C18-磺酸基双改性液相色谱固定相的制备与评价

以十八烷基三氯硅烷和3-巯丙基三甲氧基硅烷为改性剂,采用一锅法对硅胶表面加以修饰,进一步将巯基氧化制备成C18-磺酸基双改性液相色谱固定相.在优化的反应条件下得到了十八烷基和磺酸基摩尔比为3∶7的固定相,分别采用扫描电镜、元素分析、红外光谱对固定相的形貌和特征加以表征.针对制备的固定相,在不同的分离模式下,系统考察其色谱分离性能.在反相色谱模式下,成功分离了5种烷基苯化合物;在亲水模式下,分离了3种核苷;进一步应用于牛血清白蛋白酶解产物的分离,得到了较好的结果.实验结果表明,制备的混合模式固定相同时具有多种分离机理,在分离复杂样品、调整选择性方面具有潜在的优势.     

原位核磁共振技术考察L-缬氨酸导引下合成花状纳米结构聚苯胺形成机理的研究

利用~1H-NMR原位追踪在L-缬氨酸存在下合成花状纳米聚苯胺的形成过程中发现此结构的形成经历3个阶段:首先在苯胺与缬氨酸构成的类胶束结构内聚合成吩嗪类寡聚物;其次通过p-p重叠作用及胶束融合过程成为片状聚集体;最终通过与缬氨酸形成氢键组装成花瓣状纳米聚苯胺.通过改变反应条件,对比形成过程中核磁共振图谱及产物形貌的变化发现花状纳米聚苯胺的形成有如下特征:反应初期L-缬氨酸作为缓冲试剂可以避免苯胺的骤然质子化,有利于生成具有吩嗪结构的寡聚物;反应前苯胺单体与缬氨酸形成稳定的反应环境保证寡聚物始终在其内聚集生长,有效避免了外部环境的影响.     

三种2-羟基-1-萘醛酰腙的晶体结构、热分解及其与CT-DNA的相互作用

Three acyl hydrazones N'-((2-hydroxynaphthalen-1-yl)methylene)-2-phenylacetohydrazide (1), N'-((2-hydroxynaphthalen-1-yl) methylene)-2-(4-hydroxyphenyl)acetohydrazide hydrate (2), and N'-((2-hydroxynaphthalen-1-yl) methylene)-2-(2-methoxyphenyl) acetohydrazide hydrate (3) were synthesized and then characterized by elemental analysis and single-crystal X-ray diffraction. The crystallographic data indicated that both compounds 2 and 3 crystallized in the monoclinic crystal lattice, space group C2/c, while compound 1 crystallized in the orthorhombic space group Pbca. The thermal decomposition processes of the three hydrazones were studied by thermogravimetry. The thermal decomposition temperatures of compounds 1, 2, and 3 were 318.23, 319.04, and 323.01℃, respectively. Meanwhile, the apparent activation energies for thermal decomposition for compounds 1, 2, and 3 were 115.90, 145.18, and 129.38 kJ·mol^-1, respectively, calculated according to the Kissinger and Ozawa equations. The interactions of compounds 1-3 with calf thymus (CT)-DNA were evaluated by microcalorimetry. The results indicated these interactions were homogenous endothermic processes with non-identical interaction time (1.00-50.0 min) and interaction enthalpies (0.47-15.50 kJ·mol^-1). The interaction enthalpies of compounds 1 and 2 were higher than those of their precursors, while the interaction enthalpy of compound 3 was lower than that of its precursor.     

极长与极短的铜铜距离-吡唑环三核亚铜配合物亲铜作用本质及发光调控

本文结合近年来亲金属作用研究领域的进展,针对本课题组在环三核亚铜配合物方面的最新研究成果,讨论了两个铜(I)–铜(I)作用相差悬殊的体系。一是通过构筑具有环三核单元的三棱柱笼状配合物,确认在正堆积模式下即使环三核单元之间亲铜作用极弱依然可以在磷光发射态中产生强亲铜作用,且通过配体的预留配位点与Cu_2I_2簇连结从而得到自校准大范围发光温度计;二是通过与亲铜作用正交的Br―Br卤键,实现环三核亚铜配合物前所未有的极短铜(I)–铜(I)距离,通过各种电子结构分析方法研究其本质。结果表明即使当铜(I)–铜(I)距离很接近铜的范德华半径和时,其本质依然为闭壳层作用,而Br―Br作用总为闭壳层作用,且该体系中最强的Br―Br作用很好地体现出一个Br原子的σ穴和另一个Br原子的负静电势区域的匹配性。     

水分子在均三嗪基g-C3N4上的吸附

气体分子与光催化剂之间的相互作用对于光催化反应的触发非常重要.对于TiO2,ZnO和WO3等传统金属氧化物光催化剂上的水分解反应而言,已有许多报道研究了水分子在它们表面的吸附行为.结果表明,水分子与催化剂表面的原子形成了O-H…O氢键.石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种具有可见光响应且化学性质稳定的光催化剂,对其进行修饰以增强其分解水产氢性能的研究非常多.本文通过密度泛函理论计算,全面研究了水分子在均三嗪(s-triazine)基g-C3N4上的吸附情况.首先构建了一系列初始吸附模型,考察了各种吸附位和水分子的朝向.通过比较分析计算得到的吸附能,确定了一种最优的吸附构型,即水分子以竖直的朝向吸附于褶皱的单层g-C3N4表面.水分子中的一个极性O-H键与g-C3N4中一个二配位富电子的氮原子结合形成了分子间的O-H…N氢键.其中,H原子与N原子的间距为1.92?,O-H键的键长由0.976?增至0.994?.进一步通过计算Mulliken电荷,态密度和静电势曲线分析了该吸附体系的电子性质.结果发现在分子间氢键的桥接作用下,g-C3N4上的电子转移至水分子,由此导致g-C3N4的费米能级降低,功函数由4.21 eV增至5.30 eV.在该吸附模型的基础上,考查了不同的吸附距离.当水分子与g-C3N4的间距设为1至4?时,几何优化后总是能得到相同的吸附构型,吸附能和氢键长度也十分相近.随后,通过改变吸附基底g-C3N4的大小和形状,验证了这种吸附构型具有很强的重复性.将2′2单层g-C3N4吸附基底替换为2′2多层g-C3N4(2至5层),3′3和4′4单层g-C3N4,以及具有不同管径的单壁g-C3N4纳米管后,水分子的吸附能随着体系原子数的增多而增大,但吸附模型的几何结构和电子性质基本不变,包括O-H…N氢键的形成和键长,以及电子转移和增大的功函数.另外还研究了非金属元素(P,O,S,Se,F,Cl和Br)掺杂对吸附能的影响.构建模型时,杂质原子以取代二配位氮原子的方式进行掺杂,水分子放置于杂质原子上方.结果显示,引入杂质原子后水分子的吸附能增大,在理论上从吸附的角度解释了元素掺杂增强g-C3N4分解水活性.总之,本文揭示了一种在分子间氢键的作用下,具有高取向性的水分子吸附的g-C3N4构型,这有助于g-C3N4基光催化剂上水分解过程的理解和优化设计.     

酶响应的树枝状大分子键合物在体外肿瘤模型中的渗透行为研究

实体肿瘤组织中固有的高渗透压、高细胞密度和乏血供等生物屏障导致纳米药物难以在肿瘤组织中浸润,从而难以渗透到肿瘤内部发挥治疗作用.为了克服上述纳米药物的被动扩散瓶颈,提升其在肿瘤组织中的渗透效果,本文设计了一种基于主动转胞吞作用来实现跨细胞传递和肿瘤渗透的纳米载药系统.利用γ-谷氨酰胺转移酶(GGT)响应的两性离子基团(BGA)修饰了以喜树碱(CPT)为核心的第四代树枝状大分子(G4/CPT),制备了一种具有精准结构和肿瘤特异性酶响应电荷反转的药物-树枝状大分子键合物(G4/CPT-BGA),其分子量为20 kDa,粒径约为5 nm,表面电势约为-2 mV.研究发现G4/CPT-BGA能够被GGT催化产生由负到正的电荷反转,并且能够水解释放出所携载的化疗药物喜树碱,从而有效杀伤肿瘤细胞.通过流式细胞术实验和激光共聚焦显微镜证明了G4/CPT-BGA能通过小窝蛋白介导的细胞内吞被肿瘤细胞摄取,随后通过高尔基体介导的细胞外排途径被释放出细胞,由此通过这种迭代不断的"内吞-外排"作用(转胞吞)实现跨细胞传递.最后,通过激光共聚焦显微镜观察G4/CPT-BGA在三维肿瘤球中的浸润效果,证明了G4/CPT-BGA能够基于主动转胞吞作用实现在肿瘤球中的高效渗透作用.因此,用GGT响应的两性离子基团对树枝状大分子的端基进行修饰,能赋予该载体主动转胞吞作用的功能,从而克服被动转运过程中的扩散障碍,为设计其他具有肿瘤增强渗透能力的抗癌纳米药物递送系统提供了可能.     

聚合物限域和预有序熔体的结晶行为及结构调控

高分子物理领域的挑战性难题之一是调控高分子的结晶行为.高分子结构具有多尺度的特点,且易受到各种本征因素以及加工过程中引入的外场与受限作用的影响.高分子的结晶过程复杂多变,为避免最终产品性能的良莠不齐,促进高分子材料的实际生产和应用,需要建立高分子结构与性能的直接关系并实现对高分子结晶结构的精细化调控.本文以几种典型高分子为例,重点阐述了我们课题组在有关薄膜和纳米孔道构筑的限域空间与分子链预有序熔体对高分子结晶行为的影响、相关结晶结构调控机制以及结构-性能关系等方面的研究工作,阐明了聚合物多层次结构调控领域存在的科学问题,并展望了其未来发展方向.     

可见光促进钯催化C—H键胺化反应合成咔唑醌衍生物的研究（英文）

以2-氨基-3-芳基萘-1,4-二酮为底物,发展了一类可见光/钯催化的分子内C—H键氧化胺化反应.以氧气作为氧化剂及醋酸钯作为催化剂,在蓝色LED光照射下,2-氨基-3-芳基萘-1,4-二酮底物在室温下被转化为咔唑醌衍生物,反应具有良好的产率、官能团耐受性和优异的区域选择性.     

二甲基亚砜对乙酸气相色谱保留时间的影响及其机理

通过气相色谱、红外光谱分析和量子化学计算,探究溶于二甲基亚砜（DMSO）中乙酸保留时间发生波动的原因。 结果显示,乙酸保留时间变化与DMSO体积等量递增呈线性关系,R²=0.99301;根据红外光谱分析得出,DMSO和乙酸之间生成了氢键,以DMSO-乙酸分子的形式通过色谱柱;根据Gaussian09程序计算结果,DMSO电子密度大的部分给予电子,与乙酸之间形成了氢键,而DMSO电子密度小的部分容易获得电子与具有强偶极矩的色谱柱固定液聚乙二醇产生作用力,吸附在固定液上。因此,在上述一系列复杂的分子间作用力的共同影响下,乙酸保留时间发生了波动,且随着溶剂DMSO体积比增加,乙酸保留时间不断延长。     

热致变色自旋转换材料的制备与表征

设计包含Fe(II)自旋转换配合物的合成及热致变色性质研究,探究了温度、溶剂对配合物自旋状态的影响;进一步制备了具有一定加工性能的热致变色复合高分子材料,并通过多种手段加以表征。实验从验证基本原理到设计改性实用材料,涉及无机、分析、高分子、材料等多学科交叉,通过合成–表征–性质调控–应用的全流程实现对学生知识、技能、素养的全面训练。