银催化2-烯基苯胺与苯并异噁唑的[5+1]环化反应

利用廉价易得的2-胺基苯乙烯与苯并异噁唑在银催化下发生[5+1]串联环化反应, 以中等至优异的收率一步得到含有N,N-双齿螯合片段的2-喹啉基苯胺衍生物. 该方法具有宽泛的底物普适性、 较高的原子经济性和温和的反应条件等优势, 为合成这类具有广泛用途的N,N-双齿螯合分子提供了新的研究思路.     

形貌可控的共价有机骨架材料的合成与应用

共价有机骨架(COFs)作为一种新型晶体多孔材料,在分离富集、催化、药物释放、光电等领域引起了广泛关注。COFs材料的结晶度和形貌决定了其应用。本文综述了不同形貌COFs材料,如：球形、薄膜状、棒状、管状、纤维状、带状、棒状、辊状、笼状等的合成方法和应用,提出存在的问题及解决办法,并展望其应用前景。     

手性樟脑衍生的共价有机骨架材料用作高效液相色谱固定相分离手性化合物

共价有机骨架材料（COFs）作为一种新型的晶体多孔材料,其手性共价骨架材料在手性分离领域具有良好的应用前景。本文以1,3,5-三醛基间苯三酚（Tp）和3,3′-二硝基联苯胺（BD）反应合成出TpBD（NH₂）₂,并以此作为基本共价有机骨架。用（1S）-（+）-10-樟脑磺酰氯对该骨架进行衍生修饰,制备出手性共价有机骨架材料TpBD（NH₂）₂的（1S）-（+）-10-樟脑磺酰氯（Cam）衍生物（TpBD-1S-（+）-Cam）。结果表明,制备的手性共价有机骨架材料TpBD-1S-（+）-Cam能够分离华法林、马来酸氯苯那敏、阿替洛尔、美托洛尔、佐匹克隆、1-（9-蒽基）-2,2,2-三氟乙醇、1,2-二苯乙醇酮、酮洛芬、盐酸美西律和噻吗洛尔共10种外消旋体以及o,m,p-溴苯胺、o,m,p-碘苯胺2种苯系位置异构体,分离效果较好。该材料用作高效液相色谱固定相具有良好的开发潜力和应用价值。     

室温离子液体法合成新型三维共价有机骨架材料

采用室温离子热法合成了一种氟取代的具有五重贯穿金刚石拓扑结构的三维共价有机骨架材料(COFs), 记为JUC-515. 与高温溶剂热法不同的是, 室温离子液体法具有反应温度和压力低、 反应时间短、 操作简单、 无需催化剂和不产生有机蒸汽污染等优势. 制备的材料具有高度结晶性、 较大的孔隙率和良好的CO₂选择性吸附性能.     

共价有机框架材料在吸附领域的研究进展

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)是由有机结构单元通过共价键连接的具有期性结构的多孔化合物。共价有机框架材料具有永久的孔隙、高的比表面积、可调的孔径、易于功能化和高的水热稳定性等优点,广泛应用于许多领域。本文总结了COFs目前主要的合成方法,介绍了COFs在吸附领域的应用和发展。最后,文章指出未来的研究重点是发展更多有机反应和键连方式,合成具有高度稳定性和结晶度、成本低廉的功能性材料。     

二维共价有机框架材料的可控合成及其光催化应用研究进展

通过模拟自然界光合作用, 将太阳能转化为方便存储的化学能是缓解未来能源短缺和环境污染问题的理想途径之一. 二维共价有机框架材料(2D COFs)是近年来发展起来的一类新型有机半导体材料, 具有结晶度高、结构精确以及化学组分灵活可调等优势, 在光催化领域展现出巨大应用潜力, 受到了研究者们的广泛关注. 对2D COFs的可控制备以及电子结构调控方法进行了系统总结, 并重点介绍了它们在光催化水分解、CO₂还原以及H₂O₂合成领域的最近研究进展, 讨论了材料结构和催化性能之间的关系, 最后对2D COFs在光催化应用领域存在的机遇和挑战进行了展望.     

反应物分散条件对Li1+xV3O8电化学性能的影响

以Li₂CO₃和NH₄VO₃为原料,在不同条件下合成了锂离子电池正极材料用Li_1+xV₃O₈。研究了反应物的分散条件和煅烧温度对产物晶型结构、形貌及电化学性能的影响。 XRD、IR和SEM结果表明,用超声波在无水乙醇中分散反应物得到的前驱体于550 ℃下煅烧,所得产物Li_1+xV₃O₈结晶度低、粒径小、形貌均匀。 充放电、循环伏安等结果表明,该材料在充放电过程中极化低、嵌脱锂位置多、循环稳定性好。 在0.5 C放电条件下,第2次循环放电容量达到268 mA·h/g,100次循环后容量仍保持210 mA·h/g以上。     

共价有机框架材料(COFs)在多相催化中的应用

共价有机框架材料(COFs)是一类多孔有机材料,由轻质元素组成,具有比表面积大、孔径可调、稳定性好等特点,在多相催化领域有着广泛的应用。通过改变构筑单元和缩合反应("自下而上"合成法)的类型,或是通过合成后修饰的手段,COFs可以被赋予多种功能并高效催化一系列反应。本文以基于COFs材料的催化反应类型为分类依据,对近年来其在多相催化领域中的应用进行系统介绍,分类概括它在光催化反应、电催化反应、有机合成反应中的研究进展;此外还探讨了COFs在合成、功能及形貌上的研究;最后总结了COF材料在多相催化领域的优势和存在的问题,并对其发展方向进行了展望。     

基于共价有机框架材料TpPa-NH2-Glu的高效液相色谱固定相用于分离手性化合物

共价有机框架材料（COFs）是一类由多齿有机单元通过共价键连接而成的新兴孔晶体材料。通过合成后修饰所得到的COFs通常具有较高的结晶度与孔隙率,并且在手性拆分、不对称催化与色谱分析等领域具有良好的应用价值。该文用1,3,5-三甲醛间苯三酚与2-硝基-1,4-苯二胺合成TpPa-NO₂,对其还原得到TpPa-NH₂,然后通过合成后修饰策略将D-葡萄糖修饰到该材料上,得到手性材料TpPa-NH₂的D-葡萄糖衍生物（TpPa-NH₂-Glu）。利用“网包法”将其固载在球形硅胶表面用作高效液相色谱固定相并制备了液相色谱柱,分别以正己烷-异丙醇（9∶1, v/v）或甲醇-水（9∶1, v/v）为流动相,流速0.5 mL/min,成功拆分了16种包括多个手性药物的外消旋体和2种苯系位置异构体o,m,p-硝基苯胺和o,m,p-碘苯胺。在甲醇-水（9∶1, v/v）流动相条件下,拆分了5种外消旋体,其中盐酸普萘洛尔、华法林、美托洛尔达到了基线分离;在正己烷-异丙醇（9∶1, v/v）流动相条件下,拆分了11种外消旋体,其中2-溴丙酸乙酯、3-丁炔-2-醇达到了基线分离。此外还探究了温度对TpPa-NH₂-Glu液相色谱柱的影响以及TpPa-NH₂-Glu液相色谱柱的重复性,结果表明,温度对TpPa-NH₂-Glu所制备的高效液相色谱柱影响不大,且TpPa-NH₂-Glu所制备的高效液相色谱柱具有良好的重复性,其相对标准偏差（RSD）分别为1.55%和1.46%。实验结果表明,TpPa-NH₂-Glu对手性化合物有良好的拆分能力。     

4-甲酰基苯基(2,3,4,6-O-四乙酰基)-β-D-葡萄糖苷衍生物的有效合成

为克服目前合成方法存在收率较低,反应时间长、产品分离困难等不足,本文以β-D-葡萄糖、乙酰溴为原料,经乙酰化、溴代反应合成了糖基体2,3,4,6-O-四乙酰基-α-D-溴代葡萄糖,再与4-羟基苯甲醛衍生物经糖苷化反应合成了5种4-甲酰基苯基(2,3,4,6-O-四乙酰基)-β-D-葡萄糖苷衍生物。 在合成4-甲酰基苯基(2,3,4,6-O-四乙酰基)-β-D-葡萄糖苷衍生物的过程中,采用10%(质量分数)NaOH溶液为缚酸剂,三(3,6-二氧杂庚基)胺(TDA-1)为相转移催化剂,反应物的收率为61%~69%,并应用核磁共振技术确定了产品的结构。 该方法具有产品收率较高,反应温和、操作简单等优点。     

Construction of covalent organic framework for catalysis: Pd/COF-LZU1 in Suzuki-Miyaura coupling reaction

Covalent organic frameworks (COFs) are crystalline porous solids with well-defined two- or three-dimensional molecular structures. Although the structural regularity provides this new type of porous material with high potentials in catalysis, no example has been presented so far. Herein, we report the first application of a new COF material, COF-LZU1, for highly efficient catalysis. The easily prepared imine-linked COF-LZU1 possesses a two-dimensional eclipsed layered-sheet structure, making its incorporation with metal ions feasible. Via a simple post-treatment, a Pd(II)-containing COF, Pd/COF-LZU1, was accordingly synthesized, which showed excellent catalytic activity in catalyzing the Suzuki-Miyaura coupling reaction. The superior utility of Pd/COF-LZU1 in catalysis was elucidated by the broad scope of the reactants and the excellent yields (96-98%) of the reaction products, together with the high stability and easy recyclability of the catalyst. We expect that our approach will further boost research on designing and employing functional COF materials for catalysis.     

两个镉(II)金属有机骨架的可控合成与结构相关性

合成了2,5-二甲氧基-N,N'-双(4-吡啶基)对苯二甲酰胺(简称为dmbpt), 并以其和1,3,5-苯三甲酸(简称为H₃btc)为配体合成了2个新配合物[Cd₂(dmbpt)₂(Hbtc)₂]·2DMF·C₂H₇N·H₂O(1)和[Cd₃(dmbpt)₂(btc)₂]·4H₂O(2). 配合物1是具有3,5L2拓扑的二维金属有机骨架; 配合物2是具有jcr7拓扑的三维金属有机骨架, 这是一个稀有的拓扑结构. 配合物1和2都含有二级结构单元Cd₂(—COO)₄(—Py)₄. 在结构关系上, 配合物2的三维网络可以看作是由配合物1的二维网络通过形成新的配位键连接而成的. 在原料和溶剂相同的溶剂热反应条件下, 能以不同比例同时获得2种配合物. 产物中配合物1和配合物2的比例可以通过改变反应物的浓度来调控, 这可能与由DMF分解产生的二甲胺促进H₃btc的去质子化有关.     

Comparative study of some synthesised and commercial fluorogenic substrates for horseradish peroxidase and its mimetic enzyme hemin by a flow injection method

Four 3,4-dihydroquinoxalin-2(1H)-one derivatives, i.e., 3,4-dihydroquinoxalin-2(lH)-one (DHQ), 3-methyl-3,4-dihydroquinoxalin-2(1H)-one (MDHQ), 3,4-dihydroquinoxalin-2(1H)-one-6-acid (DHQ-6-A) and 3-methyl-3,4-dihydroquinoxalin-2(1H)-one-6-acid (MDHQ-6-A), and N,N′-dicyanomethyl-o-phenylenediamine (DCM-OPA) were synthesised as potential substrates for horseradish peroxidase (HRP). Of these compounds DCM-OPA, DHQ and MDHQ can be prepared by very simple methods in a pure form in large quantities. Their properties for use as fluorogenic substrates for HRP and its mimetic enzyme hemin were compared with commercially available substrates, i.e., p-hydroxyphenylacetic acid (p-HPA), p-hydroxyphenylpropionic acid (p-HPPA), homovanillic acid (HVA) and tyramine, by a flow injection method. The results showed that DCM-OPA and MDHQ were the best among the five synthesised substrates and p-HPPA and p-HPA are better than HVA and tyramine. Substrates p-HPPA, p-HPA, DCM-OPA and MDHQ showed comparable ability for H₂O₂ detection in HRP and hemin catalysed reaction systems, with detection limits in the nmol l⁻¹ region. The stability of DCM-OPA is better than MDHQ, but both are stable for at least a month in a refrigerator.     

阳离子共价有机框架对水中非甾体药物的强化去除

以三醛基间苯三酚(TFP)和溴化乙锭(EB)为单体, 在溶剂热条件下合成了一种二维β-酮烯胺类阳离子型共价有机框架(COF)材料. 所得TFP-EB COF呈现出良好的结晶度、 高的比表面积和丰富的溴化乙锭单元, 故可将其应用于水中非甾体抗炎药(NSAIDs)的去除.阳离子TFP-EB COF对双氯芬酸钠(DCF-S)和对氨基水杨酸钠(PAS-S)两种非甾体抗炎药表现出高的吸附能力和快的吸附动力学, 其饱和吸附容量分别可达350.4和145.3 mg/g. 而采用TFP与4,4'-二氨基联苯(BND)在类似条件下合成的中性TFP-BND COF则表现出较差的吸附性能, 其对DCF-S和PAS-S的饱和吸附容量分别仅有59.7和13.6 mg/g. TFP-EB COF的吸附性能比TFP-BND COF更优异, 这主要归因于TFP-EB COF孔道中存在的大量阳离子EB单元与NSAIDs中的羧基间存在强烈的静电作用. 此外, 竞争离子干扰和循环再生实验表明阳离子型TFP-EB COF在NSAIDs污染物的去除方面具有良好的应用前景.     

生物油超临界CO_2酯化反应研究

将超临界CO2萃取与酯化反应耦合,研究了萃取酯化提质生物油过程。乙酸(AC)、丙酸(PA)和丙烯酸(AR)在超临界CO2(scCO2)条件下酯化时的平衡转化率显著高于常压酯化时的平衡转化率,表明scCO2对酯化反应具有明显的促进作用。这主要是由于生成的酯不断被萃入scCO2相。在恒温下scCO2的密度随压力升高而增大,因而酯化率随着CO2压力的升高而增加,与有机酸单独酯化时相比,混酸(AC、PA和AR)酯化后各种酸的转化率却比较接近,表明酯化过程中存在着酯交换机制。真实生物油的酯化结果表明,在80℃和28.0MPa下酯化3.0h,总酸的转化率可达86.78%。酯化后生物油的pH值从3.78提高到5.11,萃出生物油在140℃下挥发率接近100%,表明油品质量得到显著提升。     

Crystal structure and luminescence property of ternary terbium p-aminobenzoic acid complexes with different second ligands

Ternary terbium complexes with p-aminobenzoic acid (HL), [TbL₃(DMSO)(H₂O)]₂ (1), [TbL₃(DMF)(H₂O)]₂ (2) and [TbL₃(Bpy)(H₂O)]₂·2H₂O (3) (DMSO=dimethyl sulfoxide, DMF=N, N- dimethylformamide, Bpy=2, 2′- bipyridyl) have been synthesized, and their crystal structures determined. The luminescence properties of these complexes, including both the emission quantum yield and the fluorescence lifetime, have been investigated. The effect of a second ligand on the crystal structure and luminescence property of the ternary terbium p-aminobenzoic acid complexes, and the relationship between luminescence properties and crystal structure, including coordination mode of the L⁻ ligand and the characteristics of a second ligand, are discussed.     

Asymmetric Diels–Alder reactions in supercritical carbon dioxide catalyzed by rare earth complexes

The rare earth(III) salt catalysed asymmetric Diels–Alder reaction of cyclopentadiene with a chiral dienophile in supercritical carbon dioxide (scCO₂) proceeded rapidly to give the adduct with a higher diastereoselectivity than that in dichloromethane; Yb(ClO₄)₃ gave the endo adduct with value up to 77% de at 40°C, 8 MPa. The chiral rare earth diketonate catalyzed hetero Diels–Alder reaction of the Danishefsky's diene with benzaldehyde gave a higher yield and an enantioselectivity in scCO₂ than that in dichloromethane. Scandium/pybox 8a complex catalysed asymmetric Diels–Alder reaction of 3-crotonoyl-2-oxazolidinone with cyclopentadiene in the presence of MS4A proceeded smoothly in scCO₂ to give the endo adduct 10 in a good yield with up to 88% ee.     

乙酸选择性加氢制乙醇反应性能研究

在固定床反应器上考察了反应温度、反应压力、乙酸(HAC)液体进料空速、H_2/HAC(总气体空速GHSV或H_2流量)对乙酸选择性加氢制乙醇反应的影响,研究了乙酸转化率、产物选择性、乙醇时空收率的变化规律,验证了自主开发催化剂的稳定性。结果表明,副产物的选择性受反应条件的影响,选择合适的反应条件可以抑制乙酸乙酯和丙酮的生成。原料与催化剂床层接触时间小于5s时,可以避免发生乙酸加氢分解脱羰反应生成甲烷气相产物,也避免了乙醇的进一步反应生成乙烷。在反应温度为280℃,反应压力为2.5 MPa,乙酸进料液时空速为0.72 h~(-1),H_2/HAC(mol ratio)为16的条件下,乙酸乙酯选择性为6%。900 h长周期实验表明,自主开发催化剂具有较好的工业应用前景。     

O-乙酰基-吡喃木糖热解反应机理的理论研究

为了从微观上理解半纤维素热解过程及其主要产物的形成演变机理,采用密度泛函理论方法B3LYP/6-31G++(d,p),对O-乙酰基-吡喃木糖的热解反应机理进行了量子化学理论研究。在热解过程中,O-乙酰基-吡喃木糖中的O-乙酰基首先脱出,形成乙酸和中间体IM₁,该步反应能垒为269.4 kJ/mol。IM₁进一步发生开环反应形成IM₂,开环反应能垒较低,为181.8 kJ/mol。对中间体IM₂设计了四种可能的热解反应途径,对各种反应的反应物、产物、中间体和过渡态的结构进行了能量梯度全优化,计算了各热解反应途径的热力学和动力学参数。计算结果表明,反应路径(4)和反应路径(2)是O-乙酰基-吡喃木糖热解的主要反应通道,乙酸、乙醛、乙醇醛、丙酮、CO、CO₂、CH₄等小分子产物是热解的主要产物。这与相关实验结果分析是一致的。     

Alkylation of p-cresol with tert-butanol catalyzed by heteropoly acid supported on zirconia catalyst

Butylation of p-cresol by tert-butanol was catalyzed by 12-tungstophosphoric acid supported on zirconia (TPA/ZrO₂) under flow conditions. Catalysts prepared with different TPA loading (5–30 wt.%) were calcined at 1023 K and acidity was estimated by temperature programmed desorption (TPD) of NH₃. Fifteen percent TPA/ZrO₂ showed the highest acidity and found to be the most active catalyst in butylation of p-cresol. The effects of temperature, space velocity (LHSV) and molar ratio of the reactants on the conversion of p-cresol and products selectivities were optimized and the optimum reaction conditions evaluated were 403 K, tert-butanol/p-cresol (Bu/Cr) molar ratio 3 and LHSV 4 h⁻¹. Under the optimized conditions, conversion of p-cresol was found to be 61 mol% with product selectivity for 2-tert-butyl-p-cresol (TBC) 81.4%, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol (DTBC) 18.1% and tert-butyl-p-tolyl ether (ether) 0.5%. Study of time on stream (TOS) performed as a function of time for 100 h showed that the loss in activity in terms of conversion of p-cresol was 6%.