化学通报杂志

化学通报杂志2020年第7期

• 界面超分子聚合

  张帅,秦博,徐江飞,张希

  超分子聚合物诞生于高分子化学与超分子化学的交叉融合，一般是指单体间通过非共价键作用连接形成的聚合物，并在溶液或体相中表现出类似聚合物的性质。目前超分子聚合物一般通过均相溶液聚合制备得到，但溶液中的超分子聚合是一个自发的组装过程，具有浓度依赖性，组装过程不易可控。为解决此问题，研究人员可以将超分子聚合从均相溶液转移到界面，在界面上可控地制备超分子聚合物。通过界面聚合制备超分子聚合物具有一些独特的优势，如可以制备得到分子量更高的超分子聚合物，易于制备一些缺陷少、面积大、有序的二维超分子聚合物等。本文基于在液-液、气-液和固-液三种界面上制备超分子聚合物的一些代表性工作，介绍了界面超分子聚合方法和应用，并展望其未来发展。

• 超长碳纳米管的结构调控与制备：进展与挑战

  李润,石晓飞,姜沁源,詹晨浩,崔一鸣,刘青雄,何姿颖,魏飞,张如范

  碳纳米管由于其优异的性能和广泛的应用，在过去近三十年中引起了研究者广泛的研究兴趣。在众多不同类型的碳纳米管中，超长碳纳米管由于具有厘米级甚至分米级以上的宏观长度和相对完美的结构，展示出了优异的力学、电学、热学等多方面的优异性能，在透明显示、微电子产业、超强纤维、航空航天等领域具有广阔的应用前景。超长碳纳米管的结构控制制备是充分开发其优异性能并实现其实际应用的关键。在过去二十多年间，超长碳纳米管的研究取得了重要的进展。但同时，在结构控制与批量制备方面也面临巨大的挑战，还存在许多尚未解决的科学与技术难题，从而限制了其实际应用。本文对超长碳纳米管的生长机理、结构控制、选择性制备以及优异性能方面的进展及其背后的创新思想进行了系统的回顾；与此同时，讨论了超长碳纳米管近年来的研究进展、目前面临的挑战和未来的重点攻关方向。期望本文能为超长碳纳米管的可控合成、批量制备以及未来应用提供更多的启发和借鉴，为早日实现高质量超长碳纳米管的宏量制备和产业化起到一些推动作用。

• 偶氮苯高分子的光致可逆固液转变

  王明皓,陈明森,许国锋,吴思

  偶氮苯化合物是一种极具吸引力以及较为常用的光响应材料，本文主要介绍偶氮苯的光响应性质以及一些偶氮苯高分子的合成方法，解析光化学反应导致偶氮苯高分子固液转变的机理，并介绍其在粘结性材料、光致动器、光致热导开关器件及非热纳米压印中的应用。

• 有机锗亲核试剂的交叉偶联反应

  徐清浩,肖斌

  在过渡金属催化的交叉偶联反应中，有机硅、锡化合物作为偶联亲核试剂已经广为人知，然而同族的锗元素研究却相对较少。锗亲核试剂的偶联反应最初只是简单地证明了锗作为一种“偶联元素”的可行性，但逐步发现的优异性质使得锗试剂已经受到越来越多的关注。本文从锗试剂的结构分类出发，介绍这些锗片段引入有机体系的方法及相应锗试剂的交叉偶联反应。

• 无过渡金属条件下喹啉C5位碳-氢键官能化反应

  张谦,余彦葶,李家乐,李栋

  喹啉是一类重要的杂环化合物，喹啉类化合物的合成方法研究备受关注。通过喹啉的碳-氢键直接官能化反应制备取代喹啉类衍生物是一种简便而有效的方法。然而，喹啉的C5位选择性碳-氢键官能化反应仍然存在挑战，目前大多在过渡金属催化下实现，无过渡金属条件下的反应亟待开发。本文按成键类型（碳-卤键、碳-氮键、碳-氧键、碳-硫键和碳-碳键）分类综述了近年来在无过渡金属条件下喹啉C5位碳-氢键官能化反应的研究进展，并对该领域的研究现状及所存在的问题进行了总结。

• 环境友好型无铅卤化物钙钛矿太阳能电池研究进展

  潘雪楠,贺志勇,杨为佑,杨祚宝

  ABX3（A为甲胺、甲脒等有机离子或铯离子，B为铅或锡等金属离子，X为溴、碘等卤化物离子）卤化物钙钛矿材料具有优异的光电特性，是当前太阳能电池研究的前沿和热点之一。然而，这类太阳能电池普遍面临含毒性元素铅和稳定性差等问题，极大地阻碍了钙钛矿太阳能电池商业化应用进程。因此，发展新型高效无铅钙钛矿太阳能电池势在必行。本文评述了环境友好型无铅卤化物钙钛矿太阳能电池的最新研究动态和进展，探讨了该类太阳能电池的制备、性能及其稳定性等问题，展望了其未来发展趋势。

• 环状羰基化合物α-C(sp3)-H芳基化的研究进展

  刘远烈,王梅,陈蕾,李大山,王文静,詹睿,邵立东

  环状羰基化合物包括环状酮、内酯及内酰胺，这类化合物的α-C（sp3）-H芳基化反应是C-H官能团化反应中的重要类型，其构建C（sp3）-C（sp2）键的高效性受到有机化学家和药物化学家的广泛关注，在有机合成中占据重要地位。目前已有许多关于环状羰基化合物α-C（sp3）-H芳基化反应的报道，本文主要对近二十年来这类反应的研究进展进行综述。

• 通过低熵合金实现铂金属d轨道的调控

  杜雨庭,高登磊,张娜,伊丁,王熙

  对催化剂中活性位电子结构的精准调控是实现精准催化最有效的手段之一，常见的方法包括调控晶格应力、电荷转移等。在掺杂材料体系中，人们已经运用原子晕效应等理论来解释异原子活性位几何、电子结构的改变给基底材料所带来的物理、化学性质的改变，进而实现对催化等性能的调控。本文以低熵合金为研究对象，通过第一性原理计算提出了轨道及自旋调控的新途径来尝试实现对催化的精准调控，即通过改变Pt原子的d轨道来实现对催化性能的调控。分别模拟了Pt和Pt-Fe合金在不同的吸附位点下对O2分子的吸附过程。结果发现，Fe原子的掺入在削弱表面Pt原子对O2分子吸附的情况下却没有影响其解离。通过投影态密度（PDOS）分析得到Pt-Fe合金中Fe-3d和Pt-5d轨道有较强的杂化，从而导致了Pt的d轨道发生偏移的同时产生了自旋极化现象。部分Pt的电子态移动到费米能级之上，与O2-π*产生交叠，进而导致了Pt-Fe合金中的Pt-5d与O2-π*的杂化程度明显高于纯Pt体系。理论研究表明，通过这种低熵合金的手段能够调节Pt的d轨道，从而促进对O2分子的催化效果。该研究可以预见轨道催化及自旋催化将为精准催化提供更加有效的手段。未来相信这些研究将对更高效、清洁的催化剂设计提供崭新的思路。

• 酪胺修饰石墨烯量子点检测血清中游离胆固醇

  马志莹,高雪,宋宇,刘秀英,励建荣

  以柠檬酸为原料合成具有模拟过氧化氢酶活性的石墨烯量子点（GQDs），经酪胺修饰的GQDs（TYR-GQDs）可以将过氧化氢还原成羟基自由基，通过酚羟基之间的交联聚集，GQDs的荧光被猝灭。由于胆固醇氧化酶可以催化胆固醇氧化生成H2O2，因此，基于TYR-GQDs建立了一种检测胆固醇的荧光传感器。在pH=7.4的条件下，TYR-GQDs的荧光猝灭率与胆固醇浓度（2.67×10-8~2.67×10-3mol/L）的对数呈良好的线性关系，检出限为9.32×10-9mol/L。干扰实验表明，该荧光传感器对胆固醇具有高度的选择性，可以用于人体血清中游离胆固醇的检测，加标回收率为96.55%~100.14%。

• 联萘酚多氢键硫脲催化合成1,4-二氢吡啶衍生物

  秦婷,莫丽,陈平平,安雪婕,陈治明

  本文合成了三种具有多氢键的联萘酚轴手性硫脲催化剂，并将其用于催化合成1，4-二氢吡啶衍生物。结果显示，所合成的新型多氢键硫脲均表现出较好的催化作用，能有效地提高1，4-二氢吡啶衍生物的收率和对映选择性。所有新化合物结构均经过1H NMR、13C NMR、IR、熔点等表征所确认。