β-环糊精功能化碳纳米管高效催化氧化肉桂油制备天然苯甲醛

天然苯甲醛是一类重要的食品添加剂.在温和液相反应条件下催化氧化肉桂醛制天然苯甲醛是一个有效的手段,但该过程需要活性高、选择性好和易循环利用的高效催化剂.环糊精(CD)一般是由6-8个D-吡喃葡萄糖单元构成,具有"内疏水、外亲水"的特殊结构,能够与尺寸和形状相近的分子通过分子间的非共价键作用力(如氢键、范德华力及疏水性作用力)形成主客体分子包结物.利用环糊精模拟天然酶来提高反应活性和产物选择性一直是研究者追求的目标,并已被广泛用于调控不同的有机反应过程,如氧化、还原、水解和开环等反应.然而,由于β-环糊精易溶于水,需要将其固载至合适的载体上才能实现其循环重复利用.近年,文献中报道了将β-环糊精固定至纤维素或壳聚糖用于催化肉桂油制天然苯甲醛,结果表明,环糊精与载体的功能基团通过弱相互作用的协同能明显提高肉桂醛氧化性能.然而,从实际应用角度看,这些催化剂的循环使用性能和机械强度还需进一步增强.碳纳米管具有良好的化学稳定性、较强的机械性能和环境兼容性,广泛应用于液相吸附或反应系统.例如,碳纳米管作为一种无金属催化剂被成功用于芳族烃和烷烃的氧化脱氢、氧还原反应、烃或酚的氧化和氨分解以及催化苯甲醇制备苯甲醛等反应体系中.基于环糊精能通过形成主客体包结物的形式明显提高反应选择性,以及多壁碳纳米管能通过形成共轭配合物的形式对溶液中芳香化合物具有良好的吸附能力,本文制备了一种β-环糊精功能化多壁碳纳米管,并将其成功用于溶液中肉桂油催化氧化制天然苯甲醛的反应.β-环糊精功能化碳纳米管表现出比环糊精聚合物催化剂更优异的催化性能,在10 min内,肉桂醛转化率和天然苯甲醛选择性能分别达到95%和85%,并且反应体系的活化能从45.66 kJ/mol降至16.33 kJ/mol.循环使用结果显示,这种复合催化剂还具有良好的稳定性和可循环使用性.利用拉曼光谱、透射电镜、红外光谱、X射线衍射、比表面积和热重分析对催化剂进行了系统表征.结果表明,多壁碳纳米管和β-环糊精的协同催化作用是其具有高效催化性能的重要原因.为了进一步研究其催化反应机理,利用量子化学计算对主客体之间的相互作用力进行了探究.结果表明,肉桂醛易通过电子相互作用力吸附至碳纳米管表面,由于环糊精空腔的弱相互作用力更强,肉桂醛更容易进入环糊精空腔,通过环糊精上的羟基与肉桂醛之间O?H···O的氢键相互作用,并通过体系生成的高碳酸根氧化剂(HCO4-),促使肉桂醛C=C不饱和双键断裂生成苯甲醛,而生成的苯甲醛与环糊精之间的弱相互作用低于肉桂醛与环糊精之间的相互作用,苯甲醛可迅速地离开环糊精空腔.因而,β-环糊精和碳纳米管的协同作用可明显提高底物选择性.     

全丁基-β-环糊精与硝酸银的混合液作为毛细管气相色谱固定相的研究

 将合成的全丁基-β-环糊精+硝酸银(聚乙二醇400作溶剂)混合固定液静态涂渍在弹性石英毛细管柱内壁,7组对映异构体、4组芳香族位置异构体化合物等在该柱上得到满意分离。通过测定以上化合物在该柱及全丁基-β-环糊精柱上的热力学参数(焓、熵、自由能及焓变差、熵变差),探讨了固定液对所测化合物的色谱分离机理。结果表明,混合固定液对所测化合物具有协同效应     

β-环糊精功能化碳纳米管高效催化氧化肉桂油制备天然苯甲醛（英文）

天然苯甲醛是一类重要的食品添加剂.在温和液相反应条件下催化氧化肉桂醛制天然苯甲醛是一个有效的手段,但该过程需要活性高、选择性好和易循环利用的高效催化剂.环糊精(CD)一般是由6–8个D-吡喃葡萄糖单元构成,具有"内疏水、外亲水"的特殊结构,能够与尺寸和形状相近的分子通过分子间的非共价键作用力(如氢键、范德华力及疏水性作用力)形成主客体分子包结物.利用环糊精模拟天然酶来提高反应活性和产物选择性一直是研究者追求的目标,并已被广泛用于调控不同的有机反应过程,如氧化、还原、水解和开环等反应.然而,由于β-环糊精易溶于水,需要将其固载至合适的载体上才能实现其循环重复利用.近年,文献中报道了将β-环糊精固定至纤维素或壳聚糖用于催化肉桂油制天然苯甲醛,结果表明,环糊精与载体的功能基团通过弱相互作用的协同能明显提高肉桂醛氧化性能.然而,从实际应用角度看,这些催化剂的循环使用性能和机械强度还需进一步增强.碳纳米管具有良好的化学稳定性、较强的机械性能和环境兼容性,广泛应用于液相吸附或反应系统.例如,碳纳米管作为一种无金属催化剂被成功用于芳族烃和烷烃的氧化脱氢、氧还原反应、烃或酚的氧化和氨分解以及催化苯甲醇制备苯甲醛等反应体系中.基于环糊精能通过形成主客体包结物的形式明显提高反应选择性,以及多壁碳纳米管能通过形成共轭配合物的形式对溶液中芳香化合物具有良好的吸附能力,本文制备了一种β-环糊精功能化多壁碳纳米管,并将其成功用于溶液中肉桂油催化氧化制天然苯甲醛的反应.β-环糊精功能化碳纳米管表现出比环糊精聚合物催化剂更优异的催化性能,在10 min内,肉桂醛转化率和天然苯甲醛选择性能分别达到95%和85%,并且反应体系的活化能从45.66 k J/mol降至16.33 k J/mol.循环使用结果显示,这种复合催化剂还具有良好的稳定性和可循环使用性.利用拉曼光谱、透射电镜、红外光谱、X射线衍射、比表面积和热重分析对催化剂进行了系统表征.结果表明,多壁碳纳米管和β-环糊精的协同催化作用是其具有高效催化性能的重要原因.为了进一步研究其催化反应机理,利用量子化学计算对主客体之间的相互作用力进行了探究.结果表明,肉桂醛易通过电子相互作用力吸附至碳纳米管表面,由于环糊精空腔的弱相互作用力更强,肉桂醛更容易进入环糊精空腔,通过环糊精上的羟基与肉桂醛之间O-H···O的氢键相互作用,并通过体系生成的高碳酸根氧化剂(HCO4-),促使肉桂醛C=C不饱和双键断裂生成苯甲醛,而生成的苯甲醛与环糊精之间的弱相互作用低于肉桂醛与环糊精之间的相互作用,苯甲醛可迅速地离开环糊精空腔.因而,β-环糊精和碳纳米管的协同作用可明显提高底物选择性.     

β-环糊精/碳纳米管修饰电极上盐酸异丙嗪的电化学行为研究

研究盐酸异丙嗪在β-环糊精修饰多壁碳纳米管玻碳电极上的电化学行为,建立了一种新的测定盐酸异丙嗪的电化学分析方法.在碳纳米管和β-环糊精的协同作用下,用循环伏安法研究了盐酸异丙嗪在修饰电极上的氧化还原特性,结果表明该修饰电极对盐酸异丙嗪具有显著的催化氧化作用.在pH=5.4的磷酸盐缓冲溶液中,氧化峰电流与盐酸异丙嗪浓度在...     

多壁碳纳米管/聚醚胺复合物的制备

利用亲核加成逐步聚合法成功地制备了芘标记的聚醚胺(pePEA),并将其用于修饰多壁碳纳米管;采用透射电镜分析了pePEA修饰多壁碳纳米管的微观结构,并利用热重分析测定了聚醚胺的负载量.结果表明:聚醚胺对多壁碳纳米管具有较好的包覆作用,包覆层厚度约为1nm,复合物中聚醚胺的质量分数为20.4%.与此同时,多壁碳纳米管/聚醚胺复合物可在水中稳定地分散,分散液放置3周不分层,无聚集现象发生,稳定性较好.     

聚醚醚酮/含萘聚芳醚酮改性碳纳米管复合材料的制备及性能

制备了一种含萘聚芳醚酮(Nap-PAEK),以其作为表面修饰剂对多壁碳纳米管填料进行了表面包覆.采用包覆后的多壁碳纳米管与聚醚醚酮(PEEK)进行物理共混得到一系列聚醚醚酮/碳纳米管复合材料,并研究其力学性能和热性能.研究结果表明,由于含萘聚芳醚酮与多壁碳纳米管之间存在较强的π-π相互作用,因此较好地改善了多壁碳纳米管在溶液和树脂基体中的分散性.修饰后的多壁碳纳米管在N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液中的分散量较修饰前提升了10倍,而采用修饰后的多壁碳纳米管制备的聚醚醚酮复合材料,在碳纳米管添加量仅为2%(质量分数)时,复合材料较纯PEEK树脂的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了14. 5%和116. 7%,实现了对聚醚醚酮树脂的同步增强增韧效果,而且复合材料的耐热性能也有较大提升.     

盐酸二甲双胍在β-CD/MWNTs修饰玻碳电极上的电化学行为研究

实验通过β-环糊精/多壁碳纳米管修饰玻碳电极测定盐酸二甲双胍,建立了一种电化学测定盐酸二甲双胍的新方法。裸玻碳电极聚合β-环糊精后用多壁碳纳米管修饰,然后研究盐酸二甲双胍在电极上的电化学行为,并测定盐酸二甲双胍。结果发现在p H7.2的磷酸盐缓冲溶液中,循环伏安曲线的峰电流与盐酸二甲双胍浓度在0.01~8 mg/m L范围内具有良好的线性关系(R2=0.9873),检出限为1.6×10-6mg/m L。该方法可用于盐酸二甲双胍缓释片含量的测定。     

自由基引发八甲基丙烯酸酯基笼型倍半硅氧烷在多壁碳纳米管表面的可控包覆

以FeSO4/K2S2O8为反应的引发剂,通过均相和非均相聚合体系,制备了聚八甲基丙烯酸酯基笼型倍半硅氧烷(PMMA-POSS)包覆的多壁碳纳米管核-壳型纳米杂化材料.透射电子显微镜显示,在均相体系中可以得到包覆均匀且厚度可调的多壁碳纳米管杂化材料,包覆厚度在15~25 nm,35~50 nm之间,非均相体系中得到了PMMA-POSS微球悬挂在碳纳米管侧壁的杂化材料.通过傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)以及热重分析(TGA)对杂化材料进行了表征,并给出了可能的包覆机理.     

β环糊精-碳纳米管/壳聚糖自组装膜修饰电极在过量抗坏血酸存在下测定多巴胺

基于β环糊精和碳纳米管可通过范德华力形成复合物, 利用壳聚糖分子以静电引力吸附富集碳纳米管-β环糊精, 采用层层自组装制备了β环糊精-碳纳米管/壳聚糖玻碳修饰电极, 并研究了多巴胺在修饰电极上的电化学行为. 在抗坏血酸和多巴胺共存体系中, 二者的氧化峰电位相差约163 mV, 据此建立了多巴胺的电化学选择性测定, 峰电流与浓度在1.0×10-6～7.0×10-5 mol/L 范围内呈良好的线性关系, 检出限为0.3 μmol/L.     

烯丙基-β-环糊精基手性毛细管电色谱整体柱的一步法制备及其性能

以烯丙基-β-环糊精、甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯为功能单体,一步键合制备了环糊精聚合物毛细管整体柱.在电色谱模式下18种氨基酸对映体得到成功分离.研究发现,将修饰的环糊精衍生物作为功能单体制备出的毛细管整体柱对疏水性,含氨基和苯环的手性化合物具有良好的保留行为,并具有良好的稳定性和重现性.新型电色谱柱也被应用于手性药物的分离.     

聚苯乙炔包覆多壁碳纳米管的制备及其分散性

用苯乙炔合成聚苯乙炔(PPA), 对多壁碳纳米管进行纯化、氧化, 然后将多壁碳纳米管与PPA一起在甲苯中超声分散. 结果显示氧化多壁碳纳米管已被PPA包覆且能够稳定分散于甲苯溶液中, 一个多月不沉降. 分别采用傅立叶变换红外(FTIR)光谱、酸碱滴定、拉曼光谱分析氧化后多壁碳纳米管的结构变化. 利用高分辨透射电镜(HRTEM)分别观察纯化、氧化、PPA包覆多壁碳纳米管的分散情况.     

聚甲苯胺蓝-(多壁碳纳米管/PDDA)_n杂化膜修饰印刷电极的制备及其对NADH的测定

利用静电层层组装的方式在印刷电极表面制备了(多壁碳纳米管/邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA))n多层膜,采用电位扫描电聚合法在修饰有多层膜的印刷电极表面聚合甲苯胺蓝,制备了聚甲苯胺蓝-(多壁碳纳米管/PDDA)n杂化膜修饰电极。扫描电镜实验表明,多壁碳纳米管均匀分布在杂化膜中,且多壁碳纳米管的掺杂使杂化膜表现出明显的多孔性。电化学实验表明,杂化膜具有良好的导电性且多壁碳纳米管的掺杂显著增加了聚甲苯胺蓝在电极表面的担载量,提高了检测灵敏度。在pH7.4的磷酸盐缓冲液中,杂化膜修饰电极对β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的氧化具有良好的催化作用,与裸电极相比氧化电位降低了560 mV,灵敏度明显提高。在8.7×10-8~1.3×10-4mol/L范围内,NADH的浓度与氧化电流呈线性关系,检出限为2.8×10-8mol/L,该修饰电极可用于NADH的测定。     

超分子体系中的分子识别研究(一)——有机硒修饰β-环糊精的合成及其与L-和D-色氨酸的包结配位作用

我们曾报道了天然环糊精及一些化学修饰环糊精对氨基酸生物小分子的识别研究 [1～ 3] ,结果表明 ,多种弱相互作用协同贡献于环糊精 -氨基酸超分子配合物的形成 ,修饰环糊精取代基的形状及尺寸影响对氨基酸的分子识别和手性识别能力 .本文通过亲核取代反应将芳香有机硒基团引入到β-环糊精的 2 -位 (化学结构如下式 ) ,荧光光谱滴定法研究结果表明 ,疏水性取代基的引入扩展了环糊精的分子键合能力 ,但手性识别能力降低 .1　实验部分1 .1　仪器及试剂　荧光光谱采用 JASCO FP- 750荧光光谱仪 ,普通 1 0 mm× 1 0 mm× 40 mm石英样品池 ,在 …     

快速退火演化算法用于取代β-环糊精与氨基酸手性识别研究

将快速退火演化算法用于研究单-（β-NH3^3 )-β-环糊精、全-（-NH3^ )-β-环糊精及全-（-SCH2CO2^-）-β-环糊精与R/S型乙酰化氨基酸和甲基化氨基酸之间的手性识别。结果表明，以上3种取代环糊精主体化合物对修饰的氨基酸对映体表现出一定的手性识别能力。进一步分析表明，形成此类包结物的主要驱动力来自静电相互作用和范德华相互作用，而静电相互作用对异构体之间的手性选择起决定性作用。     

超分子体系中的分子识别研究(ⅩⅩⅩ)--有机硒修饰β-环糊精的合成及其与L-和D-色氨酸的包结配位作用

我们曾报道了天然环糊精及一些化学修饰环糊精对氨基酸生物小分子的识别研究[1～3],结果表明,多种弱相互作用协同贡献于环糊精-氨基酸超分子配合物的形成,修饰环糊精取代基的形状及尺寸影响对氨基酸的分子识别和手性识别能力.     

超分子体系中的分子识别研究——ⅩⅩⅩⅤ. 含吡啶基β-环糊精衍生物的合成及其对氨基酸分子的手性识别

通过2-氨基吡啶与β-环糊精醛3在甲醇水溶液中反应合成了一种新型含吡啶基β-环糊精衍生物4,并采用荧光光谱滴定法测定了它与几种脂肪氨基酸在磷酸盐缓冲溶液(pH= 7.2,0.1mol·L^-1)中于25℃时形成超分子配合物的稳定常数.化学计量法结果显示,化合物4与氨基酸形成了1︰1的超分子配合物.圆二色谱研究表明,在溶液中化合物4的取代基浅包结进入自身环糊精空腔.修饰环糊精中的吡啶基作为一种光谱探针,不仅可以识别氨基酸分子的尺寸或形状,而且还可以识别L/D-型手性对映体之间的差异.与单-[6-(1-吡啶基)-6-脱氧]-β-环糊精5相比,化合物4对氨基酸的对映体选择性发生翻转,其中对D/L-丝氨酸给出最高的对映体选择性达5.4.从主-客体间几何互补、诱导楔合以及几种弱相互作用力的协同效应,讨论了环糊精衍生物选择性结合氨基酸形成超分子配合物的稳定性.     

炭/多壁碳纳米管复合材料的制备与超级电容性能

结合环糊精包覆和热处理技术制备了炭/多壁碳纳米管(C/MWCNTs)复合材料, 并研究其应用于超级电容器的性能.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱等技术对C/MWCNTs复合材料的形貌及结构进行分析.采用循环伏安和恒流充放电等电化学测试方法研究其电容特性.结果表明, C/MWCNTs复合材料具有良好的电化学性能, 远优于相应的炭及MWCNTs样品.在1 A/g电流密度下, 比电容可达到145 F/g, 循环3000次后, 容量无明显衰减.     

超分子体系中的分子识别研究（XXX）：有机硒修饰β—环糊精的合？…

我们曾报道了天然环糊精及一些化学修饰环糊精对氨基酸生物小分子的识别研究[1～3],结果表明,多种弱相互作用协同贡献于环糊精-氨基酸超分子配合物的形成,修饰环糊精取代基的形状及尺寸影响对氨基酸的分子识别和手性识别能力.     

无电沉积法AuNPs-MWCNTs的制备及其对黄酮类化合物的电化学催化性能研究

利用多壁碳纳米管具有较低的还原电位,以多壁碳纳米管作为还原剂和负载基底,通过无电沉积法制备了负载纳米金粒子的碳纳米管催化剂。此种材料具有更多的活性位点,避免了纳米金粒子表面保护剂的存在造成其催化活性降低的缺陷,发现其对典型黄酮类化合物-芦丁和黄芩苷具有良好的电化学催化性能和较高的灵敏度,并将其应用于电化学分析检测黄酮类化合物。     

接枝聚苯乙烯/多壁碳纳米管纳米复合材料制备及合成机理

通过原位悬浮聚合的方法, 以过氧化苯甲酰(BPO)做引发剂, 制备了聚苯乙烯/多壁碳纳米管(MWNT-g-PS)纳米复合材料, 复合材料在水和乙醇中均表现出良好的分散性及稳定性. 通过高倍透射电镜(HRTEM)、场发射扫描电镜(FESEM)分析, 多壁碳纳米管上包覆有1～3 nm的聚苯乙烯膜, 并分布有半径从几十纳米到几百纳米不等的聚苯乙烯微球. 通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman spectroscopy)、X光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)对复合材料进行分析, 结果表明, 自由基将多壁碳纳米管表面π键打开, 形成一种新的自由基, 引发聚苯乙烯的自由基聚合, 形成了接枝聚苯乙烯/多壁碳纳米管纳米复合材料.