生物工程综合实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:254

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出版时间:2010-7

价格:30.00元

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isbn号码:9787030220554

丛书系列:

图书标签:

• 生物工程
• 综合实验
• 实验教学
• 生物技术
• 实践课程
• 高等教育
• 理工科
• 大学教材
• 实验指南
• 生物工程学

深度解析：现代化学合成技术及其在材料科学中的前沿应用 图书名称：现代化学合成技术及其在材料科学中的前沿应用 图书简介 本书旨在全面、深入地探讨二十一世纪以来化学合成领域取得的革命性进展，并着重阐述这些尖端合成方法如何重塑和推动材料科学的边界。本书内容涵盖了从基础理论到复杂分子构建，再到新型功能材料设计与制备的全链条知识体系，力求为化学、材料科学、物理学及相关工程技术领域的科研人员、高级学生及工业界专业人士提供一份兼具深度、广度与前瞻性的参考指南。 全书共分为六大部分，系统地构建了现代化学合成技术的前沿知识框架： 第一部分：合成化学的基础范式演进与理论基石 本部分首先回顾了经典有机合成化学的核心思想与局限性，随后聚焦于近三十年内驱动合成方法学变革的关键概念。重点讨论了原子经济性（Atom Economy）、绿色化学原则在合成路线设计中的体现与量化标准。深入剖析了计算化学与高通量筛选（HTS）技术如何加速新反应的发现与优化。 详细阐述了过渡金属催化（Transition Metal Catalysis）的最新进展，特别是对钯（Pd）、镍（Ni）、铜（Cu）乃至廉价金属（如铁、钴）催化体系的结构-活性关系进行了详尽的分析。内容包括高效的交叉偶联反应（如Suzuki-Miyaura, Heck, Negishi的升级版本）、C-H键活化（C-H Activation）的区域选择性与官能团耐受性控制，以及不对称催化中手性配体的设计策略与性能评估。 第二部分：不对称合成的精准控制与分子复杂化 不对称合成是现代精细化学品制备的基石。本部分深入探讨了构建高光学纯度手性分子的最新策略。 有机小分子催化（Organocatalysis）方面，详细介绍了基于脯氨酸衍生物、硫脲、手性胺类催化剂在Michael加成、Aldol反应以及环化反应中的应用，强调了非金属催化在操作简便性和环境友好性上的优势。 酶催化与生物转化（Biocatalysis）作为绿色合成的典范，被置于重要地位。内容包括定向进化（Directed Evolution）技术如何改造天然酶以适应非天然底物和极端反应条件；固定化酶技术在连续流反应器中的应用及其对工业化生产的意义。重点分析了酮还原酶、转氨酶和氧化还原酶在手性醇、手性胺合成中的突破。 第三部分：高分子化学与聚合物结构控制合成 本部分将合成化学的精确性引入到宏观材料的构建中，探讨如何通过精细控制聚合反应实现对聚合物分子量、分散度（Đ）、拓扑结构和序列（Sequence）的精准调控。 详细介绍了活性/可控自由基聚合（CRP）技术，如原子转移自由基聚合（ATRP）和可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT），阐述了这些方法如何实现多嵌段共聚物、星形聚合物以及刷形聚合物的精确制备。 同时，深入讨论了开环聚合（ROP）在生物可降解聚酯（如PLA, PCL）合成中的应用，以及如何利用特定催化剂（如有机金属或纯有机催化剂）来控制聚合物的立构规整性（Tacticity）。 第四部分：面向特定功能的分子机器与超分子组装 合成化学的终极目标之一是模仿自然界，构建具有特定功能的复杂结构。本部分聚焦于分子机器（Molecular Machines）的设计与构建。 讨论了基于分子开关（如光致异构、pH响应）的分子马达、分子梭和分子笼的化学设计原理。 在超分子化学领域，本书详细阐述了氢键驱动组装、π-π堆积、金属配位驱动自组装（Coordination-Driven Self-Assembly）等非共价相互作用在构建有序纳米结构中的作用。重点分析了共价有机框架（COFs）和金属有机框架（MOFs）的“自下而上”合成策略，以及如何通过调控合成条件（如溶剂、温度、配体结构）来精确控制孔径大小和内部化学环境，以适应气体吸附、分离或催化应用。 第五部分：新兴合成工具与反应平台 为了应对复杂材料需求，新的反应工具和反应环境被不断开发出来。本部分专门介绍这些“使能技术”（Enabling Technologies）。 光化学与电化学合成（Photoredox and Electrochemistry）是近年的热点。系统梳理了利用可见光催化剂（如铱、钌配合物或有机染料）驱动的自由基反应，及其在温和条件下实现传统热反应难以完成转化的潜力。电化学合成则被视为一种无需化学氧化剂或还原剂的清洁方法，重点分析了其在C-C键、C-N键形成中的应用潜力。 连续流化学（Flow Chemistry）被视为实现工业规模化和提高安全性的关键技术。内容包括微通道反应器的设计原则、传质与传热效率的优化，以及如何利用流式系统精确控制高能中间体的寿命，从而安全地进行高危反应（如重氮化、硝化）。 第六部分：合成技术在先进材料制备中的集成应用 本部分将前述的合成方法学与实际的材料科学问题相结合，展示其转化价值。 1. 智能响应性材料（Smart Materials）： 探讨如何利用精确聚合技术和超分子化学构建对温度、光照、电场或生物信号有响应的聚合物凝胶、纳米粒子或表面涂层，应用于药物递送、传感与软体机器人。 2. 能源存储材料的界面合成： 阐述了如何通过精确控制电极材料表面的功能化层（如固态电解质界面SEI的形成），利用原位聚合或表面修饰技术，来提高锂离子电池、燃料电池的性能和循环稳定性。 3. 仿生与生物活性材料： 重点介绍如何利用组合化学与生物正交反应（Bioorthogonal Chemistry）来高效合成具有特定生物活性的分子探针、靶向配体，以及用于组织工程的生物相容性支架材料。 全书配有大量高清的反应机理图示、催化剂结构图以及实验结果数据，旨在提供一个严谨、前沿且高度实用的化学合成技术综合参考。本书的编写风格力求精确严谨，逻辑层次分明，充分体现了学科交叉带来的创新活力。

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