有機化學與社會————化學為人類創造更美好的生活（BetterLifethroughChemistry）1什么是化學？借用一位著名化學家的話：化學就是關于創造以前不存在的新物質的科學。這些新物質涵蓋了從塑料到各種農藥，藥物，對人們的日常生活有著極大的影響。我們現在認為，要不是通過化學知識來合成，很多現代化的產品都不會存在。

盡管設計和合成新的分子是化學的核心，分析這些新物質以及研究這些反應為什么會發生，怎樣發生是化學研究的另一重要方面，它揭示我們周圍世界的分子復雜性及其與我們和其它生命有機體的精妙關系。2對有機化學的通常定義是：有機化學就是關于碳元素及其化合物的科學，這些化合物被稱作有機分子。有機分子是生命體化學大廈的砌塊。3567A.Fleming

H.Florey

E.Chain

R.Robinson

D.Hodgkin

R.B.Woodward

91011Vancomycin酸的一個133.計劃生育藥物144.抗癌藥物——紫杉醇155.抗瘧藥物171819(S)-thalidomide(R)-thalidomide反應停：五十年恩怨7.手性藥物21手性(Chirality)：自然界的基本屬性組成生命活動的基本化學物質是手性化合物！手性藥物：一把鑰匙開一把鎖！氨基酸---蛋白質糖---多糖核酸---DNA2/3以上開發中的藥物為手性市場上40%的手性藥物為單一異構體2002年全球手性藥物市場1590億美元22van’tHoff(1874)inUtrechtLeBel(1874)inParis23左手性的紫藤和右手性的紫藤 紫藤莖纏繞的手性特征，與紫藤屬不同的種相關。同種紫藤的莖不大可能表現不同的手性纏繞特征。圖中所示為紫藤屬中左手性的紫藤(Wisteriasinensis),右手性的為多化紫藤(Wisteriafloribunda)。25長瓣兜蘭花兩側長瓣的螺旋是左右對稱的，右側是左旋，左側是右旋。 ——《科學》2002,Vol.54,No.55262001年諾貝爾獎：不對稱催化從實驗室到工廠（1984）29已用于工業的不對稱催化反應30孟山都公司的L-DOPA路線3132不對稱環氧化DET=(+)or(-)diethyltartrateLimitedto(homo)allylicalcoholsSynthesisβ-blockers33

在生命的產生、演變、進化這樣漫長的過程中，自然界造就了許多分子，手性分子占去了很大的比例。構成蛋白質的氨基酸都是L型氨基酸，多糖和核酸的單糖是D型糖。人們甚至發現，1969年墜落在澳大利亞默奇森的隕石中的氨基酸也主要是L型的。

耐人尋味的是，太陽系的所有天體（包括小行星）都是按照右旋方向旋轉的，稱為右手定則（李競：科學時報，2001年11月25日）。

(-)-乳酸 (R)(+)-乳酸(S)手性與手性藥物單一對映體消旋體不對稱碳原子34手性與手性藥物化合物的活性關系以及表現出的錯綜復雜的藥代動力學和藥效學特征在許多情況下，化合物的一對對映體在生物體內的藥理活性、代謝過程、代謝速率及毒性等存在顯著的差異。

使用單一對映體的必要性只有一種對映體具有所要求的藥理活性，

(++)或

(+)

而另一種對映體則沒有顯著的藥理作用；(2)一對對映體中的兩個化合物都有等同的或

(--)

近乎等同的定性和定量的藥理活性；兩種對映體具有定量上等同，但定性上不同的活性；

(+)

或

(++)(4) 各種對映體具有定量上不同的活性；

(+)或(-)人體的手性環境和特異的對映體相互作用，導致手性藥物對映體藥代動力學和藥效學的立體選擇性(stereoselectivity)差異，使臨床應用手性藥物出現復雜性。1.吸收 2.分布 3.代謝 4.排泄35

這種差異的例子很多。治療哮喘病的沙丁胺醇就是一例。它的有效對映體的藥理活性要比另一對映體的大80倍。又例如，L-多巴是治療帕金森癥的藥物，作為“前藥”攝入病人體內，再由體內的酶將多巴轉化為具有藥理作用的多巴胺。由于人體內的酶對該“前藥”多巴是專一性的，只有左旋的L-多巴胺被酶所轉化，因此，服用消旋的多巴的話，右旋多巴不被酶所轉化，日積月累在人體內沉淀下來，勢必對病人造成新的危害。如果手性藥物的兩個對映體的藥理活性相當，它們的毒副作用無差別，那就沒有必要服用單一對映體的藥了。(-)-(R)-沙丁胺醇(-)-L-多巴蓋替沙星36(Timolol)是已知作用最強的b-腎上腺素受體阻斷劑，作用強度為普萘洛爾(propranolol)的8倍，臨床用于治療高血壓、心絞痛、青光眼等。特別對于原發性開角型青光眼有良好的效果，優于傳統的降眼壓藥。目前臨床使用的是(S)-(-)-Timolo對映體滴眼液，對于哮喘病人禁用，長期持續使用則會引起較為嚴重的副作用甚至致命。(R)-(+)-Timolo對映體在動物實驗上其對b-腎上腺素受體阻斷作用小于(S)-(-)-Timolol對映體，但是在降低眼壓方面其作用減少的不多。(S)-(-)-Timolol對映體的b2受體阻斷作用是(R)-(+)-Timolol對映體的49倍，其收縮支氣管的作用是(R)-(+)-Timolol對映體的13倍，但其降低眼壓的作用僅為(R)-(+)-Timolol對映體的4倍。因而(R)-(+)-Timolol對映體有可能成為比(S)-(-)-Timolol更為安全的、更少全身副作用的治療青光眼的手性藥物。

(R)-(+)-Timolol (S)-(-)-Timolol37(S)-普萘洛爾,98倍 (S)-萘普生,

35倍 (S)-奧美拉唑L-多巴 右異環磷酰胺(dexifosfamide) 蓋替沙星抗腫瘤藥38鹽酸舍曲林 (-)-酒石酸左啡諾 右旋雷佐生 (鎮痛劑，比嗎啡強5倍)(減輕毒副作用)(+)(1R,3S)>(-)(1S,3R)Azasetron 羅格列酮

30倍 (5HTa受體拮抗劑) TetrahedronLett.,2002,43,495139手性藥物政策與市場情況

近年來許多國家的藥政部門對手性藥物的開發、專利申請及注冊，開始作出相應的規定。美國食品與藥物管理局(FDA)在1992年的政策規定：對于含有手性因素的藥物傾向于發展單一對映體產品。隨后又表示鼓勵把已在銷售的外消旋藥物轉化為手性藥物稱為“手性轉換”；對于申請新的外消旋藥物，則要求對兩個對映體都必須提供詳細的生理活性和毒理數據，而不得作為相同物質對待。據美國C&EN刊物在1999年的報道，全球單一對映體藥物依然持續增長，年銷售億達到964億美元。到2000年，年銷售額已突破1300億美元。按1998年的統計。全球最暢銷的500種藥中，以單一異構體銷售的手性藥物占一半以上，占其總銷售額的52%。40手性藥物帶來的市場效益及增長的需求2001年手性藥物銷售1472億美元2000年手性藥物銷售1320億美元，比1999年增加13%1999年手性藥物銷售1170億美元1997年 手性藥物銷售910億美元，比1996年增加21%1993年 手性藥物銷售356億美元，比1992年增加22%1990年 手性藥物銷售180億美元1997年全世界100個熱銷藥物中，50個是單一對映體(手性藥物)

100個熱銷藥物852億美元

50個手性藥物428億美元而在1993年97個熱銷藥中，手性藥物占20%41聚烯烴:2002年世界產量：8800萬噸2003年中國產量：839.8萬噸,市場消費1579.8萬噸聚乙烯:2002年世界產量：5000萬噸2002年中國產量:354萬噸,市場消費809.5萬噸中國聚乙烯消費量:3.4千克/人,年世界聚乙烯人均消費量:6.2千克/人,年二、有機化學與材料421930194019501960197019801990Freeradicalethylenepolymerization1933Ziegler:metal-catalysedPolymerization1953DiscoveryofMAOCatalyst1978Ironcatalysts1998NickelDiimineCatalysts1995ChemistryinBritain1999,July,23.43聚合物催化劑

——改善了人類的日常生活1953，Ziegler1954，Natta44MetalloceneCatalyst

Ewen&Kaminsky單一催化活性中心催化劑結構控制產品的性能45J.Am.Chem.Soc.1995,117,6414.J.Am.Chem.Soc.1996,118,267.J.Am.Chem.Soc.1996,118,4746Organometallics,1997,16,2005J.Am.Chem.Soc.1998,120,888464748Theonlylimitation

ofthediscoveryandapplication

ofnewcatalystsistheimaginationof

thecoordina