化学通报杂志

化学通报杂志2020年第9期

• 框架核酸在蛋白精确组装中的应用

  黎瑜辉,尹芳菲,李江,李兰英,刘刚

  除了作为遗传信息的载体，DNA所展现出的特殊材料性能引起了广泛关注。基于碱基互补配对原则的精确性和可编程性使得核酸纳米结构的构建逐步从一维单链发展到二维平面以及三维立体结构。计算机辅助工具的进步也促进了各种大小和形状的DNA纳米结构的自动化设计，而近年来构建的“框架核酸（FNAs）”为生物大分子纳米尺度上的精确排列提供了新方法，其固有的生物学功能以及可定制的特性使得其在物理、化学和生物等领域具有十分广阔的应用前景。本文阐述了精确自组装的FNAs的概念，并概述了FNAs在蛋白精确组装等领域的最新进展；重点论述了FNAs的优势所带来的对蛋白空间排布及其性能的调控能力，讨论了该领域存在的挑战，并对其发展机遇进行了展望。

• 碳基量子点荧光传感器在环境检测中的应用研究

  刘琳,陈泽智,黄名湖,马艳芳

  由于优越的光学性能、良好的水溶性及生物相容性，碳基量子点在荧光传感器方面的应用引起了越来越多人的关注，特别是对金属离子卓越的检测性能使其广泛应用于环境检测。为了帮助更好地了解到碳基量子点的应用，本文对碳量子点、石墨烯量子点、氧化石墨烯量子点的合成及其在环境检测中的应用进行总结，并对碳基量子点荧光传感器的应用进行展望。

• 三元锂离子电池容量衰减机理研究进展

  王永红,来文青,石海鹏,陈光生,周立超,陈旭,刘晶冰

  三元锂离子电池主要是指使用镍钴锰酸锂（NCM）或镍钴铝酸锂（NCA）作为正极材料的锂离子电池，三元锂离子电池广泛应用于电动汽车、3C电子产品、储能等领域。然而，三元锂离子电池的循环寿命已成为其进一步发展的最大障碍，因此了解三元锂离子电池的容量衰退机理具有重要意义。三元锂离子电池的衰退机理主要包括五个方面：晶体结构的改变和相变、活性材料的损失、电解质的分解和消耗、可脱嵌锂离子的损耗以及固体电解质界面的形成。本文总结了近年来相关方面的研究进展，以期更全面地总结三元锂离子电池的容量衰减机理，并对三元锂离子电池的应用前景进行了展望。

• N-杂环卡宾配体在聚合反应中的研究进展

  孔勇

  N-杂环卡宾（NHC）配体的优异催化性能引起了人们的广泛关注，已成功应用于多种烯烃聚合反应。本文主要介绍NHC及其在开环易位聚合、烯烃配位聚合和原子转移自由基聚合等反应中的应用。在此基础上，指出了今后NHC配体在聚合反应研究的发展方向。

• 手性4-取代色满骨架的立体选择性构建研究进展

  胡家栋,文雯

  手性4-取代色满骨架广泛存在于很多具有生物活性的天然产物及其类似物中，该骨架的不对称构建策略在新药开发中扮演着重要角色。本文从加成反应、氢化反应、烷基化反应、烯/炔丙基化反应、去对称化反应、羰基α位芳基化反应和重排反应七个方面综述了手性4-取代色满骨架的立体选择性构建策略，以期为含有该类骨架的活性天然产物的不对称合成提供参考。

• 食品中7种常见的非食用色素检测研究进展

  牛家华,卢明华,王勇

  食用色素可以明显改善食品外观，激发食欲，在食品行业有着广泛的应用，但若向食品中添加非食用色素来代替食用色素，则会对人体存在致癌风险。食品中常见的非食用色素有以下7种：碱性嫩黄O、碱性橙Ⅱ、酸性橙Ⅱ、苏丹红、若丹明B、美术绿和孔雀石绿，而目前对这7种非食用色素检测的国家标准还未全部建立。本文综述了近3年来食品行业中针对这7种非食用色素的各种检验方法，以期为食品安全监督检测提供参考。

• 一种新型主客体荧光探针对人体氨基酸的识别研究

  蒋道法,杨希楠,金艳梅,高洁,赵威威,马培华

  本文研究了环戊基全取代六元瓜环（CyP6Q[6]）与2-（β-吡啶）-1H-咪唑[4，5-f][1，10]菲咯啉盐酸盐（即Ar-IPHS）的主客体相互作用，并利用CyP6Q[6]可使Ar-IPHS产生强烈荧光的性质制备了Ar-IPHS@CyP6Q[6]荧光探针用以识别氨基酸。结果表明，探针可高效识别甘氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸，检出限分别为2.27×10-6、1.359×10-5和1.690×10-5mol/L。

• 含2,6-二甲酰胺基吡啶单元的大环合成、结构及其对四面体构型阴离子的络合性质

  易贤美,邓雅欣,黄超,朱必学

  采用前体二胺N，N'-（3-氨基苯基）-2，6-二甲酰亚胺吡啶（1）和5，5'-亚甲基双水杨醛（2）进行缩合反应得到含酚羟基的[1+1]席夫碱大环L1，将其中席夫碱C＝N双键还原得到环状骨架更具柔性的饱和大环L2。通过1H NMR、FABMS和元素分析等对大环组成进行了表征，并通过X射线单晶衍射解析了两个大环分子的晶体结构。采用UV-Vis光谱滴定技术对大环与系列阴离子的络合作用进行了考察，结果表明，席夫碱大环L1对四面体构型的阴离子H2PO4-、HP2O73-和H2P2O72-有明显的选择性识别作用，进一步通过UV-Vis光谱、核磁滴定等技术获得了识别反应的配位比及平衡常数（K），L1对3个磷酸阴离子的络合能力依H2PO4-、HP2O73-和H2P2O72-顺序递增。

• 新型3-芳氧甲基喹喔啉-2-羧酸的简便有效合成及其抗菌活性研究

  张红,赫云鹤,李阳,陈羽

  本文使用自制的3-溴甲基喹喔啉-2-甲酸乙酯（6）为反应物，经一锅连续的Williamson反应/酯基水解反应过程简便有效地合成一系列新型3-芳氧甲基喹喔啉-2-羧酸类化合物（4a~4l）。然后选用五种菌株为研究对象，进行了初步的体外抗菌活性实验，结果表明，含有叔丁基和卤素取代的化合物4j、4k和4l对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌表现出很好的抑制活性，其中化合物4j的MIC值分别为15.625和7.8125 μg/mL，活性高于参考药物环丙沙星。

• Si取代Keggin型多酸催化光解水产氢机理

  慈成刚,董龙,臧杰超,罗国相

  本文采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）方法研究了Keggin型多酸[SiW12O40]4-催化光解水产氢机理。计算结果显示反应主要包括四个步骤：（1）光激发；（2）电荷转移和生成单电子还原（OER）中间体；（3）生成双电子还原（TER）中间体；（4）氢气从多酸表面解离和催化剂重生。当第一个电子从甲醇转移到多酸后，后续反应均为热力学上有利的放热途径，并推动第二个电子从甲醇自由基、H[SiW12O40]4-或[SiW12O40]5-转移到OER中间体H[SiW12O40]4-或[SiW12O40]5-生成TER中间体[SiW12O40]6-、H[SiW12O40]5-或H2[SiW12O40]4-，并伴随着H2产生。耦合的电子和质子转移路径在能量上最有利。甲醇和水分子的参与有利于H2产生。多酸在整个催化循环中作为光敏剂、催化剂、电子的受体和给体。

• 以油茶壳为原料制备吸附剂及其净化抗生素废水性能——“新农科”理念下培养“新农人”的综合研究性实验设计

  张声森,周子宁,陈敏,高琼芝,刘海峰,卢其明,倪春林

  根据农业院校“新农科”建设需要的人才培养目标和化学类人才培养要求，通过开设本综合研究性实验设计项目，学生可充分掌握与化学、材料和环境相关的多门课程内涉及的环境材料制备、结构表征、性能分析、环境污染评价等实验技能。同时本项目还培养学生的创新意识、科研能力和团队协作能力，激发学生的环保意识和社会责任感。

• 干水：从概念提出到实际应用

  崔博雅,袁振东

  通过对干水的发展史考证可知，20世纪中期，科学家研制出一种由二氧化硅颗粒包裹着水滴的干性粉末并将其命名为“干水（Dry Water）”，但在很长的一段时间内并没有引起人们的关注。至21世纪初，关于干水形成机理和制备技术的一系列研究相继展开。随后，干水巨大的潜在应用价值备受人们关注，其在化妆品、水合物储气、催化剂、灭火剂等众多领域的应用得到了一定程度的开发。干水相关技术的发展会使化学物质的利用方式不断创新。干水的相关知识和发展史改变了人们对水的认识，并会成为化学教科书和百科全书的重要内容。

• 中国近现代工业化学家——张泽垚

  白欣,董鑫

  张泽垚是中国近现代工业化学家。20世纪初他留美回国后投身于中国化工教育事业与国家工业化建设事业，对国立北京大学、北京女子师范大学、私立江南大学与华东化工学院化工系的发展做出重要贡献；并且他面向社会开展化工普及工作，促进了我国陶瓷学会的建立与发展。2020年是张泽垚逝世50周年，特撰文纪念他。对张泽垚生平的梳理，可以从一个侧面反映出中国近现代化工教育发展历程。