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第1章 分子机器的研究进展1

1 引言1

2 分子机器的定义1

3 分子机器的类型2

3.1 基于轮烷（rotaxane）和索烃（catenane）的分子机器2

3.2 基于类轮烷（pseudorotaxane）的分子机器3

4 分子机器的驱动能量4

4.1 化学能4

4.2 电化学能4

4.3 光化学能6

4.4 溶剂变化9

4.5 热能11

5 分子机器位置状态的识别12

5.1 紫外-可见吸收光谱法（ultraviolet-visible absorption spectroscopy）12

5.2 核磁共振法（nuclear magnetic resonance spectroscopy）12

5.3 循环伏安法（cyclic voltammograms）14

5.4 圆二色光谱法（circular dichroism spectrum）15

5.5 荧光光谱法（fluorescence spectroscopy）16

6 分子机器的应用18

6.1 分子开关18

6.2 分子逻辑门20

6.3 存储器22

6.4 分子晶体管24

6.5 电致变色器件24

6.6 分子电梯26

6.7 分子肌肉26

7 展望28

参考文献30

第2章 有机电致发光材料与器件进展34

1 引言34

2 OLED的结构与发光机理35

3 OLED的主要材料36

3.1 空穴传输材料36

3.2 电子传输材料38

3.3 电致发光材料41

4 OLED最近的重要进展55

4.1 PLED技术发展日趋成熟55

4.2 高色纯度红色OLED发光材料的开发56

4.3 柔性显示器56

4.4 新型白色OLED光源问世57

5 OLED研发重点57

6 OLED存在的问题与前景展望58

6.1 OLED存在的主要问题58

6.2 OLED展望59

参考文献61

第3章 富勒烯有机太阳能电池的研究进展66

1 引言66

2 有机太阳能电池工作原理66

3 有机太阳能电池的几个基本概念67

3.1 光电流工作谱的定义67

3.2 太阳能电池的光电流和光电压67

3.3 光电转换效率的计算69

4 富勒烯有机太阳能电池的研究进展69

4.1 含有富勒烯（C60）的聚合物69

4.2 含富勒烯的小分子衍生物73

5 有关富勒烯有机太阳能电池的研究工作75

5.1 新型的含有C60苝染料的合成和性能75

5.2 新型的偶氮噻吩-富勒烯星状化合物的合成和性能79

5.3 菁染料同时作为异质结型有机薄膜太阳能电池的给体和受体81

5.4 新型的菁染料C60双体化合物的合成及在有机薄膜太阳能电池中的应用86

6 展望93

参考文献93

第4章 酞菁类功能材料的光物理性能96

1 引言96

2 线性和非线性吸收的理论背景100

2.1 线性吸收100

2.2 双光子吸收102

2.3 激发态吸收103

2.4 光限幅响应106

3 在溶液及固态中的NLO和OL响应109

4 光诱导电子转移过程116

4.1 卟啉-富勒烯体系117

4.2 叶绿素-富勒烯体系123

4.3 酞菁／萘酞菁-富勒烯体系124

4.4 卟啉／萘酞菁-富勒烯超分子体系127

5 结束语131

参考文献133

第5章 RAFT可控／活性自由基聚合——结构可控功能高分子材料的合成新方法141

1 引言141

2 RAFT“活性”自由基聚合机理的理解146

2.1 RAFT链转移剂147

2.2 单体150

2.3 引发方法150

2.4 溶剂151

2.5 聚合温度与时间151

3 RAFT方法合成的聚合物材料152

4 结论154

参考文献155

第6章 功能性纳米二氧化钛光催化剂的制备和表征157

1 引言157

2 过渡金属掺杂和贵金属表面沉积158

2.1 研究现状158

2.2 溶胶-凝胶和水热处理协同合成Fe3+、Cr3+-TiO2光催化剂159

2.3 H2O2化学沉积法和紫外光还原法制备高紫外光光催化活性的Ag/TiO2光催化剂161

2.4 具有高紫外光和可见光光催化活性的Fe3＋掺杂，Au负载TiO2的制备163

3 非金属元素掺杂166

3.1 研究现状166

3.2 非金属掺杂的纳米二氧化钛光催化剂的低温制备和表征168

参考文献172

第7章 高性能有机颜料175

1 引言175

2 高性能有机颜料175

3 喹吖啶酮类颜料176

3.1 喹吖啶酮颜料的应用性能177

3.2 喹吖啶酮颜料的合成177

3.3 喹吖啶酮颜料的同质多晶性178

4 二噁嗪颜料179

4.1 C.I．颜料紫23的应用性能180

4.2 C.I．颜料紫23的合成180

5 异吲哚啉酮颜料和异吲哚啉颜料181

5.1 异吲哚啉酮颜料的合成182

5.2 异吲哚啉有机颜料的合成183

5.3 研究与开发异吲哚啉酮和异吲哚啉颜料的重要性184

6 1,4-吡咯并吡咯二酮系颜料184

6.1 DPP系颜料的结构通式185

6.2 合成方法及反应机理185

6.3 单晶X-射线衍射分析186

6.4 国内的研究状况188

7 杂环蒽醌颜料188

8 苝系颜料191

9 苯并咪唑酮颜料193

9.1 性能与应用194

9.2 合成195

10 喹酞酮类颜料196

11 无色荧光颜料198

11.1 无色荧光颜料与荧光增白剂的不同198

11.2 无色荧光颜料的品种、结构和性能199

11.3 应用199

11.4 生产199

参考文献200

第8章 超分子体系中的分子识别与组装201

1 引言201

2 冠醚的离子／分子识别201

3 杯芳烃的离子／分子识别207

4 环糊精的分子识别215

5 分子组装226

6 结束语233

参考文献233

第9章 高张力的小分子——亚甲基环丙烷的研究进展简介251

1 引言251

2 过渡金属催化的亚甲基环丙烷反应性能介绍252

2.1 过渡金属催化的亚甲基环丙烷Ⅰ类型开环反应简介252

2.2 过渡金属催化的亚甲基环丙烷Ⅱ和Ⅲ类型开环反应简介256

3 路易斯酸催化的亚甲基环丙烷反应性能介绍260

3.1 路易斯酸催化各种亲核试剂对亚甲基环丙烷的开环反应260

3.2 路易斯酸催化亚甲基环丙烷与醛类化合物的环加成反应262

3.3 路易斯酸催化亚甲基环丙烷与磺酰亚胺的环加成反应267

3.4 路易斯酸催化亚甲基环丙烷与N-芳基亚胺的环加成反应268

3.5 蒙脱土KSF催化亚甲基环丙烷与醛、胺的三组分杂Diels-Alder环加成反应269

4 结论270

参考文献270

第10章 三氟甲磺酸稀土盐（其他金属盐）催化的有机反应276

1 引言276

2 碳碳键形成的反应276

2.1 分子内Friedel-Crafts反应276

2.2 吲哚的反应276

2.3 烷氧基化Friedel-Crafts反应278

2.4 活泼亚甲基化合物与环烯类物质反应278

2.5 氮杂Diels-Alder反应279

2.6 亚胺-烯反应279

2.7 杯状环三藜芦烯的合成279

2.8 内酯的合成280

2.9 Nazzrov反应280

2.10 缺电子烯烃的环化281

3 碳氮键的形成反应282

3.1 分子内杂Diels-Alder反应282

3.2 偶极环加成反应283

3.3 亚甲基环丙烷反应283

3.4 环氧化物的开环反应283

3.5 合成1,5-苯并二氮鎓及衍生物的反应284

3.6 喹啉及衍生物的合成284

3.7 亚胺的合成285

3.8 三组分Mannich反应285

4 碳氧键的形成反应286

4.1 环氧化物的合成286

4.2 Cannizzaro反应286

4.3 四氢呋喃及衍生物的合成287

4.4 聚合氧化物的环化287

4.5 1,3-二氧杂环戊烷的合成287

5 糖苷化反应288

5.1 N-乙酰胺基葡萄糖的合成288

5.2 低聚糖的合成288

5.3 低聚糖的组装290

6 还原反应291

7 与大分子配体配合催化的典型反应291

7.1 Friedel-Crafts反应292

7.2 芳香卤化物与氮杂环化合物的N-烷基化反应292

8 本小组的研究成果293

8.1 Hantzsch反应294

8.2 双Aldol反应294

8.3 Knoevenagel反应294

8.4 苯并咪唑衍生物的合成295

8.5 苯乙酮、芳香醛、芳香胺三组分Mannich反应295

8.6 Phillips反应：合成喹喔啉-2,3-二酮衍生物296

8.7 一锅法合成顺式-喹啉酸衍生物296

8.8 一锅法合成2-芳甲基-N取代苯胺类化合物297

9 结束语299

参考文献299

第11章 生命科学中的糖药物305

1 引言305

1.1 糖结构的多样性305

1.2 糖的生物学功能306

2 糖类药物的应用308

2.1 天然糖类药物308

2.2 合成糖类药物309

3 糖药物的研究进展310

3.1 糖疫苗310

3.2 唾液酸（sialicacid,N-acetylneuraminic acid）310

3.3 环糊精311

3.4 肝素模拟物311

3.5 选择蛋白拮抗剂311

4 结束语312

参考文献312

第12章 离子液体中的精细有机合成反应314

1 引言314

2 离子液体中的分子骨架构建反应315

2.1 芳烃的付-克烷基化和酰基化反应315

2.2 烯烃二聚318

2.3 过渡金属催化的C—C键偶联反应319

2.4 羰基缩合反应321

3 离子液体中的官能团转化反应324

3.1 氧化324

3.2 催化氢化328

3.3 酯化330

3.4 亲核取代反应330

3.5 硝化332

3.6 有机官能团的保护与脱保护333

4 展望334

参考文献334

第13章 精细化工中应用的几类不对称催化反应338

1 引言338

2 不对称催化还原反应341

2.1 C=C键的不对称氢化反应341

2.2 C=O双键的不对称氢化反应345

2.3 C=N双键的不对称氢化反应346

2.4 不对称氢转移反应347

2.5 不对称硼氢化反应348

2.6 不对称硅氢化反应348

3 不对称催化氧化反应351

3.1 烯烃的不对称环氧化反应351

3.2 烯烃的双羟基化反应355

3.3 硫醚的氧化356

4 不对称催化双键转移反应357

5 不对称催化环丙烷化反应357

6 不对称有机催化［66］359

7 结语362

参考文献362

第14章 过渡金属催化的交叉偶联反应366

1．引言366

2．代表性的过渡金属催化的交叉偶联反应369

2.1 Stille偶联369

2.2 Suzuki偶联370

2.3 Sonogashira偶联371

2.4 Buchwald-Hardwig偶联372

2.5 Heck偶联374

3．过渡金属催化的交叉偶联反应中催化剂研究新进展376

3.1 环境友好的交叉偶联催化剂376

3.2 无机钯催化体系378

3.3 有机环钯共价化合物378

4．过渡金属催化的交叉偶联反应范围的拓展379

4.1 Hiyama偶联379

4.2 活化亚甲基化合物和羰基化合物的偶联380

4.3 有机氟硼酸盐的Suzuki偶联381

4.4 烷基硼酸的Suzuki偶联382

4.5 氰（腈）化物的交叉偶联383

4.6 卤代烷烃的Suzuki偶联383

4.7 高价碘盐的交叉偶联384

4.8 羧酸衍生物中C—O键活化偶联384

4.9 炔烃与有机硼酸的偶联385

4.10 醛酰基C—H参与的交叉偶联385

4.11 芳香重氮盐和季铵盐参与的交叉偶联386

5．过渡金属催化的新型交叉偶联反应386

5.1 有机硼酸与烯烃的偶联及共轭加成反应387

5.2 配位辅助的芳烃Csp2-H键的活化及其偶联反应388

5.3 钯催化的芳香羧酸和磷酸的偶联389

5.4 铜催化的交叉偶联反应390

6．展望391

参考文献391