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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Harper, Charles A.

出品人:

页数:744

译者:

出版时间:2006-6

价格:1382.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471662556

丛书系列:

图书标签:

• 塑料加工
• 塑料工程
• 材料科学
• 聚合物加工
• 注塑成型
• 挤出成型
• 热成型
• 吹塑成型
• 塑料制品
• 工程技术

经典化学合成与材料科学前沿进展 《经典化学合成与材料科学前沿进展》 是一部深度聚焦于基础有机化学合成方法学创新、功能性高分子材料设计与制备，以及前沿交叉学科应用研究的权威著作。本书汇集了全球顶尖化学家与材料科学家的最新研究成果，旨在为化学、材料、物理、生物医学等领域的科研人员、高级工程师及研究生提供一个全面、深入且具有前瞻性的知识平台。 本书结构严谨，内容涵盖面广，力求在系统梳理经典理论的同时，充分展现当前学科发展中最具活力的研究热点与突破性进展。全书共分为六大部分，三十余个章节，每一章节都由该领域的资深专家撰写，确保了内容的深度、准确性与权威性。 --- 第一部分：高级有机合成方法学与催化剂设计 本部分重点探讨了现代有机合成化学中具有变革性意义的新型反应策略、高效催化体系的构建以及合成工具的精细化发展。 第一章：不对称催化的新维度 本章详细剖析了近年来手性催化领域取得的重大进展，特别关注于非贵金属催化剂在复杂分子不对称合成中的应用。内容涵盖了新型氮杂环卡宾（NHC）配体在烯烃环氧化、胺化反应中的性能提升，以及手性相转移催化剂在构建新碳-碳键反应中的策略优化。深入探讨了如何通过精细调控催化剂的立体电子效应，实现对映选择性与非对映选择性的协同控制。此外，还介绍了基于机器智能辅助设计的催化剂筛选流程。 第二章：C-H键活化的高效转化 C-H键活化是实现分子骨架快速构建的关键技术。本章系统梳理了导向基团辅助下的区域选择性C-H键官能化反应，包括芳香环、脂肪族链上的惰性C-H键的直接转化。重点讨论了钯（Pd）、铑（Rh）和铱（Ir）催化体系在氧化偶联、胺化、硼化反应中的最新进展。特别辟出章节讨论了无导向基团的远程选择性C-H键活化策略，及其在天然产物全合成中的应用潜力。 第三章：光氧化还原催化在复杂分子构建中的应用 光催化已成为合成化学中一股不可忽视的力量。本章聚焦于有机小分子光催化剂与过渡金属协同催化体系。详细阐述了如何利用单电子转移（SET）机制，实现自由基的温和生成与精确控制，从而完成通常难以实现的键合，如C(sp3)-C(sp3)偶联、以及涉及杂原子自由基的构建。案例分析涵盖了药物分子片段的快速合成路径。 第四章：流动化学与微反应器技术在合成中的集成 为应对绿色化学和工业化需求，本部分深入探讨了流动化学在提高反应安全性和可控性方面的优势。内容涉及高温高压反应、快速热交换体系的设计，以及多步串联反应在连续流反应器中的集成。讨论了流动反应器如何有效控制高活性中间体（如叠氮化物、重氮化合物）的停留时间，实现安全且高收率的合成。 --- 第二部分：功能性高分子材料的设计与合成 本部分聚焦于通过精确控制聚合反应，设计具有特定光学、电子、机械或响应特性的先进高分子材料。 第五章：精确调控的逐步聚合技术 本章深入探讨了基于活性自由基聚合（如ATRP、RAFT）和可控开环聚合（ROP）的最新进展。重点介绍了如何利用新型引发剂/链转移剂，实现对分子量分布（PDI）的超窄控制，以及精确构建复杂拓扑结构（如星形、刷形、嵌段共聚物）。章节内容还包括了用于生物医学应用的pH/温度响应性聚合物的设计。 第六章：共轭聚合物的结构-性能关系 共轭聚合物是构建有机电子器件（OLED、OPV、OFET）的核心材料。本章系统分析了聚合过程中主链结构（如交替给受体单元的排布、侧链的空间位阻）对电荷迁移率、光吸收光谱和薄膜形貌的影响。重点介绍了新型缺电子单元（如苯并噻二唑、噻吩并噻吩衍生物）的合成与聚合方法，以及如何通过后聚合修饰来优化器件性能。 第七章：超分子聚合物与自修复材料 本部分探索了通过非共价键（氢键、π-π堆积、金属配位）构建的动态高分子网络。详细阐述了可逆键合在实现材料自修复、可重塑性以及刺激响应性（如热响应、溶剂可触发的解离/重组）中的作用机制。讨论了将这些超分子结构引入到弹性体和水凝胶中的工程化挑战。 --- 第三部分：先进材料的表征与计算模拟 本部分关注于利用尖端表征技术解析材料的微观结构，并借助计算化学预测和指导材料设计。 第八章：固态材料的高级光谱学分析 本章详细介绍了用于分析聚合物和无定形材料结构的关键技术，包括固态核磁共振波谱（ssNMR）在确定链间相互作用和局部构象上的应用。同时，深入探讨了二维红外光谱（2D-IR）在监测快速动态过程（如溶剂化、链段运动）中的优势。 第九章：密度泛函理论（DFT）在催化剂与能带结构预测中的应用 本章侧重于计算化学在材料科学中的应用。详细介绍了如何使用DFT方法精确计算过渡金属配合物的激发态性质，预测光催化剂的氧化还原电位。对于聚合物材料，重点讨论了基于周期性边界条件的计算方法，用于模拟晶体堆积对电荷传输的影响，并指导新的单体设计。 --- 第四部分：生物医学应用中的材料科学 本部分关注高分子和精细化学品在药物递送、组织工程和生物传感领域的交叉应用。 第十章：靶向药物递送系统 本章聚焦于设计能够响应生物体内特定微环境（如酸性肿瘤微环境、还原性谷胱甘肽浓度差异）的智能纳米载体。内容包括聚合物胶束、树枝状大分子以及脂质体在封装和控制释放抗癌药物方面的最新策略，以及如何通过表面修饰实现主动靶向。 第十一章：可注射水凝胶与组织工程支架 讨论了用于细胞封装和组织再生的可注射生物活性水凝胶的构建。重点分析了不同交联机制（如点击化学、光交联）对水凝胶机械性能、孔隙率及生物相容性的影响。案例研究包括软骨再生和神经导向材料的开发。 --- 第五部分：能源存储与转换中的化学创新 本部分着眼于化学合成如何驱动下一代能源技术的发展，特别是电池和光电转换器件。 第十二章：固态电解质的分子工程 为解决锂离子电池的安全性和能量密度问题，本章深入探讨了新型聚合物基固态电解质和无机陶瓷电解质的研究。重点分析了影响锂离子迁移率的关键因素，如界面阻抗、晶界扩散，以及如何通过引入锂盐添加剂或设计柔性电解质界面层来优化性能。 第十三章：钙钛矿太阳能电池的稳定性增强 本章关注于提高新一代光伏材料——有机-无机杂化钙钛矿的长期稳定性和效率。内容涵盖了表面钝化技术（利用二维材料或有机分子）抑制非辐射复合，以及通过引入大分子或无机骨架来阻挡湿气和氧气的侵蚀。 --- 第六部分：环境修复与绿色化学过程 本部分关注化学材料在解决环境挑战中的作用，强调可持续性和高效率。 第十四章：新型吸附剂与膜分离技术 讨论了基于金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）的新型气体分离和水净化材料。详细阐述了如何通过孔径调控和功能化表面基团，实现对重金属离子或微量有机污染物的选择性去除。此外，还分析了薄膜材料在海水淡化和挥发性有机物（VOCs）捕获中的应用潜力。 第十五章：生物质转化的高效催化 面对化石燃料的替代需求，本章探讨了利用多相催化剂将木质纤维素等生物质平台分子转化为高附加值化学品的技术。重点分析了双功能催化剂的设计，该催化剂能够同时有效地进行水解和催化转化反应，以提高目标产物的选择性和总收率。 --- 总结： 《经典化学合成与材料科学前沿进展》不仅仅是一本知识的汇编，更是一份激发创新思维的蓝图。它通过严谨的科学论述和丰富的案例研究，展示了基础化学原理如何被转化为解决当代科学与工程挑战的强大工具。本书内容深度和广度兼备，是所有致力于推动化学与材料科学边界的研究人员不可或缺的参考资料。

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