化学通报杂志

化学通报杂志2020年第8期

• 冠状病毒抑制剂的研究进展

  赵佩佩,郑文慧,步敏,贺万丽,蔡岩

  冠状病毒是一类广泛存在且对人及家畜具有严重危害的病原体，其中于2003年全球爆发的严重急性呼吸综合征病毒（SARS-CoV）以及2012年被发现并传播的中东呼吸综合征病毒（MERS-CoV）给人们的生命健康以及全球经济造成了严重威胁以及重大损失，特别是2019年末爆发的新型冠状病毒（SARS-CoV-2），截至目前为止已经造成了几百万的感染病例以及几十万人的死亡。可以看出，冠状病毒具有较高的传播性以及较高的致死率，时刻威胁着人们的健康安全，但是针对冠状病毒的感染目前还没有批准上市的有效药物，也没有用于预防的疫苗。本文围绕目前关于冠状病毒的潜在成药性靶点，详细介绍了针对这些靶点的具有代表性的抑制剂的结构设计及其化学合成方法，以期为目前抗冠状病毒药物的研发提供一些参考。

• 氮杂环卡宾催化二氧化碳羧化反应的研究进展

  刘宇珂,周莉,孙京,周明东

  二氧化碳是一种来源丰富的可再生资源，科研工作者一直致力于开发能够高效转化二氧化碳的催化体系。氮杂环卡宾在有机化学中是一类非常重要的催化剂，利用氮杂环卡宾-过渡金属配合物催化实现二氧化碳的高效化学转化受到了人们的广泛关注。本文主要根据氮杂环卡宾-过渡金属配合物进行分类，总结归纳了近年来氮杂环卡宾-过渡金属配合物催化二氧化碳羧化反应的研究进展。

• 掺杂PEDOT：PSS空穴传输层在钙钛矿太阳能电池中的应用

  苏斌,刘莹,朱恩伟,车广波

  钙钛矿太阳能电池（PSCs）因易于制备、生产成本低和能量转换效率高而受到广泛关注。聚乙撑二氧噻吩-聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）由于具有易低温加工、透光度高和适宜空穴迁移率等特点而成为PSCs中空穴传输层的研究热点。本文简述了倒置PSCs的结构及工作原理，重点介绍了掺杂PEDOT：PSS空穴传输层在PSCs领域的研究现状。分别从有机化合物掺杂剂、无机化合物掺杂剂和表面活性剂掺杂剂三个类别概述了掺杂PEDOT：PSS空穴传输层对PSCs性能的影响。最后，对该领域存在的问题提出潜在措施以改善PEDOT：PSS掺杂层在PSCs中的应用。

• 选择性传输的仿生水通道的研究进展

  刘广力,沈文瑞,王婧臻,杨菁,杨亲正,赵华章

  水通道蛋白是对水分子具有高选择性和渗透性的跨膜蛋白。仿生水通道是由各种无机或有机材料，如碳纳米材料、有机化合物以及肽等分别自组装而成，旨在模仿天然水通道蛋白的结构和功能。本文介绍了水通道蛋白的种类、结构及其特异性透水机理，在此基础上分别对以碳纳米材料、有机及肽孔的仿生水通道的研究进展进行了综述。重点阐述了三类仿生水通道的材料特性及其对仿生水通道结构和功能的影响。最后针对现有仿生水通道的不足，提出了开发新型仿生水通道面临的挑战，并展望了仿生水通道的发展前景。

• 侧链含自由基单元的1,4-吡咯并吡咯二酮共轭聚合物的合成和半导体性质研究

  郭晓莎,陈亮亮,张关心

  合成了两个侧链含有2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基单元（TEMPO）的1，4-吡咯并吡咯二酮（DPP）共轭聚合物PDPP4T-1和PDPP4T-2，并开展了其半导体性质研究。薄膜场效应晶体管器件测试结果显示，相对于不含TEMPO的聚合物PDPP4T，PDPP4T-1和PDPP4T-2的场效应器件性能有所降低，不过，含TEMPO的聚合物器件性能最高仍达到了2.12cm2·V-1·s-1。进一步通过原子力显微镜和X射线衍射对TEMPO引入后导致性能降低的可能原因进行了研究。

• 含二氢噻唑类卟啉配位聚合物自组装染料敏化太阳能电池

  武彧,刘家成

  合成了两种不同类型（2+2型、A4型）含二氢噻唑基团的锌卟啉与Mn（Ⅱ）的配位聚合物（CPsx，x=1，2）。两种配位聚合物与锚定卟啉（ZnPA）通过金属-配体轴向配位自组装成染料敏化太阳能电池。通过电镜表征了其在TiO2上的自组装结构。光伏性能测试表明，聚合物自组装体与单体相比具有较优的光电转换效率，特别是A4型结构（CPs2）具有较高的短路电流和转换效率。

• 亚芳基环戊酮类可见光引发剂的结构与性质研究

  黄星,张荻琴,张立鹏,赵榆霞

  合成了三种分别含有苯环、噻吩环和呋喃环的亚芳基环戊酮类可见光引发剂BDMA、BDTA和BDFA。采用紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱、激光闪光光解和电子自旋共振等方法研究了它们的光物理和光化学性质。和BDMA相比，杂环的引入使BDTA和BDFA的吸收光谱红移至黄绿光波段，从而能够和商用532nm激光器的发射光谱相匹配。光聚合动力学研究表明，在可见光光源照射下，这三种光引发剂均能直接引发丙烯酸酯单体PEGDA400发生自由基聚合，其中BDTA的引发效果最好，在可见光聚合中具有潜在的应用前景。

• 氟喹诺酮-3-N-酰胺类衍生物的合成与抗肿瘤活性

  沈睿智,曾天映,张海惠,黄文龙,胡国强

  为扩展氟喹诺酮由抗菌活性向抗肿瘤活性转化的结构修饰策略，利用药效团生物电子等排及其拼合和骨架迁越药物化学分子构建方法，以酰胺基作为氟喹诺酮C-3位羧基的生物电子等排体，氟喹诺酮骨架为酰胺基的功能修饰基，设计合成了氟喹诺酮-3-N-酰胺类目标化合物。其结构经元素分析和光谱数据确证。体外抗肿瘤实验结果表明，目标化合物对Hep-3B细胞和Capan-1细胞的抗增殖活性均显著强于母体环丙沙星的活性，尤其对Hep-3B细胞的抑制活性最强。因此，用酰胺基来替代C-3羧基有利于提高氟喹诺酮的抗肿瘤活性。

• 3-氰基-1,4-二氢吡啶衍生物的合成

  闫金花,张秀欣,杨宇鑫,钟启迪

  1，4-二氢吡啶类化合物具有多种生物活性，在临床上受到广泛应用，普遍用于各类心脑血管疾病的治疗。以3-氰基吡啶和含不同取代基的溴化苄为原料在加热回流15h的条件下合成中间体盐；以硼氢化钾（KBH4）作为还原剂，在冰水浴搅拌的情况下，与中间体盐反应，合成了15个结构新颖的1，4-二氢吡啶衍生物（a~o），产率可达85%~90%，其结构经1H NMR、13C NMR和质谱进行表征。该方法具有成本低、环境友好、操作简单、产率高的特点。

• STAT3环烷烃并噻吩类衍生物抑制剂的三维定量构效关系研究

  王柳,于大永,宋昱,曹洪玉,史丽颖

  本文对STAT3抑制剂的化学结构与生物活性之间的关系进行研究。采用三维定量构效关系（3D-QSAR）中的比较分子力场分析（CoMFA）和比较分子相似性指数分析（CoMSIA）方法针对52个STAT3抑制剂建立3D-QSAR模型，阐明了抑制剂化学结构与其生物活性之间的关系。所构建的CoMFA模型交叉验证系数为0.548，非交叉验证系数为0.754，标准偏差为0.278，显著系数为58.297；所构建的CoMSIA模型交叉验证系数为0.892，非交叉验证系数为0.597，标准偏差为0.192，显著系数为57.794。结果显示CoMFA和CoMSIA模型具有良好的稳定性和预测能力。3D-QSAR模型等势图提供的相关场信息对新型STAT3抑制剂的设计具有指导意义。

• 应用量子化学反应性指数研究频哪醇重排反应

  张军军,白育庭,邵开元,胡文祥

  1，2-二醇类化合物的频哪醇重排反应是经典的化学重排反应。无环的或环状的1，2-二醇类化合物在质子酸或路易斯酸的作用下会重排发生取代基的1，2-迁移，其产物往往伴随不同基团的迁移而生。但是，主产物取决于二羟基相连接的碳原子上取代基的空间架构和性质。本文采用净亲电指数（Multiphilic index）和Wiberg键级等量子化学反应性指数来定量描述1，2-二醇类化合物的频哪醇重排反应机理，并依此作为预测频哪醇反应主产物的依据。

• 氢分子与超氧阴离子自由基反应的微观机理

  孟祥军,王秀阁,和芹,王磊

  为了认识氢气生物学效应的分子机制，采用量子化学的M06-2X/6-311+G（d，p）和CCSD（t）/aug-cc-pVTZ方法模拟了人体条件（310K、液相）下氢分子与超氧阴离子自由基的反应机理。研究表明，反应的吉布斯自由能变化值为117.2kJ·mol-1，活化自由能垒为156.2kJ·mol-1，从热力学及动力学角度该反应都不容易进行。然后从电子结构和轨道作用层面对反应的微观机制进行了探讨，发现从反应物变为过渡态过程中，复合物轨道的组成和轨道能级发生显著变化（尤其是第8号轨道能级升高最多，达到2.73eV），O2-片段向H2片段的电子转移数增加了0.1760个，并且转移的电子主要集居于第8号轨道，这削弱了H2片段两个H原子间的化学键，也是反应活化能的主要来源。

• 氟硅烷偶联剂在α-铁表面疏水性能模拟研究

  张旭昀,王心英,朱峰,毕凤琴,王勇

  利用分子动力学研究了十三氟辛基三甲氧基硅烷（PFOTMS）、十三氟辛基三乙氧基硅烷（PFOTES）、十七氟癸基三甲氧基硅烷（HFTMS）在α铁（111）与（110）晶面上的吸附及疏水行为，分析了径向分布函数、结合能、相对浓度等参量，探讨了三种氟硅烷偶联剂与金属铁表面的作用机理，并对其对铁表面的改性进行了分析。羟基化处理后，相比（110）表面，三种氟硅烷偶联剂与（111）晶面的吸附更为牢固，并且PFOTMS与羟基铁表面吸附最牢固。径向分布函数表明，三种氟硅烷偶联剂均易与羟基铁表面形成氢键，覆盖铁表面形成稳固的结合。氟硅烷偶联剂大大提高了铁表面的疏水性并阻止了铁表面与外界直接接触，在（111）表面上，PFOTMS疏水性最好，在（110）表面上，三种氟硅烷偶联剂疏水性能差别不大。