化学通报杂志

化学通报杂志2022年第12期

• 聚合物水凝胶电解质基超级电容器-聚合物构效关系

  杨乐意,刘 乔,陈重一

  超级电容器是一种具有高功率密度、宽工作温度范围和出色循环稳定性等优点的新型储能设备。聚合物水凝胶因优异的离子电导率和力学性能,被广泛应用于新一代高性能超级电容器领域。其作为准固态电解质材料,能够克服电解液泄漏对电路造成的损害,同时促进器件的轻量化和集成化。本文以聚合物水凝胶的化学结构为切入点,综述了水凝胶电解质的结构对其力学性能及电化学性能的影响,并展望了其在超级电容器中的发展趋势。

• 荧光银簇的制备、性能及应用研究进展

  郭永艳,卢良旺,谢婷,张璐,田雁飞,杨萍

  银簇是一类粒径为1-2 nm的银纳米材料,其除具有特殊的光、电、磁及催化等性能,还具有低毒、强荧光、生物相容性等特殊的物理、化学等特性。因此被广泛应用于生物检测、环境监测等领域。以银簇为研究对象,对银簇的制备、银簇的性能和银簇的应用进行综述。总结了荧光银簇的制备、性能和应用方面的最新研究进展。

• 多孔氧化物块体材料的制备及其对重金属离子吸附研究进展

  罗进,彭陈亮,王观石,罗嗣海,郑嘉辉

  目前去除重金属离子的方法较多,其中吸附法因操作简单、经济性好而被广泛使用。多孔氧化物块体材料作为新兴的吸附材料具有比表面积高、机械强度高及可回收性好等特点,但吸附选择性差以及孔结构单一的缺陷限制了其在水体重金属处理中的应用。本文详细叙述了多孔氧化物块体材料的多种制备方法,并分别讨论了各方法的优势及其不足。介绍了近几年研究较多的多孔氧化物块体材料及其制备方法与特性。最后,对多孔氧化物块体材料对 Pb、Cd及 Cr等重金属离子吸附性能的影响因素及改善措施方面进行了总结分析,并指出多种材料的复合、材料表面的接枝改性及分级多孔结构的构建会增强对重金属离子的吸附性能。期望本文为多孔氧化物块体材料的制备及其在重金属离子吸附方面的应用提供参考。

• 钯合金膜分离纯化氢同位素的研究进展

  康海涛,姚春艳,吴展华,杨小军

  钯合金膜因其具有优异的透氢性能及良好的化学和热稳定性，已被广泛应用于氢同位素的分离纯化领域。而PdAg和PdY合金膜在众多钯合金膜中透氢性能出色备受关注。本文比较了PdAg、PdY等多元钯合金膜的透氢性能及抗中毒情况，总结了PdAg复合膜的制备方法及透氢选择性，重点介绍了钯合金膜分离氢同位素的研究进展，并对钯合金膜的未来研究方向进行展望。

• 联炔环化反应研究进展

  涂星宇,苗志伟

  联炔是一种具有较高反应活性的有机合成中间体,与单炔相比联炔具有共轭结构和更多的反应活性位点,既能够作为四合成子构建单环化合物,也能够发生串联环化反应形成多环化合物,因此成为有机化学家的研究热点。本文综述了近年来联炔环化反应的研究进展,并对该领域未来的发展方向进行了展望。

• 双黄酮类化合物的合成研究进展

  许颖,王雨情,付纪源,黄玉玲,孙宇琪,刘冰,陈宁,刘颖杰,于蕾,王海峰

  双黄酮类化合物属于黄酮类化合物，具有很多的药理活性如：抗氧化、抗肿瘤、抗炎和抗感染等，许多研究表明双黄酮类化合物的抗氧化、抗炎及抗肿瘤作用优于单黄酮类化合物。由于其独特的分子结构和广泛的药理活性，日益增加的需求使得越来越多的研究者们开始研究其合成方法。为提高双黄酮类化合物的生物利用度，本文对双黄酮类化合物的合成方法及其药理活性进行综述，并对各种方法的优缺点进行总结，为进一步研究合成与设计具有药理活性的双黄酮类化合物提供参考，为新药研究与开发提供更加简便高效的方法。

• Mn4+、Zr4+掺杂ScTaO4深红色荧光粉的制备及发光性质的研究

  王珊,张粟,李晓东,刘爽,李成宇

  采用高温固相法制备了Mn4+单掺及Mn4+ - Zr4+共掺杂ScTaO4发光材料。利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子顺磁共振（EPR）以及光致发光光谱(PL)等手段研究了样品的结构、形貌、锰离子价态以及光致发光性质等。详细研究了掺杂Mn离子的价态、Mn离子发光的浓度猝灭和温度猝灭机理。研究发现Mn掺杂的ScTaO4荧光粉在655 nm处有较强的深红色发光，该发射来自Mn4+的2Eg → 4A2g跃迁。当Sc1-xTaO4: xMn4+中Mn4+离子掺杂浓度x为0.005，此时发光强度最大。Mn4+、Zr4+共掺不仅能有效提高Mn4+的发光强度而且可以减小其温度猝灭效应。Zr4+共掺杂造成的发光特性改变，为新型Mn4+掺杂荧光粉的设计和发光性能的调节提供了有价值的参考。

• g-C3N4/CeO2异质结材料的制备及其光催化性能的研究

  张茜,梁海欧,李春萍,白杰

  以三聚氰胺,硝酸铈等为原料,通过高温煅烧法制备了不同CeO2含量的片层状的g-C3N4/CeO2,通过XRD, FT-IR,XPS,UV-Vis DRS等对系列g-C3N4-CeO2材料进行了表征,考察了材料在可见光下(λ≥420nm)条件下降解盐酸四环素(TC)的光催化活性。与单纯的g-C3N4相比,g-C3N4/CeO2-30%具有更优异的光催化性能,这是由于g-C3N4-CeO2间的异质结作用促进了光生电子和空穴分离,同时复合材料增大的比表面积可以提供更多的反应位点。自由基捕获实验证实了.O2-在催化反应过程中起到主要作用,并提出了相应的光催化机理。

• 石墨烯修饰的复合热界面材料的热性能研究

  唐波

  采用还原氧化石墨烯(RGO)和三维网状石墨烯(3DGN)修饰环氧树脂,制备高性能的复合热界面材料(TIM)。其中,3DGN为声子提供了快速输运网络,而RGO则显著增强石墨烯导热填料与环氧树脂基材界面处声子的传输能力。RGO表面官能团的类型对样品的热性能有显著影响,羧基是促进界面区域声子传输的最佳选择。优化RGO(20 wt%)和3DGN(10 wt%)的质量分数后,样品的导热系数达到6.5Wm-1K-1，是本征环氧树脂的32倍。此外,复合TIM的拉伸极限也达到280%。

• 基于龙胆苦苷的二吲哚甲烷类拟单萜吲哚生物碱类似物合成及其抗肿瘤、逆转紫杉醇耐药活性研究

  陈岳巍,李江,邓璐璐,马锦鸿,杨发荣,郝小江,穆淑珍

  以环烯醚萜类化合物龙胆苦苷为合成模块,利用拟单萜吲哚生物碱的仿生合成途径和组合化学的研究思路,与色胺类衍生物(吲哚结构的活性单元片段)通过缩合反应,首次合成了23个二吲哚甲烷类拟单萜吲哚生物碱类似物。利用核磁共振波谱(NMR)和高分辨质谱(HRMS)等谱学手段对合成化合物的结构进行了表征,并初步评价了其抗肿瘤活性和逆转耐药活性。活性结果表明,化合物4i脱掉糖基保护基后的化合物5i对3种肿瘤细胞系(TE-1,CAL-62和FaDu)的抑制作用强于阳性对照盐酸阿霉素(Dox)。通过与紫杉醇的联合用药,发现部分化合物如4m、4n、4o、4r等能够有效降低人肺癌细胞紫杉醇耐药株A549/Taxol对紫杉醇的耐药性,具有良好的逆转耐药潜力。

• 竞争还是协同：分子内两类磷键Sb---X(X=O、N、F)和Sb---π的关系

  刘永旭,姜先凯,苗军舰,颜娟

  本文通过选取多个双官能团有机分子(甲氧基甲基苯(1)、苄基二甲胺(2)、氟甲基苯(3))和无机分子SbCl3,利用密度泛函理论详细考察了两类分子内磷键,Sb---X(X=O、N、F)与Sb---π之间的作用关系。研究结果表明,分子内均存在两种作用,并且二者是竞争关系,不存在协同性。分子1、2、3的结合能依次为-14.0、-17.0、-9.0 kcal mol-1。对于1,结合以Sb---O键为主,Sb---π为辅；对于2,结合基本均来自于Sb---N作用；而对于3,结合则以Sb---π作用为主。该结果体现了相互作用随原子序数的渐变性,为通过磷键调控体系的性质提供了理论依据。

• 新型二氢卟吩类光敏剂的设计及理论计算研究

  张 喜,王柳,赵建章,赵伟杰

  本文采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）方法对一系列具有π共轭结构的二氢卟吩类光敏剂进行了理论模拟研究，计算了此类衍生物的吸收光谱特征、分子内电荷分布特点以及三重激发态特性。结果显示，在二氢卟吩大环结构中共轭引入给电子芳香基团（对甲氧基苯基），可使化合物（B2）的Q带吸收发生红移，分子内负电荷聚集增强，减小单重态-三重态能级差（ΔEST），有利于发生系间窜越，使单线态氧产量增加，导致强效的肿瘤生长抑制。并且在B2分子大环中心配合Pd原子会进一步减小ΔEST。因此，对于二氢卟吩类光敏剂，引入给电子共轭基团并配合金属原子是提高其PDT治疗效果的有效改进策略。

• IL-18与IL-18R分子对接计算发展模拟蛋白质互作研究方法

  冯悦,邱菊辉,贺佳佳,王伯初,冯莹柱

  研究蛋白质互作的化学生物学方法主要有荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer, FRET)、酵母双杂交(Yeast two-hybrid technology, YTH)、免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation, Co-IP)等。在此基础上，为了发展一种新的研究生物大分子互作，特别是膜蛋白相互作用的定量计算方法，依据前期研究发现，应用ELISA方法与QAH-NEU-1定量芯片技术检测NLRP2:ShRNAs慢病毒(Lentivirus)感染人脑微血管内皮细胞(Human brain microvascular endothelial cells, HBMEC), 敲除(Knocking down)NLRP2基因后的IL-18的分泌量与对照组比较, 显著提高(IL-18: 998 pg/mL)，表明它在炎症免疫中起关键调控作用。本文采用高性能的Discovery Studio 2021(DS2018R2)大分子计算模拟软件，在RCSB PDB数据库中调用蛋白质文件建立其立体结构，应用ZDOCK程序算法探究IL-18亚基(AB亚基或B亚基)与IL-18R互作的空间结构与构象变化，计算找到了相互作用界面的氨基酸的一级序列与二级结构，以及它们之间的相互作用力，并用拉氏图评估对接构象，研究发现B亚基在IL-18与IL-18R的结合中起主要作用。该计算方法与实验方法比较，可快速找到蛋白-蛋白相互作用的构象空间，优化膜蛋白互作的精度；能从原子与量子水平探究细胞因子与膜蛋白受体的互作；更深入解析分子机理，数据精确定量。研究结果表明本文应用ZDOCK算法建立了通过计算模拟膜蛋白生物大分子互作的新领域，为细胞因子与化学因子的多肽类药物开发提供新的思路; 为细菌病毒感染/肿瘤疾病的防治提供科学理论依据; 在分子识别，神经元网络深度学习，生物信息处理领域具有广泛的应用。

• 纳米白藜芦醇脂质体的物理化学稳定性研究

  陈甚娜,王珊,耿丽娜,张建军

  纳米载药脂质体的物理化学稳定性，是其实际应用中的关键问题。文章采用薄膜旋转蒸发法-超声法制备了白藜芦醇纳米脂质体（RES-Lip），采用透射电子显微镜观察其微观形貌，并考察RES-Lip的物理化学稳定性。通过电导法测定了RES-Lip的相变温度（Tm），及其在凝聚过程的凝聚速率常数（Kco）和表观活化能（Eco）；采用动态透析-紫外分光光度法，研究了温度和pH对RES-Lip降解的影响。结果表明，RES-Lip为球形囊泡结构，粒径小于100 nm；RES-Lip的相变温度为64℃；凝聚速率常数Kco随体系温度升高而升高；表观活化能Eco为86.056 kJ/mol；RES-Lip的降解符合一级动力学模型，降解的表观活化能Ea为59.3157 kJ/mol，降解过程是吸热、自发、熵增过程。本实验制备得到的RES-Lip在4℃、pH=7.40的条件下储存，稳定性较好。

• 传统铜化合物制备实验教学的重新设计

  王志飞,陈金喜,姜勇

  如何结合新时代大学生核心素养培养,特别是化学学科核心素养内涵的新要求,对传统基础无机化学实验进行重新设计与改进显得十分必要。在本论文中,我们以传统的铜盐制备实验为基础,重新设计了一个包括产物合成、性质鉴定及成分分析在内的综合性实验。该实验以碱式碳酸铜为原料,合成了两种化合物：醋酸铜与氟硼酸二(N,N-二乙基乙二胺)合铜。通过这两种化合物的对比制备,加深学生对无机盐合成方法,特别是其中涉及的结晶过程理解,夯实其基本实验技能。同时,利用化合物的颜色变化,特别是配合物热致变色实验,强化他们对晶体场理论的认识。此外,将碘量法这一传统滴定分析方法,融入原料碱式碳酸铜的组成分析中,使该实验成为一个集无机与分析于一体的综合实验。上述改进将有利于培养学生科研思维与创新能力,特别适合低年级本科生开设(8学时)。