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凯库勒原学建筑专业，自听了李比希的报告后，对化学产生了浓厚兴趣，
于是决心改换专业，拜李比希为师，从事化学研究。凯库勒最早提出原子价
概念并最早建立有机化合物的结构式，这正是他对化学的重大贡献。凯库勒
在1857年提出用“原子数”或“原子亲合力单位”来表示各种元素的化合力。
他还指出，不同元素的原子在化合时总是倾向于遵循亲合力单位数量等价的
原则。这是原子价概念的最初描述。后来，德国的迈尔于1864年在凯库勒研
究的基础上，进一步提出了“原子价”这一名词术语，并建议用之代替“原
子数”和“原子亲合力单位”，从此建立起原子价学说，各种元素在相互化
合时所遵循的变化规律即被人们所认识。凯库勒还进一步根据原子价确定化
学结构式。他确定碳原子为四价，并提出了碳链结构说，意指碳原子之间可
以自行相连形成碳链，这一学说为有机结构理论的建立奠定了基础。或许是
受建筑学形象思维的启发，凯库勒把建筑学中的“结构”概念引入了化学研
究，于是1865年他推测苯分子为环形结构，并列出了苯的结构式：
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凯库勒这一创造性的想象把人们对苯的认识提高到一个新水平，从而将
苯的研究推进到一个高的阶段。
1866年，法国化学家拜特洛由乙炔合成苯：3CH→CH。维勒的一大贡
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献是实现了人工合成尿素，首开了有机化学的先河。但从化学反应的角度观
之，尿素仅是氰酸氨分子内原子排列的改变。因此，严格来讲拜特洛的由乙
炔合成苯的反应，才能称之为真正的有机合成。“合成化学”一说系由此而
来。
霍夫曼本是法律专业的学生，因受李比希影响而转攻有机化学。后李比
希应邀赴英讲学，霍夫曼随师前往，并在英国出任教授。因当时钢铁工业发
展很快，急需大量焦炭，因而促进了炼焦工业的发展。在用煤炼焦时，分离
出大量废弃物煤焦油。究竟煤焦油有没有用场，能不能做化工原料？这个问
题引起人们的重视。尤其是霍夫曼对此极为关注。在客居英国的20年中，他
一直致力于苯胺的研究。1850年，霍夫曼和德国化学家翁沃多本（1806—
1873）从煤焦油中提取出苯胺（安尼林油），霍夫曼还证明在煤焦油里含有
重要的化工原料——苯。从此煤焦油成为制造染料、医药和各种化工原料的
宝库。也就在这一时期产生了以煤为主要原料的煤焦油系衍生物工业。霍夫
曼在一个偶然的机会里结识了年仅18岁的大学生帕金。帕金当时虽是英国皇
家理科学院化学专业的学生，但霍夫曼毅然启用帕金为助教，使帕金很快脱
颖而出成为英国化学界的一颗明星和合成化学工业的先驱。霍夫曼正所谓慧
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眼独具识帕金。 1856年，霍夫曼提出，可用氧化苯胺衍生物制造疟疾特效
药奎宁，并将这一研究任务交给了帕金。缺乏经验的帕金，根据老师霍夫曼
的安排，在实践中谨慎地摸索。他把从煤焦油中提取的苯胺加入重铬酸钾后，
与硫酸化合得到一种黑色物质，再加入酒精则变成一种紫红色的物质，试验
后方知这是一种很好的染料——苯胺紫——第一种人造染料。这一歪打正着
的发现，使帕金兴奋异常，并迅即申请了专利。当年帕金退学兴办实业，第
二年创立了合成染料公司。帕金不但发展了人工合成颜料技术，并使之实现
了工业化生产。帕金在23岁时已成为英国的著名企业家和染料权威。帕金的
成功，使合成染料的研究出现了高潮。帕金后于1868年，由水杨醛合成香豆
素，此为人工合成天然香料之始，从此开辟了合成香料工业的新领域。1858
年，霍夫曼研制成功红色染料——“碱性品红”。1860年，他又研制成功蓝
色染料——苯胺蓝，继之又使苯胺黄、“霍夫曼紫”等陆续问世。1863年，
德国的格里斯 （1829—1888）制成具有偶氮基因的化合物，从中导出了一个
新系的偶氮染料。1865年后，化学家们受凯库勒研究方法的启发，开始从结
构化学的角度去研究人造染料。这时对合成染料的研究开始集中在茜素和靛
蓝这两大天然染料的人工合成上。茜素和靛蓝都是化学先进的德国研制成功
的。更具体地说都是由柏林大学拜耳研究室完成的。曾在染料公司工作过的
两位年轻人利伯曼和格雷贝，先后来到拜耳研究室工作，1866年，他们运用
分子结构概念，分析天然染料茜素，发现茜草中的茜素与煤焦油中的蒽的衍
生物相同。这一发现表明茜素完全可以人工合成。他们把实践经验和良好的
科研条件有机地结合起来，很快在1869年采用强碱共溶方法，从煤焦油中获
得与天然茜素完全相同的产物，实现了茜素的人工合成。这也是第一次人工
合成天然染料。之后，他们与巴登苯胺烧碱公司的总技师卡罗合作，于1872
年使茜素成功地投入工业化生产，从此人工合成的茜素完全取代了天然茜
素。1865年，拜耳开始研究靛蓝的化学结构，1878年拜耳研究成功由靛红还
原得到靛蓝，后又实现了靛蓝的人工合成。1897年巴登苯胺烧碱公司的郝依
曼使靛蓝成功地实现了工业化生产。从而结束了由植物中提取靛蓝的历史。
霍夫曼 1863年返回德国，在柏林大学建立了较大规模的有机化学实验
室，并引进了英国人造染料的专利，后为德国染料、香料等有机合成制品迅
速转入工业化生产发挥了作用。
在19世纪末叶，以煤焦油为原料的有机合成工业达到了相当的规模。德
国人从煤焦油中提取出大量的芳香族化合物，以此为原料合成了染料、药品、
香料、炸药等多种有机产品。1870—1900年，靠煤化学起家的德国，其有机
化学工业从品种、数量到质量，在世界上都占据了领先地位。1888年，人们
用焦炭做原料制成了电石。电石水解又可获得乙炔，乙炔又能用来合成苯及
其他有机产品。19世纪末到20世纪初，美国的“标准石油公司”取得了分
解石油的方法，为汽车工业的发展创造了条件。在药物化学方面，有机化学
药物的人工合成业已开始，并取得一定成效。1883年合成了安替比林，1887
年合成非那西汀，1899年合成阿斯匹林（水杨酸）。从此产生了一个化学药
物学派。其主要创始人，德国生物化学家艾立希（1854—1915），1912年合
成了能杀灭梅毒螺旋菌的“六0六”——盐酸二氨基联砷酚。
此外，用化学方法还人工合成了一些新材料。德国化学家帕克在 1865
年，美国海亚德在1869年分别人工合成第一种热塑性塑料赛璐璐。随后德、
美、法等国相继建立了赛璐璐工厂。1872年德国化学家拜耳提出，苯酚与甲
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醛在酸存在下，能形成树脂状物质。1891年，克莱贝格用浓盐酸处理这种树
脂状物质，得到既难溶又不熔的多孔性物质，但无法结晶提纯，以后又有许
多人进行了这方面的研究工作，想制得不溶性虫胶代用品。1889年法国工程
师查唐纳特（1839—1924）和德国化学家约斯特、卡多雷特首次制成硝酸纤
维人造丝并投入生产。1893年德国化学家克劳斯（1865—1935）、贝范、毕
德尔等人又发明了制造粘胶丝的化学方法，并且开始了工业化生产。
柏采留斯在 1835年提出了催化和催化剂的概念并证明催化现象在化学
反应过程中普遍存在。到1875年德国化学家温克勒（1838—1904）用铂石棉
作催化剂制造硫酸，开始了硫酸接触法的工业化生产。更重要的是1897年—
1900年间，法国化学家萨巴梯尔（1854—1941）又用还原镍粉催化乙炔及苯
的加氢反应。这种催化方法在把劣质汽油改变为高率烷值汽油以及把低熔点
脂肪改变为高熔点脂肪中应用成功，开辟了有机氢化催化工业的发展途径。
19世纪中叶对天然高分子进行化学改性，而后发展到