绿色有机催化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国石化出版社

作者:赵刚

出品人:

页数:355

译者:

出版时间:2005-4

价格:60.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787801646804

丛书系列:

图书标签:

• 绿色化学
• 有机催化
• 催化剂
• 有机合成
• 环境友好
• 可持续发展
• 化学反应
• 新型催化
• 催化机制
• 绿色催化

《工业生物催化：原理、应用与未来展望》 作者： [此处留空，模拟书籍的真实信息] 出版社： [此处留空，模拟书籍的真实信息] 版次： 第一版 出版年份： [此处留空，模拟书籍的真实信息] --- 内容概述 本书全面、系统地探讨了工业生物催化领域的核心原理、关键技术、广泛应用及其未来的发展方向。聚焦于如何利用酶和微生物作为高效、环境友好的催化剂，以替代传统的化学合成方法，实现绿色、可持续的工业生产。全书结构严谨，内容深入浅出，旨在为化工、制药、食品科学、能源以及环境工程等领域的科研人员、工程师和高年级学生提供一本兼具理论深度与实践指导价值的参考著作。 第一部分：生物催化的基础理论 本部分为深入理解工业应用奠定了坚实的理论基础。 第一章：酶学的基本原理与动力学 本章详细阐述了酶的结构、功能以及作为生物催化剂的独特优势。内容涵盖酶的活性中心理论、底物识别机制、催化循环的各个阶段。重点讨论了米氏方程（Michaelis-Menten Kinetics）及其在反应速率分析中的应用，并引入了抑制作用（抑制剂的类型与动力学模型）和激活作用的分析方法。此外，还探讨了温度、pH值、溶剂环境对酶活性的影响，以及如何通过热力学和量子化学初步角度理解酶促反应的超高选择性和活化能降低效应。 第二章：微生物作为细胞工厂 本章将视角从纯酶拓展至完整的微生物系统。探讨了酵母、细菌、真菌等主要工业微生物的生理特性及其代谢途径。重点解析了代谢工程（Metabolic Engineering）的基本概念，包括随机诱变、基因组编辑技术（如CRISPR-Cas9系统）在优化菌株生产性能中的应用。内容涵盖了如何设计和构建高效的细胞工厂，以实现复杂天然产物或非天然化学品的生物合成。 第三章：固定化技术与酶的稳定性提升 酶在工业反应器中应用的最大挑战之一是其稳定性与回收利用性。本章聚焦于酶和微生物的固定化技术。详细介绍了载体材料的选择（如聚合物、无机氧化物、碳材料），以及主要的固定化方法，包括吸附法、共价交联法、包埋法和交联酶聚集体（CLEAs）。通过对比不同固定化策略对酶的机械稳定性、热稳定性和操作寿命的影响，为反应器设计提供理论依据。 第二部分：工业生物催化的关键技术 本部分深入剖析了实现工业化生产所必需的关键工程技术。 第四章：生物反应器设计与放大 生物催化反应需要在特定反应器中进行。本章系统介绍了适用于酶和细胞催化的各类反应器，包括间歇式反应器（Batch Reactors）、连续流反应器（CSTRs）以及固定床和流化床反应器。重点讨论了生物催化反应器的传质与传热限制问题，以及如何进行从实验室到中试、再到工业规模的放大（Scale-up）过程中的关键参数控制和优化策略。 第五章：酶的高效定向进化与理性设计 为了使生物催化剂适应苛刻的工业环境（如高底物浓度、有机溶剂存在），必须对其进行改造。本章详细介绍了现代蛋白质工程技术。内容包括：定向进化（Directed Evolution）的循环流程（随机突变、高通量筛选/进化的建立），以及理性设计（Rational Design）中基于结构信息的位点特异性突变。着重阐述了计算工具（如分子动力学模拟、分子对接）在指导酶改造中的作用。 第六章：非水相生物催化 许多重要的化学转化需要在非水或低水相环境中进行，以提高反应物的溶解度或抑制副反应（如水解）。本章探讨了在有机溶剂、离子液体、超临界流体中维持酶活性的机制。内容涉及溶剂效应对酶结构和动力学的影响，以及选择合适的酶变体和反应介质以实现高转化率和产物纯度的策略。 第三部分：生物催化在核心工业领域的应用 本部分通过具体的案例，展示了生物催化在现代工业生产中的广泛渗透。 第七章：手性药物与精细化学品的合成 手性纯度对手性药物的药效和安全性至关重要。本章重点介绍了利用生物催化实现高对映选择性和非对映选择性转化的成功案例。内容包括：酮还原酶（KREDs）在醇类合成中的应用、脂肪酶在动力学拆分和酯化反应中的应用，以及氧化还原酶在复杂分子构建块合成中的潜力。 第八章：生物基化学品与聚合物的生产 本章关注生物催化在从可再生原料（如生物质）生产平台化学品和绿色聚合物方面的贡献。详细介绍了微生物发酵法生产琥珀酸、乳酸、丁二醇等关键单体的工艺路线，以及利用酶促聚合反应合成可降解塑料（如聚乳酸PLA）的技术进展。 第九章：环境生物催化与污染物降解 本章探讨了生物催化剂在环境修复和污染治理中的作用。内容包括：利用酶（如漆酶、过氧化物酶）对难降解有机污染物（如酚类、染料）的生物修复技术，以及微生物细胞催化剂在废水处理中实现特定污染物富集和转化的应用。 第四部分：工业生物催化的未来趋势与挑战 本部分展望了该领域的前沿研究方向和产业化面临的瓶颈。 第十章：整合型工艺与过程强化 展望了生物催化与其他单元操作（如膜分离、吸附、化学催化）相结合的趋势，形成串联反应或一体化过程（Cascade Reactions）。讨论了如何通过过程强化技术（Process Intensification）提高整体生产效率，减少设备体积和能耗。 第十一章：计算生物学与人工智能的赋能 探讨了高通量计算方法、机器学习和深度学习在加速酶发现、优化催化剂设计以及预测复杂发酵过程行为中的应用前景。重点分析了如何利用大数据驱动的生物信息学工具来克服传统实验筛选的局限性。 第十二章：可持续性评估与经济性分析 任何工业技术走向大规模应用都必须具备经济可行性和环境友好性。本章提供了生命周期评估（LCA）和过程经济性评估（Techno-Economic Analysis, TEA）的框架，用以量化生物催化技术相比传统化学合成法的真正“绿色”优势和成本竞争力。 --- 本书特色 本书的特点在于其跨学科的融合性。它不仅是酶学和代谢工程的教科书，更是将前沿基础研究与严谨的化学工程原理相结合的应用指南。全书配有大量的工业流程图、反应动力学曲线和对比表格，力求在提供详实技术细节的同时，保持清晰的逻辑结构，是致力于推动化学工业向更安全、更高效、更可持续方向发展的专业人士的必备参考书。

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这本书的排版和装帧实在是一流，拿到手里就感觉像是收藏品。但我更关注的是它在“催化剂的回收与再利用”这一实际操作层面的论述。很多关于新催化剂的论文都忽略了成本效益和环境影响的后期评估，而这本《绿色有机催化》却将这部分内容提升到了与催化效率同等重要的地位。书中详细介绍了多相化催化剂的设计策略，例如如何将均相催化剂固定在载体上，以及如何通过微胶囊技术或磁性纳米颗粒来简化分离步骤。我尤其关注了关于“流动化学”与绿色催化结合的部分，作者描述了如何利用微反应器系统实现对反应参数（如温度、压力、停留时间）的精确控制，从而极大地提高了反应的安全性和产率，同时也显著减少了副产物的生成。这种系统性的集成思维，让我看到了未来实验室自动化和工业化生产的蓝图。书中对不同载体材料（如MOFs、介孔二氧化硅）的兼容性和稳定性进行了客观的对比分析，数据详实，图表清晰，对于实验室的条件筛选工作提供了极大的便利。总而言之，它超越了一本纯粹的学术专著，更像是一部指导可持续化学工程实践的宝典。

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与其他侧重于特定反应类型（如C-H键活化或光催化）的专著相比，《绿色有机催化》的广博性令人印象深刻。它像一张巨大的网络，将看似孤立的催化领域连接了起来。我发现，书中对“生物启发式催化”的讨论非常具有前瞻性。作者并没有将酶催化仅仅视为一个独立的领域，而是探讨了如何从酶的活性中心结构中汲取灵感，设计出具有类似高选择性和高转化率的仿生有机催化剂。这种跨学科的视野，使得全书的视角非常开阔，避免了陷入小众技术的细节泥潭。在讨论到能源驱动的催化转化时，比如电化学催化在有机合成中的应用，作者的论述逻辑非常严谨，清晰地划分了传统热力学驱动和电荷转移驱动的反应边界。这本书的语言风格在描述这些新颖概念时，显得尤为精准而富有激情，没有丝毫的卖弄之感，只是纯粹地在呈现科学的魅力。对于那些希望拓展研究边界、寻找下一代颠覆性催化技术的科研人员来说，这本书无疑是一剂强心针。

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读完前三分之一后，我不得不停下来，花了好几天时间消化其中关于手性催化的部分。坦白说，这本书在讨论如何构建高效的手性环境方面，其深度已经超出了我原先对“有机催化”这个主题的预期。它没有满足于介绍几种耳熟能详的配体，而是深入剖析了过渡金属与有机小分子骨架之间微妙的电子效应和空间位阻如何共同决定了对映选择性。我印象最深的是关于“动态动力学拆分”的章节，作者用近乎散文诗般的笔触，描绘了如何设计出能在反应过程中不断自我调整、最终导向单一产物的催化体系，这种精妙的设计思想简直令人拍案叫绝。更让人惊喜的是，书中不仅停留在理论建构，还辅以了大量的案例研究，这些案例的选取非常具有代表性，覆盖了药物合成、精细化工等多个前沿领域。我对比了手头其他几本关于不对称催化的书籍，此书在对“催化剂失活机制”的探讨上显得尤为细致，它坦诚地指出了当前技术瓶颈所在，而不是一味地歌颂成功，这种务实的态度让整个论述显得更加可信和厚重。对于一个希望将理论应用于实际合成的科研人员来说，这本书提供的不仅仅是“怎么做”，更是“为什么这样做会成功”的深层逻辑。

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我以一个材料学背景的研究者的角度来审视这本书，最吸引我的是其中对“新型功能性材料在催化中的应用”的讨论。这本书对新型催化材料的设计哲学进行了深入剖析，不仅仅关注催化剂本身的活性位点，更着重强调了“环境效应”——即催化剂所处的固体基质如何影响其性能。书中用相当大的篇幅讨论了晶面工程在调控催化活性中的作用，以及如何利用高熵合金或界面缺陷来稳定反应中间体。我特别欣赏作者在描述这些前沿材料设计时，所展现出的对化学键合和电子结构理论的深刻理解。他们不是简单地罗列材料，而是解释了为何特定的晶面能提供最佳的吸附几何构型，以及如何通过掺杂来调节费米能级，从而优化电子转移速率。这种深入到原子尺度的解释，对于我们这些依赖材料科学来解决催化问题的研究者来说，是极其宝贵的理论支撑。这本书不仅是一本催化领域的参考书，更是一本关于如何“设计”具有特定功能的化学界面的教科书，它的知识密度之高，让我每一次重读都能发现新的启发点。

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这本厚重的《绿色有机催化》光是捧在手里，就能感受到那种沉甸甸的学术分量。我原以为它会是一本晦涩难懂的教科书，里面充斥着密密麻麻的反应机理和复杂的结构图。然而，初读之下，却发现作者在开篇就展现了一种极其清晰的叙事逻辑。他们并没有直接跳入那些高深的催化剂设计，而是先花了大量的篇幅来梳理“绿色化学”的哲学基础和历史演进。这一点非常打动我，因为它让我明白，我们所追求的催化剂革新，不仅仅是技术上的突破，更是一种对环境责任的深刻承诺。书中详细阐述了原子经济性、溶剂选择以及能源效率这三大核心指标是如何被绿色催化剂的出现彻底重塑的。特别是关于水相反应和超临界流体作为反应介质的章节，作者旁征博引，不仅引用了经典文献，还穿插了一些实验室的实际操作挑战，使得理论学习的过程不再枯燥，而是充满了解决实际问题的代入感。我特别欣赏其中对非贵金属催化剂发展的脉络梳理，那种循序渐进，从理论预测到实际合成的完整链条构建，让人对未来化学工业的可持续性燃起了强烈的信心。这本书的图表制作水准极高，许多复杂的反应路径图都经过了精心优化，即便是初次接触这个领域的读者，也能迅速抓住核心信息。

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