前言
人们对有机反应规律的认识,是一个逐步深化的渐进过程,对其理解的深度与境界,体现在对反应机理解析的正确把握。反应机理是基元反应的集成,更是对化学反应原理的抽象概括。将化学反应原理贯穿于基元反应解析的全过程,是化学反应机理解析的客观要求。正是基于认识基元反应原理的目的,作者以此书与同行专家学者交流。
对于一个具体的化学反应,人们容易知其原料组成与主副产物,而若干不稳定的中间状态往往未知且又难以检测,这就为反应机理解析带来了难度,同时也预留了较大的想象空间。然而,反应机理不可任意推测,它必须符合经典的数学、物理学和化学的基本原理,必须符合分子结构与反应活性关系的客观规律。大量的非基元反应的机理是人为地解析出来的,因而受到学者所掌握的理论基础的限制且带有个人学术观点,而只有符合化学反应客观规律且与实验条件、实际完全吻合的反应机理才是正确的和客观的。“新陈代谢是宇宙间永恒的、不可抵抗的运动,”基于如上观点,作者以本书的若干新论点、新概念、新方法与读者研究、讨论、比较、鉴别。
化学反应过程无一不是电子有序转移的过程。正是依据电子运动规律,本书抽象化地简化了极性反应机理解析过程,将所有极性反应归一化为同一种;正是依据电子运动规律,本书揭示了极性反应各要素的分子结构、反应机理、反应活性与催化作用之间客观存在着的一一对应关系;正是依据电子运动规律,本书揭示了影响化学反应的物理化学规律,第一次揭示了无产物化学反应过程。正是这些论点的提出和应用,使得反应机理解析过程理论化、简单化、实用化了,便于读者比较、鉴别、掌握和运用。
有些化学反应机理确实相当复杂,这从反应的立体专一性和区域选择性就能证明。人们之所以对于反应机理解析感到困惑和无奈,并非是反应机理有多么复杂难解,而是缺乏这种反应解析系统的理论和若干反应机理无理解析的干扰。考虑到广大化学工作者的实际需求,本书从最基本的原理出发,不过多关注信息量的广度,主要关注反应原理的深度。简化反应机理解析过程,揭示反应发生的内在原因,是本书的主要目的。
反应机理解析不是终极目的。人们学习、研究客观规律的目的是希望能利用对客观规律的认识去改造世界。作者曾与化学界的诸多专家、学者讨论反应机理,深切地感受到反应机理解析对于解决化学反应实际问题很有意义,也确实解决了若干有机合成领域中的若干实际问题,机理解析理论的实用性也得到了同行专家、学者的普遍认同。解决化学品研究开发、生产过程的实际问题,是本书写作的初衷。
在本书撰写过程中,得到了若干专家学者的支持和帮助,在此深表感谢。感谢上海医药工业研究院张福利研究员、中国科学院大连化学物理研究所周业慎研究员对于本书的审核,感谢杨晓格博士、吴东辉硕士、王洋硕士、范莉莉硕士、张绥英硕士、孙立芹硕士对于本书的编辑和整理。
受作者理论水平与实践经验所限,本书一定会存在若干不足,恳请各位同行及读者给予批评指正。
陈荣业
2017年5月 于大连