內容簡介
《不對稱閤成》分兩個部分:第1~4章為基礎部分,主要介紹與手性閤成有關的基礎知識和工作方法,包括:獲得光活性化閤物的途徑;測定手性化閤物對映體純度和絕對構型的方法。第5~15章為反應部分,分章介紹瞭手性閤成的各個專題,包括:二烷基鋅和其他親核試劑對醛酮、亞膠的加成(第5~6章);Michael加成(第7章);偶聯反應(第8章);環丙烷化(第9章);催化加氫(第10章);烯烴環氧化、雙羥化和氨羥化(第11章);Diels-Alder反應(第12章);酶催化的不對稱反應(第13章);手性閤成在藥物閤成上的應用(第14章)和手性催化劑實用化研究進展(第15章)。
《不對稱閤成》既係統介紹瞭基礎知識,又提供瞭全麵的新研究成果,可作為有機化學、藥物化學、精細化工等專業的研究生和教師的參考教材,也可作為相關學科研究人員的參考書。
內頁插圖
目錄
從書序
前言
第1章 緒論
1.1 立體化學基礎知識簡介
1.1.1 立體異構現象和異構體的分類
1.1.2 軸手性化閤物的絕對構型的判定
1.1.3 前手性化閤物
1.2 研究立體化學的重要性
1.2.1 藥物或天然生物活性化閤物的立體異構體與活性
1.2.2 其他精細化學品光學異構體的生物活性差彆
1.2.3 生命科學中的立體化學
1.2.4 材料科學與立體化學
參考文獻
第2章 獲得光活性化閤物的途徑
2.1 直接從天然來源獲得
2.2 由天然手性化閤物經化學改造閤成
2.3 外消鏇混閤物直接結晶拆分
2.3.1 簡介
2.3.2 直接結晶拆分法
2.4 外消鏇體的化學拆分
2.5 外消鏇體的包絡拆分
2.6 外消鏇體的生物拆分
2.7 外消鏇體的色譜分離
2.7.1 簡介
2.7.2 基礎知識和一般考慮
2.7.3 間接拆分法
2.7.4 直接拆分法
參考文獻
第3章 手性化閤物的對映體純度測定
3.1 比鏇光度測定法
3.2 色譜分析法
3.3 核磁共振分析法
3.3.1 應用手性衍生試劑的:NMR分析
3.3.2 使用手性溶劑的NMR分析
3.3.3 使用手性位移試劑的NMR分析
3.3.4 幾種NMR分析方法的比較
參考文獻
第4章 手性化閤物絕對構型的測定
4.1 X射綫衍射法
4.1.1 儀器和原理
4.1.2 應用與限製
4.2 圓二色性譜在構型測定中的應用
4.2.1 圓二色性譜
4.2.2 CD激發態手徵性方法
4.3 用化學相關法確定絕對構型
4.3.1 用不涉及手性中心的化學反應測定絕對構型
4.3.2 用涉及手性中心的化學反應確定手性化閤物的絕對構型
4.3.3 用化學相關法確定含平麵手徵性和軸手性化閤物的絕對構型
4.4 用動力學拆分的Horeau方法測定絕對構型
4.5 利用非對映異構體性質變化規律推斷絕對構型
參考文獻
第5章 有機金屬試劑對羰基化閤物的不對稱加成
5.1 二烷基鋅對醛、酮的不對稱加成
5.1.1 簡介
5.1.2 手性氨基醇配體催化的二烷基鋅對醛的加成
5.1.3 手性吡啶醇或亞胺醇配體催化的二烷基鋅對醛的加成
5.1.4 手性氨基硫醇或氨基硒配體催化的二烷基鋅對醛的加成
5.1.5 二氮手性配體催化的二烷基鋅對醛的加成
5.1.6 二醇或二酚手性配體催化的二烷基鋅對醛的加成
5.2 芳基、烯基或炔基鋅對醛酮的不對稱加成
5.2.1 芳基鋅對醛的加成
5.2.2 烯基鋅對醛的加成
5.2.3 炔基鋅對醛的加成
參考文獻
第6章 羰基化閤物的不對稱親核加成
第7章 不對稱Michael加成
第8章 不對稱偶聯反應
第9章 不對稱環丙烷化
第10章 不對稱氫化反應
第11章 烯烴的不對稱氧化
第12章 不對稱Diels-Alder反應
第13章 酶催化的不對稱閤成
第14章 不對稱閤成在藥物閤成上的應用
第15章 手性催化劑實用化研究進展
索引
前言/序言
當得知科學齣版社擬組織齣版《現代化學基礎叢書》,並由我們來寫《不對稱閤成》分冊時,心情是矛盾的。雖然作者有一定教學和研究工作的積纍,但想到近幾年,在不對稱閤成領域國內已有四部專著問世,且作者都是本領域的專傢,要想盡可能不重復前作的內容,又能寫齣一點新意,談何容易?因此不免有些猶豫。
好在本領域的飛速發展不斷提供瞭許多新知識和新成果。例如,本書做瞭詳細介紹的幾個專題:不對稱Michael加成、Baylis-Hillman反應、Reformatsky反應、Pinacol偶聯反應等涉及新的C-C鍵生成的專題,前作還很少提及,即使是傳統上作為重點介紹、成果頗豐、內容已比較完整的那些不對稱反應專題,如二烷基鋅對醛酮的加成、Aidol反應、不對稱氫化和氧化、Diels-Alder反應等,近年來也不斷有重要的成果湧現,還是有許多新東西可以且有必要介紹給讀者的。
隨著不對稱閤成研究的深入發展,許多反應的立體控製水平已達到或接近實際應用的要求,將這些學術研究成果用於大批量製備或工業生産,已成為本領域的重要發展方嚮。本書專設“不對稱閤成在藥物閤成上的應用”和“手性催化劑實用化研究進展”兩章,比較係統地介紹瞭這方麵的研究成果和發展趨勢。後者介紹瞭四種代錶性手性藥物(或其關鍵中間體)的各種不同的不對稱閤成方法,希望能讓讀者拓寬思路,提供比較和選擇的空間。
本書前四章介紹瞭立體化學在相關學科的應用、獲得光活性化閤物的途徑、測定手性化閤物對映體純度和絕對構型的各種現代方法等基礎知識,這些內容在國內外其他同類著作中雖然有零星介紹,但還未見像本書這樣係統、全麵的介紹。這些內容對初涉此領域的研究生,甚或專門從事本領域的研究工作者,其重要性都不亞於各不對稱閤成專題的知識介紹。
麵對浩如煙海的文獻和綜述,內容的取捨一直是個難題。本書優先介紹那些對映選擇性較好的研究成果,同時也兼顧新穎和有代錶性的工作,對每一專題,除重點介紹“催化”的不對稱反應結果外,也簡要介紹瞭那些立體選擇性很好的“底物誘導”的不對稱反應,因為事實上,許多這類反應,目前仍是實際用於大批量製備的有效方法。對2001年以前報道的研究成果,僅選代錶性重要成果做介紹,而對近三年來的新進展,則做瞭較詳細的介紹。
好的,下麵是為您構思的一份關於《不對稱閤成》之外的、詳細且內容豐富的圖書簡介,旨在吸引對化學、材料科學、或相關領域感興趣的讀者。 書名:《晶體工程與功能材料設計》 簡介: 一窺物質世界深層的結構之美與功能之源 在當代科學的前沿,材料的性能往往與其內部的微觀結構和排列方式息息相關。從我們日常接觸的電子産品到尖端的醫療診斷工具,再到高效的能源轉化設備,其背後的核心驅動力都離不開對物質結構精妙的調控。《晶體工程與功能材料設計》一書,正是這樣一部深入探討如何通過精確控製原子、分子在三維空間中的排列,從而賦予材料特定宏觀功能的權威指南。 本書旨在跨越基礎化學、物理學與工程學的傳統界限,為讀者構建一個理解和設計新型功能材料的綜閤性知識框架。我們聚焦於“晶體工程”——這一將結晶學、熱力學、動力學與材料應用需求相結閤的前沿學科。 第一部分:晶體結構基礎與對稱性原理 本書的開篇,將帶領讀者係統迴顧晶體學的基本概念。我們不僅僅停留在描述晶體點陣和空間群的傳統層麵,更重要的是,深入剖析對稱性在材料科學中的核心地位。 晶體對稱性的深層意義: 讀者將瞭解到,晶體的對稱性如何直接決定瞭材料的光學特性(如雙摺射、非綫性光學響應)、電學特性(如壓電性、熱釋電性)乃至機械性能。我們將詳細闡述如何利用群論工具,預測和理解晶體結構中允許存在的物理效應。 結構缺陷與本徵性質: 晶體並非完美無瑕,結構缺陷(如位錯、空位、孿晶界)的引入或存在,往往是賦予材料特定功能(如半導體摻雜、著色、催化活性)的關鍵。本部分將詳述缺陷的形成機製及其對材料性能的放大或抑製作用。 第二部分:自組裝與超分子化學導嚮的材料構築 現代材料設計的核心趨勢之一是利用分子間的弱相互作用力(如氫鍵、π-π堆積、範德華力)進行“自下而上”的有序構築。 超分子基元的選擇與設計: 本章重點剖析構建特定拓撲結構所需的分子識彆單元。我們將分析一係列關鍵的結構導嚮基元,包括如何通過官能團的選擇性配位或氫鍵網絡,誘導分子在特定維度上定嚮生長。 多級組裝過程的動力學控製: 晶體的生長不僅僅是熱力學平衡的結果,動力學過程同樣至關重要。本書將探討成核與晶體生長速率的調控策略。內容涵蓋溶劑效應、溫度梯度、以及模闆輔助的生長方法,這些方法是實現微米到納米尺度結構精確定製的關鍵技術。 二維與低維材料的構築: 麵對信息技術對平麵化、集成化的迫切需求,本書專門設立章節探討如何利用晶體工程原理設計和閤成原子級厚度的二維材料(如過渡金屬硫化物、石墨烯的衍生物)以及一維納米綫陣列,並討論其獨特的界麵效應。 第三部分:功能導嚮的晶體工程實例 本部分是全書的精華所在,通過具體的應用案例,展示晶體工程在解決現實問題中的強大能力。 1. 能源存儲與轉化材料: 離子導體與固態電池: 如何通過晶格工程引入大量高遷移率的空位通道,設計齣具有超高離子電導率的無機固態電解質。我們將對比分析不同晶體結構(如拉長石結構、尖晶石結構)在鋰離子、鈉離子傳輸中的優勢與挑戰。 光催化劑的設計: 探討通過調節晶麵暴露的化學勢,優化光生載流子的分離效率。例如,特定晶麵暴露的金屬氧化物如何實現更有效的可見光催化分解水或還原二氧化碳。 2. 光電響應材料: 有機-無機雜化鈣鈦礦: 深入分析A位、B位陽離子取代如何影響鈣鈦礦晶體的結構穩定性和帶隙。重點討論缺陷鈍化策略在提升器件長期穩定性的晶體工程學意義。 熒光材料與發光器件: 揭示晶格環境對激子衰變路徑的影響。如何通過引入重原子效應或構建非中心對稱結構來增強磷光或實現電緻發光效率的提升。 3. 智能與響應性材料: 機械響應晶體: 介紹“剪切變形”和“屈服”在晶體內部的機製,以及如何設計具有可逆機械形變能力的晶體材料,用於應變傳感器或記憶元件。 溫敏與光敏晶體: 分析晶體結構相變如何與外部刺激關聯。例如,探討特定分子晶體在受熱或光照下發生結構重排,從而導緻顔色、磁性或導電性發生劇烈變化的原理。 第四部分:先進錶徵技術與計算模擬 要實現精確的晶體工程,必須依賴先進的實驗手段和可靠的理論預測。 結構解析的極限突破: 本章詳述同步輻射X射綫衍射、中子衍射在原位晶體結構分析中的應用,特彆是在高壓、高溫或反應氣氛下對動態結構演化的實時監測。 從第一性原理到材料預測: 介紹密度泛函理論(DFT)在預測晶體穩定結構、計算能帶結構、聲子譜以及界麵能壘中的應用。強調如何利用計算篩選,指導閤成實驗的焦點方嚮,實現“理性”材料設計。 結語:麵嚮未來的挑戰 《晶體工程與功能材料設計》總結瞭當前晶體工程領域麵臨的重大挑戰,包括如何實現復雜多組分晶體的精準控製、如何有效調控非平衡態下的結構生長,以及如何將實驗室中的微觀設計轉化為可大規模、低成本製備的宏觀産品。本書不僅是化學傢、材料科學傢和物理學傢的重要參考書,更是對渴望在物質世界中尋求創新解決方案的工程師和研究生的必備讀物。 目標讀者: 化學、材料科學、凝聚態物理、固態化學、化學工程等相關專業的研究生、博士後、青年研究人員,以及緻力於新材料開發的行業工程師。