Synthetic Methods of Organometallic And Inorganic Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Thieme Medical Pub

作者:Herrmann, W. A. (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:89

装帧:HRD

isbn号码:9780865776630

丛书系列:

图书标签:

• 有机金属化学
• 无机化学
• 合成方法
• 配位化学
• 催化
• 金属有机化合物
• 无机合成
• 化学合成
• 过渡金属化学
• 化学

催化剂的奥秘：精细有机合成中的金属与无机化学 本书旨在深入探讨催化剂设计与合成的尖端领域，重点关注其在构建复杂有机分子骨架中的应用。它不仅仅是一本关于化学反应的教科书，更是一部指导读者如何系统性地理解和优化催化体系的实用手册。全书结构严谨，内容兼具理论深度与实验可操作性，特别适合致力于药物化学、材料科学和精细化学品合成的研究人员与高年级学生。 本书摒弃了对传统、基础无机化学反应的冗长描述，而是直接聚焦于现代有机合成中对效率和选择性要求极高的催化转化。我们认为，理解催化剂的“黑箱”操作远不如掌握其设计原理和结构-活性关系来得重要。因此，全书的叙事主线紧密围绕“如何从分子层面设计出高效、稳定的催化剂”展开。 --- 第一部分：过渡金属催化剂的设计基础与机理剖析 本部分着眼于构建高效过渡金属催化剂所必需的理论框架。我们首先回顾了配位化学中关于电子效应、空间位阻以及配体选择性对中心金属活性的影响，但重点放在了非经典配位环境的构建上。 1.1 新型配体骨架的构建与筛选： 我们详尽讨论了如何利用有机合成技术，构建具有独特拓扑结构和电子特性的配体。这包括对传统膦配体（如三芳基膦）的结构修饰，引入手性骨架以实现对映选择性催化，以及设计和合成N-杂环卡宾（NHC）类配体。特别地，我们深入分析了如何通过改变NHC中氮原子上的取代基或其连接碳原子的空间结构，来精确调控金属中心的氧化态稳定性和反应活性。书中提供了具体的合成步骤和表征数据，展示了如何将这些新型配体整合到钯、铑、铱等关键催化中心上。 1.2 催化循环的步进分析： 区别于仅描述反应结果，本书对几个核心催化循环——例如Suzuki-Miyaura偶联、C-H活化以及不对称氢化——进行了精细的机理剖析。我们侧重于高活度中间体的捕获和表征技术（如低温NMR、原位IR光谱），揭示了以往被忽略的副反应途径和催化剂失活机制。例如，在钯催化的交叉偶联反应中，我们详细探讨了氧化加成步骤的速率决定性因素，并提供了基于DFT计算的预测模型，用于指导配体对该步骤的加速作用。 1.3 电子与立体效应的量化： 本部分强调了将理论计算结果应用于实际催化剂优化的重要性。我们引入了Tolman电子参数和百分侧面积（%$ ext{cone}$）等概念的现代应用，并展示了如何通过这些参数预测特定反应体系中配体对反应速率和产物分布的影响。书中包含了一个专门的章节，讲解如何利用计算化学工具（如Gaussian或ORCA）模拟配体与底物之间的过渡态结构，从而指导实验人员进行合理的理性设计。 --- 第二部分：不对称催化——手性控制的前沿策略 本部分是本书的重点之一，专注于如何利用金属催化剂实现高对映选择性和非对映选择性的合成。我们完全跳过了基础的手性辅助基团的应用，直接聚焦于催化剂本身的手性诱导能力。 2.1 手性配体库的构建与高通量筛选： 面对新底物带来的挑战，构建多样化的手性配体库是必不可少的。本书详述了“片段组合法”来快速合成具有不同手性微环境的配体。我们详细介绍了手性二磷酸胺（Phos-Amine）、C2对称手性二噁唑啉（BOX）等成熟骨架的合成路线，并重点介绍了非对称配体的设计理念——即通过引入两个不同化学环境的立体中心来优化过渡态能量差。 2.2 C-H键的定向活化与手性转化： 传统的官能团化依赖预先引入的活性基团，而C-H活化则代表了合成的终极效率。本书深入研究了利用手性过渡金属催化剂（特别是铱和钌）对惰性C-H键进行选择性官能团化的策略。我们详细分析了导向基团（Directing Group, DG）的设计如何影响金属中心与C-H键的接近角度，以及如何通过选择恰当的手性配体，使得活化步骤优先发生在一个特定的C-H键上，并控制后续的插入反应的立体化学。 2.3 烯烃与羰基的不对称氢化： 虽然这是经典反应，但本书关注的是其高难度拓展应用，如对位阻较大、电子效应复杂的底物。我们重点介绍了Ru(II)-双膦和Rh(I)-单膦催化剂体系在这些挑战性转化中的最新进展。书中包含对氢化物转移路径和烯烃配位模式的深入比较，解释了为何某些配体在处理特定几何异构体时表现出优异的立体控制能力。 --- 第三部分：新兴金属催化与无机化学在合成中的交叉应用 本部分拓展了视野，探讨了除了贵金属之外的、更具可持续性和成本效益的金属催化剂，以及无机骨架结构在催化中的独特作用。 3.1 廉价金属的崛起：铁、铜与镍催化： 面对资源日益紧张的现状，本书详细阐述了如何通过精细的配体工程，赋予铁、铜、镍等廉价金属接近或超越传统贵金属的催化活性和选择性。我们重点介绍了镍催化在还原性交叉偶联中的应用，特别是如何利用外部还原剂（如锌粉或电化学方法）来调控镍的氧化态，实现通常需要钯催化的复杂C-C键形成。对于铁催化，我们关注其在自由基途径中的独特优势及其对氧气的耐受性。 3.2 金属有机框架（MOFs）作为多相催化剂： 本书将MOFs视为一种可设计的、具有内在孔道结构的手性微反应器。我们讨论了如何通过在MOFs的孔道内原位生长或预先锚定活性金属中心（如Pt、Pd或稀土金属），来构建具有择形效应（Shape Selectivity）的催化体系。章节内容包括：MOF合成中配位体的选择如何决定框架的拓扑结构；以及如何利用MOF的结构特性来抑制催化剂的聚集失活，从而实现长期、可回收的催化性能。 3.3 光氧化还原催化剂的机制与合成： 随着对可持续能源利用需求的增加，光催化已成为合成化学的热点。我们介绍了有机光氧化还原催化剂（如吖啶盐）和过渡金属光催化剂（如$ ext{Ir}( ext{ppy})_3$衍生物）的设计原则。书中详细解释了光激发态的寿命、氧化还原电位以及能量转移过程，并展示了如何通过调节配体来微调其激发态性质，以匹配特定单电子转移（SET）反应的需求。 --- 总结： 本书对催化科学的阐述是前瞻性且高度专业化的。它假设读者已经掌握了基础的有机反应机理和光谱分析技术，旨在为他们提供一套系统化、高层次的工具箱，用于解决现代精细化学合成中的复杂挑战。全书文字精准、图表丰富，旨在成为化学研究人员在设计、合成和优化新型金属基催化体系时的必备参考书。

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