化学通报杂志

化学通报杂志2021年第7期

• 限域化学：碳基功能材料从基础研究到应用

  杨圣雄,奚江波,肖 菲,马 鑫,田 心,池 凯,肖军武,王帅

  限域化学是纳米尺度限域空间内的化学行为。限域空间内的化学环境不同于常规本体溶液,因而会出现许多奇特的现象,如反应选择性增强,活性增加,稳定性提高。本文结合本课题组近年来的工作,对限域化学领域碳基功能材料的限域策略简要介绍,包括限域界面诱导、限域化学组装印刷及三维多孔受限体系,并阐述了其在催化、储能方面的应用。最后提出了限域化学未来发展面临的主要挑战,期望能为此领域研究提供参考。

• 表面修饰型铂基氧还原电催化剂研究进展

  吴光平,王 洪,师锦华,聂瑶

  氧气还原反应是燃料电池中的重要电极反应，但其动力学过程非常迟缓，需高度依赖资源稀缺、价格高昂的贵金属Pt。但Pt基催化剂不仅价格高昂，而且耐久性也不足，严重阻碍了燃料电池的产业化进程. 对Pt基纳米催化剂进行表面功能化修饰可有效优化和提升其氧还原活性和稳定性。本文系统综述了最近几年表面修饰型Pt基氧还原催化剂的最新研究，着重探讨了表面修饰物的选择、表面修饰的手段和策略以及表面修饰前后对催化剂氧还原性能的影响等比较，并指出该类型催化剂未来发展方向。

• 纳米黑磷的改性及其在光催化析氢领域的应用

  何硕,徐世敏,王驰,李凯,梅毅

  黑磷作为一种新型的二维材料,具有高载流子迁移率、强大的光吸收性、高比表面积以及各向异性等特点,在光催化领域表现出极强的应用潜力,如光催化析氢、光催化降解有机污染物和生物医学光热、光动力学治疗等。但黑磷存在易氧化且光生电子-空穴复合严重等问题,需要通过改性提高黑磷光催化剂的性能。本文综述了表面修饰、掺杂、复合以及构建异质结等黑磷改性方法,着重对黑磷基材料在光催化产氢领域的应用进行了详细介绍,并指出了黑磷基材料在光催化领域应用需要克服的问题并展望及前景。

• 葫芦[n]脲超分子水凝胶的研究进展

  何晓燕,师文玉,韩慧敏,董建第,芦雄

  超分子化学的发展一直是众多研究者所关注的一大热点，葫芦[n]脲作为第四代大环主体分子，为超分子化学领域的发展拓宽了道路。水凝胶是一种具有可拉伸性、生物相容性、环境响应性等多种优异性能的软材料。人们充分利用葫芦[n]脲优异的分子识别能力和配位能力，研究出了一系列具有特殊功能的超分子水凝胶材料。本文在结合葫芦[n]脲特点的基础上，着重论述了葫芦[n]脲水凝胶在功能性材料（包括刺激响应性、粘附性、自愈合性）、生物医学材料（包括药物传递、伤口敷料、仿生）、超分子发光材料等领域的研究前沿和动态，并且对葫芦[n]脲水凝胶的主要设计思路也进行了讨论。最后，针对当前存在的问题以及未来可能的发展方向对葫芦[n]脲水凝胶的研究前景做出了展望。

• 4-苯胺喹唑啉类化合物合成研究进展

  王婷,王征

  4-苯胺喹唑啉类化合物是一类具有广泛药理活性的属于喹唑啉类生物碱,在酪氨酸激酶受体(EGFR)抑制剂的研发中具有重要的作用。已经上市的此类药物有gefitinib和erlotinib等。此类化合物的合成都是经过喹唑啉酮中间体或不经过而直接环合成4-苯胺喹唑啉。苯甲醛及其衍生物被用作反应原料,两种合成路线都要经历对苯甲醛的硝化及硝基的还原两步反应。笔者经查阅资料,设计并验证了以苯胺为原料,经靛红中间体得到4-苯胺喹唑啉类化合物的新的合成路线。本文依据这两种合成策略综述了4-苯胺喹唑啉类化合物的合成方法,并对各种方法的优缺点进行了总结。对于进一步研究4-苯胺喹唑啉合成及设计具有药理活性的新化合物提供了文献参考。

• 刚棒线团分子的自组装研究进展

  刘景威,韩付虎,孙振豪,朴文香

  超分子化学领域的自组装研究是近年来研究的热点,对这种由一种或多种结构单元所自发聚集而成具有一定尺寸和结构的过程研究已经取得了重大进展。以亲水基团和亲脂基团为主要构成单元的两亲性分子在自组装领域中的表现优异于其他分子,其亲水的刚性棒状基团和疏水的柔性线团基团通过不同方法共同构成了各种类型的刚柔两亲性分子,而在水溶液中自组装而成不同结构与性能的聚集体又与两亲性分子的结构密切相关。目前,已报道的调控超分子自组装的方法大致可以分为两类,即外部刺激法和自身修复法。在超分子水平上通过精确调控分子的排列来获得具有特定结构的纳米级构筑在生物医药、微电子和高新材料等领域的应用均取得了重大进展。

• 固体氧化物燃料电池流道结构的研究进展

  刘艺辉,李世安,魏荣强,杨治,沈秋婉,杨国刚

  固体氧化物燃料电池（SOFC）以其燃料使用种类广泛、全固态、可以实现热电联产等特有的优势，广泛应用于家居、商业、工业热电联产和便携式用电设备等领域，是一种极具发展前景的绿色发电装置。连接体是固体氧化物燃料电池的重要部件之一，其流道结构直接影响反应气体的利用率以及燃料电池的排水及散热性能，对SOFC的综合性能有很大的影响，是SOFC的一个重要的研究方向。本文概述了SOFC的常见结构及其特点，包括平板式、管式和瓦楞式结构。并综述了近十余年来SOFC流道的设计与研究进展，以期对SOFC的流道结构设计和研究提供参考。

• 改性氧化石墨烯膜的制备及其性能研究

  刘 璇,周祝

  为了改善氧化石墨烯(GO)膜的低渗透性和不稳定性,本文采用过氧化氢对 GO 进行改性后抽滤成膜,并在不同温度下对膜进行热还原。采用超高性能全自动气体吸附仪、透射电镜、扫描电镜、拉曼光谱仪、接触角、X 射线衍射等对材料进行结构和形貌表征。分析不同 HGO( H2O2 改性 GO)负载量和不同温度热还原对 膜水通量和截留率的影响。 在优化条件(1mg HGO 负载量、120℃ 还原温度)下制备的膜的水通量(397. 8L?m-2? h-1?bar -1 )和截留率(90%)达到最佳;并且,热还原之后的HGO膜比GO膜和HGO膜有更好的稳定性。

• 原位制备SrSb2O6/g-C3N4新型二维异质结用于可见光催化降解四环素的研究

  任彦荣,沈金凤,杨军,全纹萱,曾寒露,刁悦,蒲红争,胡颖,王星雅,李园园

  本文采用高温固相原位制备新型二维SrSb2O6/g-C3N4异质结光催化复合材料,并将其用于可见光催化降解四环素的研究。通过粉末X射线多晶衍射和傅里叶红外反射光谱对其结构进行表征。光催化降解实验表明,异质结复合材料较母体g-C3N4和SrSb2O6而言,光催化效率均得到了提升。其中,异质结样品SSO-CN-2对四环素溶液具有最优的光催化降解效率,其降解率在240 min内达到62%,分别是母体g-C3N4和SrSb2O6的2.5和46倍。光催化动力学实验表明其降解曲线符合赝一级动力学模型,速率常数为0.00392 min-1。进一步,循环实验表明,在异质结样品具有较高的光催化降解和结构稳定性。活性自由基捕获实验表明超氧自由基负离子()是主要催化反应活性物种,光催化机理可用半导体异质结Type-II类型得到解释。

• Bi4O5Br2光催化剂的制备及可见光降解卡马西平的活性研究

  毛晓明,李敏,刘晨,秦永燕

  通过水解法合成了Bi4O5Br2光催化剂。通过XRD，SEM和DRS等手段对催化剂的结构、形貌和光吸收性质进行了表征。结果表明催化剂呈不规则片状结构，其带隙能为2.1 eV，且价带电位EVB和导带电位ECB分别为2.61 eV和0.51 eV。基于反应原理和表征结果，提出了催化剂形成机理。在可见光照射下，Bi4O5Br2对卡马西平表现出高效的光催化氧化活性，光照120 min后，卡马西平的降解率超过90％，反应动力学速率常数k达到0.018 min-1。捕获剂实验结果表明卡马西平降解过程中的主要活性物质是光生空穴(h +)和超氧自由基阴离子(?Oˉ 2)。致畸作用实验结果表明，可见光照射120 min后，卡马西平溶液基本上没有污染。此外，Bi4O5Br2光催化剂在光催化降解卡马西平过程中表现出较高的化学稳定性和可重复性，表明其具有实际应用的潜力。

• 新型苯并噻唑类探针的合成及其对S2-的荧光和比色检测

  黄小倩,陈世君,马晓东,侯士聪

  本文设计合成了一种基于ESIPT机理的苯并噻唑类荧光探针TZ-1,并对其结构进行了表征。实验结果表明,在DMSO/PBS(10 mM,1：1(v/v),pH=7.4)溶液中,探针TZ-1具有高选择性并可在3s内实现荧光“off-on”识别S2-,检测限为81 μM,pH适用范围为6～12。在365 nm紫外灯照射下,由无荧光变成橙色荧光。此外,加入S2-后探针TZ-1的DMSO/PBS溶液由无色变为浅黄色,通过裸眼即可识别S2-。

• 一种近红外发射荧光探针的合成及其荧光增强识别Hg2+

  宋文琦,陈琳,钟克利,侯淑华,边延江,汤立军

  汞离子(Hg2+)由于毒性以及容易对环境和人体造成损害,其检测越来越受到人们的重视。本文基于4-(二乙氨基)水杨醛,设计合成了一种近红外发射荧光探针L,该探针在MeCN/HEPES（2/8, V/V, pH = 7.4）缓冲溶液中可高选择性荧光增强识别Hg2+,具有简便的合成,较好的抗干扰能力,近红外发射(660 nm),较宽的pH适用范围。应用研究表明,探针L能检测真实水样中的Hg2+,在水环境中检测Hg2+具有潜在的应用价值。

• 4′-甲基-7-(2-萘磺酰基)大豆素的细胞吸收及代谢研究

  李斌,连重福,刘学强,焦艳晓,彭游

  对新型大豆素萘磺酸酯衍生物（DD）的细胞吸收和代谢变化进行研究，并根据实验结果预测其可能存在的体外代谢途径。利用高效液相色谱法（HPLC）对衍生物DD在人主动脉血管平滑肌细胞（HAVSMCs）内的吸收和利用率进行研究，并利用液相色谱-质谱联用技术考察其细胞代谢变化。人主动脉血管平滑肌细胞对化合物DD的吸收率达到了74.3%，远远高于大豆素（DZ）的细胞吸收率。细胞代谢研究表明，化合物DD中4"-和7-位上的取代基影响其代谢途径和代谢产物。与4"-位的甲基相比，衍生物DD的7-位的萘磺酰基更容易水解。对药物分子进行适当的结构修饰和改造，可以增强药物分子的脂溶性，进而提高药物分子在细胞中的吸收利用率，说明药物的吸收利用率与其理化性质密切相关。

• 前胡内酯肟酯衍生物的合成及其抑制乙酰胆碱酯酶活性评价

  於 祥,陈娅芳,李波,邰小正

  本论文以香豆素类化合物前胡内酯为先导化合物，设计合成了12个前胡内酯肟酯衍生物，所有目标化合物经熔点、1H NMR和MS进行结构确证。体外抑制乙酰胆碱酯酶活性结果表明，在1μmol/mL浓度条件下，目标化合物4a和4k对乙酰胆碱酯酶具有较强的抑制活性，其抑制率分别达到58.05%和66.27%。初步构效关系表明，引入吲哚杂环能显著提高前胡内酯对乙酰胆碱酯酶的抑制活性。通过分子对接方法考察了化合物4k与乙酰胆碱酯酶酶结合的模式，发现目标化合物可以和乙酰胆碱酯酶的催化活性中心部位显著结合。

• 7-氮杂吲哚N-氧化物的区域选择性脱氧硫醚化反应

  高 灿,王 星,吴 益,徐 冉,陈岩勤,陈 瑞,汤 磊,王 聪

  本文开发了一种3-硫代-7-氮杂吲哚衍生物的合成方法。研究发现，在30%的I2的催化作用下，磺酰肼和7-氮杂吲哚N-氧化物在正丁醇中110 °C条件下反应以53%-86%的产率得到硫醚化产物。该反应有较好的区域选择性和底物适应性。并具有反应时间较短，绿色环保和操作简便等优点。

• 咔唑-磷酸酯阻燃剂的合成及阻燃聚碳酸酯应用

  王 学,于水欢,姚哲侃,谢 娟,黄 鸿,苗志伟

  聚碳酸酯(PC)作为一种重要的有机高分子材料,被广泛应用于汽车装饰、电子电器和生活日用品生产中,由于聚碳酸酯自身阻燃性能级别低,因此在实际应用中必须进行阻燃处理。本文针对聚碳酸酯的阻燃需求,设计合成了结构新颖的咔唑-磷酸酯阻燃剂,测试结果显示咔唑-磷酸酯具有良好的阻燃性能,能够作为聚碳酸酯阻燃材料使用。