有机反应：多氮化物的反应及若干理论问题（第五版）

第1章绪论1
医药研究方面1
1.1多氮化物作为抗生素1
1.2多氮化物作为降压药5
1.2.1多氮化物作为中枢降压药5
1.2.2多氮化物作用于离子通道的药物6
1.2.3多氮化物作为利尿降压药7
1.2.4影响RAAS系统的药物8
1.2.5多氮化物作为α受体阻滞剂10
1.2.6β受体阻滞剂11
1.2.7β受体阻滞剂与信号转导理论14
1.2.8多氮化物作为其他几种重要的心血管药16
1.3多氮化物作为抗病毒药物21
1.4新冠毒病（COVID-19）与高效安全的疫苗以及抗病毒药物27
1.5药物的抗药性等问题31
功能材料方面31
1.6合成染料类31
1.7新型非线型光学材料33
1.8新型含能材料33
1.9电化学传感器34
1.10多氮化物作为新催化剂36
天然化合物方面37
1.11简介37
1.12维生素B1238
1.13相关天然生物活性分子40
1.13.1生物碱40
1.13.2辅酶NAD(P)H简介47
1.14几种多氮手性天然产物合成48

第2章多氮化物的缩合反应60
2.1多氮化物二氨基吡啶的缩合反应60
2.1.1二氨基吡啶与几种多硝基卤代苯的反应62
2.1.2溶剂效应63
2.1.3NaF的促进作用63
2.1.4紫外光谱吸收64
2.1.5小结64
2.2二氨基吡啶缩合反应动力学65
2.3二氨基吡啶衍生物的性能与结构理论67
2.4相关含氮功能材料的性能与结构69

第3章叠氮衍生物的有机反应71
3.1叠氮化物的结构理论71
3.2苯并氧化呋咱的结构和反应75
3.2.1苯并氧化呋咱的结构75
3.2.2苯并氧化呋咱的合成方法77
3.2.3苯并氧化呋咱的主要反应78
3.2.4苯并氧化呋咱衍生物的合成新进展79
3.2.5最新高氮苯并氧化呋咱衍生物的合成81
3.3叠氮化物反应的新进展83
3.3.1利用叠氮化物合成玫瑰树碱83
3.3.2利用叠氮化物合成氮杂螺环化合物84
3.3.3手性控制的叠氮基的不对称加成84
3.3.4通过叠氮化物合成β-多肽85
3.3.5利用叠氮化反应合成(2S,4R)-4-羟基鸟氨酸衍生物86
3.3.6羟基直接一步叠氮化反应88
3.3.7叠氮基环化合成吲哚衍生物88
3.3.8叠氮苯和4-叠氮基-1-氧化吡啶的光化学反应89
3.3.9叠氮连烯化合物的环化串级反应90
3.3.10由叠氮化物合成腈的新方法94
3.3.11无Cu(Ⅰ)催化的叠氮化合物Click反应95
3.3.12用叠氮化物合成四元环的β-内酰胺96
3.3.13烷氧基n电子和正电荷相互作用的立体扩环反应97
3.3.14叠氮化合物有机反应的区域选择性98
3.3.15手性氮杂Wittig反应100
3.3.16苯二氮杂艹卓类化合物的合成100
3.3.17三唑与腈的有机反应及咪唑环番102
3.3.18多氮化物的不对称开环反应104
3.3.19利用叠氮基还原合成(+)-负霉素105
3.3.20通过叠氮化合物进行C—H键胺化反应106
3.3.21利用叠氮化物合成氮杂环丙烷衍生物108
3.3.22新试剂FSO2N3与一级胺有效叠氮化109

第4章多氮化物的有机反应113
4.1有机合成中的氮杂Wittig反应113
4.1.1亚胺基膦的制备和应用113
4.1.2分子内氮杂Wittig反应在杂环合成中的应用115
4.1.3串联氮杂Wittig反应的杂环合成117
4.1.4氮杂Wittig反应的最新进展120
4.2双氮手性杂环的合成130
4.2.1咪唑烷130
4.2.2咪唑啉酮133
4.2.3吡唑烷和吡唑啉135
4.2.4手性哌嗪环的形成140
4.3三唑合成中的含氮化合物143
4.3.1叠氮基与重键的作用144
4.3.2氨基缩合和氨基与异硫氰酸酯加成145
4.3.3Hoffmann重排反应146
4.3.4其他反应类型147
4.3.5融合的双三唑合成149
4.4三唑衍生物的合成150
4.5多氮咪唑衍生物及咪唑环番152
4.6苯并三唑的有机反应156
4.6.1苯并三唑作为好的离去基团156
4.6.2促使质子离去156
4.6.3好的电子给体156
4.6.4苯并三唑与Wittig试剂的开环反应157
4.6.5快速真空热解法合成7H-联苯并［b,d］-氮杂-7-酮158
4.7多氮试剂——DBU159
4.8氮宾（Nitrene)及其单线态与三线态163
4.8.1氮宾的结构163
4.8.2氮宾的生成164
4.8.3氮宾的反应165
4.8.4活泼的铜氮宾168
4.9荧光与磷光现象173
4.9.1结构特征173
4.9.2荧光与磷光173
4.10重氮化物的结构和反应176
4.11四唑和四嗪的有机反应179
4.11.1四唑及其有机反应179
4.11.2双环四唑衍生物的合成181
4.11.3四嗪及其反应182
4.11.4手性四嗪化合物的合成183
4.12相关天然吲哚生物碱的合成反应及吲哚合成186
4.12.1Suzuki反应合成吲哚生物碱186
4.12.2Negishi反应合成吲哚生物碱188
4.12.3Stille反应合成吲哚生物碱189
4.12.4Heck反应合成吲哚生物碱190
4.12.5Tsuji-Trost反应合成吲哚生物碱191
4.12.6吲哚骨架的合成192
4.13钯催化的交叉偶联反应199
4.13.1钯催化的交叉偶联反应机理199
4.13.2新进展202
4.14烯烃环化复分解反应和Grubbs催化剂206
4.14.1引言206
4.14.2Grubbs催化剂的发展207
4.14.3Grubbs催化剂催化的烯烃复分解反应208
4.14.4手性Grubbs催化剂210
4.14.5羰基-烯烃关环复分解反应212
4.15卟啉衍生物的合成反应213
4.15.1卟啉衍生物的生物合成213
4.15.2卟啉衍生物的化学合成215
4.15.3聚卟啉的合成反应217
4.15.4耳坠型卟啉化合物的合成223
4.16生物圈和植物中的氮素225
4.17N-杂环卡宾（NHC）229
4.17.1N-杂环卡宾作为有机催化剂229
4.17.2N-杂环卡宾（NHC）催化的分子内环化反应230
4.17.3N-杂环卡宾（NHC）催化剂[Ni(NHC){P(OPh)3}]高选择性催化烯烃和醛的偶联反应231
4.17.4手性氮杂环卡宾-Cu(Ⅰ)催化共轭加成反应232
4.17.5氮杂环卡宾-Pd催化体系232
4.17.6氮杂环卡宾催化羧酸转化为吡喃酮233
4.17.7铜-氮杂环卡宾233
4.18催化的氮宾插入和Brnsted酸催化的串级反应234
4.18.1Au(Ⅲ)催化的氮宾插入234
4.18.2Cu(Ⅱ)催化N-对甲苯磺酰氨基甲酸酯的分子内反应235
4.18.3手性Brnsted酸催化串级反应236
4.19葫芦［6］尿多氮化物237

第5章含氮化物与Fullerene［60］的有机反应239
5.1Fullerene［60］的有机反应239
5.1.1加成反应——Fullerene［60］的主要反应方式239
5.1.2其他几种有机反应类型240
5.2Fullerene［60］与含氮化合物的反应243
5.2.1与叠氮化物的反应243
5.2.2与重氮化物的反应244
5.2.3与生物活性含氮化物的反应245
5.2.4与多氮化物的光化学反应245
5.2.5与小分子含氮化物的反应248
5.313C NMR谱和Fullerene［60］的衍生物252
5.3.16,6加成和6,5加成252
5.3.2五元环和六元环的磁异性255
5.4C60研磨与机械化学258
5.5机械力将分子由绝缘体“拉成”半导体258

第6章不对称[3+2]环加成反应合成手性氮杂环化合物260
6.1Cu(Ⅰ)催化的[3+2]环加成合成三唑衍生物261
6.2不对称1,3-偶极环加成反应合成手性氮杂环化合物263
6.2.1无金属和Ag(Ⅰ)介导的对映选择性[3+2]环加成263
6.2.2Cu(Ⅱ)、Cu(Ⅰ)和Au(Ⅰ)介导的对映选择性[3+2]环加成266
6.2.3Ni(Ⅱ)和Sc(Ⅲ)介导的对映选择性[3+2]环加成268
6.3不对称非1,3-偶极[3+2]环加成反应合成手性氮杂环化合物269
6.3.1钯(0)催化不对称[3+2]环加成反应269
6.3.2Rh(Ⅰ)-催化的分子内不对称[3+2]环加成271
6.3.3Sc(Ⅲ)、Ti(Ⅳ)-催化的不对称[3+2]环加成272
6.4小结276

第7章游离基反应277
7.1碳氢键官能团化278
7.1.1碳氢键活化和碳氢键官能团化278
7.1.2C(sp3)—H和C(sp)—H的偶联反应279
7.1.3C(sp3)—H和C(sp2)—H的偶联反应281
7.1.4碳氢键官能团化小结282
7.1.5烯烃衍生物的游离基C—H键双官能团化282
7.2作者研究组近期发展的游离基反应285
7.2.1选择性的镍或锰催化的交叉脱羧偶联反应285
7.2.2苯乙烯在催化条件下与脂肪族醇反应287
7.2.3苯乙烯在催化条件下与酮反应288
7.2.4苯乙烯与乙腈的游离基反应及其历程验证289
7.2.5苯乙烯与开链醚一步反应合成双官能团化产物292
7.2.6苯乙烯衍生物与溶剂类分子的双官能团化与Wang反应总结293
7.3光化学反应295
7.3.1概念295
7.3.2光反应用于选择性C—H键官能团295
7.3.3光化学反应中的几个重要问题296

第8章NAD(P)H等生物活性分子及酶催化有机反应301
8.1NADH模型分子的合成301
8.1.1概述301
8.1.2一些C2对称的NADH模型分子的合成303
8.1.3NAD+模型分子的还原研究305
8.1.4同位素效应和空间效应306
8.1.5线粒体呼吸和生物电子传递中的NADH308
8.1.6NAD(P)H及其模型分子的研究进展311
8.1.7花瓣状NAD(P)H模型分子及其荧光活性317
8.1.8NAD(P)H模型分子在脱氢酶催化下的还原反应319
8.1.9NAD(P)H参与脱氢酶催化的还原反应进展320
8.1.10辅酶NAD(P)H研究的科学意义325
8.2NADPH与生物有机光化学331
8.2.1概述331
8.2.2光合作用中的NADPH332
8.2.3光合作用与NADPH小结336
8.2.4海洋和细菌的光合作用337
8.2.5光合作用的进一步探讨339
8.2.6光合作用中的叶绿素f的研究进展344
8.2.7视觉光化学345
8.3卟啉衍生物和类胡萝卜素衍生的大分子350
8.3.1卟啉衍生物350
8.3.2类胡萝卜素衍生物352
8.4有机反应中的酶催化354
8.4.1概述354
8.4.2酶催化与有机反应354
8.4.3手性合成中的酶催化361
8.4.4酶催化的不对称C—H官能团化363
8.4.5红茶发酵中的酶催化反应365
8.4.6小结367

第9章小分子含氮化合物和手性合成问题370
9.1概述370
9.2氮丙啶的结构特征372
9.3氮丙啶作为手性底物373
9.3.1简介373
9.3.2氮丙啶的合成375
9.3.3氮丙啶的亲核开环376
9.3.4小结377
9.4氮丙啶作为手性助剂378
9.4.1概况378
9.4.2作为手性助剂的C2对称氮杂环380
9.4.3氮丙啶的合成382
9.4.4氮丙啶的烷基化反应383
9.4.5氮丙啶辅助的醛醇缩合反应386
9.4.6Michael反应和氮丙啶的移除391
9.4.7新法手性氮丙啶合成392
9.4.8小结393
9.5氮丙啶的手性合成新方法及开环反应396
9.6手性合成的基本方法402
9.6.1手性402
9.6.2手性合成的几种方法403
9.6.3手性拆分的几种方法405
9.7Click反应和多氮手性化合物及其手性催化剂408
9.7.1Click反应408
9.7.2多氮化合物手性催化剂410
9.7.3叠氮手性化合物416
9.7.4展望417
9.8一些手性新问题419
9.8.1升华与自动光学纯化问题419
9.8.2非手性化合物晶态下的光学活性420
9.8.3金属-有机框架结构手性催化剂的探索420
9.8.4不对称现象及其模拟421
9.8.5利用手性氢键和不对称电子自旋进行立体控制423

第10章有机反应与天然产物全合成以及人工智能问题424
10.1有机反应与天然产物全合成的关系及其特色424
10.2海洋天然产物西松烷二萜衍生物425
10.3全合成策略和有关反应步骤427
10.4西松烷二萜衍生物合成的拓展430
10.5有机合成反应与人工智能432
10.5.1人工智能与有机反应432
10.5.2人工智能与全合成433
10.5.3计算机预测不对称催化剂的选择性434
10.5.4人工智能准确预测偶联反应434

第11章有机反应中的若干理论问题437
11.1有机反应中的溶剂效应437
11.1.1概述437
11.1.2溶剂对反应的定性理论437
11.1.3溶剂对反应的定量理论439
11.1.4溶剂的疏水性尺度和溶剂化作用441
11.1.5溶剂效应的新探讨442
11.1.6溶剂效应中的新问题443
11.1.7溶剂效应中的OH-π非键作用444
11.1.8水及其混合物作为反应介质445
11.1.9液体二氧化碳作为反应溶剂446
11.1.10离子液体作为反应介质446
11.1.11传统的固相有机反应447
11.1.12有机“王水”449
11.1.13溶剂手性诱导有机反应450
11.2固相合成反应进展451
11.2.1传统固相反应的新进展451
11.2.2载体固相反应简介452
11.2.3载体固相反应进展453
11.3水和全氟溶剂的溶剂效应459
11.3.1水溶液独特的性质459
11.3.2水在有机反应中的溶剂效应461
11.3.3全氟溶剂的溶剂效应464
11.4有机反应中的相转移催化作用471
11.4.1引言471
11.4.2机理472
11.4.3应用473
11.4.4三相相转移催化剂475
11.4.5温控相转移催化剂476
11.4.6手性相转移催化剂478
11.5有机反应中的极性转换作用483
11.5.1极性转换的概念483
11.5.2极性转换在有机反应中的应用484
11.6可控有机反应490
11.6.1底物控制491
11.6.2试剂控制491
11.6.3保护基控制492
11.6.4动力学控制493
11.6.5立体控制494
11.7稀土催化有机反应500
11.8环加成反应的择向效应509
11.8.1影响环加成择向效应的因素510
11.8.21-4；2-1规则及其应用510
11.8.31-4；2-1规则运用举例511
11.9不对称的［4+2］反应的应用513
11.10一个真正有价值的绿色有机反应515
11.11微扰分子轨道法的应用517
11.11.1共轭烃的芳香性518
11.11.2化学反应的Dewar活性指数519
11.11.3离域能对亲核反应的作用521
11.11.4π电子密度对亲电取代反应的作用523
11.11.5NBMO系数激发能的贡献523
11.11.6杂原子取代奇交替烃总π能对性能的关系525
11.11.7杂原子取代奇交替烃的电荷分布527
11.11.8共振结构的计数529
11.11.9非键轨道系数对键参数的作用530
11.11.10共振结构数对反应性能的定量探讨531
11.12理论揭示本质532

附录历届诺贝尔化学奖得主535