化学通报杂志

化学通报杂志2022年第9期

• 基于金属有机骨架的纳米酶及其应用研究进展

  高春,张松涛,庞欢

  金属有机骨架（MOFs）具有大量的活性位点，且其框架结构可以保护其中包裹的天然酶不被破坏，从而具有模拟天然酶的性质。因此，基于MOF的纳米酶被认为具有良好的发展潜力。MOF基纳米酶分为四大类：分别是单纯MOFs、改性MOFs、与天然酶复合的MOFs以及MOF衍生物。种类的多样性同时也造就了制备、性能以及应用的多样性，这些内容在此综述中将被详细阐述。

• 新型冠状病毒小分子药物的临床效果及其合成方法概述

  步敏,任丽霞,贺万丽,赵佩佩,蔡岩

  冠状病毒是一类广泛存在且对人及家畜具有严重危害的病原体，具有较高的传播性及致死率。2019年末爆发的新型冠状病毒（SARS-CoV-2）所引发的全球疫情持续至今，累计感染人数已经超过三亿，并造成了五百多万的死亡病例。随着病毒不断变异，造成疫苗的防护效率不断下降,时刻威胁着人们的健康安全，因此针对新型冠状病毒的小分子药物的开发就显得尤为必要。本文针对一些重要的新型冠状病毒的小分子药物进行概述，介绍了它们的作用靶点、合成情况、治疗效果以及所处的开发阶段，以期为抗新冠病毒药物的研发和临床研究提供一些参考。

• 负载型纳米金催化剂用于丙烯气相环氧化反应的研究进展

  杨子璇,郑玉华,孙立波,苏慧娟,祁彩霞

  丙烯气相选择氧化制备环氧丙烷是催化领域的难题之一，负载型纳米金催化剂因在氢气和氧气共存条件下对环氧丙烷具有高选择性而被广泛研究，并在丙烯转化率，反应稳定性，氢气有效利用率上都取得了长足的进步。本文综述了负载型纳米金催化剂在丙烯气相环氧化反应的研究结果和发展趋势。重点阐述了催化剂制备方法、载体材料、金粒径、催化助剂等方面对丙烯气相环氧化反应的影响。最后，综合各催化剂的优缺点，分析并展望了具有高转化率与高选择性的纳米金催化剂的前景和发展方向。

• 1-己烯环氧化合成1,2-环氧己烷研究进展

  盛依依

  1,2-环氧己烷是一种具有高附加值的有机化工中间体，广泛应用于聚醚多元醇、非离子表面活性剂和破乳剂等的合成。本文比较了不同氧化体系下1-己烯合成1,2-环氧己烷的反应历程及优缺点，重点介绍了近年来不同1-己烯环氧化催化体系方面的研究进展，包括钛硅分子筛、金属配合物、多金属氧酸盐、金属氧化物、光催化剂、生物催化剂等。指出以过氧化氢/烷基过氧化物为氧化剂的环氧化反应路线是目前最具工业化应用前景的环境友好路线，开发高效稳定的催化剂是未来研究的重点。

• 低共熔溶剂催化有机合成反应的研究进展

  丁阳,刘梦格,卜健行,肖雄坤,王炜,盛文兵

  低共熔溶剂(DESs)是一种新型的离子液体(ILs)类似物,与传统有机溶剂、离子液体相比,DESs具有低毒、廉价、易于合成、生物可降解性等特点,因此在众多领域广受关注。近年来DESs在有机合成领域备受关注,被广泛用作合成反应的溶剂、催化剂、反应物等,在有机反应方面存在很大发展空间,本文综述了DESs在有机合成反应中的应用,重点讨论其在氧化还原反应、取代反应、缩合反应、环化反应等方面的研究进展,为其开发应用提供新思路。

• 吲唑酮化合物合成研究进展

  樊良鑫,何方雨,史力军,李晓,徐翠莲

  吲唑酮作为氮杂环分子当中的重要一员，其分子骨架不仅是有机合成当中的重要中间体，还是许多天然产物和药物分子的核心结构。因此，该类化合物的高效合成一直是合成化学家们的研究热点。本文综述了近二十年来利用过渡金属、高价碘、酸、碱、光、过氧化物以及付-克环化等方法合成吲唑酮骨架的研究进展并展望了吲唑酮化合物合成的研究方向和应用前景

• 气相氯化氢资源化技术研究进展

  姜琦,吴泳霖,李天国,何永美,奠波,金彦江,蒋明

  氯化氢(HCl)是在各种工业过程中释放的有毒有害气体,但气相HCl中的氯、氢资源可以用作合成许多化工产品,这对副产HCl的资源化利用提供了思路。当前,气相HCl的综合利用主要集中在制氯气和其他含氯产品。通过综述气相HCl资源化的研究进展,分析了相关过程和机理,讨论了影响HCl资源化的因素,并强调了气体成分是影响副产HCl综合利用的主要因素,重点是其他气体成分对反应过程的影响。最后针对目前存在的资源化方式少、系统研究不足等问题,提出未来研究方向包括开发利用方式和模拟多组分气体条件等。

• 煤矸石制备环境功能材料的研究进展

  赵昱,刘喆,刘佳欣,王佳璇,刘兴社,刘永军

  煤矸石是当今全球排放量最大的大宗固废之一。根据煤矸石的结构特征及元素组成，将其制备成相应的高附加值环境功能材料。该类功能材料在水污染治理、大气污染治理和土壤修复等领域均表现出优异性能。从分类、改性方法、特性及应用情况等维度对基于煤矸石基环境功能材料进行介绍，并针对其制备和应用中的不足提出了改进思路，并强调注重绿色合成、高效回收，防止二次污染。

• 可制备透明紫外阻隔膜的可聚合木质素的研究

  祁玉洁,赵榆霞

  作为制浆造纸业的副产物，由于溶解性太差，工业木质素在大规模、增值利用方面一直面临巨大挑战。本文中，通过10-十一碳烯酰氯（11ene）与脱碱木质素（DAL）的羟基进行酯化反应，合成了三种具有不同取代度的可聚合物木质素（DAL-11ene-1、DAL-11ene-2和DAL-11ene-3）。通过1H NMR、FTIR和UV-vis吸收光谱对其结构进行了表征。通过31P NMR测定了羟基取代度。研究发现，引入取代基后三种目标产物在商用丙烯酸酯单体HDDA中的溶解性均获得不同程度的改善，其中取代度最高的DAL-11ene-3在HDDA中的添加量可以达到10 wt%。将DAL-11ene-3以1–5 wt%的比例掺入预聚物配方中，经光固化制备了五种聚合物薄膜（DLE1–DLE5），对其紫外阻隔性能、光稳定性、热稳定性、表明形貌进行了研究。结果表明，五种薄膜均表现出优异的紫外阻隔性能，能阻挡所有UVC和UVB光以及大部分UVA光，其中掺入量最高的DLE5膜的紫外阻隔效果最好，可以阻挡超过95%的UVA光并且具有较好的光稳定性。此外，五种薄膜在可见光区具有很高的透过率。进一步地，将预聚物键合到烷基化的玻璃基底上，制备了五种相应的玻璃涂层（DLE1-DALE5），并对其表面润湿性和机械性能进行了评价。玻璃基底上的聚合物涂层表现出更高的硬度和模量以及更疏水的性能。这项工作提出了一种可行的方案来实现木质素的增值利用并有望应用于生活中的各类防紫外薄膜或涂层。

• DNA调节纳米金模拟酶活性的癌胚抗原比色检测

  张一平,崔猛,曲林姣,方凯,姜磊,刘涵云,杨丽敏

  本文构建了一个DNA调节纳米金颗粒（AuNPs）过氧化物酶模拟酶活性的比色检测方法，用于癌胚抗原的检测。将癌胚抗原的核酸适配体及其互补链通过碱基互补配对构成双链DNA，修饰在磁性微球负载的纳米金颗粒上，制备出具有可调节过氧化物酶模拟酶活性的生物探针。癌胚抗原被生物探针上的核酸适配体捕获后，在AuNPs表面形成空间位阻效应屏蔽底物，从而抑制了AuNPs的酶活性。且为了指示纳米金颗粒的酶活性，用生物探针催化氧化色源底物3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）显色。TMB颜色随着癌胚抗原浓度的增加而变浅，根据体系650nm处的吸光度与癌胚抗原浓度之间的反比关系实现了对癌胚抗原的测定，线性范围为2~18 ng/mL，检测限达0.375 ng/mL。此外，癌胚抗原浓度超过4.8 ng/mL时，颜色出现了可直接用肉眼判断的显著变化。为使检测更加便携，本文同时设计了倒置磁分离检测管，在管中就能完成纳米探针捕获癌胚抗原、磁分离、洗涤。最优条件下，比色检测体系回收率为99%~100%，与临床检验差异显著性分析表明，t检验低于3.182，无明显差异。

• 氨基硅球及其复合材料的合成与金属离子吸附

  李悦,李小梅,秦君,张瑜,张潇,程仪,冯锋

  采用一锅法制备单分散氨基功能化氧化硅球(AFS),再利用水热法合成了AFS石墨烯气凝胶复合材料(AFSGA)。利用X射线衍射、显色反应、扫描电镜、傅里叶红外谱图等手段对AFS和AFSGA进行表征,考察了催化剂用量,有机硅源的种类及硅酸乙酯与硅源的加入比例等因素对AFS的形貌、表面结构与性质,以及对重金属离子吸附性能的影响。采用X射线荧光法测试了AFS和AFSGA对多种重金属离子的吸附特性,二者对Hg2+的吸附量分别为142.3和102.84 mg/g。单分散AFS是一种合成流程便捷,应用经济性优异的吸附材料,而超轻、结构稳定性良好的AFSGA更具有易于回收与重复利用的应用优势。

• SiW12、PbS对提高TiO2纳米管光电转换效率的协同效应研究

  张博,蔺明宇,罗新泽[]

  复合薄膜可以改善TiO2纳米管在光电转换时电子-空穴易复合和吸收光谱范围窄的缺陷。用电沉积法将多酸H4SiW12O40（SiW12）沉积在TiO2纳米管表面形成SiW12/TiO2纳米管复合薄膜，再用连续离子层吸附反应法（SILAR）将PbS吸附到SiW12 /TiO2纳米管复合薄膜表面，形成PbS/ SiW12/TiO2纳米管复合薄膜，所得薄膜的光电转换效率相较于TiO2纳米管提高了57倍。X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征结果表明，用电沉积法和连续离子层吸附反应法实现了PbS/SiW12/TiO2纳米管复合薄膜的制备；紫外可见（UV-vis）吸收光谱测试表明，复合薄膜的光吸收带边扩展到了可见光区域，电化学阻抗测试（EIS）表明，复合薄膜具有更高的电子转移速率；荧光光谱（PL）测试表明，复合薄膜拥有更小的电子-空穴复合率。以上结果说明，SiW12、PbS与TiO2纳米管复合，很好地抑制了TiO2纳米管电子-空穴的复合，并拓宽了吸收光谱范围，能显著地提高TiO2纳米管的光电性能。本文探索了一种有效提高TiO2纳米管光电转换效率的方法，对TiO2纳米管复合薄膜的制备具有一定的参考意义。

• 吡啶-2-甲醛共价接枝UiO-66-NH2负载铁系催化剂的合成及催化乙烯齐聚性能

  金瑞,张娜,陈娜,折浪,王雪艳,张鹏,王俊

  以金属有机骨架UiO-66-NH2和吡啶-2-甲醛为原料，经后合成修饰法，合成出吡啶-2-甲醛共价接枝UiO-66-NH2配体，然后利用吡啶-2-甲醛作为桥联基将FeCl2负载到UiO-66-NH2上，制备出一种新型吡啶-2-甲醛共价接枝UiO-66-NH2负载铁系催化剂。傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体质谱(ICP)和氮气吸附-脱附等分析方法证实合成出产物的结构与理论设计的结构相符。在合成与表征的基础上，对其催化乙烯齐聚性能进行研究。实验结果表明，随反应温度和Al/Fe摩尔比升高，催化活性先升高后降低，丁烯选择性升高；随乙烯压力增加，催化活性持续升高，丁烯选择性降低。最佳反应条件下，该催化剂的活性可达6.43×104 g·(mol Fe·h)-1，丁烯的选择性高达91.01%以上。

• 第一个人工合成元素锝：化学家与物理学家合作的结晶

  杜争艳,袁振东

  1871年，门捷列夫依据元素周期律和元素周期表预见了“类锰”（即锝元素）的存在；至20世纪，随着科学家对原子核变化的研究进展、回旋加速器的发明以及人工放射性元素的发现，化学家和物理学家一起用回旋加速器加速的氚核轰击钼靶得到了锝元素。锝成为了第一个人工合成的元素，是化学家与物理学家合作的结晶。它的发现不仅显示了先进的科学方法和科学仪器的重要作用，也证明了学科间合作的重要性。

• 近代化学巨匠:尤斯图斯?冯?李比希

  张大伟,许海,贾琼,刘伟,李婧,申贵男

  尤斯图斯?冯?李比希是近代化学史上最杰出的化学家之一。李比希的人生经历中蕴含着许多教学元素，如教育报国，创新改革化学教育模式；不畏艰难，开拓学科新领域；开放创新，创建基于大学的自然科学学派；辩证唯物，坚持真理的科学态度；学以致用，联系实际的实践精神等值得我们深入分析，并将其精华在新时代的教学育人和学科建设中实践应用。

• DOPA-PSPMA仿生共聚物综合探究性实验研究

  冯超,万菲

  为提高本科学生的创新创业能力,通过高分子化学实验教学使学生深入了解仿生共聚物的制备及性能的相关知识,设计了综合探究性实验。通过原子转移自由基聚合法制备仿生共聚物,并将其修饰在多种材料表面。采用X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、生物显微镜分别对修饰材料进行表征。该实验通过共聚物的制备使学生掌握高分子化学中活性可控自由基聚合制备共聚物的方法；掌握仿生共聚物设计及构筑方法；使学生学习科研仪器的操作方法,切实提高学生的实践能力。该实验重复性好、创新性及拓展性强,将共聚物设计制备及应用有机结合,适用于高分子专业本科生综合探究性实验。