本书分为无机合成化学、有机合成化学、高分子合成化学三部分内容，主要介绍合成化学中的基本原理、方法与技术。以典型的无机合成、有机合成以及高分子合成为重点，无机合成部分介绍无机合成原理、合成技术、合成方法及合成材料在化学工业、环境治理、农业、新能源开发、空间科技等前沿领域中的应用；有机合成部分以“化学合成单元反应”的形式，介绍碳-碳键和碳-杂原子键的形成、不对称合成、金属配合物和有机金属化合物的合成等合成反应的策略，穿插介绍绿色合成化学及其应用；高分子合成部分介绍高分子合成的主要方法，包括缩聚与逐步聚合、自由基聚合、离子聚合、配位聚合和开环聚合，每种方法都有其独特的机理、特点和应用范围。
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前言
第一部分 无机合成化学
第1章 无机合成化学的基本原理 3
1.1 化学热力学与无机合成 3
1.1.1 反应条件的选择和控制 3
1.1.2 合成反应方向的判断 4
1.1.3 反应耦合 5
1.2 化学动力学与无机合成 5
1.2.1 反应速率与无机合成 6
1.2.2 反应机理与无机合成 7
1.3 合成反应的溶剂 7
1.3.1 溶剂的分类 7
1.3.2 溶剂的物理性质 8
1.3.3 溶剂的选择原则 9
第2章 无机合成技术 10
2.1 高温合成技术 10
2.1.1 高温的获得方法 10
2.1.2 高温测量技术 13
2.1.3 高温合成技术应用 14
2.2 低温合成技术 15
2.2.1 低温的诞生及主要发展阶段 15
2.2.2 低温的获得方法 16
2.2.3 低温测量技术 17
2.2.4 低温合成技术应用 17
2.3 高压合成技术 18
2.3.1 高压合成的发展 19
2.3.2 高压的获得方法 19
2.3.3 高压测量技术 20
2.3.4 高压合成技术应用 21
2.4 真空合成技术 22
2.4.1 真空的获得方法 22
2.4.2 真空测量技术 23
2.4.3 真空管路与操作单元 23
第3章 无机合成方法 25
3.1 溶胶-凝胶法 25
3.1.1 溶胶-凝胶法发展 25
3.1.2 溶胶-凝胶法的基本概念及其工艺过程 26
3.1.3 溶胶-凝胶法的技术特点 26
3.1.4 溶胶-凝胶法在无机合成中的应用 28
3.2 化学气相沉积 29
3.2.1 化学气相沉积的定义和发展 29
3.2.2 化学气相沉积的分类 29
3.2.3 化学气相沉积的原理与过程 31
3.2.4 化学气相沉积的应用 32
3.2.5 化学气相沉积反应的类型 33
3.3 水热与溶剂热合成 34
3.3.1 水热与溶剂热合成的发展 34
3.3.2 水热与溶剂热合成的定义 34
3.3.3 水热与溶剂热合成的特点 35
3.3.4 水热与溶剂热合成的工艺过程、工艺参数及影响因素 35
3.3.5 水热与溶剂热体系的成核与晶体生长 38
3.3.6 水热与溶剂热合成的应用 39
3.4 电化学合成 41
3.4.1 电化学的发展 41
3.4.2 电化学合成的基本概念 41
3.4.3 电化学合成的主要装置 42
3.4.4 电化学合成的研究内容 43
3.4.5 电化学合成的工艺过程 44
3.4.6 电化学合成的特点 44
3.4.7 电化学合成的应用 45
3.5 等离子体合成 45
3.5.1 等离子体的基本概念 45
3.5.2 等离子体的分类 46
3.5.3 等离子体合成的特点 47
3.5.4 等离子体的获得方法 47
3.5.5 等离子体的应用 48
3.5.6 等离子体的前景 50
3.6 仿生合成 51
3.6.1 仿生合成的发展及定义 51
3.6.2 生物矿化 51
3.6.3 仿生光合作用与固氮 52
3.6.4 仿生合成实例 53
参考文献 55
第二部分 有机合成化学
第4章 碳-碳键的形成 59
4.1 卤代烃参与的碳-碳键形成反应 59
4.1.1 卤代烃与碳亲核试剂的反应 59
4.1.2 有机金属试剂的反应 60
4.2 过渡金属催化的碳-碳键形成反应 62
4.2.1 Suzuki交叉偶联反应 62
4.2.2 Heck偶联反应 65
4.2.3 Negishi偶联反应 67
4.2.4 Still交叉偶联反应 68
4.2.5 Kumada交叉偶联反应 72
4.2.6 Sonogashira交叉偶联反应 75
4.3 烯醇负离子参与的碳-碳键形成反应 78
4.3.1 烯醇负离子与卤代烃的反应 78
4.3.2 羟醛缩合反应 80
4.3.3 Mannich反应 82
4.3.4 Michael加成反应 83
4.3.5 Claisen酯缩合反应 85
4.4 碳-碳双键的形成反应 88
4.4.1 碳-杂原子键消除反应 88
4.4.2 羰基化合物的转化 94
4.5 碳环的形成反应 98
4.5.1 Diels-Alder反应 98
4.5.2 Robinson增环反应 102
4.5.3 1,3-偶极环加成反应 103
4.5.4 Nazarov环化反应 104
4.5.5 卡宾参与的环加成反应 105
第5章 碳-杂原子键的形成 109
5.1 碳-氧键的形成反应 109
5.1.1 氧化碳-氧键的构建 109
5.1.2 过渡金属催化碳-氧键的形成 124
5.2 碳-氮键的形成反应 138
5.2.1 过渡金属催化碳-氮交叉偶联反应 138
5.2.2 胺参与的氧化偶联 141
5.2.3 Beckmann重排反应 143
5.2.4 Mannich反应 147
5.2.5 Ritter反应 151
5.2.6 Ugi反应 154
5.3 碳-硼键的形成反应 158
5.3.1 烯烃硼氢化反应 159
5.3.2 Miyaura硼酸酯化反应 160
5.3.3 过渡金属催化的不饱和烃类硼氢化反应 162
5.3.4 羰基化合物的硼化反应 167
5.4 碳-硫键的形成反应 173
5.4.1 碳-氢键活化构建碳-硫键 174
5.4.2 过渡金属催化碳-硫键合成 179
5.5 碳-磷键的形成反应 188
5.5.1 卤化磷参与的碳-磷键合成反应 188
5.5.2 烯烃参与的碳-磷键合成反应 190
5.5.3 炔烃参与的碳-磷键合成反应 193
5.5.4 过渡金属催化交叉偶联构建碳-磷键 195
第6章 不对称合成 201
6.1 不对称合成的原理与基本方法 201
6.1.1 不对称合成简介 201
6.1.2 不对称合成的原理 202
6.1.3 不对称合成的基本方法 203
6.2 不对称还原反应 208
6.2.1 碳-碳双键的不对称氢化反应 208
6.2.2 羰基化合物的不对称还原反应 213
6.2.3 酮的不对称硅氢化反应 215
6.2.4 亚胺的不对称氢化反应 216
6.2.5 不对称氢转移反应 217
6.2.6 羰基的直接不对称还原胺化反应 218
6.2.7 不对称氢甲酰化反应 220
第7章 金属配合物和有机金属化合物的合成 222
7.1 概述 222
7.2 有机金属化合物 226
7.2.1 有机金属化合物简介 226
7.2.2 有机金属化合物历史背景 226
7.2.3 有机金属化合物研究现状 227
7.2.4 有机金属化合物未来发展趋势 227
7.2.5 有机金属化合物在生物医药领域的应用 227
7.3 金属配合物的合成反应 228
7.3.1 金属配合物的合成方法分类 228
7.3.2 金属配合物的合成反应方法 229
7.3.3 有机金属化合物的合成反应 234
7.3.4 金属簇合物的合成反应 247
7.3.5 配位催化合成反应 253
第8章 绿色合成化学及其应用 257
8.1 绿色合成基本理论 257
8.1.1 绿色化学的兴起与定义 257
8.1.2 绿色合成的目标 258
8.1.3 绿色化学的原则 259
8.1.4 绿色化学的重要性 260
8.2 原子经济性和步骤经济性反应 261
8.3 光催化合成 269
8.3.1 光催化反应原理 270
8.3.2 有机合成中的光催化剂 271
8.3.3 光催化有机合成反应机制 272
8.3.4 常见光催化有机合成反应 273
8.4 光促进烯烃的异构化反应 276
8.4.1 光诱导烯烃异构化反应 276
8.4.2 光诱导环异构化 278
8.4.3 光诱导环加成反应 280
8.4.4 光催化的偶联反应 281
8.5 电催化合成 288
8.5.1 有机电合成简介 288
8.5.2 无催化剂参与的电化学合成反应 290
8.5.3 催化的电化学合成反应 291
8.6 生物催化合成 295
8.6.1 酶的特性和催化机制 295
8.6.2 酶的分类 296
8.6.3 生物催化的影响因素 297
8.6.4 生物催化剂与传统催化剂的比较 298
8.6.5 生物催化的应用 298
8.7 绿色溶剂技术 300
8.7.1 无溶剂的有机合成 301
8.7.2 以超临界流体为介质的有机合成 301
8.7.3 以离子液体为介质的有机合成 302
参考文献 304
第三部分 高分子合成化学
第9章 缩聚和逐步聚合 307
9.1 缩聚和逐步聚合概述 307
9.1.1 缩合反应 308
9.1.2 缩聚反应 308
9.1.3 共缩聚 312
9.2 线形缩聚反应机理 313
9.2.1 单体聚合倾向 313
9.2.2 缩聚中的副反应 314
9.2.3 线形缩聚机理 315
9.3 线形缩聚动力学 317
9.3.1 官能团等活性理论 317
9.3.2 不可逆线形缩聚动力学 318
9.3.3 可逆线形缩聚动力学 323
9.4 线形缩聚物的聚合度 324
9.4.1 反应程度和平衡常数对聚合度的影响 324
9.4.2 基团数对聚合度的影响 326
9.5 线形缩聚物的聚合度分布 328
9.5.1 聚合度分布函数 328
9.5.2 聚合度分布指数 330
9.6 体形缩聚和凝胶化 331
9.6.1 Carothers法凝胶点的预测 332
9.6.2 Flory统计法 334
9.6.3 凝胶点的测定方法 336
9.7 缩聚和逐步聚合的实施方法 337
9.7.1 缩聚和逐步聚合热力学和动力学的特征 337
9.7.2 逐步聚合的实施方法 338
9.8 重要的缩聚物及其合成方法 340
9.8.1 聚酯 341
9.8.2 聚碳酸酯 345
9.8.3 聚酰胺 347
9.8.4 聚酰亚胺 351
9.8.5 含氮杂链聚合物 352
9.8.6 环氧树脂 356
9.8.7 聚苯醚 358
9.8.8 含硫杂链聚合物 359
9.8.9 酚醛树脂 362
第10章 自由基聚合 366
10.1 加聚和连锁聚合概述 366
10.2 烯类单体的聚合机理 367
10.3 聚合热力学 371
10.3.1 聚合热力学的基本概念 372
10.3.2 聚合热和自由能 373
10.3.3 聚合上限温度和平衡单体浓度 374
10.4 自由基聚合机理 377
10.5 引发剂 381
10.5.1 引发剂的种类 382
10.5.2 氧化-还原引发体系 384
10.5.3 引发剂分解动力学 386
10.5.4 引发剂效率 388
10.5.5 引发剂选择 389
10.6 其他因素引发聚合 390
10.6.1 热引发聚合 390
10.6.2 光引发聚合 391
10.6.3 辐射引发聚合 393
10.6.4 等离子体引发聚合 394
10.6.5 微波引发聚合 396
10.7 聚合速率 396
10.7.1 聚合速率概述 396
10.7.2 微观动力学研究方法 397
10.7.3 自由基聚合基元反应速率常数 398
10.7.4 温度对聚合速率的影响 401
10.7.5 凝胶效应和宏观聚合动力学 402
10.7.6 转化率-时间曲线 403
10.8 动力学链长和聚合度 403
10.9 链转移反应 405
10.9.1 链转移反应对聚合度的影响 406
10.9.2 向单体进行链转移 407
10.9.3 向引发剂进行链转移 408
10.9.4 向溶剂或链转移剂转移 409
10.9.5 向大分子转移 411
10.10 聚合度分布 411
10.10.1 歧化终止时的聚合度分布 412
10.10.2 偶合终止时的聚合度分布 413
10.11 阻聚和缓聚 414
10.11.1 阻聚剂和阻聚机理 415
10.11.2 烯丙基单体的自阻聚作用 417
10.11.3 阻聚效率和阻聚常数 418
10.11.4 阻聚剂在链引发速率测定中的应用 419
10.12 自由基寿命和链增长、链终止速率常数的测定 420
10.12.1 非稳态期自由基浓度的变化 421
10.12.2 假稳态阶段自由基寿命的测定 422
10.12.3 链增长和链终止速率常数测定方法的发展 425
10.13 可控/“活性”自由基聚合 426
10.13.1 可控/“活性”自由基聚合概述 426
10.13.2 氮氧稳定自由基法 427
10.13.3 引发转移终止剂法 428
10.13.4 原子转移自由基聚合法 429
10.13.5 可逆加成-断裂转移法 430
第11章 离子聚合 432
11.1 离子聚合概述 432
11.2 阴离子聚合 433
11.2.1 阴离子聚合的烯类单体 433
11.2.2 阴离子聚合的引发剂 434
11.2.3 单体和引发剂的匹配 437
11.2.4 活性阴离子聚合的机理和应用 439
11.2.5 特殊链终止和链转移反应 440
11.2.6 活性阴离子聚合动力学 440
11.2.7 阴离子聚合增长速率常数及其影响因素 442
11.3 阳离子聚合 446
11.3.1 阳离子聚合的烯类单体 446
11.3.2 阳离子聚合的引发体系 449
11.3.3 阳离子聚合机理 451
11.3.4 阳离子聚合动力学 454
11.3.5 影响阳离子聚合速率常数的因素 457
11.4 离子聚合与自由基聚合的比较 458
11.5 离子共聚 460
11.5.1 阴离子共聚 460
11.5.2 阳离子共聚 461
第12章 配位聚合 463
12.1 配位聚合概况 463
12.2 聚合物的立体异构现象 464
12.2.1 立体异构及其图示 464
12.2.2 立构规整聚合物的性能 468
12.2.3 立构规整度 469
12.3 Ziegler-Natta引发剂 470
12.3.1 Ziegler-Natta 引发剂的两主要组分 471
12.3.2 Ziegler-Natta 引发剂的溶解性能 471
12.3.3 Ziegler-Natta引发剂的反应 472
12.3.4 Ziegler-Natta引发剂两组分对聚丙烯等规度和聚合活性的影响 473
12.3.5 Ziegler-Natta引发体系的发展 476
12.4 丙烯的配位聚合 478
12.4.1 丙烯配位聚合反应的历程 478
12.4.2 丙烯配位聚合动力学 479
12.4.3 丙烯配位聚合的定向机理 482
12.5 极性单体的配位聚合 483
12.6 茂金属引发剂 483
12.7 共轭二烯烃的配位聚合 485
12.7.1 共轭二烯烃和聚二烯烃的构型 485
12.7.2 二烯烃配位聚合的引发剂和定向机理 486
第13章 开环聚合 490
13.1 环烷烃开环聚合热力学 490
13.2 杂环开环聚合热力学和动力学特征 493
13.3 三元环醚的阴离子开环聚合 495
13.3.1 环氧乙烷阴离子开环聚合的机理和动力学 496
13.3.2 聚醚型表面活性剂的合成原理 497
13.3.3 环氧丙烷阴离子开环聚合的机理和动力学 499
13.4 环醚的阳离子开环聚合 500
13.4.1 环醚的阳离子开环聚合概述 500
13.4.2 丁氧环和四氢呋喃的阳离子开环聚合 501
13.4.3 环醚的阳离子开环聚合机理 502
13.5 羰基化合物和三氧六环的阳离子开环聚合 504
13.5.1 羰基化合物的阳离子聚合 505
13.5.2 三氧六环的阳离子开环聚合 505
13.6 己内酰胺的阴离子开环聚合的机理 507
13.7 聚硅氧烷 509
13.7.1 单体 510
13.7.2 聚合原理 510
13.7.3 结构性能与应用 511
13.7.4 改性 512
13.8 聚磷氮烯 513
13.8.1 聚磷氮烯概述 513
13.8.2 聚磷氮烯的合成方法 514
13.9 聚氮化硫 516
参考文献 518
京公网安备 11010102004214号