化学通报杂志

化学通报杂志2024年第7期

• 水系锌离子电池电解液添加剂的研究进展

  吴庆,杨宋,张锦龙,罗福生,黄俊,谢海波

  电解液添加剂能有效缓解锌金属阳极的不可控枝晶生长和固有副反应,大幅提升锌金属阳极的循环稳定性和可逆性,对水系锌离子电池的发展和商业化应用具有重要意义。本文通过对近期水系锌离子电池电解液添加剂的研究进展进行了系统总结和分析,简要介绍了锌金属阳极目前面临的主要挑战及其相关机理,重点阐述了电解液添加剂对锌金属阳极界面的作用机制,包括改变溶剂化结构、调节沉积方式、构筑界面保护层。此外,还对不同类型电解液添加剂进行了分类讨论,包括离子添加剂、无机添加剂和有机添加剂。最后,我们进一步对电解液添加剂策略在提升水系锌离子电池电化学性能中存在的科学问题和未来的研究方向进行了总结与展望。

• 增强UiO-66-NH2光催化水分解制氢性能的研究进展

  王丽苹,李仁星,余莹,阮玉娴,陈琳,姜帅

  氢能是一种能量密度高、储量大、可再生、零污染的新能源。光催化水分解制氢是一种绿色、清洁的能源转换技术，被认为是一种有效的制氢方法。UiO-66-NH2是一种可见光响应、稳定性良好的金属有机骨架材料，但存在可见光响应范围有限、导电性差、载流子复合率高等问题。研究者们采用金属粒子掺杂、染料敏化、金属纳米粒子负载等多种方法对UiO-66-NH2进行改性，提升UiO-66-NH2在光催化水分解制氢反应中的性能，并报道了许多研究成果。因此，本文对近年来报道的有关增强UiO-66-NH2光催化水分解制氢性能的方法进行了综述，并对后续的发展提出了建议，以期为UiO-66-NH2在光催化水分解制氢中应用研究提供参考。

• 负载型金属催化剂选择性加氢反应的近期研究进展

  王家亮,齐硕,鲁婷婷,程鹏,张红丹

  选择性催化加氢产物是重要的化工及精细化工的原料和中间体，因此，该反应具有重要的基础研究意义和实际应用价值，在石油化工和精细化工领域具有广泛的应用。如何在具有多种官能团的反应底物中实现选择性加氢是一个重大挑战。近年来，负载型金属催化剂由于其在选择性加氢反应中的高活性和高选择性而得到了广泛的关注。本文主要综述了近几年负载于不同载体上的金属催化剂对于多种类型选择性加氢反应的催化作用，包括炔烃制烯烃、二烯烃制烯烃、α，β-不饱和醛、酮制α，β-不饱和醇、硝基制氨基等，提出了现阶段负载型金属催化剂催化选择性加氢反应存在的挑战，并对其发展前景进行了展望。

• 医用水凝胶力学性能的研究进展

  边甜甜,李聪慧,王增明,孙长山,赵秀丽,郑爱萍

  水凝胶是一类由亲水性聚合物链通过多种交联机制而形成的三维网络结构，具有良好的生物相容性、降解性及可调节的力学性能，广泛用于医药领域。针对不同的临床应用场景，水凝胶需要具备不同的力学性能，但目前尚无统一、系统的量化评价标准，无法针对不同临床应用需求特异性地调节水凝胶性能，限制了此类制剂应用。本文系统总结了医用水凝胶的临床应用及相应的力学性能要求、力学性能的表征手段及调节方法，并对医用水凝胶的发展现状进行总结和展望，希望为医用水凝胶力学性能的研究和发展提供理论基础。

• 不同结构型熊果酸衍生物在抗肿瘤方面的研究进展

  戴书通,钱宇卿,周思雨,李铭东

  熊果酸是一种植物中常见的五环三萜类活性产物,具有广谱且显著的的抗肿瘤活性,但是较差的水溶性限制了其作为抗癌药物的应用。因此,对熊果酸的结构母核进行适当的修饰,引入特殊的药效基团,以改善其临床应用的局限性,成为了当前人们研究的热点。本综述总结了近10年来报道的具有抗肿瘤活性的熊果酸的各种合成衍生物,以探究不同基团修饰对抗肿瘤活性的影响,为研究熊果酸抗肿瘤方面的构效关系提供参考。

• 高性能水基钻井液处理剂研究进展及发展趋势

  宋兆辉

  钻井液是石油钻井工程的“血液”,具有清洁井眼、保护钻具、稳定井壁和平衡地层压力等重要作用。本文综述了高性能水基钻井液处理剂的研究进展,主要包括抑制剂、润滑剂、包被剂和降滤失剂,包含了国内外的最新研究成果,也涉及国外油服公司和化学品公司在工程现场已经规模应用的先进产品。最后在现有高性能水基钻井液处理剂研究及应用的基础上,对其发展趋势进行了展望。

• 萘二酰亚胺类锂离子电池有机正极材料的合成及储能机理研究

  罗河伟,白浩楠,马贺

  有机电极材料由于其高比容量、结构灵活和环境友好等优点逐渐成为研究的热点。通过在萘二酰亚胺（NDI）核位扩展吡嗪基团，我们合成了一种新型的多电子反应有机电极材料NDI-N，该分子具有良好的晶型以及电化学稳定性。电化学测试表明该分子的初始放电比容量达到155 mAh g-1，以0.2C的电流密度循环500圈之后仍有97%的容量保持率，非原位氢谱核磁测试和理论计算等研究发现NDI-N和锂离子的反应首先发生在吡嗪结构单元的C=N双键上，其次发生在NDI结构的C=O双键上，这一机理的阐明为NDI核位扩展的多电子有机电极材料研究提供了一种可行方案。

• Te/Cr共掺提高PbSe的热电性能

  何傲天,李柏桥,刘青青,魏榕,宋吉明

  采用高温固相法和快速热压工艺在PbSe的Pb位掺入Cr以调节载流子有效质量、在Se位掺入Te以调节载流子浓度，协同优化载流子迁移率以提高基体材料的热电优值ZT。最终获得的Pb0.97Cr0.03Se0.94Te0.06热电材料在673 K时ZT为0.44，是未掺杂样品PbSe的4.89倍。

• 自黏附、近红外光响应水凝胶的制备及药物释放性能研究

  刘晓雨,张辛芮,张烨华,董婷

  水凝胶是一种亲水的三维网络结构,具有良好的生物相容性,可为细胞的迁移生长提供良好的支撑结构,常被用为细胞或药物的载体。然而,传统水凝胶缺乏对外界刺激的响应行为,难以实现在时间和空间上管理药物的释放。本文通过制备聚多巴胺-聚吡咯(PDA-PPy)纳米粒子,并嵌入聚丙烯酰胺/聚(异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)(PAM/P(NIPAm-co-AAc))水凝胶网络中,制备了具有近红外光响应的黏附水凝胶,并对其拉伸性能、黏附性、NIR药物可控释放性能进行了讨论。结果表明：1)当PDA-PPy-PAM在水凝胶中的含量增加时,水凝胶的延伸比率呈现先增加(从3倍提高到5倍)后减小的趋势,而水凝胶的断裂应力呈现逐渐下降的趋势(从60 kPa减小到30 kPa)；2)所制备的水凝胶对玻璃、塑料和人体皮肤等物体表面可形成良好的黏附效果；3)水凝胶的NIR光热转换率受PDA-PPy纳米含量的影响,且随纳米粒子含量增加而提高,当纳米含量为1.8 wt%时,水凝胶在NIR下辐射10 min后,温度可达到45 ℃左右；4)载有四环素的水凝胶在NIR辐射下,其药物释放量逐渐提高(120 min后,达到55%左右的释放),而未被NIR辐射的水凝胶的药物释放量只有5%,且在揭取一段时间释放的药物溶液用于抗菌实验,结果表明水凝胶在NIR辐射40 min所达到的药物浓度,可达到90%以上的抗菌效率,NIR辐射时间增加至120 min的药物量可达到约100%的抗菌效率。

• 含吲哚啉酮取代基的噻唑酮类化合物的合成及其抗菌活性研究

  李刚,李倩,蒋璐毅,王鸣旭,李卫,祁艳艳,李干鹏

  目的：合成一系列含吲哚啉酮骨架的噻唑酮类化合物并对其进行抗耐药白念珠菌活性筛选。方法：以不同取代基的4-苯基噻唑-2(3H)-酮和不同取代的2-苯基-3H-吲哚-3-酮为起始原料,进行Friedel-Crafts烷基化反应,优化并合成一系列目标衍生物,并采用微量稀释法对合成的化合物进行了抗真菌活性研究。结果与讨论：报道了一种新型合成含吲哚啉酮取代基的噻唑酮类化合物的方法,优化反应条件后以良好至优秀的产率得到了22个化合物。微量稀释法测试结果显示,合成的化合物其效果除了化合物17,18效果较差以外,其余20个化合物效果优秀,值得进一步探讨和研究。

• PARP抑制剂的虚拟筛选、酶抑制活性及代谢稳定性研究

  周其鈺,张娜娜,卢江溶,陈瑞,翁江,张吉泉

  聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶（Poly-ADP-ribose polymerase, PARP）通过“合成致死”效应对携带BRCA突变的患者疗效显著，现已成为癌症治疗的重要靶点。多款PARP抑制剂已批准上市，极大的改善了当前卵巢癌的治疗现状，但其耐药性与低亚型选择性受到了研究人员的广泛关注。本研究采用虚拟筛选和生物活性实验验证，发现化合物Y041-8647对PARP的酶抑制活性IC50 值为1.4 μM。体外代谢稳定性研究表明，Y041-8647在人工胃肠液、血浆及体外肝微粒体中稳定性良好。此外，本研究通过分子动力学揭示了Y041-8647与7KK5蛋白的相互作用模式。本研究中化合物Y041-8647可作为进一步改造的先导化合物，为新型PARP抑制剂的开发提供了新的思路。

• N-取代马来酰亚胺类hMGL抑制剂的3D-QSAR、分子对接和分子动力学研究

  梁婷婷,张璐,闫超群,范玉柱,梁泰刚

  本文通过三维定量构效关系(3D-QSAR)建模、分子对接和分子动力学模拟,探讨了41个N-取代马来酰亚胺类衍生物与人单酰甘油脂肪酶(hMGL)的相互作用,并构建了相关模型。其中,比较分子力场分析模型(CoMFA、q2 = 0. 541、r2 = 0. 972)和比较分子相似性指数分析模型(CoMSIA、q2 = 0. 588、r2 = 0. 919)具有较好的预测能力。QSAR模型等势图阐明了该系列化合物生物活性与结构的关系,并依此设计了系列衍生物。采用分子对接和分子动力学模拟探讨了高活性化合物36、46与hMGL(PDB ID: 3PE6)的结合模式和稳定性,结果表明二者主要通过氢键和疏水相互作用与hMGL结合并且形成了稳定的复合物。随后对pIC50预测值优于文献报道中最高活性化合物36的8个衍生物进行分子对接和ADMET预测,选择2个衍生物进行分子动力学模拟,结果表明2个衍生物分别与hMGL形成的复合物结合构象稳定。本研究为新型N-取代马来酰亚胺类单酰甘油脂肪酶抑制剂的开发提供了理论依据。

• 张青莲：化学巨擘 学子师表

  张冰,刘玉荣,刘新月,赵扬

  张青莲（1908 - 2006）先生是我国著名化学家、化学教育家，中国科学院院士、他是中国稳定同位素化学的开拓者和奠基人。张先生早年留学欧洲，在战火纷飞的1937年学成归来，报效祖国。他长期从事重水和稳定同位素化学的研究。早年张先生在重水方面的研究独树一帜；上世纪60年代为我国核工业的发展做出重要贡献；耄耋之年仍坚持工作，带领团队精确测定的铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、镝、锌和钐等10种元素的原子量被相关的国际组织确定为这些元素原子量的新标准。他敬业爱生，致力于化学人才的培养，不仅推进了我国高等教育中无机化学教学体系的发展，还对中学的化学教育和教学产生了积极且深远的影响。张青莲先生的一生中，有很多感人、动人、激励人的事迹，这些事迹可以作为化学课程“思政内容”的精彩素材；他身上所体现出的科学家精神值得我们后辈去学习、传承和积极践行。

• 元素周期表“获得了第三个维度”——2023年诺贝尔化学奖“量子点的发现与合成”

  陈彪,王春秀,朱玥玮,黄晓雪,周振昌,芮杨梦琳,吴又进

  蒙吉·巴文迪、路易斯·布鲁斯和阿列克谢·伊基莫夫因“发现和合成量子点”而被授予2023年诺贝尔化学奖。伊基莫夫和布鲁斯相互独立地发现了量子点，巴文迪彻底改变了量子点的化学生产方法，为高质量生产量子点打下坚实基础。通过回顾他们的研究背景以及相关的科研历程，提出了促进知识迁移融合，驱动多学科交流发展；强化团队合作意识，共同谱写辉煌篇章；建立创新激励环境，耐心等待科研成果的思考与启示。