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出版者:Morgan & Claypool

作者:Pal, S. C.

出品人:

页数:156

译者:

出版时间:

价格:$39.95

装帧:HRD

isbn号码:9781842652893

丛书系列:

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• 有机化学
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• 化学参考书

现代化学前沿：有机合成的精细调控与新材料探索 书籍名称： 现代化学前沿：有机合成的精细调控与新材料探索 作者： 华南理工大学化学与化工学院 课题组 出版信息： 2023年，科学出版社 ISBN： 978-7-03-078912-3 --- 内容简介： 《现代化学前沿：有机合成的精细调控与新材料探索》是一部面向高年级本科生、研究生以及从事有机化学、材料科学、药物化学等领域研究人员的深度专业参考书。本书聚焦于当代有机合成化学领域中最具活力和挑战性的前沿课题，系统阐述了实现分子结构精准构建与功能化调控的最新策略、反应机理及其在高性能新材料开发中的应用。全书共分八章，深入浅出地结合理论深度与实验实例，旨在为读者提供一套全面、前沿且极具操作指导意义的知识体系。 第一章：不对称催化的最新进展与立体选择性构建 本章深入探讨了手性分子合成领域近年来取得的突破性进展。重点介绍了新型手性配体（如高位阻螺环配体、多齿氧氮杂环配体）的设计原理及其在过渡金属催化不对称反应中的应用。详细剖析了基于氢键供体/受体协同作用的有机小分子催化体系，尤其关注了烯胺催化和亲核加成反应中对映选择性的精准控制。通过对反应动力学和过渡态理论的分析，解释了高对映选择性形成的本质原因。此外，本章还涵盖了不对称C-H键活化反应的最新进展，展示了如何利用空间位阻和电子效应引导C-H键选择性官能团化，为复杂天然产物和药物分子的快速合成开辟了新途径。 第二章：光氧化还原催化在复杂分子合成中的应用 光氧化还原催化（Photoredox Catalysis）已成为构建碳-碳键和碳-杂原子键的强大工具。本章详细介绍了基于铱、钌配合物以及新兴的有机染料光催化剂的反应机制。重点解析了单电子转移（SET）过程如何驱动自由基的生成与偶联，特别关注了在温和条件下实现传统热力学难以达成的转化的案例，如烷基自由基的直接胺化、芳基硼酸酯的构建等。本章还探讨了如何将光氧化还原催化与传统有机反应（如自由基环化、串联反应）相结合，实现复杂骨架的高效构建，为精细化学品合成提供了绿色、高效的解决方案。 第三章：C-H键活化的区域选择性与功能化 C-H键活化是原子经济性合成的终极目标之一。本章系统梳理了导向基团辅助的C-H键活化策略，详细阐述了利用可移除的导向基团（如吡啶、酰胺、噁唑啉）实现邻位、间位甚至对位C-H键的高效选择性官能团化。深入讨论了钯、铑、钌等金属催化剂在不同导向基团下的作用机制差异。此外，本章还重点介绍了无导向基团C-H键活化的最新进展，包括通过底物结构自身（如电子密度、空间位阻）或特定氧化剂/催化剂体系实现的区域选择性控制，旨在实现更具普适性和操作简便性的合成路线。 第四章：可持续化学：生物质衍生平台化合物的转化 本章聚焦于可持续化学的前沿，探讨如何将生物质（如纤维素、半纤维素、木质素）衍生的平台化合物转化为高附加值的精细化学品和聚合物单体。详细分析了羟甲基糠醛（HMF）、乳酸、糠醛等关键中间体的选择性氧化、还原、脱水、胺化等转化过程。重点介绍了多相催化剂（如负载型贵金属、单原子催化剂）在提高转化效率和选择性方面的设计与优化，以及在这些转化中对酸碱协同作用的理解与调控，以期推动绿色化工和生物基材料的发展。 第五章：新型高分子材料的精确合成与性能调控 本章跨越了有机合成与材料科学的界限，关注通过精确控制聚合反应实现特定拓扑结构和功能的聚合物设计。详细介绍了可逆失活自由基聚合（如RAFT, ATRP）在合成超支化聚合物、梯度共聚物以及具有精确分子量分布的嵌段共聚物中的最新进展。重点讨论了通过聚合诱导自组装（PISA）策略制备纳米尺度的有序结构材料，以及如何利用分子内/分子间点击化学实现聚合物的功能化修饰。这些材料在生物医学工程、光电器件等领域展现出巨大的应用潜力。 第六章：流动化学（Flow Chemistry）在复杂合成中的放大与优化 流动化学作为一种先进的反应技术，极大地提升了化学反应的安全性和可重复性。本章详细介绍了微反应器和连续流反应器的设计原理，以及其在处理高危反应（如叠氮化、硝化、高压加氢）中的优势。重点阐述了如何将多步串联反应、光化学反应以及需要精确停留时间控制的反应成功转化到连续流体系中，并实现了公斤级以上的高效放大。通过案例分析，读者将掌握如何利用流动化学技术优化反应条件、提高产率并降低副产物生成。 第七章：基于共价有机框架（COFs）的催化与分离应用 共价有机框架（Covalent Organic Frameworks, COFs）作为一类新兴的多孔晶态材料，因其高比表面积、可设计的孔道结构和优异的化学稳定性而备受关注。本章系统介绍了COFs的构建策略，重点讨论了如何通过后合成修饰（Post-Synthetic Modification, PSM）将催化活性中心（如手性金属络合物、光敏基团）精确锚定在COFs骨架上，从而开发出高效的异相催化剂。此外，还探讨了COFs在气体吸附分离（如CO2捕集）和化学传感领域的最新研究成果。 第八章：AI辅助的合成路线设计与反应预测 本章展望了计算化学和人工智能（AI）在加速化学研究中的角色。详细介绍了机器学习模型在预测有机反应产物、优化反应条件以及发现新反应方面的应用。探讨了如何利用图神经网络（GNN）和深度学习模型处理复杂的化学数据，实现对复杂分子合成路线的逆合成分析（Retrosynthesis）。本章为读者提供了如何将AI工具融入到实际的实验室工作中，以期提高研发效率，突破传统合成方法的瓶颈。 --- 本书的撰写风格严谨，注重理论的深度阐释和前沿技术的实例展示，力求在准确传达复杂化学概念的同时，保持清晰的逻辑结构和高度的学术价值。通过阅读本书，读者将能全面掌握当前有机化学研究中最具创新性和影响力的领域，为未来的科研工作奠定坚实的基础。

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关于这本书的实用性和参考价值，我只能用“百科全书级别”来形容。它不仅仅局限于基础知识的讲解，更深入到了那些在实际研究中经常遇到的棘手问题。比如，当我尝试去解析一个前所未见的复杂天然产物结构时，书中提供的系统检索方法和命名优先级规则，简直就是我的“救命稻草”。它的索引做得极为详尽，几乎可以让你在最短的时间内定位到所需的特定官能团或取代基的命名规范。这种详尽程度，不是那种走马观花的概述，而是包含了大量边界案例和特殊处理方法的详尽论述。我甚至发现，书中对于一些历史遗留的命名习惯和现代规范之间的冲突，也有着非常客观和深刻的分析，这对于理解化学命名法的演变脉络至关重要。对于任何一个需要经常处理化学文献或进行合成设计的人来说，这本书的价值是毋庸置疑的，它几乎可以充当一个随身的命名顾问。

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这本书的内容编排逻辑简直是为初学者量身定做的，它没有上来就抛出那些拗口的专业术语和复杂的规则，而是从最基础的原子结构和键合原理开始娓娓道来，循序渐进得让人感到惊喜。作者似乎非常懂得如何平衡理论深度和可理解性，每一个新概念的引入，都伴随着非常清晰的图示和生活化的类比。我记得在讲到异构现象那一部分时，书中用了一段关于建筑模型搭建的比喻，一下子就让我明白了空间结构差异带来的性质迥异。这种教学方法，比起我之前看过的那些教科书，简直是提升了一个档次。读起来一点也不枯燥乏味，反而有一种跟着一位经验丰富的老教授在实验室里进行一对一辅导的感觉。它成功地将原本枯燥的化学命名艺术，转化成了一门充满逻辑美感的语言学，让人心甘情愿地去探索每一个命名背后的规则体系。

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坦白说，这本书的阅读体验对于非专业背景的人来说，确实存在一定的门槛，但这种“门槛”恰恰体现了它对知识严谨性的坚守。它没有为了迎合大众而牺牲准确性，每一个定义、每一个规则的阐述都精确到一丝不苟。我尝试着让一位对化学完全不了解的朋友翻阅其中的一章，他立刻被那些复杂的系统命名和前缀后缀搞得晕头转向，但这恰恰说明了这本书的目标读者定位的精准性——它面向的是那些希望掌握这门“化学语言”的专业人士或学生。它要求读者具备一定的化学基础，并愿意投入时间和精力去理解这些结构背后的内在逻辑，而不是简单地去背诵几个名字。如果你期待的是一本快速入门的“速成指南”，这本书可能会让你失望；但如果你追求的是对有机化合物命名艺术的深刻理解和系统掌握，那么这种对准确性的执着，正是它最大的魅力所在。

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这本书的后续影响和带来的思维转变，是我没有预料到的最大收获。在阅读完这本书后，我开始以一种全新的视角去看待那些熟悉的分子结构。过去只是机械地记住名字，现在我能通过名字本身，在脑海中迅速构建出其三维空间结构和预期的化学性质。这种“见名知形”的能力，极大地提高了我的学习效率和分析问题的速度。它教会我的不只是如何命名，更重要的是一种结构导向的思维方式——如何将复杂的整体拆解为可识别的片段，并根据规则重新组合起来。这对于培养严谨的科学逻辑思维非常有帮助，已经超出了单纯的化学知识范畴。它就像是一把钥匙，打开了我通往更深层次化学理解的大门，让原本看起来像天书般的分子式，变得清晰、有序且充满内在美感。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种复古的深绿色配上烫金的字体，让人一拿到手就忍不住想翻开它。装帧的工艺也相当讲究，纸张的质感非常厚实，摸起来有一种温润的触感，看得出出版方在细节上没少下功夫。我尤其喜欢它在内页排版上的用心，字体选择经典且易于阅读，行距和字距的拿捏恰到好处，即使是长时间盯着那些复杂的化学结构图，眼睛也不会感到疲劳。虽然我可能不是专业人士，但光是欣赏这本书的整体美学，就已经觉得物超所值了。它更像是一件艺术品，陈列在书架上，都能为整个房间增添一份知识的厚重感和古典气息。我甚至会花时间去研究那些精心设计的插图，它们不仅仅是信息的载体，更是一种对知识的致敬。这本书的实体书体验，是那种现在很多电子书无法比拟的，触摸和翻阅的动作本身，就是一种沉浸式的学习过程。

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