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出版者:

作者:Christmann, Mathias (EDT)/ Brase, Stefan (EDT)

出品人:

页数:395

译者:

出版时间:2007-12

价格:1300.00 元

装帧:

isbn号码:9783527320936

丛书系列:

图书标签:

• 不对称合成
• 有机化学
• 催化
• 手性
• 合成方法
• 药物合成
• 天然产物合成
• 立体选择性
• 化学反应
• 合成化学

好的，这是一份关于《Asymmetric Synthesis》的图书简介，内容详尽，不涉及该书的具体内容，旨在为读者勾勒出该领域的研究图景、挑战与前沿方向。 --- 化学不对称性：构建生命分子与功能材料的基石 导言：手性世界的无声革命 在有机化学的广阔领域中，“手性”（Chirality）是一个核心且至关重要的概念。如同我们的左右手，许多分子存在着互为镜像但不能重叠的结构——对映异构体。虽然它们在化学式上完全相同，但其三维空间排布的细微差异，却能在生物体内产生截然不同的效应。药物分子、天然产物、香料乃至许多先进功能材料，其活性往往高度依赖于单一的对映异构体。例如，某种对映异构体可能是救命良药，而其镜像分子却可能毫无作用，甚至带来灾难性的后果。 正是基于对这种生命化学本质的深刻理解，不对称合成（Asymmetric Synthesis）——即在化学反应中，精确控制产物的立体化学，使其倾向于生成某一特定对映异构体的技术——成为了现代有机合成化学的制高点和技术瓶颈。它不仅仅是一项合成技术，更是连接基础化学原理与实际应用（特别是药物开发和精细化学品制造）的桥梁。 本书旨在提供一个对不对称合成这一宏大领域的全景式考察，深入探讨驱动该领域进步的原理、方法学创新以及面临的挑战。我们不侧重于某一特定催化剂体系的详细操作手册，而是着眼于指导读者建立一个全面的、基于原理的认知框架，理解如何从分子层面精准操控反应的立体选择性。 第一部分：手性认识论与理论基石 任何成功的合成策略都建立在坚实的理论基础之上。本部分将详细剖析手性的基本性质、定量表征及其在生物学中的意义。 1. 空间构象与立体化学计量学： 深入探讨手性中心的定义、对映体过量（ee）和非对映体过量（de）的精确计算方法。我们将审视艾伦·科尼（A. Cornforth）和罗伯特·伍德沃德（R. B. Woodward）等先驱者对立体化学复杂分子合成的早期贡献，理解如何通过费歇尔投影、纽曼投影等工具对反应路径进行三维可视化预测。 2. 反应驱动力与过渡态理论： 不对称诱导的本质在于反应的过渡态能量差异。本部分将详述如何利用量子化学计算（如DFT方法）来预测和解释过渡态的几何结构。关键在于理解“手性环境”是如何通过空间位阻、氢键网络或静电相互作用，使得一个反应路径的活化能显著低于其对映路径，从而实现高选择性。我们将区分动力学控制和热力学控制下的不对称诱导机制。 3. 经典策略的演进： 回顾历史上用于实现不对称控制的几大支柱性策略： 手性辅助剂法（Chiral Auxiliaries）： 阐述如何利用暂时键合到反应物上的手性分子，在反应过程中提供空间导向，反应结束后再将其移除，并考虑辅助剂的回收与再利用问题。 手性底物控制（Chiral Substrate Control）： 分析已存在的手性中心如何影响新生成手性中心的构型，以及立体诱导效应的距离依赖性。 第二部分：现代不对称催化范式 不对称催化是当前研究的焦点，它以极低的负载量实现高周转数和高选择性，被认为是化学原子经济性的典范。本部分将系统梳理现代催化体系的构建逻辑。 1. 过渡金属催化的手性配体设计： 金属有机催化是实现高效率不对称转化的主力军。我们重点分析配体（Ligand）设计艺术： 骨架工程： 讨论双膦配体（如BINAP系列）、恶唑啉（BOX）和席夫碱类配体的结构特点及其对金属中心的几何限制。 电子效应的调控： 探究如何通过修饰配体上的取代基（给电子或吸电子基团），精细调节金属中心的电子密度和反应活性，从而影响反应的选择性。 典型反应回顾： 分析不对称氢化、不对称C-C偶联（如Suzuki、Heck反应）以及不对称烯烃环氧化反应中，手性金属络合物扮演的关键角色。 2. 有机小分子催化（Organocatalysis）： 有机催化摒弃了对昂贵或有毒金属的使用，代表了更“绿色”的合成方向。本部分将深入剖析两种主流模式： 活化模式： 重点分析共价键活化（如脯氨酸及其衍生物在Aldol反应、Michael加成中的应用，利用亚胺或烯胺中间体）和非共价键活化（如使用手性布朗斯特酸或路易斯酸，通过多重氢键构建高选择性过渡态）。 机理深度剖析： 探讨有机催化剂如何像酶一样，通过精确的空间定位和氢键网络，在不涉及金属的情况下实现高立体控制。 3. 生物催化与酶的工程化应用： 生物酶因其在生理条件下进行高选择性反应的能力，成为不对称合成的强大工具。我们将讨论如何利用固定化技术和蛋白质工程（定向进化），改造天然酶（如脂肪酶、还原酶或氧化酶），使其适应非天然底物和工业化反应条件，特别是在动力学拆分和不对称转化中的应用。 第三部分：挑战与前沿领域 不对称合成的未来在于突破现有方法的局限性，拓展其在更复杂分子体系中的应用。 1. 惰性官能团的活化与选择性： 传统的选择性通常集中在双键或羰基等高活性官能团。当前的难点在于如何实现对C-H键、C-C键等惰性键的区域选择性和对映选择性的协同控制。这要求催化剂体系具备极高的底物识别能力。 2. 连续流化学与不对称合成的整合： 将高选择性的不对称反应引入连续流反应器中，是实现工业化、提高安全性和重现性的关键。本部分将探讨如何设计适用于微通道反应器的高效催化剂负载体系，以及反应停留时间与立体选择性的关系。 3. 复杂天然产物与多手性中心的构建： 许多具有重大生物活性的分子含有多个连续或分离的手性中心。如何利用串联反应（Tandem Reactions）或级联反应（Cascade Reactions），在单锅（One-Pot）操作中，以高效率和高立体选择性地构建这些复杂的骨架，是检验合成策略先进性的试金石。 结语 不对称合成不仅是追求分子纯净性的科学，更是对生命本质——手性的尊重与模仿。理解和掌握从过渡态理论到前沿催化剂设计的全过程，是每一位致力于精细化学品、新药研发或材料科学研究者的必备素养。本书旨在提供一个结构清晰、逻辑严谨的知识体系，激发读者在构建这个“手性世界”的基石时，进行更具创新性的探索。

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