化学通报杂志

化学通报杂志2019年第10期

• 有机-无机复合气凝胶研究进展

  刘盼盼,贾振新,吕军军,杨富城,罗雨欣,高鸿毅

  气凝胶具有低密度、低热导率、高比表面积及高孔隙率等优异性能，在隔热、传感、催化、吸附、储能等领域显示出良好的应用前景。但气凝胶的多孔网络结构也造成了其强度低和韧性差问题，严重制约了气凝胶的实际应用，有机-无机复合是一种增强气凝胶力学性能的有效方法。近年来，采用有机-无机复合方法制备气凝胶还可以赋予气凝胶阻燃等其他新颖的性能。本文论述了有机-无机复合气凝胶的最新研究进展，分析其原理、合成方法及相关性能，指出了有机无机复合气凝胶的优势和存在问题并展望了未来发展方向。

• 水环境中六六六和汞的富集分离

  贾荫楠,田华,贺军辉,冯利利

  污染物富集分离是环境样品前处理过程中的关键环节,对污染物分析监测的准确性和灵敏性至关重要。目前,有效的富集分离仍然是环境分析的瓶颈问题。本文以水中典型的有机污染物六六六和无机污染物汞为对象,结合近期最新的研究报道,概述了水体环境中六六六和汞富集分离的最新研究进展,同时就环境纳米材料在富集分离过程中的应用提出了存在的问题,并对其发展前景进行了展望。

• 分子影像探针

  吴 睿,卢久富,郝亮,张强

  分子影像是近年出现并迅速发展的一个生物医学领域,在疾病的治疗与诊断中发挥着重要作用。同时它又是一门交叉学科，涉及化学，医学，生物，计算机科学，放射科学，材料科学等。分子影像的发展除了需要先进的成像设备外，最关键的是合成新型而高效的成像探针。目前，分子影像探针广泛应用于科学研究和临床，并且也取得了巨大进步。本文主要综述了5种常见的分子影像探针：超声成像探针、X-射线计算机断层成像探针、光学成像探针、核磁共振成像探针、正电子发射计算机断层扫描成像探针等。并对分子影像探针的应用进行了概述，最后对分子影像探针的发展进行了展望。

• 量子点比率荧光探针研究进展

  王通,吕亮,卫潇

  量子点(QDs)是一种纳米发光粒子，具有优异的发光性能，在太阳能利用、荧光检测等方面具有广阔的应用前景。QDs与另一荧光团复合可构建比率荧光探针，实现可视化检测目标物并且提高了检测灵敏度。本文主要对QDs比率荧光探针的种类、构建方法和应用领域的研究进展进行综述，并对其中的不足进行分析，以期为研发出具有优异性能的比率荧光探针提供借鉴。

• (20R)-孕甾-5-烯-20-(2-甲氧基苯甲酸酯)的合成及抗肿瘤活性

  刘志平,祝志凌,郑嘉桦,甘春芳,黄燕敏,崔建国

  从孕烯醇酮出发,通过酯化反应在3-位羟基上引入不同结构酯链,再对20-位羰基进行结构修饰,合成了10个(20R)-孕甾-5-烯-20-(2-甲氧基苯甲酸酯)类化合物,并通过IR、NMR及HRMS方法进行了结构表征。合成的化合物用噻吩蓝比色法(MTT)体外测试了对人宫颈癌细胞(HeLa)、人肺癌细胞(A549)、人甲状腺癌细胞(TPC-1)、人鼻炎癌细胞(CNE-2)以及人正常肾上皮细胞(HEK-293T)的增殖生长抑制活性,结果显示化合物2d和3d对A549的抑制效果显著,其IC50达到了7.9 μM和10.3 μM,而对人正常肾上皮细胞 HEK-293T细胞无毒性。

• 2-巯基苯并咪唑衍生物的设计、合成及抗肿瘤活性研究

  李红侠,钱玉梅,王海潮,单玲玲

  为了从苯并咪唑类衍生物中寻找新的活性化合物, 以溴乙酸作为起始原料，设计合成了17个2-巯基苯并咪唑衍生物4a-4q. 采用噻唑蓝（MTT）法测试了目标化合物对人宫颈癌细胞(HeLa)、人乳腺癌细胞(MCF-7)、 人肝癌细胞(HepG2)、人非小细胞肺癌细胞（A549）的细胞增殖抑制活性，流式细胞仪检测细胞凋亡。 结果显示大部分化合物具有较好的抗肿瘤活性，其中((1H-苯并[d]咪唑-2-基)硫基)-1-(4-(2-甲氧基苯基)哌嗪-1-基)乙烷-1-酮（4n）对HepG2细胞的抑制活性最好，IC50值为12.62±0.78 μmol/L, 接近于对照药品吉非替尼(9.72±.038 μmol/L)。此外，利用分子对接方法，对目标化合物的构效关系进行了讨论。

• 二氢嘧啶并[4,5-d]嘧啶类衍生物作为CSF-1R激酶抑制剂的分子对接和定量构效关系研究

  曾巧玲,刘鹰翔,李耿,马玉卓

  集落刺激因子-1受体激酶（CSF-1R）属于Ⅲ型受体酪氨酸激酶家族成员，其在调控单核巨噬细胞系中发挥重要作用。CSF-1R及其配体异常表达与肿瘤发展过程密切相关。因此，CSF-1R信号传导可成为抗肿瘤治疗的有吸引力的靶标。本文用比较分子场分析法（CoMFA）和比较分子相似性指数分析法（CoMSIA）研究了54个二氢嘧啶并[4,5-d]嘧啶类CSF-1R激酶抑制剂的三维定量构效关系（3D-QSAR）。基于配体叠合，CoMFA和CoMSIA模型的交叉验证系数（q2）分别为0.725和0.636，拟合验证系数（r2）分别为0.960和0.958，结果表明这两种模型均具有较好的预测能力。所建模型的等势图能直观反映分子不同取代基对活性的影响，其中立体场和疏水场对活性的贡献较大。通过分子对接研究显示，氨基酸残基Cys666、Asp796在配体和受体结合过程中产生作用，分子对接的结合模式与3D-QSAR得到的结果一致。这些信息为进一步优化CSF-1R激酶抑制剂提供了理论基础。

• 基于QSAR模型的有机磷化合物毒性预测

  万金玉,刘怡飞

  随着有机磷化合物(OPs)的广泛应用,有机磷化合物在越来越多的环境介质中检测出来。大多数有机磷化合物具有毒性,人们往往缺乏快速且有效的预测手段来对毒性进行评估。本文将结合dragon软件计算的分子描述符,采用不同的QSAR模型对36个有机磷化合物的毒性进行预报。文中采用后退法作为描述符筛选结果,以均方根误差(RMSE)作为评价标准,我们共找到14个对线性核函数支持向量机(SVM)模型贡献较大的描述符,在最终得到的SVM模型交叉验证结果中,计算值与实际值的相关系数为0.913,均方根误差为0.388。外部测试验证结果中,平均相对误差为8.46%。此外,我们也采用多元线性回归(MLR)及人工神经网络(ANN)模型对有机磷化合物的毒性进行预报,交叉验证结果显示,两个模型的计算值与实际值的相关系数分别为：0.878与0.686,结果没有支持向量机模型预测能力好。因此采用线性核函数的支持向量机模型对有机磷化合物的毒性预报是一个行之有效的方法。

• Ni-Co/TiO2催化糠醛制环戊酮、环戊醇性能研究

  余鹏,陈成,苏飞铭,李亚如,王晓蔷,施岩,刘家名

  以TiO2为载体负载双金属活性组分Ni-Co,采用浸渍法制备催化剂,用于糠醛催化加氢生成环戊酮和环戊醇的反应,并探讨了Ni-Co负载量、反应时间、反应温度、反应压力对其他产物的影响。通过XRD、BET、H2-TPR、SEM等表征方法对催化剂的构成及反应机理进行了讨论。结果表明,分别以一定比例负载金属活性组分制备的Ni-Co/TiO2和Co/TiO2催化剂,在最佳反应条件下环戊酮和环戊醇的生成率达到最高值,分别为53.4%和17.1%。

• 3-芳基-5-噻吩基二氢吡唑磺胺衍生物的合成及其抗炎活性研究

  唐燕玲,刘蓓,杨小碧,付丽琼,高慧,毛泽伟

  二氢吡唑是一类含有多种生物活性的五元氮杂环化合物,广泛存在于各种活性天然产物结构中。4-氟苯乙酮和N-甲基哌嗪经取代反应后,再与2-噻吩甲醛发生羟醛缩合生成哌嗪取代噻吩查尔酮(2)。化合物2与水合肼环化得到中间体化合物3,最后经磺酰氯衍生化,合成得到8个未见报道的3-芳基-5-噻吩基二氢吡唑磺胺衍生物(4a-4h),其结构均经IR、1H NMR和13C NMR确证。采用小鼠巨噬细胞Raw264.7模型初步测试了衍生物的抗炎活性,结果表明,化合物4a、4e和4h具有潜在的体外抗炎活性,特别是化合物4a抑制NO生成的IC50值为12.64 μM,与阳性对照药地塞米松活性相当。

• 新型三唑并噻二唑衍生物抑制活性CoMFA模型

  冯长君,何红梅,李靖

  基于比较分子力场分析(CoMFA)方法建立21种新型三唑并噻二唑衍生物对PTP1B的抑制活性(pMP)的三维定量构效关系(3D-QSAR)。训练集中17个化合物用于建立预测模型，测试集5个化合物作为模型验证。已建立的CoMFA模型的交叉验证系数(Rcv2)、非交叉验证系数(R2)分别为0.432、0.975，说明所建模型具有较强的稳定性和良好的预测能力。该模型中立体场、静电场贡献率依次为59.2%、40.8%，表明影响抑制活性(pMP)的主要因素是取代基的空间位阻及疏水性，其次是取代基的氢键及配位作用。基于此研究结果，设计了3个具有较高抑制活性的新化合物，有待医学实验验证。

• 直接曲线拟合法确定反应速率方程

  李俊新,崔敏

  从实验数据确定反应速率方程是化学动力学的重要内容之一。物理化学教材与文献中多依据反应物浓度或者分压进行直线拟合，这些方法的数据处理工作量大。很多化学反应是通过测量体系的物理性质来研究化学反应动力学过程，在教材和文献中缺少从物理性质直接拟合得到速率方程的普遍适用的方法。本文提出了一种由浓度~时间数据或物理性质~时间数据直接曲线拟合得到简单级数反应速率方程的新方法，通过曲线拟合同时求出反应级数与速率常数，利用实例对简单级数反应进行了验证。本文提出的方法是化学动力学“速率方程的确定”内容的创新，对确定简单级数反应速率方程具有重要意义。

• 石墨烯：从理论模型到客观实在

  袁振东,刘丹青

  2004年石墨烯的出现倾覆了二维碳材料不能稳定存在的传统理论,创建了从零维到三维的碳范式。通过对石墨烯发现史的考证可知,19世纪40年代,科学家们对氧化石墨进行了大量的研究。这些研究促进了石墨烯的发现。20世纪50年代,理论物理学家就对石墨烯的存在做出了理论假设。至20世纪80年代,科学家对碳的同素异形体进行了大量的探索,为制备单层石墨烯不懈奋斗。经历了多次的失败后,最终在2004年石墨烯被成功制备并发现其特性。石墨烯的发现带来了人们科学认识上的转变,同时也带来了技术领域的突破。