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研究亮点
超强纳米颗粒溶液粘合剂
刘明倩, 万茜子, 王树涛
2020, 78(6): 463-465  doi: 10.6023/A20040110
[摘要]  (55) [HTML全文] (55) [PDF 1075KB] (4)
摘要:
无论是自然界普遍存在的非共价键相互作用,还是共价键结合,都可以产生界面粘附.粘附材料的应用需求广泛,涉及可穿戴设备、电子器件、医疗手术等诸多领域.近些年来,仿生结构粘附材料和仿生粘合剂已经得到了快速的发展,一些人工制备的粘附材料已投入实际应用.然而,结构微加工的局限性和合成路线的复杂性限制了它们的大规模生产.相比而言,纳米颗粒溶液提供了一种更简单和更容易实现强粘附的替代方法.本文就最近报道的"强各向异性粘附的纤维素纳米晶体悬浮液"作一亮点评述.
综述
共价有机框架膜的制备及其在海水淡化和水处理领域的研究进展
蒋成浩, 冯霄, 王博
2020, 78(6): 466-477  doi: 10.6023/A20030088
[摘要]  (55) [HTML全文] (55) [PDF 5798KB] (4)
摘要:
日益严重的水资源短缺和水资源污染问题是全球面临的挑战,大力发展海水淡化和水处理技术是缓解该问题的有效途径.近年来,能耗低、环境友好的膜分离技术被广泛用于海水淡化和水处理领域.共价有机框架(Covalent organic framework,COF)膜因其具有大小可控、化学性质可调的孔道,成为潜在的高性能膜分离材料.本综述详细介绍了COF膜合成方法学的研究进展,概述了COF膜在海水淡化和水处理领域的研究,并展望了其在海水淡化和水处理领域的前景和面临的挑战.
胆甾相液晶结构色的光调控
刘晓珺, 秦朗, 詹媛媛, 陈萌, 俞燕蕾
2020, 78(6): 478-489  doi: 10.6023/A20040103
[摘要]  (61) [HTML全文] (61) [PDF 3578KB] (3)
摘要:
胆甾相液晶是一类具有周期性螺旋超结构的软光子晶体,能够选择性地反射不同波长的光产生结构色.在向列相液晶中掺杂光响应手性分子是制备光响应胆甾相液晶的普遍方法.在外界光源的刺激下,光响应手性分子的空间结构改变,诱导螺旋超结构的螺距发生变化,从而调控胆甾相液晶的结构色,因此光响应胆甾相液晶在滤光器、传感器、可调光学激光器和动态显示等领域具有广阔的应用前景.总结了不同光响应手性分子构筑的胆甾相液晶体系,分析了手性分子结构设计对胆甾相液晶结构色调控的影响,最终讨论了光响应胆甾相液晶目前面临的挑战以及未来的发展方向.
细胞色素P450酶催化的烷烃选择性羟化
王曦翎, 陈杰, 马娜娜, 丛志奇
2020, 78(6): 490-503  doi: 10.6023/A20030086
[摘要]  (84) [HTML全文] (84) [PDF 1683KB] (6)
摘要:
碳氢键选择氧化是合成化学领域的重要课题,其中烷烃选择性羟化反应更是面临着化学选择性、区域选择性和立体选择性等多重挑战.细胞色素P450酶广泛分布于动植物和微生物体内,是公认的多功能生物氧化催化剂.P450酶对惰性C-H键的选择性氧化具有独特优势,在催化烷烃选择性羟化反应方面拥有巨大潜力.本综述简述了P450单加氧酶及其催化烷烃选择性羟化的反应机理,梳理了来自CYP153家族、CYP52家族和其他家族的天然P450酶催化各类烷烃底物的氧化反应和选择性,讨论了理性设计和定向进化策略在开发烷烃羟化P450突变酶过程中的经典案例,介绍了底物工程、诱饵分子、双功能小分子协同催化等几种化学活化P450酶的策略及其在烷烃羟化上的应用,探讨了P450酶在烷烃选择性羟化方面所面临的挑战和解决途径,并展望了其应用前景.
质谱离子源技术用于电化学反应机理研究的进展
刘吉林, 于凯, 张洪, 姜杰
2020, 78(6): 504-515  doi: 10.6023/A20030070
[摘要]  (72) [HTML全文] (72) [PDF 3207KB] (5)
摘要:
电化学反应是连续的动态变化过程,伴随着瞬时中间体和复杂结构物质的产生,因此,精确而有效地捕捉反应过程中的一系列产物,有助于准确推导其电化学反应机理,进而优化反应条件,提高反应效率.目前,主流的电化学在线监测技术包括光谱法、循环伏安法和线性极化曲线等,这些方法能够胜任反应过程中大部分物质的结构及组成变化检测,然而,为了更加系统和精确地掌握电化学反应过程中所有产物的信息,仍需进一步拓展实时、原位反应监测技术.质谱具有灵敏度高、选择性好、分析速度快、可以结构解析等特点,是一种理想的电化学反应研究手段.近年来,采用质谱法研究电化学反应机理的报道越来越多,尤其是采用以电喷雾离子源(Electrospray Ionization,ESI)及其衍生离子源为代表的常压离子源对电化学反应过程进行实时、原位监测已经成为研究热点.本综述主要介绍了近期发表的电化学-质谱联用技术,详细描述了其针对不同类型电化学反应监测要求而设计和开发的电化学离子源装置.
基于实验室模拟研究二次有机气溶胶生成及老化机制
王辉, 俞颖, 唐荣志, 郭松
2020, 78(6): 516-527  doi: 10.6023/A20020036
[摘要]  (61) [HTML全文] (61) [PDF 1615KB] (0)
摘要:
由于二次有机气溶胶(SOA)对气候变化、区域污染和人体健康具有明显的影响,因此受到了广泛的关注.基于实验室的方法可以在稳定可控的条件下探讨SOA的生成机制,其中环境烟雾箱和气溶胶生成潜势反应器是最常用的两种模拟工具.本文综述了基于这两种模拟工具对SOA产率的影响因素、SOA生成机制和SOA老化过程中性质演变特征的研究.影响SOA产率的因素主要包括OH暴露量,NOx水平(VOCs/NOx),种子颗粒物的浓度及种子颗粒物的化学组成.SOA产率随着OH暴露量、VOCs/NOx比值的增加均先增后减;种子颗粒物的存在会通过提高气态中间产物的凝结汇,从而促进物质从气相到颗粒相的转化;酸性种子颗粒物可以通过提高摄取系数并提供酸催化条件促进SOA的生成;种子颗粒物中的金属离子和矿物质也会通过催化作用或者影响氧化剂的产生等过程对SOA的生成和老化产生作用.本综述还总结了不同源排放气态前体物SOA的生成潜势以及生成SOA的特征.等效光氧化龄约为2~3 d时,汽油发动机排放生成SOA量达到最高值,增长倍数(SOA/POA,POA即为一次有机气溶胶)约为10~14,SOA生成潜势约为400~500 mg/kg fuel;生物质燃烧排放,在等效光氧化龄约为3~4 d时,SOA增长倍数最大,平均约为1.42~7.6;而其他源如天然气燃烧、餐饮等排放也具有很高的SOA生成潜势,天然气燃烧排放后SOA的增长倍数高达268倍,餐饮源排放SOA的增长倍数约为3~8倍.不同地区的实际大气中气态前体物氧化生成SOA的最高值出现在等效光化学龄为2~4 d时.综合不同研究中源排放和实际大气中前体物生成SOA演化特征发现,随着OH暴露量的增加,SOA的氧化态逐渐增加,O/C比约从0.2增长到1.3,O/C与H/C变化斜率均在-1到0之间,说明氧化机制可能包括生成羟基、过氧羟基以及羧酸基团的物质;氧化过程中SOA的挥发性逐渐降低,吸湿性逐渐增加.SOA生成过程中间态物种的测量技术开发、复杂体系下SOA生成机制的研究和SOA演化过程中特征的表征是未来SOA研究的重要方面.
研究论文
Janus超支化超分子聚合物的构筑及电化学响应性自组装行为研究
戚美微, 刘勇, 周永丰
2020, 78(6): 528-533  doi: 10.6023/A20040121
[摘要]  (51) [HTML全文] (51) [PDF 3343KB] (2)
摘要:
本工作报道了第一例具有电化学氧化还原刺激响应性的Janus超支化超分子聚合物,研究了其自组装及响应性解组装的行为.通过阴离子开环聚合和阳离子开环聚合的方法,分别合成了以β-环糊精为中心的亲水超支化聚缩水甘油醚CD-g-HPG和末端为二茂铁的疏水超支化聚(3-乙基-3-羟甲基环氧丁烷)Fc-g-HBPO.两者通过Fc/CD之间的主客体包结络合作用,构筑了两亲性Janus超支化超分子聚合物HBPO-b-HPG.该聚合物在水中可以自组装形成囊泡.通过动态光散射(DLS)跟踪、2D-NOESY和循环伏安曲线表征了CD-g-HPG和Fc-g-HBPO之间的主客体包结络合作用,通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了囊泡结构.最后,研究了囊泡在电化学刺激下的解组装行为,同时也验证了囊泡在加热、加入主客体竞争分子和化学氧化下的稳定性.
UTSA-280的氨改性以及C2H4/C2H6分离性能研究
陈杨, 杜亚丹, 王勇, 刘普旭, 李立博, 李晋平
2020, 78(6): 534-539  doi: 10.6023/A20040130
[摘要]  (53) [HTML全文] (53) [PDF 1742KB] (0)
摘要:
炼厂干气中回收乙烯是扩宽C2H4来源的有效途径,但C2H4和C2H6物理性质和分子尺寸非常接近,分离困难.金属有机骨架材料(MOFs)近年来在低碳烃分离领域展现出广阔的前景.本工作采用氨吸附改性调节UTSA-280的结构,通过一维直孔道大小的调节实现C2H4/C2H6的高效分离.改性后的UTSA-280具有独特的超微孔结构能提升C2H4的吸附,而完全不吸附稍大的C2H6,实现理想的C2H4/C2H6吸附选择性(>1000).结果表明,改性后的UTSA-280的C2H4吸附量可提高至2.83 mmol/g,与未改性的材料相比增加29%,并且能阻挡C2H6的吸附,最终达到>1200的C2H4/C2H6选择性.蒙特卡罗分子模拟(GCMC)计算C2H4/C2H6混合气体(1:1)的吸附得出,改性后UTSA-280孔内的C2H4吸附相比于C2H6具有更多的吸附分布.通过C2H4/C2H6混合气体穿透实验测试,改性后的UTSA-280材料能展现出48 min以上的分离时间,相比于未改性的材料,分离性能提升近1倍.
NaZnPO4催化碳酸二甲酯和丙氨酸“一锅法”合成N-羧基丙氨酸酸酐
贾晓燕, 李振环
2020, 78(6): 540-546  doi: 10.6023/A20020024
[摘要]  (43) [HTML全文] (43) [PDF 1934KB] (3)
摘要:
以碳酸二甲酯(DMC)代替光气,一锅法合成α-氨基酸-N-羧酸酐(NCAs)是实现绿色制备多肽的重要途径.制备了酸碱协同催化剂NaZnPO4,用该催化剂催化DMC和丙氨酸"一锅法"合成N-羧基丙氨酸酸酐(Ala-NCA).在NN-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,150℃的反应条件反应8 h时,Ala-NCA的收率最高为46.84%,催化剂循环5次后收率仍达38.62%.NaZnPO4中Zn2+和O-Na具有有效的酸碱协同催化作用,在反应过程中具有去质子化、精准酰基化和高效成环的作用.利用TG-MS-IR技术研究了催化剂表面上原料转化和中间体精准关环过程,并提出了可能的反应催化机理.
应用极化水分子模型研究单分子层受限水的介电性质
范勤, 梁洪涛, 许贤祺, 吕松泰, 梁尊, 杨洋
2020, 78(6): 547-556  doi: 10.6023/A20030054
[摘要]  (59) [HTML全文] (59) [PDF 2261KB] (1)
摘要:
受限条件下水的介电性质因测量极具挑战,其在诸多电化学过程与反应输运过程中如何扮演关键角色从未被定量地澄清.本工作利用平衡态分子动力学模拟和受限体系介电性质计算方法,系统性地探索了0.65 nm限域尺寸、5×108 Pa限域压强、不同温度条件下单分子受限冰和受限水的介电性质.详细比较了恒定偶极矩SPC/E水分子模型和可极化的SWM4-NDP水分子模型在描述受限冰、水结构与介电性质上的优劣势,包括统计分析SWM4-NDP模型模拟的单分子层受限水和受限冰的瞬时分子偶极矩概率密度分布,计算每个模拟体系的静态结构因子、静态偶极空间关联函数、静态介电常数、体系偶极时间关联函数和德拜弛豫时间.首次发现了极化水分子模型描述的低维度受限水和受限冰的奇异分子极性变化,并观察到两种模型描述静态结构性质的效果相当,SWM4-NDP模型对于静态介电常数描述的优势会因受限条件的增强而被大幅削减.但在受限水介电极化弛豫动力学性质描述上SWM4-NDP模型明显优于SPC/E模型.我们推断SWM4-NDP模型在探索受限水结构相变动力学以及受限体系离子输运和溶剂化动力学等过程的模拟研究中是比SPC/E模型更好的选择.本工作将在进一步开展基于受限水系统储能、传感、输运的设计工作中提供一定的理论指导意义.
多孔钙钛矿型氧还原催化剂在柔性铝空气电池中的应用研究
税子怡, 何娜娜, 陈黎, 赵炜, 陈曦
2020, 78(6): 557-564  doi: 10.6023/A20030068
[摘要]  (556) [HTML全文] (556) [PDF 3289KB] (3)
摘要:
钙钛矿型催化材料作为贵金属的低成本替代物受到广泛关注,其用作氧还原反应催化剂具有非常可观活性和稳定性.目前相关工作主要集中在使用钙钛矿制备技术影响元素组成、形态、表面积和结构控制等方面.对于普遍存在的钙钛矿(ABO3)材料而言,制备过程煅烧温度较高导致合成材料比表面积通常较小,限制了其在非均相催化反应中活性的提升.本文借助无机模板SiO2制备具有高活性的大比表面的钙钛矿型催化材料La0.7Sr0.3MnO3(LSMO).测试结果表明,模板法LSMO具有非常可观的比表面积(31.1825 m2·g-1),用在柔性铝空气电池中放电电压相比于无模板法和溶胶凝胶法可分别提高8.2%和24.5%,且在大电流放电下性能衰退明显减缓.在电池变形状态下,输出电压可稳定在1.38 V以上.不仅为燃料电池商业化提供了解决方案,同时为未来可变性电源发展提供了新方向.
过渡金属催化有机腈和叠氮酸钠反应机理的研究
黄荣谊, 沈琼, 张超, 张少勇, 徐衡
2020, 78(6): 565-571  doi: 10.6023/A20030084
[摘要]  (52) [HTML全文] (52) [PDF 3162KB] (3)
摘要:
过渡金属催化有机腈和叠氮酸钠反应机理的研究一直是一个具有挑战性的课题.本工作组合理论和实验方法,对其反应机理作了深入的探讨.基于对两种类型中间体(H2O)3M…N3-和(H2O)3M…NCCH3稳定性的理论分析和中间体Cd2μ3-N3)(μ3-OH)(μ5-CHDA)(1)和Cd(μ2-N3)(μ3-IBA)(2)(H2CHDA为1,3-环己二酸,HIBA为4'-(咪唑-1-基)苯甲酸)的成功捕获,首次从实验和理论上揭示了过渡金属离子在反应中起活化叠氮酸根的作用.此外,基于中间体(H2O)3M… N3-和乙腈分子的静电势盆分析的结果,揭示了叠氮酸根未配位的端基N原子可以进攻氰基N原子发生加成反应,随后可能发生环加成反应生成四唑,在水分子的辅助下,其加成物也可能发生类似于里特反应生成全氮阴离子.该项研究把过渡金属催化有机腈和叠氮酸钠反应引入全氮阴离子合成的新领域.
可溶性氧化-还原介质促进分级结构碳纳米笼的锂氧电池性能
张静, 汤功奥, 曾誉, 王保兴, 刘力玮, 吴强, 杨立军, 王喜章, 胡征
2020, 78(6): 572-576  doi: 10.6023/A20030085
[摘要]  (50) [HTML全文] (50) [PDF 2085KB] (1)
摘要:
锂氧(Li-O2)电池因具有超高的理论能量密度而受到人们的关注,但仍面临实际比容量较低、过电势较高和循环稳定性较差等挑战.以具有高比表面积、分级孔结构、丰富缺陷和高电导率等特征的3D分级结构碳纳米笼(hCNC,hierarchical carbon nanocages)为正极材料,构建出具有高放电容量(14080 mAh·g-1)和良好循环稳定性的Li-O2电池;当在电解质中添加可溶性乙酰丙酮亚铁(Fe(acac)2)氧化-还原介质后,其放电容量、倍率性能和良好循环稳定性显著提升,过电势明显下降,如完全放电容量可达23560 mAh·g-1(XC-72的7.82倍),在0.5 A·g-1电流密度和800 mAh·g-1截止比容量下可稳定循环138圈(远高于未加Fe(acac)2的68圈和XC-72的13圈),在5.0 A·g-1高电流密度下仍可稳定循环63圈(远高于未加Fe(acac)2的21圈).优异的电化学性能可归因于:hCNC的特征结构能有效地促进电子传输和2Li++O2+2e-⇆Li2O2(s)的可逆转化,为放电产物Li2O2提供足够分散和容纳空间;可溶性氧化-还原介质Fe(acac)2能有效地催化Li2O2放电产物形成均匀分散的小尺寸颗粒堆积多孔形貌和随后的充电分解,进而降低过电势和提升电池的循环稳定性.本研究提供了通过设计新型碳基正极材料和添加高效可溶性氧化-还原介质提高锂氧电池性能的新思路.
手性石墨烯量子点与DNA相互作用及其机制研究
李海梅, 罗华健, 肖琦, 杨立云, 黄珊, 刘义
2020, 78(6): 577-586  doi: 10.6023/A20040109
[摘要]  (322) [HTML全文] (322) [PDF 4381KB] (2)
摘要:
手性作为自然界最重要的特性之一,与生命活动息息相关.因此,手性纳米材料在材料学及生物学相关领域的研究引起了极大的关注.本工作提出了一种采用一步水热法合成手性石墨烯量子点的新方法.该方法以柠檬酸和L-色氨酸为原料进行手性石墨烯量子点的合成,通过圆二色光谱法证明了两种手性石墨烯量子点具有两个对称性高的手性信号,圆二色吸收峰分别位于230 nm和305 nm.通过荧光光谱法获取了它们与ctDNA相互作用的系列热力学参数,采用粘度测量、DNA熔链温度实验并结合多种谱学方法证明,手性石墨烯量子点与小牛胸腺DNA(ctDNA)之间的结合存在较大的手性差异.紫外-可见吸收光谱证明手性石墨烯量子点均能使ctDNA的吸收峰红移,并出现减色效应.手性石墨烯量子点提高了ctDNA的熔链温度,但降低了ctDNA的相对粘度.通过氢键和范德华力相互作用,手性石墨烯量子点均插入ctDNA的G-C碱基对中,这严重影响了ctDNA的右手B型螺旋结构.因空间位阻效应不同,右手性石墨烯量子点比左手性石墨烯量子点更容易与右手B型螺旋的ctDNA结合,且对ctDNA的右手B型螺旋结构产生显著的影响.这些结论阐明了手性石墨烯量子点与ctDNA之间嵌插结合作用的分子机制,为手性纳米材料在化学、生物学、医学等许多科学领域的发展提供有价值的信息.
综述
P-手性膦氧化物的不对称催化合成研究进展
朱仁义, 廖奎, 余金生, 周剑
2020, 78(3): 193-216  doi: 10.6023/A20010002
[摘要]  (899) [HTML全文] (899) [PDF 2007KB] (899)
摘要:
P-手性膦氧类化合物在药物化学、有机合成化学、生命及材料科学等领域具有重要的应用价值和潜能,是一类受到广泛关注的优势结构.近年来,针对这一结构的不对称催化构建取得了显著进展.本综述旨在从三级膦氧化物的去对称化反应和(动态)动力学拆分反应以及二级膦氧化物参与的不对称反应三种策略出发,介绍目前用于构建P-手性膦氧化物的不对称催化合成方法及最新研究进展.藉此也对这些反应的机理及其优势与不足之处进行简要讨论,为从事有机合成和有机膦化学相关的研究人员提供一些有益参考和借鉴.
无机钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展
杨英, 林飞宇, 朱从潭, 陈甜, 马书鹏, 罗媛, 朱刘, 郭学益
2020, 78(3): 217-231  doi: 10.6023/A19110411
[摘要]  (1393) [HTML全文] (1393) [PDF 6349KB] (1393)
摘要:
近年来钙钛矿太阳能电池发展迅速,全无机钙钛矿具有良好的热稳定性、高吸光系数、带隙可调、制备简单等优点备受关注.现今,无机钙钛矿太阳能电池的最高光电转化效率已达19.03%,具有很好的发展潜力.本综述将从无机钙钛矿太阳能电池的制备方法、薄膜掺杂、界面修饰对稳定性影响入手,系统介绍无机钙钛矿太阳能电池的发展并进行分析总结,并着重分析了无机钙钛矿不稳定的原因及其改善方法,最后对于无机钙钛矿太阳能电池的未来进行了展望.
环糊精聚合物及其生物医学应用的研究进展
郄淑燕, 郝莹, 刘宗建, 王锦, 席家宁
2020, 78(3): 232-244  doi: 10.6023/A20010006
[摘要]  (879) [HTML全文] (879) [PDF 6269KB] (879)
摘要:
环糊精是一类由吡喃葡萄糖单元构成的大环分子,能够通过包结作用与多种小分子、金属离子以及聚合物形成主-客体包结物,从而实现对客体分子理化性能的调控,被广泛用于制药、食品、化学、色谱、催化、生物技术、农业、化妆品、卫生、医学、纺织和环境等领域.然而,环糊精分子在众多应用领域不易操控,通过化学交联制备环糊精聚合物,形成以环糊精为主体的聚合物,则有望实现环糊精与交联基团的"集成"和"协同"作用,不但能有效解决环糊精分子的操控问题,而且能够赋予环糊精单分子所不具有的独特功能和理化性质,因此环糊精聚合物的设计合成及其应用吸引了广泛的研究兴趣.本综述介绍了环糊精聚合物领域的研究近况,对环糊精聚合物的种类按结构与性质进行了分类,系统介绍了各类环糊精聚合物的制备方法,重点介绍了近五年环糊精聚合物取得的新突破,并详细论述了各类环糊精聚合物在生物医药中的应用和其他领域的代表性应用,最后对环糊精聚合物作了简要总结和展望.
研究通讯
Ming-Phos/铜催化的亚甲胺叶立德与硝基烯烃的不对称[3+2]环加成反应
张荣华, 许冰, 张展鸣, 张俊良
2020, 78(3): 245-249  doi: 10.6023/A20010019
[摘要]  (406) [HTML全文] (406) [PDF 620KB] (406)
摘要:
手性吡咯烷骨架是合成具有生物活性的化合物、天然产物、药物和催化剂的重要中间体,其高效的不对称合成方法是有机化学研究热点之一.该工作通过一类新型的Ming-Phos手性配体实现了铜催化的亚甲胺叶立德与硝基烯烃的不对称[3+2]环加成反应,以较好的非对映选择性和对映选择性合成了一系列手性吡咯烷类化合物(ee值高达98%,产率高达95%).该方法具有反应条件温和、操作简单、底物普适性广以及配体合成简单易制备等众多优点.
研究论文
MIL-101(Cr)/GO复合吸附剂的O2/N2分离性能研究
刘洋, 夏潇潇, 谭媛元, 李松
2020, 78(3): 250-255  doi: 10.6023/A19120449
[摘要]  (545) [HTML全文] (545) [PDF 1228KB] (545)
摘要:
变压吸附(PSA)制取O2的核心是吸附剂.近年来,金属有机骨架(MOFs)被认为是一种具有广阔应用前景的新型吸附剂.通过水热法制备了MIL-101(Cr)/氧化石墨烯(GO).结果表明,MIL-101(Cr)/GO-15具有更高的比表面积(3486 m2·g-1)和更大的孔体积(2.39 cm3·g-1),因此也表现出更高的O2吸附量(0.54 mmol·g-1).进一步根据理想吸附溶液理论(IAST)预测了其在O2/N2体积比为1:4混合气体中的O2/N2选择性为1.2,相比MIL-101(Cr)提高了17.65%.同时,MIL-101(Cr)/GO-15的循环利用性能更佳,经过三次O2吸脱附循环后,依然拥有高达80%的O2吸附量,具有较好的循环再生性能.
基于偶氮苯衍生物的三阶非线性光开关性能的调控
翟亚丽, 许文娟, 孟祥茹, 侯红卫
2020, 78(3): 256-262  doi: 10.6023/A19120427
[摘要]  (465) [HTML全文] (465) [PDF 1705KB] (465)
摘要:
偶氮苯衍生物因其具有特殊的共轭体系常用作光开关特性的三阶非线性光学(NLO)开关材料,但有部分带有特殊基团的偶氮类分子在一般条件下无法显示其性能.然而,这类分子在被调节之后能展示出优异的光控的NLO开关性能.以无光控的NLO开关性能的5-(N-4-偶氮苯基)氨甲基间苯二甲酸为研究对象,并对其潜在的光控NLO开关性能进行调控.经过调节后的这类分子在光照条件下能顺利地经历可逆的顺反异构化反应,且产生三阶非线性性能的转换.其Z-扫描实验结果显示处于反式构型的材料展示出反饱和吸收和自散焦特性;在光照之后,这类材料转化为顺式构型并展现出饱和吸收和自聚焦行为.三阶NLO性能的转换是由于材料的结构发生转变其内部电子产生重排,使得它们在激光刺激下产生不同的响应机制.
司帕沙星及均三嗪衍生物铜(Ⅱ)配合物与DNA作用及其抗肿瘤活性
刘启雁, 蔡戴宏, 戚永育, 乐学义
2020, 78(3): 263-270  doi: 10.6023/A19110403
[摘要]  (506) [HTML全文] (506) [PDF 4163KB] (506)
摘要:
DNA是抗肿瘤药物的重要靶点,研究药物分子与DNA之间的作用有助于设计靶向DNA类抗肿瘤药物.合成和表征了新的三元铜(Ⅱ)配合物[Cu(Sf)(PyTA)(H2O)]·ClO4·3.5H2O[Sf=司帕沙星,5-氨基-1-环丙基-7-(顺-3,5-二甲基-1-哌嗪基)-6,8-二氟-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸、PyTA=2,4-二氨基-6-(2'-吡啶基)-1,3,5-均三嗪].利用电子吸收光谱、KI荧光猝灭光谱、粘度测定以及分子对接技术研究了配合物与DNA之间作用,发现配合物以插入模式与DNA结合,结合常数Kb=1.23×104 L/mol.此外,应用MTT[3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐]比色法检测了配合物的细胞毒性作用,发现配合物对癌细胞A549、Bel-7402和Eca-109等表现出良好的抑制作用[IC50=(57.0±1.6)~(77.6±1.4)μmol/L].尤为重要的是,通过单细胞凝胶电泳、Hoechst 33342染色、Annexin V-FITC/PI双染流式细胞术、测定线粒体膜电位、检测细胞色素C和胞内Ca2+水平及细胞周期分析探究了配合物抗肿瘤作用机制,结果表明,配合物通过DNA结合及线粒体功能障碍途径诱导细胞凋亡,使细胞S和G2/M周期发生阻滞并造成DNA损伤.
理论研究8-氮杂鸟嘌呤自由基阳离子脱质子反应
王英辉, 魏思敏, 王康, 徐蓉蓉, 赵红梅
2020, 78(3): 271-278  doi: 10.6023/A19120435
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摘要:
由于8-氮杂鸟嘌呤(8-AG)的氧化还原电势比鸟嘌呤(G)更低,所以单电子氧化嵌有8-AG的DNA后,空穴最终会被8-AG捕获形成8-氮杂鸟嘌呤自由基阳离子(8-AG·+).因为酸性的急剧增强,8-AG·+一般会发生脱质子反应.在本工作中,在M06-2X/6-31+G(d)理论水平,使用显性水分子和连续溶剂化模型模拟8-AG·+的溶剂化效应,对其脱亚氨基质子(N(1)-H)反应进行了研究.发现位于8-AG·+中N(1)-H、O(6)、N(2)-H附近以及在O(6)水分子附近稍微远离8-AG·+的4个水分子会对8-AG·+脱质子反应产生重要影响,质子从8-AG·+传递到溶液中具有方向性;最后,通过进一步在N(2)-H、N(3)、O(6)、N(7)和N(8)等位点附近添加水分子(9H2O)得到了更加精确的8-AG·+脱质子反应能垒(19.5 kJ/mol).