有机反应与有机合成(第二版)

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有机反应与有机合成(第二版)

有机反应是有机合成的基石。发展高效和高选择性反应是实现“精准”“绿色”“可持续发展”的有机合成的必要条件。《有机反应与有机合成》作为一部优秀的研究生教材,自出版以来销售近7000册。为了与时俱进,更好地适应有机化学的前沿发展,2022年,第二版在期待中付梓,与读者见面。第二版在保持第一版的体系和基本章节基础上,对内容作了全面的修订和增补,使其更加丰富,注重介绍有机反应和有机合成基本方法,并反映当代有机合成新进展。


作者简介

陆国元,南京大学化学化工学院教授,博士生导师。1981年获南京大学理学硕士学位。1992-1993年、1996-1997年为西班牙马德里Autonoma大学访问学者。研究领域为生物有机化学和超分子化学。著有《有机化学》、《有机反应与有机合成》等经典教材。

朱成建,南京大学化学化工学院教授,博士生导师,教育部新世纪人才。1996年于中国科学院上海有机化学研究所获博士学位,随后赴法国和美国从事博士后研究。2000年加入南京大学,主要致力于金属有机化学研究。主持及参与国家自然科学基金重点项目及科技部重大基础研究计划等多个项目。

目录速览

《现代化学基础丛书》序

第二版序
第二版前言
第一版前言
第1章 绪论 1
1.1 有机合成历史 1
1.2 有机反应与有机合成 5
1.3 有机反应概览 10
1.3.1 有机反应机理的类型 10
1.3.2 有机反应的类型 11
1.3.3 亲核试剂和亲电试剂 13
1.3.4 亲核反应和亲电反应 18
1.3.5 有机反应的选择性 21
1.4 有机合成发展的机遇和挑战 22
参考文献 23
第2章 官能团的互相转变—取代、加成和消去反应 26
2.1 饱和碳原子上的亲核取代反应 26
2.1.1 亲核取代反应底物的离去基 26
2.1.2 烃化试剂的形成 27
2.1.3 饱和碳原子上亲核取代反应的产物 29
2.1.4 醚和酯的亲核裂解 32
2.1.5 饱和碳原子上的亲核氟代反应 34
2.1.6 亲核取代反应中的溶剂和相转移催化 36
2.2 酰基碳原子上的亲核取代反应 37
2.2.1 羧酸及其衍生物的互相转变和反应机理 37
2.2.2 酰化试剂的形成和合成中的应用 38
2.3 芳环上官能团的互相转变 44
2.3.1 芳基重氮盐为合成中间体 44
2.3.2 芳环上的亲核取代反应 47
2.3.3 过渡金属催化芳环上的取代反应 48
2.4 碳碳重键上的加成反应 51
2.5 通过有机硼中间体的官能团转变 54
2.6 通过消去反应的官能团变换 58
2.6.1 β-消去反应 58
2.6.2 γ-消去反应 63
2.6.3 氧化还原消去反应 64
习题 66
第3章 官能团的互相转变—氧化和还原反应 69
3.1 氧化和还原的概念 69
3.2 氧化反应 71
3.2.1 化学氧化剂氧化 71
3.2.2 催化氧化与催化脱氢 87
3.3 还原反应 91
3.3.1 催化氢化反应 91
3.3.2 化学还原剂还原 97
习题 115
第4章 碳碳键的形成—烃化、酰化和缩合反应 118
4.1 有机金属化合物的反应 119
4.1.1 有机镁试剂 119
4.1.2 有机锂试剂 124
4.1.3 有机铜试剂 127
4.1.4 有机锌试剂 131
4.2 碳氢酸和α-碳负离子 132
4.3 醛酮、羧酸衍生物的烃化、酰化和缩合反应 135
4.3.1 烃化反应 136
4.3.2 酰化反应 140
4.3.3 缩合反应 141
4.3.4 Michael加成和有关的反应 154
4.3.5 Baylis-Hillman反应 156
4.4 活性亚甲基化合物的反应 158
4.4.1 活性亚甲基化合物的烃化反应 158
4.4.2 活性亚甲基化合物的酰化反应 161
4.4.3 活性亚甲基化合物的缩合反应 163
4.4.4 活性亚甲基化合物的Michael加成及相关反应 165
4.5 多组分缩合反应 166
4.5.1 三组分反应 167
4.5.2 四组分反应 170
4.6 芳环的烃化和酰化反应 172
4.6.1 Friedel-Crafts烃化反应 173
4.6.2 Friedel-Crafts酰化反应 174
4.6.3 芳环上的甲酰化反应 175
习题 177
第5章 碳碳键的形成—过渡金属催化和元素有机化合物在碳碳键形成中的应用 181
5.1 有机过渡金属配合物中的化学键和基元反应 181
5.1.1 有机过渡金属配合物中的化学键 181
5.1.2 有机过渡金属配合物的基元反应 184
5.2 钯催化的交叉偶联反应 190
5.2.1 钯催化的交叉偶联反应概览 190
5.2.2 钯催化的交叉偶联反应的催化剂 191
5.2.3 钯催化的交叉偶联反应机理 192
5.2.4 钯催化交叉偶联反应的应用 194
5.3 钯催化碳负离子的芳基化和烯丙基化反应 199
5.3.1 钯催化碳负离子的芳基化反应 199
5.3.2 钯催化碳负离子的烯丙基化反应 200
5.4 钯催化碳氢键活化形成碳碳键的反应 203
5.4.1 Pd(0)/Pd(Ⅱ)催化循环的芳基碳氢键官能团化(先氧化加成再碳氢键活化) 203
5.4.2 Pd(Ⅱ)/Pd(Ⅳ)催化循环的芳基碳氢键官能团化(先碳氢键活化再氧化加成) 204
5.4.3 Pd(Ⅱ)/Pd(0)催化循环的芳基碳氢键官能团化(先碳氢键活化再转金属反应) 205
5.5 铜、镍过渡金属等催化的碳碳键形成的反应 207
5.5.1 铜催化的碳碳键形成的反应 207
5.5.2 镍催化的碳碳键形成的反应 208
5.5.3 铜氢、镍氢和铁氢催化的偶联反应 210
5.6 有机硅试剂在碳碳键形成反应中的应用 213
5.6.1 硅的成键特点 213
5.6.2 烯醇硅醚 214
5.6.3 硅叶立德和Peterson反应 217
5.6.4 乙烯基硅烷 218
5.6.5 烯丙基硅烷 220
5.7 有机磷试剂在碳碳键形成反应中的应用 223
5.7.1 磷的成键特点 223
5.7.2 磷叶立德 224
5.7.3 Wittig反应 225
5.7.4 Wittig-Horner反应 227
5.7.5 Horner-Wadsworth-Emmons反应 228
5.7.6 Tebbe试剂成烯反应 229
5.8 有机硫试剂在碳碳键形成反应中的应用 231
5.8.1 硫稳定的α-碳负离子的反应 231
5.8.2 硫叶立德和氧化硫叶立德 234
5.8.3 不饱和硫醚 236
5.9 有机硼试剂在碳碳键形成反应中的应用 238
5.9.1 有机硼试剂的制备方法 238
5.9.2 有机硼化合物的反应 239
习题 244
第6章 碳碳键的形成—碳环和杂环的形成 248
6.1 分子内的亲核环化 248
6.1.1 Baldwin成环规则 248
6.1.2 亲核反应成环实例 252
6.2 分子内的亲电环化 253
6.3 分子内自由基环化 255
6.3.1 分子内自由基还原偶联环化 255
6.3.2 分子内自由基加成环化 256
6.4 过渡金属催化的分子内交叉偶联环化 258
6.5 RCM关环反应 258
6.6 中环和大环的形成 260
6.7 环加成反应 264
6.7.1 Diels-Alder反应 264
6.7.2 卡宾与烯键的加成 268
6.7.3 [2+2]环加成反应 271
6.8 电环化反应成环 272
6.9 开环反应 274
6.9.1 亲核和亲电反应开环 274
6.9.2 氧化还原开环 276
6.9.3 周环反应开环 276
6.9.4 ROM反应开环 277
6.10 杂环化合物的合成 278
6.10.1 亲核和亲电反应成环合成杂环化合物 278
6.10.2 环加成反应合成杂环化合物 288
习题 292
第7章 重排反应 295
7.1 从碳原子到碳原子的亲核重排反应 296
7.1.1 Wagner-Meerwein重排 296
7.1.2 Demjanov重排 298
7.1.3 频呐醇重排 298
7.1.4 双烯酮-苯酚重排 301
7.1.5 二芳羟乙酸重排 301
7.1.6 Wolff重排 302
7.2 从碳原子到杂原子(N,O)的亲核重排 303
7.2.1 氮宾的重排 303
7.2.2 Beckmann重排 304
7.2.3 Baeyer-Villiger重排 306
7.2.4 1, 2-亲核重排的立体化学 307
7.3 亲电重排反应 308
7.3.1 Favorskii重排 308
7.3.2 Stevens重排 310
7.3.3 Wittig重排 311
7.4 σ键迁移重排反应 312
7.4.1 σ键迁移重排 312
7.4.2 Cope重排 314
7.4.3 Claisen重排 316
7.5 芳环上的重排反应 321
7.5.1 从氮原子到芳环的重排 321
7.5.2 从氧原子到芳环的重排 324
7.5.3 Smiles重排 324
习题 325
第8章 官能团的保护及多肽和寡核苷酸的合成 328
8.1 官能团的保护 328
8.1.1 羟基的保护 328
8.1.2 1, 2-和1, 3-二羟基的保护 333
8.1.3 醛酮羰基的保护 335
8.1.4 羧基的保护 337
8.1.5 氨基的保护 339
8.1.6 含氮芳杂环的保护 343
8.1.7 活泼碳氢键和碳碳双键的保护 344
8.2 多肽的合成 345
8.2.1 多肽的液相合成 345
8.2.2 多肽的固相合成 347
8.3 寡核苷酸的合成 351
8.3.1 寡核苷酸的液相合成 351
8.3.2 寡核苷酸的固相合成 353
习题 354
第9章 不对称合成 357
9.1 不对称合成的基本概念 357
9.1.1 手性的意义 357
9.1.2 手性分类 358
9.1.3 对映选择性和非对映选择性 359
9.1.4 对映异构体组成的分析测定 362
9.2 不对称合成反应分类 363
9.2.1 手性底物控制的不对称合成方法 363
9.2.2 手性辅基控制的不对称合成方法 364
9.2.3 手性试剂控制的不对称合成方法 370
9.2.4 手性催化剂控制的不对称合成方法 372
9.2.5 双不对称合成方法 373
9.3 碳碳双键的立体选择性反应 374
9.3.1 不对称催化氢化反应 374
9.3.2 不对称环氧化反应 378
9.3.3 不对称双羟基化和不对称氨基羟基化反应 381
9.3.4 不对称双胺化反应 384
9.3.5 不对称环丙烷化反应 384
9.3.6 不对称氮杂环丙烷化反应 386
9.3.7 不对称Diels-Alder反应 387
9.3.8 不对称ene反应 391
9.4 羰基、亚胺化合物的立体选择性反应 394
9.4.1 羰基化合物的不对称亲核加成反应 394
9.4.2 不对称烯丙基化反应 400
9.4.3 羰基化合物的不对称α-烃化 403
9.4.4 不对称Aldol反应 405
9.4.5 不对称共轭加成反应 414
9.4.6 亚胺的不对称烷(芳)基化反应 416
9.5 手性有机小分子催化的不对称合成 418
9.6 动力学拆分 425
9.7 生物酶催化的不对称合成 427
习题 430
第10章 有机合成设计 435
10.1 逆向合成分析的基本概念 436
10.1.1 分子骨架的逆向变换 436
10.1.2 逆向官能团变换和官能团添加 438
10.1.3 逆向切断的一般规律 439
10.2 离子型合成子的分类和极性转换 441
10.2.1 离子型合成子的分类 441
10.2.2 离子型合成子的极性转换 443
10.3 双官能团化合物的逆向合成分析 449
10.3.1 1, 3-二官能团化合物的逆向合成分析 449
10.3.2 1, 5-二官能团化合物的逆向合成分析 450
10.3.3 1, 2-二官能团化合物的逆向合成分析 452
10.3.4 1, 4-二官能团化合物的逆向合成分析 454
10.3.5 1, 6-二官能团化合物的逆向变换 456
10.4 环状化合物的逆向合成分析 459
10.4.1 脂肪族碳环化合物的逆向合成分析 459
10.4.2 芳香族杂环化合物的逆向合成分析 462
10.5 立体构型的控制 464
10.5.1 立体构型的控制策略 464
10.5.2 立体控制合成实例 468
10.6 合成简化的策略 471
10.7 绿色有机合成 479
10.7.1 可持续发展的有机产品设计 479
10.7.2 可持续发展的有机合成原料 480
10.7.3 可持续发展的有机合成方法 484
10.7.4 可持续发展的有机合成循环路线 490
习题 491
第11章 复杂分子合成实例 494
11.1 青蒿素的合成 494
11.2 阿伐他汀钙的合成 499
11.3 天然产物epothilone A的合成 502
11.4 紫杉醇的合成 509
11.5 Aspidophylline A的全合成 514
11.6 (-)-Calyciphylline N的全合成 516
11.7 Phorbol的全合成 520
11.8 Perseanol的全合成 523
11.9 Bryostatin 3的全合成 526
参考文献 530
附录1 常用缩略语 533
附录2 问题和习题的参考答案或提示 543

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