噪声对一种三粒子量子探针态的影响

量子度量学是研究量子测量与统计推断的一门学科,主要利用量子手段来提高参数估计的精度,在量子信息处理与测量中起到关键作用.量子参数估计的一般过程包含四个步骤:探针态的制备、参数化过程、对参数化后的输出态进行测量以及根据测量结果估计待测参数.其中探针态的选取对测量精度起着至关重要的作用.然而在实际的量子探针态的制备过程中,初始探针态会受到环境噪声的影响.目前人们已经研究了W态与Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态的量子Fisher信息(QFI)在典型噪声通道下的变化行为.由于W态与GHZ态有着不同的纠缠性质,对于W态与GHZ态的叠加态的QFI动力学研究具有重要的实际意义.故此,本文主要研究典型噪声通道对这两种状态的叠加态的QFI动力学行为的影响,得出了QFI随噪声参数的变化行为.结果表明,叠加态中W态组分可明显对抗相位阻尼噪声对探针态的QFI的影响,而其中的GHZ态组分可明显对抗振幅阻尼噪声的影响,从而为在实际环境中选取高精度的参数估计过程提供参考.     

播种化学梦铸造科学魂——西北大学化学科普实验室的实践与反思

Under the background of college entrance examination reform, it becomes imperative to improve the students' interest in chemistry. During the effort to investigate how to present the chemistry knowledge, to cultivate and promote students' interest and professional attitude towards chemistry, we developed the public science education laboratory of College of Chemistry and Materials Science, Northwest University. In the current paper, we introduced the background of setting-up, the missions and targets of the laboratory, as well discussed the construction, evaluation systems and prospection of the laboratory.     

鲜味之源——谷氨酸钠

In the form of interview, this paper gives an account of the discovery of monosodium glutamate (MSG) and its vital role in making delicious dishes. This paper also clears the rumors about MSG in order to eliminate long-held misconceptions.     

氯化酞菁铁（III）催化α,β-不饱和酮与水合肼氧化芳构化合成3,5-二取代1H吡唑

吡唑是含有两个相邻氮原子的五元杂环化合物,因其广泛而优良的生物活性而备受化学家关注。在过去几十年中,药物学和农药学领域对吡唑类衍生物进行了广泛研究。据文献报道,吡唑类衍生物具有镇痛、杀菌、消炎、抗抑郁、抗病毒、抗癌、减肥、降脂、降压和降糖等生物活性。不仅如此,吡唑化合物在有机化学中也非常有用,作为合成构件,在配位化学中被用作多功能配体,也在过渡金属交叉偶联反应和聚合反应中有所应用。近几年研究发现,吡唑类衍生物还可应用于紫外线稳定剂、含能材料和智能材料等领域。因此,探索简便高效的方法合成吡唑类化合物成为研究热点。目前合成吡唑环的方法很多,但多存在溶剂不环保、催化剂毒性大费用高、反应条件苛刻及产率低等缺点。
　　酞菁是一类具有18电子共轭二维平面芳香体系的大环化合物,与天然卟啉的结构极其相似。二者都易于利用光能进行光化学反应,环内有4个氮原子易与金属原子或离子配位形成金属配合物。研究表明,金属卟啉常作为氧化酶的活性位点而广泛存在于天然体系中,充当氧化还原反应的催化剂。因此,作为其类似物,金属酞菁被用作反应体系催化剂的研究成为热门。此外,金属酞菁具有高的热和化学稳定性,易于制备,无毒无味,可根据反应进行修饰改性等特点,非常适合用作催化剂。
　　考虑到金属酞菁在催化氧化反应上的良好效果,本文将其应用于催化α,β-不饱和酮与水合肼氧化芳构化反应。选用查尔酮与水合肼作为模板底物对反应条件进行优化。实验发现,使用氯化酞菁铁配合物作催化剂时,在碱存在下,室温下反应即可高效转化为3,5-二取代1H吡唑。在获得的最佳反应条件下拓展了底物范围,发现无论芳香环上的取代基是给电子基团还是吸电子基团,均能顺利地以较高收率得到相应吡唑衍生物。此外,由于氯化酞菁铁在乙醇中并不溶解,因此进行了催化剂回收套用实验。反应完成后,将催化剂过滤并用少量乙醇洗涤,然后以查尔酮与水合肼为反应模板进行催化剂循环实验,发现催化剂回收使用4次后,其催化活性并未降低。最后,对该反应机理进行了探究,在氮气气氛中得到并分离出了反应中间体。在确定了中间体结构后,将其在优化的反应条件下进行反应,也顺利得到了吡唑化合物。结合文献提出了可能的反应机理,即α,β-不饱和酮先与水合肼发生迈克尔加成,然后关环得到吡唑啉化合物,再经由氯化酞菁铁活化空气中氧分子氧化下,得到最终的3,5-二取代1H吡唑化合物。
　　总而言之,本文发展了一例氯化酞菁铁催化α,β-不饱和酮与水合肼的氧化芳构化反应,以较高收率实现了3,5-二取代吡唑化合物的合成。该方法具有反应条件温和、反应时间短、可循环使用5次、操作简易和利用空气作为氧化剂等优点。     

Keggin型多元杂多酸催化合成苯乙酮环乙二缩酮

合成了一系列具有Keggin结构的P-V-Mo-W四元杂多酸H3+xPVxMoyW12-x-yO40.nH2O(其中,x=1,2和3),采用傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等方法表征了杂多酸的结构;以磷钒钼钨杂多酸为催化剂合成苯乙酮环乙二缩酮.考察了催化剂的种类、醇酮摩尔比、带水剂的种类和反应条件(催化剂用量、带水剂用量、反应温度、反应时间)对苯乙酮乙二醇缩酮反应的影响.在优化条件下,即苯乙酮0.1 mol、乙二醇0.14 mol、催化剂H6PV3MoW8O400.4 mmol、在110℃反应6 h、带水剂环己烷15 mL,苯乙酮的转化率达到84.1%、苯乙酮环乙二缩酮的选择性达到99.4%.     

三嗪类氮杂环蕃的合成与表征

以三聚氯氰、苯胺、乙胺、对硝基苯酚、二(4-氨基苯基)醚为原料, 经取代、还原和成环作用合成了一类新的含三嗪环的氮杂环蕃, 并通过1H NMR, IR, MALDI-TOFMS和元素分析对其结构进行了表征.     

新型三嗪类席夫碱大环化合物的合成与表征

以三聚氯氰、二乙胺、香草醛、邻苯二胺、对苯二胺、联苯胺、4,4’-二氨基-二苯醚、4,4’-二氨基-二苯甲烷为原料,经取代、成环反应得到了一类新型的含三嗪环的大环席夫碱化合物,并通过IR,1H NMR,ESI/MS和元素分析对其结构进行了表征.其紫外研究结果显示,席夫碱大环3b对Cu2+,3a,3c对Fe3+有识别作用.     

基础有机化学“模块化–微课式”教材建设的探索与实践

《基础有机化学反应》和《基础有机化学合成》两部教材将基础有机化学中的核心内容——有机反应和有机合成的知识点进行“模块化”,并采用“微课式”编排。本文介绍了此系列教材的编写情况。     

“三段式”科普思政——化学科普思政建设的探索与实践

在《全民科学素质行动规划纲要(2021–2035年)》和“双减”等政策的大力推行下,中小学生的科普教育逐渐被大众所重视。与此同时,党和国家对于青少年的思想政治培养也有了新的要求。在此情形下,将科普工作与思政教育相结合不失为一种好的教育方式。我们在化学科普与课程思政融合的探索和实践中,总结出“三段式”科普思政建设方案,本文将以科普课程“星火燎原”为例,由浅入深,用“三段式”科普,对课程思政融入青少年科普课程的过程进行分析与讨论。     

有机化学专业核心课程群教学质量提升改革实践

针对当前有机化学专业核心课程群教学中存在的问题,开展了相应的教学质量提升改革。通过细化课堂教学实施方案,引导学生课前主动预习;通过分段式课堂教学,提高学生课堂参与度;通过多层次的课后练习,提高学生的综合能力;通过提高考题的高阶性,引导学生注重思考能力和综合能力的发展。经过这样的教学质量提升改革,学生学习的主动性、思考能力和综合能力得到了显著的提高,为培养知识、能力和思维全面协调发展的创新人才奠定了坚实的基础。