内容简介
《有机化学:提高篇/高等学校“十二五”规划教材》全面系统地介绍各类有机反应的历程及有机合成方法与技术,共16章,内容包括饱和碳原子上的亲核与亲电取代反应、芳环上的亲核与亲电取代反应、重键上的亲核与亲电加成反应、消去反应、重排反应、氧化还原反应、自由基反应、周环反应、光化学反应、元素有机和金属有机化合物等。最后两章介绍有机合成设计和有机合成技术与方法。 《有机化学:提高篇/高等学校“十二五”规划教材》可供化学、应用化学、制药、高分子等专业的学生使用,也可供相关科研人员参考。
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目录
17 有机化学反应及其历程17.1 概述17.1.1 有机化学反应17.1.2 有机化学反应中的试剂17.1.3 有机化学反应历程17.2 有机化学反应速率17.2.1 反应速率、反应级数与反应分子数17.2.2 反应速率理论17.3 有机反应历程的研究方法17.3.1 产物分析法17.3.2 立体化学分析法17.3.3 同位素标记法17.3.4 活性中间体研究法17.3.5 动力学研究法习题
18 反应中的立体化学与活性中间体18.1 立体化学18.1.1 构型表达的几种形式18.1.2 潜手性18.1.3 反应中的立体化学18.2 有机反应中的活性中间体18.2.1 正碳离子18.2.2 负碳离子18.2.3 自由基18.2.4 碳烯18.2.5 氮烯18.2.6 鎓内盐习题
19 饱和碳上的亲核取代反应19.1 亲核取代反应的类型及历程19.1.1 反应的类型19.1.2 亲核取代反应的历程19.2 单分子亲核取代反应历程19.2.1 SN1反应的特征19.2.2 影响SN1反应速率的因素19.3 双分子亲核取代反应的历程19.3.1 SN2反应的特征19.3.2 影响SN2反应速率的因素19.4 亲核取代反应中竞争反应19.5 亲核取代反应中的邻基参与和分子内取代19.5.1 邻基参与反应19.5.2 分子内的亲核取代反应历程19.6 亲核取代反应中的离子对历程19.6.1 离子对19.6.2 影响离子对历程的因素19.7 亲核取代反应在合成中的应用19.7.1 官能团的互变19.7.2 生成C—C键19.7.3 相转移催化的取代反应习题
20 消去反应20.1 消去反应的历程20.1.1 消去反应的历程20.1.2 影响消去反应的因素20.1.3 与消去反应相竞争的反应20.2 消去反应的方向20.2.1 消去反应的择向规律20.2.2 消去的择向规律与历程的关系20.3 消去反应的立体化学20.3.1 链状化合物消去的立体化学20.3.2 环状化合物消去的立体化学20.4 热消去反应20.4.1 羧酸酯的热消去反应20.4.2 磺原酸酯的热消去反应20.4.3 叔胺氧化物的热消去反应20.5 消去反应在合成中的应用20.5.1 卤代烃的消去反应20.5.2 醇及其衍生物的消去反应20.5.3 叔胺氧化物、季铵碱和锍碱的热消去反应20.5.4 其它化合物的消去反应习题
21 芳环上的取代反应21.1 芳环上的亲电取代反应21.1.1 芳环上的亲电取代反应历程21.1.2 原位取代21.1.3 反应活性与定位效应21.2 芳环上的亲电取代反应在合成中的应用……22 不饱和碳酸键的加成反应23 碳氧双键的亲核加成反应24 分子重排反应25 氧化还原反应26 自由基反应27 周环反应28 有机光化学反应29 含硫、磷、硅、硼和锂的有机化合物30 有机过渡金属化合物31 有机合成设计32 现代有机合成技术简介主要参考文献
前言/序言
深入探索化学世界的广阔疆域:一系列高等教育与专业进阶参考书目推荐 本简介旨在为学习者、研究人员及化学领域专业人士推荐一系列与《有机化学:提高篇/高等学校“十二五”规划教材》主题并非直接重叠,但能有效拓展知识广度与深度,并对现代化学研究及应用具有重要指导意义的权威性或前沿性著作。这些书籍涵盖了从基础理论的精深化到新兴交叉学科的应用拓展,旨在构建一个全面且富有挑战性的学习与研究体系。 --- 一、 理论化学与计算化学的基石与前沿 有机化学的深入理解离不开对分子结构、反应机理的精确描述,这依赖于扎实的理论基础和日益强大的计算工具。 1. 《量子化学原理与应用》(Principles and Applications of Quantum Chemistry) 内容聚焦: 本书超越了有机化学对分子轨道理论的初步介绍,深入探讨了薛定谔方程的精确与近似解法,包括Hartree-Fock方法、密度泛函理论(DFT)的基础框架及其在描述化学键合、激发态和非绝热过程中的具体应用。它详细阐述了基组的选择、电子相关效应的处理,并结合具体实例展示如何利用计算化学预测分子构象、反应过渡态和光谱性质。 适用性: 为希望从第一性原理层面理解有机反应和分子设计的读者提供坚实的基础。 2. 《计算有机化学导论》(Introduction to Computational Organic Chemistry) 内容聚焦: 本书是一本高度实用的指南,重点在于如何将理论计算应用于解决实际的有机化学问题。内容包括分子力学(MM)的应用范围、如何设置和优化反应路径(如内禀反应坐标IRC计算)、如何解释计算得到的波函数信息,以及如何使用商业或开源软件进行有效的化学模拟。重点强调了计算结果的可靠性评估与实验数据的验证。 价值: 弥合了纯理论与实验操作之间的鸿沟,是现代合成化学家必备的技能。 二、 反应机理与合成策略的精深拓展 在掌握了基础反应的基础上,进阶学习需要关注更复杂、更精细的催化体系和立体控制策略。 3. 《过渡金属催化有机反应机理》(Mechanisms of Transition Metal Catalyzed Organic Reactions) 内容聚焦: 本书系统性地梳理了当代理论化学的核心领域——过渡金属催化。详细解析了氧化加成、还原消除、插入、转金属化等关键步骤的电子效应与空间要求。重点涵盖了钯催化的交叉偶联反应(Suzuki, Heck, Sonogashira等)的最新发展、C-H键活化策略的最新进展,以及铑、铱、钌等金属在不对称催化中的应用。 区别于基础教材: 相比于介绍性的章节,本书深入探讨了配体设计对催化效率和选择性的影响,以及催化循环中非经典中间体的分离与表征。 4. 《不对称催化与立体选择性合成》(Asymmetric Catalysis and Stereoselective Synthesis) 内容聚焦: 专注于如何精确控制生成的手性中心数量和空间排布。内容包括但不限于: 有机小分子催化(Organocatalysis): 脯氨酸催化、硫脲催化、手性布朗斯特酸/路易斯酸催化等。 金属催化的不对称反应: 手性膦配体、BOX、Salen配体设计。 动力学拆分(Kinetic Resolution) 与动态动力学拆分(Dynamic Kinetic Resolution) 的理论基础与工程实现。 价值: 为药物化学和天然产物全合成提供了最核心的工具箱。 三、 跨学科领域:化学生物学与材料化学的交汇 有机化学的应用早已超越了传统的有机合成范畴,与生命科学和材料科学紧密融合。 5. 《化学生物学导论》(Introduction to Chemical Biology) 内容聚焦: 本书探讨如何利用有机化学合成工具和方法来研究、调控和理解生物系统。核心内容包括: 生物正交化学(Bioorthogonal Chemistry): 例如Click化学、Tetragonal环加成等在活细胞标记和成像中的应用。 探针分子设计: 合成具有特定荧光、顺磁性或放射性的分子,用于追踪蛋白质功能和信号通路。 化学遗传学(Chemical Genetics): 利用小分子化合物进行功能筛选与调控。 定位: 适合有志于从事药物发现、生物成像或蛋白质工程研究的读者。 6. 《功能性有机材料的合成与性能》(Synthesis and Properties of Functional Organic Materials) 内容聚焦: 关注具有特定电子、光学或物理性质的共轭分子和聚合物的分子设计。重点阐述了如何通过调控分子骨架的π共轭长度、引入给电子/吸电子基团来“定制”材料的能级结构。具体涵盖了有机发光二极管(OLEDs)中的主体和客体材料、有机太阳能电池(OSCs)中的给体/受体材料,以及有机半导体晶体管(OTFTs)的构建。 强调: 分子结构与宏观电子性能之间的定量关系。 四、 分析化学的进阶手段:结构确证的深度解析 任何高级的有机化学研究都离不开对产物结构的精确、无二义性的确认。 7. 《核磁共振波谱学高级应用》(Advanced Applications in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) 内容聚焦: 区别于基础教材对 $^1 ext{H}$ 和 $^{13} ext{C}$ NMR 的初步介绍,本书侧重于二维、三维及高场谱学的复杂解读。详细讲解了COSY, TOCSY, NOESY, HSQC, HMBC 等脉冲序列的原理,并深入探讨了: 结构解析中的立体化学判定: 如何利用耦合常数 ($J$ 值) 和 NOE 效应确定环构象和分子间距离。 动态NMR: 研究分子内部的快速重排、异构化平衡。 固体NMR: 在催化剂和高分子材料研究中的应用。 8. 《高分辨质谱与色谱联用技术》(High-Resolution Mass Spectrometry and Chromatographic Coupling Techniques) 内容聚焦: 讲解液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)在复杂体系分析中的地位。重点在于: 准确质量的计算与分子式推断: 如何利用高分辨数据确定未知杂环或天然产物的精确结构。 碎裂(Fragmentation)机制的深入理解: 结合电子轰击(EI)和软电离技术(ESI, APCI)的碎裂模式分析。 定量分析: 内标法、同位素稀释法在痕量分析中的精确操作流程。 --- 通过研读上述书籍,学习者将能够超越基础有机化学的范畴,进入理论计算、精密催化、生物应用和尖端分析的交叉前沿,为未来的科研和工业应用打下更坚实、更广阔的知识基础。