酞嗪-2-二氰基甲烷鎓盐的串联环化反应及新型六环咪唑并[2,1-a]酞嗪的构建

酞嗪-2-二氰基甲烷鎓盐是一类研究相对较少的1,3-偶极子,目前关于其反应化学的报道主要局限于1,3-偶极环加成反应。本研究发展了一种酞嗪-2-二氰基甲烷鎓盐在1,3-偶极环加成以外的新反应模式,以酞嗪-2-二氰基甲烷鎓盐与取代2-(羟基(苯基)甲基)苯酚为原料,在质子酸的催化下经历[2+4]环加成-串联环化历程,合成了7个不同取代的六环咪唑并[2,1-a]酞嗪产物,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS(ESI)表征。     

一种吲哚螺吡咯多取代杂环化合物的合成及其晶体结构

利用多组分1,3偶极环加成反应方法,合成了一种新的螺环结构1'-甲基-3'-吡啶甲酰基-4'-(2-噻吩基)螺[吲哚啉-3,2'-吡咯啉]-2-酮化合物,并对该化合物进行了红外光谱、核磁共振谱及X-射线单晶衍射表征.单晶衍射结果表明:该晶体属于三斜晶系,空间群为P-1,晶体参数为a=0.899 9(1)nm,b=0.914 4(1)nm,c=1.271 1(2)nm,α=92.852(1)°,β=107.305(2)°,γ=101.580(1)°.在分子晶体结构中,吡咯啉环采用了信封式构象,通过螺碳原子与吲哚啉环相连,形成刚性螺环结构,2个环接近垂直构型,其二面角为84.15(2)°.     

含有1,4,7-三苄基-1,4,7-三氮杂环壬烷的两个双核铜配合物的合成、表征及其与DNA的相互作用

合成了2个含有1,4,7-三苄基-1,4,7-三氮杂环壬烷（Bn₃tacn）的双核铜配合物：[Cu₂（Bn₃tacn）₂（m-bdc）（CH₃CN）₃（H₂O）₂]ClO₄（1）和[Cu₂（Bn₃tacn）₂（OH）₂]（ClO₄）₂（2）。配合物1由间苯二甲酸采取单双齿方式桥连Cu（Ⅱ）离子,配合物2由OH桥连。配合物1和2晶体均属于单斜晶系,分别为P2₁/c空间群和C2/c空间群。分别对2个配合物进行了红外光谱、紫外-可见光谱和元素分析表征。研究了配合物1与DNA的相互作用,对配合物2进行了循环伏安测试。     

高性能量子点编码磁性微球的制备

基于改进的层层组装法,以氯仿/正丁醇混合溶液作为反应溶剂,将油溶性CdSSe/ZnS量子点装载到表面氨基修饰的磁性聚苯乙烯微球(MS)表面,通过调节量子点浓度,制备出高性能CdSSe/ZnS量子点编码磁性微球(CdSSe/ZnS-MBs).研究了氯仿和氯仿/正丁醇混合溶液对CdSSe/ZnS-MBs制备效果的影响.结果表明,氯仿/正丁醇混合溶液不仅能避免氯仿等量子点良溶剂对聚合物微球的形貌破坏,同时能促进CdSSe/ZnS量子点高效地装载到磁性微球表面.所制备的CdSSe/ZnS-MBs在水相具有较好的分散性,荧光强度变异系数(CV)小,形貌均一.该方法为简单、精确可控地制备高编码容量的量子点编码微球提供了新思路.     

氢氧根和烷氧基负离子含氧亲核试剂在富勒烯衍生化中的应用

富勒烯衍生化合物在有机光电、生物医学等领域表现出良好应用前景,相关的富勒烯衍生化方法研究引起了广泛关注,近年来发展迅速。富勒烯由于具有较强的缺电子性质,容易与亲核试剂反应。但相比于碳亲核试剂,含氧亲核试剂与富勒烯的反应发展缓慢,长期被忽略。我们结合本课题组最近开展的工作,对OH~-与MeO~-含氧亲核试剂参与的富勒烯衍生化反应的最新进展进行了总结,并对反应机理进行了较为详尽的阐述,为进一步扩展富勒烯衍生化方法提供参考。     

DNA环境中硒代胸腺嘧啶和腺嘌呤碱基对的激发态性质和光物理机理的理论研究

应用高精度的多态完全活化自洽场二级微扰理论方法, 在量子力学/分子力学组合方法的理论框架 QM(MS-CASPT2//CASSCF)/MM下, 系统研究了DNA环境中2-硒和4-硒取代胸腺嘧啶和腺嘌呤碱基对(2SeT-A和4SeT-A)的最低5个电子态(S₀, S₁, S₂, T₂和T₁)的结构、 性质和光物理过程. QM(MS-CASPT2//CASSCF)/MM计算揭示了DNA环境中2SeT-A和4SeT-A碱基对激发态性质和光物理过程差异性的来源, 提出的机理将有助于理解DNA类似物的光物理过程, 在光动力学治疗中具有潜在的应用.     

多元杂环萘二酰亚胺衍生物的合成及其场效应性能研究

杂环修饰的萘二酰亚胺(NDI)类化合物由于其独特的光电性能被研究人员广泛关注,并应用于有机场效应晶体管(OFETs)、有机太阳能电池中(OSCs)、传感器等领域。但是含有给受体单元的多元杂环萘二酰亚胺衍生物的合成并不容易,本文通过简单高效的方法设计合成了含有氮、硫原子的11个杂环类萘二酰亚胺衍生物,并通过紫外可见吸收光谱、循环伏安曲线和X射线衍射对其进行了物性研究。通过溶液旋涂法,制备了该材料的底栅底接触场效应晶体管器件,在空气中表现出p型半导体性能,当退火温度为140 ℃时性能达到最优,其空穴迁移率为0.2 cm_²?V_^-1?s_^-1。     

Nb掺杂调控CoSeS多级纳米结构用于增强析氢反应

电催化析氢(HER)是清洁制氢的一种有效途径,对于氢经济和氢能产业的发展具有重要意义.金属掺杂是提高电催化剂本征活性的有效方法,导电基底的采用也有利于电荷传输和催化性能的整体提高.尽管已有关于硒化物作为HER催化剂的相关报道,但是合成条件有限、导电性、本征活性的影响,其电催化性能仍有提升的空间.此外,在酸性电解液中的腐蚀和氧化极大限制了催化剂性能的发挥.基于此,本文以氮掺杂碳球为载体,采用金属Nb掺杂、非金属硫硒化物协同以及表面碳包覆的三重策略,将掺杂元素Nb和活性位中心元素Co封装到氮掺杂碳纳米球内并进行连续的硫硒化反应,成功构筑多级纳米结构(Nb-CoSeS@NC)以提高其电催化析氢性能.碳球可为活性位的生长和分散提供足够的空间,同时有效防止活性金属的腐蚀和分解,并阻止金属纳米颗粒的团聚.硫化过程实现了非金属硫元素的掺杂,对于提高硒化物的催化活性和导电性都有重要作用.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)及电催化性能测试,详细研究了Nb-CoSeS@NC独特的纳米结构和电催化制氢性能,并分析了构效关系.XRD结果发现,引入Nb后Co9Se8和CoSe的特征峰移向更高的角度,表明其晶格体积的减小,有助于电荷传输.同时,氮掺杂碳球(NC)在26°可以观察到无定型碳的峰,而石墨碳的D带和G带强度比约为1.05,均表明NC中缺陷的存在,这可以进一步提高碳材料的导电性.SEM和TEM表征显示,催化剂为直径120 nm的均匀的纳米核壳结构,壳层约为30 nm,无明显的团聚和破碎,这是催化剂具有高稳定性的重要原因.表面的褶皱保证了大的活性比表面积,可以大大增加活性位点的数量.同时,催化剂与NC之间的紧密结合可以降低电子传输的阻抗进而改善其稳定性和析氢性能.分析高分辨率的TEM结果发现,Nb掺杂后,Nb-CoSeS@NC中Co₉Se₈的(222)晶面由0.301 nm减小至0.184 nm,与XRD结果相符.XPS表征揭示了引入Nb之后的电子效应.与CoSeS@NC相比,Nb的掺杂使Co 2p向更低的结合能移动,而Se 3d则移向高结合能移动,这是由于Nb导致了更强的电子相互作用.在0.5 M的H₂SO₄中测试催化剂的析氢性能,Nb-CoSeS@NC仅需115 mV的过电位便可以实现10 mA cm^-2的电流密度,Tafel斜率为43 mV dec^-1,优于CoSeS@NC等其他对比样品,且优于大多数掺杂型硒化物电催化剂.经过12 h稳定性测试,电流密度未见明显降低,表明该多级结构催化剂的优异稳定性.Nb-CoSeS@NC提高活性可归因为Nb的掺杂增强了催化剂的电子相互作用,有助于提高的其本征导电性.Nb、Co正离子可以形成氢化物-受体中心,可能会削弱S-H键和Se-H键,并促进H-H键的形成,因此,多元掺杂产生的协同效应可以有效促进HER过程.此外,坚固的氮掺杂纳米碳壳为活性位点的分散提供了足够的空间和优异的电荷传输性能,同时降低了金属活性位腐蚀的可能性.     

整形超短激光脉冲与硒化镓晶体光整流效应的可调谐宽带太赫兹波产生

从非线性光学基本原理出发研究了整形超短激光脉冲与硒化镓晶体光整流效应产生的可调谐宽带太赫兹辐射,并采用数值计算对上述过程进行了仿真研究,探索了整形激光脉冲参数对太赫兹辐射的影响。研究发现,利用4F整形系统调节激光频谱分量获得的整形超短激光脉冲与硒化镓晶体的光整流效应可以产生频谱可调的宽带太赫兹辐射,并且可以使太赫兹脉冲的中心频率由高频部分向低频部分调制,同时带宽也会发生一定的变化。