Metal-Carbon Bonds in Enzymes and Cofactors pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Royal Society of Chemistry

作者:Royal Society of Chemistry

出品人:

页数:544

译者:

出版时间:2009-2-4

价格:USD 300.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781847559159

丛书系列:Metal Ions in Life Sciences

图书标签:

• 金属键
• 碳键
• 酶
• 辅因子
• 生物无机化学
• 生物化学
• 金属生物化学
• 催化
• 结构生物学
• 酶催化机制

《无机化学前沿：过渡金属在催化中的新视野》 （A Frontier in Inorganic Chemistry: New Perspectives on Transition Metals in Catalysis） --- 图书概述： 本书深入探讨了现代无机化学领域中，过渡金属配合物在高效催化体系构建中所扮演的关键角色。它并非仅仅停留在对传统催化反应的梳理，而是将重点放在了近年来涌现出的、具有颠覆性的催化策略和前沿基础研究上。全书力求将基础的配位化学理论与尖端的实验技术紧密结合，为化学、材料科学及生物化学等相关领域的研究人员和高级学生提供一个全面且深入的参考。 核心内容章节详解： 第一部分：新型配位环境与电子结构调控 第一章：高维多核金属簇的合成与构筑模块化 本章详细介绍了如何通过精确控制配体和金属源的反应条件，构建具有特定拓扑结构和功能特性的多核金属簇（MNCs）。重点讨论了自下而上（bottom-up）的组装策略，以及如何利用这些簇作为构建更宏大、功能化材料（如金属有机框架MOFs的衍生结构）的“超级原子”。内容涵盖了从双核到包含数十个金属中心的簇体的合成挑战，特别是稳定高氧化态中间体的技术。 第二章：非经典配位模式的电子性质解析 本章聚焦于那些不符合传统教科书定义的配位模式，例如$eta^5$芳基配合物、三元或四元环的$pi$-芳基键合，以及$sigma$-活化的配位体。通过密度泛函理论（DFT）计算和穆斯堡尔谱、X射线吸收精细结构（XAFS）等光谱技术，深入分析这些非经典键合对中心金属氧化态、自旋状态和催化活性的精细影响。强调了如何通过改变配体的空间位阻和电子供体/吸受能力，实现对反应能垒的精确调控。 第三章：低价态金属配合物的稳定化与活化机制 着重探讨了开发稳定且高反应活性的低氧化态金属配合物（如零价或负价态）的策略。内容包括使用超强给电子配体（如氮杂卡宾、膦亚胺）或采用惰性气体保护技术来阻止不必要的氧化反应。随后，本章详细剖析了这些低价态物种如何通过单电子转移（SET）或氧化加成途径，高效地活化通常惰性的化学键，例如C-H键或惰性气体分子。 第二部分：光催化与电催化驱动的转化 第四章：基于贵金属（Ru, Ir, Pt）的可见光驱动氧化还原催化 本章系统梳理了利用光敏性强的过渡金属配合物作为光氧化还原催化剂（Photoredox Catalysts, PRC）的最新进展。特别关注了铱和钌配合物在激发态下的氧化还原电位调控。深入分析了光致电子转移（PET）机制，并展示了它们在复杂有机分子（如自由基聚合引发、C-C偶联反应）中的应用，重点突出了如何在水相或温和条件下实现高选择性转化。 第五章：非贵金属光催化剂的替代方案与挑战 鉴于贵金属的高成本和稀缺性，本章将焦点转移至基于廉价金属（如铜、镍、铁）的光催化剂的开发。讨论了如何设计具有足够长的激发态寿命和合适的能级结构的低成本配合物。内容包括铜基配合物在C-H官能团化中的应用，以及铁配合物作为光敏氧化剂的潜力，并探讨了其结构稳定性与催化效率之间的权衡。 第六章：电化学合成中的界面工程与反应路径控制 本章将过渡金属催化与电化学方法相结合，探讨如何利用外部电位精确驱动化学反应。重点讨论了电化学反应器中的电极材料选择（如修饰电极、多孔碳材料）对催化剂负载和电子传递效率的影响。详细分析了电化学方法如何绕过传统热催化中的高能垒，实现对特定中间体的选择性生成与捕获，例如在二氧化碳还原（CO2RR）中的多电子转移过程控制。 第三部分：模型化合物研究与机制解析 第七章：模拟酶活性中心的单原子位点催化 本章关注于如何将天然酶活性中心的结构和功能（特别是金属离子环境）微缩化至可合成的、具有明确结构的模型化合物中。探讨了如何通过在惰性载体（如石墨烯、氧化铝）上锚定单个金属原子，构建具有类酶特性的催化中心。分析了这类单原子催化剂的优势，如最大化的原子利用率和独特的几何约束效应。 第八章：动态反应中间体的捕获与表征技术 本章是关于催化机理研究的核心章节。详细介绍了用于原位（in situ）和实时（operando）监测过渡金属催化反应的关键技术，包括：高压NMR、时间分辨IR/拉曼光谱、以及同步辐射X射线吸收谱。重点阐述了如何利用这些技术捕获并鉴定反应周期中寿命极短的活性物种（如高价金属氧物种、金属烯等），从而为设计下一代高效催化剂提供确凿的实验证据。 第九章：理论计算在预测催化性能中的应用 本章总结了计算化学工具在无机催化研究中的不可替代性。内容涵盖了从量子化学计算（能量最小化、过渡态搜索）到分子动力学模拟（考察配体运动和溶剂效应）的完整流程。特别强调了“加速催化剂设计”的概念，即如何利用高通量虚拟筛选（HTVS）方法，基于预测的活化能和反应势垒，快速排除低效或不可行的化学结构。 --- 读者对象： 本书适合具有扎实的无机化学基础的高年级本科生、研究生、博士后研究人员，以及在精细化工、材料合成和能源转化领域工作的专业工程师和科学家。本书的深度和广度使其成为理解并推动过渡金属催化前沿研究的必备参考书。

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我最近对生物无机化学产生了浓厚的兴趣，特别是在探索金属在生命过程中的作用。在一次偶然的机会下，我看到了这本书《Metal-Carbon Bonds in Enzymes and Cofactors》，尽管我还没有机会深入阅读，但单从书名就足以激发我极大的好奇心。我想象着书中会详细阐述那些看似脆弱却又至关重要的金属-碳键是如何在酶催化和辅因子功能中扮演核心角色的。会不会有一种章节专门讲述金属原子如何巧妙地连接到有机分子上，形成特定的结构，进而影响整个生物化学反应的进程？我期待能够了解到不同类型的金属，比如铁、铜、锌、钼等等，它们与碳原子之间的化学键合方式有哪些独特的精妙之处，以及这些键合方式如何决定了金属离子的氧化还原电位、配位几何以及与底物的相互作用。此外，书中是否会深入探讨金属-碳键的稳定性与动态性，它们在酶的活性位点是如何维持的，又在反应过程中如何被精准地断裂和重新形成？我对书中可能会描绘的那些微观世界充满了憧憬，想象着那些金属原子就像精密仪器的齿轮，与有机分子协同运作，驱动着生命的奇迹。这本书的题目本身就勾勒出了一个充满化学之美的画面，我迫不及待地想去一探究竟，了解那些隐藏在生命奥秘背后的金属-碳键。

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我是一名在校的学生，正在学习生物化学和有机化学的交叉领域，对那些在生命科学中扮演着重要角色的复杂分子结构和反应机制充满了好奇。偶然间我看到了《Metal-Carbon Bonds in Enzymes and Cofactors》这本书，它的名字非常吸引我，让我联想到那些在生命体内部默默工作的“小助手”——酶和辅因子，以及它们如何通过特殊的金属-碳键来完成令人惊叹的工作。我设想这本书的开头可能会先介绍金属元素在生命中的基本作用，然后循序渐进地讲解碳元素与金属原子之间形成化学键的方式，比如共价键和配位键，以及这些键的性质是如何被调节的。我特别期待书中会举出很多生动的例子，比如一些经典的金属酶，像是参与氮固定的固氮酶，或者是一些参与能量代谢的金属辅因子，比如在光合作用中的一些重要分子。我想象着书中会通过精美的插图和图表，清晰地展示这些金属-碳键是如何连接金属离子和有机分子，以及它们在催化过程中是如何变化的。我希望通过阅读这本书，能够对生命中这些看不见的化学键有一个更全面、更深入的认识，为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

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作为一名对蛋白质结构和功能有着浓厚兴趣的研究者，我常常被酶的精巧设计所折服。当我在书架上看到《Metal-Carbon Bonds in Enzymes and Cofactors》这本书时，我的目光立刻被吸引住了。虽然我还没有来得及细读，但书名就点明了一个我一直以来非常感兴趣的交叉领域——金属与有机分子在生物催化中的结合。我猜想，这本书不仅仅是简单地罗列金属在酶中的存在，而是会深入剖析金属原子与碳原子之间形成的独特化学键，以及这些键如何影响酶的催化活性、底物识别以及反应机理。是否会有章节专门讨论金属卟啉复合物，比如血红素酶，它们中的铁-碳键是如何赋予酶氧化还原能力的？或者，书中是否会涉及到一些复杂的有机金属辅因子，例如维生素B12中的钴-碳键，它们在甲基转移和异构化反应中扮演着怎样的关键角色？我期望书中能够提供详细的结构信息、光谱学证据以及动力学数据，来支持对这些金属-碳键在功能上的解释。这本书的出现，似乎正好填补了我对于理解酶催化机制中“金属-有机骨架”这一关键组成部分认识上的空白，我非常期待通过阅读它，能够更深刻地理解这些微观的化学相互作用是如何宏观地影响生命过程的。

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在阅读文献时，我经常会遇到一些涉及金属有机化合物在生物体系中发挥作用的描述，但往往缺乏一个系统性的梳理。所以，《Metal-Carbon Bonds in Enzymes and Cofactors》这本书的出现，对我来说无疑是一份宝贵的资料。虽然我还没有仔细研读，但我可以想象，本书的核心内容将会围绕着“金属-碳键”这一关键结构展开，并将其与“酶”和“辅因子”这两个至关重要的生物大分子联系起来。我会期待书中能够详细介绍不同类型的金属-碳键，例如σ键、π键，以及它们在不同金属离子和有机配体组合下的特性。更重要的是，我希望书中能深入探讨这些键在生物体内的形成、稳定以及参与的化学反应。例如，书中是否会阐述金属离子如何通过与碳原子的配位键，稳定酶的活性中心，或者如何参与到底物的活化过程中？辅因子部分也同样令我期待，它们通常是酶发挥功能的“帮手”，而金属-碳键很可能在其中扮演着承上启下的关键角色。我猜测书中会包含大量基于实验数据的案例分析，从结构、光谱、酶活性等多个维度来揭示金属-碳键在生物过程中的具体作用，为我深入理解这些复杂的生物化学机制提供坚实的理论支撑和前沿的科学视角。

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我的研究方向主要集中在药物研发和分子设计，因此，我对那些能够精确调控生物化学反应的分子机制非常感兴趣。翻阅《Metal-Carbon Bonds in Enzymes and Cofactors》这本书的目录时，我被其中涉及的酶和辅因子种类之广所震撼。我猜测，这本书会从一个非常基础的化学原理出发，解释金属与碳原子之间如何形成共价键、配位键等，以及这些键的性质如何受到周围环境和金属离子的影响。然后，它可能会逐步深入到具体的生物系统中，展示这些键在酶催化循环中如何被激活、如何与底物发生作用，以及如何最终完成催化过程。我特别好奇书中是否会讨论到一些临床上具有重要意义的酶，例如那些与药物代谢或疾病发生密切相关的金属酶，如果书中能够提供对这些酶中金属-碳键作用机制的深入解读，那将对我的研究工作具有极大的启发性。此外，辅因子的部分也让我非常期待，辅因子往往是酶活性的关键，而金属-碳键很可能在其中起到了决定性的作用。我想象着书中会提供大量的结构图和反应机制图，帮助我理解这些复杂的化学过程，从而为我未来的药物设计提供新的思路和方向。

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