绿色有机合成化学-光催化的有机新反应慕课视频播放-简明有机化学（先修课）-MOOC慕课视频教程-柠檬大学

各位同学们大家好，我今天
给大家介绍的是关于这个绿色合成化学

那么合成化学可能同学们比较陌生

实际上合成化学对我们今天人类的文明
进程还有我们今天的这个生活带来了很多的便利

那实际上从上个世纪化学工业的
大力的发展才奠定了我们今天的人类的文明

那么实际上从1928年的时候，大家看到这个青霉素的这个合成

实际上是第一个用来治疗人类疾病的这个抗生素

因为它的发现，那么实际上使得我们的寿命大概得延长了

另外由于这个药物TDI，还有这个合成氨的这个发展

使得我们的农业生产大量的高
产，这样对我们的生活也提供了这个保障

另外，我们今天生活当中的各种这个材料

比如说这个聚乙烯、聚氯乙烯系列的
这个材料，使得我们的生活今天变得这么的便利

那么之所以如此的便利，实际上主要的原因是什么呢？

就是我们现在合成化学通过化学的手段合成出
来多种多样的这些材料、农药和药物分子为我们所使用

那么今天我主要侧重给大家讲一下，比如说这个药物分子

那么这个分子是大家比较熟悉的青霉素

实际上它就是一个含有β-内酰胺结构的这样一个有机化合物

它具有很好的抗菌消炎的这个效果

那么这样一个β-内酰胺的化合物，
它实际上起始的时候是从发酵液中分离出来的

后来大家知道，由于人类跟疾病进行斗
争的过程中，实际上疾病也在不停的在更新在换代

那这个时候就要求我们的化学家基
于这样的一个骨架合成出来新的一些化合物

你比如说大家现在熟悉的像头孢类的药物或者是阿莫西林

都是基于青霉素衍生出来的二代三代的这个抗生素

那么所有这些都是化学家通过合
成或者是全合成半合成的方法来合成出来的

另外同学们也熟悉的像2015年获
得诺贝尔讲的屠呦呦老先生发现的青蒿素

青蒿素，它实际上是从一种叫
做黄花蒿的这个植物当中分离提取出来的

大家看它的这个结构实际上是一
个β-内萜，含有这个桥环的内酯类的化合物

那实际上这样一个化合物正是由于有它独
特的结构，使得它在抗疟疾这方面具有很好的效果

实际上大家也知道实际上第一代的抗疟药物
是我们下面这几类化合物，主要是生物碱类的化合物

但是正是由于抗药性的形
式，这些化合物到目前已经没有效果了

但化学家的任务是什么？

就是我们用我们化学合成的技术和手段再合成出来自
然界没有的这些新的药物，从而能够为我们的健康能够做保障

那么我今天给大家要提到的是
什么？就是合成的技术到底有哪些呢？

可能同学们想到化学的时候就
觉得它好像既寞生，觉得又有一点可怕

为什么现在可能随着工业的这个发
展，感觉很多的污染好像都是跟化学紧密联系

实际上确确实实是存在这样问题的

所以化学家在孜孜以求的是我们怎么样能
够像大自然一样合成出来一些非常简洁的这些技术

满足我们的需求的同时，实际上尽量的减少污染

实际上在合成化合物的时候，我们也在设想大自然

大家看这个图，上面就是大自
然在合成一些有机物的时候是非常简洁的

比如说植物的光合作用，它就是在光照的条件下

通过这样一个途径可以把二氧
化碳、一氧化碳还有氮气这样一个小分子

转化成我们的碳水化合物或者是氨基酸为植物所吸收

那么这样一个反应的过程是非常
的绿色，非常的环保，没有任何的这样污染

那么化学家也在设想，我们能
不能也像这个大自然这样通过一个光照

这样就把两个反应物就让它发
生反应，得到我们所需要的这个药物分子

实际上在一百多年前的时候，化学家
就通过这种光催化的作用来做一些化合的反应了

但是这些反应由于这个效果差一直没有受到这个重视

自从2008年美国化学家马克·米兰他们发
现，实际上可以结合光催化和有机分子催化这两种技术

就可以实现光催化的高效的合成

那我今天给大家介绍的另外一种是什么？

通过过渡金属催化偶联和光催化化协同的一个过程

那么为什么要这么做呢？

实际上大家也清楚，钯催化的偶联
反应实际上是在2010年是得了诺贝尔化学奖的

这个核心技术目前来讲是非常的高效的，但是它并不是万能的

你比如说我给大家列出来这个分
子，这是一个含有碳sp3和碳sp2碳-碳键

它在过去的偶联反应当中想去构建的话是非常难的

那这样也就是换句话说，我们想合成
这类药物分子或者这类农药分子是非常困难的

那怎么办呢？

那化学家发现那这样的话我们是不是可以用光催
化和金属催化协同的这个过程就可以实现这样一个反应了

那么当然同学们可能也不理解光
催化到底怎么样能实现这个化学反应呢？

实际上它也很简单，就是说我们这个普通的这些有机化合物

比如说上面提到的这些烷基
羧酸，实际上它是没有办法吸收可见光

因为它吸收不了可见光就没有能量，
没有能量就不可能去发生旧的化学键的断裂

但是我们可以需要一些光敏
剂，比如这个地方给出来铱的络合物

这些络合物就是一些光敏的材料，
它在光照的条件下可以吸收光子，有能量

这样的话就可以把它的能量给
这些有机的反应物，就可以去发生反应了

那这个协同的作用具体怎么来做呢？

也就是说光催化，它是负责这块的羧酸的活化

那也就是说我们在光照的条
件下，我们的光催化剂得到能量去激发

通过一个单电子的氧化去氧化我们的羧酸

然后让它脱羧产生一个高活性的烷基的
自由基，那我过渡金属实际来活化另外一个组分

那也就是这个地方的芳基卤代物通
过我们的氧化加成就可以得到金属的中间物种

这个金属的中间物种，它在碰到了这
样一个高活性的自由基的时候就可以到高价三价

那么三价再消除以后就可以
得到我们过去非常难合成的化合物了

那么这个形象来比喻来讲的话，
这种技术就相当于是一把剪刀和一根线一样

它可以把我们化学键，过去的这个旧的化学键给它打断

又可以随心所欲的按照我们的需求再把它合成起来

那么这样就可以得到我们所需要的这些药物或者农药分子了

那么大家也可以看到，利用这种技术我们可以
合成大量的一系列的这种过去不容易制备的这类化合物了

从而为这个药物还有农药的材料的合成提供了一种便捷的方法

那么实际上到今天为止利用这种
绿色的这种技术实际上已经发展了很多了

比如说这个地方又给大家举出
来，通过光合的这种作用可以活化羧酸

然后和这种不饱和的烯烃发生类似于迈克尔加成的反应

也可以得到一系列的含有碳sp3- 碳sp3这种碳-碳键的构筑

那么这个也在药物的合成当中得到了很好的体现了

实际上总之一句话，也就是说我们化学在过去的
这个一百多年里为人类的这个文明进程做出了巨大的贡献

但是，确实同时另一方面也造成了
像污染等给我们的生活带来了很多的不便利

但是化学家今天思考的是我
们从大自然界中来吸取经验，吸取教训

我们在合成这些有用的分子的过程中也在思考
着能不能发展一些非常高效的绿色的这样一些合成的方法

我们希望我们的合成的过程中尽量不要再
使用有毒的有害的这些物质，不要再产生废弃物了

那也就是说让我们一切从源头上就把我们的污
染降到最低，从而为我们人类的生活贡献化学更大的力量

谢谢大家

简明有机化学（先修课）课程列表：

第一章绪论

-1.1 有机化合物和有机化学

--有机化合物和有机化学

-1.1 有机化合物和有机化学

-1.2 有机化合物的特点及与其它学科的关系

--有机化合物的特点及其与其他学科的关系

-1.2 有机化合物的特点及与其它学科的关系

-1.3 有机化合物的结构

--1. 经典结构理论和现代共价键理论

--2. 碳的杂化

--3. 共价键的类型和参数

-1.3 有机化合物的结构

-1.4 有机化合物的分类，有机反应类型及条件

--有机化合物的分类与结构表示、反应类型及条件

--绪论

-1.4 有机化合物的分类，有机反应类型及条件

-1.5 酸碱的概念以及有机化合物结构的确定

--1.5 酸碱的概念以及有机化合物结构的确定

-1.5 酸碱的概念以及有机化合物结构的确定--作业

-本章习题

--本章习题--作业

--第一章绪论

第二章饱和烃

-2.1 烷烃的命名

--1. 烷烃的普通命名法和烷基的命名、烷烃中碳原子的类型

--2. 系统命名法和顺序规则

-2.1 烷烃的命名--作业

-2.2 烷烃的结构和构象异构

--烷烃的结构和构象异构

-2.2 烷烃的结构和构象异构--作业

-2.3 烷烃的物理性质

--烷烃的物理性质

-2.3 烷烃的物理性质--作业

-2.4 烷烃的化学性质

--1. 烷烃的稳定性、氧化反应和燃烧、裂化反应、卤代方应及机理

--2. 自由基反应中氢的活性反应与卤素的选择性

-2.4 烷烃的化学性质--作业

-2.5 环烷烃的分类和命名

--环烷烃的分类及命名

-2.5 环烷烃的分类和命名--作业

-2.6 环烷烃的顺反异构和构象异构

--环烷烃的顺反异构及构象异构

-2.6 环烷烃的顺反异构和构象异构--作业

-2.7 环烷烃的化学性质

--环烷烃的化学性质

-2.7 环烷烃的化学性质--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第三章不饱和烃

-3.1 烯烃的结构和命名、烯烃的顺反异构和构型标记

--1. 乙烯的结构和烯烃的异构

--2. 烯烃的命名、烯烃的顺反异构和构型标记

-3.2 烯烃的亲电加成反应

-3.3 诱导效应和共轭效应

-3.4 自由基加成反应、硼氢化-氧化反应和烯烃的氧化反应

--自由基加成反应、硼氢化-氧化反应和烯烃的氧化反应

-3.5 共轭二烯烃的结构及反应

--1. 1，3-丁二烯烃的结构及亲电加成反应

-3.6 烯烃复分解反应简介

-3.7 炔烃的结构和命名

-3.8 炔烃的亲电加成反应和氧化反应

有机实验1：基本操作

-基本操作演示

--基本操作

第四章芳香烃

-4.1 芳香烃的分类及命名

--芳香烃的分类及命名

-4.1 芳香烃的分类及命名--作业

-4.2 苯的结构及其物理性质

--苯的结构和苯及其同系物的物理性质

-4.2 苯的结构及其物理性质--作业

-4.3 苯的亲电取代反应

--1. 苯的卤代反应、硝化反应和磺化反应

--2. 苯的傅-克反应、布兰克氯甲基化反应及加特曼-科赫反应

-4.3 苯的亲电取代反应--作业

-4.4 苯环上亲电取代反应的定位效应

--1. 单取代苯的定位效应

--2. 二取代苯的定位效应及定位效应的应用、苯环侧链的取代及氧化反应

-4.4 苯环上亲电取代反应的定位效应--作业

-4.5 稠环芳香烃

--稠环芳香烃

-4.5 稠环芳香烃--作业

-4.6 芳香性及休克尔规则

--芳香性及休克尔规则

-4.6 芳香性及休克尔规则--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第五章立体化学

-5.1 旋光异构的基本概念

--旋光异构的基本概念

-5.1 旋光异构的基本概念--作业

-5.2 对映异构与手性分子

--对映异构与手性分子

-5.2 对映异构与手性分子--作业

-5.3 含有一个手性原子的化合物

--对映异构体的性质及其表示方法

--对映异构体的构型标记

-5.3 含有一个手性原子的化合物--作业

-5.4 具有两个手性中心的化合物

--具有两个手性中心的化合物

-5.4 具有两个手性中心的化合物--作业

-5.5 无手性碳原子的手性分子

--无手性碳原子的手性分子

-5.5 无手性碳原子的手性分子--作业

-5.6 对映异构体的不同生物活性

--对映异构体的不同生物活性

-5.6 对映异构体的不同生物活性--作业

-5.7 手性化合物的获取方法

--手性化合物的获取方法

-5.7 手性化合物的获取方法--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第六章卤代烃

-6.1 卤代烃的分类与命名

--卤代烃的分类与命名

-6.2 卤代烷的结构及其亲核取代反应

--1. 卤代烷的结构和双分子亲核取代反应（SN2）

-6.3 不饱和卤代烃的亲核取代反应

-6.4 卤代烷的消除反应

-6.5 消除反应与亲核取代反应的竞争和卤代烷与金属镁的反应

--消除反应与亲核取代反应的竞争和卤代烷与金属镁的反应

有机实验2：阿司匹林的制备

-实验演示

--Video

第七章醇、酚、醚

-7.1 醇的结构、分类及命名

-7.2 醇的物理性质和化学性质

-7.3 酚的结构、分类、命名及物理性质

-7.4 酚的化学性质

--2. 酚环上的取代、氧化和显色反应以及酚醚和酚酯的形成

-7.5 醚的结构、分类、命名及物理性质

--醚的结构、分类、命名及物理性质

-7.6 醚的化学性质

--醚的化学性质

第八章醛、酮、醌

-8.1 醛酮的分类、命名及结构

--醛酮的分类、命名及结构

-8.1 醛酮的分类、命名及结构--作业

-8.2 醛酮的亲核加成反应

--1. 与碳亲核试剂和格氏试剂的加成

--2. 与亚硫酸氢钠和氧亲核试剂的加成

-8.2 醛酮的亲核加成反应--作业

-8.3 羰基的还原和与氨的加成

--1. 与氨的加成，还原反应

--2. 克莱门森还原法和黄鸣龙还原、α-H的反应

-8.3 羰基的还原和与氨的加成--作业

-8.4 醛的特殊反应

--醛的特殊反应

-8.4 醛的特殊反应--作业

-8.5 醌

--醌

-8.5 醌--作业

第九章羧酸及其衍生物

-9.1 羧酸的分类、命名及结构

--1. 羧酸的分类及命名

--2. 羧酸的结构及物理性质

-9.1 羧酸的分类、命名及结构--作业

-9.2 羧酸的酸性及脱羧反应

--羧酸的酸性及脱羧反应

-9.2 羧酸的酸性及脱羧反应--作业

-9.3 羧酸α-H的卤代反应及羧酸衍生物的生成

--羧酸α-H的卤代反应及羧酸衍生物的生成

-9.3 羧酸α-H的卤代反应及羧酸衍生物的生成--作业

-9.4 酯化反应

--酯化反应

-9.4 酯化反应--作业

-9.5 Claisen酯缩合反应

--Claisen酯缩合反应

-9.5 Claisen酯缩合反应--作业

-9.6 羧酸衍生物的亲核取代反应

--羧酸衍生物的亲核取代反应

-9.6 羧酸衍生物的亲核取代反应--作业

-9.7 羧酸衍生物的还原反应及其与金属化合物的反应

--羧酸衍生物的还原反应及其与金属化合物的反应

-9.7 羧酸衍生物的还原反应及其与金属化合物的反应--作业

-本章习题

--本章习题--作业

有机实验3：薄层色谱

-实验演示

--薄层色谱

第十章含氮与杂环化合物

-10.1 硝基化合物

--硝基化合物

-10.1 硝基化合物--作业

-10.2 胺的分类和命名

--1. 胺的分类

--2. 胺的命名

-10.2 胺的分类和命名--作业

-10.3 胺的结构

--胺的结构

-10.3 胺的结构--作业

-10.4 胺的性质

--1. 碱性与成盐反应、酰化反应

--2. 与亚硝酸反应及芳环上的亲电取代反应

-10.4 胺的性质--作业

-10.5 芳香重氮盐的性质

--芳香重氮盐的性质

-10.5 芳香重氮盐的性质--作业

-10.6 杂环的分类、命名及结构

--1. 杂环的分类和命名

--2. 杂环化合物的结构

-10.6 杂环的分类、命名及结构--作业

-10.7 杂环化合物的性质、含两个N原子的杂环化合物以及稠环化合物

--杂环化合物的性质、含两个N原子的杂环化合物以及稠环化合物

-10.7 杂环化合物的性质、含两个N原子的杂环化合物以及稠环化合物--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第十一章氨基酸、肽、蛋白质

-11.1 氨基酸

--氨基酸

-11.1 氨基酸--作业

-11.2 肽和蛋白质

--肽和蛋白质

-11.2 肽和蛋白质--作业

-本章习题

--本章习题--作业

有机实验4：甲基橙的制备

-实验演示

--甲基橙的制备

第十二章单糖、寡糖和多糖

-12.1 糖的定义、分类和命名

--糖的定义、分类和命名

-12.1 糖的定义、分类和命名--作业

-12.2 单糖的结构及表示方法

--单糖的结构及表示方法

-12.2 单糖的结构及表示方法--作业

-12.3 单糖的理化性质

--单糖的理化性质

-12.3 单糖的理化性质--作业

-12.4 二糖

--二糖

-12.4 二糖--作业

-12.5 多糖

--多糖

-12.5 多糖--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第十三章高分子化合物

-13.1 高分子科学发展简史

--高分子科学发展简史

-13.1 高分子科学发展简史--作业

-13.2 高分子化合物的基本概念

--高分子化合物的基本概念

-13.2 高分子化合物的基本概念--作业

-13.3 高分子化合物的结构和性能

--高分子化合物的结构和性能

-13.3 高分子化合物的结构和性能--作业

-13.4 高分子化合物的应用和展望

--高分子化合物的应用和展望

-13.4 高分子化合物的应用和展望--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第十四章有机化学研究前沿

-14.1 钯催化交叉偶联

-14.2 天然产物全合成

-14.3 药物中的有机化学

-14.4 自修复高分子

-14.5 有机化学合成中的新型固体催化剂

--有机化学合成中的新型固体催化剂

-14.6 有机光电功能材料

--有机光电功能材料

-14.7 绿色有机合成化学-光催化的有机新反应

--绿色有机合成化学-光催化的有机新反应

-本章习题

--本章习题--作业

有机实验室安全事项

-有机实验室安全事项

--有机实验室安全事项

绿色有机合成化学-光催化的有机新反应在线视频