电氧化促进的钯催化的芳烃C(sp2)—H键氯代反应

芳香族卤代物是非常重要的合成砌块, 卤化反应是有机合成中最基本也是最重要的反应之一. 本工作利用2-(吡啶基)异丙基胺(PIP胺)作为双齿导向基团, 以LiCl作为卤素来源, 通过电化学阳极氧化的策略成功实现了钯催化的芳烃邻位C(sp ²)—H键的氯代反应. 此反应条件官能团耐受性强, 底物适用范围广, 同时能兼容噻吩等杂芳环类底物, 为合成(杂)芳基氯代物提供了一种简洁高效的方法. 该反应可以安全的放大到克级制备, 显示了潜在的工业应用前景. 通过连续的邻位碳氢键溴代和氯代反应还能得到高度复杂的2,5,6-三取代的苯甲酰胺类化合物.     

染料敏化太阳能电池敏化剂的模块化设计理念*

作为第一个开创性的分子光伏太阳能器件,染料敏化太阳能电池(DSSC)由于其低成本、可调节性和高光伏性能而引起了全世界的广泛关注。 随着用于DSSC的纯有机敏化剂的发展,其构型从D-π-A、D₂-π-A到D-A-π-A,逐渐形成了完整的模块化设计理念。 依据该理念,研究者完成了大量具有高光伏性能的有机敏化剂的设计和合成,并应用到DSSC中。为了将分子新能源的前沿领域引入化学专业本科生的专业课程,在此总结了敏化剂的模块化设计思路及应用,以满足化学专业相关课程的要求,同时以提高学生的学习兴趣和知识范围。 模块化设计理念可操作性强,可大幅提高工作效率,有望应用于分子设计的其他领域。     

氧化型导向基诱导的C—H键官能团化

过渡金属催化的C—H键官能团化是直接构建C—C或C—X键的一个高效的方法,但这类反应大多需要外加当量或过量的氧化剂来完成催化循环.使用氧化型导向基,也就是在导向基中引入某些特殊的基团充当内氧化剂,可以避免外加氧化剂,简化反应体系,提高反应效率.近年氧化型导向基结构日趋丰富,参与的反应类型也呈现出多样化.利用氧化型导向基策略可以在无外加氧化剂条件下合成各种杂环或官能团化产物.     

TiO_2反蛋白石光子晶体最新研究进展

TiO_2反蛋白石光子晶体的研究近年来受到广大科技工作者的关注。它具有TiO_2的无毒、高折射率、良好的生物相容性,并且在电化学、光催化等方面有着优良的特性,而且具有光子晶体的光子带隙、光子局域、慢光效应、超棱镜效应、负折射效应等光学特性,使其在化学传感器、太阳能电池、光催化、高效率微波电线以及光子晶体纤维等方面具有广阔的应用前景。本文总结了TiO_2反蛋白石光子晶体的制备方法、改性方法,同时介绍了其近年来在各领域的应用研究进展。     

聚苯乙烯共价修饰的二硫化钼钠米片宽带光限幅功能材料的合成与表征

利用原位聚合方法将聚苯乙烯(PS)共价接枝到二硫化钼纳米片表面,获得的材料MoS_2-PS能均匀地分散在常见的有机溶剂中。开孔Z-扫描实验结果表明:与MoS_2、MoS_2/PS相比,MoS_2-PS的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液及其聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜样品均表现出更好的非线性光学性能。相对于溶液,在532nm和1 064nm激光激发时,MoS_2-PS/PMMA固体薄膜表现出最大的非线性吸收系数(βeff),分别达到407.70cm/GW(MoS_2-PMMA:100.69cm/GW;MoS_2/PS/PMMA:116.55cm/GW)和429.64cm/GW(MoS_2-PMMA:-48.92cm/GW;MoS_2/PS/PMMA:66.31cm/GW);相应的光限幅阈值分别为0.92GW/cm2(532nm)和1.12GW/cm2(1 064nm)。MoS_2-PS/PMMA固体薄膜经200℃退火处理后,βeff和光限幅性能得到增强(βeff分别为455.67cm/GW和448.90cm/GW;光限幅阈值分别为1.07GW/cm2和0.87GW/cm2)。     

硼桥联三氮杂环卡宾配位的铁分子氮配合物:合成、表征和反应性质研究

研究了氮上取代基为1-金刚烷基的苯基硼桥联三氮杂环卡宾配体在铁促进的氮气活化转化反应中的应用.通过苯基硼桥联三氮杂环卡宾亚铁氯化物[PhB（AdIm）₃FeCl]（1）在氮气氛下与KC₈反应合成了一价铁分子氮配合物[PhB（AdIm）₃Fe（N₂）]（2）.进一步通过2与KC₈和18-C-6的反应合成了零价铁分子氮配合物[K（18-C-6）（THF）]-[PhB（AdIm）₃Fe（N₂）]（4）.这些配合物均通过核磁共振、紫外吸收光谱、红外光谱、元素分析等表征,其中配合物2和4的结构经单晶X射线衍射表征确定.配合物2和4的N-N伸缩振动频率分别为1928和1807 cm^－1,均为同价态铁末端分子氮配合物最低值.在过量KC₈和Me₃SiCl存在下,配合物1,2和4均可催化N₂的还原硅基化反应,生成N（SiMe₃）₃.催化体系的TON可达87.     

Co掺杂SAPO-5分子筛制备及其催化氧气氧化环己烷反应性能(英文)

环己醇和环己酮(KA油)是制备尼龙所需材料己二酸和己内酰胺的重要中间体,也可用作油漆、农药和染料等的溶剂以及染色和褪光丝的均化剂等.工业上制取KA油的方法主要为苯酚加氢法、环己烯水合法和环己烷氧化法,其中环己烷氧化法最为普遍,是非常重要的工业过程.为获得适宜的KA油选择性,工业上普遍采用Co盐为催化剂,将环己烷氧化单程转化率控制在5.0%以下,从而使得产物选择性达到70%以上.该环己烷氧化制KA油过程不仅生产效率较低,而且所用均相催化剂因分离困难而不能重复使用.因此,当前关于环己烷氧化反应催化剂的研究均是围绕多相催化剂进行.氧气选择性氧化环己烷反应因具有更高的原子经济性而逐渐成为环己烷氧化法制KA油研究中最具挑战性的课题.该反应是自由基机理,而Co~(2+),Cr~(3+),Mn~(2+)和Ce~(2+)等金属离子可以促进自由基链反应,因此含有这些金属的多相催化剂被广泛用于该反应.另一方面,AlPO-n系列分子筛由于具有特殊的孔结构和一定的表面酸性,在催化反应中显示出较大的应用潜力.如果进行杂原子掺杂,通过改变分子筛骨架的电荷平衡,可以有效提高其表面酸性.例如磷酸硅铝分子筛(SAPO-5)具有中等强度的酸性和良好的择形性,因而作为固体酸催化剂广泛用于乙醇脱水、甲醇制烯烃、丙烯聚合和苯乙烯环氧化等反应,表现出较高的选择性和良好的稳定性.本文以传统均相Co盐催化剂的多相化为出发点,制备了Co掺杂SAPO-5与分子筛催化剂(Co-SAPO-5),考察了Co掺杂量对催化剂结构、表面性质以及氧气选择性氧化环己烷反应性能的影响.结果表明,一部分Co进入分子筛骨架,同时有少量Co以氧化钻形式高度分散在SAPO-5表面.Co掺杂对SAOP-5催化剂比表面积没有显著影响,但可使其孔体积减小.相反,Co掺杂可以提高SAOP-5分子筛表面B酸性位数量和总酸量.活性测试结果表明,环己烷转化率随着Co-SAPO-5催化剂中Co含量的增加而增加,但KA油选择性在转化率高于6.3%时急剧下降.还考察了反应温度、反应时间、初始氧气压力和催化剂用量对Co-SAPO-5分子筛催化剂性能的影响,得到了最优反应条件.以Co-SAPO-5-0.2(Co/Si摩尔比为0.2)分子筛为催化剂时,KA油总收率最高可达7.8%.另外,Co-SAPO-5催化剂在环己烷氧化反应中显示出很好的稳定性,Co-SAPO-5-0.2催化剂套用6次后活性几乎没有变化.     

银促进的TiO2光催化降解甲基橙

 采用溶胶-凝胶和水热协同法制备了不同Ag含量的负载型Ag-TiO2样品,这些样品具有较大的比表面积和较小的粒径. 适量负载金属银后的TiO2在紫外及可见光下的光催化活性均得到提高. 银在TiO2上的最佳负载量为0.15%, 过高的负载量反而会降低TiO2光催化降解甲基橙的活性. 由于反应机理的不同,银负载对TiO2可见光下催化活性的提高要明显高于对其紫外光下催化活性的提高. 在可见光照射下,从激发态染料注入到TiO2导带的电子迅速转移到了Ag原子簇, Ag原子簇通过促进电荷分离抑制了电子和染料正离子自由基的复合,从而促进了光催化过程. 研究结果表明,有效地促进电荷分离以及激发态电子和氧气分子的反应是提高染料敏化光催化活性的关键.     

糖动态修饰与生物识别的原位化学探测

随着人类基因组学与蛋白质组学的蓬勃发展,人类糖组学解码成为了21世纪至关重要的科学命题.然而适用于糖组学研究,尤其是能在活细胞原位精细探测糖生物学信息动态变化的高效、通用化学工具仍相对稀缺.作者团队长期致力于糖动态修饰(生物分子糖基化与去糖基化)和糖介导生物识别(糖与凝集素或其它生物分子选择性相互作用)的原位示踪,发展了多种荧光分子探针原型,实现了上述糖生物学过程的动态探测与免标记高通量筛选.本文将系统介绍上述可用于糖生物学研究的全新化学技术原理,及其在凝集素、病毒、细菌以及哺乳动物细胞等不同结构尺度研究模型上的实用范例,最终提出该类技术方法的后续发展方向.     

树枝状有机电致发光材料*

高度有序、三维结构的树枝状大分子(Dendrimers)作为功能有机材料越来越引起人们的兴趣。与传统的小分子和高分子发光材料相比,树枝状化合物在发光材料方面的应用具有无可比拟的优势。树枝状发光材料的发光特性可以方便地由中心核的调换不同的荧光染料来实现,另外大量的表面功能团和不同的代数可供选择来得到一些有趣的性质,如载流子传输功能、区域隔离效应、溶解性和天线效应等。该类型的发光材料已被认为是第三类电致发光材料。本文简要介绍近期树枝状分子在有机电致发光材料领域中的研究进展,评述树枝状分子在该研究领域所特有的优势,重点介绍了树枝状化合物的设计及其对应的性质,并进一步展望树枝状分子未来在有机电致发光领域的研究前景。