《綠色催化有機合成》共七章,首章緒論介紹了綠色有機合成化學的基本概念與研究內容及實際應用與現(xiàn)狀,第2章為離子液體催化有機化學反應,第3章為固相催化有機化學反應,第4章為有機小分子催化有機化學反應,第5章為電催化有機化學反應,第6章為不對稱催化有機化學反應,第7章為光催化有機化學反應。
《綠色催化有機合成》在理論闡述基礎上引入了大量可操作性實例,可作為化學、應用化學、精細化工、化學工程與工藝、制藥工程等領域科研工作者的參考書。
隨著現(xiàn)代經濟的高速發(fā)展,能源消耗日益增大,傳統(tǒng)的化石資源接近枯竭,環(huán)境污染及生態(tài)惡化問題等日漸嚴重。2020年9月22日,國家主席習近平在第七十五屆聯(lián)合國大會上的講話中提出:“中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和!庇袡C合成化學以“理性、高效、高選擇性、原子經濟性、環(huán)境友好、低能耗、可持續(xù)地創(chuàng)造具有無限可能的分子結構和具有豐富功能的新物質”為總體目標,著重關注前沿科學及技術發(fā)展需求,解決與國計民生相關的重大基礎科學問題,探索物質結構與性能的關系和內秉規(guī)律,為建立完善的物質科學知識體系提供豐富的研究對象和手段,為發(fā)展變革性與戰(zhàn)略性功能材料提供物質基礎,為推動我國相關產業(yè)升級提供創(chuàng)新原動力。因此需要有機化學工作者在研究工作中,引入綠色化學理念,實現(xiàn)有機合成的高效性和經濟性。綠色有機合成化學是實現(xiàn)碳中和的重要途徑和方法之一。
本書共分7章,第1章介紹了綠色有機合成化學的基本概念與研究內容以及綠色有機合成化學的實際應用與現(xiàn)狀;第2章介紹了離子液體催化有機化學反應,綜述了離子液體的發(fā)展、分類和制備,把離子液體參與催化的有機化學反應進行了系統(tǒng)分類,對離子液體催化有機化學反應的發(fā)展前景進行了展望;第3章介紹了固相催化有機化學反應,通過各種載體負載金屬或對載體進行化學修飾,制備固相催化劑,實現(xiàn)有機反應的高效催化;第4章介紹了有機小分子催化有機化學反應,重點介紹了利用有機小分子催化不對稱合成反應,構建手性化合物;第5章介紹了電催化有機化學反應,著重闡述了用過渡金屬修飾陽極和陰極電極,催化一些有機氧化還原反應;第6章介紹了不對稱催化有機化學反應,重點介紹合成手性催化劑和手性配體的方法和原理,可將大量前手性底物對映選擇性地轉化為手性產物;第7章介紹了光催化有機化學反應,并對其發(fā)展進行了展望。
本書在進行理論闡述的同時列舉了大量可操作性實例,可供科研人員選題和開展實驗時參考,還可作為化學、應用化學、精細化工、化學工程與工藝、制藥工程等師生的參考書。
房忠雪,鹽城師范學院,副教授,主要從事綠色有機合成、多相催化、藥物及精細化學品的工藝技術開發(fā)方向的研究。主持、參與完成國家自然科學基金項目3項、主持完成江蘇省自然科學基金項目和省產學研前瞻項目各1項;主持江蘇省第十六批“六大人才高峰”高層次人才項目1項;與省級工業(yè)園區(qū)多個企業(yè)合作,完成橫向課題2項,實現(xiàn)到賬橫向課題經費120多萬元;發(fā)表論文33余篇,其中SCI檢索29余篇;申請專利18余項,已授權3項。
第1章 緒論 1
1.1 綠色有機合成化學的基本概念與研究內容 1
1.1.1 綠色有機合成化學的基本概念 1
1.1.2 綠色有機合成化學的研究內容 1
1.2 綠色有機合成化學的實際應用與現(xiàn)狀 2
1.2.1 選擇綠色環(huán)保的反應原材料進行化學反應 2
1.2.2 開發(fā)綠色環(huán)保的有機合成反應催化劑 2
1.2.3 選擇綠色環(huán)保、無毒、無害的化學反應溶劑 2
1.2.4 綠色有機合成化學的發(fā)展現(xiàn)狀 3
參考文獻 3
第2章 離子液體催化有機化學反應 4
2.1 離子液體發(fā)展概述 4
2.1.1 離子液體的概念 4
2.1.2 離子液體的分類 5
2.1.3 離子液體的制備 6
2.2 離子液體催化有機化學反應分類 11
2.2.1 縮合反應 11
2.2.2 傅-克反應 13
2.2.3 環(huán)加成反應 14
2.2.4 親核取代反應 16
2.2.5 氧化反應 17
2.2.6 還原反應 19
2.2.7 碳-碳偶聯(lián)反應 20
2.2.8 不對稱合成 22
2.2.9 貝克曼重排 23
2.2.10 ;磻 24
2.2.11 酯化反應 25
2.2.12 Henry 反應 26
2.2.13 加成反應 27
2.2.14 Morita-Baylis-Hillman 反應 29
2.2.15 氫化反應 30
2.2.16 Mannich 反應 31
2.2.17 硼氫化反應 31
2.3 離子液體催化有機合成化學的發(fā)展前景 31
2.3.1 作為溶劑 31
2.3.2 同時作為溶劑和催化劑 32
2.3.3 展望 32
參考文獻 32
第3章 固相催化有機化學反應 38
3.1 二氧化硅載體多相催化劑 38
3.2 分子篩載體催化劑 41
3.3 金屬氧化物(或氫氧化物)載體材料催化劑 42
3.4 碳載體材料催化劑 47
3.5 有機聚合物材料催化劑 48
3.5.1 有機多孔聚合物材料催化劑 49
3.5.2 聚離子液體材料催化劑 53
3.5.3 生物質天然高分子聚合物載體材料催化劑 55
3.6 后修飾法固載均相銅絡合物研究現(xiàn)狀 63
3.6.1 硅基材料后修飾法固載銅絡合物的研究進展 63
3.6.2 木質素磺酸鈉材料后修飾法固載銅絡合物的研究進展 67
3.7 固相催化有機化學反應的應用前景 68
參考文獻 68
第4章 有機小分子催化有機化學反應 74
4.1 有機小分子催化有機化學反應概述 74
4.2 有機小分子催化體系分類 74
4.2.1 烯胺催化 74
4.2.2 亞胺正離子催化 76
4.2.3 基于氫鍵的不對稱催化 77
4.2.4 手性卡賓催化 85
4.2.5 手性相轉移催化 89
4.2.6 鹵鍵催化 92
4.2.7 混合催化模型——雙官能團化的氮雜環(huán)卡賓催化 98
4.3 有機小分子催化有機化學反應的應用前景 99
參考文獻 99
第5章 電催化有機化學反應 104
5.1 電催化有機合成化學發(fā)展概述 104
5.1.1 電催化有機化學反應概述 104
5.1.2 電催化有機化學反應分類 105
5.2 陽極氧化電催化有機合成中常見媒介體分類 107
5.2.1 鐵(Fe)絡合物作為媒介體 108
5.2.2 銅(Cu)絡合物作為媒介體 108
5.2.3 錳(Mn)絡合物作為媒介體 110
5.2.4 鈀(Pd)絡合物作為媒介體 111
5.2.5 鈷(Co)絡合物作為媒介體 111
5.2.6 銠(Rh)絡合物作為媒介體 113
5.2.7 釕(Ru)絡合物作為媒介體 114
5.2.8 銥(Ir)絡合物作為媒介體 115
5.2.9 鎳(Ni)絡合物作為媒介體 116
5.2.10 鹵素類化合物作為媒介體 117
5.2.11 三芳基胺類作為媒介體 117
5.2.12 硝酸鹽及硝酰類作為媒介體 118
5.2.13 2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)作為媒介體 119
5.3 陰極還原電催化有機合成媒介體分類 120
5.3.1 鎳(Ni)絡合物作為媒介體 120
5.3.2 鋅(Zn)絡合物作為媒介體 121
5.3.3 鈷(Co)絡合物作為媒介體 122
5.3.4 錫(Sn)絡合物作為媒介體 123
5.3.5 1,1'-二烴基-4,4'-聯(lián)吡啶鹽作為媒介體 124
5.3.6 芳香類化合物作為媒介體 125
5.3.7 富勒烯和碳硼烷作為媒介體 126
5.4 成對電解電催化有機合成媒介體分類 126
5.5 非氧化-還原電催化有機反應(吸附機理) 128
5.6 影響電催化有機合成化學反應性能的因素 129
5.7 電催化有機合成化學反應的應用前景 130
參考文獻 131
第6章 不對稱催化有機化學反應 135
6.1 不對稱催化有機合成化學反應概述 135
6.1.1 不對稱催化反應的發(fā)展 135
6.1.2 手性化合物的制備方法概述 136
6.2 不對稱催化有機合成化學反應分類 136
6.2.1 不對稱催化氫化及其它還原反應 136
6.2.2 不對稱環(huán)氧化反應 141
6.2.3 不對稱催化交叉偶聯(lián)反應 145
6.2.4 不對稱Diels-Alder 反應 146
6.2.5 不對稱氫甲酰化反應 148
6.2.6 不對稱異構化反應 151
6.2.7 不對稱相轉移反應 152
6.2.8 不對稱Michael 加成反應 155
6.2.9 不對稱環(huán)丙烷化反應 157
6.2.10 不對稱醛醇縮合反應 159
6.2.11 不對稱氫硅烷化反應 162
6.3 不對稱催化有機合成反應展望 164
參考文獻 164
第7章 光催化有機化學反應 169
7.1 光催化概述 169
7.2 金屬絡合物作為光催化劑參與的有機反應 171
7.3 有機染料作為光催化劑參與的有機反應 174
7.4 光催化劑與金屬催化劑組合參與的有機反應 176
7.4.1 過渡金屬光催化劑與金屬催化劑組合 176
7.4.2 無金屬光催化劑與金屬催化劑組合 179
7.5 無過渡金屬和光催化劑參與的有機光反應 180
7.6 光催化有機合成化學反應的應用前景 182
參考文獻 182