Computational Organic Chemistry

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出版者:John Wiley & Sons Inc
作者:Bachrach, Steven M.
出品人:
页数:496
译者:
出版时间:2007-7
价格:1291.00 元
装帧:HRD
isbn号码:9780471713425
丛书系列:
图书标签:
  • 化学
  • 有机化学
  • 计算化学
  • 量子化学
  • 分子建模
  • 药物设计
  • 从头算
  • 密度泛函理论
  • 分子动力学
  • 化学信息学
  • 计算方法
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具体描述

"[This book] collects together, largely for the first time, a series of chapters dedicated to all the ways in which molecular modeling/computational chemistry can impact organic chemistry."

*Computational Organic Chemistry provides a practical overview of the ways in which computational modeling methods and applications can be used in organic chemistry to predict the structure and reactivity of organic molecules. After a concise survey of computational methods, the book presents in-depth case studies that show how various computational methods have provided critical insight into the nature of organic mechanisms. With a focus on methodologies, this unique resource:

*Discusses simple molecular properties, pericyclic reactions, carbenes and radicals, anion chemistry, solvent effects, and more

*Features sidebars that offer a personal look at some of the leading practitioners in the field

*Conveys the strengths and limitations of each method, so that readers develop a feel for the correct "tool" to use in the context of a specific problem

*Further informs readers with a supporting Web site that provides links to materials cited and features a blog that discusses and provides links to new relevant articles at www.trinity.edu/sbachrac/coc/

This is a great reference for practicing physical organic and computational chemists, as well as a thought-provoking textbook for graduate-level courses in computational chemistry and organic chemistry.

新书介绍:《高级有机合成策略与新反应机制》 作者: 著名有机化学家 李明 教授 & 张伟 博士 出版社: 科学前沿出版社 页数: 780页 定价: 480元 --- 内容简介: 在现代有机化学的广阔领域中,高效、精准地构建复杂分子骨架始终是推动药物研发、材料科学以及精细化工发展的核心驱动力。《高级有机合成策略与新反应机制》一书,正是在此背景下应运而生的一部力求全面、深入且极具前瞻性的专业学术著作。本书聚焦于当前有机合成化学领域最尖端、最具挑战性的合成方法学进展,旨在为高年级本科生、研究生、博士后研究人员以及经验丰富的工业化学家提供一个系统化、深入剖析的知识体系。 本书并非对基础有机化学概念的简单重复,而是将重点放在了现代合成方法的概念革新、催化体系的精妙设计,以及对反应机理的深刻理解与精确调控上。全书结构严谨,逻辑清晰,共分为五大部分,涵盖了二十一个核心章节。 第一部分:过渡金属催化新范式的探索(约250页) 本部分深入探讨了近年来在过渡金属催化领域取得的突破性进展,尤其关注那些能够实现传统方法难以企及的键构建和官能团转化的新策略。 第1章:高活性钯催化剂的分子工程学: 详细分析了新型配体(如高位阻膦配体、N-杂环卡宾(NHC)衍生物)的电子和空间效应如何影响钯的氧化加成、还原消除和转金属化步骤。特别介绍了在C-H键活化领域中,如何通过“导向基团”策略实现区域选择性和高化学选择性的直接官能团化。内容涵盖了钯催化的烯烃、炔烃与C(sp3)-H键的偶联反应,以及在药物分子骨架构建中的应用案例。 第2章:镍催化的还原性偶联反应: 阐述了镍作为一种更具成本效益和电子多样性的替代催化剂,在实现传统上依赖昂贵的贵金属催化的偶联反应中的潜力。重点解析了镍催化下的脱羧偶联、还原性交叉偶联,以及在构建复杂手性中心的串联反应中的应用。书中特别强调了单电子转移(SET)机制在镍催化循环中的关键作用,并提供了通过控制电位或使用牺牲剂调控反应路径的实例。 第3章:铑与铱催化的C-H键活化与官能团化: 区别于钯催化的系统,本章着重于铑(Rh)和铱(Ir)催化剂在惰性C-H键(特别是脂肪族和芳香环C-H键)定向活化方面的独到之处。深入讨论了环金属化中间体的形成、稳定性和反应性,并展示了如何利用这些机制实现高难度的胺化、硼化以及硅烷化反应,这些反应对于构建新型有机电子材料前体至关重要。 第二部分:光化学与电化学合成:绿色合成的新纪元(约200页) 本部分聚焦于利用可再生能源驱动的合成方法,展示了光氧化还原催化(Photoredox Catalysis)和电化学合成如何克服传统热力学限制,开辟新的反应空间。 第4章:光氧化还原催化剂的设计与应用: 详细介绍了基于铱、钌配合物以及有机小分子光催化剂(如吖啶类、吩噻嗪类)的电子结构、激发态寿命和氧化还原电位。重点剖析了光诱导的单电子氧化/还原过程在自由基生成、C-C键形成以及复杂环化反应中的应用。书中包含了一系列利用可见光驱动的芳基化、烷基化反应,这些反应条件温和,大大简化了操作流程。 第5章:有机电化学合成的原理与实践: 本章将电化学视为一种“无试剂氧化剂/还原剂”,讨论了如何通过精确控制电位来选择性地引发氧化或还原反应。内容涵盖了电化学驱动的环加成、自由基聚合、以及直接电解还原脱卤反应。特别强调了电化学合成在避免使用昂贵或有毒化学计量氧化剂/还原剂方面的环境友好性优势,并介绍了电流密度和电极材料对反应选择性的影响。 第6章:光电协同催化(Photoredox-Electrochemistry Cascade): 探讨了这两种新兴技术的结合如何实现高度复杂的分子转化。通过一个统一的电子转移链,可以串联地进行多个步骤,例如先通过光照生成一个活性自由基中间体,随后在电极表面捕获或进一步氧化,从而高效构建多环骨架。 第三部分:立体选择性合成的深度调控(约150页) 本部分着眼于如何以近乎完美的手性控制合成复杂天然产物和手性药物中间体。 第7章:不对称有机小分子催化: 深入分析了胺催化(特别是氨基酸衍生物和手性仲胺)、硫脲催化以及布朗斯特酸催化在不对称反应中的作用机制。重点剖析了氢键供体在过渡态中的作用,如何通过精确的空间排布诱导高对映选择性。案例研究包括不对称的迈克尔加成、羟醛缩合和环氧化反应。 第8章:手性金属催化剂的结构-活性关系: 侧重于手性膦配体(如BINAP、Josiphos系列)和手性双噁唑啉(BOX)配体如何影响过渡金属中心(如Rh, Ru, Cu, Ir)的催化性能。详细解析了不对称氢化、烯烃不对称环丙烷化和共轭加成反应中的手性诱导模型,并提供了设计新型高效手性催化剂的通用指南。 第9章:酶催化与非天然酶的工程应用: 介绍了酶在有机合成中的无可替代的优势——极高的选择性。重点讨论了定向进化(Directed Evolution)和理性设计在改造现有酶(如转氨酶、脂肪酶、单加氧酶)以催化非天然底物反应中的策略。展示了如何利用生物催化实现传统化学方法难以达到的立体选择性和官能团耐受性。 第四部分:新颖反应构建模块与合成转化(约100页) 本部分聚焦于合成化学家工具箱中新引入的、具有独特反应性的官能团和反应类型。 第10章:重氮化合物与卡宾化学的新视角: 超越传统的沃尔夫重排,本章讨论了基于过渡金属催化的新型卡宾转移反应,特别是应用于构建高度张力的环系和含有多重官能团的分子。探讨了如何安全、高效地生成和利用金属卡宾中间体。 第11章:氟化学与含氟化合物的合成: 介绍了在药物和功能材料中日益重要的含氟官能团的引入方法。详细对比了亲电氟化、亲核氟化以及过渡金属催化的C-F键形成反应。特别关注了SF5、CF3等复杂含氟基团的构建。 第12章:高张力环系的合成与利用: 探讨了环丙烷、环丁烷、叠氮环等高张力环的构建策略,以及它们作为合成中间体参与的重排反应,这些反应是天然产物全合成中的关键步骤。 第五部分:复杂分子全合成中的策略整合(约80页) 本部分将前述的各个方法学工具整合应用于复杂的、具有挑战性的目标分子合成中,展示了现代合成化学的综合实力。 第13章:天然产物全合成中的“合成哲学”: 通过深入分析近年来(2015年至今)发表的数个里程碑式的天然产物全合成案例,揭示了当前合成策略的演变趋势——从追求步骤数最短化到追求反应的通用性、稳健性和绿色化。重点讨论了如何利用动态动力学拆分、串联反应以及C-H活化技术来简化合成路线。 第14章:合成路线的评估与优化: 提供了一套系统的框架,用于评估新合成路线的优缺点,包括原子经济性、反应安全性、纯化难度以及后处理的绿色程度。强调了在工业化放大过程中,如何从实验室合成路径向绿色、经济的工艺路线转变的关键考量因素。 --- 本书的特色: 1. 深度聚焦机理: 每种新反应的介绍都伴随着对电子流向和过渡态结构的深入讨论,使读者不仅知其然,更知其所以然。 2. 前沿导向性强: 书中收录的反应和催化体系均集中在过去十年间的顶级期刊成果,保证了内容的先进性。 3. 图表丰富直观: 包含数百张高清晰度的反应机理图和结构图,有效地辅助理解复杂的空间构型和电子转移过程。 4. 兼具理论与实践: 在讨论核心理论的同时,提供了大量的实际操作案例和条件优化思路,对实验室工作具有极强的指导意义。 《高级有机合成策略与新反应机制》是连接基础有机化学知识与前沿合成研究的桥梁,是所有致力于在有机化学领域探索创新、解决复杂合成难题的科研人员必备的参考书。

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