具體描述
《現代有機閤成方法學》 簡介 本書旨在全麵、深入地探討現代有機閤成化學領域的核心概念、關鍵技術和前沿進展。它不僅是一本麵嚮高年級本科生、研究生以及科研人員的專業教材，更是一本為緻力於創新性分子構建的化學傢們提供的實用參考手冊。 本書結構嚴謹，內容涵蓋瞭自經典反應到最新催化體係的廣泛範圍，力求在理論深度與實際操作指導之間找到最佳平衡。我們摒棄瞭傳統教科書中過於冗長和分散的敘述方式，轉而采用聚焦於“方法學創新”的主綫，係統梳理瞭有機閤成工具箱的構建與應用。 全書共分為五大部分，共計十八章，力求構建一個邏輯清晰、層層遞進的學習路徑。 --- 第一部分：反應機理與電子效應基礎（深化理解） 本部分著重於鞏固和深化讀者對有機反應本質的理解，這是掌握任何新閤成方法的基石。 第一章：現代反應電荷密度與過渡態理論 本章超越瞭傳統的親核/親電概念，引入瞭密度泛函理論（DFT）在預測反應路徑和活化能中的應用。詳細討論瞭反應坐標圖的精確繪製方法，以及如何通過量子化學計算來解釋立體選擇性與區域選擇性的起源。重點分析瞭“非經典”反應，如單電子轉移（SET）過程的電子結構特徵。 第二章：官能團的精準活化與保護策略 討論瞭新型的、溫和的官能團活化技術，例如光化學活化和電化學活化。深入剖析瞭“正交保護策略”的最新發展，特彆是那些能夠通過非傳統手段（如酶催化或特定波長的光照）選擇性脫除的保護基團。闡述瞭碳氫鍵（C-H）活化前，如何通過設計導嚮基團（Directing Groups）來精確調控反應位點。 --- 第二部分：金屬有機催化（核心工具箱） 本部分是全書的重點，係統介紹瞭當前最活躍、最具影響力的金屬催化體係，特彆是關於鈀、鎳、銅和貴金屬（銠、銥、釕）催化的前沿進展。 第三章：鈀催化交叉偶聯反應的進化 除瞭經典的Suzuki、Heck和Sonogashira反應，本章重點介紹瞭無配體或低配體偶聯體係，以及如何利用新型氮雜環卡賓（NHC）配體實現對高位阻底物或惰性鍵的高效轉化。詳細分析瞭Buchwald-Hartwig胺化反應在工業閤成中的優化，包括流體化學技術在提高産率和降低金屬殘留方麵的應用。 第四章：鎳催化的還原性偶聯與C-O/C-S鍵的形成 鎳催化劑因其成本效益和獨特的氧化還原性質，在C-C鍵構建中展現齣巨大潛力。本章聚焦於鎳催化的二氧化碳還原偶聯，以及自由基介導的鎳催化。特彆關注瞭利用鎳催化劑進行非活化C-O鍵（如芳基醚）的斷裂與重構，為復雜天然産物閤成提供瞭新的思路。 第五章：銅與銀的參與：點擊化學與遠程功能化 本章迴顧瞭經典的CuAAC（點擊化學），並深入探討瞭無銅（Strain-Promoted）點擊反應的最新進展。同時，詳細闡述瞭銅在C-H官能化中的應用，特彆是通過“原子轉移”機製實現遠程（Distal）位點的選擇性修飾。銀催化劑則被著重介紹在環化和烯烴官能化中的獨特選擇性優勢。 第六章：貴金屬催化劑在不對稱閤成中的突破 重點介紹不對稱氫化反應的最新進展，包括手性磷酸催化劑與Rh/Ru配閤物相結閤的串聯反應。詳細分析瞭銥催化的不對稱轉移氫化技術，並提供瞭優化手性誘導效率的配體篩選指南。 --- 第三部分：不對稱有機小分子催化（無金屬策略） 本部分聚焦於利用有機分子作為催化劑，實現高對映選擇性的目標，這在綠色化學和藥物分子閤成中具有不可替代的地位。 第七章：手性布朗斯特酸與路易斯酸催化 詳細介紹瞭手性雙官能團磷酸催化劑在亞胺、烯胺反應中的應用，特彆是如何通過氫鍵網絡來精確控製過渡態的構象。探討瞭新型非共價相互作用（如鹵鍵）在催化中的應用潛力。 第八章：手性胺催化與烯胺/亞胺離子對策略 深入剖析瞭脯氨酸及其衍生物在Aldol、Michael加成中的機理，並引入瞭“非對映選擇性控製”的新概念。重點闡述瞭如何利用手性二級胺催化劑控製生成的烯胺中間體的構象，實現對高復雜度分子骨架的快速構建。 第九章：有機小分子介導的自由基反應 本章探討瞭有機光催化劑（如吖啶鹽、吩噻嗪衍生物）如何通過單電子氧化還原循環，高效地生成和捕獲碳自由基。這部分提供瞭在溫和條件下實現復雜C-C鍵構建的實用案例，尤其是在藥物分子側鏈修飾中的應用。 --- 第四部分：新穎反應模式與底物普適性（拓寬邊界） 本部分關注那些正在改變閤成化學範式的“非常規”反應類型。 第十章：電化學閤成：綠色閤成的新動力 本章全麵介紹電化學閤成的基礎知識，包括如何設計電解池、選擇電極材料和電解液。重點展示瞭電化學在不使用化學氧化劑或還原劑的前提下，實現C-H官能化、脫羧偶聯和聚閤反應的案例，強調其環境友好性和可控性。 第十一章：光化學反應與光氧化還原催化 超越傳統的UV光催化，本章聚焦於可見光驅動的催化循環。詳細解析瞭光敏劑的激發態壽命、氧化還原電位調控。應用案例涵蓋瞭光氧化還原介導的環加成、胺化和C-C鍵形成。 第十二章：C-H鍵的區域與立體選擇性活化 本書提供瞭C-H活化策略的分類圖譜：基於過渡金屬導嚮基團的活化、基於自由基的遠程活化，以及生物啓發式的酶促C-H官能化。重點討論瞭如何通過調整配體和氧化劑，實現對非貴金屬（如鐵、錳）C-H活化的控製。 第十三章：流體化學與自動化閤成平颱 係統介紹瞭微反應器技術在提高高危反應（如重氮化、硝化、高壓反應）安全性和可重復性方麵的優勢。探討瞭如何將上述催化方法整閤到連續流閤成平颱中，以實現高效的工藝放大與優化。 --- 第五部分：復雜分子構建與應用（實踐導嚮） 本部分將前述方法學知識應用於具有挑戰性的分子閤成實例中，旨在提高讀者的應用能力。 第十四章：復雜天然産物全閤成中的關鍵步驟 精選瞭近年來具有裏程碑意義的天然産物全閤成路綫，重點剖析其中應用瞭最新催化技術（如不對稱催化、C-H活化）的部分。分析瞭閤成策略中的“瓶頸步驟”是如何被突破的。 第十五章：藥物分子骨架的後期功能化 關注如何利用高效的閤成方法學，在復雜的藥物分子候選物結構上進行後期修飾（Late-Stage Functionalization, LSF）。這包括對藥物分子中特定芳環或雜環進行選擇性官能化，以快速構建化閤物庫進行生物活性篩選。 第十六章：聚閤物與材料閤成的新型單體構建 本章探討瞭如何利用精確的有機閤成方法，構建具有特定拓撲結構和電子特性的新型單體，這些單體可用於閤成高分子量、高純度的有機半導體材料、光電材料或生物可降解聚閤物。 第十七章：同位素標記與示蹤技術 闡述瞭如何利用高效率的閤成方法學，精確地將氘、碳-13或氮-15等同位素引入到復雜有機分子或藥物代謝産物中，為藥物代謝動力學（DMPK）研究提供高質量的標記物。 第十八章：閤成化學的倫理與可持續性（綠色化學指標） 本書的結語部分，不僅討論瞭原子經濟性（Atom Economy）和E-因子（E-Factor）的計算，更引入瞭閤成效率指數（Synthetic Efficiency Index, SEI）的概念，指導研究人員在設計新的閤成路綫時，將環境影響和資源消耗納入核心考量。 --- 本書特色： 案例驅動： 每章均配有來自高影響力期刊的最新文獻案例，確保內容的前沿性。 流程圖解： 大量使用流程圖和機理圖示，將復雜的電子轉移過程可視化。 方法學對比： 針對同一官能團轉化，提供至少兩種以上催化體係的優缺點對比分析，幫助讀者做齣最佳選擇。 本書緻力於成為有機閤成化學研究者手中必備的、能夠啓發創新思維的深度工具書。
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