常见客体分子对笼型水合物晶格常数的影响

Natural gas hydrates are considered as ideal alternative energy resources for the future, and the relevant basic and applied research has become more attractive in recent years. The influence of guest molecules on the hydrate crystal lattice parameters is of great significances to the understanding of hydrate structural characteristics, hydrate formation/decomposition mechanisms, and phase stability behaviors. In this study, we test a series of artificial hydrate samples containing different guest molecules (e.g. methane, ethane, propane, iso-butane, carbon dioxide, tetrahydrofuran, methane + 2, 2-dimethylbutane, and methane + methyl cyclohexane) by a low-temperature powder X-ray diffraction (PXRD). Results show that PXRD effectively elucidates structural characteristics of the natural gas hydrate samples, including crystal lattice parameters and structure types. The relationships between guest molecule sizes and crystal lattice parameters reveal that different guest molecules have different controlling behaviors on the hydrate types and crystal lattice constants. First, a positive correlation between the lattice constants and the van der Waals diameters of homologous hydrocarbon gases was observed in the single-guest-component hydrates. Small hydrocarbon homologous gases, such as methane and ethane, tended to form sI hydrates, whereas relatively larger molecules, such as propane and iso-butane, generated sⅡ hydrates. The hydrate crystal lattice constants increased with increasing guest molecule size. The types of hydrates composed of oxygen-containing guest molecules (such as CO₂ and THF) were also controlled by the van der Waals diameters. However, no positive correlation between the lattice constants and the van der Waals diameters of guest molecules in hydrocarbon hydrates was observed for CO₂ hydrate and THF hydrate, probably due to the special interactions between the guest oxygen atoms and hydrate "cages". Furthermore, the influences of the macromolecules and auxiliary small molecules on the lengths of the different crystal axes of the sH hydrates showed inverse trends. Compared to the methane + 2, 2-dimethylbutane hydrate sample, the length of the a-axis direction of the methane + methyl cyclohexane hydrate sample was slightly smaller, whereas the length of the c-axis direction was slightly longer. The crystal a-axis length of the sH hydrate sample formed with nitrogen molecules was slightly longer, whereas the c-axis was shorter than that of the methane + 2, 2-dimethylbutane hydrate sample at the same temperature.     

四卤化锰(Ⅱ)配合物的结构调控及力致发光性能

力致发光是一种力刺激诱导的发光现象。由于其独特的发光方式,使得力致发光材料在结构损伤检测、压力传感、显示和安全标记等方面展现出了巨大的应用价值。目前已报道的力致发光材料大多基于无机材料体系,而有机力致发光材料体系相对较少,并且人们对其发光机理的认识仍不清晰。在本文中,我们发现锰(Ⅱ)配合物[BPP]2[Mn Br4]具有力致发光特性,并在此基础上设计合成了一系列具有力致发光性质的四卤化锰(Ⅱ)配合物。改变有机阳离子配体或者卤素阴离子可对其光物理性质进行有效调控。固态下,这些锰(Ⅱ)配合物均显示出了较强的光致发光现象,同时表现出了明显的力致发光特性。晶体结构分析表明,分子内/分子间强的C―H…X (X=Br或Cl)相互作用对锰(Ⅱ)配合物的力致发光起到了至关重要的作用,它可在较大程度上降低由分子振动和旋转造成的能量损失。本工作将为力刺激响应型材料体系的拓展提供一定的参考价值。     

马尿酸分子印迹电化学传感器的制备及应用

采用超声法制备g-C3N4/NiO复合催化材料,将其滴涂在玻碳电极(GCE)表面构建g-C3N4/NiO/GCE催化电极。采用电聚合方法,以马尿酸为模板分子,邻苯二胺为功能单体构建M IP/g-C3N4/NiO/GCE传感器。采用时间-电流法对传感器制备条件优化。结果表明,复合催化材料对H2O2具有良好的催化效果。分子印迹传感器对马尿酸具有良好的选择性。在优化条件下,马尿酸质量浓度在0.05~2 mg/L范围内,电极电流响应与浓度呈良好的线性关系,检出限为7.1μg/L。将电极用于尿液中马尿酸的检测,回收率在87.3%~95.3%之间。     

肽基超分子胶体

肽基超分子胶体是基于肽分子间超分子作用,自发形成且具有有序分子排布及规整结构,兼具传统胶体及超分子特性的组装体系。利用超分子弱相互作用构筑功能性胶体,不仅是人们对生命组装进程深入理解的有效手段,也是实现优异的超分子材料的重要途径。肽分子具有组成明确、性能可调、生物安全性高及可降解等优势,是超分子化学、胶体与界面化学领域重要的组装基元。基于肽的超分子自组装,能够实现多尺度、多功能的生物胶体的构筑,被广泛应用于医药、催化、能源等领域。如何通过对肽序列的设计及分子间作用力的调控,实现对胶体结构和功能的精确控制,是近年来研究的重要课题之一。从分子尺度研究和揭示超分子胶体的组装过程及物理化学机制,探究胶体结构与功能的关系,是实现超分子结构和功能化的重要内容。本文基于"分子间作用的调控"及"结构与功能的关系"两个基本科学问题,系统地综述了肽基超分子胶体的组装机制、结构与功能,以及研究现状。     

一种新型有机质子响应荧光分子的合成在实验教学中的设计与探索

本实验将最新的科研热点——有机发光材料引入实验教学,开发了基于一个荧光分子二甲氨基苯乙烯基苯并噁唑的合成实验,并考查了其质子响应性质。本实验反应温和易控,操作简单,现象明显,绿色环保,并且可以用于模块化教学,拆分成多个环节实验,适合不同学时的实验教学要求,既可培养学生的基本操作,又能激发学生的实验兴趣,锻炼学生的综合能力。     

毛细管电泳药物筛选方法与技术

毛细管电泳（CE）在新药研发领域显示着重要的应用前景。CE使用水溶液介质作为实验体系,保证了药物筛选在类似于生命介质的环境中进行,优于其他传统体外仪器筛选方法。除了维持被筛选分子和作用对象的生物活性外,CE筛选过程着重突出配体与受体之间的相互作用。毛细管电泳药物筛选瞄准与药理学理论相关的重要参数,如结合常数K_b 、结合速率常数K_on 和解离速率常数K_off ,有利于模拟并预测机体内靶标与药物之间的相互作用过程。该文回顾了毛细管电泳进行药物筛选的历史,评述了毛细管电泳药物筛选方法所依据的理论和相对成熟的各种常用方法,并抽取了部分典型实例以及相关技术进行说明,对以亲和毛细管电泳、动力学毛细管电泳为手段的药物筛选方法进行了介绍,包括分子和细胞层次的药物筛选,以及针对不同类型的候选药物的研究工作都有提及。毛细管电泳与多种技术的联用,包括与质谱以及化学发光等联用发挥了更大的效能。联用方法还应用于中药有效成分的筛选。毛细管电泳在DNA编码化合物库筛选中将有良好应用前景。馏分收集的发展为筛选药物提供了广阔前景,它配合指数富集配体系统进化技术为毛细管电泳药物筛选提供了更多可能。总之,毛细管电泳多样可选的药物筛选方法和技术将为新概念的药物筛选与药物评价提供有力支撑。     

单分子电泳:纳米孔道电化学的新认识

该文旨在从电泳分离技术的角度认识纳米孔道电化学单分子分析技术,这种技术可以作为"单分子电泳"来理解和研究。纳米孔道电化学单分子分析技术与电泳的本质都是采用外加电场使待测分子产生电迁移。待测分子性质不同,且与介质材料孔道外露基团相互作用不同,使得分子移动速度具有差异,据此实现分离识别。气单胞菌溶素（Aerolysin）纳米孔道,由于其孔径与待测分子尺寸相匹配,其孔道内壁可以看作是由氨基酸组成的具有调控单个分子电迁移能力的特异性孔道界面。每一个氨基酸残基都相当于一个探测单元,在电场力的作用下,待测分子逐一进入孔道时与每一个探测单元相互作用方式、程度与时长不同,从而形成了单个待测分子特征的迁移速度和迁移运动轨迹。在纳米孔道实验中,每秒可以有上千个待测分子穿过孔道,产生特征阻断电流信号。通过对这些信号的阻断电流、阻断时间、阻断频率、信号特征等进行统计分析,可以从"单分子电泳"水平对单个待测物实现高通量的分辨和识别。该文以Aerolysin纳米孔道分辨仅有一个核苷酸差异的寡聚核苷酸（5'-CAA-3'、5'-CAAA-3'、5'-CAAAA-3'）为例,详细阐述了纳米孔道"单分子电泳"的单核苷酸分辨能力,展现了电化学限域空间在电泳单分子水平分离技术上的应用。     

手性环丙烯构建策略用于对映选择性合成偕二氟亚甲基三元环化合物

作为最小的不饱和环状分子,环丙烯独特的刚性结构和多变的反应活性吸引了化学家的研究兴趣.自1922年Demjanov[1]报道了环丙烯化合物的首例合成以来,现已发展了一系列环丙烯的合成方法.手性环丙烯的合成是通过炔烃和重氮化合物的[2+1]不对称环加成反应.根据底物的不同,这些不对称环加成反应可以分为四类:(a)末端炔烃和单取代重氮化合物的反应,(b)末端炔烃和双取代重氮化合物的反应,(c)非末端炔烃和双取代重氮化合物的反应,(d)非末端炔烃和单取代重氮化合物的反应.在这四类反应中,末端炔烃和单取代重氮化合物的不对称反应相对容易进行.1992年,Doyle和Müller等[2]报道了手性铑催化剂[Rh2(5R-MEPY)4]促进的末端炔烃和重氮醋酸酯之间的不对称环丙烯基化反应(Scheme 1a).随后各种手性催化剂包括[Rh2(OAc)-(DPTI)3][3]、Ir(salen)衍生物[4]和[Co(3,5-diMes-Chen-Phyrin)][5]等被先后报道用于末端炔烃和单取代重氮化合物的不对称[2+1]环加成反应.     

Pd/CeO2甲烷氧化催化剂的构效关系

钯基催化剂是甲烷氧化活最具活性的催化剂.在宏观和纳米尺度上,它们的组成、结构和形态的调整可以显著改变其催化行为和稳定性,对催化剂的整体性能有很大的影响.在已经应用的几种载体和促进剂组合中, Pd/CeO2由于其活性和耐用性以及Pd/Pd O载体之间较强的相互作用而引起了人们的极大关注.这使得人们可在纳米尺度上创建特定的结构,从而对甲烷活化特性产生重大的影响.本文综述了该领域的最新发现,特别是设想如何在纳米尺度上尽可能控制Pd-CeO2相互作用,从而有助于设计更强劲的甲烷氧化催化剂.     

计算机分子模拟在分子印迹技术中的应用

传统的分子印迹技术对模板分子、功能单体、交联剂、致孔剂等的筛选往往依靠经验,常通过反复实验对合成条件进行优化,存在实验周期长、耗材量大等问题。计算机分子模拟技术的应用在实验过程中起到可预见性指导作用,可以实现精准识别位点的裁制、识别驱动力的设计,通过结合能等物化特征参数计算优化识别体系的稳定性,从而合理选择模板分子、功能单体、交联剂、致孔剂,优化聚合条件,以提高聚合物识别特异性和亲和力,缩短实验周期,更符合绿色化学的理念。本文简单介绍了计算机分子模拟技术,重点对其在分子印迹技术中的指导作用进行了综述,并对其在分子印迹技术中的应用进行了展望。