Metal Catalysed Reactions in Ionic Liquids pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Dyson, Paul J./ Geldbach, Tilmann J.

出品人:

页数:246

译者:

出版时间:

价格:159

装帧:HRD

isbn号码:9781402039140

丛书系列:

图书标签:

• 金属催化
• 离子液体
• 有机合成
• 催化剂
• 绿色化学
• 化学反应
• 均相催化
• 不对称合成
• 新型溶剂
• 催化机制

《现代有机合成中的绿色溶剂与催化新策略》 内容提要 本书深入探讨了当代有机合成化学领域中，围绕“绿色化学”和“可持续发展”两大核心理念所涌现出的前沿技术与革新思路。全书以精炼的结构和详实的案例，系统梳理了非常规溶剂体系，尤其是超临界流体、深共熔溶剂（DESs）以及新型高分子载体在催化反应中的应用潜力。本书旨在为致力于提高原子经济性、减少环境足迹的研发人员和高级学生提供一套全面的理论框架和实用的操作指南。 第一章 绿色有机合成的时代背景与理论基石 本章首先回顾了传统有机合成方法在环境影响和资源消耗方面所面临的挑战。重点分析了挥发性有机溶剂（VOCs）在工业生产和实验室研究中造成的危害。在此基础上，本章引入了绿色化学十二原则作为指导方针，并详细阐述了原子经济性、E-因子（环境因子）和过程质量指标（Process Mass Intensity, PMI）等关键评价体系。 随后，章节深入探讨了溶剂选择对反应机理、过渡态稳定性和产物选择性的潜在影响。通过对比传统溶剂（如THF, DCM, 甲苯）与新型绿色溶剂的物理化学性质（介电常数、极性、粘度等），为后续章节中对特定溶剂体系的深入分析奠定了理论基础。特别强调了溶剂-催化剂相互作用（Solvent-Catalyst Interaction）在调控反应路径中的核心作用。 第二章 超临界流体：替代性反应介质的典范 超临界二氧化碳（scCO2）作为一种无毒、廉价且易于回收的绿色溶剂，在合成化学中的应用是本章的核心内容。 2.1 超临界二氧化碳的性质与优势：详细介绍了scCO2在临界点附近的独特物性，如高扩散性、可调的溶解度（通过压力和温度控制）及其在非极性反应中的优异表现。 2.2 气体-液体两相催化体系：重点讨论了如何利用scCO2作为反应介质来简化多相催化剂（如负载型金属催化剂）的分离过程。通过实例展示了在scCO2中进行的氢化反应和羰基化反应，说明了如何通过调节压力实现对反应速率和选择性的精确控制。 2.3 引入共溶剂策略：讨论了scCO2溶解性限制带来的挑战，并详细介绍了引入少量极性共溶剂（如乙醇、丙酮）以增强对极性底物溶解性的技术，平衡了绿色性与反应效率。 第三章 深共熔溶剂（DESs）的结构、设计与应用 深共熔溶剂因其低成本、高热稳定性、几乎零蒸汽压的特性，被认为是离子液体最具潜力的替代品之一。本章致力于解构DESs的形成机理和应用前沿。 3.1 DESs的分子结构与热力学：阐释了氢键供体（HBD）和氢键受体（HBA）之间形成的强相互作用如何导致混合物熔点远低于纯组分的现象。分析了DESs体系中存在的“类离子”特征及其对反应活性的影响。 3.2 功能化DESs的设计：本章不仅关注基础的胆碱氯化物/尿素体系，更侧重于如何通过选择具有特定官能团的HBD或HBA来“定制”溶剂的性质，以期实现对特定有机转化的定向催化。例如，设计含有酸性或碱性位点的DESs，使其本身兼具溶剂和弱催化剂的功能。 3.3 DESs在有机转化中的应用实例：详细介绍了在DESs中高效进行的缩合反应、环加成反应以及酯化反应。特别强调了多组分反应（MCRs）在DESs中的优异表现，因其能有效促进产物的沉淀，简化分离步骤。 第四章 固体酸与多相催化剂的创新负载技术 传统多相催化剂面临的挑战在于活性位点的易失活和浸出问题。本章探讨了利用新型多孔材料和聚合物载体来稳定和增强催化剂性能的方法。 4.1 介孔材料与金属有机框架（MOFs）作为载体：深入分析了MOFs（Metal-Organic Frameworks）因其极高的比表面积和可调孔道结构，在异相催化剂固定化方面的独特优势。讨论了如何将贵金属纳米颗粒锚定在MOF结构内，以防止其团聚和泄漏。 4.2 聚合物微球与树脂载体：重点介绍了负载型聚合物催化剂（如负载于聚苯乙烯或聚乙二醇骨架上）的设计策略。通过共价键合或物理吸附的方式固定活性物种，探讨了如何通过改变聚合物的交联度和溶胀性来控制反应物的扩散速率和产物的析出。 4.3 催化剂的循环使用与稳定性评估：本章结合多个案例，详细演示了如何对负载型催化剂进行活性和稳定性测试，包括过滤、洗涤后的活性保持率、以及在不同溶剂环境下的抗浸出能力分析。 第五章 反应工程学视角：从批次到连续流 本章将理论研究与工业可行性相结合，探讨了如何将绿色合成方法转化为高效、安全的连续化生产过程。 5.1 连续流微反应器技术：介绍了微通道反应器在处理快速放热反应和提高传质效率方面的优势。重点分析了如何将上述第二、三章提到的绿色溶剂（如scCO2或DESs）与连续流系统集成，以实现精确的温度和停留时间控制。 5.2 反应器内催化剂床层的设计：讨论了将固体催化剂（如第四章所述的负载型催化剂）填充到固定床反应器中时，需要考虑的流体动力学问题，如压降、床层固结和热点效应。 5.3 过程强化（Process Intensification, PI）的实践：通过对几个典型的有机转化案例的生命周期评估（LCA）对比，量化了采用绿色溶剂和连续流技术相比传统方法的能耗、废弃物产生量和整体经济效益的提升。 总结与展望 本书最后总结了当前绿色合成领域中尚未解决的关键挑战，包括新型绿色溶剂体系的成本、生物兼容性以及在复杂多步合成中的普适性。展望未来，本书预测了人工智能辅助的溶剂筛选和催化剂设计将在推动下一代绿色反应技术方面发挥决定性作用。 读者对象 本书适合化学、化工、材料科学等相关专业的高年级本科生、研究生以及从事药物化学、精细化学品合成的工业研发人员参考使用。阅读本书需要具备扎实的有机化学基础和基础的反应工程学知识。

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