内容简介
有机硅化合物化学是研究有机硅化合物的合成,结构。性能及其应用的一门化学学科,是元素有机化学领域中发展快的学科。有机硅化合物也是一个在工业中得到了广泛应用的元素有机化合物。它完成了从实验室中人工合成的样品分子,进入工业生产变为产品,出现在市场成为商品,并很快转化为全球通用的重要材料的一个过程。
《有机硅化合物化学》系编著者总结长期教学,科研经验,并学习.参考了大量相关文献资料编写而成。《有机硅化合物化学》主要介绍了有机硅化学的发展史,基本知识.重要产品品种,着重介绍了有机硅化合物在有机合成中的应用.生物活性有机硅化合物,硅烷偶联剂。有机硅化合物改性有机聚合物四个部分较为重要的内容。
《有机硅化合物化学》可供高等院校化学。化工材料。化学教育等专业及其他相关专业的高年级本科生和研究生使用,也可供从事有机硅化合物研究与开发.生产与应用的科技人员作为参考。也适合于其他希望学习.了解有机硅化合物化学的读者。
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目录
第1章 有机硅化合物化学的发展简史及基础知识1
1.1 有机硅化合物化学的发展简史1
1.1.1 第一阶段(1863~1903年),初创期2
1.1.2 第二阶段(1904~1937年),成长期3
1.1.3 第三阶段(1938~1965年),发展期4
1.1.4 繁荣与发展阶段(1965~至今)5
1.2 有机硅化合物工业生产的发展7
1.3 有机硅化合物化学的基本知识10
1.3.1 碳和硅结构化学的比较10
1.3.2 碳和硅化学键的比较12
1.3.3 硅原子的化学键特征13
1.3.4 有机硅化合物的主要化学键15
1.3.5 有机化合物和有机硅化合物几种类型的比较17
1.4 有机硅化合物的命名19
参考文献22
第2章 有机卤硅烷单体、中间体的性质、主要制备方法、重要反应及其应用23
2.1 有机卤硅单体(官能团直接与硅原子相连接的单体)23
2.2 有机卤硅烷的主要制法28
2.2.1 直接合成法28
2.2.2 金属有机合成法31
2.2.3 硅氢加成法36
2.3 有机卤硅烷的应用36
2.3.1 制备聚硅氧烷36
2.3.2 制备碳官能硅烷37
2.4 有机硅中间体42
2.4.1 性质42
2.4.2 主要制法46
参考文献51
第3章 官能有机硅化合物52
3.1 硅官能有机硅化合物52
3.1.1 烷氧基硅烷52
3.1.2 有机酰氧基硅烷58
3.1.3 有机硅醇62
3.1.4 有机氨基硅烷(有机硅烷基胺)66
3.2 碳官能有机硅化合物70
3.2.1 烯基硅烷70
3.2.2 卤代烃基硅烷及硅氧烷74
3.2.3 氨烃基硅烷81
3.2.4 环氧烃基硅烷84
3.2.5 氰烃基硅烷86
3.2.6 羟烃基硅烷88
参考文献90
第4章 有机聚硅氧烷及主要产品92
4.1 有机聚硅氧烷的一般制法92
4.1.1 缩聚反应93
4.1.2 开环聚合反应97
4.1.3 乳液聚合98
4.1.4 热聚合99
4.1.5 辐射聚合99
4.2 硅油99
4.2.1 普通硅油100
4.2.2 具有反应活性硅油104
4.2.3 改性硅油106
4.3 硅橡胶118
4.3.1 高温硫化硅橡胶(HTV)119
4.3.2 室温硫化硅橡胶123
4.4 硅树脂128
4.4.1 苯基硅树脂130
4.4.2 甲基苯基硅树脂131
4.4.3 MQ硅树脂132
4.4.4 加成型硅树脂133
4.4.5 过氧化物引发型硅树脂134
参考文献135
第5章 有机硅化合物在有机合成中的应用136
5.1 硅烷基保护试剂及其应用138
5.1.1 三甲硅基单官能团保护基(Me3Si—)139
5.1.2 位阻型单官能团硅烷基保护试剂140
5.1.3 位阻型双官能团硅烷基保护试剂141
5.2 几种主要用于形成碳—碳键的硅烷化试剂及其在有机合成中的应用141
5.2.1 三甲基氰基硅烷(Me3SiCN)(TMS—CN)141
5.2.2 三甲基碘硅烷(Me3SiI)143
5.2.3 Peterson反应(羰基烯化)144
5.2.4 硅醇硅醚在有机合成中的应用145
5.2.5 烯丙基硅烷及其反应()149
5.3 不对称合成中的硅烷化试剂152
5.3.1 “碳中心”手性烯丙基硅烷与羰基化合物的不对称Hosomi�睸akurai反应153
5.3.2 樟脑衍生的β�掺腔�酮的不对称合成154
5.3.3 手性氰醇的合成155
5.3.4 烯基硅醇在Sharpless不对称环氧化反应中的应用155
5.3.5 不对称酮、亚胺的氢硅烷还原反应156
5.4 硅烷在有机合成的还原反应中的应用157
5.4.1 基于硅烷的自由基还原158
5.4.2 硅烷离子的还原——一般思路159
5.4.3 醇到烷烃的硅氢还原159
5.4.4 烷基卤的硅基化还原160
5.4.5 醛的硅烷基还原160
5.4.6 酮的硅烷还原161
5.4.7 其他羰基化合物的硅烷还原162
5.4.8 烯烃的硅烷还原163
5.4.9 基于硅烷还原的空间选择性164
5.5 硅基介入的立体化学控制的反应165
5.6 基于硅烷的偶联反应170
参考文献176
第6章 生物活性有机硅化合物177
6.1 有机硅化合物的毒性178
6.2 有机硅药物化学179
6.2.1 医用材料179
6.2.2 硅原子取代已有药物的有机硅药物180
6.2.3 有机硅农药191
6.2.4 有机硅香料197
参考文献199
第7章 硅烷偶联剂200
7.1 硅烷偶联剂简介200
7.2 硅烷偶联剂的偶联机理201
7.2.1 化学键理论201
7.2.2 表面浸润理论202
7.2.3 变形层理论202
7.2.4 拘束层理论203
7.2.5 可逆水解键理论203
7.2.6 水解缩合203
7.3 选用硅烷偶联剂的一般原则203
7.3.1 从聚合物应用方面考虑硅烷偶联剂的选择205
7.3.2 从界面方面来选择硅烷偶联剂206
7.3.3 色谱柱中的应用206
7.3.4 液晶显示207
7.4 特殊硅烷208
7.4.1 双爪硅烷208
7.4.2 环硅氮烷209
7.4.3 耐热硅烷偶联剂209
7.4.4 含水体系和水溶性硅烷209
7.5 金属基材的偶联剂212
7.6 硅烷的使用213
7.6.1 醇水体系沉积法213
7.6.2 水溶液沉积法213
7.6.3 粉体上的批量沉积法214
7.6.4 整体掺混法214
7.6.5 无水液相沉积法214
7.6.6 气相沉积法215
7.6.7 旋转涂布215
7.6.8 喷雾法215
7.7 我国硅烷偶联剂的昨天、今天和明天215
7.8 硅烷偶联剂的发展趋势216
参考文献217
第8章 有机硅化合物改性有机聚合物218
8.1 概述218
8.1.1 有机硅化合物改性有机聚合物的目的219
8.1.2 结合方式220
8.1.3 影响改性的主要因素220
8.1.4 改性的主要有机聚合物类型221
8.2 有机硅化合物改性有机聚合物221
8.2.1 硅烷偶联剂改性有机聚合物221
8.2.2 使用活性硅油改性有机聚合物222
8.3 有机硅化合物用于有机聚合物改性222
8.3.1 聚烯烃树脂(PE)222
8.3.2 萜烯树脂229
8.3.3 聚氯乙烯树脂(PVC)230
8.3.4 聚苯乙烯树脂(PS)232
8.3.5 聚酰胺树脂(PA)233
8.3.6 聚酰亚胺树脂(PI)235
8.3.7 聚酯(PET,PETP)240
8.3.8 聚氨酯(PU)242
8.3.9 聚碳酸酯树脂(PC)243
8.3.10 聚甲醛及共聚甲醛(POM)245
8.3.11 聚苯硫醚(PPS)及聚苯醚(PPO)246
8.3.12 聚(甲基)丙烯酸树脂(PMMA)247
8.3.13 环氧树脂249
8.4 结论250
参考文献250
附录 常用缩略语252
精彩书摘
20世纪40年代以后,有机硅化合物化学在飞跃发展,无论在理论上还是在工业生产上、实际应用上;无论是在小分子单体方面还是在大分子聚合物方面,都取得了许多许多成就,比如在理论方面,硅基化反应、硅一氢加成反应、光活性有机硅化合物的研究、碳官能基的有机硅化合物的合成及反应机理的探讨、聚合方面的改进、各种性能优异的硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂的相继出现等。
在工业生产和应用方面,在这一时期也取得了重要成就。在第二次世界大战期间,硅树脂涂料、硅树脂玻璃布、飞机点火密封剂、二甲基硅油等相继问世且得到实际应用。第二次世界大战结束后,有机硅化合物的应用,尤其是在军事工业中的成功应用,引起了人们对有机硅化合物的极大兴趣,各主要工业发达国家都注意发展有机硅化合物的研究与生产。20世纪50年代以后;美、英、德、法、日本等国相继建立了有机硅化合物产品生产的公司,建立生产装置,并有自己的研究单位。从此,随着有机硅化合物生产、研究、应用的不断发展,有机硅化合物的生产量不断扩大,产品品种快速递增,应用面逐渐扩张。
这一时期,有机硅化合物化学发展很快,工业生产规模化、正规化,无疑这一阶段是有机硅化合物化学的发展期。
前言/序言
聚焦人工智能的深度探索:一部关于智能机器发展脉络与未来走向的著作 本书是一部深入剖析人工智能(AI)发展历程、核心技术、应用领域以及伦理挑战的深度著作。它并非对某种特定化学学科的介绍,而是将目光聚焦于我们这个时代最激动人心的科技浪潮——人工智能。 第一部分:人工智能的起源与演化 开篇,本书将带领读者追溯人工智能的哲学根源。从古代哲学家对思维本质的思考,到图灵测试的诞生,再到早期符号主义的兴盛,读者将清晰地看到人类对创造“会思考的机器”的持久渴望。我们将深入探讨早期人工智能研究的里程碑事件,例如达特茅斯会议的意义,以及逻辑理论家(Logic Theorist)和通用问题求解器(General Problem Solver)等开创性程序的诞生。 随后,本书将详细分析人工智能发展的几个重要阶段,包括“AI的冬天”时期,以及感知器(Perceptron)和专家系统(Expert Systems)的兴衰。我们将探讨这些挑战如何塑造了研究方向,以及促使研究人员寻求更强大、更灵活的方法。 第二部分:驱动智能的核心技术 本书的第二部分将是技术性的核心,详细解析支撑现代人工智能发展的关键技术。 机器学习(Machine Learning): 这是人工智能领域的核心驱动力。我们将从最基础的监督学习、无监督学习和强化学习出发,深入介绍各种算法。例如,我们将详细讲解线性回归、逻辑回归、支持 পরিসংখ্যান(Statistics)分析,以及支持向量机(SVM)的工作原理。对于无监督学习,K-means聚类、主成分分析(PCA)等降维技术将得到细致阐释。强化学习部分,我们将探讨马尔可夫决策过程(MDP)、Q-learning和深度强化学习(DRL)等概念,并分析它们在游戏AI(如AlphaGo)和机器人控制等领域的应用。 深度学习(Deep Learning): 作为机器学习的一个重要分支,深度学习的革命性影响不可忽视。本书将深入剖析神经网络(Neural Networks)的结构,包括多层感知器(MLP)、卷积神经网络(CNN)及其在图像识别、目标检测中的应用。循环神经网络(RNN)和长短期记忆网络(LSTM)的原理及其在自然语言处理(NLP)、语音识别中的作用也将得到详尽阐述。此外,Transformer模型的兴起及其在NLP领域的突破性进展,如大型语言模型(LLM)的崛起,也将作为重点进行探讨。 自然语言处理(Natural Language Processing, NLP): 语言是人类智能的核心载体,NLP技术的发展是AI走向通用的关键。本书将涵盖词嵌入(Word Embeddings)、词性标注(Part-of-Speech Tagging)、命名实体识别(Named Entity Recognition)、句法分析(Syntactic Parsing)以及语义理解(Semantic Understanding)等核心任务。我们还将讨论机器翻译(Machine Translation)、文本摘要(Text Summarization)和情感分析(Sentiment Analysis)等更高级的应用,并分析Transformer模型如何彻底改变了这些领域。 计算机视觉(Computer Vision): 让机器“看见”并理解图像是AI的重要能力。本书将详细介绍图像处理的基本技术,如边缘检测、特征提取,以及更高级的图像分割(Image Segmentation)、物体识别(Object Recognition)和图像生成(Image Generation)技术。CNN在计算机视觉中的关键作用将贯穿始终,并探讨其在自动驾驶、医疗影像分析等领域的应用。 其他关键技术: 除了上述核心技术,本书还将触及知识图谱(Knowledge Graphs)、推荐系统(Recommender Systems)、语音识别(Speech Recognition)和语音合成(Speech Synthesis)等与AI紧密相关的重要技术领域。 第三部分:人工智能的广泛应用 本书第三部分将展示人工智能如何渗透到我们生活的方方面面,深刻改变着社会的面貌。 智能制造与工业自动化: 从预测性维护到质量控制,AI如何提升生产效率和产品质量,机器人如何与人类协同工作。 医疗健康: 疾病诊断、药物研发、个性化治疗方案的制定,AI在提升医疗水平和效率方面的潜力。 金融服务: 欺诈检测、信用评估、量化交易、智能投顾,AI如何重塑金融业态。 交通出行: 自动驾驶技术的发展、交通流量优化、智能导航系统,AI如何改变我们的出行方式。 教育: 个性化学习平台、智能辅导系统、教育资源优化,AI如何赋能教育的未来。 科学研究: 加速科学发现,如蛋白质折叠预测(AlphaFold),AI在基础科学领域的应用。 娱乐与媒体: 内容推荐、游戏AI、虚拟现实(VR)与增强现实(AR)的融合,AI如何丰富我们的娱乐体验。 第四部分:人工智能的挑战与未来展望 在展望人工智能的辉煌未来之前,本书将审视其伴随而来的深刻挑战。 伦理与道德困境: 偏见与公平性、隐私保护、算法的透明度与可解释性、失业问题以及AI武器化等问题将被深入探讨。我们将分析不同社会、文化背景下对AI伦理的不同看法。 安全与可信赖AI: 如何确保AI系统的鲁棒性、安全性,防止恶意攻击和滥用,构建人们可以信赖的AI。 通用人工智能(AGI)与超人工智能(ASI): 关于AI发展终极目标的探讨,AGI和ASI的可能性、潜在影响以及实现路径的争论。 人机协作的未来: AI不是取代人类,而是与人类协同工作,共同创造更美好的未来。本书将探讨人机协作的新模式和趋势。 治理与监管: 如何制定有效的政策和法规来引导AI的健康发展,平衡创新与风险。 本书旨在为读者提供一个全面、深入且与时俱进的人工智能知识体系。它将激发读者对人工智能的浓厚兴趣,并帮助理解这项颠覆性技术如何塑造我们的现在,又将如何引领我们的未来。读者将不仅了解AI是什么,更能理解AI为何如此重要,以及我们应当如何与之共处。