评《Organic Chemistry: Theory, Reactivity and Mechanisms in Modern Synthesis》

化学与化工学院 曾佩欣

1、概述

Organic Chemistry: Theory, Reactivity and Mechanisms in Modern Synthesis（《有机化学：现代合成的理论、反应性和机理》）出版于2019年。该书面向所有有机化学的学习者，无论是对于有机化学的学生和教师，还是对于有机化学家、物理化学家和化学工程师，该书都是一本宝贵的、很有价值的教科书和参考书。正如该书前言的作者Robert H. Grubbs所说，该书代表了21世纪有机化学的范式，整合了热力学、热化学数据库、动力学等多门学科的相关信息，以新颖的方式帮助人们理解和控制多样的化学反应和现代合成方法，具有开创性地提供了思考有机化学反应的新方式，对现有的有机化学、物理化学教科书做出了补充，也成为帮助化学相关学习者、从业者们发明新反应和新程序的强有力“工具箱”，

 该书有两位作者，作者Kendall Houk是加州大学洛杉矶分校的Saul Winstein教授。他是理论和计算有机化学的权威，与世界各地的化学家进行了惊人的合作。他在同行评议参考期刊上发表了近1100篇文章，是被引用最多的100位化学家之一。另一位作者Pierre Vogel则是瑞士洛桑洛桑联邦理工学院的有机化学教授。他在物理有机化学、有机和有机金属合成、具有生物学意义的天然产物的全不对称合成、催化和生物有机化学等领域出版了三本书，并合著了490 多篇出版物。

出版社John Wiley and Sons 在1807年由C.Wiley创立于美国纽约，是一家在科研、教育、专业/贸易等领域上全球领先的出版集团，为世界五大科技出版公司之一。该出版社在版图书大约有22700种，在版期刊400种，每年出版2000种新书与电子出版物，代表了各领域的最前端和最尖端的研究。

2、图书的总体构架、体例及内容简介

 本书正文共分为8个章节，先分别介绍如下：

1.平衡与热化学：

 讲述了热力学中的各种基本概念和原理，包括自由平衡无焓、反应热和反应熵、统计热力学、标准生成焓与化学键能热等。同时还涉及了有机化合物的化学键和特性、电离能和电子亲和势力、自由基生成形成热、气相酸度、电子转移平衡、电负性与软硬酸碱理论、和动力学同位素效应。在本章中，作者以典型有机体系和反应为例解释了热力学的应用。异解键解离焓等内容。此外，还讨论了热力学控制的化学转化率和选择性、手性的重要性、对映异构体的自歧化以及热力学同位素效应。

2.热力学参数的加和性和偏差的加性规则：

 热力学参数的快速估算在反应研究中非常重要，本章介绍了基团加和法在热力学和反应中的应用。本章介绍了分子基团的划分、基团值的确定、和基团加和法，讨论了分别介绍了分子群的概念，标准组等量物（组当量）和标准熵增量的确定，因空间位阻效应、，环张力状化合物的环应变和柔性构象柔韧性、共轭与超共轭效应、和其它因素带来的偏差。本章末用熵解释了几个合成过程，π/π、不适用/π-、σ/π-和σ-相互作用，与相加性规则的其他偏差，平移熵对均衡的主要作用，环化熵：自由旋转度数损失以及熵作为合成工具。其中对多种环状化合物的构象和应变进行了描述，又通过多种实例解释了π/π、不适用/π-、σ/π-和σ-等相互作用的实际存在及作用，并列举了包括酯的热解、楚加耶夫的方法在内的多种熵作为合成工具的应用。

3.化学反应速率：

 本章首先主要讲述了基础化学反应的动力学，包括反应速率方程、差分和综合费率定律、反应级数顺序、反应机理、可逆反应、平行反应、连续反应、均相和异相催化、活化能和活化熵等。随后同时讨论了激活参数、活化熵与反应机理的关系、压力的影响、几类典型有机反应的动力学和机理，如不对称有机合成、反应化学和位点选择性反应、动力学同位素效应、及反应机理等内容。其中涉及到了多个具体的化学反应和反应机理的研究，如Cope重排、逆羰基烯反应等。此外，还讨论了动力学分辨率、非对称合成中的非线性效应、动力学同位素效应和隧道效应等。

4.分子轨道理论：

 本这一章以节在量子化学模型和近似计算为基础的背景之下，从简单到复杂，讲述了从氢分子到烯烃和共轭烯烃的分子轨道和电子态，讨论了环状化合物的芳香稳定性、超共轭效应、和一些特异的分子结构如Mobius芳香 先讲述了薛定谔方程的相关知识，接着分别介绍库尔森和隆格-希金斯方法和许克尔法，前者主要介绍氢分子的分子轨道理论知识，后者则用了大量的篇幅，介绍了乙烯、烯丙基、环丙烯基、丁二烯、环丁二烯、戊二烯、环戊二烯、苯及其芳族、3，4-二亚甲基环丁烯、富维尼、[N]环形、环辛四烯、具有杂原子的π体系等多种有机化合物的分子轨道理论知识。除此之外，这一章节还介绍了杂环化合物的芳族稳定能、同构共轭、超共轭等内容，并在最后提及海尔布隆纳莫比乌斯芳环[N]环烯这一特殊化合物，进行了相关介绍。

5.周环反应：

 这一章节介绍了多种类型的周环反应及其相关机理，包括电环反应、环加成和裂环反应再加成、螯合反应、热σ-迁移重排、和二、二变双重重排与转移、，以及烯反应及相关反应。其中，在电环反应中介绍了四电子、六电子和八电子多种不同电子数量的电环反应和及其机理；在环加成和环再加成中讲述了热的立体选择性和伍德沃德-霍夫曼规则循环加成法则，并对Diels-Alder狄尔斯-桤木反应进行了详细的介绍；热σ-迁移重排部分用大量篇幅讨论描写了各种类型的σ重排，如碳离子的σ重排、自由基的σ重排等，并介绍了费歇尔吲哚合成等经典的σ重排应用；二、二变重排与转移则探讨了I型肌重排、二酰亚胺还原烯烃和炔烃、II型二向性重排等内容；烯反应及相关反应则介绍了包括热Alder桤木烯反应、羰基烯反应等经典烯反应在内的多种反应及其相关机理。

6.有机光化学：

 本章首先简介了从有机化合物的光物理过程(UV-Vis光谱、荧光与磷光和双分子过程)及其相关原理（电子跃迁等）开始，然后讨论了各种单分子光化学过程：自然地引入并讲述了包括不饱和烃的单分子光化学反应、羰基化合物的单分子光化学反应、苯与杂芳族类似物的单分子光反应、碳-杂原子键的光裂解、氮-—氮键的光裂解、不饱和化合物的光化学环加成、光氧化、光诱导电子转移、以及化学发光和生物发光等在内的有机光化学知识。各类反应的讲述均列举了大量的实例。其中，不饱和烃的单分子光化学反应着重对烯烃的光诱导（E）/（Z）异构化进行了讲述，这也是这一小章节其他内容的前置知识，羰基化合物的单分子光化学反应则介绍了诺里什I型反应（α裂解）、诺里什II型反应和其他分子内氢转移以及烯酮和二烯酮的单分子光化学，其它部分也按照这一讲述方法，从实例到机理地详细介绍了不同有机化合物的光化学原理知识。

7.催化反应：

这一章节主要介绍了催化反应的机理和应用，相关反应类型内容包括酰基转移、亲核加成添加的催化作用、阴离子亲核置换反应、催化碳C—C键形成反应及其、布朗斯特德酸和路易斯酸作为C—C键形成反应中的催化剂、过渡金属配合物的成键结合与及其反应、催化加氢、硅烷的催化反应、C—C单键的氢解、分子氧的催化活化氧化、催化亲核芳族取代。其中，酰基转移部分从酯化和酯水解引入，介绍不同催化剂催化酰基转移的机理和酰基转移的应用；催化碳—C键形成反应则介绍了包括劳胡特-柯里尔反应、森田-贝利斯-希尔曼反应等反应在内的实例，引出烯胺的本质；同样地，布朗斯特德酸和路易斯酸作为C—C键形成反应中的催化剂部分也用了大量的篇幅详细介绍包括向海山醛醇反应、金属-羰基-烯反应、羰基-烯反应在内的多种反应；催化加氢中则介绍了烷烃、烯烃、芳烃等不同有机化合物的催化加氢反应。

8.过渡金属催化的C—C键形成反应：

 本章用了大量的篇幅，详细介绍了多种过渡金属催化的C—C键形成反应并讨论了反应解释了它们的机理，。其中包括从一氧化碳合成有机化合物的各种反应（如费托反应、甲醇的羰基化反应、烯烃的加氢甲酰化反应等）、不饱和化合物的加成反应和环加成反应、双脱氢C-C偶联反应、硅烷基甲酰化反应、羰基化反应、Pd（II）介导的氧化羰基化反应、鲍森-汗德反应等；不饱和化合物的直接碳氢化反应（如烯烃的水烷基化、未活化烯烃与炔烃的桤木烯反应、烯烃的加氢芳化等）；不饱和化合物和环加成物的碳化反应（如正式 [σ2+π2]-环加成、（2+1）-环加成等）；二脱氢C—C偶联反应；烷烃、烯烃和炔烃的交换反应复分解；、有机金属试剂的加成添加、；和置换位移反应（如卡拉什交叉偶联与熊田-玉尾-科里乌反应、铃木-宫浦交叉耦合等）。这一部分包括大量位于有机化学前沿的反应，可以很好地提升读者的眼界，使得读者对于有机化学领域的最新研究具备一定的了解。

3、图书编写特点及评价

 本书对参考文献进行了详细备注，在每章末尾均附有参考文献目录，便于产生兴趣的读者自行查找掌握相关的资料并进行查证，为相关学习者提供了方便。

 此外，本书图表丰富，在文字描述之余，书中还列举了大量的有机分子结构式、反应化学式、反应计算方程等，使得复杂的有机物理化学反应机理变得更加易于理解和记忆，有助于读者培养深入理解。

 全书结构精密严谨，逻辑清晰，内容详细，体现了两位作者在有机物理化学领域首屈一指的丰富学识，无论是刚刚入门的初学者，还是相关的研究人员或从业者，都能从中收益颇丰，堪称有机物理化学领域的“字典”。

ISBN：9783527819270

 本馆索书号：O62/V879:2

 馆藏地：大学城校区-大学城校区分馆外文书库

         五山校区-外文图书区

 爱教材平台访问网址：

https://www.itextbook.cn/f/book/bookDetail?status=1&bookId=c9aa4d8b7c7a43d3924dbb8c0d8000c3

 访问二维码：