化学通报杂志

化学通报杂志2022年第2期

• 反式钙钛矿电池超薄空穴传输层研究进展

  李二鹏,吴永真,朱为宏

  空穴传输层(HTLs)对反式钙钛矿太阳能电池(PSCs)性能具有重大影响,因其显著影响太阳光透过、钙钛矿结晶以及界面电荷提取、输运、复合等性能。几个纳米至十几个纳米厚度的超薄HTLs在减少寄生吸收、降低电荷传输损失和材料成本等方面具有明显优势。目前,有许多成熟的制备超薄无机HTLs的方法,并在反式和叠层PSCs中得到广泛研究与应用。最近,一些关于有机超薄HTLs的新型制备方法也展现出良好的性能并逐渐引起相关领域研究者关注。在此,本文主要总结反式PSCs中超薄HTLs的研究进展与应用,关注其未来发展的挑战和方向,为该领域进一步的研究提供参考。

• 共轭聚合物光电探测器研究进展

  叶智杰,陈宇

  相较于传统无机半导体材料，有机共轭聚合物半导体具有响应光谱高度可调、质量轻、可大面积制备、与柔性基板兼容等优点，其作为光活性层在下一代可穿戴光电探测器的应用中显示出巨大的应用潜力。共轭聚合物具有多样化的结构设计，不同的分子结构对其光物理化学性能可进行灵活调控，进而展现出各具特色的光电特性。同时，通过结构优化亦可赋予共轭聚合物优良的溶液加工性能，简化其器件制备工艺。本文简要介绍了共轭聚合物光电探测器的工作原理及其相关参数，根据聚合物主链结构单元的不同，分别对各类有机共轭聚合物材料在光电探测领域的最新研究和应用进展进行综述和分析，探讨了共轭聚合物构效关系、器件结构等对光电探测性能的影响，并对其现有不足和未来发展进行展望，以期能促进共轭聚合物光电探测器的进一步发展。

• 核酸适配体功能化纳米界面用于循环肿瘤细胞捕获与释放

  岳琳琳,彭鑫鑫,李巧凤,张国军,杨帆

  循环肿瘤细胞(CTCs)是肿瘤研究和临床癌症诊断中的重要对象,也是“液体活检”的重要标志物。CTCs携带着肿瘤组织的遗传和表型信息,有助于肿瘤的早期诊断、个体化治疗和预后监测。然而,CTCs是一种极其罕见的细胞群体,在癌症患者外周血中十分稀少,这对从患者血液中分离CTCs并无损释放进行下游分析提出了挑战。目前,基于CTCs的物理和生物学特性已经发展了许多分离和富集CTCs的策略。为了克服目前CTCs捕获的常规界面局限性,具有独特性能的纳米界面应运而生,特别是利用多功能的“化学抗体”核酸适配体作为细胞识别元件。在此,综述了适配体功能化的多维(从零维到三维)纳米结构界面分离和释放CTCs的重要进展,并讨论了纳米界面与微流控相结合的优势。

• 表面增强拉曼光谱技术在快速、灵敏检测食源性致病菌中的应用

  朱晓英,赵堉文,张泽帅,朱贝贝,李正,王海霞

  食源性致病菌的快速、灵敏检测是食品和药品安全领域关注的重点。表面增强拉曼光谱（SERS）技术凭借其检测速度快、信息丰富、灵敏度高、无损等优势在食源性致病菌的快速、灵敏检测中受到广泛关注。本文从SERS检测基底材料入手，综述了液相基底、刚性固相基底、柔性固相基底等材料的特点和性能，并对其在致病菌快速、灵敏检测中的应用进行总结，为SERS技术在食源性致病菌的进一步快检应用提供思路和借鉴。

• 壳聚糖及其衍生物递送miRNA/siRNA的研究进展

  孙玥,丁威豪,黎白钰,王晓强

  微小RNA（microRNA）和小的干涉RNA （small interfering RNA）是两类具有调节基因表达功能的内源性非编码性小RNA分子。它们已成为多种疾病的潜在治疗药物，逐渐被应用于基因治疗中，而将小RNA应用于基因治疗亟需一种安全高效的递送载体。壳聚糖及其衍生物作为一种可降解、低细胞毒性的递送载体，在递送小RNA方面具有极大的潜力。本文介绍了近年来壳聚糖及其衍生物纳米微粒作为递送miRNA和siRNA载体的制备及应用的相关进展。

• 电化学部分氟化芳基研究进展

  李中婧,吕圣吉,牟钊彪,张凯强,李子婧

  含氟芳香化合物具有生物活性好、稳定性高、易被生物体代谢等优点,在医药和农药领域有着广泛的用途。目前芳基部分氟化的方法主要分为依赖于氟化试剂的亲电氟化方法以及反应条件苛刻甚至需要过渡金属催化的亲核氟化方法,这些方法操作繁琐并且污染环境。电化学氟化将“电能”作为一种“强氧化剂”来实现氟化反应,是一种直接、绿色且温和的氟化手段,避免了危险强氧化剂的使用,是现代氟化学发展的重要方向之一。本文重点介绍电化学部分氟化方法在不同类型芳香化合物中的应用,讨论有机溶剂对部分氟化的产率和区域选择性的影响,并介绍了利用电化学手段进行芳香化合物的18F标记的应用。

• 可见光促进的偕二氟烯烃制备与应用研究进展

  荆祺,孙京

  偕二氟烯烃化合物在医药、材料、精细化工等领域具有广泛地应用，同时也是一类非常重要的有机合成中间体用于制备各类复杂的有机氟化合物。可见光催化反应具有条件温和，绿色清洁等特点，已经成为有机化学中非常重要的合成手段之一。本文综述了近年来可见光促进的偕二氟烯烃化合物的制备及其在有机合成化学中的应用。

• 聚合物微观结构对聚合物电解质膜性能的影响

  付凤艳,邢广恩,王晓红,高志华,牛丽丽

  聚合物的微观结构是设计具有优异的电化学性能的聚合物电解质膜的基础。在电解质膜中,相分离结构形成的离子簇和离子通道可以影响膜在高温低湿度条件下的离子传导和水的传输,这种结构形成的形貌也可以影响膜的吸水率、溶胀度、碱稳定性等性能。近几年来,人们对于具有微观相分离形貌的聚合物电解质膜的合成和形貌开展了很多研究。本文主要综述了无规共聚物,嵌段共聚物和接枝共聚物等聚合物电解质膜的结构和性能的关系。

• 改性植物生物炭去除水中四环素类抗生素的研究进展

  胡娴,马莎莎,姚丽贤,白翠华

  四环素类抗生素滥用和缺乏有效去除技术导致广泛残留并诱导产生耐药细菌，已成为世界环境问题之一。植物生物炭具有来源广、成本低、易制备、资源利用和环境友好等优点，在环境修复领域，特别是抗生素污染物去除方面备受关注。本文综述了改性植物生物炭对四环素类抗生素的去除效果，讨论环境因素对改性生物炭性能的影响并深入探讨去除机制，分析目前植物生物炭改性过程中存在的局限性，并展望未来改性方向。

• 水中药物和个人护理品分析方法研究进展

  刘玉灿,朱玉良,纪现国,王 颖,张 岩,孙洪伟,袁 江

  随着社会经济发展水平的提高和医疗条件的改善，药物和个人护理品（PPCPs）的使用种类及总量均显著增加,造成环境中PPCPs的残留浓度不断升高，进而会对水环境生态安全及人类和动植物的健康造成潜在危害和严重威胁。由于开发建立快速、灵敏、高效的PPCPs定性、定量分析方法是探究其存在、去除及毒性的前提,因此本文对水中PPCPs 分析方法（预处理方法和检测方法）的原理及优缺点进行了综述，并对其发展方向与趋势进行了展望。通过对比分析可知,固相萃取（SPE）是目前最常采用的预处理方法，超声乳化萃取技术（USAEME）具有更好的回收率，QuEChERS法具有样品富集倍数大、回收率高的特点；LC、GC与MS或MS/ MS的联用仪为目前最常使用的PPCPs检测设备；开发快速、高效、准确的PPCPs析方法，仍是今后研究的重点方向。

• 小檗碱C(9)位硫辛酸酯类化合物的设计合成及量子化学计算研究

  李博洋,闵清,王刚,邵开元,胡文祥

  摘要 目的：现代医学研究证实，小檗碱具有显著的降糖活性和临床安全性。目前，临床应用的降糖药物能够有效控制血糖，但使用不方便，副作用的问题难以避免，且对胰岛素分泌不足、胰岛素抵抗等问题研究少之甚少。方法：本文以小檗碱为先导化合物，对小檗碱C(9)进行结构修饰，并在相应的位点引入具有抗氧化作用的硫辛酸，设计合成了小檗碱 C(9) 位硫辛酸酯及其类似物，以期希望能够合成出一种具有双功能双位点的新型降糖药物，已到达修复和改善胰岛功能。结果：本文共合成2个小檗碱硫辛酸酯衍生物，且均未见文献报道，并用 LC-MS、1H-NMR、13C-NMR对其结构进行了表征。中间体9-O-取代基类BBR的合成是反应中关键一步，通过量子化学计算比较三种试剂的亲电反应能力，通过比较1,2-二溴乙烷亲电能力最高，其次是2-溴乙醇，最低的为环氧乙烷，为后续中间体的合成工艺提供初步理论依据。

• 硒催化羰基化合成苯并噻唑-2-氨基甲酸酯

  张晓鹏,朱奕菘,牛雪利

  以非金属Se为催化剂，以CO替代剧毒光气及其复杂衍生物作羰基化试剂，以O2为氧化剂，经2-氨基苯并噻唑与醇发生“一锅法”的硒催化氧化羰基化反应，开辟了一条经济、绿色、简便、高效的合成苯并噻唑-2-氨基甲酸酯类化合物的新途径。研究了反应温度、压力、醇的用量及碱的种类等因素对生成苯并噻唑-2-氨基甲酸酯的影响，获得了实施该反应的优化条件，提出了可能的反应机理。在优化条件下，2-氨基苯并噻唑能与一系列醇顺利发生氧化羰基化反应，以70%~94%的收率得到苯并噻唑-2-氨基甲酸酯类化合物。

• 硼、氮掺杂的二硫化钼用于氧还原电催化研究

  左玲霞,权菲芸,王佩,苟国敬

  对于碱性燃料电池的阴极反应,开发具有优异催化性能的新型催化剂至关重要。本工作采用一种简单的热解方法合成了硼、氮掺杂的二硫化钼(B, N-MoS2)材料并将其应用于氧还原(ORR)电催化分析。通过循环伏安法(CV)与线性扫描伏安法(LSV)等电化学分析方法,采用旋转盘电极(RDE)与旋转环盘电极(RRDE)等技术测试了该材料的氧还原催化活性,测试结果表明,制备的B, N-MoS2材料提高了ORR电催化活性与稳定性,而且是一个近4 e-的路径。本工作为进一步深入研究燃料电池阴极氧还原催化性能的提高奠定了基础。

• 油酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚微乳液体系的研究

  张云,刘琪灵,许虎君,林良良,黄璞,许泽洋

  以油酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚作为乳化剂制备水包油型微乳液。通过拟三元相图、粒径大小及粒径分布确定较优配方：复配表面活性剂（由油酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚和吐温20组成）的亲水亲油平衡值（HLB值）为15，助表面活性剂为正丁醇，复配表面活性剂与助表面活性剂的质量比（Km值）为1，混合表面活性剂与正辛烷的质量比（S/O值） = 1∶1，水添加量70%。此时该微乳体系平均粒径为18.6 nm，多分散指数（PDI值）为0.206。当微乳体系含水量大于70%时，可形成水包油型微乳液。透射电镜照片显示，此时微乳液滴分布均匀，呈球形。较优配方的微乳液具有良好的离心稳定性和耐高温性。

• 差分拉曼光谱结合SVM对便签纸的鉴别分析

  刘津彤,张岚泽,姜红,陈相全,段斌,刘峰

  基于差分拉曼光谱技术与支持向量机(Support Vector Machine, SVM)模型,提出了一种对便签纸类检材的快速可视化鉴别方法。实验获取了40组不同品牌便签纸样本的差分拉曼光谱数据,利用BP神经网络和差分技术完成谱图的除噪与基线校正后,借助F检验与主成分分析提取谱段信息,构建出支持向量机分类模型。实验结果表明,当设置Linear为SVM模型的核函数时,可以实现对样本测试集的完全准确划分,K折交叉验证的结果理想。相比于传统聚类分析手段,本方法可以在原始高维光谱数据中筛选出有效特征矩阵,且SVM模型兼具高效性和准确性,为公安实践中纸张类物证的区分鉴别提供一种新思路。

• GABAA受体激动剂PF0713的合成

  郝帅帅,郑璐,陈寅,张桂森,吴庆昆

  2, 6-二((R)-仲丁基)苯酚（PF0713）是在丙泊酚的基础上开发的一种新型烷基酚类静脉麻醉类药物。本文以邻仲丁基苯酚和1-氯-2-丁烯为起始原料，经过一系列反应包括烃化反应，Claisen重排反应和氢化反应以59.2%的收率得到2，6-二仲丁基酚，后经手性拆分得到PF0713，其结构经1H NMR、13C NMR和LC-MS确证。

• 取代嘧啶衍生物抗前列腺癌活性的3D-QSAR研究

  冯 惠,尚玉龙,冯长君

  运用比较分子力场分析(CoMFA)方法，建立18种取代嘧啶衍生物抗前列腺癌活性(pM)的三维定量构效关系。训练集中15个化合物用于建立预测模型，测试集13个化合物(含10号模板分子和新设计的9个分子)作为模型验证。建立的CoMFA模型的交叉验证系数(Rcv2)、非交叉验证系数(R2)分别为0.344、0.935，说明所建模型具有较强的鲁棒性和良好的预测能力。该模型中立体场、静电场贡献率依次为71.6%、28.6%。影响取代嘧啶衍生物抗前列腺癌活性(pM)的主要因素是取代基的疏水作用和空间位阻，其次是取代基的库仑力、氢键及配位。基于此研究结果，设计了9个新化合物，其抗前列腺癌活性有待医学实验验证。