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出版者:化学工业出版社

作者:，S.M.Roberts，，英 编

出品人:

页数:402

译者:慕真

出版时间:2007-7

价格:68.00元

装帧:

isbn号码:9787122002129

丛书系列:

图书标签:

• 精细化学品合成的生物催化
• 生物催化
• 精细化学品
• 有机合成
• 酶催化
• 绿色化学
• 化学工程
• 生物技术
• 药物合成
• 手性合成
• 催化剂

现代有机合成中的催化剂创新与应用 本书聚焦于21世纪以来，有机合成化学领域中催化剂科学的最新突破及其在复杂分子构建中的实际应用。全书深入探讨了从均相到非均相、从金属有机催化到有机小分子催化等多个前沿方向的理论基础、反应机理、催化剂设计原理与操作优化策略。 第一部分：催化理论与基础构建 本部分旨在为读者奠定坚实的催化化学理论基础，并系统梳理当前主流催化体系的演化历程。 第一章：催化作用的量子化学基础 本章详细阐述了化学反应中的能垒、过渡态理论以及催化剂如何通过稳定过渡态来加速反应。重点剖析了密度泛函理论（DFT）在预测催化活性位点、理解反应机理以及筛选潜在催化剂方面的应用。通过多个实例，展示如何利用计算化学方法指导催化剂的设计与优化，特别是在解析配位化学中电子效应与空间位阻对反应选择性的影响。 第二章：催化剂活性的调控与表征技术 本章深入探讨了影响催化剂活性的关键因素，包括催化剂的形貌、孔结构、表面积、以及活性中心的电子状态。重点介绍了先进的表征技术，如高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、X射线光电子能谱（XPS）、原位/非原位傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱，用以实时监测催化反应过程中的表面物种和反应中间体，从而揭示催化循环的细节。 第二部分：金属有机催化剂的精细化设计 本部分是全书的核心，聚焦于过渡金属催化剂在构建碳-碳键、碳-杂原子键等方面取得的革命性进展。 第三章：钯催化偶联反应的最新发展 详细回顾了Suzuki-Miyaura、Heck、Sonogashira等经典偶联反应的最新进展，重点讨论了如何通过设计新型配体（如Buchwald配体、NHC配体）来提高催化剂的周转数（TON）和选择性，尤其是在挑战性的底物（如惰性C-H键活化）上的应用。探讨了无溶剂、水相或光氧化还原条件下钯催化的新范式。 第四章：不对称氢化与C-H键活化 不对称催化是现代有机合成的基石。本章深入分析了铑、钌催化剂在不对称氢化反应中的立体控制机制，特别是双膦配体（如BINAP及其衍生物）的设计理念。随后，重点介绍了近年来爆炸性增长的C-H键活化策略，包括导向基团辅助的活化和无导向基团的远程C-H官能团化，展示了如何直接利用廉价的碳氢键作为合成砌块，极大地简化了合成路线。 第五章：非贵金属催化体系的替代性探索 鉴于贵金属资源稀缺和成本高昂，本章集中阐述了铁、铜、镍等廉价过渡金属在催化反应中的潜力。讨论了镍催化剂在交叉偶联、自由基反应中的独特优势，以及铜催化剂在点击化学、氧化反应和C-N/C-O键形成中的高效应用。着重分析了如何通过精妙的配体设计来弥补非贵金属催化剂活性和稳定性上的不足。 第三部分：有机小分子催化与新型催化模式 本部分着眼于超越金属催化的新领域，探索有机小分子和非共价相互作用在催化中的作用。 第六章：有机小分子催化：从胺到硫脲 系统介绍了有机小分子催化剂，特别是手性胺类（如脯氨酸衍生物）和氢键供体（如硫脲、硫代脲）催化体系。深入解析了手性胺催化中烯胺和亚胺离子中间体的形成与转化，以及硫脲催化中通过多重氢键协同作用实现的立体控制。重点展示了这些催化剂在Aldol反应、Michael加成、以及环加成反应中的高对映选择性表现。 第七章：光催化与电化学合成的融合 阐述了在温和条件下实现高能级自由基或离子中间体的生成方法。光氧化还原催化部分，详细介绍了铱、钌配合物以及有机光敏剂如何通过单电子转移（SET）过程驱动复杂的偶联、环化和聚合反应。电化学合成部分，则探讨了如何通过精确控制电位来替代化学氧化剂或还原剂，实现环境友好的官能团转化。 第八章：酶催化与模拟酶的交叉 本章聚焦于生物催化机制在合成化学中的启发。回顾了自然界中氧化还原酶、水解酶等在构建复杂手性分子中的卓越能力。讨论了人工酶的构建（如金属酶活性位点的模拟）和酶的定向进化技术，以拓宽其底物范围和反应条件耐受性。 第四部分：催化剂的工程化与工业转化 本部分关注如何将实验室发现的优秀催化体系转化为稳定、可回收、适用于工业规模生产的技术。 第九章：多相化与催化剂的固定化技术 探讨了将均相催化剂（如金属配合物或有机催化剂）固定到固体载体（如介孔二氧化硅、聚合物树脂、MOFs）上的策略。重点分析了固定化过程中可能发生的催化剂浸出、活性位点堵塞等问题，以及如何通过表面化学修饰来提高催化剂的稳定性、易分离性和重复使用性。 第十章：流动化学与反应工程的结合 介绍了利用微反应器和连续流动系统进行催化反应的优势，包括精确的温度和停留时间控制，增强了对高活性、高放热反应的安全操作能力。结合催化剂的固定化技术，阐述了固定床反应器在实现高效、长期、自动化生产中的工程学考量和工艺优化流程。 本书内容翔实，理论与实践并重，旨在为有机化学、药物化学、材料科学以及化工工艺研发领域的专业人士提供一套全面且前沿的催化合成工具箱。

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从整体结构来看，这本书的逻辑跨度非常大，它从基础的酶化学原理出发，逐步深入到基因工程改造酶的策略，最后似乎还触及到了代谢工程的应用。这种由浅入深、不断拓宽研究视野的编排，体现了作者对该学科全貌的深刻理解。我注意到，书中似乎还预留了对未来技术趋势的探讨空间，例如对人工智能在催化剂设计中应用的讨论。这种既立足于坚实的现有技术，又大胆展望未来的布局，使得这本书的价值不仅仅局限于当前的研究阶段，而是具有更长远的研究指导意义。对于希望建立全面知识体系的读者来说，这种系统性的构建尤为重要，它确保了知识的完整性和前瞻性，避免了只学到“点”而看不到“面”的遗憾。

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这本书的引言部分写得极具前瞻性，它没有急于抛出复杂的反应机理，而是花了大量的篇幅来阐述生物催化在现代精细化工中所扮演的“绿色革命者”的角色。作者的笔触非常细腻，他巧妙地将宏观的产业趋势与微观的酶促反应效率提升联系起来，让我立刻明白了为什么投资时间来学习这些内容是值得的。我特别欣赏作者对“可持续性”和“原子经济性”这两个核心理念的强调，这不仅仅是学术上的追求，更是对未来工业生产的深刻反思。阅读这段文字时，我感觉自己站在了一个制高点上，俯瞰着传统化学合成的局限性，以及生物方法开辟的无限可能。这种宏大的叙事视角，对于一个初学者来说，是最好的定心丸，它确保了我们不会迷失在具体的实验操作中，而是始终把握住学习的“为什么”。

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这本书的语言风格非常具有个人色彩，它不像很多官方教材那样冷硬，而是带有一种老教授娓娓道来的亲切感，尤其是在讨论反应机理的复杂性时。当面对一个难以理解的过渡态结构时，作者会用非常形象的比喻来辅助说明，这种教学方式极大地降低了理解的门槛。例如，他对“酶口袋”的描述，活灵活现地勾勒出了分子间相互作用的微妙平衡。这种温度感，使得原本枯燥的化学动力学和热力学分析变得生动起来。我特别喜欢这种“带着你走”的叙事节奏，让人在不知不觉中吸收了大量的专业知识。希望后续章节中，这种富有感染力的讲解方式能够保持，因为在深度阅读中，作者的引导至关重要。

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我仔细翻阅了几个关于特定酶类催化剂的章节，发现作者在案例选择上非常独到。他似乎有意避开了那些已经被讨论到烂熟的经典例子，而是选取了一些近年来在工业界崭露头角的、具有实际转化潜力的案例。比如，关于非天然氨基酸合成的某一章节，作者详细对比了不同固定化技术对酶活性的影响，图表数据的详尽程度令人惊叹。这表明作者不仅仅是理论的搬运工，更是对前沿研发动态有深刻洞察的实践者。这种对具体数据和技术细节的毫不保留的呈现，对于真正想在实验室有所突破的研究人员来说，是无价的财富。我期待后续章节能更多地探讨这些复杂体系在放大生产中遇到的工程化挑战，因为从实验室到工厂之间的鸿沟，往往才是最考验真功夫的地方。

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这本书的装帧设计实在是太吸引人了，那种沉稳的深蓝色调配上烫金的字体，拿在手里就有一种厚重和专业感，仿佛已经能闻到纸张上油墨的清香。我之前对这个领域了解不多，但光是看到这个封面和目录，就激起了我极大的探索欲。它不像那种教条式的教科书，而是更像一本精心策划的学术画廊。我尤其欣赏它在排版上的用心，图表的清晰度和公式的规范性都达到了极高的水准，阅读体验非常流畅。虽然我还没有完全深入到每一个技术细节，但仅从外观和结构上来说，它就为读者构建了一个非常专业和值得信赖的阅读框架。我希望书中的内容能像它的外表一样，条理清晰，逻辑严密，能够真正引领我进入这个高精尖的领域，而不是停留在泛泛而谈的层面。这种对细节的关注，常常是区分一本优秀学术著作和平庸之作的关键所在。

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