化学通报杂志

化学通报杂志2019年第3期

• 共价有机骨架材料设计及其在分离领域的应用

  侯郡郡,李连山,黄进,唐智勇

  共价有机骨架(COFs)材料是由有机小分子单体通过共价键连接形成的结晶多孔聚合物。与传统的线性聚合物不同的是,COFs可以在二维和三维空间上对其骨架结构进行控制,从而合成具有高度有序的刚性多孔结构,并且能够调节骨架的化学和物理性质。这种由COF骨架形成的纳米级孔道和空间为分子存储、释放和分离提供了理想的环境。因此它在能量储存、分离、催化等领域有着广泛的应用前景。本文主要综述了近年来共价有机骨架材料的最新研究进展,主要包括材料的合成策略及其在分离领域的应用,并对COFs材料未来的发展方向进行了展望。

• 金属-有机框架材料的合成及其在荧光传感器上的应用

  欧沙,杨昌云,王茜

  金属-有机框架材料（MOFs），是一类由金属节点或者是次级构筑单元与有机配体通过配位键自主装形成的材料。由于其丰富的拓扑结构及在多领域的潜在应用，已被广泛研究。最近关于块状和纳米颗粒形式的发光MOFs 的研究表明，这些材料具有优异的发光性质，可用来检测识别溶剂分子、重金属离子、黄曲霉素、硝基苯类爆炸物以及碘离子等。并且开发高灵敏度，高选择性，快速响应和完全可逆的有毒物质和爆炸物检测传感器，在国土安全，环境安全及其他人道主义关切问题上有着极大的需求。在这篇文章中，我们主要讨论MOF材料作为荧光传感器的应用研究和发展前景。

• 功能化介孔材料在环境领域的应用研究进展

  刘江红,魏晓航,薛健

  介孔材料是一种具有较大比表面积和高度有序孔道结构的材料,而功能化介孔材料是将介孔材料改性而使其具有不同的功能。这种材料由于具有极好的吸附和催化性能而被广泛的应用于环境领域中。本文总结了功能化介孔材料的制备方法,包括引入官能团、掺杂金属和酸改性,探讨分析了几种制备方法下的功能化介孔材料的特点和应用前景,重点介绍了功能化介孔材料在吸附重金属、有机污染物、染料、CO2以及催化领域的研究进展,最后展望了未来功能化介孔材料的应用前景和发展趋势,以期为功能化介孔材料的发展提供参考和指明方向。

• 氨能源作为清洁能源的应用前景

  徐也茗,郑传明,张韫宏

  合成氨是一种成本低廉的化工原料,具有较高能量密度和辛烷值、易于压缩储运、燃烧不产生CO2等优点,是一种应用前景广泛的新型清洁能源。氨既可替代汽油、柴油等化石燃料,为汽车发动机直接提供清洁燃料,也可以经催化分解制取氢气,为车载燃料电池提供安全氢气。作为传统石油燃料的理想替代品,氨为解决环境污染和能源短缺问题,提供了新的燃料选择。本文主要从发动机燃料和燃料电池原料两方面,介绍氨用于汽车动力源的优越性和可操作性,以及国内外相关研究进展；集中分析了氨分解制氢的催化剂体系的研究进展和局限性,以及合成氨的研究现状。

• 计算机辅助的金属蛋白设计与改造研究进展

  段秉亚,王天元,孙应飞

  金属蛋白是一类含有金属离子的蛋白的统称,具有特殊的催化活性,在生物体中发挥着重要作用,其结构与功能的关系已经得到了较为充分的研究。在此基础上,通过模拟已知金属蛋白的活性位点,利用计算机辅助设计的方法,可以人工设计得到具有特定结构和功能的金属蛋白。本文综述了近期计算机辅助金属蛋白设计与改造领域的研究进展,概括了引入金属离子结合位点和改造蛋白活性的一般规律,总结了计算机辅助设计的优势以及目前存在的问题和挑战,并展望了此领域未来发展的方向和可能的突破点。

• 反应控制相转移催化剂的研究进展

  丁亚男,解从霞,于凤丽

  反应控制相转移催化兼具均相和非均相催化的优点，有助于解决催化剂催化活性低及分离回收困难等问题，符合环境友好的要求，所以一直以来备受关注。反应控制相转移现象的形成与催化剂的阴、阳离子结构和溶剂等反应条件密切相关。本文就目前应用广泛的反应控制相转移催化剂的阴、阳离子的结构特点进行综述，最后就反应控制相转移催化体系可能存在的问题和创新方向作了展望。

• 液体的表面吸附:表面相厚度和热效应的理论研究

  任庆,边明远,陈飞武

  本文定量地研究了六种纯液体的表面张力与温度的关系,进一步预测了这些液体从体相到表面相的相变过程中所放出的热量,并提出放热的根源是分子在表面相更有序地排列,熵减少所致。本文还研究了CaCl2和K2CO3水溶液的表面张力随浓度的变化关系,理论模拟结果与实验数据非常一致； 同时,在给定b值的情况下,还对16种强电解质溶液的表面层厚度进行了估算,对所揭示的溶液表面层增厚现象给出了理论解释。

• 没食子酸丙酯印迹电化学传感器的构建及应用研究

  冯明,张改霞,赵晓丽,方莉

  以羧基化的多壁碳纳米管(MWCNT)为基底，通过酰胺化表面接枝聚乙烯亚胺(Poly(Ethylene Imine), PEI)得到MWCNT-PEI复合物功能单体，进而以没食子酸丙酯(Propyl Gallate, PG)为模板分子、乙二醇二缩水甘油醚为交联剂，制备了PG表面分子印迹聚合物，最后采用滴涂法在玻碳电极(GCE)表面构建PG分子印迹电化学传感器。通过循环伏安法(Cyclic Voltammetry, CV)、电化学阻抗法(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)和差分脉冲伏安法（Differential Pulse Voltammetry, DPV）等手段对所构建传感器的导电性以及对PG分子的线性响应、特异识别性、检测稳定性和重复性等进行了测试与表征。结果表明，传感器在PG浓度为1×10-8~1×10-5 mol·L-1的范围内具有良好的线性关系，相关系数为0.9964，检出限达2.5×10-9 mol·L-1。此外，该传感器在实际样品中的PG回收率为95~98%。

• 分子模拟辅助设计L-苯丙氨酸分子印迹聚合物及性能研究

  高博,管萍,杨宏伟,宋文琦,张煜星

  对L-苯丙氨酸(L-Phe)为模板分子、分别以氯化1-羧甲基-3-乙烯基咪唑离子液体([VIM]Cl)、甲基丙烯酸(MAA)和4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂的分子印迹组装体系进行分子模拟分析、荧光光谱分析,预测较优功能单体,辅助设计了L-苯丙氨酸分子印迹聚合物(L-MIPs)；其次,通过实验系统研究了功能单体种类对L-MIPs的吸附性能和印迹因子的影响,并比较了分别以[VIM]Cl、MAA和4-VP为功能单体制备的L-苯丙氨酸印迹聚合物的吸附行为,运用多种表征方法对L-MIPs形貌、表面元素组成、热稳定性进行了研究。结果表明以[VIM]Cl为最优功能单体,且制备的聚合物在300 °C内具有较好的热稳定性,在浓度为1.0 mg.mL-1,饱和吸附量可达33 mg.g-1,印迹因子可达3.86。相对于结构类似物D-Phe、L-His或L-Trp,识别因子β分别达到1.24,1.41和1.30。因此,采用计算机模拟的方法对于分子印迹体系的中功能单体的筛选及分子印迹聚合物性能的预测有重要的意义。

• 3-乙酰基-8-叔丁基香豆素晶体结构及密度泛函理论研究

  朱达,华海明,黄锋,邱顺,陈继超,史久洲,徐莉,卢雯

  本文合成了3-乙酰基-8-叔丁基香豆素,并通过X-射线单晶衍射法测定分子结构,随后进行红外,核磁共振,紫外可见吸收光谱表征,并通过密度泛函理论(DFT)方法研究晶体中的分子间作用,模拟光谱并预测表面活性位点,结果表明,分子为大共轭平面结构,在晶体中主要以π-π堆积作用和氢键作用结合,结合能分别为17.2kcal/mol和3.9kcal/mol。分子在近紫外可见光范围内的最大吸收波长在310nm,摩尔消光系数为16000L.mol-1.cm-1,主要对应苯环上π电子向内酯环以及羰基氧上的跃迁。该分子6号位碳最易发生芳环上亲电取代反应,内酯可发生水解,氨解等反应,苯环上氢、羰基氧均可形成氢键等弱相互作用。

• 二喹唑啉二硒醚类化合物的合成及抑菌活性研究

  王玉宝,张玉春,孙 林,温全武,刘 刚,刘 芳

  以邻氨基苯甲酸或取代邻氨基苯甲酸为起始原料，应用电子等排原理设计并合成了一系列二喹唑啉二硒醚类化合物，目标化合物均经IR、1H NMR、13C NMR和元素分析表征了化合物结构。采用体外生长速率法测定了目标化合物的抑菌活性，结果表明：目标化合物1b、1c、1d、1h、1i和1j表现出对小麦赤霉病原菌、辣椒枯萎病原菌、苹果腐烂病原菌、半夏立枯病原菌、水稻纹枯病原菌、油菜菌核病原菌、黄瓜灰霉病原菌、马铃薯晚疫病原菌、苹果炭疽病原菌等9种测试病原菌具有良好的抑菌活性。而且，目标化合物1b 在药剂浓度为50 μg/mL时抑菌活性强于商品化的阳性对照药剂恶霉灵。

• 一种简单、温和、高效、无金属催化的双硫化物合成方法

  刘世钊,阿布都热西提·阿布力克木

  本文通过95%乙醇作为溶剂,在三溴苯乙酮的存在下与硫酚或硫醇发生自身偶联反应生成双硫化合物。这是继传统方法之后一种温和、操作简单、绿色并且无金属催化的合成方法。在最优化反应条件下考察了多种苯硫酚和硫醇类化合物,发现芳环供电基团比芳环吸电子基团能获得更高的产率,并且反应时间较吸电基团相比也有所减少；同时底物为脂肪族和杂环类化合物也有较高的产率。

• 奥拉西坦衍生物的设计、合成及抗血小板聚集活性研究

  刘万冬,朱盼虎,李家明,王贤娜,童萍萍

  本文采用拼合策略，设计、合成了7个新型奥拉西坦衍生物。其中，化合物4a-f由奥拉西坦与苯丙烯酸片段拼合得到；4g则由奥拉西坦、吲哚布芬拼合得到。采用Bron比浊法测定目标化合物对花生四烯酸(arachidonic acid AA)及二磷酸腺苷(adenosine diphoshate ADP)诱导的血小板聚集的抑制活性。结果表明该系列化合物具有一定的抗血小板聚集活性，其中化合物4f的抗血小板聚集活性与阳性对照吲哚布芬相当。

• 非负矩阵分解法研究三价铁离子与试钛灵形成的多组份体系

  汤笑笑,邢让,曹宝学,王雪飞,田志远

  采用分光光度法测量三价铁离子与试钛灵的配位数和稳定常数是常见的大学化学教学实验之一。我们发现,随着溶液中三价铁离子与试钛灵配比的改变,配合物的吸收光谱峰位置发生显著位移,推断配位数不唯一。 用非负矩阵分解法对系列光谱数据分析,获取主要成份的特征光谱和他们的化学配比,结果显示体系中包含两种产物,分别对应一配位和两配位两种形式。然而,教材要求给出一个正整数的配位数,实验设计的合理性值得探讨。

• 溴鎓离子的结构解析

  刘玉琛,王壹,刘炎鑫,王宇昕

  溴鎓离子是烯烃与溴加成历程中的环状中间体,详细解析其结构对理解不同烯烃与溴的加成历程以及判断加成产物都大有裨益。目前,国内外的教材还没有关于溴鎓离子结构的详细介绍,本文将对溴鎓离子三元环中各原子的杂化方式和电荷分布及后续的亲核取代历程等方面进行综述,以期为有机化学教材提供适当的补充。