现代芳烃化学

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出版者:化学工业出版社
作者:迪迪埃·阿斯特吕克
出品人:
页数:595
译者:
出版时间:2005-7
价格:78.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787502568924
丛书系列:
图书标签:
  • 芳烃化学
  • 有机化学
  • 石油化工
  • 精细化工
  • 化学工程
  • 有机合成
  • 催化化学
  • 化学反应
  • 结构化学
  • 光谱分析
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具体描述

本书共16章,内容从芳烃化学的历史到芳烃化学的最新发展现状,覆盖芳烃化学的各个研究领域,其中包括超分子化学、偶联反应、过渡金属芳烃配合物及芳烃功能化等。

深入微观世界:现代有机催化理论与实践 本书旨在全面、深入地探讨现代有机催化领域的前沿理论、关键技术及其在化学合成中的广泛应用。我们致力于构建一个从基础原理到尖端应用的完整知识体系,为化学研究人员、工程师以及高年级学生提供一本既具深度又富实践性的参考手册。 第一部分:催化基础与理论框架的重塑 本部分将从催化作用的本质出发,系统梳理经典催化理论的演进,并重点阐述近年来兴起的、对现代有机合成产生革命性影响的新理论。 第一章:催化作用的基本原理与热力学-动力学考量 本章首先回顾了催化反应的基本定义、活性中心概念的建立,以及传统酶催化与非均相催化在速率提升方面的微观机制。随后,我们将深入分析催化循环中涉及的能垒理论(如过渡态理论的修正版本)和吉布斯自由能剖面图的精确解读。重点讨论如何利用计算化学工具(如密度泛函理论,DFT)来预测和优化反应路径,从而实现对催化剂性能的理性设计。此外,我们还将探讨溶剂效应、微环境影响(如孔道限制效应)如何动态调控催化活性和选择性。 第二章:配位化学与金属有机骨架(MOFs)的催化潜力 本章聚焦于配位化学在构建高效催化剂中的核心作用。详细介绍各类配体——膦配体、氮杂环卡宾(NHCs)、手性恶唑啉(BOX)等——的电子效应和空间位阻如何影响中心金属原子的反应活性。随后,我们将把视角拓展到多孔材料领域,对金属有机骨架(MOFs)的结构多样性、高比表面积及其在负载型催化剂中的应用进行深入剖析。重点讨论如何通过晶格工程精确调控MOFs的孔径和功能化位点,以实现对反应物和产物的分子筛分效应。 第三章:非金属催化与有机小分子催化 在传统的金属催化占据主导地位的背景下,本章着重介绍有机小分子催化(Organocatalysis)的崛起及其独特的优势。我们将分类阐述伯胺催化(如脯氨酸衍生物)、硫脲/硫代脲催化、以及路易斯酸/碱有机催化剂的工作机理。尤其关注手性有机催化剂如何通过形成共价中间体或非共价氢键相互作用来实现对映选择性控制。章节末尾将探讨光氧化还原有机催化体系的最新进展,展示其在温和条件下驱动高能级自由基反应的能力。 第二部分:关键反应类型的催化策略 本部分将从实际合成需求出发,系统梳理当前有机合成中最具挑战性且应用最广泛的几类关键转化反应的最新催化进展。 第四章:交叉偶联反应的深化与拓展 交叉偶联反应作为构建碳-碳键和碳-杂原子键的基石,一直是催化研究的热点。本章不再侧重于经典的Suzuki, Heck, Stille反应,而是聚焦于更具挑战性的体系,如:C(sp3)-H键活化偶联、C-O键和C-N键的催化转化。详细分析钯、镍、铜等不同金属催化剂在催化剂失活、氧化加成/还原消除步骤中的微妙差异。重点介绍如何利用电化学或光化学方法来替代传统的化学计量氧化剂,实现更清洁、更具原子经济性的偶联反应。 第五章:不对称氢化与不对称官能团化反应 不对称催化是制备手性药物和天然产物分子的核心技术。本章首先探讨不对称转移氢化和直接不对称氢化反应中铑、钌、铱配合物的最新进展,特别是对于高难度底物如非官能团化的烯烃和亚胺的催化效率提升。其次,我们将深入研究不对称C-H键的直接官能团化反应,包括直接胺化、羟基化和硼化,这些反应极大地简化了合成路线。讨论如何通过动态动力学拆分(DKR)策略,将非对映异构混合物转化为单一高对映选择性产物。 第六章:聚合反应的精准控制 从单体到聚合物,催化剂决定了最终材料的分子量分布、拓扑结构和功能性。本章关注活性/可控自由基聚合(如ATRP、RAFT)的催化剂体系优化,阐述链转移剂与过渡金属催化剂如何协同作用,实现对聚合物链增长的精细调控。此外,对开环易位聚合(ROMP)中特异性高的钌基催化剂的结构-活性关系进行探讨,并展望其在生物材料和先进功能高分子合成中的应用前景。 第三部分:面向可持续发展的催化前沿 本部分聚焦于绿色化学和可持续发展目标驱动下的催化创新,旨在探索更环保、更经济的合成方法。 第七章:光催化与电催化在有机合成中的应用 本章将介绍如何利用可再生能源(光能或电能)驱动原本需要高温高压或强氧化剂才能进行的反应。详细阐述光氧化还原催化剂(如铱配合物、有机染料)的激发态特性及其氧化还原电位调控。在电催化方面,重点分析电化学电池作为“无试剂”氧化还原剂的优势,以及如何设计固-液界面电催化剂以促进选择性的单电子转移过程。 第八章:酶促反应与生物催化的整合 生物催化以其无可比拟的高选择性(化学选择性、区域选择性和对映选择性)和环境友好性,成为现代合成化学的重要组成部分。本章详细介绍定向进化技术如何用于改造天然酶,使其适应非天然底物或极端反应条件。同时,我们将探讨“酶-催化剂串联”体系的设计,即如何将金属催化步骤与酶催化步骤无缝集成在一个反应体系中,以实现复杂分子的最短路径合成。 第九章:C-H键活化与原子经济性 C-H键活化是实现“即插即用”式分子合成的终极目标。本章系统梳理了导向基团辅助的C-H活化策略,并重点介绍了无导向基团的远程或选择性C-H官能团化研究。讨论如何通过设计高度位阻可控的配体和精妙的金属中心(如Pd(II)/Pd(IV)循环或Ni催化),克服惰性C-H键活化的挑战。强调如何通过此方法最大程度地提高反应的原子经济性,减少官能团预活化的步骤。 总结与展望 全书的最后一部分将对当前催化研究的挑战进行总结,包括:如何提高非贵金属催化剂(如铁、钴、铜)的效率和稳定性以替代昂贵的贵金属;如何开发高通量的催化剂筛选平台;以及如何将反应动力学和分离科学更紧密地结合起来,实现从反应器设计到催化剂选择的整体优化。展望未来,强调人工智能和机器学习在催化剂筛选和反应条件优化中的关键作用。 本书结构严谨,逻辑清晰,兼顾了理论深度与工程实践,是化学合成领域专业人士的必备工具书。

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读后感

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用户评价

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总而言之,这本书给我的感觉是厚重且充满智慧的。它不是那种让你读完后能立马写出几篇高分论文的“速成宝典”,而更像是一位经验丰富的老教授,坐在你身边,用极其清晰且不容置疑的逻辑,为你梳理这个领域的核心难题。书中的插图和图表质量极高,很多复杂的反应机理图,往往只需要看图就能领悟核心思想,这极大地提高了学习效率。特别是关于芳香体系在光化学和电化学反应中的行为分析,那种对电子得失过程的精妙描述,让人拍案叫绝。这本书的阅读体验是一种持续的“顿悟”过程,它不断地挑战你的现有认知,然后用更深刻的理论来支撑新的理解。对于那些渴望在芳香化学领域进行深入研究,并且愿意投入时间去啃“硬骨头”的读者来说,这本书绝对是一笔值得的投资。它会成为你书架上,可以随时翻阅、总能从中发现新东西的常青树。

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这本书的语言风格非常学术化,充满了精确的化学术语,几乎没有为了迎合大众读者而做出的简化处理。初次阅读时,我感觉自己像是在攀登一座陡峭的山峰,每一步都需要集中全部的注意力。它对一些复杂的过渡态模型的描述,简直就是教科书级别的精确,那些三维结构的立体投影图,清晰地展示了能量最低点附近的分子几何构型。我印象最深的是关于“亲电取代反应”的讨论,作者没有停留在传统的 $sigma$ 络合物模型,而是引入了更先进的偶极矩和电荷转移理论来解释取代基的导向作用,这一点在其他同类书籍中是很少见到的。虽然这本书的专业性毋庸置疑,但也带来了相对较高的阅读门槛。我建议没有扎实的有机化学背景的人最好先做足功课,否则很容易在阅读过程中迷失在各种缩写和复杂的推导之中。它更适合那些已经具备了一定研究经验,希望拓展知识边界的化学专业人士。

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我本来以为这是一本偏向应用型的化学手册,毕竟“现代”这个词很容易让人联想到最新的工业应用或者新材料的合成。然而,这本书的视角更偏向于基础研究的深层理论探索。它花了大量的篇幅去探讨芳环的稳定性和反应活性背后的根本原因,从分子轨道理论出发,深入剖析了电子云密度分布的微小变化如何决定了反应的成败。书中对一些经典的“芳香性”概念进行了颠覆性的解读,比如它对“非经典芳香性”的论述,引入了许多令人耳目一新的例子,挑战了教科书式的固定思维。我尤其欣赏作者在引用文献时那种严谨的态度,几乎每一个重要的论点后面都有明确的出处,而且引用了很多近十年内的高水平期刊成果,这让全书的论据显得非常扎实可靠。但说实话,如果你只是想快速查找一个特定取代反应的条件,这本书可能会让你感到有些“啰嗦”,因为它总是在强调“为什么会这样”,而不是直接告诉你“怎么做”,这对于时间紧张的工程师来说可能是一个挑战。它更像是一位严谨的导师,强迫你慢下来,去理解化学的本质规律。

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这本书的封面设计得非常引人注目,那种深邃的蓝色调,配上烫金的标题,一下子就让人联想到精密复杂的化学结构,很有质感。不过,我得坦白说,这本书的深度和广度,远超出了我最初的预期。它不像市面上那些常见的入门级教材,上来就给你一堆基础概念,然后按部就班地推演。这本书的切入点非常刁钻,它似乎默认读者已经对有机化学的骨架有了清晰的认识,然后直接跳跃到了更高维度的讨论。比如,它对某些特定取代基在芳香环上的位阻效应和电子效应的相互作用,分析得极其透彻,甚至涉及到了一些量子化学的初步概念,让人不得不佩服作者在细节上的打磨。我花了整整一个下午,才搞懂其中关于“选择性催化氢化”那一章节的图表,里面的立体化学描述简直是一门艺术。这本书的排版也值得称赞,注释清晰,公式推导步骤详尽,很少出现那种让人抓耳挠腮的逻辑跳跃。对于真正想在芳香体系合成和反应机理方面有所建树的科研人员来说,这无疑是一本值得放在案头的工具书,哪怕只是翻阅其中的某一个反应实例,都能从中汲取到宝贵的经验。

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这本书的结构编排非常具有逻辑性,它不像流水账一样堆砌知识点,而是构建了一个层层递进的知识体系。从最基本的芳环生成与性质,逐步过渡到复杂的杂环体系的合成策略,再到对功能化芳香体系的精细调控。这种由宏观到微观,再到应用的全景式叙述,让读者能够非常清晰地把握整个领域的脉络。我特别留意了其中关于“不对称催化”与芳烃结合的部分,作者巧妙地将手性催化剂的引入对反应选择性的影响进行了系统化的分类,并给出了不同催化剂体系的优缺点对比。这种对比分析非常实用,避免了读者在面对海量信息时无从下手。这本书的优势在于它的系统性,它不是零散知识的集合,而是一套完整的知识框架。缺点可能在于,对于一些非常尖端的、刚刚出现的前沿领域,由于成书周期的问题,可能覆盖得还不够及时,但对于构成领域基石的经典理论和成熟方法论的阐述,其深度和全面性是毋庸置疑的。

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