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《研究生教学用书•相转移催化原理及应用》编者根据多年为研究生和高年级本科生讲授有机反应机理、精细有机合成等课程的体会，尝试将相转移催化反应的研究作为一个整体，以相转移催化剂的种类为主线，通过相转移催化剂结构和性质的研究了解和掌握相转移催化反应的原理与规律，从许多表面上看起来毫不相干的反应中归纳出相同或类似的相转移催化反应机理，从而收到事半功倍的效果。
相转移催化技术是20世纪70年代初发展起来的应用于有机合成反应的一门新技术。《研究生教学用书•相转移催化原理及应用》根据国内外最新研究进展并结合作者近年来的研究成果，全面而系统地介绍了相转移催化反应的原理及其在各种反应中的应用。
《绿色催化：现代合成化学的基石》 内容简介： 本书深入探讨了绿色催化这一现代有机合成化学的核心理念及其广泛应用。我们旨在为读者勾勒出一幅全面而细致的画卷，展示催化反应如何在追求效率、选择性和环境友好的道路上，深刻地重塑着化学工业和实验室研究。全书以理论基础为根基，辅以大量实际案例，力求让读者理解绿色催化不仅是一种技术手段，更是一种前瞻性的化学哲学。 第一章：绿色化学的时代召唤 本章首先从宏观视角出发，剖析当前社会对可持续发展的迫切需求，以及化学工业在其中扮演的关键角色。我们将回顾传统化学工艺存在的环境问题，如高能耗、大量废弃物产生、有毒有害物质的使用等，以此引出绿色化学作为应对这些挑战的必然选择。读者将了解到绿色化学的十二项原则，并理解为何这些原则并非遥不可及的理想，而是切实可行、且能够带来显著经济效益和环境效益的实践指南。我们将重点阐述，在这些原则的指导下，催化作用如何成为实现绿色化学目标的最强有力工具之一。本章还会简要介绍催化技术的发展历程，从早期无机催化剂的发现，到有机催化、生物催化以及金属有机催化的蓬勃发展，为后续章节的深入探讨奠定历史和概念基础。 第二章：催化反应的微观奥秘：机理与动力学 本章将深入化学反应的本质，聚焦催化反应背后的微观世界。我们将详细讲解催化剂如何通过降低反应活化能、提供替代反应路径来加速反应进程。通过图文并茂的方式，解析不同类型催化剂（均相催化剂、非均相催化剂、酶催化剂）与底物相互作用的机制，包括吸附、活化、迁移、结合、解吸等关键步骤。我们将运用理论化学和量子化学的原理，阐释催化位点的电子效应、空间位阻效应以及过渡态的稳定作用。 动力学方面，本章将介绍如何通过研究反应速率、反应级数、表观活化能等参数来理解和优化催化过程。我们将讨论动力学控制与热力学控制在催化反应中的区别与联系，以及如何利用动力学研究来揭示催化机理。此外，还会引入一些先进的表征技术，如光谱技术（NMR, IR, UV-Vis）、色谱技术（GC, HPLC）、质谱技术（MS）以及X射线衍射（XRD）等，说明它们在探究催化剂结构、活性位点以及反应中间体方面的重要作用。本章的最终目标是让读者能够从原子和分子的层面理解催化反应的发生过程，为理解和设计高效、高选择性的催化剂提供坚实的理论基础。 第三章：选择性的艺术：区域选择性、立体选择性与化学选择性 在本章中，我们将聚焦催化反应中最具挑战性也最具价值的方面——选择性。选择性是衡量一个催化剂优劣的重要指标，它直接关系到目标产物的产率和纯度，以及避免不必要副产物的生成。 区域选择性（Regioselectivity）： 我们将详细讨论当底物分子存在多个潜在反应位点时，催化剂如何能够定向地引导反应发生在特定的位置。通过分析底物与催化剂之间可能的电子相互作用、空间位阻效应以及活化能的差异，来解释区域选择性的来源。例如，在芳香族化合物的取代反应中，催化剂如何影响亲电试剂或亲核试剂的进攻方向。 立体选择性（Stereoselectivity）： 这是构建手性分子和复杂天然产物的关键。本章将深入探讨对映选择性（enantioselectivity）和非对映选择性（diastereoselectivity）。我们将分析手性催化剂（如手性配体与金属形成的络合物、手性有机小分子催化剂、酶）如何与底物形成瞬时或稳定的非对称环境，从而诱导形成特定构型的手性产物。我们将通过实例，如不对称氢化、不对称环氧化、不对称 Diels-Alder 反应等，来展示手性催化剂的设计原理和应用。 化学选择性（Chemoselectivity）： 当底物分子同时含有多种官能团时，催化剂如何能够选择性地转化其中一种官能团，而保持其他官能团不变。我们将讨论如何通过调控催化剂的电子性质、酸碱性以及配体结构来实现化学选择性，例如，在含有酮和酯的底物中，选择性地还原酮而不影响酯。 本章的重点是通过大量的实例，让读者理解如何通过催化剂的设计来精确控制反应的选择性，这是实现高效、经济、环保合成的关键。 第四章：多样的催化剂家族：均相、非均相、生物与有机催化 本章将对当前化学领域中主流的催化剂类型进行详细的梳理和介绍。 均相催化（Homogeneous Catalysis）： 聚焦于催化剂与反应物处于同一相（通常是液相）的催化体系。我们将详细介绍金属络合物催化剂，特别是过渡金属催化剂（如钯、铂、铑、铱、钌等）在氧化、还原、偶联、聚合等反应中的卓越表现。重点讨论配体设计对催化剂活性、选择性和稳定性的影响，以及路易斯酸、布朗斯台德酸碱等小分子均相催化剂的应用。 非均相催化（Heterogeneous Catalysis）： 强调催化剂与反应物处于不同相（通常是固-液或固-气）的催化体系。我们将介绍固体酸碱催化剂（如沸石、氧化铝、二氧化硅）、金属氧化物催化剂、负载型金属催化剂以及多相金属络合物催化剂。重点探讨多相催化剂的制备方法、表面结构与活性位点的关系，以及催化剂的失活与再生问题。我们将强调非均相催化剂易于分离回收的优点，使其在工业上具有广泛的应用前景。 生物催化（Biocatalysis）： 介绍利用生物分子（主要是酶）作为催化剂的绿色高效方法。我们将阐述酶的高活性、高选择性（包括区域选择性、立体选择性和化学选择性）以及反应条件温和的优势。本章将涵盖不同类型的酶，如氧化还原酶、水解酶、转移酶、裂合酶、异构酶和连接酶，并介绍酶的固定化技术及其在工业中的应用。 有机催化（Organocatalysis）： 探讨利用有机小分子作为催化剂的催化体系，这类催化剂不含金属，具有来源广泛、毒性低、易于调控等优点。我们将详细介绍两类主要的有机催化剂：路易斯碱催化剂（如胺类、膦类）和布朗斯台德酸催化剂（如硫脲、磷酸）。本章将通过大量不对称有机催化反应的实例，展示其在构建复杂有机分子中的重要作用。 通过对这些催化剂家族的全面介绍，读者将能够根据具体的合成需求，选择或设计最适合的催化体系。 第五章：绿色催化的前沿进展与未来展望 本章将带领读者跳出既有框架，展望绿色催化领域的最新研究热点和未来发展方向。 可持续能源与催化： 探讨催化在新能源领域的应用，例如，催化剂在燃料电池中的氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）中的作用，光催化分解水制氢，二氧化碳的催化转化与利用，以及生物质的高效催化转化技术。 计算化学与催化剂设计： 介绍计算化学方法（如密度泛函理论DFT）在理解催化机理、预测催化剂性能以及指导新型催化剂设计中的关键作用。 多功能催化剂与串联反应： 探讨如何设计能够同时催化多个反应步骤的多功能催化剂，以及如何通过催化剂的协同作用实现高效的串联反应，从而简化合成路线，提高原子经济性。 微反应器与流动化学中的催化： 介绍将催化反应与微反应器和流动化学技术相结合的优势，如传质传热效率高、反应控制精确、安全性高以及易于规模化生产。 人工智能与机器学习在催化研究中的应用： 展望人工智能和机器学习在预测催化剂性能、加速催化剂筛选、优化反应条件等方面带来的革命性潜力。 本章旨在激发读者的创新思维，鼓励他们积极参与到绿色催化这一充满活力的研究领域中，共同推动化学科学的可持续发展。 本书特色： 理论与实践相结合： 既有深入的机理分析，又包含大量贴近实际的合成案例，便于读者理解和应用。 前沿性与系统性并重： 覆盖了绿色催化的核心理论、主流催化剂类型以及最前沿的研究进展。 图文并茂： 利用丰富的图示和反应机理图，清晰直观地展示复杂的化学概念。 视角独特： 强调绿色化学理念在催化领域的体现，突出催化剂在可持续发展中的重要作用。 语言流畅，叙述严谨： 避免生硬的术语堆砌，力求以清晰易懂的语言阐述科学原理，同时保证内容的科学严谨性。 本书适合于从事有机合成、药物化学、材料科学、环境化学等领域的研究人员、高等院校师生以及对绿色化学和催化技术感兴趣的广大读者。通过阅读本书，您将能够深刻理解绿色催化在现代合成化学中的重要地位，并掌握设计和应用绿色催化剂的思维方式与方法。
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