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第1章 绿色化学基本理论与研究内容 1

1.1 绿色化学的定义 1

1.2 绿色化学的研究内容 2

1.3 替代原材料（起始材料） 3

1.4 生物质替代原材料 4

1.5 替代化学反应试剂 6

1.5.1 二氧化碳替代光气 6

1.5.2 聚碳酸酯的合成 10

1.6 绿色催化——光催化过程 11

参考文献 13

第2章 原子经济性和改进途径 14

2.1 原子经济性和E因子 14

2.2 催化解决方案 15

2.3 催化的还原反应 16

2.4 催化氧化 17

2.5 催化羰基化 19

2.6 水中催化 20

2.7 固体酸和碱催化 22

2.8 生物催化 25

2.9 过程集成 26

参考文献 27

第3章 绿色催化 30

3.1 绿色化学12原则与催化剂 30

3.1.1 简介 30

3.1.2 催化剂在绿色化学12原则中的应用 31

3.1.3 结论 41

参考文献 41

3.2 分子氧为氧化剂的过渡金属绿色催化氧化 43

3.2.1 介绍 43

3.2.2 环氧化 45

3.2.3 烯烃氧化为醇和酮 56

3.2.4 Wacker氧化 57

3.2.5 烯丙基氧化 59

3.2.6 烷烃的氧化脱氢合成烯烃 60

3.2.7 烷烃的氧化 62

3.2.8 苄基氧化 63

参考文献 65

3.3 生物催化在绿色化学中应用 72

3.3.1 生物催化在有机合成中的应用 73

3.3.2 生物催化在高分子合成中的应用 76

3.3.3 生物催化不对称合成 80

参考文献 82

第4章 绿色溶剂技术 85

4.1 水中简单反应的憎水效应 85

4.1.1 水中的Diel-Alder反应 85

4.1.2 “内压”和憎水效应 87

4.1.3 安息香缩合 87

4.1.4 为什么一些添加剂可以提高憎水效应，而另一些则降低憎水效应？ 90

4.1.5 在Diels-Alder反应中是否存在其他的特殊盐效应？ 92

4.1.6 结论 93

参考文献 93

4.2 水介质中有机反应 93

4.2.1 简介 93

4.2.2 Diels-Alder反应和Claisen重排反应 94

4.2.3 Barbier型反应和片呐醇偶联反应 100

4.2.4 过渡金属催化碳-碳键形成反应 109

4.2.5 Lewis酸催化的水相形成碳-碳键的反应 114

参考文献 121

4.3 超临界流体技术 127

4.3.1 超临界流体的特性 128

4.3.2 超临界二氧化碳 129

4.3.3 超临界流体热力学与分子间相互作用 130

4.3.4 超临界二氧化碳-微乳液体系 132

4.3.5 超临界二氧化碳中的化学反应 135

4.3.6 超临界流体中化学反应动力学和热力学研究 138

参考文献 139

4.4 近临界和超临界水中的有机化学反应 146

4.4.1 近临界水中有机合成 147

4.4.2 超临界水中有机合成 151

4.4.3 超临界水在化学反应中的应用 156

参考文献 165

4.5 无溶剂有机合成 167

4.5.1 简介 167

4.5.2 固体状态时分子的运动 168

4.5.3 热反应 171

4.5.4 光化学反应 204

4.5.5 结论 221

参考文献 222

4.6 室温离子液体 226

4.6.1 室温离子液体起源 226

4.6.2 室温离子液体形成机理 227

4.6.3 室温离子液体的制备 230

4.6.4 室温离子液体的物理化学特性 232

4.6.5 室温离子液体中的化学反应 233

4.6.6 室温离子液体中的聚合反应 242

参考文献 248

4.7 聚乙二醇水溶液作为绿色反应介质 250

4.7.1 PEG水溶液的特性 251

4.7.2 液体PEG作为反应溶剂 257

4.7.3 PEG作为相转移催化剂 261

4.7.4 水介质双相反应性萃取 265

4.7.5 结论 269

参考文献 270

第5章 生物质化学化工 278

5.1 以生物质为原材料的化学化工 278

5.1.1 简介 278

5.1.2 石油化学化工与生物质化学化工 280

5.1.3 生物质热化学、化学转化及化学品合成 281

5.1.4 生物质绿色化学研究 285

5.1.5 生物技术的应用 286

5.1.6 其他相关技术研究 287

5.1.7 生物质化学化工研究展望 287

参考文献 288

5.2 从生物质制备高价值的化学品 290

5.2.1 30种首选化合物的筛选 291

5.2.2 选择的糖衍生物化学品 295

5.2.3 合成气路线-优选产品 298

5.2.4 路线和挑战 298

5.2.5 展望 298

5.2.6 12种优选化合物 299

参考文献 324

5.3 从生物质合成一些高分子 325

5.3.1 介绍 325

5.3.2 天然聚合物的氧丙基化 325

5.3.3 呋喃聚合物 329

参考文献 336

第6章 绿色分析化学 338

6.1 在线电化学监测 338

6.1.1 简介 338

6.1.2 绿色和易于操作的电极 339

6.1.3 在线电化学监测 339

6.2 流动分析在绿色分析化学中的应用 344

6.2.1 简介 344

6.2.2 无试剂的流程 344

6.2.3 危险试剂的替代 345

6.2.4 废物最小化的流程 346

6.2.5 流动注入分析 346

6.2.6 带固相试剂的流动系统 347

6.2.7 单片断流动分析 347

6.2.8 连续的注入分析 348

6.2.9 多换向流动系统 349

6.2.10 系统小型化 349

6.2.11 废物再循环和重复使用 350

6.2.12 在线废物处理 350

6.3 结论 350

参考文献 351

第7章 绿色纳米科学 355

7.1 简介 355

7.2 金属纳米粒子全“绿色”合成和稳定 356

7.3 以DNA为骨架通过静电组装制备线性纳米粒子 358

7.4 单分散纳米晶体的大规模绿色合成 362

参考文献 368

第8章 微波辅助合成 373

8.1 简介 373

8.2 微波辐射的原理 375

8.2.1 物理原理：能量转换-穿透深度 375

8.2.2 微波辅助反应器的能量效率 377

8.3 应用实例 379

8.3.1 由天然资源中萃取原材料 379

8.3.2 无溶剂反应 380

8.3.3 平行化学反应 382

8.3.4 流程的发展 382

8.3.5 里哪醇与羧酸酐的酯化反应 383

8.3.6 成环反应 385

8.3.7 缩合反应 386

8.3.8 重排反应 387

8.3.9 偶联反应 387

8.3.10 Mannich反应 387

8.3.11 含硫物的合成 388

8.3.12 立体选择性合成 388

8.3.13 Heck反应 389

8.3.14 硝化反应 389

8.3.15 金属有机化合物合成 390

8.3.16 水解反应 390

8.3.17 磷叶立德的合成 390

8.3.18 液晶分子的合成 391

8.4 结论 392

参考文献 392

第9章 超声波辅助绿色化学合成 397

9.1 介绍 397

9.2 历史 397

9.3 超声波的一般介绍 398

9.4 理论 399

9.5 由于空化效应导致化学效应的理论争论 400

9.5.1 热点理论（hot-spot theory）和电理论 400

9.5.2 气泡动力学 400

9.5.3 影响空化的因素 400

9.5.4 声发光 403

9.5.5 超声参数的评估 404

9.5.6 在有机合成中的应用 406

9.5.7 超声无皂合成 418

9.5.8 其他应用 418

9.5.9 超声与其他技术的结合 421

9.6 结论 423

参考文献 424

第10章 微反应器用于绿色化学合成 428

10.1 简介 428

10.2 微反应器的制造 429

10.3 利用电动控制操作微反应器 432

10.4 微反应器中进行的反应 433

10.4.1 液相反应 433

10.4.2 催化反应 439

10.4.3 气相反应 440

10.4.4 微反应器中的聚合反应和聚合物微反应器 443

10.5 结论 443

参考文献 444

第11章 计算机辅助设计绿色有机化学合成路线 447

11.1 标准 448

11.2 起始原材料 448

11.3 关注分子骨架 449

11.4 骨架的组装 450

11.5 构建反应 450

11.6 结构与反应的描述 451

11.7 合成路线的产生 453

参考文献 454

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