第7章 金属催化合成反应Ⅰ：不饱和碳碳键加氢 1
7.1 概述 1
7.2 碳碳叁键加氢 1
7.2.1 炔烃加氢 1
7.2.2 使用的催化剂 5
7.2.3 反应条件 9
7.2.4 炔烃类型 9
7.3 烯烃（C＝C双键）加氢 11
7.3.1 单烯烃加氢 11
7.3.2 双键迁移（异构） 15
7.3.3 双键顺反异构 17
7.3.4 烯醇醚、酯、烯胺和烯酰胺中C＝C双键加氢 20
7.3.5 生物碱中C＝C双键加氢 22
7.3.6 不饱和羰基化合物中C＝C双键加氢 22
7.3.7 插烯酯和胺中C＝C双键加氢 24
7.3.8 单烯烃混合物双键加氢 25
7.4 二烯烃加氢 27
7.4.1 非共轭双烯加氢 28
7.4.2 共轭双烯加氢 30
7.4.3 取代非环共轭双烯加氢 34
7.4.4 相连双键加氢 35
7.5 芳烃化合物加氢 36
7.5.1 碳环芳烃加氢 36
7.5.2 苯酚和苯醚中苯环加氢 39
7.5.3 苯胺加氢 40
7.5.4 苯甲酸及其酯中苯环加氢 42
7.5.5 环庚三烯酮和环庚三烯酚酮中苯环加氢 42
7.5.6 多环芳烃加氢 43
7.6 杂环芳烃加氢 44
7.6.1 吡啶环加氢 44
7.6.2 喹啉和异喹啉环双键加氢 46
7.6.3 吡咯环双键加氢 47
7.6.4 吲哚加氢 47
7.6.5 吖啶、咔唑和其他多环氮杂环双键加氢 47
7.6.6 呋喃环双键加氢 48
7.6.7 吡喃、哌哢、色酮和氧杂萘邻酮环中双键加氢 48
7.6.8 噻吩环双键加氢 49
第8章 金属催化合成反应Ⅱ：含氧和含氮官能团加氢 50
8.1 概述 50
8.1.1 引言 50
8.1.2 立体化学 51
8.2 醛中羰基加氢 53
8.2.1 饱和脂肪醛 53
8.2.2 化学选择性：不饱和醛 54
8.3 酮中羰基加氢 58
8.3.1 引言 58
8.3.2 化学选择性 59
8.3.3 立体选择性 60
8.3.4 葡萄糖中C＝O键加氢 62
8.4 芳香醛和酮中羰基加氢 62
8.5 二羰基化合物中羰基加氢 66
8.6 不饱和羰基化合物中羰基加氢 68
8.6.1 α，β-不饱和醛 68
8.6.2 非共轭不饱和羰基化合物 71
8.7 羧酸中羰基加氢 72
8.8 酯和内酯中羰基加氢 73
8.9 胺和亚胺中羰基加氢 73
8.10 酸酐中羰基加氢 74
8.11 芳烃硝基加氢 75
8.11.1 芳烃硝基加氢中的化学选择性和羟胺累积 75
8.11.2 含氮多键加氢和还原氨化 80
8.11.3 其他硝基选择性加氢 80
8.11.4 碳氮多键加氢 85
8.12 脂肪烃硝基加氢 86
8.13 亚硝基、氧化偶氮基和重氮化合物加氢 88
8.14 腈加氢 89
8.14.1 单腈 90
8.14.2 伯胺的生成 90
8.14.3 氰醇和α-氨基腈 91
8.14.4 仲胺和叔胺的生成 91
8.14.5 腈水解 92
8.14.6 二腈 92
8.15 亚胺加氢和还原氨化 93
8.16 肟加氢 95
8.17 吖嗪、腙和半卡巴腙加氢 96
第9章 金属催化合成反应Ⅲ：加氢裂解 98
9.1 C—O键加氢裂解 98
9.1.1 引言 98
9.1.2 C—O键加氢裂解的立体化学 99
9.1.3 C—O键加氢裂解机理 99
9.2 苯甲基氧键加氢裂解 103
9.2.1 引言 103
9.2.2 苯甲醇加氢裂解 104
9.2.3 苯甲醚加氢裂解 105
9.2.4 催化脱苯甲酰：化学选择性和新保护基 106
9.3 苯甲基化合物转移加氢裂解 114
9.3.1 引言 114
9.3.2 催化转移加氢裂解脱保护基 115
9.4 含活性氧化合物加氢裂解 117
9.4.1 含C—O键环化合物的开环 117
9.4.2 环氧乙烷 117
9.4.3 其他氧杂环烷 118
9.5 氧杂环烷烃脱氧 118
9.5.1 烯丙醇脱氧 119
9.5.2 环氧乙烷脱氧 119
9.5.3 缩醛和缩酮脱氧 121
9.5.4 羰基脱氧 121
9.5.5 芳羟基脱氧 121
9.6 C—C键加氢裂解 122
9.6.1 环丙烷C—C键加氢裂解 122
9.6.2 烷烃C—C键加氢裂解 126
9.6.3 C—Si键加氢裂解 127
9.7 C—N键断裂 128
9.7.1 苄基氮键加氢裂解 128
9.7.2 N-苄基加氢裂解 128
9.7.3 N-苄氧基加氢裂解 133
9.8 其他活性C—N键加氢裂解 134
9.8.1 环化合物C—N键开环 135
9.8.2 苯甲胺加氢裂解 136
9.9 C—S和C—Se键加氢裂解 138
9.9.1 C—S键加氢裂解 138
9.9.2 R—CO—SR加氢裂解 139
9.9.3 S—C—S加氢裂解 140
9.9.4 C—Se键加氢裂解 141
9.10 C—X（卤）键加氢裂解 141
9.10.1 C—X键加氢裂解 141
9.10.2 C＝C—X中C—X键加氢裂解 142
9.10.3 卤代芳烃加氢脱卤 142
9.10.4 R—COCl加氢脱卤 144
9.10.5 脂肪卤化物加氢脱卤 145
9.10.6 其他卤化物脱卤 146
9.11 N—O键加氢裂解 147
9.11.1 硝基化合物 147
9.11.2 吡咯烷衍生物 147
9.11.3 肟 147
9.11.4 胺氧化物 148
9.11.5 硝酮（＝N→O） 148
9.11.6 异噁唑衍生物 148
9.11.7 异噁唑啶 148
9.11.8 亚硝基乙缩醛 149
9.12 N—N键加氢裂解 149
9.12.1 ＝N—N＝键加氢裂解 149
9.12.2 环—N—N—CH2—加氢裂解 150
9.12.3 R—N—N＝N的断裂 150
9.13 Si—O键和其他键加氢裂解 151
9.13.1 Si—O键加氢裂解 151
9.13.2 S—S键加氢裂解 151
9.13.3 O—O键加氢裂解 151
第10章 酸碱催化合成反应 153
10.1 概述 153
10.1.1 酸催化反应应用 153
10.1.2 酸催化反应原理 156
10.2 均相酸催化反应 159
10.2.1 引言 159
10.2.2 烯烃水合 160
10.2.3 酯化和相关反应 161
10.2.4 缩合 162
10.2.5 混杂反应 164
10.3 双液相体系酸催化反应 164
10.3.1 引言 164
10.3.2 四氢呋喃聚合 164
10.3.3 酯化 165
10.3.4 其他反应 165
10.4 固体酸催化液相合成反应 166
10.4.1 引言 166
10.4.2 Friedel-Craft烷基化 166
10.4.3 Friedel-Craft酰化 168
10.4.4 Aldol反应和有关反应 169
10.4.5 Diels-Alder反应 169
10.4.6 频那醇重排 170
10.4.7 Fries重排 170
10.4.8 Beckmann重排 171
10.4.9 Rupe反应 171
10.4.10 Fisher吲哚合成 172
10.4.11 芳烃硝化 172
10.4.12 芳烃卤化 173
10.4.13 碳氧键生成 173
10.4.14 环氧化物开环 174
10.4.15 水解反应 175
10.4.16 碳氮键生成 175
10.5 非均相杂多酸催化合成反应 175
10.5.1 引言 175
10.5.2 烷烃烷基化 176
10.5.3 Friedel-Craft相关反应 177
10.5.4 酯化、水解和相关反应 180
10.5.5 混杂反应 182
10.6 非均相气固体系酸催化合成反应 182
10.6.1 烯烃水合 183
10.6.2 醇脱水 183
10.6.3 酯化 183
10.6.4 Friedel-Craft反应 184
10.6.5 烯烃低聚 184
10.6.6 烷烃异构 185
10.6.7 甲醇转化为烃类 186
10.6.8 MTBE合成 186
10.6.9 苯的硝化 187
10.7 沸石催化剂酸催化合成反应 187
10.7.1 引言 187
10.7.2 沸石催化合成精细化学品的某些领域 189
10.7.3 芳烃酰化 189
10.7.4 芳烃苯甲酰化 194
10.7.5 芳烃化合物硝化 195
10.7.6 烯烃低聚 196
10.7.7 糖类化合物转化 197
10.8 固体碱催化合成反应 199
10.8.1 缩合 200
10.8.2 烷基化 200
10.8.3 双键异构 201
10.8.4 脱水 202
10.8.5 加氢 203
10.8.6 胺化 204
10.8.7 Meerwein-Ponnforf-Verley（MPV）反应 205
10.8.8 共轭双烯的脱氢环二聚 206
10.8.9 烷基化 206
10.8.10 Aldol加成和缩合 207
10.8.11 Tishchenko反应 207
10.8.12 Michael加成 208
10.8.13 Wittig-Horner反应和Knoevenagel缩合 209
10.8.14 甲醇合成α，β-不饱和化合物 209
10.8.15 环转化 210
10.8.16 有机硅烷的反应 211
10.8.17 聚合物负载有机强碱催化的合成反应 211
10.8.18 搭接强有机碱催化的合成反应 212
10.9 双功能催化剂上的“一锅煮”反应 213
10.9.1 引言 213
10.9.2 加氢和酸碱步骤的“一锅煮”转化 217
10.9.3 氧化和酸碱步骤的“一锅煮”转化 219
第11章 催化氧化合成反应Ⅰ：分子氧氧化剂 221
11.1 概述 221
11.1.1 氧源 222
11.1.2 氧化反应选择性和原子利用率概念 223
11.1.3 氧化工艺／氧化催化剂选择 224
11.1.4 氧化剂选择 226
11.1.5 氧化过程分类 228
11.2 气相催化氧化合成 229
11.2.1 气相氧化和氨氧化 229
11.2.2 杂多酸气相催化氧化 230
11.2.3 非均相Wacker反应 231
11.3 金属催化醇液相氧化 231
11.3.1 金属催化剂上的氧化 231
11.3.2 糖类化合物的氧化 232
11.3.3 胆甾烷醇的氧化 234
11.3.4 邻二醇的氧化 235
11.3.5 均相催化醇液相氧化 236
11.4 金属催化其他氧化反应 236
11.4.1 氧化偶联反应 236
11.4.2 烃类的氧化或环氧化 237
11.4.3 氧化脱烷基 237
11.4.4 氧化羰基化 237
11.4.5 醛辅助分子氧氧转移合成反应 238
11.5 杂多酸液相氧化 240
11.5.1 引言 240
11.5.2 一般原理 240
11.5.3 均相氧化 241
11.5.4 HPA＋Pd（Ⅱ）两组分体系 245
11.5.5 多组分体系 246
11.5.6 液液双相氧化 247
11.5.7 非均相催化液相氧化脱氢 247
11.6 NHPI辅助分子氧氧化反应 248
11.6.1 引言 248
11.6.2 NHPI催化烷烃产生碳自由基 249
11.6.3 NHPI在需氧氧化中的催化作用 250
11.6.4 NHPI催化苯甲基化合物需氧氧化 251
11.6.5 NHPI催化金刚烷分子氧氧化 252
11.6.6 NHPI催化分子氧氧化环己烷直接到己二酸 255
11.6.7 NHPI催化分子氧氧化低碳烃 256
11.6.8 NHPI催化分子氧氧化烷基苯 257
11.6.9 NHPI催化分子氧氧化甲基吡啶 258
11.6.10 NHPI催化分子氧氧化乙炔制乙炔酮 259
11.6.11 NHPI催化分子氧氧化醇 261
11.6.12 醇需氧氧化生产过氧化氢 264
11.6.13 分子氧氧化端烯烃的环氧化 265
11.6.14 用CO和O2使烷烃羧酸化 268
11.6.15 NHPI辅助钒催化用SO2-O2使烷烃磺化 269
11.6.16 烯烃用烷烃和分子氧氧化烷基化 271
11.6.17 α-羟基-γ-内酯的合成 272
11.6.18 1，3-二氧戊环和分子氧烯烃的羟基酰化 272
11.7 使用氮氧化物作氧化剂 273
11.7.1 催化硝化 273
11.7.2 NO与有机化合物反应 275
第12章 催化氧化合成反应Ⅱ：H2O2和有机过氧化物氧化剂 277
12.1 概述 277
12.1.1 催化材料 278
12.1.2 吸附或负载的氧化试剂 279
12.1.3 固定化金属配体体系 280
12.2 烯烃环氧化 281
12.2.1 引言 281
12.2.2 形状选择性 282
12.2.3 对映选择性 282
12.2.4 钛催化剂 283
12.2.5 钨催化环氧化 286
12.2.6 钌催化剂 291
12.2.7 聚苯咪唑或其他载体负载钼 292
12.2.8 非均相锰催化剂 292
12.2.9 用钴试剂的碱催化环氧化 293
12.3 不饱和醇和酮的环氧化 293
12.3.1 钛催化剂 293
12.3.2 钒催化剂 294
12.3.3 碱催化剂 295
12.3.4 钨催化剂 296
12.3.5 杂多酸盐催化剂 297
12.3.6 过渡金属催化剂 298
12.3.7 水滑石 298
12.3.8 非均相催化环氧化的两步反应 299
12.4 钛全硅沸石催化氧化反应 300
12.4.1 钛全硅沸石 300
12.4.2 TS-1催化的反应 300
12.4.3 反应机理 303
12.4.4 醇的氧化 305
12.4.5 胺的氧化 306
12.5 金属负载层柱黏土催化氧化反应 307
12.5.1 引言 307
12.5.2 苄基氧化到羰基 308
12.5.3 烯丙基氧化到不饱和酮 309
12.5.4 硫化物的氧化 309
12.5.5 醇的氧化 310
12.5.6 氧化脱保护反应 310
12.5.7 ZnCrCO3-HTLC催化剂 311
12.6 金属离子和金属催化氧化合成反应 311
12.6.1 Wacker氧化 311
12.6.2 烯烃氧化分解到醛 312
12.6.3 醇的氧化 312
12.6.4 酚类氧化 313
12.6.5 胺的氧化 315
12.7 碱性固体催化有机化合物氧化 315
12.7.1 引言 315
12.7.2 作为氧化剂载体 315
12.7.3 脱除质子以活化氧化剂 316
12.7.4 作为活性催化剂 319
12.7.5 作为氧化催化剂载体 321
第13章 手性精细化学品的催化合成 325
13.1 概述 325
13.1.1 基本概念 326
13.1.2 手性表面 328
13.1.3 在表面创生手性活性位 329
13.1.4 催化表面上吸附或连接手性分子 330
13.1.5 表面上的对映选择性 331
13.2 对映选择性催化 333
13.2.1 对映选择性催化的科学发展 333
13.2.2 对映选择性催化实际应用问题 334
13.2.3 对映选择性催化的工业玩家 335
13.3 均相手性配体和催化剂 336
13.3.1 引言 336
13.3.2 设计均相加氢催化剂 336
13.3.3 催化试验结果 339
13.3.4 手性单齿配体 339
13.3.5 双齿膦配体家族 340
13.3.6 二茂铁基双膦配体 342
13.3.7 磷酸盐型配体 345
13.3.8 P-手性配体 347
13.3.9 P-O和P-N的双齿膦配体 348
13.3.10 双齿噁嗪-膦配体 350
13.3.11 混合手性配体 351
13.4 非均相配体和催化剂 352
13.4.1 引言 352
13.4.2 分离方法的评估 352
13.4.3 成功的固定化方法学 353
13.4.4 新分离方法 353
13.4.5 非均相催化剂的“工具盒” 354
13.4.6 双金属催化剂 355
13.4.7 胶态催化剂 355
13.4.8 改性催化剂 356
13.5 烯烃对映选择性加氢 357
13.5.1 脱氢氨基酸衍生物和衣康酸衍生物加氢 357
13.5.2 烯醇乙酸酯和烯酰胺 358
13.5.3 混合烯烃 359
13.6 酮对映选择性加氢 359
13.6.1 C＝C和C＝O化合物化学选择性还原 359
13.6.2 酮对映选择性加氢 360
13.7 C＝N键的非对映和对映选择性加氢 362
13.7.1 C＝N键的非对映选择性加氢 362
13.7.2 C＝N键的对映选择性加氢 363
13.8 芳烃环立体选择性加氢 364
13.9 含氧和氮化合物手性加氢 366
13.9.1 羧酸的手性 366
13.9.2 腈化学选择性加氢 367
13.10 氢转移不对称加氢 367
13.10.1 Ru、Rh和Ir络合物上的对映转移加氢 367
13.10.2 不对称催化反应结果 368
13.11 不对称环氧化和开环反应 369
13.11.1 烯烃不对称环氧化反应 369
13.11.2 环氧化物不对称开环反应 374
13.11.3 不对称二羟化反应 375
13.11.4 不对称环丙烷化反应 376
13.12 氢甲酰化反应 379
13.13 不对称Aldol和类Aldol反应 382
13.13.1 经典Aldol反应 382
13.13.2 亚胺不对称Aldol反应 384
13.13.3 Mukaiyama Aldol反应 385
13.13.4 Michael加成反应 385
13.14 不对称1，2-加成反应 386
13.14.1 烷基锌和苯基锌物种加成到羰基化合物 386
13.14.2 Strecker反应 388
13.14.3 Mannich反应 389
13.14.4 羰基进入反应 389
13.14.5 烯丙基取代反应 390
13.15 环加成反应 391
13.15.1 Diels-Alder反应和其他环加成反应 391
13.15.2 1，3-二极性环加成反应 395
13.15.3 烯烃复分解反应 396
13.16 工业化对映选择性催化过程 396
13.16.1 对某些过程的评论 411
13.16.2 （S）-甲氧萘丙酸的催化合成 411
13.16.3 薄荷醇的不对称催化合成 411
13.16.4 大规模生产的配体和手性助剂 412
第14章 生物催化合成反应 413
14.1 概述 413
14.2 酶催化剂及其应用 415
14.2.1 酶催化剂 415
14.2.2 酶的应用 416
14.2.3 酶的其他应用 419
14.2.4 脂肪酶-酯酶的催化反应 420
14.2.5 酶催化还原反应 420
14.2.6 对映选择性氧化 420
14.2.7 C—C键形成反应 421
14.3 微生物和细胞催化剂以及应用 421
14.3.1 引言 421
14.3.2 生物合成 422
14.4 生物催化剂的化学选择性和区域选择性 424
14.4.1 引言 424
14.4.2 青霉素G酰基转移酶 424
14.4.3 羰基肽酶Y、嗜热蛋白酶、碱性蛋白酶和肽酰胺酶 429
14.4.4 肽C端脱保护 430
14.4.5 糖类化合物的酶催化脱保护 431
14.4.6 乙酰基酯酶 433
14.5 脂肪酶催化有机合成反应 434
14.5.1 引言 434
14.5.2 水解 436
14.5.3 酯化和酯交换 436
14.5.4 预手性和内消旋二醇酰基授体 439
14.5.5 糖酰基授体 439
14.5.6 H2O2和ROOH酰基受体 442
14.5.7 胺酰基受体 442
14.5.8 氨作为酰基受体 444
14.5.9 肼酰基受体 445
14.5.10 氨基酸酰基受体：肽合成 446
14.5.11 非天然酰基授体 446
14.6 卤过氧化物酶催化卤化和催化氧化反应 449
14.6.1 引言 449
14.6.2 卤化反应 449
14.6.3 氧化反应 451
14.7 生物催化合成芳烃化合物 455
14.7.1 引言 455
14.7.2 邻苯二酚的生物催化合成 455
14.7.3 生物催化合成己二酸 457
14.7.4 生物催化合成芳烃手性化合物 458
14.8 聚羟基链烷酸酯的生物催化合成 459
14.8.1 引言 459
14.8.2 PEG对PHA生产的影响（用产碱杆菌富营养化的突变菌株） 460
14.8.3 PEG对产碱杆菌侧枝生产PHB的影响 462
参考文献 465