具体描述
**外涉及有机人名反应的著作也有一些,但这本由Jie Jack Lirn原 著,荣国斌译的《有机人名反应——机理及应用(原书第4版)》是颇有特色 的一种。它并不追求齐全,但富有时代感,着眼于反应是否创新及有否应用 价值。全书精选了300多个有机人名反应,每个反应均给出一步一步详尽的 电子转移机理过程。新版本进一步增加了相关人名反应在合成中的应用,并 增补了*新的参考文献,其中有相当部分是综述类论文,以帮助读者*好地 理解和认识有机反应,同时为深入应用有机反应提供了方便。这样的编写方 式极富参考价值。因此,该书在2002年初版发行后深受市场欢迎,故近年来 不断修订补充。本书是根据其2009年7月出版的第4版翻译而成。
《有机人名反应——机理及应用(原书第4版)》适合高等院校化学类专 业本科生、研究生以及有机化学及相关学科的研发人员参考使用。
《药明康德经典译丛》丛书序
泽校者的话
序
前言
缩略词和首字母缩略词
Alder烯反应
Aldol缩合反应
Algar-Flynn-Oyamada反应
Allan-Robinson反应
Amdt-Eistert同系增碳反应
Baeyer-Villiger氧化反应
Baker-Venkataraman重排反应
Bamford-Stevens反应
Barbier偶联反应
Bartoli吲哚合成反应
Barton自由基脱羧反应
Barton-McCombie去氧反应
Barton亚硝酸酯光解反应
Batcho-Leimgruber吲哚合成反应
Baylis-Hillman反应
Beckman重排反应
Benzilic(二苯乙醇酸)重排
Benzoin(苯偶姻)缩合反应
Bergman环化反应
Biginelli嘧啶酮合成反应
Birch还原反应
Bischler-Mohlau吲哚合成反应
Bischler-Napieralski反应
Blaise反应
Blum-Ittah氮丙啶合成反应
Boekelheide反应
Boger吡啶合成反应
Borch还原氨化反应
Borsche-Drechsel环化反应
Boulton-Katritzky重排反应
Bouveault醛合成反应
Bouveault-Blanc还原反应
Bradsher反应
Brook重排反应
Brown硼氢化反应
Bucherer咔唑合成反应
Bucherer反应
Bucherer-Bergs反应
Btichner扩环反应
Buchwald-Hartwig氨基化反应
Burgess脱水剂
Burke硼酸酯
Cadiot-Chodkiewitz偶联反应
Camps喹啉合成反应
Cannizarro反应
Carroll重排反应
Castro-Stephens偶联反应
Chan还原反应
Chan-Lam C-X键偶联反应
Chapman重排反应
Chichibabin吡啶合成反应
Chugaev反应
Ciamician-Dennstedt重排反应
Claisen缩合反应
Claisen异噁唑合成
Claisen重排反应
Clemmensen还原反应
Combes喹啉合成反应
Conrad-Limpach反应
Cope消除反应
Cope重排反应
Corey-Bakshi-Shibata(CBS)试剂
Corey-Chaykovsky反应
Corey-Fuchs反应
Corey-Kim氧化反应
Corey-Nicolaou大环内酯化反应
Corey-Seebach反应
Corey-Winter烯烃合成反应
Criegee邻二醇裂解反应
Cdegee臭氧化反应机理
Curtius重排反应
Dakin氧化反应
Dakin-West反应
Darzens缩合反应
Delepine胺合成反应
De Mayo反应
Demyanov重排反应
Dess-Martin超碘酸酯氧化反应
Dieckmann缩合反应
Diels-Alder反应
Dienone-Phenol(二烯酮-酚)重排反应
Di-π-(二-π-)甲烷重排反应
Doebner喹啉合成反应
Doebner-von Miller反应
Dorz反应
Dowd-Beckwith扩环反应
Dudley试剂
Erlenmeyer-Plochl噁唑酮合成反应
Eschenmoser盐
Eschenmoser-Tanabe碎片化反应
Eschweiler-Clarke胺还原烷基化反应
Evans aldol反应
Favorskii重排反应
Feist-Benary呋喃合成反应
Ferrier碳环化反应
Ferrier烯糖烯丙基重排反应
Fiesselman噻吩合成反应
Fischer吲哚合成反应
Fischer噁唑合成反应
Fleming-Kumada氧化反应
Friedel-CraftS反应
Friedlander喹啉合成反应
Fries重排反应
Fukuyama胺合成反应
Fukuyama还原反应
Gabriel反应
Gabriel-Colman重排反应
Gassman吲哚合成反应
Gatermann-Koch反应
Gewald氨基噻吩合成
Glaser偶联反应
Gomberg-Bachmann反应
Gould-Jacobs反应
Grignard反应
Grob碎片化反应
Guareschi-Thorpe缩合反应
Hajos-Weichert反应
Hailer-Bauer反应
Hantzsch二氢吡啶合成反应
Hantzsch吡咯合成反应
Heck反应
Hegedus吲哚合成反应
Hell-Volhard-Zelinsky反应
Henry硝基化合物的aldol反应
Hinsberg噻吩衍生物合成反应
Hiyama交叉偶联反应
Hofmann重排反应
Hofmann-Loeffler-Freytag反应
Homer-Wadsworth-Emmons反应
Houben-Hoesch反应
Hunsdiecker-Borodin反应
Jacobsen-Katsuki环氧化反应
Japp-Klingemann腙合成反应
Jones氧化反应
Julia-Kocieneski烯基化反应
Julia-Lvthgoe烯基化反应
Kahne苷化反应
Knoevenagel缩合反应
Knorr吡唑合成反应
Koch-Haaf羰基化反应
Koemg-Knorr苷化反应
Kostanecki反应
Krohnke吡啶合成反应
Kumada交叉偶联反应
Lawesson试剂
Leuckart-Wallach反应
Lossen重排反应
McFadyen-Stevens反应
McMurry偶联反应
Mannich反应
Martin硫烷脱水剂
Masamune-Roush反应
Meerwein盐
Meerwein-Ponndorf-Verley还原反应
Meisenheimer配合物
[12]-Meisenheimer重排反应
[23]-Meisenheimer重排反应
Meyers噁唑啉方法
Meyers-Schuster重排反应
Michael加成反应
Michaelis-Arbuzov膦酸酯合成反应
Midland还原反应
Minisci反应
Mislow-Evans重排反应
Miyaura硼基化反应
Moffatt氧化反应
Morgan-Walls反应
Mori-Ban吲哚合成反应
Mukaiyama aldol反应
Mukaiyama Michael加成反应
Mukaiyama试剂
Myers-Saito环化反应
Nazarov环化反应
Neber重排反应
Nef反应
Negishi交叉偶联反应
Nenitzescu吲哚合成反应
Newman-Kwart反应
Nicholas反应
Nicholas IBX脱氢反应
Noyori不对称氢化反应
Nozaki-Hiyama-Kishi反应
Nysted试剂
Oppenauer氧化反应
Overman重排反应
Paal噻吩合成反应
Paal-Knorr呋喃合成反应
Paal-Knorr吡咯合成反应
Parham环化反应
Passerini反应
Patemo-Buchi反应
Pauson-Khand反应
Payne重排反应
Pechmann香豆素合成反应
Perkin反应
Petasis反应
Petasis试剂
Peterson烯基化反应
Pictet-Gams异喹啉合成反应
Pictet-Spengler四氢异喹啉合成反应
Pinacol(频呐醇)重排
Pinner反应
Polonovski反应
Polonovski-Potier重排反应
Pomeranz-Fritsch反应
Schlittler-Muller修正
Prevost trans一双羟化反应
Prins反应
Pschorr环化反应
Pummerer重排反应
Ramburg-Backlund反应
ReformatskV反应
Regitz重氮化物合成反应
Reimer-Tiemann反应
Reissert反应
Reissert吲哚合成反应
Ring-closing metathesis(RCM,闭环复分解反应)
Ritter反应
Robinson增环反应
Robinson-Gabriel合成反应
Robinson-Schopf反应
Rosenmund还原反应
Rubottom氧化反应
Rupe重排反应
Saegusa氧化反应
Sakurai烯丙基化反应
Sandmeyer反应
Schiemann反应
Schmidt重排反应
Schmidt三氯酰亚胺苷化反应
Shapiro反应
Sharpless不对称羟胺化反应
Sharpless不对称双羟化反应
Sharpless不对称环氧化反应
Sharpless烯烃合成反应
Simmons-Smith反应
Skraup喹啉合成反应
Smiles重排反应
Sommelet反应
Sommelet-Hauser重排反应
Sonogashira反应
Staudinger烯酮环加成反应
Staudinger还原反应
Stetter反应
Still-Gennari磷酸酯反应
Stille偶联反应
Stille-Kelly反应
Stobbe缩合反应
Strecker氨基酸合成反应
Suzuki-Miyaura偶联反应
Swern氧化反应
Takai反应
Tebbe试剂
TEMPO氧化反应
Thorpe-Ziegler反应
Tsuji-Trost反应
Ugi反应
Ullmann偶联反应
van Leusen嗯唑合成反应
Vilsmeier-Haack反应
Vinylcyclopropane-cyclopentene(烯基环丙烷-环戊烯)重排反应
von Braun反应
Wacker氧化反应
Wagner-Meerwein重排反应
Weiss-Cook反应
Wharton碎裂化反应
White试剂
Willgerodt-Kindler反应
Wittig反应
[1,2]-Wittig重排反应
[2,3]-Wittig重排反应
Wohl-Ziegler反应
Wolff重排反应
Wolff-Kishner还原反应
Woodward cis-双羟化反应
Yamaguchi酯化反应
Zincke取代吡啶盐的合成
主题词索引(参见目录)
《现代有机合成反应:机理解析与前沿应用》 第一部分:有机合成反应的基石——从微观到宏观的理解 有机合成,这项构建复杂有机分子的艺术与科学,始终是化学领域的核心驱动力。它不仅为新材料、新药物、新能源的开发奠定了基础,更深刻地影响着人类社会的发展进程。本书旨在深入剖析现代有机合成反应的核心机制,并拓展其在前沿领域的应用,为读者提供一个全面而深刻的理解框架。 第一章:化学键的断裂与形成——反应的本质 任何有机合成反应的发生,都离不开化学键的断裂与新化学键的形成。本章将从最基本的视角出发,系统梳理各类有机化学键的性质,包括共价键、离子键、配位键等,并探讨影响键断裂与形成的关键因素,如电负性差异、空间位阻、离域效应以及能量变化。 1.1 共价键的极性与非极性: 深入分析碳-碳键、碳-氢键、碳-杂原子键(如C-O, C-N, C-X)的极性分布,以及其对反应活性的影响。介绍σ键和π键的性质,以及它们在不同反应中的作用。 1.2 自由基反应机理: 探讨自由基的产生、增长、链终止等过程。详细介绍引发剂的作用,如过氧化物、偶氮化合物,以及自由基的稳定性因素。通过具体的自由基加成、取代反应,阐明其在烯烃官能化、烷烃卤代等过程中的应用。 1.3 离子型反应机理(亲电加成与亲核取代): 亲电加成: 重点讲解π键对亲电试剂的吸引力,以及碳正离子、碳负离子、碳烯等中间体的形成与稳定性。以烯烃、炔烃的卤化、氢卤化、水合反应为例,深入分析Markovnikov规则和反Markovnikov规则的成因。 亲核取代: 详细阐述SN1和SN2反应的机理,包括反应速率、立体化学、溶剂效应、离去基团能力等。通过卤代烷与不同亲核试剂的反应,展示其在构建C-C键、C-O键、C-N键等方面的应用。 1.4 消除反应机理(E1与E2): 分析消除反应的驱动力,如形成双键或三键。深入讲解E1和E2反应的区别,包括底物结构、碱的强度与空间位阻、离去基团等因素对反应路径的影响。介绍Saytzeff规则和Hofmann规则。 1.5 重排反应: 探讨碳正离子重排(如1,2-烷基转移、1,2-氢转移)、自由基重排等。通过Pinacol重排、Wolff重排等经典反应,揭示其在碳骨架重塑中的重要作用。 第二章:催化剂的角色——高效与选择性的实现 催化剂在有机合成中扮演着至关重要的角色,它们能够显著提高反应速率,降低反应能垒,甚至引导反应朝着特定的方向进行,实现高选择性。本章将聚焦于现代有机合成中常用的催化剂体系及其作用机理。 2.1 酸碱催化: 质子酸催化: 介绍质子酸(如H2SO4, HCl, TsOH)在烯醇化、酯化、水解等反应中的作用。 路易斯酸催化: 重点讲解路易斯酸(如AlCl3, BF3, TiCl4, ZnCl2)在Friedel-Crafts反应、Diels-Alder反应、聚合反应等中的催化机理,分析其对反应活性的增强和选择性的调控。 碱催化: 介绍有机碱(如胺类、DMAP)和无机碱(如NaOH, KOH, K2CO3)在消除反应、缩合反应、Michael加成等中的催化作用。 2.2 金属催化: 过渡金属催化: 这是现代有机合成中最活跃的领域之一。本章将详细介绍: 配位化学基础: 讲解金属中心、配体、配位模式等基本概念。 氧化加成与还原消除: 这是许多过渡金属催化循环的关键步骤,详细分析其机理和影响因素。 插入反应: 介绍σ键插入、π键插入等过程。 金属-碳键的形成与断裂: 探讨格氏试剂、有机锂试剂、有机锌试剂、有机硼试剂等在金属催化反应中的转化。 重要的金属催化反应: 偶联反应: Suzuki偶联、Heck偶联、Sonogashira偶联、Stille偶联、Negishi偶联等,详细阐述其机理、适用范围、催化剂体系(Pd, Ni等)以及在构建C-C键中的巨大价值。 氢化与氢甲酰化: 介绍Rh, Ru, Ir等金属催化剂在烯烃、炔烃、羰基化合物的氢化以及烯烃的氢甲酰化反应中的应用。 氧化反应: 探讨Sharpless不对称环氧化、Jacobsen环氧化、Wacker氧化等。 C-H键活化: 介绍近年来发展迅速的C-H键官能化策略,以及其在直接构建复杂分子中的潜力。 主族金属催化: 简要介绍Li, Na, K, Mg, Al等金属在有机合成中的应用,如烷基锂、格氏试剂的制备与应用。 2.3 有机催化(Organocatalysis): 这是一个快速发展的领域,尤其在手性催化方面。 小分子有机催化剂: 重点介绍手性胺、手性磷、手性硫、手性氮杂环卡宾(NHC)等在Michael加成、Aldol反应、Diels-Alder反应、不对称氢化等反应中的应用。 手性助剂(Chiral Auxiliaries): 讲解如何通过共价连接手性助剂来控制立体选择性,以及后续的脱除。 2.4 生物催化: 介绍酶在有机合成中的应用,如氧化还原酶、水解酶、转移酶等,以及其在温和条件下实现高选择性转化的优势。 第三章:碳-碳键形成反应——构建分子骨架的基石 碳-碳键的形成是有机合成的核心任务,它直接决定了目标分子的分子骨架。本章将系统介绍各种经典的和现代的碳-碳键形成策略。 3.1 亲核碳试剂的生成与反应: 有机金属试剂: 格氏试剂、有机锂试剂、有机锌试剂、有机铜试剂等,以及它们与醛、酮、酯、环氧化物、卤代烷等的反应。 烯醇与烯醇负离子: 介绍酸碱催化下的烯醇化,以及LDA等强碱诱导的动力学烯醇负离子的形成。 Michael加成: 1,4-加成反应,介绍活泼亚甲基化合物、β-二羰基化合物、α,β-不饱和羰基化合物的Michael加成。 Diels-Alder反应: 协同[4+2]环加成反应,探讨其区域选择性、立体选择性以及在环状化合物合成中的应用。 Wittig反应与Horner-Wadsworth-Emmons(HWE)反应: 将羰基转化为烯烃的经典方法,详细介绍磷叶立德的制备和反应机理,以及HWE反应的优势。 Aldol缩合与Claisen缩合: 形成β-羟基羰基化合物和β-酮酯的关键反应。 3.2 自由基碳-碳键形成: Barbier反应与Reformatsky反应: 介绍其与格氏试剂反应的相似性,以及在特定底物上的优势。 丙二酸酯合成与乙酰乙酸酯合成: 经典的烷基化方法,用于合成取代羧酸和酮。 3.3 过渡金属催化的碳-碳键形成: (在此与第二章的金属催化部分相结合,重点突出C-C键形成的应用) 偶联反应的拓展应用: 详细介绍Suzuki, Heck, Sonogashira, Stille, Negishi等偶联反应在构建复杂多环体系、天然产物合成中的实例。 环加成反应的金属催化: 例如,烯烃的[2+2]光化学环加成。 C-H键官能化中的C-C键形成: 介绍直接将C-H键转化为C-C键的策略。 第四章:官能团转化——精确修饰分子特性 除了构建碳骨架,高效且选择性地对现有官能团进行转化,是合成策略中不可或缺的一环。本章将涵盖多种重要的官能团转化反应。 4.1 氧化反应: 醇的氧化: PCC, PDC, Swern氧化, Dess-Martin氧化等,实现伯醇到醛,仲醇到酮的转化。 烯烃的氧化: Epoxidation (m-CPBA), Dihydroxylation (OsO4, KMnO4), Ozonolysis, Wacker氧化等。 醛酮的氧化: Baeyer-Villiger氧化。 过氧化物的形成与转化。 4.2 还原反应: 羰基化合物的还原: NaBH4, LiAlH4, DIBAL-H等,实现醛酮到醇,酯到醇,酰胺到胺的转化。 烯烃、炔烃的还原: H2/催化剂(Pd/C, PtO2, Lindlar催化剂)。 叠氮化物、硝基化合物的还原: 形成胺。 酯、酸的还原: LiAlH4。 4.3 保护基策略: 醇的保护: 醚(THP, MOM, SEM)、酯、硅醚(TBS, TIPS)。 胺的保护: 氨基甲酸酯(Boc, Cbz)、酰胺。 羰基的保护: 缩醛、缩酮。 羧酸的保护: 酯。 其他常用保护基的引入与脱除: 介绍其选择性、引入条件、脱除条件。 4.4 卤代与脱卤: 卤代烷的制备: SOCl2, PBr3, NBS, NCS等。 卤代芳烃的制备: Sandmeyer反应。 脱卤反应: 氢化脱卤。 4.5 硝化、磺化、卤代芳烃的亲电取代: 详细分析其机理、定位效应和活化/钝化效应。 4.6 胺的衍生化: 酰化、磺酰化、烷基化。 第五章:不对称合成——手性分子的构建 手性是许多生物活性分子(如药物、天然产物)的关键特征。不对称合成的目标是选择性地制备某一特定对映异构体,这在现代化学中具有极其重要的意义。 5.1 手性源: 手性池法: 利用天然存在的廉价手性原料。 手性助剂法: 通过共价连接手性助剂来诱导立体选择性。 手性催化法: 利用手性催化剂(金属配合物、有机催化剂、酶)来控制反应的立体化学。 5.2 不对称催化: 不对称氢化: Noyori不对称氢化、Knowles不对称氢化。 不对称环氧化: Sharpless不对称环氧化、Jacobsen不对称环氧化。 不对称二羟基化: Sharpless不对称二羟基化。 不对称Aldol反应与Michael加成: 重点介绍手性胺催化、手性金属催化体系。 不对称Diels-Alder反应。 5.3 动力学拆分与动态动力学拆分: 动力学拆分: 利用反应速率的差异来分离对映异构体。 动态动力学拆分: 在拆分的同时,外消旋化的底物不断转化为反应产物,从而获得高收率的手性产物。 第二部分:现代有机合成的应用前沿 有机合成的进步直接推动了众多学科的发展,本书将重点关注其在现代科学研究和工业生产中的关键应用。 第六章:药物化学中的有机合成——新药研发的引擎 药物的发现与开发高度依赖于精密的有机合成技术。本书将探讨有机合成在药物化学中的核心作用。 6.1 药物分子设计与合成: 结构-活性关系(SAR)研究: 通过系统合成结构类似物,研究其与靶点的相互作用,优化药效。 药物靶点的设计与模拟: 基于对疾病机理的理解,设计能够特异性作用于靶点的药物分子。 6.2 复杂天然产物的合成: 天然产物的生物活性: 许多具有重要药用价值的化合物来源于天然产物。 全合成的意义: 验证其结构、提供研究样品、开发新的合成策略、改造活性。 经典天然产物全合成案例分析: 例如,紫杉醇、青蒿素、多柔比星等。 6.3 药物中间体与API(活性药物成分)的工业化生产: 工艺开发与优化: 提高反应收率、选择性,降低成本,减少环境污染。 放大生产中的挑战: 反应热控制、混合、分离纯化等。 绿色化学在药物合成中的应用: 减少溶剂使用、使用可再生原料、开发原子经济性高的反应。 6.4 药物递送系统: 前药(Prodrug)设计: 提高药物的溶解度、稳定性、靶向性。 聚合物药物载体: 利用高分子化学合成能够携带药物的材料。 6.5 基因工程药物与生物制药: 合成肽与蛋白质: 固相合成、液相合成。 核酸类药物的合成: siRNA, mRNA等。 第七章:材料科学中的有机合成——构建功能性物质 有机合成在功能材料的开发方面发挥着不可替代的作用,从高分子材料到电子材料,再到能源材料,无不体现着有机合成的魅力。 7.1 高分子材料的合成与改性: 聚合反应: 自由基聚合、离子聚合、配位聚合、缩聚等。 功能性单体的设计与合成: 引入特定官能团,赋予聚合物特殊性能。 高分子结构控制: 分子量、分子量分布、立体规整度、支化度的调控。 共聚物的合成与应用: 嵌段共聚物、无规共聚物等。 生物可降解聚合物: PLA, PGA等。 7.2 有机电子材料: 导电聚合物: 聚乙炔、聚噻吩、聚苯胺等,及其在传感器、电致变色器件中的应用。 有机半导体材料: 小分子有机半导体(如OLED材料、OFET材料)、有机聚合物半导体。 光伏材料(有机太阳能电池): D-A型聚合物、富勒烯衍生物等。 7.3 超分子化学与自组装: 分子识别与主客体化学: 设计能够选择性识别目标分子的主体分子。 超分子聚合物与凝胶: 通过非共价相互作用形成的有序结构。 分子机器与分子开关: 利用分子间的相互作用实现动态功能。 7.4 纳米材料的合成与功能化: 有机纳米粒子: 胶束、囊泡、聚合物纳米粒。 表面功能化: 通过共价或非共价键将有机分子连接到纳米材料表面,赋予其新功能。 7.5 传感器材料: 荧光传感器、比色传感器: 设计对特定分析物响应的有机分子。 生物传感器: 利用生物分子与有机信号转换层的结合。 第八章:能源与环境领域的有机合成——可持续发展的驱动力 有机合成在开发清洁能源、解决环境问题方面也发挥着日益重要的作用。 8.1 催化剂开发: 光催化剂: 用于水分解制氢、CO2还原。 电催化剂: 用于燃料电池、电解水。 多相催化剂: 用于工业过程,易于分离回收。 8.2 新型能源存储材料: 锂离子电池电解质和电极材料: 有机小分子、聚合物。 超级电容器材料: 有机多孔材料、导电聚合物。 8.3 生物质转化与利用: 生物质组分的化学转化: 将生物质转化为有价值的化学品和燃料。 生物柴油、生物乙醇等。 8.4 环境污染物的降解与监测: 光催化降解有机污染物。 开发高灵敏度的化学传感器用于环境监测。 吸附材料的设计与合成。 8.5 CO2捕获与转化: CO2捕获材料: 有机胺基材料、金属有机框架(MOFs)。 CO2的催化转化: 转化为甲醇、甲烷、低聚物等。 结论: 《现代有机合成反应:机理解析与前沿应用》不仅仅是一本关于反应机理的教科书,更是对有机合成化学宏大图景的描绘。通过深入理解基础反应原理,我们能够更好地驾驭各种合成工具,创造出具有革命性意义的新分子,解决人类面临的重大挑战。本书旨在为化学工作者、科研人员以及对有机合成充满好奇心的学习者提供坚实的理论基础和广阔的视野,共同探索有机合成的无限可能。