，,-不不饱饱和和酮酮与硫叶立与硫叶立 德反德反应应生成生成环环丙丙烷烷：骨架和官能骨架和官能团团都都变变化。例如，由化。例如，由1,3-环环己己酮酮合成合成长链长链脂肪二脂肪二 元酸，元酸，4-甲基壬二酸：甲基壬二酸：5.0.2.2 实验实验技技术术实验实验室安全与室安全与记录记录。常用常用仪仪器、装置及合成操作。器、装置及合成操作。反反应产应产物的分离、物的分离、纯纯化和波化和波谱谱分析。分析。空气敏感化合物的操作。空气敏感化合物的操作。常用有机溶常用有机溶剂剂、试剂试剂和气体的和气体的纯纯化。化。6.合成反合成反应应的的评评价价标标准：准：（1）高的反）高的反应产应产率率（2）温和的反）温和的反应应条件条件（3）优优异的反异的反应选择应选择性，包括化学性，包括化学选择选择性、区域性、区域选择选择性和性和立体立体选择选择性等性等（4）易于）易于获获得的反得的反应应起始原料起始原料（5）化学）化学计计量反量反应应向催化循向催化循环环反反应发应发展展（6）对环对环境境污污染尽量少染尽量少0.2.3 基本方法基本方法7.1.化学化学选择选择性性 化学化学选择选择性反性反应应是：是：试剂对试剂对不同官能不同官能团团的的选择选择性反性反应应。因。因为为不同的官能不同的官能团团有不同的活性，若反有不同的活性，若反应应中所使用的某种中所使用的某种试试剂对剂对一个有多种官能一个有多种官能团团的分子起反的分子起反应时应时，只，只对对其中某个官其中某个官能能团团作用，作用，这这种特定的种特定的选择选择性就是化学性就是化学选择选择性。化学性。化学选择选择性反性反应应包括包括还还原和氧化两种。原和氧化两种。例如在双例如在双键键存在下，三丙基存在下，三丙基铝还铝还原原羰羰基的反基的反应应：用用NaBH4还还原戊原戊烯酮烯酮，在加入，在加入CeCl3后，后，选择选择性性还还原原羰羰基而基而不不还还原原烯键烯键：8.2.区域区域选择选择性性 区域区域选择选择性是指性是指试剂对试剂对于一个反于一个反应应体系的不同部位的体系的不同部位的进进攻攻，也可以是，也可以是对对两个两个处处于不同位置的完全相同官能于不同位置的完全相同官能团团的的选选择择性性进进攻。区域攻。区域选择选择包括包括环环氧化合物的开氧化合物的开环环，烯烃烯烃的氧的氧化，化，环环加成，加成，导导向基、保向基、保护护基、活化基的基、活化基的选择选择等。等。9.3.立体立体选择选择性性 凡在一个反凡在一个反应应中，一个立体异构体的中，一个立体异构体的产产生超生超过过（一般是大（一般是大大超大超过过）另外其他可能的立体的反）另外其他可能的立体的反应应。分分为为：顺顺反异构反异构的的选择选择和和对对映映选择选择及及非非对对映映选择选择等。等。10.0.2.4 有机合成路有机合成路线设计线设计方法方法1.利用原料和中利用原料和中间间体等合成体等合成天然天然产产物物:石油、煤、天然气、松脂等；石油、煤、天然气、松脂等；中中间间体：化工中体：化工中间间体；天然体；天然产产物活性成分。物活性成分。-蒎烯蒎烯是我国松是我国松节节油中的主要成分，利用它作原料油中的主要成分，利用它作原料进进行一些行一些化学化学转转化，可以合成芳樟醇、高化，可以合成芳樟醇、高质质量量龙脑龙脑、光学活性樟、光学活性樟脑脑、二二氢氢月桂月桂烯烯醇、新檀香等系列醇、新檀香等系列产产品，品，产产生良好的生良好的经济经济效益。效益。11.松松节节油合成油合成农药农药增效增效剂单萜烯剂单萜烯基基酰亚酰亚胺反胺反应应如下：如下：龙龙涎涎酮酮（具有（具有强强烈的烈的龙龙涎香和木香的香气）合成如下：涎香和木香的香气）合成如下：12.2.利用新反利用新反应应合成合成 Wittig反反应发现应发现后，迅速成后，迅速成为为合成碳合成碳-碳双碳双键键的重要方法，的重要方法，在天然在天然产产物物维维生素生素A、前列腺素、昆虫信息素、白三、前列腺素、昆虫信息素、白三烯烯等等精精细细化学品的合成中得到了广泛化学品的合成中得到了广泛应应用，并已由磷元素用，并已由磷元素发发展展到了硫、硒、碲元素等。到了硫、硒、碲元素等。蚊子蚊子产产卵地的信息素合成：卵地的信息素合成：13.黄耀曾等黄耀曾等发现发现砷叶立德合成共砷叶立德合成共轭轭的的醛醛、酮酮、酰酰胺胺时时条件温和、条件温和、产产率好，于是率好，于是进进而合成而合成了一些了一些烯烯型的天然型的天然产产物，如：吡物，如：吡啶啶甲甲醛醛14.3.特定目特定目标标分子的合成分子的合成 在反合成中目在反合成中目标标分子可以拆成哪些部分使合成能分子可以拆成哪些部分使合成能有效地、有效地、简简化地化地进进行。此行。此时时，应应考考虑虑根据目根据目标标分分子的子的结结构，可分成主体构，可分成主体结结构部分和反合成中要构部分和反合成中要变变化的部分。并由此找到目化的部分。并由此找到目标标起始物起始物原料。如：原料。如：FGI：官能：官能团团互互换换；con：闭环闭环15.4.有机合成有机合成设计设计的三步的三步 第一步是第一步是对这对这个分子的个分子的结结构特征和已知的构特征和已知的理化性理化性质进质进行收集和考察。行收集和考察。由此可由此可简简化合化合成成问题问题或者避免不必要的弯路。如角或者避免不必要的弯路。如角鲨烯鲨烯是是30个碳的三个碳的三萜萜分子的一个中心分子的一个中心对对称的化称的化合物：合物：16.第二步是以上述分析第二步是以上述分析为为基基础础，进进而一步一而一步一步倒推出合成此目步倒推出合成此目标标分子的各种路分子的各种路线线和可和可能的易得起始原料，既反合成。能的易得起始原料，既反合成。合成中合成中间间使用各种各使用各种各样样的反的反应应来形成分子骨架，改来形成分子骨架，改变变分子骨架上的官能分子骨架上的官能团团，从而最，从而最终获终获得目得目标标分子。分子。第三步是从合成方向上第三步是从合成方向上进进行行审查审查，对对合成合成树树剪裁、取舍，留下最佳路剪裁、取舍，留下最佳路线线。17.三三萜萜18.0.3有机合成化学的有机合成化学的产产生和生和发发展展 0.3.1 初初创创期（期（19世世纪纪和和20世世纪纪前半叶）前半叶）1856年年Hofmann的助手，的助手，18岁岁的青年学生的青年学生Perkin在英国皇家在英国皇家化学学会化学学会试图试图按照无机反按照无机反应应的方法，用的方法，用铬铬酸酸盐盐氧化从煤焦油中氧化从煤焦油中提取的提取的烯烯丙基丙基对对甲苯胺合成抗甲苯胺合成抗疟疟疾疾药药物奎宁：物奎宁：他没有成功，却意外地得到了色他没有成功，却意外地得到了色泽泽能与天然染料茜能与天然染料茜红红和靛和靛蓝蓝媲媲美的苯胺紫。美的苯胺紫。为为从煤焦油制染料的工从煤焦油制染料的工业创业创造了一个良好的开端。造了一个良好的开端。今天我今天我们们有了关于有了关于结结构的知构的知识识，知道，知道烯烯丙基丙基对对甲苯胺与奎宁甲苯胺与奎宁结结构之构之间间存在巨大差存在巨大差别别，因此当年，因此当年Perkin的的实验实验当然不会成功。当然不会成功。19.Williams以以氢氢氧化氧化钾钾作用于不作用于不纯纯的的N-乙乙酰喹酰喹啉啉盐盐，合成了第一个，合成了第一个 菁染料。菁染料。1863年，年，Hofmann在柏林大学建立了在柏林大学建立了规规模模较较大有机化学大有机化学实验实验室，室，进进行了染料、香料、医行了染料、香料、医药药合成研究。研究成果的合成研究。研究成果的应应用用给给德国德国带带来来了巨大的利益。了巨大的利益。1871年，德国煤化学工年，德国煤化学工业业技技术术占世界首位。占世界首位。1873年，德国染料工年，德国染料工业产业产量、量、质质量都超量都超过过了盛极一了盛极一时时的英国。的英国。带动带动了了纺织纺织工工业业（合成（合成纤维纤维）、制）、制药药工工业业（阿司匹林）、油漆工（阿司匹林）、油漆工业业和合成橡胶工和合成橡胶工业业的的发发展，形成了几十展，形成了几十亿马亿马克的煤化学工克的煤化学工业业。20.到了到了20世世纪纪上半叶，由于上半叶，由于现现代有机代有机结结构理构理论论的初步确立和大的初步确立和大批有机反批有机反应应的的发现发现，逐，逐渐渐建立了通建立了通过过有机化学反有机化学反应应的的规规律来律来进进行有机合成的研究。大部分有机人名反行有机合成的研究。大部分有机人名反应应便是在便是在这这个个时时期期出出现现的，有机合成工作开始了的，有机合成工作开始了缓缓慢的慢的进进步。步。这这个个时时期最有名期最有名的合成例子有血的合成例子有血红红素、素、颠颠茄茄酮酮、马萘马萘雌雌酮酮。前两个化合物的。前两个化合物的合成者是合成者是诺贝诺贝尔尔化学化学奖奖的的获获得者。得者。0.3.2 艺术艺术期（期（20世世纪纪40-60年代）年代）有机合成没有一个有机合成没有一个严严格的公式可以遵循，它与个人的技巧、格的公式可以遵循，它与个人的技巧、经经验验和熟和熟练练程度很有关系。正如印度化学家程度很有关系。正如印度化学家Nitya Anand所所说说的的“把有机合成和把有机合成和绘绘画、雕刻、音画、雕刻、音乐乐相比相比拟拟，应应当作当作为为一种一种艺术艺术看看待待”，艺术艺术高的几笔就画出了一件漂亮的作品。高的几笔就画出了一件漂亮的作品。Woodward所所说说：“有机合成中有激有机合成中有激动动、有探、有探险险，也有挑，也有挑战战，也可包含着，也可包含着伟伟大大的的艺术艺术”，有机合成，有机合成进进入入艺术时艺术时期。期。21.20世世纪纪50年代初，二茂年代初，二茂铁铁的的发现发现和和键夹键夹心心结结构的构的阐阐明；明；硼硼氢氢化反化反应应、Wittig反反应应及及铜试剂铜试剂、锂试剂锂试剂、硼、硼烷试烷试剂剂、硅、硅烷试剂烷试剂等的相等的相继继出出现现；有机分离、分析新方法乃至有机化学的新理有机分离、分析新方法乃至有机化学的新理论论如如Woodward-Hofmann规则规则、构象分析等成果促、构象分析等成果促进进了了有机合成的快速有机合成的快速发发展，也展，也显显著地促著地促进进了整个有机化了整个有机化学的快速学的快速发发展。展。22.0.3.3 科学和科学和艺术艺术融合期（融合期（20世纪6090年代）20世世纪纪60年代以后有机合成年代以后有机合成设计设计、有机合成策略提了出来，其、有机合成策略提了出来，其中最著名的，也是后来影响最大的是美国哈佛大学中最著名的，也是后来影响最大的是美国哈佛大学E.J.Corey提出的反合成分析概念。提出的反合成分析概念。Corey从合成的目从合成的目标标分子出分子出发发，根据，根据其其结结构特征和构特征和对对合成反合成反应应的知的知识进识进行行逻辑逻辑分析，并利用其分析，并利用其经验经验和推理技和推理技术术，最后，最后设计设计出巧妙的合成路出巧妙的合成路线线，使合成工作从一向，使合成工作从一向认为认为是是“科学科学艺术艺术”发发展成展成为为可以可以计计划的划的“系系统统工程工程”。70年代，有机合成的重大年代，有机合成的重大发发展展还还在于致力于控制合成反在于致力于控制合成反应应的的选择选择性，包括分子中不同官能性，包括分子中不同官能团团上的化学上的化学选择选择性，不同部位性，不同部位上的区域上的区域选择选择性和更精性和更精细细的立体的立体选择选择性。有机合成的高性。有机合成的高选择选择性反性反应应是是8090年代研究的年代研究的热热点。点。23.80年代，我国把研究重点放在国年代，我国把研究重点放在国际际前沿的以前沿的以导导向有机合成向有机合成为为目目标标的金属有机化学，已的金属有机化学，已经经取得了一批可喜的成果，如取得了一批可喜的成果，如陆陆熙炎院熙炎院士的二价士的二价钯钯催化的缺催化的缺电电子三子三键键与双与双键键的的 -丁内丁内酯酯合成等，表明合成等，表明了我国金属有机化学的研究已了我国金属有机化学的研究已进进入世界前沿。入世界前沿。0.3.4 发发展展时时期期1.以天然以天然产产物物为为目目标标的有机合成化学的有机合成化学中国是世界上植物中国是世界上植物资资源最丰富的国家之一，源最丰富的国家之一，仅仅高等植物就有高等植物就有3.2万余种，食用植物万余种，食用植物2000余种，余种，药药用植物用植物3000余种，研究余种，研究领领域极域极为为广广阔阔。例如，据有关国。例如，据有关国际组织际组织估估计计，今后，今后10年全球年全球药药品品销销售售将年均增将年均增长长7%，2010年将达到年将达到6800亿亿7200亿亿美元。美元。国国际际植物植物药药物增物增长势头长势头更更为为迅猛，迅猛，10年后将达到年后将达到1000亿亿美元的美元的销销售售规规模。因此，以天然模。因此，以天然产产物物为为目目标标的研究是人的研究是人类类可持可持续发续发展展保保证证的重要方面。的重要方面。24.2.与生命科学相与生命科学相结结合的有机合成化学合的有机合成化学化学与生命科学相化学与生命科学相结结合有三合有三层层含含义义：一是有机合成一是有机合成选择选择生命科学中的重要物生命科学中的重要物质为质为合成合成对对象；象；二是将生物方法用于有机合成；二是将生物方法用于有机合成；三是二者巧妙三是二者巧妙结结合合产产生一些全新的分支生一些全新的分支领领域。域。生物方法在有机合成中的生物方法在有机合成中的应应用也越来越受到重用也越来越受到重视视。如。如酶酶在有在有机合成中的机合成中的应应用是受到重用是受到重视视的一个的一个热热点，特点，特别别是在一些手性是在一些手性分子的制分子的制备备上更上更显显出它的重要性，出它的重要性，对对于一个于一个酶酶体系来体系来说说，它，它的独特的的独特的选择选择性是无与性是无与伦伦比的，比的，酶酶是一是一类类很重要的催化很重要的催化剂剂。酶酶与抗体是有差与抗体是有差别别的，的，酶酶是是选择选择性地与反性地与反应过应过渡渡态态分子相分子相结结合，而抗体合，而抗体则则与基与基态态分子相分子相结结合。合。25.3.与材料科学相与材料科学相结结合的有机合成化学合的有机合成化学有机功能材料（包括功能高分子）是近年来是有机功能材料（包括功能高分子）是近年来是发发展展较较快的快的领领域。域。有机功能材料的有机功能材料的优优点是点是较较易从功能出易从功能出发进发进行行设计设计，也，也较较易合成。易合成。致命的缺点是有机化合物的致命的缺点是有机化合物的稳稳定性定性问题问题。因此，在工作条件不。因此，在工作条件不太苛刻太苛刻时时，有机材料将是十分，有机材料将是十分优优越的。越的。有机有机-无机复合以至金属无机复合以至金属掺掺和的材料，更和的材料，更显显示出广示出广阔阔的的应应用前用前 景。新催化景。新催化剂剂的合成也是一个重要方面。有机合成化学的研究的合成也是一个重要方面。有机合成化学的研究历历来是与理来是与理论论化学的研究化学的研究紧紧密密结结合的，有机合成的研究能促合的，有机合成的研究能促进进有机反有机反应应机理中一系列理机理中一系列理论问题论问题的研究，有助于人的研究，有助于人们对们对各各类类各各种有机反种有机反应规应规律的理解与掌握。律的理解与掌握。26.0.4绿绿色有机合成化学色有机合成化学绿绿色有机合成化学是人色有机合成化学是人类对类对生生态环态环境关注的必然境关注的必然产产物。物。是是为为了使生了使生态环态环境和人境和人类类可持可持续发续发展相展相协调协调，有机合，有机合成化学家必成化学家必须进须进行合成的合理反行合成的合理反应设计应设计、高效率高、高效率高选选择择的反的反应应来来实现实现零排放。零排放。20世世纪纪90年代初，化学家提出了与年代初，化学家提出了与传统传统的的“治理治理污污染染”不同不同的的“绿绿色化学色化学”的概念，即如何从源的概念，即如何从源头头上减少、甚至消除上减少、甚至消除污污染染的的产产生。通生。通过过研究和改研究和改进进化学化工化学化工过过程及相程及相应应的工的工艺艺技技术术，从根本上降低以至消除副从根本上降低以至消除副产产品或品或废废弃物的生成，从而达到保弃物的生成，从而达到保护护和改善和改善环环境的目的。境的目的。27.绿绿色合成化学的目色合成化学的目标标要求是：要求是：防止防止污污染的染的产产生生优优于治理于治理产产生的生的污污染；染；原子原子经济经济性；性；只要反只要反应应可行，尽量采用毒性小的、更安全的化学合成路可行，尽量采用毒性小的、更安全的化学合成路线线，避免不必要的衍生化步避免不必要的衍生化步骤骤；尽可能避免使用尽可能避免使用辅辅助物助物质质(溶溶剂剂、分离、分离剂剂等等)，用，用时应时应是无毒的；是无毒的；考考虑虑到能源消耗到能源消耗对环对环境和境和经济经济的影响，并的影响，并应应尽量少地使用能源；尽量少地使用能源；原料原料应应是可再生的，而非将耗竭的；是可再生的，而非将耗竭的；催化性催化性试剂试剂(有尽可能好的有尽可能好的选择选择性性)优优于当量性于当量性试剂试剂；化工化工产产品在完成其使命后不残留在品在完成其使命后不残留在环环境中，能降解境中，能降解为为无害物无害物质质；分析方法必分析方法必须进须进一步一步发发展，以使在有害物展，以使在有害物质质生成前能生成前能够进够进行即行即时时的和在的和在线线跟踪及控制；跟踪及控制；在化学在化学转换过转换过程中，所程中，所选选用的物用的物质质和物和物质质的形的形态应态应能尽可能地能尽可能地降低降低发发生化学事故的可能性。生化学事故的可能性。28.0.4.1 绿绿色有机合成化学原理和色有机合成化学原理和发发展展 1.原子原子经济经济性性 1991年，著名化学家年，著名化学家B.M.Trost提出以提出以“原于原于经济经济性性”的的观观念来念来评评估化学反估化学反应应的效率，也就是，要考察有多少反的效率，也就是，要考察有多少反应应物分子物分子进进入入到最后的到最后的产产物分子。理想的物分子。理想的“原子原子经济经济性性”反反应应，应该应该是有是有100的反的反应应物物转转化到最化到最终产终产物中，物中，而没有副而没有副产产物生成。物生成。传统传统的有机合成化学比的有机合成化学比较较重重视视反反应产应产物的收率，而物的收率，而较较多地忽略了副多地忽略了副产产物或物或废废弃物的生成。弃物的生成。实现实现“原子原子经济经济性性”的目的目标标是一个漫是一个漫长长的的过过程。科学工作者程。科学工作者应该应该自自觉觉地用地用“原子原子经济经济性性”的原的原则则去去审视审视已有的有机合成已有的有机合成反反应应，并努力开，并努力开发发符合符合“原子原子经济经济性性”原原则则的新反的新反应应。29.2.发发展高展高选择选择性、高效的催化性、高效的催化剂剂 1)催化的不催化的不对对称合成反称合成反应应 获获得得单单一手性分子的方法中，外消旋体拆分是一个重要途径。一手性分子的方法中，外消旋体拆分是一个重要途径。但是，理想的但是，理想的产产率也只能达到率也只能达到50；另一半异构体只能；另一半异构体只能废废弃，弃，而可能而可能对环对环境造成境造成污污染。利用催化的不染。利用催化的不对对称反称反应应以提高目以提高目标标手手性分子性分子产产率，是有机合成化学研究的率，是有机合成化学研究的热热点和前沿，也是有关手点和前沿，也是有关手性性药药物研究的主要物研究的主要兴兴趣之一。趣之一。2001年的年的诺贝诺贝尔尔化学化学奖奖授予了授予了Knowles，Noyori和和Sharpless三位化学家，以表彰他三位化学家，以表彰他们们在催在催化不化不对对称反称反应应的研究方面所取得的卓越成就，也的研究方面所取得的卓越成就，也说说明开展催明开展催化不化不对对称反称反应应研究的重要意研究的重要意义义。30.2)生物生物转转化反化反应应生物生物转转化反化反应应非常符合非常符合绿绿色化学的要求：色化学的要求：具有高效、高具有高效、高选择选择性和清性和清洁洁反反应应的特点；的特点；反反应产应产物物单纯单纯，易分离，易分离纯纯化；化；可避免使用可避免使用贵贵金属和有机溶金属和有机溶剂剂；能源消耗低；能源消耗低；可以合成一些用化学方法可以合成一些用化学方法难难以合成的化合物。以合成的化合物。生物生物转转化合成反化合成反应应的研究可集中在以下几个方面：的研究可集中在以下几个方面：发现发现新的高活性和高新的高活性和高选择选择性的性的酶酶催化催化剂剂；扩扩展展酶酶促反促反应应的适用范的适用范围围；利用生物工程技利用生物工程技术获术获得高效的得高效的酶酶催化催化剂剂；注意解决注意解决酶酶促反促反应应工工业业中的中的问题问题；重重视视酶酶促反促反应应的机理研究。的机理研究。31.3.简简化反化反应应步步骤骤，减少，减少污污染排放，开染排放，开发发新的合成工新的合成工艺艺 对对于那些从于那些从传统传统的的观观念看，念看，设计设计和效益都是合理的工和效益都是合理的工艺艺路路线线也要从也要从绿绿色化学的原理色化学的原理给给予重新予重新审视审视。这对这对于有机合成于有机合成化学提出了新的、更高的要求。化学提出了新的、更高的要求。0.4.2 新的或非新的或非传统传统的的“洁净洁净”反反应应介介质质开开发发利用利用 1.超超临临界和近界和近临临界流体界流体超超临临界流体是指物界流体是指物质质的温度和的温度和压压力分力分别处别处在其在其临临界温度和界温度和临临界界压压力之上力之上时时的一种特殊的流体状的一种特殊的流体状态态。超。超临临界流体可以界流体可以通通过过微微调调温度或温度或压压力来控制密度、黏度、比力来控制密度、黏度、比热热容、介容、介电电常常数和和溶解力等特性的数和和溶解力等特性的变变化，可以适用于多种反化，可以适用于多种反应应条件。条件。32.