具体描述
《现代有机合成方法学》 简介 本书旨在全面、深入地探讨现代有机合成化学领域的核心概念、关键技术和前沿进展。它不仅是一本面向高年级本科生、研究生以及科研人员的专业教材，更是一本为致力于创新性分子构建的化学家们提供的实用参考手册。 本书结构严谨，内容涵盖了自经典反应到最新催化体系的广泛范围，力求在理论深度与实际操作指导之间找到最佳平衡。我们摒弃了传统教科书中过于冗长和分散的叙述方式，转而采用聚焦于“方法学创新”的主线，系统梳理了有机合成工具箱的构建与应用。 全书共分为五大部分，共计十八章，力求构建一个逻辑清晰、层层递进的学习路径。 --- 第一部分：反应机理与电子效应基础（深化理解） 本部分着重于巩固和深化读者对有机反应本质的理解，这是掌握任何新合成方法的基石。 第一章：现代反应电荷密度与过渡态理论 本章超越了传统的亲核/亲电概念，引入了密度泛函理论（DFT）在预测反应路径和活化能中的应用。详细讨论了反应坐标图的精确绘制方法，以及如何通过量子化学计算来解释立体选择性与区域选择性的起源。重点分析了“非经典”反应，如单电子转移（SET）过程的电子结构特征。 第二章：官能团的精准活化与保护策略 讨论了新型的、温和的官能团活化技术，例如光化学活化和电化学活化。深入剖析了“正交保护策略”的最新发展，特别是那些能够通过非传统手段（如酶催化或特定波长的光照）选择性脱除的保护基团。阐述了碳氢键（C-H）活化前，如何通过设计导向基团（Directing Groups）来精确调控反应位点。 --- 第二部分：金属有机催化（核心工具箱） 本部分是全书的重点，系统介绍了当前最活跃、最具影响力的金属催化体系，特别是关于钯、镍、铜和贵金属（铑、铱、钌）催化的前沿进展。 第三章：钯催化交叉偶联反应的进化 除了经典的Suzuki、Heck和Sonogashira反应，本章重点介绍了无配体或低配体偶联体系，以及如何利用新型氮杂环卡宾（NHC）配体实现对高位阻底物或惰性键的高效转化。详细分析了Buchwald-Hartwig胺化反应在工业合成中的优化，包括流体化学技术在提高产率和降低金属残留方面的应用。 第四章：镍催化的还原性偶联与C-O/C-S键的形成 镍催化剂因其成本效益和独特的氧化还原性质，在C-C键构建中展现出巨大潜力。本章聚焦于镍催化的二氧化碳还原偶联，以及自由基介导的镍催化。特别关注了利用镍催化剂进行非活化C-O键（如芳基醚）的断裂与重构，为复杂天然产物合成提供了新的思路。 第五章：铜与银的参与：点击化学与远程功能化 本章回顾了经典的CuAAC（点击化学），并深入探讨了无铜（Strain-Promoted）点击反应的最新进展。同时，详细阐述了铜在C-H官能化中的应用，特别是通过“原子转移”机制实现远程（Distal）位点的选择性修饰。银催化剂则被着重介绍在环化和烯烃官能化中的独特选择性优势。 第六章：贵金属催化剂在不对称合成中的突破 重点介绍不对称氢化反应的最新进展，包括手性磷酸催化剂与Rh/Ru配合物相结合的串联反应。详细分析了铱催化的不对称转移氢化技术，并提供了优化手性诱导效率的配体筛选指南。 --- 第三部分：不对称有机小分子催化（无金属策略） 本部分聚焦于利用有机分子作为催化剂，实现高对映选择性的目标，这在绿色化学和药物分子合成中具有不可替代的地位。 第七章：手性布朗斯特酸与路易斯酸催化 详细介绍了手性双官能团磷酸催化剂在亚胺、烯胺反应中的应用，特别是如何通过氢键网络来精确控制过渡态的构象。探讨了新型非共价相互作用（如卤键）在催化中的应用潜力。 第八章：手性胺催化与烯胺/亚胺离子对策略 深入剖析了脯氨酸及其衍生物在Aldol、Michael加成中的机理，并引入了“非对映选择性控制”的新概念。重点阐述了如何利用手性二级胺催化剂控制生成的烯胺中间体的构象，实现对高复杂度分子骨架的快速构建。 第九章：有机小分子介导的自由基反应 本章探讨了有机光催化剂（如吖啶盐、吩噻嗪衍生物）如何通过单电子氧化还原循环，高效地生成和捕获碳自由基。这部分提供了在温和条件下实现复杂C-C键构建的实用案例，尤其是在药物分子侧链修饰中的应用。 --- 第四部分：新颖反应模式与底物普适性（拓宽边界） 本部分关注那些正在改变合成化学范式的“非常规”反应类型。 第十章：电化学合成：绿色合成的新动力 本章全面介绍电化学合成的基础知识，包括如何设计电解池、选择电极材料和电解液。重点展示了电化学在不使用化学氧化剂或还原剂的前提下，实现C-H官能化、脱羧偶联和聚合反应的案例，强调其环境友好性和可控性。 第十一章：光化学反应与光氧化还原催化 超越传统的UV光催化，本章聚焦于可见光驱动的催化循环。详细解析了光敏剂的激发态寿命、氧化还原电位调控。应用案例涵盖了光氧化还原介导的环加成、胺化和C-C键形成。 第十二章：C-H键的区域与立体选择性活化 本书提供了C-H活化策略的分类图谱：基于过渡金属导向基团的活化、基于自由基的远程活化，以及生物启发式的酶促C-H官能化。重点讨论了如何通过调整配体和氧化剂，实现对非贵金属（如铁、锰）C-H活化的控制。 第十三章：流体化学与自动化合成平台 系统介绍了微反应器技术在提高高危反应（如重氮化、硝化、高压反应）安全性和可重复性方面的优势。探讨了如何将上述催化方法整合到连续流合成平台中，以实现高效的工艺放大与优化。 --- 第五部分：复杂分子构建与应用（实践导向） 本部分将前述方法学知识应用于具有挑战性的分子合成实例中，旨在提高读者的应用能力。 第十四章：复杂天然产物全合成中的关键步骤 精选了近年来具有里程碑意义的天然产物全合成路线，重点剖析其中应用了最新催化技术（如不对称催化、C-H活化）的部分。分析了合成策略中的“瓶颈步骤”是如何被突破的。 第十五章：药物分子骨架的后期功能化 关注如何利用高效的合成方法学，在复杂的药物分子候选物结构上进行后期修饰（Late-Stage Functionalization, LSF）。这包括对药物分子中特定芳环或杂环进行选择性官能化，以快速构建化合物库进行生物活性筛选。 第十六章：聚合物与材料合成的新型单体构建 本章探讨了如何利用精确的有机合成方法，构建具有特定拓扑结构和电子特性的新型单体，这些单体可用于合成高分子量、高纯度的有机半导体材料、光电材料或生物可降解聚合物。 第十七章：同位素标记与示踪技术 阐述了如何利用高效率的合成方法学，精确地将氘、碳-13或氮-15等同位素引入到复杂有机分子或药物代谢产物中，为药物代谢动力学（DMPK）研究提供高质量的标记物。 第十八章：合成化学的伦理与可持续性（绿色化学指标） 本书的结语部分，不仅讨论了原子经济性（Atom Economy）和E-因子（E-Factor）的计算，更引入了合成效率指数（Synthetic Efficiency Index, SEI）的概念，指导研究人员在设计新的合成路线时，将环境影响和资源消耗纳入核心考量。 --- 本书特色： 案例驱动： 每章均配有来自高影响力期刊的最新文献案例，确保内容的前沿性。 流程图解： 大量使用流程图和机理图示，将复杂的电子转移过程可视化。 方法学对比： 针对同一官能团转化，提供至少两种以上催化体系的优缺点对比分析，帮助读者做出最佳选择。 本书致力于成为有机合成化学研究者手中必备的、能够启发创新思维的深度工具书。
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