Transition Metals in the Synthesis of Complex Organic Molecules pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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作者:Soderberg, Bjorn C. G.

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頁數:459

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價格:$ 92.66

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isbn號碼:9781891389597

叢書系列:

圖書標籤:

• Transition Metals
• Organic Synthesis
• Catalysis
• Organometallic Chemistry
• Cross-Coupling
• C-H Activation
• Asymmetric Synthesis
• Total Synthesis
• Methodology
• Ligands

探索物質轉化的藝術：新穎有機化閤物的構建之路 本書深入剖析瞭那些在化學世界中扮演著至關重要角色的元素——過渡金屬，以及它們如何成為閤成復雜有機分子不可或缺的工具。本書並非簡單羅列反應，而是旨在揭示過渡金屬催化作用背後的精妙機製，及其在構建具有挑戰性有機骨架方麵的強大能力。我們不僅會探討這些催化劑如何加速化學轉化，更會深入分析它們如何實現高選擇性，精確地引導反應朝著我們期望的方嚮進行，從而高效地生成目標産物。 本書的關注點在於提供一個全麵的視角，理解過渡金屬在有機閤成領域的多樣化應用。我們將從基礎的金屬催化原理齣發，逐步深入到各種復雜的催化循環。重點將圍繞以下幾個核心方麵展開： 一、 過渡金屬催化的多樣化反應類型： 碳-碳鍵形成反應： 這是有機閤成的基石，而過渡金屬催化劑在構建新的碳-碳鍵方麵展現齣無與倫比的效率和選擇性。本書將詳述如Suzuki偶聯、Heck反應、Sonogashira偶聯、Negishi偶聯以及Kumada偶聯等經典的鈀催化交叉偶聯反應。這些反應不僅能夠連接簡單的烷基或芳基片段，更能靈活地引入官能團，構建復雜的芳香體係、烯烴和炔烴。我們將探討不同金屬（如鈀、鎳、銅）在這些反應中的作用，以及配體的選擇如何影響反應的活性和選擇性。此外，交叉偶聯反應在構建天然産物、藥物分子以及功能材料中的重要性將貫穿全書。 碳-雜原子鍵形成反應： 隨著對具有特定生物活性或功能特性的分子需求的增加，碳-雜原子鍵（如碳-氮、碳-氧、碳-硫、碳-鹵素）的形成變得尤為重要。本書將詳細介紹過渡金屬催化下實現這些鍵形成的策略。例如，Buchwald-Hartwig胺化反應和Ullmann反應在構建C-N鍵中的應用，涉及伯胺、仲胺與芳基或烯基鹵化物的高效偶聯。C-O鍵的形成，如Chan-Lam偶聯，則為酚類化閤物與胺、醇、硫醇的偶聯提供瞭有力工具。此外，過渡金屬催化的鹵化反應，以及後續的交叉偶聯，也是構建復雜分子的關鍵步驟。 氧化還原反應： 過渡金屬在氧化和還原過程中扮演著關鍵角色，它們能夠溫和有效地實現官能團的轉化。本書將深入研究過渡金屬催化的醇、醛、酮的氧化反應，以及烯烴、炔烴、硝基化閤物的還原反應。例如，烯烴的環氧化、雙羥基化，以及炔烴的氫化，這些反應的選擇性和産率往往是傳統方法難以企及的。 C-H鍵活化與官能團化： 這是當前有機閤成領域最前沿、也是最具挑戰性的研究方嚮之一。直接對惰性的C-H鍵進行活化並引入官能團，可以極大地簡化閤成路綫，減少步驟，提高原子經濟性。本書將係統介紹過渡金屬（尤其是鈀、銠、銥）催化的C-H鍵活化策略，包括定嚮C-H活化和非定嚮C-H活化。我們將探討如何通過導嚮基團的設計，實現對特定C-H鍵的選擇性活化，以及隨後進行的偶聯、官能團化反應。這對高效閤成具有復雜結構單元的分子具有革命性的意義。 不對稱催化： 在藥物開發和生命科學領域，分子的手性至關重要。構築單一對映異構體是閤成的關鍵。本書將重點介紹過渡金屬催化的不對稱閤成策略，包括不對稱氫化、不對稱氧化、不對稱C-C鍵形成反應等。我們將深入分析手性配體的設計原理，以及它們如何誘導高對映選擇性。不對稱催化在構建手性中心，閤成具有特定立體構型的生物活性分子方麵發揮著核心作用。 二、 過渡金屬催化機理的深入理解： 理解催化機理是實現高效和選擇性閤成的關鍵。本書將深入探討過渡金屬催化反應的通用機理，包括： 氧化加成 (Oxidative Addition)： 催化劑中心金屬的氧化態升高，同時與底物（如鹵代烴）形成新的鍵。 配體交換 (Ligand Exchange)： 底物或反應物與金屬中心的配體進行交換。 轉金屬化 (Transmetalation)： 在交叉偶聯反應中，有機金屬試劑中的有機基團轉移到過渡金屬催化劑上。 還原消除 (Reductive Elimination)： 催化劑中心金屬的氧化態降低，同時形成新的産物鍵，並釋放産物。 插入反應 (Migratory Insertion)： 有機基團插入到金屬-配體鍵中。 本書將通過詳實的案例分析，結閤計算化學的研究成果，幫助讀者建立對這些基本步驟的深刻認識，從而更好地預測反應行為，優化反應條件，並設計新的催化體係。 三、 配體設計與催化劑的創新： 配體在過渡金屬催化中扮演著“靈魂伴侶”的角色，它們的結構和電子性質直接影響著催化劑的活性、穩定性和選擇性。本書將探討不同類型配體（如膦配體、氮雜環卡賓配體、氧雜環配體等）的設計原理，以及它們如何調控金屬中心的電子密度和空間位阻。我們將介紹如何通過精巧的配體設計，實現對催化劑性能的精準調控，例如提高催化活性、拓展底物範圍、實現高立體選擇性，甚至實現多相催化或非均相催化。 四、 現代閤成策略的應用： 本書還將探討如何將過渡金屬催化與其他現代閤成策略相結閤，以應對更復雜的閤成挑戰。這包括： 多組分反應 (Multicomponent Reactions)： 利用過渡金屬催化，將三個或更多底物在一個反應容器中高效地連接起來，形成復雜的分子結構，顯著提高閤成效率。 串聯反應/一鍋法閤成 (Tandem/One-Pot Synthesis)： 將多個反應步驟在一個反應容器中連續進行，避免瞭中間産物的分離純化，極大地簡化瞭閤成流程，提高瞭産率和原子經濟性。 光氧化還原催化 (Photoredox Catalysis)： 結閤光能和過渡金屬催化，實現溫和條件下的氧化還原轉化，開啓瞭新的反應模式。 電催化閤成 (Electrocatalysis)： 利用電化學方法驅動過渡金屬催化的反應，提供瞭一種綠色、可控的閤成手段。 目標讀者： 本書適閤於化學、有機化學、藥物化學、材料科學等領域的本科生、研究生、博士後研究人員以及相關領域的工業研發人員。它將為讀者提供一個堅實的理論基礎和豐富的實踐指導，幫助他們理解和應用過渡金屬催化的強大力量，從而在閤成復雜有機分子方麵取得突破。 本書旨在激發讀者對過渡金屬化學的濃厚興趣，並為其在設計和執行高效、選擇性有機閤成路綫提供寶貴的知識和工具。通過掌握這些原理和技術，讀者將能夠更自信地應對現代有機閤成中的各種挑戰，為科學研究和新物質的創造貢獻力量。

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這本書的深度和專業性，使得它注定不是一本可以輕鬆“掃讀”的書籍。我發現自己不得不頻繁地停下來，查閱一些更基礎的物理化學背景知識，以便更好地理解作者是如何從熱力學和動力學的角度來論證特定催化體係的優越性的。例如，在討論高價態金屬中間體的穩定性時，作者引用瞭大量的計算化學數據和精細的譜學證據來支撐觀點，這使得結論具備瞭無可辯駁的嚴謹性。這種對細節的執著和對證據鏈的完整性要求，讓這本書的學術價值倍增，但也意味著它對讀者的基礎儲備提齣瞭相當高的要求。它更像是一本“參考手冊”與“深度教材”的結閤體，適閤已經掌握瞭基礎有機金屬化學，並希望嚮更高層次的催化劑設計和反應機理研究邁進的學者。

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我花瞭相當一段時間來瀏覽這本書的章節結構和目錄安排。坦率地說，其邏輯的嚴密性和覆蓋麵的廣度令人驚嘆。它似乎不僅僅停留在對已知過渡金屬催化體係的簡單羅列，而是嘗試構建一個有機的知識體係，從基礎的配位化學原理齣發，逐步深入到手性誘導、C-H活化等前沿領域。特彆吸引我的是其中關於“反應性預測與催化劑理性設計”的部分，這部分內容明顯超越瞭許多入門級或綜述性的書籍，它似乎在引導讀者如何從第一性原理齣發，去“設計”新的催化劑，而非僅僅是“發現”或“使用”現有的它們。這種自上而下的組織方式，極大地提升瞭閱讀的連貫性和理論的深度，讓人感覺這不是一堆孤立的實驗記錄的堆砌，而是一套係統的、可推廣的化學思維框架的構建。

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初次試讀其中關於鈀催化交叉偶聯反應的章節時，我立刻感受到作者在闡述復雜機理時的清晰度。很多教科書在討論氧化加成、還原消除這些關鍵步驟時，往往陷入過於簡化的模型，或者反過來，充斥著晦澀難懂的符號。但這本書似乎找到瞭一個極佳的平衡點。它用非常細膩的筆觸，描述瞭不同配體環境如何微妙地調控中間體的穩定性、反應能壘，甚至對立體化學産物的選擇性産生瞭決定性的影響。閱讀過程中，我仿佛能跟上作者的思路，沿著電子流動的軌跡一步步推演。這種將理論化學的硬核知識與實際有機閤成的精妙控製力完美結閤的敘事方式，對於我這樣需要將理論應用於解決實際閤成難題的研究者來說，簡直是如獲至寶，它提供的洞察力遠超標準教材的描述。

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這本書的封麵設計和裝幀質感給我留下瞭極為深刻的印象。拿到手裏時，那種沉甸甸的、略帶粗礪的紙張觸感，立刻預示著這是一本內容紮實、麵嚮專業人士的深度著作。我尤其欣賞它在視覺上傳達齣的嚴肅性和學術性，沒有太多花哨的圖示或誇張的色彩，而是選擇瞭一種內斂而經典的學術書籍配色，這在我繁忙的研究生涯中，無疑是一種視覺上的“定心丸”。它告訴我，這本書不會在那些浮於錶麵的概述上浪費時間，而是直接切入核心。書脊上的字體選擇也頗為考究，兼顧瞭易讀性和傳統化學書籍的美感，即便是擺在書架上，也顯得頗具分量，散發著一種經得起時間考驗的專業氣息。我期待著翻開它，看到那些嚴謹的分子結構圖和詳盡的反應機理描述，相信這種高品質的物理呈現，定能匹配其內容的深度。

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從一個純粹的“使用者”角度來看，這本書在“實際應用指導”方麵的呈現方式，也顯得非常高明。它並沒有止步於純粹的理論推導，而是穿插瞭大量“案例分析”和“閤成實例”。這些實例的選擇並非隨機的教科書示例，而是似乎經過精心挑選，旨在展示某一類催化反應在麵對實際閤成挑戰（如官能團耐受性、低負載量催化）時的錶現。我特彆留意瞭關於惰性鍵活化的部分，作者對反應條件的精細調控以及如何剋服電子效應和空間位阻的描述，提供瞭非常具體的操作性見解。這種將理論深度、案例精選和操作細節融為一體的編排，使得這本書不僅是理論的殿堂，更是實驗室裏能隨時翻閱、解決實際問題的強大工具。

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