New Methodologies and Techniques for a Sustainable Organic Chemistry pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Mordini, Alessandro (EDT)/ Faigl, Ference (EDT)

出品人:

頁數:348

译者:

出版時間:

價格:1922.00 元

裝幀:

isbn號碼:9781402067914

叢書系列:

圖書標籤:

• Organic Chemistry
• Sustainable Chemistry
• Green Chemistry
• Methodology
• Techniques
• Synthesis
• Catalysis
• Environmental Chemistry
• Chemical Reactions
• Organic Synthesis

綠色化學的未來：創新方法與可持續實踐 本書並非《New Methodologies and Techniques for a Sustainable Organic Chemistry》的續篇或替代品，而是聚焦於當前化學研究領域一個更宏大、更具前瞻性的圖景——即如何通過根本性的方法創新和工程化突破，實現化學工業和實驗室操作的徹底可持續轉型。 --- 第一部分：超越傳統——原子經濟性與反應介質的革命 本書深入探討瞭當前有機閤成方法學中亟待解決的核心挑戰：如何最大化原子利用率並徹底消除或替換有害溶劑和試劑。我們著重介紹瞭那些被主流教科書和現有綜述因過於前沿或技術壁壘過高而略去的前沿策略。 1.1 超越催化：從計量到本徵激活 傳統催化依賴於引入外部物種（如金屬或酶）來降低能壘。本書則將焦點轉移到本徵反應活化的研究，即如何通過精確的物理刺激（如超聲、光場、電場或壓力）直接調控反應物的電子結構，使其在無需傳統催化劑的情況下，高效地進行轉化。 機械化學閤成的深度解析： 我們詳盡分析瞭高能球磨、研磨等固態反應技術如何通過局部高能輸入，實現惰性鍵的斷裂與重組。重點討論瞭如何在機械力場下精確控製産物的對映選擇性和區域選擇性，這對於藥物化學和精細化工至關重要。我們展示瞭如何設計特殊的反應容器和研磨介質，以應對放大生産中的熱點和混閤不均問題。 電化學閤成的精細調控： 區彆於傳統的電解，本書關注無電解質或微量電解質的電化學閤成。探討瞭如何通過精確控製電極材料、錶麵形貌以及電流密度，實現對自由基和離子中間體的實時、非侵入式調控，從而避免瞭傳統氧化劑和還原劑帶來的副産物負擔。 1.2 溶劑革命：反應介質的再定義 溶劑占據瞭化工過程中極大的環境足跡。本書摒棄瞭對“綠色替代溶劑”的常規討論（如水、超臨界二氧化碳），轉而探索那些徹底顛覆傳統液相反應概念的新型介質。 離子液體與深共熔溶劑（DESs）的工程應用： 重點分析瞭如何利用DESs的結構可設計性，使其不僅作為溶劑，還能作為反應的自催化劑或模闆。書中收錄瞭利用定製化DESs體係，成功實現高難度C-H鍵活化轉化的案例，這些轉化在傳統有機溶劑中幾乎不可能實現。 氣相和固相的集成化反應設計： 探討瞭如何設計多相催化反應器，使得氣相反應物能夠在固態反應床上，通過精確控製氣體分壓和溫度梯度，實現近乎無溶劑的高效轉化。 --- 第二部分：生物催化與閤成生物學的交匯點 可持續化學的未來必然與生命科學深度融閤。本書超越瞭對已發現酶的簡單應用，聚焦於如何工程化生命係統以執行非天然的化學轉化。 2.1 酶的“非自然”進化：定嚮進化與基因組編輯 我們詳細剖析瞭利用高通量篩選技術和計算模擬，指導蛋白質（酶）的定嚮進化過程，使其能夠催化目前已知的、對環境不友好的傳統有機反應。 C-C鍵的酶促構建： 重點展示瞭如何設計具有環化或串聯反應能力的仿生酶，以在溫和條件下構建復雜天然産物和新型藥物骨架中的關鍵手性中心。這部分內容詳細闡述瞭酶活性位點的重塑對底物兼容性和立體選擇性的影響機製。 脫羧反應的酶驅動機製： 探討瞭如何利用酶學方法，實現此前主要依賴高溫或強酸強堿的脫羧反應，極大地提高瞭精細化學品閤成的安全性與效率。 2.2 閤成生物學驅動的化學品生産 本書將視角拉伸至整個生物製造鏈條，探討如何通過代謝工程，將微生物（如酵母、大腸杆菌）從簡單的生物質轉化器，升級為定製化的化學工廠。 非天然氨基酸和聚閤物的細胞工廠： 介紹如何通過引入全新的代謝途徑，使細胞能夠生産齣自然界中不存在的高價值化學砌塊或高性能生物基聚閤物前體。我們特彆關注如何解決這些異源代謝路徑在工業規模發酵中的産率和穩定性問題。 “從頭閤成”與生物-化學耦閤： 討論瞭如何將化學閤成的優勢（如快速構建復雜骨架）與生物閤成的優勢（如高選擇性和環境友好性）相結閤，形成高效的“化學-生物耦閤反應串聯”，實現復雜分子的模塊化構建。 --- 第三部分：工業流程的數字化與智能化轉型 可持續性不僅是反應本身，更是整個生産過程的管理與優化。本書探討瞭如何利用信息技術，實現化學流程的自適應與預測性控製。 3.1 連續流化學與過程強化（Process Intensification） 我們深入研究瞭如何將間歇式反應轉移到微反應器和連續流係統中，並著重分析瞭這對安全性和可持續性的革命性影響。 快速混閤與熱量轉移的優化： 詳細對比瞭管式反應器、微通道反應器在處理高放熱或爆炸性反應時的優勢，並提供瞭實際案例中實現毫秒級混閤的工程解決方案。 多功能一體化係統： 探討瞭如何將閤成、分離（如膜分離、萃取）和純化步驟集成到一個連續流平颱中，實現“一站式”化學品生産，極大減少中間物料的儲存和轉移需求。 3.2 人工智能在反應發現與優化中的應用 本書超越瞭簡單的“機器學習預測産率”的層麵，關注AI在“新化學空間探索”中的作用。 逆嚮閤成規劃（Retrosynthesis Planning）的深度學習： 重點分析瞭如何利用圖神經網絡（GNNs）來評估和生成具有高原子經濟性和低環境影響的全新閤成路綫，特彆是那些依賴於非傳統試劑或反應條件的路綫。 自動化實驗室（Self-Driving Labs）： 介紹瞭如何結閤機器人技術和實時數據分析，建立能夠自主設計、執行、分析並迭代實驗的係統，從而以遠超人力的速度發現最優化的綠色反應條件。 --- 本書旨在為化學傢、化學工程師以及緻力於環境友好型工業轉型的政策製定者提供一個全麵而深入的視角。它強調的不是修補現有流程，而是通過顛覆性的方法論創新，構建一個真正可持續、高效且對環境負責任的化學未來。

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