Organic Mechanochemistry And Its Practical Applications

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出版者:CRC Pr I Llc
作者:Todres, Zory V.
出品人:
页数:176
译者:
出版时间:2006-3
价格:$ 214.64
装帧:HRD
isbn号码:9780849340789
丛书系列:
图书标签:
  • 有机机械化学
  • 机械化学
  • 有机化学
  • 材料科学
  • 化学反应
  • 催化
  • 聚合物
  • 纳米材料
  • 绿色化学
  • 合成化学
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具体描述

Organic Mechanochemistry and Its Practical Applications gathers physical and organic chemistry-based molecular principles, evolving interpretations of scientific data, and real world applications to demonstrate the synthetic advantages of mechanically initiated organic reactions. This book considers transformations of organic substances upon mechanical actions and explains how mechanical energy is transformed into chemical driving force. The author, a renowned expert in physical and organic chemistry, carefully examines the concurrent chemical and physical processes-particularly polymerization and dynamic shearing-that involve organic substances and inorganic surfaces during lubrication. Dr. Todres discusses the various factors that affect boundary lubrication, such as material properties, chemical reactivity, pressure, and temperature. The book describes conformational transformations and structural phase transitions of organic molecules and working materials that take place under mechanical forces, such as drilling, grinding, friction, and shearing, and shock-waves. Other key topics include mechanochromism, tribopolymerization, mechanical activation of organic reactions, and the peculiarities of catalytic effects in organic mechanochemistry. Throughout the text, the author highlights novel technical applications of mechanochemical phenomena in a variety of fields, including lubrication, biomedical engineering, pharmaceutical drug formulation, environmental protection, and practical economy. Organic Mechanochemistry and Its Practical Applications reveals how mechanochemistry was inspired by principles in various disciplines to create innovative approaches for current challenges in these fields.

好的,这是一份关于《有机机械化学及其应用》这本书的详细图书简介,内容完全围绕该主题展开,力求详实且自然流畅。 图书简介:有机机械化学及其应用 (Organic Mechanochemistry and Its Practical Applications) 机械力驱动的化学新纪元 在化学研究的广阔领域中,传统上我们依赖溶剂和热能来驱动反应。然而,随着对可持续化学和绿色合成方法需求的日益增长,《有机机械化学及其应用》一书应运而生,它系统地阐述了如何利用机械能——通过研磨、剪切或挤压等物理作用——来诱导和控制有机化学反应。这本书不仅仅是对新兴领域的介绍,更是对化学合成范式转变的一次深刻探讨。 本书的核心在于揭示机械力在分子层面上如何调控反应路径、改变反应活性,并最终实现传统热力学或溶剂驱动方法难以企及的化学转化。它将机械化学从一个边缘化的研究课题,提升到了有机合成工具箱中一个强大且不可或缺的组成部分。 第一部分:基础理论与机制解析 本书的开篇部分着重于奠定坚实的理论基础,为读者理解机械化学过程的内在机制做好铺垫。 第一章:机械化学的哲学基础与历史沿革 本章追溯了机械化学的起源,从早期的研磨技术到现代高精度球磨机和压砧技术的发展历程。它探讨了机械力如何作为一种独特的能量输入形式,在不依赖大量溶剂或高温高压的条件下,激活惰性分子键,并对比了机械活化与热活化的根本区别。 第二章:固态反应动力学与形貌效应 机械化学反应的核心在于固-固界面或固-液界面的相互作用。本章深入探讨了机械力如何影响晶体结构、晶格缺陷的形成以及比表面积的变化。通过研究不同粒径、晶型和机械处理程度对反应速率和产物选择性的影响,读者将掌握如何通过形貌工程来优化机械化学反应的效率。 第三章:机械力作用下的反应机理 这是理解机械化学的关键章节。我们详尽分析了机械能转化为化学能的具体途径,包括自由基的产生、局部高温区(热点)的形成、以及晶格应力诱导的分子重排。书中通过计算化学模型和实验证据,解释了机械力在调控过渡态能量和选择性方面的独特能力,特别是如何克服传统热力学障碍实现高能垒反应。 第二部分:核心合成技术与仪器操作 本部分将理论知识转化为实践技能,详细介绍了当前主流的有机机械化学合成技术及其所需的关键设备。 第四章:球磨技术(Ball Milling):从实验室到工业规模 球磨是目前应用最广泛的机械化学技术。本章详细介绍了不同类型的球磨机(如行星式、振动式、玛瑙研钵)的结构、操作参数(转速、研磨时间、介质选择)的优化策略。特别强调了如何在高通量筛选中应用高通量球磨阵列,以快速评估反应条件。 第五章:压砧技术(Grinding and Pressing) 对于需要精确控制施加压力的反应,压砧技术提供了无与伦比的优势。本章讲解了静态高压研磨和动态挤压(如双辊压片机)的应用范围,尤其关注其在光化学和光致机械化学反应中的诱导作用,以及如何利用压力来诱导或稳定新的固态多晶型。 第六章:溶剂辅助机械化学(Liquid-Assisted Grinding, LAG) LAG技术是连接传统湿化学和纯机械化学的关键桥梁。本章分析了微量溶剂在润滑、溶解反应物和调节机械活化程度中的作用。通过对溶剂极性、用量和添加顺序的系统研究,读者将学会如何利用LAG技术来增强反应收率、提高产物纯度,并拓展机械化学的反应范围。 第三部分:重要的反应类型与实际应用 本书的后半部分聚焦于机械化学在具体有机合成转化中的实际威力,展示其在不同官能团转化中的普适性。 第七章:机械化学驱动的偶联反应与成键 本章深入探讨了机械力在构建碳-碳键和碳-杂原子键中的应用。重点介绍了机械化学催化的Suzuki、Heck及Sonogashira偶联反应,以及在没有或仅使用极少量金属催化剂的情况下,如何实现高效的胺化和醚化。书中展示了如何利用机械能激活惰性的C-H键进行直接官能团化。 第八章:异构化、聚合与分子机器 机械力不仅可以引发全新的反应,还能有效控制分子重排和聚合过程。本章详细介绍了机械化学诱导的分子内重排(如Diels-Alder反应的逆反应或骨架重排)的独特性质。此外,书中还探讨了机械化学在固态聚合反应中的应用,以及如何利用周期性机械刺激来驱动分子机器(如分子开关)的运动和功能化。 第九章:手性控制与不对称机械化学 手性分子的合成是现代药物化学的核心。本章探讨了机械力如何影响晶体堆积和手性诱导。内容涵盖了机械力诱导的动力学拆分、非对映选择性反应,以及如何通过机械研磨实现从外消旋体到单一对映体的定向转化,突出了机械化学在绿色不对称合成中的潜力。 第四部分:面向未来的可持续化学实践 本书的最后部分展望了机械化学在环境友好型合成和工业化过程中的巨大前景。 第十章:机械化学与催化剂的无缝集成 机械化学为多相催化提供了一个理想的平台。本章讨论了如何利用机械力来高效负载、分散和活化纳米催化剂,避免了传统合成方法中可能存在的团聚问题。重点分析了研磨如何原位生成高活性催化物种,并介绍了机械化学在催化剂回收和再利用方面的优势。 第十一章:工业放大与过程安全 将机械化学从毫克级规模放大到公斤级乃至吨级是其实际应用的关键挑战。本章提供了关于放大策略的实用指南,包括反应热管理、产品分离与纯化技术的改进,以及对涉及高能中间体(如爆炸性或光敏性化合物)的机械化学反应的安全评估流程。 结论:展望机械化学的未来蓝图 总结全文,本章再次强调了机械化学作为“第三种溶剂”(继液相和气相之后)的战略地位。它预测了结合流动化学、自动化筛选与机械化学的未来研究方向,指出机械化学在原料药合成、功能材料制备以及废物资源化处理等领域将扮演越来越重要的角色。 目标读者群: 本书面向所有对有机合成、绿色化学、药物化学、材料科学以及化学工程感兴趣的研究人员、高级本科生和研究生。它既是深入理解机械化学原理的学术参考书,也是指导实验操作的实用指南。 主要特色: 结构清晰,理论深度与实践指导并重。全书结合了大量的案例研究和最新的研究进展,旨在培养读者利用机械能进行创新化学转化的能力。

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