手性物技術(shù)

前言

手性是自然界的本質(zhì)屬性之一。除了在生命科學(xué)領(lǐng)域，手性問題還涉及醫(yī)藥、精細(xì)化學(xué)品、材料科學(xué)等諸多領(lǐng)域。它的研究已經(jīng)成為科學(xué)研究和很多高科技新產(chǎn)品開發(fā)的熱點(diǎn)。隨著人們對(duì)手性作用研究的不斷深入，手性化合物在各個(gè)領(lǐng)域中的作用也越來越顯著，促使人們加速對(duì)手性化合物的研究。所以對(duì)手性化合物進(jìn)行開發(fā)和研究，具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義。本書編寫的出發(fā)點(diǎn)即在于此，作為主要面向本科生、研究生專業(yè)課程教學(xué)推出的這本手性技術(shù)類書籍，力求體現(xiàn)系統(tǒng)性、全面性、實(shí)用性和先進(jìn)性等特點(diǎn)。本書共分為七章，第1章緒論，主要介紹手性物的基本概念及作用，手性化合物的應(yīng)用狀況以及手性技術(shù)的發(fā)展；第2章手性物化學(xué)基本概念，主要介紹光學(xué)活性與手性，構(gòu)型與構(gòu)象手性選擇性等基本概念；第3章手性物研究方法，主要介紹手性物純度測定，手性物絕對(duì)構(gòu)型的測定和計(jì)算化學(xué)在手性物研究中的應(yīng)用；第4章手性化學(xué)合成，主要介紹手性化學(xué)合成的分類及發(fā)展，手性源合成法及應(yīng)用，不對(duì)稱合成的含義及類型，不對(duì)稱合成的方法和策略以及不對(duì)稱化學(xué)合成的應(yīng)用；第5章生物催化手性合成，主要介紹生物催化手性合成的發(fā)展與特點(diǎn)，酶的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，酶催化反應(yīng)的機(jī)理，微生物生物轉(zhuǎn)化，非水介質(zhì)中的生物催化反應(yīng)，生物催化的還原反應(yīng)，生物催化還原和氧化反應(yīng)，生物催化水解反應(yīng)和生物催化手性合成的研究展望；第6章外消旋拆分方法，主要介紹外消旋體有關(guān)性質(zhì)，結(jié)晶拆分，化學(xué)拆分法，動(dòng)力學(xué)拆分，生物拆分法和其他拆分法；第7章手性色譜分離技術(shù)，主要介紹液相色譜、超臨界流體色譜、移動(dòng)模擬床色譜、薄層色譜、逆流色譜以及電泳技術(shù)在手性物拆分方面的應(yīng)用。另外各章后均附有參考文獻(xiàn)與思考題，有利于復(fù)習(xí)中把握各章重點(diǎn)、難點(diǎn)以及繼續(xù)學(xué)習(xí)。本書是在作者科研和教學(xué)多年實(shí)踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)使用多年的講義修改、撰寫而成，書中的較多素材直接取自作者已發(fā)表的系列文章或公開的專利、或與作者研究密切相關(guān)的科技文獻(xiàn)及其專著，因而本書具有較強(qiáng)的參考價(jià)值，并謹(jǐn)向所有著作權(quán)者表示誠摯的感謝。本書可供從事手性技術(shù)及其在化學(xué)、精細(xì)化工、藥物、環(huán)保和食品分析等領(lǐng)域從事教學(xué)、研究和開發(fā)的院校、研究單位和企業(yè)的有關(guān)人員參考。本書由宋航教授主編，姚舜副主編，參加編寫的還有李子成、張義文、曹宇、李新瑩和汪全義等。此外，一些研究生也參與部分相關(guān)工作，在此一并表示感謝。由于知識(shí)和水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者指正。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地介紹了與藥物、精細(xì)化工以及新材料等領(lǐng)域密切相關(guān)的手性物科學(xué)與技術(shù)的基本概念、原理、理論、方法、工藝及其應(yīng)用。主要內(nèi)容包括手性物的基本概念、作用及發(fā)展和應(yīng)用狀況，手性物化學(xué)基本概念，手性物研究方法，手性化學(xué)合成，生物催化手性合成，外消旋拆分方法以及手性色譜分離技術(shù)等內(nèi)容?！　”緯捎米骰瘜W(xué)、制藥、精細(xì)化工、農(nóng)藥、新材料等領(lǐng)域相關(guān)學(xué)科和專業(yè)的研究生和高年級(jí)本科生的教材，也適合相關(guān)領(lǐng)域其他人員系統(tǒng)學(xué)習(xí)手性物有關(guān)技術(shù)知識(shí)閱讀和參考。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 手性物的基本概念及作用1.1.1 基本概念1.1.2 基本作用1.2 手性化合物的應(yīng)用狀況1.2.1 手性藥物1.2.2 手性農(nóng)業(yè)化學(xué)品1.2.3 其他手性化學(xué)品1.3 手性技術(shù)的發(fā)展1.3.1 手性技術(shù)工業(yè)的發(fā)展1.3.2 手性技術(shù)的類型及特點(diǎn)思考題參考文獻(xiàn)第2章 手性物化學(xué)基本概念2.1 光學(xué)活性與手性2.1.1 旋光性與旋光度2.1.2 手性分子與旋光性2.1.3 對(duì)映異構(gòu)體2.1.4 非對(duì)映異構(gòu)體2.1.5 含其他元素的手性分子2.1.6 潛手性分子2.1.7 對(duì)稱因素與手性2.2 構(gòu)型與構(gòu)象2.2.1 構(gòu)型2.2.2 構(gòu)象2.3 手性選擇性2.3.1 化學(xué)選擇性2.3.2 區(qū)域選擇性2.3.3 立體選擇性2.3.4 對(duì)映體過量思考題參考文獻(xiàn)第3章 手性物研究方法3.1 手性物純度測定3.1.1 旋光度測定法3.1.2 核磁共振法3.1.3 使用手性柱的色譜法3.1.4 帶有對(duì)映選擇性作用的電解質(zhì)的毛細(xì)管電泳3.2 手性物絕對(duì)構(gòu)型的測定3.2.1 X射線衍射法3.2.2 旋光譜和圓二色性譜在構(gòu)型測定中的應(yīng)用3.2.3 似外消旋的Fredge方法3.2.4 利用非對(duì)映異構(gòu)體性質(zhì)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定絕對(duì)構(gòu)型3.2.5 用化學(xué)相關(guān)法確定手性化合物的絕對(duì)構(gòu)型3.2.6 用動(dòng)力學(xué)拆分的Horeau方法測定絕對(duì)構(gòu)型3.2.7 核磁共振法3.2.8 普雷洛格規(guī)則3.3 理論計(jì)算在手性物研究中的應(yīng)用3.3.1 旋光度的計(jì)算3.3.2 13CNMR的計(jì)算與相對(duì)立體構(gòu)型的確定3.3.3 根據(jù)螺旋理論確定手性物絕對(duì)構(gòu)型思考題參考文獻(xiàn)第4章 手性化學(xué)合成4.1 手性化學(xué)合成的發(fā)展及分類4.1.1 手性化學(xué)合成的分類4.1.2 手性化學(xué)合成的發(fā)展4.2 手性源合成法及應(yīng)用4.2.1 從天然來源獲得光學(xué)活性化合物4.2.2 天然手性化合物的化學(xué)改造4.3 不對(duì)稱合成的含義及類型4.3.1 基本含義4.3.2 不對(duì)稱合成的類型4.4 不對(duì)稱合成的方法和策略4.4.1 利用手性助劑的不對(duì)稱合成4.4.2 使用手性試劑的不對(duì)稱合成方法4.4.3 手性放大作用4.4.4 動(dòng)力學(xué)放大4.4.5 使用手性催化劑的不對(duì)稱合成方法4.4.6 雙不對(duì)稱合成反應(yīng)4.4.7 “絕對(duì)”不對(duì)稱合成4.4.8 不對(duì)稱自催化反應(yīng)4.4.9 離子液體在催化不對(duì)稱合成中的應(yīng)用4.5 不對(duì)稱化學(xué)合成的應(yīng)用4.5.1 概述4.5.2 烯烴的不對(duì)稱催化氫化4.5.3 羰基的不對(duì)稱催化還原4.5.4 不對(duì)稱催化氧化反應(yīng)4.5.5 其他類型反應(yīng)思考題參考文獻(xiàn)第5章 生物催化手性合成5.1 生物催化手性合成發(fā)展及特點(diǎn)5.1.1 生物催化發(fā)展5.1.2 生物催化法的特點(diǎn)5.2 酶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及催化反應(yīng)機(jī)理5.2.1 酶的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)5.2.2 酶催化反應(yīng)的機(jī)理5.3 微生物生物轉(zhuǎn)化法5.3.1 游離細(xì)胞轉(zhuǎn)化法5.3.2 固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化法5.3.3 產(chǎn)物的檢測與分離純化5.4 非水介質(zhì)中的生物催化手性合成反應(yīng)5.4.1 生物催化反應(yīng)的非水介質(zhì)體系5.4.2 非水介質(zhì)對(duì)酶活性的影響5.4.3 固定化酶與交聯(lián)酶晶體5.4.4 非水介質(zhì)中的生物催化反應(yīng)5.5 生物催化手性合成的還原反應(yīng)5.5.1 還原反應(yīng)中輔酶的循環(huán)使用5.5.2 脫氫酶催化酮還原5.5.3 酵母細(xì)胞催化酮還原5.5.4 酵母細(xì)胞催化烯烴還原5.6 生物催化手性合成的氧化反應(yīng)5.6.1 單加氧酶催化的氧化反應(yīng)5.6.2 雙氧酶催化的氧化反應(yīng)5.6.3 脫氫酶催化反應(yīng)5.7 生物催化手性合成的水解反應(yīng)5.7.1 水解反應(yīng)的特點(diǎn)5.7.2 酯水解5.7.3 環(huán)氧化物水解5.7.4 腈水解5.7.5 酰胺水解5.8 生物催化手性合成的研究及展望5.8.1 生物催化劑的研究進(jìn)展及展望5.8.2 生物催化介質(zhì)工程的研究進(jìn)展及展望5.8.3 生物催化手性合成的主要問題和解決途徑思考題參考文獻(xiàn)第6章 外消旋拆分方法6.1 外消旋體的有關(guān)性質(zhì)6.1.1 外消旋物的分類6.1.2 外消旋固體物的基本物性6.2 結(jié)晶拆分法6.2.1 直接結(jié)晶拆分法6.2.2 接種晶體析解法6.2.3 手性溶劑結(jié)晶拆分法6.3 化學(xué)拆分法6.3.1 經(jīng)典成鹽法6.3.2 其他化學(xué)拆分法6.4 動(dòng)力學(xué)拆分法6.4.1 動(dòng)力學(xué)拆分原理6.4.2 動(dòng)力學(xué)拆分方法6.4.3 動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分6.5 生物拆分法6.5.1 游離酶催化拆分6.5.2 固定化酶催化拆分6.6 其他拆分法6.6.1 手性膜拆分法6.6.2 萃取拆分法6.6.3 復(fù)合拆分和包合拆分法思考題參考文獻(xiàn)第7章 手性色譜分離技術(shù)7.1 手性色譜技術(shù)概述7.1.1 手性色譜技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀7.1.2 手性色譜技術(shù)的分類7.2 手性液相色譜法7.2.1 手性衍生化試劑液相色譜法7.2.2 手性流動(dòng)相添加劑液相色譜法7.2.3 手性固定相液相色譜法7.2.4 液相色譜在線手性檢測器7.2.5 超臨界流體色譜7.2.6 模擬移動(dòng)床色譜7.2.7 最新進(jìn)展7.3 手性氣相色譜法7.3.1 間接分離法7.3.2 直接分離法7.4 手性薄層色譜法7.4.1 纖維素及其衍生物型手性薄層板7.4.2 浸漬手性選擇劑的手性薄層板7.4.3 分子印跡的手性薄層板7.4.4 化學(xué)鍵合相手性薄層板7.4.5 應(yīng)用7.5 手性毛細(xì)管電泳法7.5.1 分類和特點(diǎn)7.5.2 方法的選擇和優(yōu)化7.5.3 應(yīng)用實(shí)例7.6 手性逆流色譜法7.7 計(jì)算機(jī)技術(shù)在手性色譜中的應(yīng)用7.7.1 分子模型在手性分離機(jī)制研究上的應(yīng)用7.7.2 手性色譜選擇專家系統(tǒng)思考題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：4.3.2不對(duì)稱合成的類型不對(duì)稱合成是在手性物質(zhì)或手性環(huán)境的誘導(dǎo)下，由潛手性化合物為原料轉(zhuǎn)化為含有一個(gè)或幾個(gè)手性中心的過程，其目的是要高對(duì)映選擇性地制備光學(xué)活性化合物。手性物質(zhì)或提供手性環(huán)境的物質(zhì)可以是手性的助劑、試劑或催化劑，因此，原則上不對(duì)稱合成可以分為三種主要的類型：使用手性助劑、手性試劑和手性催化劑的不對(duì)稱合成。那么，如何評(píng)價(jià)一個(gè)不對(duì)稱合成的好壞呢？概括起來，其評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾點(diǎn)：①高的對(duì)映選擇性（以e.e.值表示）；②手性助劑易于制備或獲得并能循環(huán)使用；③可以制備R和S兩種構(gòu)型的產(chǎn)物；④最好是催化性的合成。不對(duì)稱合成是替代拆分法獲得手性化合物的重要方法，不論從機(jī)理上還是操作上二兩者都是不同的，拆分法主要是一種物理過程，它是把已經(jīng)合成的對(duì)映體分離開來，而不對(duì)稱合成則是從潛（前）手性底物在手性條件下直接轉(zhuǎn)化為某一對(duì)映體過量的立體選擇性反應(yīng)。迄今，能完成最好的不對(duì)稱合成的手段無疑應(yīng)首推自然界中的酶催化。發(fā)展像酶催化體系一樣有效的化學(xué)體系是對(duì)人類智慧的挑戰(zhàn)。近40年來的發(fā)展，在發(fā)現(xiàn)可與生物過程互補(bǔ)和各種多樣性的立體選擇性反應(yīng)中，化學(xué)家已取得了巨大的成功，這就是不對(duì)稱催化反應(yīng)。

編輯推薦

《手性物技術(shù)》：高等學(xué)校研究生教學(xué)用書

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