化学通报杂志

化学通报杂志2025年第6期

• 仿生水下粘合剂：从机理研究到仿生设计

  王宁,杨海珍,陈重一

  粘合剂在潮湿环境中的局限性大大限制了它们在许多领域的广泛应用，因此，开发具备水下粘附性能的新型材料已成为研究的重点。在这方面，大自然常常为科学家提供灵感。例如，生活在海水和潮汐环境中的贻贝、沙堡蠕虫和藤壶等生物，它们依靠分泌特殊的粘附蛋白，在水下实现稳定粘附。贻贝通过足丝分泌贻贝足蛋白，将自己牢固地附着在岩石上；沙堡蠕虫通过分泌水泥蛋白，将沙砾粘附在一起，形成坚固的保护壳；藤壶则分泌水泥蛋白将基质壳牢牢固定在各种有机或无机的表面上。本文将详细总结这三种海洋生物的粘附蛋白组成、粘附过程及粘附机制，并介绍相关仿生水下粘合剂的研究进展。通过借鉴这些生物的自然粘附策略，科学家们正在探索和开发具备优异湿态粘附性能的新型粘合材料，这些材料有望在医学、海洋修复、建筑等领域获得更广泛的应用。

• 近红外二区硫化氢与谷胱甘肽探针的研究进展

  鲁谨菡,刘润乐,曹艳珍,刘雨,白燕玲

  硫化氢(H2S)是继一氧化氮和一氧化碳之后的第三大气体信号分子,不仅参与调节血管舒张、神经传导和细胞凋亡等生理过程,还可作为癌症的生物标志物。谷胱甘肽(GSH)作为一种重要的生物抗氧化剂,在细胞中发挥着关键的生理功能,其浓度变化与多种疾病的发生密切相关。传统的检测方法如色谱法、酶联免疫吸附法等,虽然能在一定程度上满足需要,但存在操作复杂、灵敏度不够等缺陷。因此,开发高灵敏度、高选择性的检测方法对于了解其生理病理过程、揭示疾病发生机制、发展新的治疗策略具有重要意义。近年来,近红外二区(NIR-II)荧光探针因其优越的光学性能而受到广泛关注。该类探针在生物组织中的穿透深度大,自发荧光干扰小,提高了检测的灵敏度和准确性。综述了NIR-II 荧光探针在H2S和GSH的检测及其生物成像中的应用。

• 炭烟颗粒物催化氧化铈基催化剂活性位构筑策略研究进展

  郑中洋,张飞飏,苗雨欣,刘诗鑫,赵 震

  柴油车尾气排放出的气体污染物被认为是造成空气污染的重要因素，因其难以去除，来源广泛，易对环境和人类健康造成损害，因此寻求高效的措施减少其排放成为环境保护的重中之重。炭烟催化氧化后处理技术是应用最广泛也最有效的炭烟消除技术，其中具有优异低温催化活性的廉价催化剂是该技术的核心。当前，铈基催化剂的主要挑战之一是进一步提高其低温催化活性和高温稳定性同时降低催化剂成本。本文从炭烟氧化的反应机理出发，综述了铈基氧化物催化剂的活性位和形貌特征对其表面吸附氧和晶格氧活化性能的影响，综述了铈基氧化物催化剂的活性位和形貌特征对其表面吸附氧和晶格氧活化性能的影响，并提出了其在实际应用中面临的挑战及未来发展方向，为设计高效、经济的催化剂提供了理论指导。未来研究应聚焦于催化剂‘活性-稳定性-经济性’的协同优化，推动铈基催化剂从实验室向工业化跨越。

• Ti3C2Tx MXene基材料在DMFC阳极催化剂中的研究进展

  朱国英,姜泽煜,曹子钊,梁京卓,徐慧,王桦

  直接甲醇燃料电池（DMFCs）作为一种可持续的能源转换技术，展现出广阔的应用前景。DMFCs性能优化的核心在于阳极催化剂的设计与改进，旨在高效催化甲醇氧化反应（MOR），从而提升电池的整体性能。然而，甲醇渗透和催化剂效率等问题仍是制约其广泛应用的关键挑战。为解决这些问题，MXene这一新型的二维（2D）材料逐渐受到关注。MXene由过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物构成，该材料具有高强度、高导电性、比表面积高和亲水性等特性。此外MXene表面官能团（-F、-OH）有助于金属粒子锚定活性位点，因此被称为DMFCs的竞争性载体。其中Ti3C2Tx作为MXene的一种，展现出多种显著优势，例如，金属导电性、2D层状结构、小带隙及其功能化表面的亲水性。本文总结了近年来Ti3C2Tx MXene基材料在DMFCs阳极催化剂中的研究进展，并展望其未来发展及应用前景。

• 天然吡喃香豆素结构多样性与药理活性研究进展

  黄玲玲,许茵悦,霍丽妮

  吡喃香豆素是一类天然的苯并吡喃酮衍生物，在药用植物如前胡属、当归属和黄皮属等植物中广泛分布。最近的研究已经确定了五种主要的骨架类型，包括3,4-吡喃香豆素、4,5-吡喃香豆素、5,6-吡喃香豆素、6,7-吡喃香豆素和7,8-吡喃香豆素，它们的结构多样性主要来自于取代基和融合环系统位置的变化。目前，已发现239种天然吡喃香豆素类化合物，其中以6,7-吡喃香豆素和7,8-吡喃香豆素类化合物为主，分别占74个和124个。药理研究发现，天然吡喃香豆素在抗菌、抗炎、抗肿瘤以及抗HIV等方面活性显著，其中，较多6,7-吡喃香豆素类化合物被报道具有较强的抗菌及抗肿瘤活性，而7,8-吡喃香豆素类化合物更多地展现出优越的抗炎以及抗HIV活性，这可能与它们的骨架结构差异有关。综上所述，天然吡喃香豆素作为一类具有多种生物活性的天然产物，在药物研发领域具有广阔前景，后续研究应聚焦于构效关系解析与药代动力学优化，以期开发出高效低毒的新型治疗药物。

• 染发剂的研究现状与展望

  邓欣欣,朱宏

  目前市售的染发剂主要有永久型染发剂和暂时型染发剂两种。使用最为广泛的染发剂是永久型染发剂,其染色原理是染色中间体氧化聚合成大分子,但是其最大的缺点是具有致敏性、致突变性和生殖毒性,所以国家对这类染发剂的使用有严格的要求。针对市售染发剂的缺点,目前染发剂的研究热点主要集中在植物型染发剂、仿生色素型染发剂和生物染料型染发剂这三个方向。随着科技的不断发展,植物型染发剂与生物染料型染发剂已经开始出现商业化。

• 新型斑秃治疗药物利特昔替尼的合成进展

  胡家栋,文雯,张馨悦,王含悦,范广辉

  利特昔替尼是一种口服的选择性JAK3/TEC激酶抑制剂,由辉瑞公司研发于2023年6月在美国获批上市用于治疗成人和12岁及以上青少年的重度斑秃。本文综述了目前报道的有关利特昔替尼的合成方法研究进展,并讨论了各方法的特点,以期对其工业化生产提供参考。

• 几种碳-氟键构建的研究进展

  窦言东,王永春

  含氟化合物因其独特的化学性质使其在医药、农药和功能材料领域中有着广泛的应用。特别是将氟原子引入药物分子中后,会对药物的吸附、分布和代谢产生重大影响。近些年来,研究者对碳-氟键的构建做出了大量的研究工作,本文基于前人的研究成果,分别从脂肪链和芳基碳-氟键构建方式对近5年的工作进行总结和讨论。

• 新型二氰基异佛尔酮衍生物的合成及其对Pd(0)的识别性能

  王美臻,陈 琳,钟克利,曹 聪,王文俊

  钯离子Pd(0)在催化转化反应中的广泛应用导致其在环境水体中富集,因此开发有效的Pd(0)检测方法具有重要意义。本文基于二氰基异佛尔酮设计合成了一种新型荧光探针L,该探针在THF/HEPES缓冲溶液(5:5, v/v, pH = 7.4)中对Pd(0)表现出高选择性荧光增强效应,发射波长为675 nm (近红外区),在紫外光激发下呈现明显的红色荧光。该探针合成路线简便,pH适用范围为5-11,检测限为42 μmol/L。探针L能够灵敏地检测多种水样中的Pd(0),其灵敏度可满足检测工业园区危险废物处置过程中地下水Pd(0)污染,在生态环境监测领域具有潜在的应用价值。

• 基于虚拟筛选和分子动力学模拟发现SARS-CoV-2 3CLpro抑制剂

  刘晓静,未朝春,赵旭,张凤华,李飞,李行舟

  SARS-CoV-2 3CLpro作为病毒生命周期中的关键酶,是开发新型抗病毒药物的重要靶点。本研究通过Schr?dinger 2024-1软件的Phase模块,构建了SARS-CoV-2 3CLpro抑制剂的药效团模型。基于此药效团模型,对ZINC20数据库中的1030万个小分子进行了初步虚拟筛选,筛选出25689个符合药效团特征的小分子,并进一步通过分子对接和MM/GBSA计算筛选出5个优质候选化合物。200 ns的分子动力学模拟表明,这些化合物在稳定性和构象分布上表现优异,FEL分析显示其具有较高的动态稳定性。蛋白配体相互作用分析揭示,候选化合物与3CLpro形成多种非共价相互作用,增强了结合稳定性。结合自由能计算结果表明,候选化合物的结合自由能优于参考化合物显示出最佳结合亲和力和稳定性。综上所述,本研究为SARS-CoV-2 3CLpro抑制剂的设计提供了重要理论依据和候选分子。

• 基于密度泛函理论研究全氟辛酸在4种微塑料上的吸附行为

  吴博

  微塑料（MPs）和全氟辛酸（PFOA）同属新污染物，在环境中广泛存在，两者的吸附作用改变了单一毒性和运输途径。本文以密度泛函理论从分子层面对PFOA吸附聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚酰胺（PA）这4种微塑料上的行为进行研究。Hirshfeld划分的独立梯度模型（IGMH）分析和“分子中的原子”理论（AIM）拓扑分析表明PFOA通过范德华相互作用吸附在PE、PVC和PET上，通过氢键吸附在PA上，吸附能计算结果表明吸附强度由弱到强顺序依次为PE≈PVC