化学通报杂志

化学通报杂志2022年第4期

• 防冰材料研究进展及其在风电领域的应用展望

  梁镇宇,朱志成,韩毅平,李存义,龚伟,李嘉鑫,王占辉,张宏强,贺志远,王健君

  新型防冰材料在风力发电领域具有非常广泛的应用前景。风机叶片表面的覆冰现象通常与冰的成核和冰生长两个因素息息相关。本文总结了本课题组在防冰材料方面的研究进展,包括抑制冰成核、防止冰生长、降低冰粘附力,以及在低温与高湿等极端环境下具有光热除冰性能的防冰涂层制备。防冰材料技术的进步势必极大的促进风电行业的发展,对我国的经济转型和能源结构调整具有重要意义。

• 自修复超疏水涂层材料研究进展

  李彪,陈香李,李康康

  超疏水涂层材料具有自清洁、减阻、防雾、防黏附等特点,被广泛应用于防腐涂层、管道运输、油水分离等领域。但超疏水涂层材料在使用中由于物理磨损和化学腐蚀等原因易使其丧失超疏水性能,限制了其在工业中的实际应用,自修复超疏水涂层材料应运而生,成为近年来的研究热点。本文综述了自修复超疏水涂层材料的最新研究进展,总结并对比了外援型自修复超疏水涂层材料和本征型自修复超疏水涂层材料的优缺点,同时对该领域的未来发展前景进行了简要展望。

• 超高温(200-250 ℃)聚合物电解质膜燃料电池的机遇与挑战

  王慧萍,杨楚杰,Felix Kwofie,张爱京,江胜娟,唐浩林,蒋三平,程义

  低温质子交换膜燃料电池的商业化受到高纯度氢气制取、储存、运输及加注的制约。将燃料电池工作温度提高到200-250 ℃可显著提高电极动力学，提高对一氧化碳等杂质气体的耐受性，降低氢气制取成本，简化水和热管理，为燃料电池提供更多燃料选择，使得高温质子交换膜燃料电池有望实现原位甲醇重整制氢系统与燃料电池系统的无温差耦合，同时较高的运行温度为直接甲醇燃料电池和非贵金属催化剂替代铂基催化剂提供了有利条件。但超高温（200-250 ℃）聚合物电解质膜燃料电池的发展依然面临着艰巨的挑战，为促进超高温聚合物电解质膜燃料电池的发展，本文将系统总结近年的相关进展，探讨超高温聚合物电解质膜燃料电池面临的机遇与挑战。

• 金属有机骨架材料在气体分离膜中的应用

  高明,朱元璐,闫江毅,王北福

  金属有机骨架材料(metal organic frameworks,MOF)是一种新型材料,有着比表面积高、孔径可调等优点,以此为基础制备MOF膜克服了MOF材料界面相容性和热稳定性差的缺点,在气体分离领域具有良好的应用前景。本文介绍了MOF膜的功能层应用、物理共混、界面聚合、以及接枝改性,简述了每种方法对不同气体的性能提升,对分离性能的提升进行了机理分析,对比了每种方法的优点以及存在的缺陷,最后,指出MOF膜的界面聚合是未来的发展方向,并对今后的研究提出了建议。

• 脂质纳米颗粒的制备及在基因治疗中的应用

  张庭瑜,唐紫晴,李庆,覃勇莎,苏玉,支德福

  基因治疗，已经成为人类治疗疾病的一种重要手段。然而，为了将基因药物用于临床，需要更加复杂的递送系统。脂质纳米颗粒（LNPs）系统是目前领先的非病毒递送系统，在治疗诊断学方面取得了许多令人鼓舞的进展，其具有实现基因药物临床治疗应用的潜力。由于LNPs纳米尺寸的优势及类脂化合物的生物相容性和生物降解性，LNPs能够克服阻碍基因药物应用中的障碍，安全而有效地递送核酸进入细胞，已经被广泛地应用于药物递送中。通过改进LNPs的制备方法、合理设计类脂化合物结构或优化LNPs配方将增加LNPs在基因治疗肿瘤以及其他疾病中的应用潜力。主要简单介绍LNPs的制备方法及在基因治疗中应用的最新进展。

• 天然糖类纳米药物传递系统的研究进展

  吴怡,王新敬,尚宏周,孙晓然

  纳米技术作为影响未来人类生活的世界三大新兴科技之一，其与药物传递系统的融合，既可以将药物的药理作用极大限度的发挥出来，又克服了药物本身的局限性。天然糖类的来源十分广泛，不仅价格低廉、无毒性，且具有良好的生物相容性和生物可降解性，被广泛用于纳米药物传递系统。本文对纳米药物传递系统的体系组成进行了归纳，重点阐述了常见糖类及其衍生物在纳米药物传递系统中的研究进展，并对其未来发展趋势进行了展望。

• 7-位取代的甾体类化合物生物活性研究进展

  陈华龙,刘钦洲,黄燕敏,崔建国,陈小凤,甘春芳

  7-位取代的甾体类化合物是一种具有良好生物活性的化合物，在抗炎，抗肿瘤等领域发挥着重要作用。本文以7-位取代的甾体类化合物为研究对象，按照不同的甾体母核进行分类，对近年来7-位取代的甾体类化合物的生理活性进行讨论，并为此类化合物的发展趋势和应用做了展望，为抗肿瘤药物的研发提供一定的理论基础。

• 工业固废资源化过程中组分“分离-转化-定向制备”研究进展

  刘红盼,倪海涛,段亨攀,杨仲卿

  工业固体废物作为一种潜在的混合复杂资源，其价值可随时空变迁而发生改变。目前，对于工业固废的资源循环利用更多的是在微观层次上对多元多相体系的工业固废从化工、冶金、矿物资源加工等角度进行系统研究。本文从“分离”、“转化”和“定向制备”三个方面阐述工业固废资源化过程中组分迁移及控制技术的相关研究进展。首先介绍了工业固废中有价金属的分离（湿法、火法、结晶等），并对分离方法进行了总结和对比。同时，对于较难分离的工业固废，综述了转化（无害化）作用机制及研究现状。最后，对于低品位工业固废的利用难度大、成本高的特点，着重分析了不同工业固废功能性材料的制备及性能研究概况。提出工业固废在“分离-转化-功能材料制备”综合利用过程中的发展方向及建议。

• 基于AChE和BuChE靶标的查尔酮衍生物的合成及生物活性研究

  杨燕,陈旭飞,张前,袁旭芳,何希瑞

  为了探寻治疗阿尔兹海默病（AD）的潜在双靶标活性化合物，本研究设计合成了5个新的查耳酮衍生物，并对它们的生物活性进行了评价。酶活性测定结果表明，化合物C1-C5对乙酰胆碱酯酶（AChE）和丁酰胆碱酯酶（BuChE）均具有显著的抑制活性。其中，化合物C4对AChE和BuChE有明显的抑制作用，IC50分别为6.00和2.63 μM。细胞实验表明，化合物C4对Glu、H2O2和Aβ1-42诱导的神经母细胞瘤SH-SY5Y损伤具有显著的保护作用，且呈剂量依赖性。Y迷宫和Morris水迷宫研究结果表明，C4能改善东莨菪碱诱导的小鼠的认知障碍和背景记忆能力，且对小鼠自主活动无影响，具有毒副作用小的优点。此外，C4能显著降低小鼠皮层总胆碱酯酶（T-CHE）和丙二醛（MDA）含量，提高谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）含量。分子模拟显示，化合物C4能够结合AChE和BuChE的催化活性位点和外周阴离子位点。因此，化合物C4可能是一种很有前途的双靶向活性分子，值得做进一步的结构优化和活性评价，以期为发现安全高效的AD治疗药物奠定基础。

• 槲皮素-3-O-丙基衍生物的合成及生物活性研究

  冯爽,李阳杰,刁冉冉,王昭阳,冯亚莉,颜子童,翟广玉

  槲皮素属于黄酮类化合物,具有丰富的生物活性,是一种非常有前途的植物化学物质。本文以槲皮素为先导物,选择性对C环3位羟基进行修饰。以廉价的芦丁为原料,经苄基选择性保护、Williamson成醚反应,再经Pd/C催化加氢脱苄基得到28个槲皮素-3-O-丙基衍生物,均未见文献报道,目标产物结构经1H NMR、13C NMR、ESI-MS确证。采用MTT法考察了28个槲皮素-3-O-丙基衍生物对人食管鳞癌(EC109),人胃癌(HGC27),人乳腺癌(MCF-7),小鼠黑色素瘤(B16-F10)的增殖抑制作用。结果显示,通过化学方法对槲皮素进行结构修饰后,其体外抗肿瘤活性增强。其中,化合物F3(5.229±0.371)、F7(2.628±0.087)对小鼠黑色素瘤(B16-F10)抑制作用比5-氟尿嘧啶(5-FU)(14.376±0.272)好一些,值得进一步的研究。采用肉汤稀释法来对合成的化合物进行了抗菌活性的评价,用测定MIC值来具体恒量某种药物的抑菌能力大小。合成的大部分的化合物的抗菌活性强于槲皮素,但是与上市药物左氧氟沙星相比活性差很多,抗菌活性普遍不好.

• 7-羟基-3-乙酰基香豆素曼尼希碱衍生物的合成及抗血小板聚集活性

  尚飞扬,丁乐,何黎琴,顾宏霞,徐路安

  以间苯二酚为起始原料，经Vilsmeier-Haack反应、Knoevenagel反应及Mannich反应得到中间体7-羟基-3-乙酰基香豆素曼尼希碱，再将其酮羰基肟化得到目标化合物。采用Born比浊法，以二磷酸腺苷（ADP）和花生四烯酸（AA）为诱导剂，阿司匹林为阳性对照，对5个目标化合物进行了的体外抗血小板聚集的活性试验，结果表明，目标化合物对ADP和AA诱导的血小板聚集均具有较强的抑制作用，且大部分明显优于阿司匹林。

• 类查耳酮氟喹诺酮衍生物的合成及抗肿瘤活性

  冯亚莉,李珂,黄文龙,崔红艳,胡国强

  目的 发现氟喹诺酮由抗菌活性向抗肿瘤活性转化的有效结构修饰策略。方法 基于α，β-不饱和酮的结构特征,设计合成了12个新的类查耳酮氟喹诺酮目标化合物5a~5l,其结构经元素分析和光谱数据确证,评价了它们对SMMC-7721、Capan-1和HL60三种癌细胞株的体外抗增殖活性。结果目标化合物的抗肿瘤活性显著高于母体化合物1,其中氯苯基化合物(5k)的活性与对照抗肿瘤药阿霉素相当。结论 具有a,b-不饱和酮结构片段的类查耳酮氟喹诺酮化合物的抗肿瘤活性值得进一步研究。

• 金纳米花的合成及其与人血清白蛋白相互作用的研究

  徐香玉,张钊维,宋雨欣,王艺蓉,鲁钒瑀,王一名,何硕,杜中玉

  采用晶种法合成了金纳米花 (gold nanoflowers, AuNFs)。利用紫外可见吸收光谱法和原子力显微镜方法对金纳米花进行了表征，结果表明制备的金纳米花呈蓝紫色，在549nm 处有特征吸收峰，且形状为花状。借助紫外可见吸收光谱法和荧光光谱法研究了AuNFs 与人血清白蛋白(HSA) 的结合过程。当AuNFs 与HSA 相互作用时，随着AuNFs 溶液浓度的增加，HSA 的紫外吸收峰强度也随之增加，但荧光光谱强度则发生了猝灭；此现象说明HSA可以吸附在AuNFs 的表面与纳米颗粒相结合。由变温荧光实验可以获得两者相互作用的热力学参数，如结合常数(Ka)，吉布斯自由能变(ΔG)，熵变(ΔS)，焓变(ΔH)， ΔG < 0表明在溶液中AuNFs 与HSA 可以自发结合发生反应并形成复合物；ΔH < 0, ΔS < 0表明结合过程以范德华力和氢键为主。同步荧光和3D 荧光实验均表明，AuNFs的存在使得HSA 的构象以及周围的环境发生了改变。

• 连翘酯苷A与弹性蛋白酶相互作用的研究

  付金凤,姚红柳,尹广婷,周雪健,苏丽红

  摘 要 连翘的主要成分之一连翘酯苷A(FSA)有抗炎活性,对弹性蛋白酶有抑制作用。本文通过光谱法以及分子对接模拟法研究了FSA与弹性蛋白酶(PPE)的相互作用。荧光光谱分析表明FSA与PPE之间存在猝灭效应,猝灭类型为静态猝灭,能形成1:1的复合物,在298 K时结合常数为8.88×104 L·mol-1;热力学分析表明,FSA-PPE体系的主要结合作用力为氢键和范德华力,ΔG<0,说明该作用可自发进行;根据\mathrm{F}\ddot{\mathrm{o}}\mathrm{rster}非辐射能量转移理论计算得到FSA与PPE间的结合距离为2.181 nm,说明静态猝灭过程中发生的是非辐射能量转移;同步荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、红外光谱结果表明FSA使PPE的疏水性增强,极性减小;红外光谱分析表明FSA与PPE有氢键作用,且使PPE无规则卷曲结构占比增加。圆二色光谱表明FSA对PPE的二级产生了影响,PPE中α-螺旋、β-折叠占比降低,无规则卷曲占比增加。分子对接结果表明FSA与PPE之间存在π-阳离子、π-π共轭、氢键和疏水作用力。表明FSA与PPE之间存在多种作用力,能够形成稳定的复合物,连翘酯苷A(FSA)能够抑制弹性蛋白酶的活性,具有抗炎作用。

• meso-四苯基-2,3-二氢卟啉-2,3-二醇的合成

  崔春雨,秦云珍,蒋旭亮

  研究了一种关于meso-四苯基-2,3-二氢卟啉-2,3-二醇的非四氧化锇合成方法,这种方法避免了昂贵且剧毒的四氧化锇的使用,整个合成过程中所用试剂简单易得,反应操作简单。该合成方法可同时得到顺、反两种目标产物异构体。

• 具有荧光和抗菌双重功能的苦味酸吡啶季铵盐的制备综合实验

  刘维,徐奕琳,陈梓莹,倪春林

  介绍了一项涉及苦味酸吡啶季铵盐制备与性能研究的综合性实验。以吡啶、苦味酸、4-溴苄基溴和碳酸钾等为原料,合成了苦味酸-4-溴苄基吡啶季铵盐([4BrBzPy][PIC]),利用红外光谱、紫外-可见光谱、电喷雾质谱、粉末X-射线衍射和单晶X-射线衍射技术进行了表征,并对其固态荧光和抗菌性能进行研究。该实验项目来源于科研,涵盖多个学科的知识点和实验操作技术,具有综合性和研究性,有利于增强学生勇于探索的创新精神, 培养学生能解决实际问题的能力。适用于应用化学、材料化学、材料科学与工程和制药工程等本科专业综合实验教学。