Modern Arylation Methods

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出版者:
作者:Ackermann, Lutz 编
出品人:
页数:561
译者:
出版时间:2009-3
价格:1963.00 元
装帧:
isbn号码:9783527319374
丛书系列:
图书标签:
  • 有机化学
  • 催化
  • 偶联反应
  • 芳基化
  • 过渡金属化学
  • 合成方法
  • C-H键活化
  • 交叉偶联
  • 钯催化
  • 有机合成
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具体描述

Today, arylation methods are belonging to the most important reaction types in organic synthesis. Lutz Ackermann, a young and ambitious professor has gathered a number of top international authors to present the first comprehensive book on the topic.

Starting from a historical review, the book covers hot topics like Palladium-catalyzed arylation of N-H and alpha-C-H-acidic Bonds, Copper-catalyzed arylation of N-H and O-H Bonds, direct arylation reactions, carbanion aromatic synthesis, arylation reactions of alkenes, alkynes and much more.

This compact source of high quality information is indispensable to synthetic chemists and those working in the pharmaceutical and chemical industry.

《现代芳基化方法:策略、机理与应用》 芳基化反应,作为有机合成领域中最具转化力的工具之一,其核心在于构建碳-碳键,将芳香环连接到各种有机分子骨架上。这一过程不仅是合成药物、农用化学品、先进材料的关键步骤,也为探索全新分子结构提供了无限可能。在过去的几十年里,芳基化方法经历了翻天覆地的变革,从最初依赖的金属催化偶联反应,发展到如今更加高效、选择性更强、底物范围更广的策略。 本书《现代芳基化方法:策略、机理与应用》旨在全面而深入地探讨当代芳基化反应的最新进展。本书并非对某一具体书籍内容的概述,而是聚焦于一个广泛且至关重要的化学研究领域,为读者提供一个关于现代芳基化策略的概览。 核心内容概述: 本书将从芳基化反应的基本原理出发,循序渐进地介绍各种催化体系和反应类型。我们将详细讨论以下几个关键方面: 1. 金属催化芳基化: 钯催化交叉偶联反应: 这是芳基化研究中最成熟和最广泛应用的领域。本书将深入剖析 Suzuki-Miyaura 偶联、Heck 反应、Sonogashira 偶联、Buchwald-Hartwig 胺化等经典反应的最新改进,包括新型配体的设计、催化剂的负载化、以及在微反应器等连续流体系中的应用。我们将重点关注反应的机理,例如氧化加成、转金属化、还原消除等关键步骤,并探讨如何通过调控反应条件来优化区域选择性和立体选择性。 其他过渡金属催化体系: 除了钯,其他过渡金属如铜、镍、铁、铑等在芳基化中也扮演着越来越重要的角色。本书将介绍铜催化的 Ullmann 型偶联反应在芳基醚、芳基胺合成中的应用,镍催化在更具挑战性的 C-H 键芳基化中的潜力,以及铁催化等更经济、环保的替代方案。对这些体系的催化循环和选择性控制的讨论将是本书的重点。 2. 非金属催化芳基化: 有机小分子催化: 随着有机催化研究的兴起,非金属催化芳基化也取得了显著进展。本书将介绍例如磷、硫、氮等杂原子有机催化剂在芳基化反应中的应用,重点探讨其催化模式,例如亲核活化、亲电活化等,以及它们在实现绿色化学目标方面的优势。 光催化芳基化: 光化学方法以其独特而温和的反应条件,为芳基化提供了新的途径。本书将详细介绍可见光催化氧化还原(Redox)过程在芳基化中的应用,包括自由基芳基化、能量转移光催化等。对光物理过程、自由基生成与传播以及选择性控制的深入分析将有助于读者理解这一新兴领域。 3. C-H 键直接芳基化: 这是当前芳基化研究的热点领域,旨在绕过预官能化芳香底物的合成,直接活化芳香环上的 C-H 键进行芳基化。本书将全面探讨导向基团辅助和无导向基团两种策略。对于导向基团辅助的方法,我们将分析不同导向基团的设计原理、活化 C-H 键的机理,以及如何实现区域选择性。对于无导向基团的方法,我们将重点关注过渡金属催化和自由基介导的策略,探讨其在实现普适性和经济性方面的挑战与机遇。 4. 不对称芳基化: 随着手性分子在生命科学领域的日益重要,实现芳基化反应的不对称控制已成为研究的重点。本书将系统介绍各种手性催化剂(包括金属配合物和有机小分子)在不对称芳基化中的应用,以及相关的手性诱导机理。重点关注如何设计和选择合适的催化剂来获得高对映选择性的芳基化产物。 5. 反应机理的深入探讨: 本书不仅仅停留在对反应条件的描述,更将 机理研究 贯穿始终。通过深入分析关键的中间体、过渡态以及能量学,读者将能够更好地理解反应的选择性来源,从而为设计新的催化体系和优化反应条件提供理论指导。计算化学在机理研究中的应用也将被提及。 6. 应用领域拓展: 除了基础的有机合成,本书还将重点关注现代芳基化方法在药物化学、材料科学、农用化学品以及天然产物合成等领域的广泛应用。通过具体的案例研究,读者将能够直观地感受到芳基化反应在创造新型功能分子中的巨大潜力。 本书的特色: 内容全面且深入: 涵盖了当前芳基化研究的各个重要方面,从基础理论到前沿进展。 机理导向: 强调对反应机理的深入剖析,帮助读者理解“为什么”以及“如何”进行反应优化。 应用广泛: 结合实际应用案例,展示芳基化方法的价值。 结构清晰: 各章节逻辑清晰,便于读者系统学习。 无论是对于在有机合成领域进行深入研究的学者,还是在药物研发、材料科学等领域寻求创新解决方案的研发人员,本书都将是一本不可或缺的参考指南。它将帮助读者掌握最新、最有效的芳基化策略,为创造更高效、更具选择性、更可持续的化学合成方法奠定坚实的基础。

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目录信息

读后感

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这本精装版的《Modern Arylation Methods》到手已经有一段时间了,我得说,从封面设计到排版布局,都透露着一股严谨的学术气息。我最欣赏的是它在基础概念梳理上的耐心。初读时,我原以为会是一本直接切入高难度反应机理的“速成手册”,但事实恰恰相反。作者似乎非常清楚,真正理解现代芳基化方法的精髓,必须回溯到最核心的偶联反应的本质。书的前几章,花了大量的篇幅来探讨过渡金属催化剂的电子效应和空间位阻如何影响氧化加成和还原消除的速率。特别是关于钯催化体系的最新进展,它不仅仅罗列了大量的文献引用,更深入地剖析了不同配体设计背后的化学逻辑。例如,在讨论Buchwald-Hartwig胺化反应时,它没有满足于介绍新的胺类底物适用范围,而是详细对比了基于膦配体和N-杂环卡宾(NHC)配体在催化循环中稳定性差异的微观动力学解释。这种层层递进的结构,使得即便是初入此领域的科研人员,也能在扎实的基础之上,构建起对复杂催化体系的深刻认识。对于我这种常年与有机合成打交道的人来说,这些细节的铺陈,远比几个亮眼的新反应本身更具价值,它提供了一种思考问题的方法论框架。

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从文献引用和前沿性来看,《Modern Arylation Methods》无疑是一部具有里程碑意义的著作。它的参考文献列表之详尽令人咋舌,几乎涵盖了过去十五年间所有关于芳基化反应的标志性成果。但更重要的是,作者展现出一种强大的综合能力,他能够从浩如烟海的文献中提炼出最核心、最有指导意义的趋势。比如,书中关于光氧化还原催化在芳基化中的应用章节,清晰地勾勒出该领域从最初的学术新奇走向实际应用的关键拐点。作者不仅展示了如何使用最新的光催化剂,还深入探讨了光源选择、溶剂极性对单电子转移过程的影响,甚至延伸到了如何将这些反应微流控化以提高安全性和可放大性。这本书的语言风格是精准而凝练的,每一个句子都承载着丰富的信息量,不含任何冗余的修饰词。对于希望站在有机合成前沿,掌握最尖端工具的化学家而言,这本书绝对是案头必备的工具书,它提供的知识密度和实践指导价值,远远超出了其本身的定价。

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我不得不说,阅读这本厚重的著作,就像进行一次精妙的分子探险,它带给我的震撼是多维度的。这本书的独特之处在于它对“新颖性”的界定极其审慎。它没有盲目追逐那些刚刚发表在顶尖期刊上、尚未经过充分验证的“时髦”反应。相反,它聚焦于那些已经展现出强大工具性和普适性的芳基化策略的演化路径。尤其让我印象深刻的是,书中对C-H键直接芳基化的部分进行了极其详尽的梳理。作者巧妙地将这些反应按照C-H键的酸性和导向基团的类型进行了清晰的分类,并通过大量的流程图展示了反应选择性的控制策略。我个人最关注的是如何在复杂的天然产物骨架上进行位点选择性的芳基化,这本书提供了好几种非正交的解决方案,每一种都配有针对性的底物示例和优化条件范围。阅读这些内容时,我感觉自己不是在读一本教科书,而是在参与一场由领域内顶尖专家精心策划的研讨会,他们将那些需要花费数月时间在实验室里试错才能领悟到的经验,用清晰的逻辑和直观的图示呈现在你面前。这极大地加速了我对新合成路线的设计和验证过程。

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坦率地说,这本书的深度偶尔会让人感到一丝挑战,但正是这种挑战性,赋予了它卓越的学术价值。在涉及机理研究的部分,特别是关于自由基介导的芳基化,书中对自由基的产生、转移和终止过程的描述,已经深入到了量子化学计算辅助分析的层面。作者并没有回避那些尚存争议的反应路径,反而坦诚地列举了不同学派对关键中间体结构的不同推断,并用实验证据来佐证哪种模型在当前条件下更具说服力。这种对待科学“不确定性”的严谨态度,是衡量一本优秀化学专著的重要标准。它没有提供一个封闭的、教条式的答案,而是引导读者去思考“为什么”是这样,而不是仅仅知道“是什么”。对我个人而言,这种对深层原理的挖掘,极大地拓宽了我对过渡金属催化边界的认知,让我对未来可能出现的、颠覆现有范式的反应类型充满了期待和想象空间。

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这本书的编排逻辑充满了对实践者友好性的考量,这一点在“方法学对比与优化”这一章节中体现得淋漓尽致。它摆脱了传统教科书那种“A方法是什么,B方法是什么”的孤立介绍,而是采用了横向比较的视角。比如,当讨论烯烃的芳基化时,作者会并列呈现钯催化的Heck反应、镍催化的偶联以及光催化方法。然后,它会就底物的官能团耐受性、反应的原子经济性、后处理的简易性等多个维度进行打分和详细的案例分析。我特别喜欢它在表格中对“催化剂负载量与产率”的关系曲线进行收录,这在其他许多综述中是很少见的。这种数据驱动的分析方式,对于那些需要快速筛选最佳合成路径的工业化学家或者高通量筛选的实验室来说,简直是福音。它教会你如何根据已有的反应库,快速判断哪种方法在你的特定分子背景下具有最高的成功概率,避免了不必要的重复实验,极大地提高了研发效率。

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