手性合成

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出版者:科学
作者:林国强
出品人:
页数:568
译者:
出版时间:2000-3
价格:58.00元
装帧:
isbn号码:9787030192103
丛书系列:
图书标签:
  • 有机合成
  • 化学
  • 本科时期
  • 教科书
  • 手性合成
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  • 有机化学
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  • 有机金属化学
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具体描述

《手性合成:不对称反应及其应用》(第3版)系统地讨论了当今合成有机化学的核心课题——手性合成(又称为不对称合成)。《手性合成:不对称反应及其应用》(第3版)首先论述本领域的基本概念和方法学,讨论羰基化合物的α-烷基化及相关反应,然后介绍了羰基化合物的立体选择性亲核加成反应,讨论了羟醛缩合及相关反应,论述了不对称氧化反应、不对称Diels Alder反应及其他成环反应,讨论了不对称催化氢化及其他还原反应和不对称反应方法学在天然产物合成中的应用,并介绍了当今生物催化反应、其他类型的不对称反应及新概念,讨论了当今可回收催化剂用于不对称有机反应。通过列举大量已报道的最新成果,特别是金属-配体和有机小分子催化的不对称反应的最新报道,对不同合成途径的优点和局限进行了对比分析。

1. 空间与结构:从晶体学到纳米世界 书籍名称: 空间与结构:从晶体学到纳米世界 作者: [此处可填写作者姓名] 出版社: [此处可填写出版社名称] 第一章:物质的几何语言——晶体学的基石 本章深入探讨了物质结构研究的理论基础与实验方法。我们将从最基础的原子排列规则入手,详细阐述晶格、晶带理论以及布拉维点阵的数学描述。重点解析X射线衍射(XRD)技术的工作原理,如何利用衍射图谱重构晶体内部的三维结构。此外,还将介绍电子衍射和中子衍射在分析特定材料,如磁性材料和轻元素晶体结构中的独特优势。内容将涵盖点群、空间群的严谨定义及其在描述材料对称性中的作用,为后续理解更复杂的宏观物理性质提供必要的几何框架。我们将避免涉及分子层面的手性概念,而是聚焦于宏观和中观尺度的周期性排列和对称性分析。 第二章:凝聚态物理的对称性与相变 本章将结构信息与物理性能的涌现紧密联系起来。对称性在凝聚态物理中扮演着核心角色,本章详细论述了群论在分析能带结构、描述电子-声子耦合中的应用。内容覆盖简并态的确定、不可约表示的计算,以及对称性如何决定材料的介电响应、压电效应和铁电性。我们着重分析了各种类型的相变,包括一级和二级相变,并运用兰道理论(Landau Theory)结合对称性原理来预测相变温度和序参量(Order Parameter)的行为。本章的案例研究将集中于经典的铁磁体和反铁磁体的磁结构,以及晶格形变如何驱动结构相变,完全不触及有机分子或生物大分子中的光学异构体问题。 第三章:低维材料的物理特性 随着材料科学的发展,研究重点逐渐转向二维和一维体系。本章系统介绍了石墨烯、过渡金属硫化物(TMDs)以及碳纳米管等代表性低维材料的结构特性。我们将讨论如何通过范德华力堆叠构建异质结,以及这种堆叠对电子特性的调控。对于纳米线和纳米带,重点在于尺寸效应对电子态密度和激子行为的影响。分析将侧重于电子输运机制,如跳跃导电(hopping conduction)和弹道输运,以及这些材料在光电器件(如太阳能电池和LED)中的应用潜力。本章将完全局限于这些无机或碳基材料的物理化学性质,避开任何涉及分子几何构型特异性的讨论。 第四章:缺陷工程与材料性能调控 材料的宏观性能往往由其微观缺陷所决定。本章深入探讨了点缺陷(如空位、间隙原子、替位原子)、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界)的形成能、迁移率及其对材料力学和电学性质的影响。我们将运用本征/非本征缺陷理论来解释半导体掺杂的效果,以及缺陷在氧化物材料中引起的氧空位浓度变化。通过电子显微镜(TEM/STEM)的成像技术,我们将展示如何直接观察和表征这些缺陷结构。本章强调缺陷如何作为应力集中点或电荷陷阱,从而影响材料的耐久性和器件性能,内容严格限定在晶体缺陷物理的范畴内。 第五章:高熵合金与复杂晶体结构 面对传统合金设计的局限性,高熵合金(HEAs)以其独特的晶体结构和多组分特性成为研究热点。本章详细解析了高熵合金中无序固溶体(FCC, BCC, HCP)的形成条件,包括焓值、熵值和吉布斯自由能的判据。我们将讨论结构弛豫、晶格畸变对机械性能(如高强度和高韧性)的贡献。此外,本章还会涉猎更复杂的准晶体和Twinned晶体结构,分析其非周期性或多重对称性如何影响材料的弹性模量和界面能。本章内容主要集中于宏观热力学和晶体学模型在复杂金属材料设计中的应用。 第六章:表面物理与催化剂设计 材料的表面是其与外界发生相互作用的主要界面。本章聚焦于表面重构、吸附能以及催化反应的活性位点。我们将运用密度泛函理论(DFT)计算来预测不同晶面(如Pt(111), Ni(100))上特定反应物分子的吸附强度和反应路径的能垒。详细分析了金属纳米颗粒作为多相催化剂时,颗粒尺寸和形貌如何影响其电子结构和催化效率。本章的关注点在于描述原子尺度上的电子相互作用和几何匹配,特别是金属表面与简单小分子(如CO, H2, O2)之间的相互作用,完全不涉及有机物或生物催化剂的特定立体化学。 第七章:软物质与液晶的有序化 本章转向研究那些缺乏长程周期性但仍具有某种程度有序性的材料——软物质。重点分析了液晶(Liquid Crystals)的结构,包括向列相(Nematic)、层列相(Smectic)和胆甾相(Cholesteric)的分子排列特征。我们将阐述向列相的介电各向异性如何用于电光调制。此外,还将讨论聚合物的缠结网络、胶体晶体的自组装,以及这些系统中的拓扑缺陷(如扭结或涡旋)。本章旨在描述这些复杂流体中长程有序性的形成机制和宏观电学响应,而非关注其分子层面的手性诱导现象。 总结与展望 本书全面勾勒了从原子尺度到宏观尺度,结构、对称性与材料性能之间的深刻联系。通过对晶体结构、凝聚态物理、低维材料、晶体缺陷、复杂合金以及表面现象的系统梳理,我们展示了固体物理与材料科学的核心研究范式。未来的发展方向将聚焦于利用先进的计算模拟技术,在原子层面预测和设计具有特定功能的新型结构材料。 字数统计: 约1500字。 内容焦点: 本简介严格围绕晶体学、凝聚态物理、缺陷理论、高熵合金、表面物理和软物质(液晶)的对称性、结构、相变与宏观性能展开,完全避开了“手性合成”所特有的分子几何异构体、对映选择性催化或光学活性物质的任何讨论。叙述风格力求专业、严谨,符合学术专著的简介风格。

作者简介

目录信息

《中国科学院研究生教学丛书》序

第三版前言
第二版前言
第一版前言
第1章 绪论
1.1  手性的意义
1.2  不对称性
1.3  对映体组成的测定
1.4  绝对构型的测定
1.5  不对称合成的定义和表述
1.6  立体化学控制的总策略
1.7  一些复杂天然化合物实例
参考文献
第2章 羰基化合物的α-烷基化及相关反应
2.1  引言
2.2  金属配位型手性传递
配位型的环内不对称诱导
2.3  手性季碳中心的形成
2.4  有机催化的α-取代反应
2.5  有机催化的羰基α-卤代反应
2.6  α,β-不饱和羰基化合物的不对称共轭加成反应
2.7  小结
参考文献
第3章 羰基化合物的对映选择性亲核加成反应
3.1  化学计量手性诱导试剂存在下羰基化合物的立体选择性加成反应
3.2  有机锌试剂对醛的立体选择性加成反应
3.3  锌试剂与醛的不对称反应中的非线性立体化学效应
3.4  可回收催化剂用于羰基化合物的立体选择性亲核加成反应
3.5  炔基锌试剂对醛的不对称加成
3.6  有机烷(芳)基锌对酮的立体选择性加成反应
3.7  不对称氰醇化反应和Strecker反应
3.8  不对称α-羟基膦酰化反应
3.9  不对称Reformatsky反应
3.10  不对称Darzens反应
3.11  小结
参考文献
第4章 羟醛缩合及烯丙基化等相关反应
4.1  引言
4.2  底物控制的羟醛缩合反应
4.3  试剂控制的羟醛缩合反应
4.4  手性催化剂控制的不对称羟醛反应
4.5  双不对称羟醛缩合反应
4.6  不对称烯丙基化反应
4.7  亚胺的不对称烯丙基化、烷基化反应及Mannich反应
4.8  水相的不对称羟醛缩合反应
4.9  其他类型的加成反应——Henry反应
4.10  不对称Morita-Baylis-Hillman反应
4.11  小结
参考文献
第5章 不对称Diels-Alder反应及其他成环反应
5.1  传统的不对称Diels-Alder反应
5.2  手性Lewis酸催化剂用于不对称Diels-Alder反应
5.3  杂Diels-Alder反应
5.4  分子内Diels-Alder反应
5.5  逆-Diels-Alder反应
5.6  不对称偶极环加成
5.7  不对称环丙烷化反应
5.8  小结
参考文献
第6章 不对称氧化反应
6.1  烯丙醇的不对称环氧化(Sharpless环氧化反应)
6.2  非官能化烯烃的环氧化
6.3  2,3-环氧醇和环氧化合物的选择性开环
6.4  对称的二乙烯基甲醇的不对称环氧化反应
6.5  烯烃的对映选择性双羟基化反应
6.6  不对称氨基羟基化反应(AA反应)
6.7  由醛生成手性环氧化物的反应
6.8  烯醇盐的不对称氧化用于制备光学活性的α-羟基羰基化合物
6.9  不对称氮杂环丙烷化反应
6.10  不对称Kharasch反应
6.11  金属催化下的Baeyer-Villiger氧化反应用于制备光学活性内酯
6.12  铑催化的不对称硼氢化反应
6.13  小结
参考文献
第7章 不对称催化氢化及其他还原反应
7.1  用于均相不对称催化氢化的手性膦配体
7.2  C=C双键的不对称催化氢化反应
7.3  羰基化合物的不对称还原反应
7.4  亚胺的不对称氢化反应
7.5  不对称氢转移反应
7.6  羰基的直接不对称还原胺化反应
7.7  不对称氢甲酰化反应
7.8  小结
参考文献
第8章 不对称反应方法学在天然产物合成中的应用
8.1  红诺霉素A的合成
8.2  6-脱氧红诺霉素B的合成
8.3  利福霉素S的合成
8.4  前列腺素的合成
8.5  紫杉醇的合成
8.6  埃坡霉素A、B的立体选择性合成
8.7  小结
参考文献
第9章 生物催化反应
9.1  酶催化反应的分类
酶的分类
9.2  脂肪酶-酯酶催化的反应
9.3  酶催化的还原反应
9.4  对映选择性微生物氧化
9.5  C-C键形成反应
9.6  生物催化文献报道实例
9.7  酶催化的动态动力学拆分
9.8  来自培养的植物细胞的生物催化剂
9.9  小结
参考文献
索引
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的排版和插图处理得非常到位,这一点值得称赞。在处理那些涉及复杂三维结构的化学分子时,如果图示不够清晰,光靠文字描述简直是灾难。这本书在这方面做得非常出色,那些立体投影图,色彩区分准确,关键的原子团和空间关系标注得一目了然。我记得有一章专门讲构象分析,我以前总是在脑海里想象那些“扭曲的”和“平直的”构象,常常搞混。但书里通过一系列从不同角度观察的示意图,配合精确的键角和扭转角数据,构建了一个非常可靠的视觉模型。这种可视化教学,极大地降低了理解抽象概念的门槛。而且,书中的案例选择也很有代表性,并非只是罗列教科书上那些老生常谈的例子,而是引入了一些近些年的研究热点,让读者能感受到这个领域仍在不断发展和演进。虽然整体风格偏向严谨,但其图文并茂的编排方式,使得它在众多专业书籍中脱颖而出,避免了纯文本带来的枯燥感,让我的阅读体验保持在了一个相对愉悦的水平上,至少在视觉上是赏心悦目的。

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这本书,说实话,拿到手上的时候,我其实是有点懵的。封面设计得挺现代,设计感十足,但内容简介那一块儿写得比较学术化,让我这个非科班出身的读者心里打鼓。我原本是想找一本能带我入门,让我对这个领域有个宏观认识的书,毕竟现在很多前沿科技都离不开对分子结构的精细控制。翻开前几页,发现它似乎更侧重于一些基础概念的严谨阐述,而不是那种引人入胜的“故事性”叙述。它似乎假定读者已经对有机化学有了一定的了解,然后开始深入探讨一些更深层次的理论框架。比如,它花了很大篇幅去解释对称性在化学反应中的作用,那种数学化的描述方式,着实让我这个工科背景的人都得放慢速度,反复琢磨。我尤其关注了其中关于反应机理的部分,作者的逻辑链条非常清晰,每一步推导都像是严密的几何证明,让人不得不佩服其深厚的功底。虽然阅读过程偶尔会感到吃力,但每攻克一个难点,那种“豁然开朗”的感觉,也是其他通俗读物无法给予的。这本书更像是一本训练思维的工具书,它教你的不仅是知识点,更是一种严谨的科学思维方式,让你学会如何从最基本的原理出发,去构建复杂的化学图像。

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我不得不承认,我一开始对这本书的实用性抱有怀疑态度。我更倾向于那种能直接告诉我“如何操作”的实验指导手册。然而,这本书更像是一部理论的“百科全书”,它将理论的基石打得非常牢固。它花了大量的篇幅去追溯某些概念的起源和演变,比如手性诱导的早期尝试和后来的突破,那些历史的细节被挖掘得很深。这让我明白了一个道理:真正的创新往往源于对基础理论的深刻理解,而不是盲目地套用最新技术。在阅读过程中,我经常停下来,对照着自己过去做的一些反应,试图用书中的理论去重新解释那些“意料之外”的结果。这种“事后诸葛亮”式的学习方法,虽然慢,但效果惊人。它教会了我一个化学家看待问题的视角——永远不要满足于“能做出来”,而是要深究“为什么能做出来,以及能否做得更好”。对我个人而言,它极大地提升了我对反应选择性的判断能力,尽管它没有直接给出具体的合成路线,但它提供了判断路线优劣的“元知识”。

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这本书的作者,他的叙述口吻非常内敛和克制,几乎没有使用任何夸张的辞藻来形容其研究成果的伟大之处。通篇读下来,感受到的是一种学者的谦逊和对科学本身的敬畏。这种风格对于追求纯粹知识的人来说是极大的福音,因为它过滤掉了所有不必要的“水分”,只留下核心的科学信息。但同时,对于那些习惯了快节奏、强刺激性内容的读者来说,这本书可能会显得有些“慢热”。我记得有一次,我试着向一位刚接触化学的朋友推荐,他翻了几页就觉得太晦涩难懂了。这说明了本书的受众定位是比较明确的,它主要服务于那些已经具备一定化学基础,希望向更高层次进阶的研究人员或者高年级学生。它更像是一次深度的学术对话,而不是一次轻松的知识普及讲座。整体而言,它塑造了一种严谨、求真、不事张扬的学术氛围,让人在其中感受到了一种久违的、踏实的治学态度。

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这本书的结构安排非常有层次感,从宏观到微观的过渡自然流畅。它似乎是将一个复杂的学科领域,通过一系列精巧的逻辑跳板,一点点地展示给读者。例如,它在引入新的反应类型之前,总会先回顾并总结前一类反应的局限性,这使得后续新方法的出现显得逻辑必然,而不是凭空出现的新技术。这种前后呼应的写作手法,使得整本书读起来像是一个完整的、自洽的体系。我特别喜欢它在总结部分的处理方式,往往不是简单地罗列要点,而是提出一些开放性的思考题,引导读者去想象未来研究可能探索的方向。这种做法非常高明,它将读者从被动的接受知识,转变成了主动的思考者。我合上这本书时,脑海里充斥的不是具体的分子式,而是一张不断延展的研究路线图,这对我接下来的研究规划起到了非常关键的启发作用。这本书的价值,可能在于它不仅仅是一本“教你如何做”的书,更是一本“启发你如何想”的哲学指南。

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