有机化学实验

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出版者:北京大学出版社
作者:关烨第
出品人:
页数:301
译者:
出版时间:2002-11
价格:30.00元
装帧:
isbn号码:9787301058596
丛书系列:
图书标签:
  • 化学
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具体描述

本书是按实验教科书的要求,专为实验课编写的教材,它是独立的而不附属于课堂讲授的内容。

全书近55万字,分成6章;有机化学实践的基本知识和操作;有机化合物的物理性质及其测定方法;有机化合物的分离和提纯,并在其中列入相应的练习实验,光谱法鉴定有机化合物的定性鉴定。第5章中共列入119个实验,各类型反应均有反应机理、相关背景材料及相关文献资料的介绍,将其中有代表性实验组合成21个小量-半微量多步骤序列合成实验,在基础训练基础上可进行一步提高学生的的实验能力,培养学生有机合成设计与研究的能力,为满足研究应用的需要,全书在最后的附录中提供了30种特殊试剂与常用溶剂的纯化及使用方法和有机化学实验仪器及装置等相关知识的介绍。

本书可作为综合性大学、师范院校、工科院校的实际教材,也是化学工专业工作人员及研究人员必备参考书。

现代有机合成方法学前沿探索 本书聚焦于21世纪以来有机化学领域取得的突破性进展,系统梳理和深入剖析了一系列革命性的有机合成新方法、新策略及其在复杂分子构建中的应用。 本书旨在为具有扎实有机化学基础的研究人员、高年级本科生及研究生提供一份全面、深入且具有前瞻性的专业参考资料。 本书结构严谨,内容涵盖了从基础反应机制的革新到高难度天然产物全合成策略的制定等多个层面。全书共分为八个主要部分,力求全面覆盖当前有机合成方法学研究的热点与难点。 第一部分:过渡金属催化新纪元 本部分重点探讨了近年来在过渡金属催化领域取得的重大突破,特别是那些极大地拓宽了C-C键、C-N键、C-O键形成范围的新型催化体系。 1. 钯催化体系的精细调控与应用拓展: 我们详细分析了新型配体设计对钯催化交叉偶联反应(如Suzuki-Miyaura, Heck, Buchwald-Hartwig偶联)立体选择性和区域选择性的影响。特别关注了在惰性C-H键活化中的最新进展,阐述了如何利用导向基团实现对分子特定位点的精准官能化,有效规避了预官能化步骤的繁琐。 2. 贵金属催化剂的低载量化与绿色化: 探讨了利用高活性、高稳定性的新型配体系统,如何将贵金属(Pd, Rh, Ir, Ru)的催化剂用量降至ppm级别。同时,深入讨论了非贵金属催化剂(如Ni, Cu, Fe)在替代传统贵金属催化剂方面的潜力与面临的挑战,尤其是在还原偶联和电化学辅助合成中的应用。 3. 不对称催化的新维度: 详细介绍了手性膦配体、N-杂环卡宾(NHC)配体以及新型手性噁唑啉配体在不对称氢化、不对称烯烃环丙烷化以及不对称C-H官能化反应中的应用案例和机理分析。 第二部分:光氧化还原催化与自由基化学的复兴 光化学已成为有机合成领域最炙手可热的方向之一。本部分专注于利用可见光驱动的氧化还原催化,及其在温和条件下构建复杂自由基物种的应用。 1. 可见光催化剂的选择与机制: 详细比较了有机小分子光催化剂(如吖啶盐、吩噻嗪衍生物)与金属基光催化剂(如Ir、Ru配合物)的特性、光物理性质及其在单电子转移(SET)过程中的作用。 2. 自由基的精准捕获与串联反应: 阐述了光催化如何安全有效地产生高活性自由基(如烷基自由基、芳基自由基),并结合分子内或分子间的串联反应,一步构建复杂多环骨架,极大地提高了合成效率。 3. 电化学辅助的光氧化还原合成: 探讨了电化学与光催化协同作用的优势,如何通过外部电势精确调控催化剂的氧化还原状态,实现对反应选择性的精细控制。 第三部分:生物启发与酶催化合成 本部分从生物催化和酶促反应的角度,审视了如何借鉴自然界的高效与专一性来指导合成化学的发展。 1. 酶催化剂的进化与固定化技术: 介绍了定向进化技术如何改造天然酶,使其适应非天然底物或更严苛的反应条件。详细阐述了将酶固定在载体上以提高其稳定性和可回收性的最新策略。 2. 细胞色素P450s与氧化反应: 重点分析了细胞色素P450s在实现高选择性C-H键氧化、环氧化反应中的应用,以及体外重建其催化活性的方法。 3. 串联酶促反应与一锅法合成: 探讨了如何设计多酶系统,实现多步骤转化在单一反应体系中连续进行,模拟生物体内的代谢路径,实现高原子经济性的目标产物合成。 第四部分:C-H键的直接官能化策略 C-H键活化被誉为“终极官能团转化”,本部分深入剖析了实现这一宏伟目标的不同策略。 1. 导向基团策略的优化: 分析了吡啶基、酰胺基等导向基团对金属催化剂的定位作用,以及如何通过改变导向基团的结构来调控反应的区域和立体选择性。 2. 无导向基团的远程C-H活化: 介绍了利用空间效应或特殊催化剂设计,实现分子远程C-H键选择性官能化的前沿研究,例如利用大位阻配体或特定的氧化剂实现远程的C(sp3)-H键活化。 3. 光催化与电化学介导的C-H官能化: 结合自由基化学,阐述了非金属催化剂如何通过活化C-H键生成自由基中间体,实现温和条件下的新键形成。 第五部分:氟化学与杂原子官能化 氟原子的引入对分子的理化性质(如脂溶性、代谢稳定性)具有显著影响。本部分集中讨论了复杂分子中引入氟原子及其他重要杂原子(如硫、磷)的先进方法。 1. 高效的氟化试剂: 比较了亲电氟化试剂(如Selectfluor衍生物)和亲核氟化试剂(如Deoxo-Fluor)的适用范围,重点介绍了新型的无金属催化的自由基氟化策略。 2. 选择性C-F键的形成: 探讨了如何精准控制氟原子取代的位置,特别是在复杂天然产物或药物活性分子片段的后期修饰中。 3. C-S, C-P键的构建: 介绍了通过过渡金属或光催化构建C-S键(硫醇、砜、硫醚)和C-P键(磷酸酯、膦酸盐)的通用方法。 第六部分:环加成反应与复杂环系的构建 本部分回顾了经典的环加成反应(如Diels-Alder反应、[3+2]环加成)在新催化剂和新型试剂下的复兴,以及在构建张力环系中的应用。 1. 亚胺/烯胺介导的环加成: 探讨了有机小分子催化剂(如脯氨酸衍生物)如何活化羰基底物,实现高立体选择性的环加成。 2. 1,3-偶极环加成反应的最新进展: 分析了如何利用金属或光催化来控制1,3-偶极化合物的产生,并实现对不同双烯体的高效捕获。 3. 张力环系的构建: 重点介绍了利用环烃骨架的内在张力驱动的串联反应和重排反应,以一步合成高复杂度的多环结构。 第七部分:流体化学与自动化合成 本部分关注将合成化学与工程技术相结合,实现反应过程的优化与规模化。 1. 微通道反应器的优势与应用: 阐述了流体化学(Flow Chemistry)在精确控制反应温度、停留时间和混合效率方面的独特优势,特别是在处理高放热反应、不稳定中间体或需要高压条件的反应中的应用。 2. 自动化合成平台: 介绍了集成模块化合成平台(Automated Synthesis Platforms)如何实现高通量筛选催化剂、配体和反应条件,极大地加速了新方法的发现过程。 3. 在线监测与过程分析技术(PAT): 讨论了如何利用红外光谱(IR)、拉曼光谱实时监测反应进程,确保反应的稳定性和产物质量。 第八部分:复杂天然产物全合成的创新策略 本书的最后部分通过对近年来重要天然产物全合成案例的深度剖析,展示了如何将前述方法学创新融入到实际的合成挑战中。 1. 骨架跃迁与骨架重排: 分析了如何通过设计巧妙的中间体,利用分子内的重排反应,实现从简单结构到复杂三维骨架的“骨架跃迁”。 2. 立体中心的精确控制: 重点探讨了在多手性中心分子合成中,如何运用不对称催化和动态动力学拆分技术,高效地构建单一非对映异构体或对映异构体。 3. 合成路线的原子经济性评估: 引入现代合成理念,评估不同全合成路线在步骤数、原子利用率和试剂消耗上的优劣,指导研究人员选择更高效的合成路径。 本书的每一章节都配有大量的化学结构图、反应机理图以及最新的文献引用,确保内容的权威性和时效性。通过对这些前沿方法的系统学习,读者将能更深刻地理解现代有机合成的思维模式和解决复杂分子挑战的能力。

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目录信息

读后感

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用户评价

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我花费了不少时间去对比市面上其他几本主流的有机化学实验指导,坦白说,这本书在安全规范和应急处理这一块的详尽程度,是其他几本完全无法比拟的。它不是简单地罗列出“注意通风”、“佩戴护目镜”这类口号式的安全提示,而是深入到了每一步具体操作中,对可能出现的极端情况——比如试剂意外混合、温度失控的初期征兆——都给出了非常具体、可操作的预案。我特别留意了关于某些高危试剂(比如叠氮化物或强还原剂)的处理章节,那部分内容详述了从试剂的接收、储存、使用到最后废弃物销毁的全流程控制点,甚至提到了不同废液桶的兼容性问题。这种“刨根问底”式的安全教育,对于初次接触这类高难度实验的学生来说,简直是保命的指南。相比之下,其他书籍要么过于简略,要么就是将安全部分独立成章,与实际操作脱节,而这本书是把安全意识融入到“操作的血肉”之中,让人在学习化学反应的同时,也牢牢树立起对潜在风险的敬畏之心,这才是真正负责任的科学教育。

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关于实验数据的记录与分析部分,这本书的处理方法显得相当具有现代感和系统性。它不仅仅停留在要求你“准确记录”上,而是引导读者去思考“如何记录才能便于后续的精确反推和误差分析”。我注意到它在多个实验后附带了专门的“数据处理建议”表格,里面明确区分了“原始数据记录项”(如滴定体积、反应时间、温度波动范围)和“计算衍生数据项”(如产率、对映体过量百分比等)。更重要的是,它引入了一些关于如何使用现代工具进行数据可视化的概念性指导,比如如何利用散点图来检查反应动力学初步趋势,或者如何使用差减光谱来初步判断产物纯度。这表明编者对当代化学研究的趋势有着深刻的理解,他们提供的不是一套过时的手工记录范本,而是一个鼓励实验人员建立清晰、可追溯的数据管理体系的框架。对于需要撰写规范实验报告的人来说,这些指导简直是雪中送炭,能让报告的逻辑性和说服力提升一个档次。

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这本书的装帧设计和印刷质量确实让人眼前一亮,纸张的选择偏向于哑光质感,拿在手里沉甸甸的,透着一股专业的气息。内页的排版布局相当考究,图文的穿插处理得很自然,即便是复杂的分子结构图和实验流程图,也能清晰地辨识出关键信息,这一点对于需要反复查阅的实验手册来说至关重要。我尤其欣赏它在细节上的处理,比如页边距的处理恰到好处,留出了足够的空间供我在阅读和操作过程中随时添加自己的笔记和心得,这比那些恨不得把信息塞满每一寸空间的教科书要人性化得多。封面设计采用了一种深沉的墨绿色调,配上简洁的几何图形元素,透露出一种严谨而又富有探索精神的氛围,让人一看就知道这不是一本泛泛而谈的入门读物,而是面向一定基础的实践者的工具书。虽然我还没有完全投入到实际操作中去,但仅仅是翻阅目录和前言,就能感受到编者在内容组织上的匠心独运,他们显然是深谙实验操作的痛点,力求让查找信息的路径尽可能地短和平滑。这本书的整体观感,完全符合我对一本高质量实验参考资料的期待,从物理触感到视觉呈现,都体现出一种对科学严谨性的尊重。

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从实验设计的广度和深度来看,这本书的覆盖面非常令人满意,它巧妙地平衡了经典与前沿。一方面,一些大学化学课程中必不可少的、具有基础验证意义的经典反应(例如酯化反应的优化、柱层析分离技术的掌握)被安排得循序渐进,步骤详尽得如同烹饪食谱,确保新手也能顺利入门。然而,令人惊喜的是,在相对高阶的章节中,它又引入了一些更贴近当前科研热点的微型课题,比如涉及流动化学基础概念的微反应器模拟小实验,或者对新型催化剂体系的初步筛选流程。这种设计使得这本书的生命周期大大延长,它不会因为学生结课就束之高阁,而是能陪伴学生从入门到进入研究阶段的过渡。这意味着,即使是已经掌握了基础技能的进阶学习者,也能从中找到新的挑战和可供探索的优化空间,这使得它具备了超越一般教材的实用价值,更像是一本持续迭代的实验方法学宝典。

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这本书的理论背景阐述部分,做得十分精炼,这一点我非常欣赏。很多实验手册往往冗余地堆砌教科书上的理论,使得查找具体实验步骤时,读者必须先“扒开”厚厚的理论外衣才能找到重点。而这本书的策略明显不同,它采用了一种“即时反馈”的模式。在介绍某个特定反应(比如傅克反应或维蒂希反应)的实验步骤前,它只会用不超过半页的篇幅,用最简洁的语言回顾该反应的“核心机理”和“关键影响因素”,比如催化剂的活性、溶剂极性的影响等。这种做法的好处是,读者可以迅速将记忆中已有的理论知识与眼前的实验操作联系起来,而不是被重新灌输一遍大学基础课的内容。我感觉这更像是资深导师在操作台边耳提面命,直接点出“在这个步骤,你需要关注的是什么”,而不是一本厚重的参考书。这种高效的信息传递方式,极大地提高了实验准备和现场执行的效率,避免了在实际操作中因为理论回顾而分散注意力。

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在实验书里是很好的一本,不过中国的实验教学一直和现实脱节,在科研中真正使用的仪器从来不教

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在实验书里是很好的一本,不过中国的实验教学一直和现实脱节,在科研中真正使用的仪器从来不教

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