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合成化学 - 潘春跃
出版日期:2005年6月
前 言
现代化学的发展已经打破了传统四大化学的界限，一些著名学者近年来提出了化学新的分类方法，其中合成化学被认为是现代化学的重要基础和分支。合成化学研究化合物合成的规律和方法，包括与合成有关的各种理论。合成化学涉及的内容极其广泛，化合物（或材料）的合成涉及合成目标的确定、合成路线设计、合成实验、鉴定和结构表征等诸多方面。合成化学的主要任务是合成新的化合物、改进现有的和发展新的合成方法与技术。从广义上来说，合成化学的研究对象也包括材料的制备（分子水平上的化学自组装过程）。因此，合成化学的发展对化学及材料等学科的发展都有重要意义。
鉴于目前国内还没有一部系统介绍合成化学的专著或教材，本书作者在近年来从事合成化学的科研和教学工作的基础上编写了本书。本书在内容选取上力求反映合成化学学科的发展，介绍合成化学的概念、基本理论和主要方法，适当介绍合成化学的新成果和前沿发展动态，在传统的无机合成与有机合成基础上初步建立合成化学新的内容体系。本书前三章分别为合成反应原理、合成路线设计与合成方法、合成技术，主要介绍合成化学的基本概念、基本原理、主要方法和技术，可看做是合成化学的基础篇。第4章和第5章为典型无机化合物的合成、新型无机功能材料的合成与制备，重点讨论无机合成化学。第6章到第9章介绍有机合成化学的主要内容，包括碳骨架的构建，官能团的引入、转换与保护，元素及金属有机化合物和不对称合成。第10章介绍复杂分子的合成实例。第11章简要介绍了现代合成化学的重要发展方向--绿色合成。
本书由潘春跃担任主编，古映莹和龚跃法担任副主编。从1999年开始，中南大学应用化学专业开设了合成化学课程（由无机合成与有机合成两门课程合并而成），本书是作者在近几年的合成化学课程教学内容基础上编写而成。其中第3章、第4章由中南大学古映莹编写，第5章由北京交通大学朱红编写，第6章和14节由中南大学唐瑞仁编写，第7章、第8章和22节由华中科技大学龚跃法编写，第9章由湘潭大学林原斌编写，第10章由中南大学唐有根编写，其余部分由中南大学潘春跃编写。全书由潘春跃、古映莹和唐瑞仁审核定稿。
本书可作为应用化学、材料化学、化学工程和工艺、制药工程等专业本科生和研究生的教材，也可以作为高校、科研机构和企业科技人员的参考书。
本书在编写过程中参考了国内外有关著作和文献，引用了参考文献中的部分内容、图表和数据，并得到中南大学教务处和化学化工学院、化学工业出版社的大力支持和帮助，在此一并致谢。
作者深感建立合成化学新体系的不易，限于作者水平并加上时间仓促，感觉在内容选取和表述上都还存在许多不足，错误及不当之处难免，诚恳希望读者给予批评指正。合成化学目录
目 录
绪论1
第1章 合成反应原理4
11 合成反应热力学4
111 热力学判据4
112 热力学数据的查取、计算及在合成中的应用6
113 反应的偶合7
12 合成反应动力学7
121 反应速率的主要影响因素8
122 动力学研究方法9
123 反应机理与合成11
13 催化与合成13
131 配位催化13
132 相转移催化17
14 溶剂21
141 溶剂的作用与分类22
142 溶剂的性质23
143 溶剂效应理论25
144 溶剂的选择29
145 干介质反应31
15 反应的选择性32
151 化学选择性32
152 位置选择性33
153 立体选择性34
参考文献34
第2章 合成路线设计与合成方法35
21 概述35
211 合成路线设计的意义35
212 合成路线设计的基本方法36
213 合成路线的评价36
22 合成子与逆向合成法37
221 合成子的概念37
222 常见的a-合成子和d-合成子38
223 极性转换40
224 简单化合物的逆向合成分析41
23 分子设计和分子工程44
231 分子设计与分子工程的基本概念44
232 分子设计与分子工程的发展45
233 分子工程基本方法47
24 组合化学合成47
241 组合化学的基本原理48
242 固相组合化学合成50
243 液相组合化学合成52
244 库成分的检测与筛选53
245 材料库的构建、检测与筛选54
246 组合化学合成的应用55
参考文献55
第3章 合成技术57
31 高温与高压技术57
311 高温高压的获得与测量57
312 高温高压合成方法59
313 高温还原反应60
314 高温固相反应63
315 化学气相沉积65
316 高压高温合成实例68
32 低温技术与真空技术69
321 低温的获得、测量与控制69
322 真空的获得、测量与控制71
323 低温下的化学合成73
33 电解合成80
331 概述80
332 水溶液电解80
333 非水溶剂中的电解合成86
34 光化学合成86
341 光化学合成基本概念87
342 光化学研究方法89
343 光化学合成91
35 几种新型的现代合成技术与方法95
351 微波辐射技术95
352 等离子体技术99
353 激光技术104
354 溶胶-凝胶合成法107
355 水热与溶剂热合成法109
参考文献112
第4章 典型无机化合物的合成115
41 单质115
411 物理分离法115
412 热分解法115
413 电解法116
414 化学氧化还原法116
42 氧化物117
421 直接合成法117
422 热分解法118
423 碱沉淀法118
424 水解法119
425 硝酸氧化法119
43 氢化物119
431 氢化物的分类119
432 离子型氢化物的合成121
433 过渡型氢化物的合成122
434 共价型氢化物的合成123
435 简单配合氢化物的合成124
44 酸和碱126
441 含氧酸的合成126
442 碱的合成127
45 含氧酸盐128
451 金属与酸作用128
452 酸与氧化物、氢氧化物作用129
453 酸与盐作用129
454 盐与盐作用129
455 碱与两性金属、非金属作用129
456 氧化低价化合物制备高氧化态的含氧酸盐129
457 碱性氧化物与酸性氧化物的高温反应129
458 电解法130
46 无水金属卤化物130
461 无水金属卤化物的分类及用途130
462 无水金属卤化物的合成131
47 配位化合物134
471 Werner配合物的合成134
472 顺反异构体的合成138
473 羰基配合物的合成139
474 分子氮配合物143
475 金属夹心配合物146
参考文献148
第5章 新型无机功能材料的合成与制备149
51 簇化合物的合成149
511 水溶液法149
512 水热合成法150
513 固相化学反应法150
514 分子自组装法150
515 光化学法151
52 非化学计量化合物的合成151
521 非化学计量化合物简介151
522 非化学计量化合物形成原因及特点152
523 非化学计量化合物的应用154
53 先进陶瓷的制备154
531 纳米陶瓷素坯的成型155
532 纳米陶瓷烧结156
54 纳米微粒与材料的制备157
541 纳米微粒的制备157
542 纳米纤维的制备163
55 无机膜的制备167
551 烧结法167
552 溶胶-凝胶法167
553 电化学沉积法168
554 水热晶化法168
555 化学气相沉积法168
56 溶胶-凝胶法在新型无机材料合成中的应用169
561 制备高纯超细微精细陶瓷粉末169
562 Sol-gel法制作玻璃170
参考文献171
第6章 碳骨架的构建174
61 碳-碳单键的形成174
611 碳链增长的反应174
612 碳链缩短的方法190
62 碳-碳重键的形成192
621 消除反应192
622 偶联反应与加成反应199
63 碳环的形成204
631 环丙烷化反应204
632 环加成反应205
633 分子内缩合反应206
634 分子内取代反应207
635 典型杂环的形成208
参考文献216
第7章 官能团的引入、转换与保护218
71 官能团的引入218
711 饱和碳原子上官能团的引入218
712 烯键碳原子上官能团的引入218
713 炔键碳原子上官能团的引入219
714 芳环碳原子上官能团的引入219
72 官能团的选择性转换221
721 官能团的选择性还原221
722 官能团的选择性氧化230
73 保护基团在有机合成中的应用243
731 醇、酚羟基的保护243
732 羰基的保护245
733 羧基的保护246
734 巯基的保护246
735 氨基的保护247
736 末端炔C-H的保护248
737 磷酸根的保护248
参考文献248
第8章 元素及金属有机化合物252
81 元素有机化合物简介252
811 元素有机化合物的分类252
812 决定元素-碳(M-C)键特性的因素253
813 元素有机化合物的重要性254
82 硼和铝的有机化合物255
821 有机硼化合物255
822 有机铝化合物262
83 硅和锡的有机化合物265
831 有机硅化合物265
832 有机锡化合物279
84 砷和锑的有机化合物282
841 有机砷化合物282
842 有机锑化合物286
85 锌和铜的有机化合物288
851 有机锌化合物288
852 有机铜化合物289
86 硒和锗的有机化合物292
861 有机硒化合物292
862 有机锗化合物294
87 过渡金属π配合物的合成296
871 概述296
872 过渡金属π配合物及其结构300
873 过渡金属π配合物的制备303
88 过渡金属在有机合成中的应用305
881 过渡金属配合物的基元反应305
882 过渡金属有机化合物在有机合成中的应用308
参考文献313
第9章 不对称合成314
91 不对称合成概述314
911 不对称合成的定义和分类315
912 不对称合成的效率318
92 非对映择向合成318
921 分子内手性的传递318
922 亲核取代反应320
923 亲核加成反应322
924 不对称成环反应324
93 对映择向合成328
931 对映选择性还原反应328
932 对映选择性氧化反应329
933 对映选择性亲核加成反应331
94 双不对称合成333
941 手性反应物间的双不对称反应333
942 试剂控制的双不对称反应334
95 绝对不对称合成334
951 手性晶体的单分子光化学反应335
952 手性晶体的双分子光化学反应335
953 手性晶体的Grignard反应336
参考文献336
第10章 复杂分子的合成339
101 (Z) -二十一碳-6-烯-11酮的合成339
102 (Z)-茉莉酮的合成342
103 螺环烃的合成345
104 甾族化合物的合成347
105 秋水仙碱的合成352
1051 秋水仙碱的结构352
1052 van Tamelen合成秋水仙碱的策略353
1053 Eschenmoser合成秋水仙碱的策略356
106 前列腺素的合成358
1061 PGE1的合成359
1062 PGE2和PGF2α的合成361
1063 三组分偶联方法合成前列腺素PGE1和PGE2365
1064 PGF2和PGE2的半合成366
107 肽的合成368
1071 肽合成的策略369
1072 肽合成的步骤370
1073 肽合成的技术372
1074 合成较高分子量的肽--碱性胰蛋白酶抑制剂(BTI)378
参考文献380
第11章 绿色合成382
111 绿色化学简介382
1111 什么是绿色化学382
1112 绿色化学的主要内容382
1113 绿色合成的基本原则383
112 原子经济反应384
1121 原子经济性384
1122 有机合成反应的原子经济性分析385
1123 提高合成反应原子经济性的途径387
113 绿色合成方法与技术390
1131 生物工程技术与生物质资源的利用391
1132 绿色催化技术393
1133 超临界流体技术394
114 绿色化学产品的合成396
参考文献397 本书可作为应用化学、材料化学、化学工程和工艺、制药工程等专业本科生和研究生的教材，也可作为高校、科研机构和企业科技人员的参考书。合成化学内容介绍:
本书介绍了合成化学的概念、基本理论和主要方法，其中包括合成化学基础、无机合成化学、有机合成化学、复杂分子的合成实例以及绿色合成化学。本书内容反映了合成化学学科的发展现状，并适当介绍了合成化学的新成果和前沿发展动态。
本书可作为应用化学、材料化学、化学工程和工艺、制药工程等专业本科生和研究生的教材，也可作为高校、科研机构和企业科技人员的参考书。
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