【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405171
将科学前沿案例引入课堂教学,不仅有助于阐明基础研究的实际应用价值,同时也能激发学生的好奇心,培养他们对前沿知识的探索热情。自由基化学作为有机化学的重要组成部分,因其本身具有高反应活性、反应机理复杂、产物多样等特点,一直被认为是有机化学学习中的重点与难点。近年来,有机自由基凭借其独特的窄带隙结构特征,在生物医学诊疗领域取得了一系列突破性进展,并成为国内外研究的热点。然而,自由基作为一类含有未成对电子的特殊化学物种,通常表现出动力学和热力学的不稳定性,这在很大程度上限制了其实际应用。鉴于此,本文探讨了稳定有机自由基的结构类型与合成策略,并进一步阐述了自由基材料在生物医学精准诊断和光诱导治疗领域的潜在应用前景。通过将最新的自由基研究成果融入课堂教学,有助于增强学生对该领域的理解和掌握。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202305012
传统甾醇中间体氧化采用重金属铬作为氧化剂,存在毒性大和环境污染等问题。电催化氧化(ECO)以其高效、环保、可控的优点备受青睐,被认为是一种可替代传统工艺的方法。然而,目前ECO面临低电流密度和低时空产率的挑战。本研究采用一步溶剂热法在石墨毡上制备自支撑NiFe-MOF纳米片电催化剂,并耦合NiFe-MOF与氮氧自由基(4-乙酰氨-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧)协同电催化策略以提高ECO性能。研究发现碱性电解液可重构NiFe-MOF催化剂,从而提高催化活性。此外,连续流动强化传质,成功实现以100 mA∙cm−2的大电流密度对19-羟基-4-雄甾烯-3, 17-二酮(1a)的选择性电催化氧化,且选择性高达98%,时空产率可达15.88 kg∙m−3∙h−1,是间歇电反应器的35倍。寿命测试发现经10次循环反应后,NiFe-MOF/ACT协同体系对ECO仍具有较高的转化率。通过增大NiFe-MOF面积,将其组装至连续流动式电反应器并进行ECO恒电流电解,可达到12.99 kg∙m−3∙h−1的时空产率。该工作提出一种NiFe-MOF/ACT协同电催化氧化策略,为实现甾醇选择性氧化提供新的见解。