我下面对化学走向“精准化”进行说明，化学与人类的生活息息相关，随着社会的文明发展我们对化学的要求就越来越严，希望在合成的过程里面有更好的选择性。我们知道中国是从古代的炼丹开始化学研究的，从炼丹术，炼金术可以认为是化学学科发展的起点到现代合成化工是追求“精准化”的过程。二十一世纪以来，人类逐渐的意识到我们面临的很多问题和挑战，比如说刚才讲的能源问题，环境问题，以及疾病和健康都已经被认为是最严峻的三大挑战，这三大挑战和化学，尤其是合成化学非常密切，如何从提高反应效率，选择性，原始经济学，简化试验操作，实现绿色合成，这是重要的目标和任务。合成化学已经深入到我们生活的每一个角落，大到航天航空，小到衣食住行都与合成化学相关。有的时候合成化学有一些负面的情况，比如爆炸，污染等等。2001年诺贝尔化学奖获得者野依良治2009年提出未来化学的发展要求，即对合成化学反应的精准性控制。合成化学具有百分之百的收益和百分之百的选择性，并且没有废气物产生。我不妨作为我们合成化学重要的发展目标。由于合成手段的局限，合成工业达不到理想的精准要求，发展更加绿色的，高效的，高选择性的合成方法迫在眉睫。现代合成的目标就是发展理想的新反应和新方法，寻找更加精准的新一代物质转化途径。
在历史上合成不能很好的实现精准控制，而导致了人间悲剧的例子是不少的，比如说上世纪五六十年代，沙利度胺被广泛的应用于早孕反应，但是随后发现会引起多种胎儿先天性的畸形，这就是不能实现对应体的精准控制。我们说合成化学中的精准控制，重要的是不对称氢化和不对称环氧化。不对称氢化中，过渡金属催化剂彰显了神奇的魅力，不仅实现了氢化过程中立体化学的精准控制，同时实现了100%合成效率和没有污染的绿色合成过程，这正是化学合成过程中的一个成功的精准控制的范例，这种方法已经开始应用于药物合成，如非麻醉性止痛消炎药，S萘普森的合成。
2005年的诺贝尔化学奖烯烃复分解，过渡金属同样扮演着同样的角色，体现了科学与艺术完美的结合。交换舞伴的反应已经在各方面获得了应用，比如说在生物医药和材料领域应用非常多。2010年诺贝尔化学奖授予了金属有机化学领域，过渡金属交叉偶联反应，充分体现了现代合成化学中的精准性，这个方法体现了无与伦比的魅力，吸引了数以万计的科学家投身研究，为医药工业所青睐，目前市场销售的很多药物都是通过这种焊接技术构建的。化学中的焊接技术可以应用在化学家来实现材料分子的构建，过去的十年终有三次诺贝尔化学奖授予了合成化学的精准控制直接相关的金属有机方法学，体现了社会对精准控制的苛求和期待。
说起来容易做起来不容易，我们通过这个表可以看到不同原料原子经济性的问题，合成的时候比较多的是卤化物作为前期的使用原料，这类化合物从原子经济性来说转化率是比较低的，原子的转化率比较高是用水，有很多反应是在水里面不容易发生的，怎么样解决这些问题，给我们合成化学带来新的挑战，我们说如果能够用自然界中的广泛存在，廉价，毒性更低的醇、酚和碳氢化合物做原料，不仅提高原子经济性和步骤经济性，也能避免产生大量的污染物，这是目前发展的碳氧和碳氢的问题。
随着资源的日益枯竭，我们一方面寻求不可再生资源的可持续利用，过去的一个世纪，作为石油和天然气的主要成分，碳氢化合物主要通过燃烧的方式提供能量，庞大化学品的需求让我们进一步审视此类不可再生资源的高效合理利用问题。我们知道此类化合物主要由碳氢和碳碳构成，他们在化学工业高效利用依赖于碳氢和碳碳的应用，易得可再生的生物物质资源成为我们关注的目标，而此类富氧资源的利用本质上来说是如何选择性切断特定的CO键，目前相关的研究就是希望利用过度金属催化的方法，来研究相对惰性的CH和CO的选择性活化，通过积累形成新一代的合成理论和合成物质基础。
我们说传统的合成化学含有活性原料一般来自于碳氢化合物，通过碳氢化合物进行的有机构建将更加简单，高效，经济，绿色。怎样把这个反应性比较低的活化选择性的转化，是我们当今需要解决的重要问题。从合成化学的绿色和化学的精准性考虑，新型催化剂的开发已经成为最为重要的研究领域之一。我刚刚在与何主任讨论，说一次在一个会上提出来催化剂能不能智能化的制备，就是定量的制备催化剂，像印刷电路板一样的印催化剂，这样的催化剂能够有效的转化我们所要发生的化学反应。我觉得这也是说说容易，做起来相当难的一件事情。但是应该是催化剂发展的一个方向之一，我有意向利用基金委的一些会议，找一些人在这方面进行一些研讨。
催化剂的种类很多，有超分子的，有机手性的催化，还有纳米技术的发展，比如纳米笼，可以带来催化剂制备方面的好处，增加了选择性。多组论的协调作用，来通过这样的选择性的精准控制来实现我们原来实现不了的化学反应。比如说近年来协同催化，逐渐成为有机合成新的方法，通过过渡金属和小分子的协同作用，实现单一的催化剂无法实现的复杂化学反应。这是协同催化剂的一个例子，因为时间的关系就不介绍了。现在的化学家都讲从自然中获得灵感，向自然学习，现在开始尝试着利用酶，在催化中的高度专业性和精准性的长处进行研究一些有特色的催化反应。
我简单的介绍了合成化学，主要想讲的就是如何精准控制合成化学的合成化学步骤，控制选择性和转化率，这是社会可持续发展，对合成化学学科提出的更高的一个要求。
下面我从第二个层次讲精准化的问题，单分子，单原子操纵，走向化学反应的精准化控制。不同的原子有不同的形态和不同的排列，这是纳米科技之父，美国的著名物理学家费曼讲的，原子操纵的方法，最终将被用于化学合成。刚才白院长讲了很多操纵原子起到眼和手的作用。我们看几个例子，用STM实现化学反应很简单的例子，如何把静化学点断掉，两个氧原子的成像，加上脉冲电流，这个键就断开了，再进行一次操作两个变成四个，这个是很精准的控制键的断开，可能速度很慢。新化学键的断裂首先用探针把氧化碳移走，移到铁的地方，使其接上，完成了一个新的反应，生成新的化合物的过程，展示完整的化学反应，针尖电子诱导将I从碘代苯中分离，移去单个典原子，侧向操纵苯基到一起。从刚才的例子来看，STM的手段能够有效的精准控制化学键的断裂，生成跟化学反应，比如三个分子进行裁减，新的化学分子进行合成，反应物，中间产物和产物实时表征，高选择性，排出其它分子，杂质，缺陷等干扰，没有副反应的化学反应，从根本上实现精准控制。
但是，也面临着很大的挑战，目前为止查文献，能够精准控制的化学反应还寥寥无几，里面有很多的问题需要进一步的改善，比如说单原子成像，操纵技术提高与改进，原子的三维排列怎样更加有效，STM的图象和能级的理论计算，复杂的分析体系怎样通过进行控制反应。需要投入更多的人和物和研究经费，怎样与其它分子技术相结合，用STM精确控制化学反应才刚刚开始，要达到工业上面的应用还有很长的路要走。利用STM和自组装技术可以提高反应效率，时间的关系就不介绍了。最终要走向化学应用和化学反应中，但是难度还是很大的。
自组装，是新一代的“精确”合成方法，自组装是指组装基元通过弱相互作用自发地行程有序结构的过程，是创造新物质和产生新功能的重要手段。自然界的自组装现象是很多的，大到细胞膜和细胞等都是自组装的例子，这些自组装体系是十分复杂，高度有序，它们的功能不再仅仅取决于构成这些体系的组装基元，而表现出更多的一种综合效应，各组装基元在自组装体的基元是精准的。我们说揭示自组装过程的本质和规律，发展可控制的自组装体系，以建立调控生命过程的方法和技术，创造功能集成的新材料和信息处理系统，是人类认识和改造自然，提高生存质量所面临的重大科学技术挑战。我们在去年国家自然科学基金委化学部牵头做了一个重大研究计划，就是围绕着自组装开展的，投资大概是2亿。
2005年，自组装是二十一世纪将要解决的重大科学问题之一。自组装是从分子及以上层次构建新的物质的必经之路，新功能的设计和调控的有效手段，以及等学科汇聚的高地，发现新效应的基础，现代生命、材料、信息等科学技术的发展对自组装研究提出了重大需求。比如，不同尺度笼状化物的精准制备，基于分子设计的有机纳米结构的形貌调控，分子手臂的张角大小决定分子聚集体的形貌，分子机器的有效构建，利用DNA实现精准的组装，利用嵌段工具物的相分离实现每平方英寸的分列。利用组装技术有效构件特异材料和超材料，自组装技术生产下一代芯片，这是第一个将自组装应用于半导体工业的例子。自组装有这样几个发展的态势，从多种功能组装基元出发，创造新型的自组装体系仍将是自组装研究的主要内容。实现对自组装过程的调控是当前自组装研究的难点，也是自组装发展的突破点。构筑自组装体系并赋予其各种功能。实现高度可控，集成的自组装体系，发表理论与表征分析技术，这些都需要得到大力的发展。
从目前来看，发展新的组装基元仍然是自组装研究前沿的一个很重要的问题。就是说我们现在做自组装的研究工作很多，这种基元大部分是老外弄出来的，我们怎么样有效的构建出，发明出我们自己的有特色的自组装单元，是我们下面一个重要的任务。从组装的历史来看，87年三位化学家获得了诺贝尔奖，这些是组装的例子，时间的关系就不介绍了。2010年《科学美国人》选出了十大科学进展之一，克雷格文特这位教授是因为在这方面的贡献在自组装方面享誉声誉。
化学通过化学键的重组，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，化学正在不断的走向精准化，我今天主要从三个方面阐述，我想除了这三个方面还应该包括两个方面的内容，就是精准化的检测，精准化的化学反应，每一个过程一定要有精准化的检测手段跟上做支撑，我们才能有效的检验和证明整个反应进行的情况。刚才跟何主任讲了，怎么样把这些实验室的成果，能够精准化的进行工业化的放大，这个课题都是很大的，我们知道化工产业的放大，都是N级的，就是先放大这样一点点，没有问题了再放得大一点，没有问题了再大一点。所谓的精准化就是我们能不能建立在一次性就能不偏离的放大到工业放大生产的需要，这里面就是分子水平的化工研究，可能需要做更多的努力。
总的来说，我今天先从三个方面对化学需要走向精准化做一个比较粗浅的认识的汇报，希望这个概念能够不断的深入，能够引导我们，把我们的化学可持续发展做得更好，谢谢大家！
