化学通报杂志

化学通报杂志2021年第10期

• 低碳烯烃高效分离新型多孔材料的研究进展

  王宇馨,兰天昊,王小青,陈杨,李立博

  低碳烯烃（乙烯、丙烯等）作为石油化工的基本原料，是现代化学工业的基石，也是我国国民经济发展的重要组成部分。然而，在其生产过程常伴随着分离困难且能耗较高等问题。金属有机骨架（MOF）材料作为第三代新型多孔材料，因其具有高孔隙率、大比表面积、孔尺寸高度可调、结构多样等优点，在低碳烯烃分离领域表现出巨大的潜能。本文综述了MOF材料在低碳烯烃吸附分离领域的研究现状，包括MOF的分离机理和针对不同分离任务所采用的孔径调节、配体修饰、吸附位点构筑等策略，重点总结了本课题组近几年关于MOF在低碳烯烃分离方面取得的研究进展，并对未来的工业化应用进行了展望。

• 光子晶体结构色织物研究进展

  周敬伊,王慧,杨辉宇,邓波

  针对结构色织物难以产业化的现状,从光学效应和能够产生结构色的周期性结构两个角度系统介绍了结构色织物生色机理。随后,按照结构色织物表面光子晶体结构特征、所用光子晶体基元种类、及结构色制备方法,对结构色织物进行了系统分类归纳,并指出了各自得优缺点。此外,因现有结构色织物研究均为基于已有纳米粒子尺寸来表征对应结构色颜色,缺乏根据实际颜色需求选取光子晶体尺寸的研究。我们根据现有文献报道的光子晶体基元尺寸与所得结构色织物颜色种类的对应关系,通过计算得到了根据所需织物颜色种类确定光子晶体基元尺寸的公式。最后总结了结构色织物制备存在的问题,并给出了合理建议。

• 外泌体分离与纯化技术研究进展

  王立志,刘路宽,刘晶

  外泌体是所有真核细胞分泌到细胞外的直径介于30-150nm的一种膜性纳米囊泡，参与细胞间生物信号的传递。大量实验证据表明，外泌体参与多种生物功能并发挥重要作用，包括蛋白质、RNA和脂质等生物分子的转移及多种疾病生理和病理过程的调节，被认为是疾病诊断、治疗和预后的重要的生物标志物和药物载体，因此发展简单、高效、经济的外泌体分离与纯化技术将有助于疾病的早期诊断和精准治疗。目前，利用外泌体的物理化学和生物化学特性，已开发出多种分离外泌体的技术，但仍缺乏标准化和规模化临床级外泌体的分离方法，从而限制了其临床应用。另外，对分离出的外泌体的特征、纯度和数量的鉴定是判断外泌体分离纯化方法优劣的重要指标。本文综述了外泌体分离与纯化技术以及鉴定方法的研究进展，主要讨论分离技术的机制、性能、挑战和前景以及外泌体的鉴定方法，以期为外泌体的分离纯化提供新的思路和解决策略。

• 低背景信号的高级生物分析方法：光电化学生物分析

  方凯,姜磊,杨丽敏

  光电化学传感是近年来兴起并发展迅速的一种生物分析技术,其检测的主要原理是生物识别原件识别靶目标物质而引起的光电活性材料的光电性能变化,最终导致光电流值发生变化,从而达到检测的目的。由于光电化学生物分析中,输入信号是光,输出信号是电,这赋予了此种检测方法具有背景信号低、灵敏度高的天然优势,这种天然优势所展现出来的潜力使光电化学分析在检测领域受到了越来越多的关注。本文介绍了光电化学生物传感的基本原理、光电活性材料的分类以及光电化学生物传感的传感模式,最后对其未来的发展进行了展望。

• 芳香类化合物异戊烯基化的研究进展

  刘 冰,武艺,陈宁,许颖,季宇彬

  结构多样的天然产物一直被用作新药发现的线索或主要来源。通过对类药物天然产物进行异戊烯基化结构修饰,能有效提高天然产物生物活性及生物利用度。为药用天然产物研究与开发提供简便高效的方法。本文综述了近年来天然产物异戊烯基化的各种方法,为今后研究奠定基础。

• 芳烃酰基化后还原制备芳香醇的工艺进展

  李辰鑫,霍琳梦,王甜,蒲彦锋,乔聪震

  芳烃制备高附加值精细化学品芳香醇（9-芴甲醇），一直以来存在产物选择性低以及合成成本高等问题。基于此，本文主要综述了芳烃酰基化后还原合成芳香醇的工艺，包括第一步采用Friedel-Crafts酰基化反应、Vilsmeier-Haack反应、Reimer-Tiemann反应、Duff反应等过程将芳烃酰基化合成芳香醛/酮。第二步通过金属氢化物还原、催化加氢还原、活泼金属还原、Cannizarro反应、Meerwein-Ponndorf-Verley还原反应等过程将芳香醛/酮还原合成芳香醇。在总结和归纳各种工艺过程优缺点的基础上，提出了合理的芳香醇制备工艺，为9-芴甲醇产业化制备技术的开发提供帮助。

• 氧化硅-石墨烯气凝胶介孔复合材料的合成及其对苯的吸附性能

  李琳,辛智慧,秦君,冯锋

  采用水热法快速合成了一种新型介孔氧化硅-石墨烯气凝胶复合吸附材料(MSGA)。通过X射线衍射、扫描电子显微镜等方法对MSGA进行表征。结果表明,经过水热反应和冻干处理后的MSGA材料的介孔结构保持完好,介孔氧化硅在MSGA中的分散呈高度均一性。当介孔氧化硅的含量达到88.2%时,MSGA的比表面积可达395.5 m2/g；苯蒸汽的常温常压吸附量为10.77 mL/g,吸附穿透时间是石墨烯气凝胶的34.4倍。在0.8%的环境湿度下,由于材料表面羟基的亲和性,进一步提升了苯的吸附。得益于超低密度和丰富的内部孔隙结构,MSGA能够适应高达500 mL/min的气流量。上述结果表明,该复合材料在VOCs消除领域具有广阔的应用前景。

• 采用一锅法制备量子点/琼脂纳米复合凝胶

  曹凯元,刘俊,王康龙,王艺峰

  以天然高分子琼脂为稳定剂，采用简单便捷的一锅法制备Mn掺杂ZnS量子点/琼脂纳米复合凝胶，琼脂不仅作为制备量子点的稳定剂，同时也是纳米复合凝胶的主要成分。对该纳米复合凝胶中量子点的化学结构和尺寸大小进行了表征，并对纳米复合凝胶的荧光性能和凝胶性能进行了研究。实验结果表明，制备得到的纳米复合凝胶均一稳定，在302 nm紫外光下呈现十分明显的橙红色荧光。在该纳米复合凝胶的透射电子显微镜（TEM）表征中可以观察到大小比较均一、粒径为3 nm左右的纳米粒子，光谱分析结果进一步证实纳米复合凝胶中存在Mn掺杂ZnS量子点。该纳米复合凝胶不仅具有良好的荧光性能，还具有温度刺激响应性可逆溶胶-凝胶转变性能，同时具有较高的溶胶转变温度和较好的温度稳定性。利用这些性能特点，可以方便地制备纳米复合凝胶小球。此外，该纳米复合凝胶还可以被潜在应用于金属离子的荧光检测分析领域。

• 含磷氮POSS改性乙烯基树脂的阻燃性和热性能的研究

  韩旭,张晓华,张松利,周恒

  乙烯基树脂（VE）具有优异的耐腐蚀特性及良好的机械强度，但由于其易燃烧的缺点，极大地限制了其在轨道交通、船舶运输等领域的应用。本文采用多聚甲醛(POM)，γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料，通过经典的Kabachnik反应制备了含磷、氮的笼型和半笼型结构的低聚倍半硅氧烷（N/P-POSS）。然后，通过与商品化MFE-711乙烯基树脂共混/共聚的方法制备得到改性乙烯基树脂。采用红外光谱（FTIR）、核磁共振氢谱（1H-NMR）和基质辅助激光解析飞行时间质谱（MALDI-TOF）对阻燃剂（N/P-POSS）进行了结构表征；采用氧指数（LOI）、UL-94垂直燃烧、锥形量热、热重分析（TGA）以及动态力学分析（DMA）等方法对乙烯基树脂固化物的阻燃性能和耐热性能进行了研究。结果表明，当N/P-POSS的添加量为4 wt%时，乙烯基树脂固化物的LOI从19.5提高至27.5，并通过UL-94 V-1测试。并且热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量（THR）分别降低了47.2 %和20.9 %。同时N/P-POSS的引入显著提高了乙烯基树脂的耐热性能，热分解温度提高了近10 ℃。采用扫描电镜（SEM）和热重红外（TG-FTIR）分析了其阻燃机理，主要为含磷自由基的淬灭效应，以及生成致密二氧化硅陶瓷相和含氮不可燃气体的阻隔作用，表现出了良好的磷、氮、硅协同阻燃效应。

• 亚精胺对溶菌酶构象及催化性能的影响

  徐夏帆,王帆,文晓秋,贺依,谭金梅,马林

  聚乙烯亚胺是典型的聚阳离子基因载体材料，但是具有一定的细胞毒性，以小分子多胺为基础制备易降解的高分子材料是降低聚乙烯亚胺类基因载体材料的细胞毒性和提高基因转染效率的重要方法。为深入了解聚乙烯亚胺类基因载体材料与生物大分子的相互作用，论文综合应用吸收光谱、共振瑞利散射、圆二色谱和荧光光谱研究典型小分子多胺化合物亚精胺与溶菌酶的相互作用及其对酶的构象、催化活性和催化动力学的影响和机理。亚精胺是两亲性分子，其氨基基团易于质子化而具有较强的静电结合和氢键形成能力，而亚甲基基团具有一定的疏水性。亚精胺较小的分子尺寸和两亲性使其可以穿透进入溶菌酶的疏水核心，与溶菌酶肽链的非特异性结合导致溶菌酶二级结构由?-螺旋向?-折叠的转变，并导致溶菌酶表面疏水性轻微增强。亚精胺与溶菌酶的结合降低了溶菌酶对底物溶壁微球菌的亲和力和最大反应速率，低浓度的亚精胺对溶菌酶的活性具有显著的抑制作用。

• 用二茂锆配合物一锅法合成1,1’-二取代联烯

  任申勇,李连涛,张熠点,郭巧霞,申宝剑

  二氯二茂锆（Cp2ZrCl2）与乙基溴化镁（EtMgBr）反应生成二乙基二茂锆（Cp2ZrEt2），再与1,4-二烷氧基-2-丁炔反应形成锆杂环戊烯，经过烷氧基在锆原子上的消除直接得到1,1’-二取代联烯（端联烯）。或者Cp2ZrCl2与正丁基锂（BuLi）反应生成二丁基二茂锆（Cp2ZrBu2），再与ɑ-烯烃反应形成锆杂环戊烷，然后与1,4-二烷氧基-2-丁炔反应形成锆杂环戊烯，经过烷氧基在锆原子上的消除得到端联烯。上述反应合成端联烯的收率都比较高，这为构造端联烯衍生物提供了一种简单实用的方法。

• 4,4′-二[3-(3,4-二甲氧基苯基)-2-丙烯酰基]联苯的合成和光热性能研究

  石玉芳,王迎进,孙金鱼,赵明根

  合成一种双查尔酮衍生物：4,4′-二[3-(3,4-二甲氧基苯基) -2-丙烯酰基]联苯(BBPAB),经IR、1H NMR、13C NMR、LC-MS等分析测试手段对其结构进行了表征确认。测定了该化合物的DSC/TG曲线,表明该化合物热稳定性良好。测定了其紫外-可见光谱,在可见光范围有高的线性透光率。利用Z扫描测试方法研究了BBPAB在190 fs(515-700 nm)时域下的非线性光学吸收,实验发现在飞秒脉冲下具有宽波段的反饱和吸收性质,并拟合得到了三阶非线性吸收系数和五阶非线性吸收系数。量子化学计算结果表明,BBPAB存在较强的分子内电荷转移现象和较大的极化率。

• 2,4-二氨基嘧啶类FAK抑制剂的3D-QSAR研究

  杨丹,徐兴莲,张荣红,周孟

  摘要 本文选取42个2,4-二氨基嘧啶类FAK小分子抑制剂，分别以比较分子场分析法（CoMFA）与相似性指数分析法（CoMSIA）构建3D-QSAR模型，评价模板分子、公共骨架点、最小能量优化参数、分子构象等因素对模型优化的影响。分析最优模型中立体场、静电场以及氢键等因素对抑制剂活性的影响，并应用分子对接分析该类抑制剂与FAK蛋白的相互作用。结果表明选择16号化合物作为模板分子，骨架A作为公共骨架点，最小能量优化参数中电荷、最大迭代系数、最低能量限定值分别为MMFF94、1000、0.01 Kcal/mol时所构建的模型最优。以CoMFA和CoMSIA构建的3D-QSAR模型的交叉验证系数（q2）分别为0.666和0.736，非交叉验证系数（R2）分别为0.990和0.989，表明此模型具有良好的预测能力。分子对接分析显示，其与FAK的氨基酸残基CYS502、ASP564形成了重要的氢键作用，并与周围残基形成了较强的疏水作用。通过3D-QSAR的构建与分子对接分析，可指导2,4-二氨基嘧啶类FAK小分子抑制剂的进一步结构优化设计。

• 整合药效团及共价对接用于虚拟筛选JAK3抑制剂

  郁倩倩,蒋颖敏,许磊,朱景宇,陈蕴,金坚

  大量研究表明JAK3与炎症疾病的发生、发展具有密切的关系,使得JAK3成为一个极具潜力的药物靶点。其中,JAK3共价抑制剂因其选择性高,活性强的特点受到广泛关注。但是,JAK3与其家族的其它成员同源性高,使得开发JAK3选择性抑制剂充满挑战。计算机虚拟筛选方法可以在分子水平对JAK3的结构特征进行针对性筛选,但是传统的共价对接方法效率较低、准确度欠佳,因此本文提出了一种结合药效团和共价对接的虚拟筛选策略。该联用方法从DrugBank数据库成功地筛选出已报道的JAK3临床抑制剂,表明了这种虚拟筛选不仅具有较高的效率,同时具备了较强的筛选准确性,为JAK3共价抑制剂的虚拟筛选提供一定的指导作用。

• 玫瑰红景天药用历史及功能简介

  蔡岩,苗志伟

  玫瑰红景天具有上千年的药用历史，是我国传统中药中的瑰宝。大量研究表明，玫瑰红景天提取物对人体中枢神经系统、心血管系统以及内分泌系统具有保护和调节作用，尤其在抗疲劳、抗抑郁、抗肿瘤及提高人体免疫力等方面具有独特的药效。本文综述了玫瑰红景天的药用开发历史及其特征活性成分的功能，以期提高人们对这种传统中药的认识，为进一步开发玫瑰红景天的药用功能提供借鉴和参考。

• Sr1.7Ba1.3MgSi2O8:Eu2+, Mn2+ 荧光玻璃陶瓷材料制备与表征 ——稀土化学课程研究性综合实验设计

  雷炳富,陈炜彬,张学杰,董汉武,陈 敏,卢其明,刘应亮

  结合稀土化学课程中的稀土发光材料和光学农业背景下研究生材料研究相关专业的特点，开设“Sr1.7Ba1.3MgSi2O8:Eu2+, Mn2+ 荧光玻璃陶瓷材料制备与表征”研究性综合实验项目，通过实验原理阐述、研究思路和方法的确立、材料制备、测试表征、数据处理等环节，使研究生充分掌握专业知识，并实践到研究工作中去，同时树立良好的学术诚信品德品质。实践表明，该实验项目选题针对性强，有助于提高学生的综合实验技能，有利于培养学生的基本科研素养，从而达到提高教育和教学质量的目的。