《大環化學:主-客體化合物和超分子》以大環化學為綱，結合國際發展趨勢，系統地介紹了主－客體化學和超分子化學的基本知識、基本理論和主要研究方法及其在相關領域中的套用。全書共分8章，內容包括：大環化學的發展淵源及其與其他相關學科間的關係；典型的大環化合物、包合物及陰離子配合物的合成原理、結構、成鍵特性、熱力學、動力學等基本性質；生命過程中的大環及超分子；以大環化合物或其配合物為模組組裝成具有拓撲學結構的功能性超分子和超分子器件及其在信息科學、材料科學的生長點和套用；有關的部分研究方法。 《大環化學:主-客體化合物和超分子》可作為高等院校化學專業研究生和高年級大學生的教材和參考書，也可供相關領域的教師和研究人員參考。
基本介紹
- 書名：大環化學:主-客體化合物和超分子
- 出版社：科學出版社
- 頁數：535頁
- 開本：16
- 定價：86.00
- 作者：羅勤慧 朱清時
- 出版日期：2009年11月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787030235244, 703023524X
- 品牌：科學出版社
內容簡介,圖書目錄,文摘,序言,
內容簡介
《大環化學:主-客體化合物和超分子》：現代化學基礎叢書。
圖書目錄
《現代化學基礎叢書》序
前言
致謝
第1章 緒論
1.1 大環化學的誕生和發展
1.2 從配位化學到大環化學和超分子化學
1.2.1 經典配位化學
1.2.2 經典配位化學的擴展
1.3 主－客體化學
1.3.1 主－客體化學概念的建立
1.3.2 主－客體化合物
1.3.3 主－客體化學的術語和分類
1.3.4 主－客體化合物的通俗名
1.4 超分子化學
1.4.1 超分子的定義
1.4.2 超分子的成鍵本質
1.4.3 超分子化學是廣義的配位化學
1.5 超分子的基本功能
1.5.1 識別和互補
1.5.2 分子識別和分子信息
1.5.3 超分子與生命科學
參考文獻
第2章 冠醚及其衍生物
2.1 冠醚
2.1 _1冠醚的發現及合成
2.1.2 冠醚及其衍生物的命名
2.1.3 冠醚的結構
2.1.4 冠醚的配位性質
2.2 冠醚衍生物
2.2.1 莢醚(開鏈冠醚)
2.2.2 套索型冠醚(臂式冠醚)
2.2.3 手性冠醚
2.2.4 球醚
2.3 幾種特殊的效應
2.3.1 從螯合效應到大環效應
2.3.2 模板效應
2.3.3 高稀度效應
2.3.4 預組織和互補
2.4 含氮大環
2.4.1 通性
2.4.2 含氮大環的合成
2.4.3 有代表性的氮環
2.5 穴醚
2.5.1 穴醚的合成與性質
2.5.2 大二環和大三環穴合物
2.5.3 穴合物活化小分子
2.6 大環與有機分子
2.6.1 冠醚對銨離子的鍵合
2.6.2 穴醚對銨離子的鍵合
2.6.3 二位受體
2.7 大環的若干套用
2.7.1 相轉移催化和陰離子活化
2.7.2 鹼金屬化合物和電子合物
2.7.3 模擬細胞膜的傳輸
參考文獻
第3章 包合物化學
3.1 環糊精
3.1.1 環糊精的結構
3.1.2 環糊精的性質
3.1.3 包合物結構及作用機理
3.1.4 環糊精與客體的配位
3.1.5 環糊精的製備及修飾
3.1.6 環糊精對酯酶的模擬和分子反應器
3.2 杯芳烴
3.2.1 基本概念
3.2.2 杯芳烴的合成
3.2.3 杯芳烴的構象
3.2.4 杯芳烴的性質
3.2.5 杯芳烴冠醚及其他杯芳烴大環
3.2.6 水溶性杯芳烴
3.2.7 萃取和相傳輸
3.3 環芳
3.3.1 簡介
3.3.2 環芳的合成
3.3.3 以雙苯亞氨基單元為基礎的環芳
3.3.4 四硫富瓦烯環芳
3.3.5 溶劑效應
3.4 分子鑷子
3.5 三維環芳
3.5.1 籠狀環芳
3.5.2 穴芳
3.6 囚醚及半囚醚
3.6.1 定義及合成
3.6.2 囚醚合成的模板效應
3.6.3 囚合物與半囚合物
3.6.4 分子燒瓶——製備短壽命物種
3.7 富勒烯的超分子化學
3.7.1 結構和性質
3.7.2 富勒烯作為主體
3.7.3 富勒烯作為客體
參考文獻
第4章 陰離子配位化學
4.1 概述
4.1.1 發展
4.1.2 陰離子和陽離子配位性質的差別
4.2 設計陰離子主體的一般概念
4.2.1 主體成鍵的特殊性
4.2.2 主體的預組織
4.2.3 主一客體互補
4.3 以多胺為基礎的主體
4.3.1 從陽離子主體到陰離子主體
4.3.2 含氧陰離子的接受體
4.3.3 以形狀和鏈長為基礎的選擇性
4.3.4 超配合物
4.4 以吡咯和胍為基礎的受體
4.4.1 吡咯為基礎的受體
4.4.2 胍正離子受體
4.5 有機金屬受體
4.5.1 含金屬茂的正離子受體
4.5.2 鐵茂受體
4.5.3 光活性受體
4.6 中性受體
4.6.1 反冠醚
4.6.2 氫化物海綿
4.6.3 兩性離子受體和氫鍵受體
參考文獻
第5章 生命過程中的大環及其對生物的模擬
5.1 總論
5.1.1 生命過程中的大環和超分子
5.1.2 酶和金屬酶的特徵
5.1.3 四吡咯大環
5.2 光合作用的超分子特性
5.2.1 葉綠素的結構
5.2.2 光合作用的歷程
5.2.3 錳催化水的氧化
5.3 血紅蛋白和肌紅蛋白
5.3.1 血紅素的性質
5.3.2 血紅蛋白與肌紅蛋白中Fe(Ⅱ)和雙氧的成鍵模型
5.3.3 氧合過程
5.4 輔酶B12
5.4.1 輔酶B12和維生素B12的結構及生物功能
5.4.2 輔酶B12的模型
5.5 細胞色素P450
5.5.1 細胞色素P450的結構和功能
5.5.2 金屬卟啉作為P450的模型
……
第6章 超分子的自組裝
第7章 超分子器件
第8章 若干研究方法
前言
致謝
第1章 緒論
1.1 大環化學的誕生和發展
1.2 從配位化學到大環化學和超分子化學
1.2.1 經典配位化學
1.2.2 經典配位化學的擴展
1.3 主－客體化學
1.3.1 主－客體化學概念的建立
1.3.2 主－客體化合物
1.3.3 主－客體化學的術語和分類
1.3.4 主－客體化合物的通俗名
1.4 超分子化學
1.4.1 超分子的定義
1.4.2 超分子的成鍵本質
1.4.3 超分子化學是廣義的配位化學
1.5 超分子的基本功能
1.5.1 識別和互補
1.5.2 分子識別和分子信息
1.5.3 超分子與生命科學
參考文獻
第2章 冠醚及其衍生物
2.1 冠醚
2.1 _1冠醚的發現及合成
2.1.2 冠醚及其衍生物的命名
2.1.3 冠醚的結構
2.1.4 冠醚的配位性質
2.2 冠醚衍生物
2.2.1 莢醚(開鏈冠醚)
2.2.2 套索型冠醚(臂式冠醚)
2.2.3 手性冠醚
2.2.4 球醚
2.3 幾種特殊的效應
2.3.1 從螯合效應到大環效應
2.3.2 模板效應
2.3.3 高稀度效應
2.3.4 預組織和互補
2.4 含氮大環
2.4.1 通性
2.4.2 含氮大環的合成
2.4.3 有代表性的氮環
2.5 穴醚
2.5.1 穴醚的合成與性質
2.5.2 大二環和大三環穴合物
2.5.3 穴合物活化小分子
2.6 大環與有機分子
2.6.1 冠醚對銨離子的鍵合
2.6.2 穴醚對銨離子的鍵合
2.6.3 二位受體
2.7 大環的若干套用
2.7.1 相轉移催化和陰離子活化
2.7.2 鹼金屬化合物和電子合物
2.7.3 模擬細胞膜的傳輸
參考文獻
第3章 包合物化學
3.1 環糊精
3.1.1 環糊精的結構
3.1.2 環糊精的性質
3.1.3 包合物結構及作用機理
3.1.4 環糊精與客體的配位
3.1.5 環糊精的製備及修飾
3.1.6 環糊精對酯酶的模擬和分子反應器
3.2 杯芳烴
3.2.1 基本概念
3.2.2 杯芳烴的合成
3.2.3 杯芳烴的構象
3.2.4 杯芳烴的性質
3.2.5 杯芳烴冠醚及其他杯芳烴大環
3.2.6 水溶性杯芳烴
3.2.7 萃取和相傳輸
3.3 環芳
3.3.1 簡介
3.3.2 環芳的合成
3.3.3 以雙苯亞氨基單元為基礎的環芳
3.3.4 四硫富瓦烯環芳
3.3.5 溶劑效應
3.4 分子鑷子
3.5 三維環芳
3.5.1 籠狀環芳
3.5.2 穴芳
3.6 囚醚及半囚醚
3.6.1 定義及合成
3.6.2 囚醚合成的模板效應
3.6.3 囚合物與半囚合物
3.6.4 分子燒瓶——製備短壽命物種
3.7 富勒烯的超分子化學
3.7.1 結構和性質
3.7.2 富勒烯作為主體
3.7.3 富勒烯作為客體
參考文獻
第4章 陰離子配位化學
4.1 概述
4.1.1 發展
4.1.2 陰離子和陽離子配位性質的差別
4.2 設計陰離子主體的一般概念
4.2.1 主體成鍵的特殊性
4.2.2 主體的預組織
4.2.3 主一客體互補
4.3 以多胺為基礎的主體
4.3.1 從陽離子主體到陰離子主體
4.3.2 含氧陰離子的接受體
4.3.3 以形狀和鏈長為基礎的選擇性
4.3.4 超配合物
4.4 以吡咯和胍為基礎的受體
4.4.1 吡咯為基礎的受體
4.4.2 胍正離子受體
4.5 有機金屬受體
4.5.1 含金屬茂的正離子受體
4.5.2 鐵茂受體
4.5.3 光活性受體
4.6 中性受體
4.6.1 反冠醚
4.6.2 氫化物海綿
4.6.3 兩性離子受體和氫鍵受體
參考文獻
第5章 生命過程中的大環及其對生物的模擬
5.1 總論
5.1.1 生命過程中的大環和超分子
5.1.2 酶和金屬酶的特徵
5.1.3 四吡咯大環
5.2 光合作用的超分子特性
5.2.1 葉綠素的結構
5.2.2 光合作用的歷程
5.2.3 錳催化水的氧化
5.3 血紅蛋白和肌紅蛋白
5.3.1 血紅素的性質
5.3.2 血紅蛋白與肌紅蛋白中Fe(Ⅱ)和雙氧的成鍵模型
5.3.3 氧合過程
5.4 輔酶B12
5.4.1 輔酶B12和維生素B12的結構及生物功能
5.4.2 輔酶B12的模型
5.5 細胞色素P450
5.5.1 細胞色素P450的結構和功能
5.5.2 金屬卟啉作為P450的模型
……
第6章 超分子的自組裝
第7章 超分子器件
第8章 若干研究方法
文摘
插圖：
1.4.3超分子化學是廣義的配位化學
超分子化學是由兩個或多個物種通過分子間的作用力按一定方式聚集而成的複雜體。它超越了以金屬離子為中心，以無機、有機離子或分子作為配體，通過配位共價鍵作用的經典配位化學範疇，而延伸到有機分子、生物分子、無機分子或離子，以分子間的相互作用力而聚集成的化合物。超分子的形成雖非經典配位鍵所能描述，但與配位化合物同屬授一受體化學範疇。1992年，在第29屆國際配位化學學術討論會上在題為“從配位化學到超分子化學”的演講中指出，“超分子化學是廣義的配體化學，而配位化學藉助於超分子化學得以發展”，二者相輔相成。例如，超分子化學的基礎是“分子受體（或接受體）化學”或“人工受體化學”即是經典配體化學概念的延伸和深化。所謂分子（接）受體，是指通過共價鍵聯結，並具有確定結構的有機分子或離子，如大環即是一種受體，它們能選擇性地與分子、離子（為底物）以分子間的力鍵合。在超分子化學中底物又稱授體（也稱給體）或被受體（receptee），通常指鍵合的小組分。這裡所指的接受體（recepter）和授體或被受體與傳統的配位化學中所指的受體（acceptor）和授體（donor）的著眼點不同，前者是指分子或離子受一授體（receptorreceptee），授受的對象是分子或離子；後者是指電子授一受體（donoracceptor），授受的對象是電子對。BushE建議“完整配位化學”應包括以上兩類授受體的化學，即不僅應包括以電子授受為基礎的原子間的經典配位鍵的化合物，還應該包括分子相互作用的化學鍵的授受體化合物。例如，金屬、銨離子、陰離子與受體的配位化學。從受體的設計、合成、結構特徵、鍵合原子數目、排列方式、授體的配位幾何因素和生成配合物的熱力學、動力學性質、譜學特徵等這些既是配位化學，又是人工授體分子化學的研究內容。此外，配位化學的基本原理，熱力學、動力學的處理方法也適合人工受體分子的研究。但由於分子間的非共價作用的低能量，超分子物種的熱力學不穩定性和動力學的多變性以及物種本身的複雜性，超分子化學研究又具有特殊性。
1.4.3超分子化學是廣義的配位化學
超分子化學是由兩個或多個物種通過分子間的作用力按一定方式聚集而成的複雜體。它超越了以金屬離子為中心，以無機、有機離子或分子作為配體，通過配位共價鍵作用的經典配位化學範疇，而延伸到有機分子、生物分子、無機分子或離子，以分子間的相互作用力而聚集成的化合物。超分子的形成雖非經典配位鍵所能描述，但與配位化合物同屬授一受體化學範疇。1992年，在第29屆國際配位化學學術討論會上在題為“從配位化學到超分子化學”的演講中指出，“超分子化學是廣義的配體化學，而配位化學藉助於超分子化學得以發展”，二者相輔相成。例如，超分子化學的基礎是“分子受體（或接受體）化學”或“人工受體化學”即是經典配體化學概念的延伸和深化。所謂分子（接）受體，是指通過共價鍵聯結，並具有確定結構的有機分子或離子，如大環即是一種受體，它們能選擇性地與分子、離子（為底物）以分子間的力鍵合。在超分子化學中底物又稱授體（也稱給體）或被受體（receptee），通常指鍵合的小組分。這裡所指的接受體（recepter）和授體或被受體與傳統的配位化學中所指的受體（acceptor）和授體（donor）的著眼點不同，前者是指分子或離子受一授體（receptorreceptee），授受的對象是分子或離子；後者是指電子授一受體（donoracceptor），授受的對象是電子對。BushE建議“完整配位化學”應包括以上兩類授受體的化學，即不僅應包括以電子授受為基礎的原子間的經典配位鍵的化合物，還應該包括分子相互作用的化學鍵的授受體化合物。例如，金屬、銨離子、陰離子與受體的配位化學。從受體的設計、合成、結構特徵、鍵合原子數目、排列方式、授體的配位幾何因素和生成配合物的熱力學、動力學性質、譜學特徵等這些既是配位化學，又是人工授體分子化學的研究內容。此外，配位化學的基本原理，熱力學、動力學的處理方法也適合人工受體分子的研究。但由於分子間的非共價作用的低能量，超分子物種的熱力學不穩定性和動力學的多變性以及物種本身的複雜性，超分子化學研究又具有特殊性。
序言
自C.J.Pedersen發現冠醚以來，大環化學迅猛發展。大環化學引起人們的興趣可追溯到大環與金屬離子的配位化學，在發展過程中經主一客體化學，歷時半個世紀形成一門嶄新學科——超分子化學。目前，超分子化學已超越了大環化學的內容並成為化學中的一個重要領域。超分子化學獨特的分子間弱相互作用的成鍵概念打破了傳統化學的成鍵模式，使認識過程發生了質的飛躍。超分子化學的出現跨越了無機化學、有機化學間的界限，推動了生命科學、信息科學和材料科學等相關領域的交融，促進了多學科的協調發展，開創了化學史的新紀元。
近年來有關大環化學和超分子化學的研究異彩紛呈。在此領域中，國人也有不少貢獻。目前，國外已有許多相關書籍問世，而國內有關書籍卻屈指可數。為介紹國外先進成果，總結國人貢獻，以促進新學科建設，作者不揣淺陋，嘗試編寫此書，供相關領域的教師和研究人員使用，也可供研究生和大學高年級學生參考。
諾貝爾化學獎獲得者J.M.Lehn指出：“超分子化學概念的凝聚力和學科交叉特性，已吸引不同化學研究領域的參與者，使原本獨立的許多領域逐漸加入進來，為保持其核心地位而不至失去力量，超分子化學領域應注意不要把自己稀釋成過大體系。”為此，本書以大環化學為綱，內容包括：①大環化學發展淵源及其與其他相關學科間的關係；②典型大環化合物的合成原理、結構、成鍵特性、熱力學、動力學等基本性質；③以大環化合物或其配合物為模組組裝成具拓撲學結構的功能性的超分子和超分子器件；④超分子的屬性和在生命科學、信息科學、材料科學的生長點及套用；⑤部分研究方法。
本書力求概念和原理清楚，術語和命名統一，由淺人深，並延伸至當今研究熱點、前沿課題和新生長點，望能起到拋磚引玉之效。作者雖有此願望，但無奈才識有限，加上成稿匆促，不妥之處在所難免，還望國內外專家及讀者批評指正。
近年來有關大環化學和超分子化學的研究異彩紛呈。在此領域中，國人也有不少貢獻。目前，國外已有許多相關書籍問世，而國內有關書籍卻屈指可數。為介紹國外先進成果，總結國人貢獻，以促進新學科建設，作者不揣淺陋，嘗試編寫此書，供相關領域的教師和研究人員使用，也可供研究生和大學高年級學生參考。
諾貝爾化學獎獲得者J.M.Lehn指出：“超分子化學概念的凝聚力和學科交叉特性，已吸引不同化學研究領域的參與者，使原本獨立的許多領域逐漸加入進來，為保持其核心地位而不至失去力量，超分子化學領域應注意不要把自己稀釋成過大體系。”為此，本書以大環化學為綱，內容包括：①大環化學發展淵源及其與其他相關學科間的關係；②典型大環化合物的合成原理、結構、成鍵特性、熱力學、動力學等基本性質；③以大環化合物或其配合物為模組組裝成具拓撲學結構的功能性的超分子和超分子器件；④超分子的屬性和在生命科學、信息科學、材料科學的生長點及套用；⑤部分研究方法。
本書力求概念和原理清楚，術語和命名統一，由淺人深，並延伸至當今研究熱點、前沿課題和新生長點，望能起到拋磚引玉之效。作者雖有此願望，但無奈才識有限，加上成稿匆促，不妥之處在所難免，還望國內外專家及讀者批評指正。
