化学走向精准化.PDF

国际化学年 International Year of Chemistry 化学走向“精准”化* 姚建年 （ 国家自然科学基金委员会 北京 100085） 摘要 化学通过化学键的剪裁和重组，以及超越分子层次的非共价作用和组装，创造 和构建了一个全新的物质世界， 为其它学科的创新研究和快速发展提供了不竭的知 识基础和物质保障。 纵观化学科学近年来的发展，化学正在不断走向 精准 化。 本 文结合国内外化学学科发展的现状，从合成化学，单分子单原子操纵和自组装三个方 面对化学走向精准化的趋势进行了评述。 首先，从官能团化学键种类转化控制的区域 选择性到反应产物空间构型控制的立体选择性， 两个方面论述了合成化学在反应选 择性控制上走向精准化； 其次探讨了利用单分子和单原子的操纵来实现分子和原子 层次上对化学反应进行精确控制的策略；第三，则对利用自组装这一新一代的方法来 实现分子层次以上有序结构的精准构建进行了讨论和展望。 关键词 化学，选择性，控制，精准 DOI ：10.3969/j.issn.1000-3045.2011.01.002 化学在不 保经济社会可持续发展及推动人类文明进 同的时间和空 步等方面发挥着不可替代的作用，而且具有 间尺度上， 探 创造新颖和奇特物质的鲜明学科特征。 通过 究物质的组 化学键的剪裁和重组，以及超越分子层次的 成、 结构和形 非共价作用和（ 自）组装，化学创造和构建了 态、 物理性能 一个全新的（合成）物质世界，为其它学科的 和生物活性 、 创新研究和快速发展提供了不竭的知识基 化学变化和合 础和物质保障，支撑新医药、新材料、新能源 成反应， 运用 等人类生活和经济社会发展的物质需求。 资 化学的理论和 源的利用最佳化、生态环境友好和经济社会 姚建年院士 独特的语言描 发展可持续的绿色化学理念，正在深刻影响 绘色彩斑斓的物质世界，揭示物质变化和生 化学学科的发展，成为未来化学制造和相关 命过程的分子奥秘。 作为基础的和创造性的 产业的重大变革的坚实基础。 科学，化学不仅在帮助人类认识物质世界本 作为一门不断发展的科学，化学的研究 质和变化规律、 创造优异性能的新物质，确 对象进一步扩展，研究方法和手段进一步提 升。 一方面，化学研究向分子以上层次发展， * 收稿日期：2010 年12 月15 日 . . 11 2011 年 第26 卷 第1 期 年 开始探索和认识大分子、超分子、分子聚集 了合成方法，特别是绿色合成化学的迅猛发 学 y r t [1] s 体及