Alternate Energy Processes in Chemical Synthesis pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Ahluwulia, V. K.

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页数:208

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isbn号码:9781842654347

丛书系列:

图书标签:

• Alternate Energy
• Chemical Synthesis
• Green Chemistry
• Photochemistry
• Electrochemistry
• Sonochemistry
• Microwave Chemistry
• Flow Chemistry
• Sustainable Chemistry
• Catalysis

书籍简介：高级有机合成中的催化策略与反应机理 作者： [此处可填入作者的想象姓名，例如：Dr. Eleanor Vance, Prof. Kenji Tanaka] 出版社： [此处可填入一个学术性出版社的名称，例如：Interdisciplinary Science Press] 出版年份： 2024年 --- 内容概要： 本书《高级有机合成中的催化策略与反应机理》旨在为高阶化学专业的学生、研究人员以及工业化学家提供一份全面且深入的指南，专注于现代有机合成化学中最前沿且至关重要的领域——高效催化反应的设计、应用及其背后的微观机理分析。本书的核心目标是超越基础的反应类型描述，深入探讨如何通过精准的催化剂选择和反应条件调控，实现复杂分子的高效、高选择性构建。 全书结构清晰，从基础的过渡金属催化理论出发，逐步深入到手性催化、光催化以及生物催化在有机合成中的最新进展。我们特别强调了理论化学计算（如密度泛函理论，DFT）在预测反应路径、优化催化剂结构以及解释反应选择性方面的重要作用。 --- 第一部分：过渡金属催化——现代合成的基石（约 350 页） 本部分详细回顾了钯、铑、铱、镍等贵金属在构建碳-碳键和碳-杂原子键中的核心地位，并聚焦于当前研究热点。 第一章：钯催化的交叉偶联反应：从基础到复杂骨架构建 本章不仅涵盖了 Suzuki-Miyaura、Heck、Sonogashira 等经典偶联反应的最新进展（如水相偶联、低负载量催化），更重点分析了C–H 键活化策略在偶联反应中的应用。详细探讨了导向基团（Directing Group）的设计原则，以及如何利用电子和空间效应来控制 C–H 键的区域选择性与官能团耐受性。通过多个案例研究，阐明了催化循环中氧化加成、转金属化和还原消除步骤的动力学和热力学考量。 第二章：铑与铱催化：环化、异构化与不对称氢化 重点解析了铑（Rh）和铱（Ir）在 C–H 键官能化中的独特优势，尤其是在环化反应中的应用。深入讨论了烯烃复分解反应的最新迭代，包括高活性 Grubbs 和 Hoveyda-Grubbs 催化剂的结构-活性关系。在不对称氢化方面，详细比较了不同手性配体（如 BINAP 衍生物、P,N 配体）对对映选择性的影响，并提供了工业化规模化反应的工程优化思路。 第三章：镍催化的新兴领域：廉价金属的潜力 本章着眼于镍（Ni）在替代钯催化中的巨大潜力。详细介绍了镍催化的交叉偶联反应，特别是在涉及烷基卤化物或更具挑战性的 C–O、C–N 键活化中的机制。重点分析了单电子转移（SET）过程在镍催化反应中的作用，以及如何通过电化学手段（电催化）来调控镍的氧化态，实现传统热力学方法难以达到的转化。 --- 第二部分：不对称催化与立体化学控制（约 400 页） 本部分聚焦于如何利用手性催化剂构建具有生物活性的复杂分子中的立体中心。 第四章：有机小分子催化（Organocatalysis）的深化应用 本书对有机小分子催化进行了全面的梳理，涵盖了 Brønsted 酸/碱催化、硫脲/胺催化以及关键的手性席夫碱催化。重点分析了通过氢键网络实现超分子催化体系，以及如何利用共价中间体（如亚胺离子、烯胺）来控制反应的立体化学。详细案例包括不对称 Michael 加成、Aldol 反应和 Diels-Alder 反应的最新高对映选择性方法。 第五章：金属手性催化剂的配体设计与机制解析 本章是关于如何“定制”手性环境的核心章节。详细介绍了手性磷配体（如 Josiphos、P-Phos）、氮杂环卡宾（NHC）配体以及手性噁唑啉（BOX）配体的合成与应用。通过大量的晶体结构分析和计算化学数据，解释了配体立体电子参数如何直接影响过渡态的能量差异，从而决定产物的对映体比例。特别关注了不对称催化氢甲酰化和不对称胺化反应的最新进展。 第六章：酶催化与生物仿生策略 本部分探索了利用生物活性分子作为催化剂的可能性。详细介绍了氧化还原酶（如 P450 酶、脱氢酶）在温和条件下实现高选择性氧化、还原或 C–H 键官能化。内容包括如何通过蛋白质工程（Directed Evolution）来优化天然酶的底物普适性和反应活性，以及如何构建非天然氨基酸催化剂以模拟生物催化中心的活性。 --- 第三部分：光化学、电化学与多相催化前沿（约 300 页） 本部分着眼于利用非传统能量源和环境友好的催化剂体系，以实现合成化学的绿色化和高效化。 第七章：可见光氧化还原催化（Photoredox Catalysis）在合成中的革命 详细介绍了基于钌、铱配合物以及新型有机染料（如吖啶盐、吩噻嗪）作为光敏剂的应用。深入探讨了单电子氧化和还原在生成高活性自由基物种中的作用。关键应用包括自由基介导的 C–C、C–N 键形成、烷基化反应以及复杂的环化反应。本章还涉及了光催化反应的量子产率评估和反应器设计考量。 第八章：电化学有机合成：走向无试剂氧化还原 本章系统阐述了电化学在驱动有机反应中的优势。内容涵盖了如何设计电解池（三电极 vs. 双电极体系），电解液的选择，以及电势对反应选择性的调控。重点分析了电化学生成的活性物种（如自由基阳离子、阴离子）在不对称催化和C–H 键官能化中的独特角色，强调了其在避免使用化学计量氧化剂或还原剂方面的绿色化学意义。 第九章：多相催化与流化学集成 本部分讨论了催化剂的异相化和反应过程的工程优化。详细介绍了负载型催化剂（如 MOFs、介孔二氧化硅固定化金属络合物）的制备、表征及其在连续流反应器中的稳定性。探讨了如何利用微反应器技术（Flow Chemistry）来精确控制反应温度、停留时间，以提高对高活泼中间体的选择性，特别是在放热或快速反应中的优势。 --- 总结与展望： 本书的最后一部分将汇集所有章节的知识，讨论如何利用多催化（Tandem Catalysis）策略，在一步反应中串联两种或多种催化机制，以极大地简化复杂天然产物的全合成路线。此外，本书还包含了大量的图表、实验操作建议以及面向未来研究方向的挑战性问题，旨在激发读者在合成化学领域进行创新性研究。 --- 目标读者： 有机化学、药物化学、材料科学及化学生物学领域的研究生、博士后、资深研究人员和工业研发人员。 关键词： 过渡金属催化、不对称合成、C–H 键活化、光氧化还原、电化学合成、反应机理、配体设计、酶催化。

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