化学通报杂志

化学通报杂志2021年第11期

• 化学还原法制备多形貌银纳米材料

  周海华,宋延林

  银纳米材料因具有导热导电性能好、光电性能优良及抗菌能力强等优点而引起广泛关注，近年来其制备方法得到广泛研究。已报道的制备方法可分为化学法、物理法和生物法等，其中化学还原法可以通过使用不同的还原剂、包裹试剂及助剂，实现不同形貌及粒径的银纳米材料的快速制备。本文综述了化学还原法制备颗粒状、线形、片状、立方体及其它形貌的银纳米材料的原理及应用，并展望了银纳米材料工业化制备及应用研究的发展趋势。可控制备多形貌银纳米材料对于电子行业、医药生物以及传感器等相关领域的发展具有重要意义。

• 导电MOFs在能源转化中的应用

  邹莹兵,詹渟婷,马秀玲,刘键熙,陈前火

  可再生能源供应方案包括析氢反应(HER)、析氧反应(OER)、氧还原反应(ORR)和二氧化碳还原反应(CO2RR)等多种反应，电催化剂对这些反应至关重要。到目前为止，已有一系列导电MOFs作为与能源相关电催化电极材料的报道。本文从提高MOFs导电能力和对产物的选择性、增强MOFs的化学稳定性及增加MOFs的反应活性位点等方面介绍了导电MOFs作为电催化剂的设计策略，重点综述了其在能源转化涉及的HER、OER、ORR以及CO2RR方面的应用，并从材料制备和应用需求角度出发, 对高性能导电MOFs材料在电催化领域所面临的挑战和前景进行了展望。

• 石墨烯材料在蛋白质和核酸分离/检测中的应用进展

  陈蕾,李剑峰,邵立东,赵庆,黄章杰

  石墨烯是碳材料家族新兴成员之一,因其具有化学性质稳定、良好生物兼容性、催化性、零带隙、特殊的电子能带等特点而受到科学家们广泛关注。 石墨烯特殊的六元环基底平面对很多分子、离子具有亲和性,可通过非共价键或共价键将目标物质富集于表面,大多数情况下被吸附的物质在特定条件下易解吸且不会引起其结构和性质的改变。 石墨烯因而在生物成像、生物医学、光催化、生物传感、药物载体和释放、 环境等方面应用前景广阔。 本文主要论述石墨烯和它的衍生物在生命大分子( 蛋白质和核酸) 分析化学方面的应用,并展望了其发展趋势。

• 二维过渡金属硫化物在肿瘤诊疗一体化中的应用

  徐龙军,李国华,张欣雨,张廷廷

  二维过渡金属硫化物（2D TMDCs）既具有成像能力可用于肿瘤的诊断，又具有光热转换能力可用于肿瘤PTT，因此在肿瘤诊疗一体化中得到广泛应用。为更好了解2D TMDCs在肿瘤诊疗一体化中的应用，综述了与2D TMDCs有关的肿瘤成像方式的利弊，2D TMDCs作为肿瘤诊疗一体化剂的优势，以及其在肿瘤诊疗一体化中的应用，并对2D TMDCs在肿瘤诊疗一体化中的发展前景和面临的挑战进行了讨论。关键词 二维过渡金属硫化物；成像；PTT；诊疗一体化

• 荧光探针在氰化物分析中的研究进展

  徐芹芹,刘兆强,王华子,武 海

  氰化物极易与细胞色素氧化酶键合，抑制电子转移、导致组织缺氧，从而显示较强的毒性。荧光化学传感器作为简易、灵敏且可视化的方法广泛应用于氰化物的检测。本文对荧光探针在氰化物检测中的应用进行综述，概述了氰化物的毒性机制和荧光探针对氰化物的响应机理。同时，本文总结了荧光探针在水体、食品和生物组织中对氰化物的检测及生物成像中的应用，并对荧光探针在结构设计中如何提高生物兼容性和靶向性等进行了展望，以期为光化学探针分子的设计及应用提供理论与研究依据。

• 具抗癌活性的茂环及β-二酮钛、锆和铪配合物的研究进展

  王 鹏,赵添堃,姬明宇,杨明俊,蒲秀瑛

  金属药物具有易制备、多价态、空间灵活及与生物靶标作用等优点，在抗癌药物的研究领域具有独特的优势。IVB族（：放射性元素，本文不予讨论）金属配合物中的二氯二茂钛和布度钛作为抗癌潜力分子成功进入了临床试验，开创了药物化学的一个新篇章。虽然它们由于稳定性不足在临床试验中失败，但钛、锆和铪配合物因其优异的抗癌活性和低毒性仍得到了广泛的关注与研究。本文主要综述了茂环和β-二酮配位的钛、锆和铪及其衍生物的抗癌活性及结构-活性关系研究成果，尤其关注了近10年的进展，并对这两类配位体系下的钛、锆及铪配合物的未来发展方向做出了展望。

• 冰片及其酯/酰胺类衍生物的合成和活性研究进展

  白育军,何希瑞,白亚军,孙颖,王珍,杜亚朋,王美,郑晓晖

  冰片是重要的芳香开窍类中药,具有开窍醒神,清热止痛等功效,常被作为佐药与其他中药配伍使用。目前,冰片及其衍生物广泛用于医药、农药、化工及香料领域,市场前景好,研究和开发价值高。本文对天然冰片、合成冰片及其酯/酰胺类衍生物的主要合成方法和生物活性方面进行了系统总结,并对冰片酯类衍生物未来的研究方向进行了展望,以期为冰片及其酯/酰胺类衍生物的进一步的研究提供有益参考。

• 过渡金属催化C-H键活化的硅氢化反应

  宋国强,霍利岭,李竞草

  过渡金属催化C-H键活化的硅氢化反应在材料科学和合成化学领域里具有重要意义。有机硅化合物在纺织、橡胶、机械、日化等材料领域有广泛应用,此外,它还是重要的有机合成中间体,作为亲核试剂应用到Hiyama偶联反应,反应具有经济、高效、环境友好等特点。近些年来,很多课题组在该领域进行研究,并取得了一定的成果[1]。我们将从过渡金属催化芳基/烷基C-H键活化的硅氢化反应出发,介绍近些年在此领域的研究进展。

• 磷系阻燃剂阻燃聚碳酸酯研究进展*

  高振昊,任向征,苗志伟

  磷系阻燃剂具有阻燃效率高、低烟、低毒、与基质材料相容性好等优点，在阻燃高分子材料领域得到广泛应用。本文介绍了磷系阻燃剂的分类及阻燃机理，综述了近年来磷酸酯阻燃剂、膦酸酯阻燃剂、DOPO磷杂菲类阻燃剂、磷腈类阻燃剂和无机磷阻燃剂在阻燃聚碳酸酯领域的研究进展，为新型磷系阻燃剂的研发提供参考。

• 固态二氧化氯缓释剂的研究进展

  苗佳琳,鲁文玉,吴彦超,李惠静

  固态二氧化氯缓释剂因其缓释时间长、活化率高、稳定性好的独特优势,成为消毒剂、食品加工、空气净化、蔬果保鲜等领域的研究热点。尽管许多相关研究已经实施,但针对固态二氧化氯缓释剂的类型、成分以及制备方法的系统性综述仍然缺乏。本文结合国内外二氧化氯缓释产品的研究现状,介绍了反应型和吸附型两类固态二氧化氯缓释剂的制备方法,同时也对影响二氧化氯气体的释放因素进行了分析,旨在为固态二氧化氯缓释剂的发展提供新思路。

• 机器学习在团簇研究中的可能应用

  刘志荣

  团簇的结构-能量关系非常复杂,存在大量的局部能量极小点,寻找全局稳定结构是个很艰巨的任务。对于中大尺寸团簇的计算,采用纯量子力学计算方法将面临非常重的计算负担,而如果采用传统力场的方法则会面临精度不足的困难。近年来崛起的机器学习浪潮,开始渗透到包括化学在内的各个学科领域。基于机器学习的方法,有可能提供一条介乎量子力学与传统力场之间的中间新路线。发展基于机器学习的团簇势能模型,用于寻找中大尺寸团簇的稳定结构,有望为团簇的理论与计算研究提供新思路与新手段。

• 基于100 MeV质子回旋加速器与固相萃取方法制备与纯化靶向放射治疗核素锕-225

  陈俊艺,李银龙,王峰,张天爵,刘志博

  锕-225可发射4个α粒子和2个β粒子,具有较高的传能线密度和局部肿瘤损伤,因此是靶向放射性核素治疗中受到最多关注的放射性核素之一。经典的锕-225是由铀-233衰变产生,或通过natTh(p,x)225Ac反应生产。但目前我国无论是233U来源或natTh来源的225Ac均无法供应。本研究中,我们基于国产CYCIAE-100高能强流回旋加速器实现了我国首次225Ac的加速器生产,获得了超过600 μCi的225Ac,足够2-3个病人的靶向核素治疗。同时我们设计并优化了全固相萃取的225Ac纯化流程,分离出的225Ac的放射性纯度在99.5%以上,该流程操作简便、高效、且可自动化,可随时用于225Ac的大规模生产。综上所述,我们成功地进行了225Ac的生产和分离的初步研究,为我国进一步发展225Ac供应链奠定基础,为我国学者和医生进行靶向α核素治疗提供了225Ac的额外选择。

• 多元杂环萘二酰亚胺衍生物的合成及其场效应性能研究

  罗河伟,李乐琦,马贺

  杂环修饰的萘二酰亚胺(NDI)类化合物由于其独特的光电性能被研究人员广泛关注,并应用于有机场效应晶体管(OFETs)、有机太阳能电池中(OSCs)、传感器等领域。但是含有给受体单元的多元杂环萘二酰亚胺衍生物的合成并不容易,本文通过简单高效的方法设计合成了含有氮、硫原子的11个杂环类萘二酰亚胺衍生物,并通过紫外可见吸收光谱、循环伏安曲线和X射线衍射对其进行了物性研究。通过溶液旋涂法,制备了该材料的底栅底接触场效应晶体管器件,在空气中表现出p型半导体性能,当退火温度为140 ℃时性能达到最优,其空穴迁移率为0.2 cm2?V-1?s-1。

• BiOCl/In2S3复合可见光催化剂制备及性能研究

  姚百新,王亚,臧荣斌,杨秀丽,解明华

  氯氧化铋（BiOCl）较大的禁带宽度使得其只能对紫外光产生响应，严重制约了其进一步光催化应用。为实现BiOCl对可见光的利用，以In2S3为可见光光敏剂，并基于高效实用的机械研磨手段构建BiOCl/In2S3复合可见光催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(EDS)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对催化剂的形貌和结构进行表征。选择盐酸四环素（TC）可见光催化降解为评价模型，系统研究了BiOCl/In2S3复合比例对光催化活性的影响。结果表明两者复合比例为1:1时具有最佳的光催化活性，在可见光照射下对TC的降解效率高达91.4%，且经3次循环降解效率仍保持在87.3%。机理研究表明，In2S3被可见光激发产生电子注入BiOCl的导带(CB)，能有效提升载流子的分离效率，而h+和?O2-是光降解过程中的主要活性物质。该项研究工作充分表明了In2S3对BiOCl的高效光敏活性，展示了物理复合法在新型高效可见光催化体系构建中的重要意义。

• 过渡金属掺杂的双钙钛矿Ba2InNbO6的光催化分解水性能研究

  黄启航,孙小琴

  双钙钛矿材料由于其丰富的化学组成及晶体结构被认为是一类优良的光催化材料,但大多数双钙钛矿氧化物仅表现出紫外光催化活性。因此,本文通过过渡金属离子Fe、Cr、Ni等掺杂调控双钙钛矿化合物Ba2InNbO6的能带结构,期望实现高效的可见光催化活性,并研究掺杂元素对晶体结构、微观形貌、表面状态等物化性质的影响。结果表明,过渡金属能够成功地引入到双钙钛矿的Ba2InNbO6的In位点,并能拓宽材料的可见光吸收范围。此外,过渡金属引入晶胞发生收缩,颗粒尺寸增大,表面亲水性也得到了极大的改善。与Ba2InNbO6相比,过渡金属掺杂的样品光催化析氢活性得到了极大的改善。其中,Ba2In0.9Fe0.1NbO6在全范围照射(λ≥250 nm)下的析氢量最高,达到了15.8μmol,并且在可见光(λ≥420 nm)照射下的析氢速率为2.71μmol/h,其对应的表观量子效率为0.016%。

• 基于分子对接的thanatin与NDM-1分子动力学模拟研究

  史祥睿,代宇婕,张弢,张庆华,刘威

  耐碳青霉烯类抗生素的超级细菌给人类健康带来了严重威胁，其所携带的金属 β-内酰胺酶编码基因是耐药性的主要来源。NDM-1作为其中传播最广、活性最强的 β-内酰胺酶，其抑制剂的研发刻不容缓。具有广谱作用的抗菌肽thanatin对NDM-1展现出了较好的抑制效果，但抑制机理并不清楚。本文使用HPEPDOCK与Rosetta FlexPepDock服务器，将thanatin与NDM-1进行了分子对接，并使用Desmond软件包对对接模型进行了分子动力学模拟。结果表明，thanatin与NDM-1活性中心的Zn2+ 并无直接相互作用，而作为竞争性抑制剂结合于NDM-1的活性口袋，阻止抗生素分子进入活性口袋与Zn2+ 结合，从而抑制NDM-1的水解活性。本文为研发有效的NDM临床抑制剂探索了可行的方法。

• 吐温表面活性剂囊泡对姜黄素的包载作用

  郝兴坤,郑雨晴,王倩,张玉珂,许贺翔,夏新宇,王小永

  本文研究了烷基链不饱和度对吐温表面活性剂囊泡包载姜黄素的影响。相比吐温-80囊泡,吐温-60囊泡的包载使姜黄素表现出更大的紫外吸收和荧光发射强度、缔合常数和DPPH自由基清除能力。核磁共振氢谱结果表明姜黄素缔合于吐温-60囊泡双分子层中的亲水头基附近,而且姜黄素的酚羟基与吐温-60的酯基产生氢键作用。在吐温-80囊泡中,双键会使吐温-80烷基链产生弯曲或折叠,导致双分子层排列更加松散、极性更高。因此,姜黄素除了与吐温-80的酯基产生氢键作用外,还能与吐温-80烷基链尾部和中部的亚甲基发生作用。