氯化血红素/热解石墨电极对单加酶的模拟——Ⅰ.电极表面氯化血红素的表征

氯化血红素(Ha)能较稳定地吸附在热解石墨电极表面上,该电极在0.5MH_2SO_4水溶液中循环伏安法研究表明,在100mV(vs.SCE)和-170mV(vs.SCE)附近有两对峰,分别指认为Ha的单体(monomer)吸附态和二聚体(dimer)吸附态。     

苯直接羟基化制苯酚研究进展*

综述了苯直接羟基化制苯酚的几种催化反应,包括阳极氧化法、N₂O氧化法、H₂O₂氧化法、O₂直接氧化法,这些反应均具有良好的原子经济性和环境效益.同时重点介绍了相关的催化剂及其活性中心,探讨了这些新型方法的工业应用前景.     

助剂种类对Cu-MCM-41在苯羟基化反应中催化性能的影响

研究了苯过氧化氢直接羟基化制备苯酚反应中不同种类助剂对高铜含量(最高达26.0%)MCM-41催化性能的影响.结果表明,掺杂酸性助剂B和Al可使苯酚的选择性达到100%,氧化还原性助剂V和Cr可适当提高苯转化率,而Zr和Ti等元素对Cu-MCM-41的催化性能有抑制作用.根据自由基反应机理对不同助剂产生的影响进行了初步分析.     

高Cu含量MCM-41在苯直接羟基化反应中的催化性能

 考察了高铜含量(最高达26.0%)且铜原子主要处于中孔骨架的Cu-MCM-41在苯/过氧化氢直接羟基化制备苯酚反应中的催化性能,研究了铜含量、催化剂用量、溶剂种类、反应物摩尔比、温度以及时间等对催化剂活性的影响. 结果表明,该催化剂在苯直接羟基化反应中具有良好的催化活性,在最佳反应条件下,可使苯转化率达52.9%, 苯酚选择性达58.9%, 苯酚收率达31.2%, 优于文献报道的低铜含量中孔分子筛的催化结果. 另外,从反应机理对影响反应的因素进行了初步探讨.     

V-AlPO5分子筛催化苯直接羟基化制苯酚

采用水热法合成了V-AlPO5分子筛催化剂,通过XRD表征确定其具有AlPO-5微孔分子筛的晶体结构。不同合成条件对V-AlPO5分子筛的催化活性有一定影响,优化合成条件下制备的V-AlPO5分子筛,在以过氧化氢为氧化剂的苯羟基化制苯酚反应中表现出较佳的催化活性。反应温度55 ℃,乙腈6 mL,苯10 mmol,质量分数35%过氧化氢15 mmol,氧化剂用量0.2 g,共还原剂抗坏血酸0.2 g,反应24 h,苯酚收率可达16.1%,选择性为86.8%。     

杂多酸/离子液体杂化材料催化苯的高选择性羟基化

制备了V取代的磷钼酸H_3+xPMo_12-xV_xO₄₀（x=0,1,2）及1-丁基-3-甲基咪唑溴盐离子液体（[C₄mim]Br）,并采用离子交换的方法制备了系列杂化材料（[C₄mim]3+xPMo_12-xV_xO₄₀,x=0,1,2）;采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）对所制备样品进行了表征;以H₂O₂为氧化剂,考察了所得样品催化苯羟基化制苯酚的活性。结果表明,和相应的离子液体及杂多酸相比,杂化材料的催化活性得到了很大的提高,尤其是催化剂[C₄mim]₅PMo₁₀V₂O₄₀,在优化后的条件下,苯的转化率可达到21%,苯酚的选择性在99%以上。而且,该催化剂具有很好的可重复使用性,连续使用五次后,苯的转化率和苯酚的选择性没有明显降低。     

不同电极上血红素对青蒿素的电催化还原

 在含20%乙醇的Britton-Robinson缓冲液介质(pH=7.2)中,采用循环伏安法在玻碳电极和银电极上比较了血红素对青蒿素还原的催化作用. 由于血红素和青蒿素加合物的形成及血红素中Fe2+的催化作用,青蒿素在玻碳电极和银电极上的还原过电位分别降低了0.32和0.09 V,还原活化能分别降低了62.1和17.6 kJ/mol. 还比较了血红素和配合物EDTA-Fe3+对青蒿素的催化还原效果,结果表明,EDTA-Fe2+的催化作用远低于血红素. 进一步证实了血红素在青蒿素的药理研究中起着关键作用.     

几种载体载Ni催化剂上苯直接羟基化制备苯酚的研究

本文利用浸渍法制备了一系列不同载体的镍基催化剂,并将其用于苯的羟基化反应.用等离子原子直读光谱、粉末X射线衍射分析、比表面测试等对所制备的催化剂进行了表征.发现在所制备的催化剂中,以γ-Al2O3为载体的Ni1.7/γ-Al2O3 催化剂在苯的羟基化反应中具有相对较好的催化活性和选择性,而在Ni/TiO2和Ni/NaX上,则苯酚的深度氧化严重.     

TS-1分子筛催化苯的羟基化性能

研究了在温和反应条件下自制的ＴＳ－１分子筛催化苯羟基化的反应规律．着重考察了酸介质的影响和溶剂的作用，发现在水相和有机相中苯的羟基化和苯酚的进一步羟基化具有不同的规律，有机相中苯的羟基化是主要反应，水相中的主要反应是中间产物苯酚的进一步羟基化，溶剂的作用则是使苯和双氧水分子在ＴＳ－１分子筛表面上充分接触并发生反应．发现以丙酮为溶剂，采用乙酸或乙酸酐作介质，较之硫酸介质能更有效地提高苯的转化率；同中性介质相比，苯转化率提高了３２％；同硫酸相比，苯转化率提高了１５％，苯酚选择性提高了４５％．此外，还考察了反应温度、反应时间等其它因素对苯羟基化反应的影响，并在实验基础上推测了ＴＳ－１分子筛催化苯羟基化的反应机理．     

催化苯羟基化反应的高效介孔VOx/SBA-16催化剂

利用浸渍法制备了介孔SBA-16负载高分散氧化钒催化剂(VOx/SBA-16),并使用XRD,TEM,N2物理吸附和Raman光谱对其进行了表征.结果表明,制备的VOx/SBA-16催化剂保持了SBA-16立方笼状孔结构,钒物种主要高度分散在SBA-16载体孔内.钒含量为7·3%的VOx/SBA-16催化剂在催化苯羟基化反应中表现出优异的催化性能.这是由于催化剂表面形成了高分散的VO4物种和纳米结构V2O5微晶.     

抗坏血酸在聚对羟基苯甲酸(poly-PHB)修饰玻碳上的电催化

过循环伏安制备了聚对羟基苯甲酸修饰的玻碳电极。考察了该电极对抗坏血酸的电催化性能。结果显示,聚对羟基苯甲酸修饰玻碳电极对抗坏血酸有很好的电催化作用。在修饰后的电极上产生的峰电流比修饰前的电极产生的峰电流大4倍,氧化峰电位负移189 mV。其氧化峰电流与抗坏血酸浓度在2.6×10-5~3.68 ×10-4mol/L范围内呈线性关系,相关性系数为0.9984,检测限为5×10-6 mol/L(S /N = 3)。在AA与UA共存的体系中,能排除多巴胺对抗坏血酸测定的干扰。     

血红蛋白在纳米羟基磷灰石修饰的热解石墨电极上的直接电化学

采用超声辅助沉淀法合成羟基磷灰石纳米晶体,制作了以纳米羟基磷灰石(HAp)修饰的热解石墨电极(EPG)。并研究了血红蛋白在该修饰电极上的直接电化学行为。在pH6.9的磷酸盐(PBS)缓冲溶液中,得到一对可逆的血红蛋白辅基血红素Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)电对的循环伏安氧化还原特征峰,式量电位E0p′=-0.356V(vs.SCE,pH6.9),几乎不随扫速的改变而变化,电子转移数为1.041,近似一个辅基发生一个电子转移。Hb在HAp/EPG电极表面直接电子转移的速率常数为0.6074。在该纳米HAp微环境中,Hb与EPG电极之间的电子传递得到极大促进,并显示了较好的稳定性。式量电势pH3.6~9.0范围内与溶液的pH成线性关系,直线斜率为-56.0mV/pH,说明Hb的电子传递过程伴随质子的转移。探讨了Hb-HAp修饰电极对H2O2的电催经性质,为制作生物传感器打下基础。     

Cu掺杂对介孔VOx-TiO2催化苯羟基化制苯酚的影响

将Cu作为第二金属,制备了不同Cu掺杂量的和不同温度下焙烧的双金属改性的Cu/VOx-TiO2复合催化剂,并用于液相苯直接羟基化制苯酚反应中.固定钒的含量为4.3%,合成了一系列不同Cu掺杂量(w=0.29%~2.5%)的催化剂,并在不同的温度下(350~650°C)进行了焙烧.利用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、透射电镜、H2程序升温还原以及X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.结果表明,加入Cu后催化剂仍保持有序的介孔结构,并且有效地促进了VOx物种在载体TiO2上的分散和VOx物种的还原,同时提高了催化剂的热稳定性,其中Cu以+2价的形态存在于催化剂中.另外,考察了催化剂用量,反应温度等对苯羟基化反应性能的影响.     

VOx/SiO2-Al2O3催化剂催化苯羟基化制苯酚

以硅溶胶为硅源、偏铝酸钠为铝源及环己胺合成SiO2-Al2O3复合氧化物,并采用水热合成法合成了VOx/SiO2-Al2O3催化剂。采用XRD、SEM、TEM、XPS、NH3-TPD、N2物理吸/脱附等手段对此催化剂和复合氧化物微观结构进行表征分析。由表征结果可知钒活性中心能够高分散于此复合氧化物表面,VOx/SiO2-Al2O3催化剂呈现层片积雪状;当钒的含量为4%时,催化剂中V4+含量最大且总酸量契合于此反应所需要的催化酸环境。探究了4%VOx/SiO2-Al2O3催化剂对苯羟基化制苯酚反应的催化性能,结果表明：基于高分散活性中心、V4+含量最大及载体酸性环境等优点而表现出良好的催化性能,苯转化率为48.1%,苯酚选择性为99.6%。     

奎宁-杂多酸杂化催化剂催化H2O2为氧源的苯羟基化反应

将奎宁与Keggin结构磷钼钒杂多酸结合制备出一种新颖的多相苯羟基化杂化催化剂, 采用傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、X射线衍射、扫描电镜、热重、N₂吸附-脱附和CHN元素分析等表征手段对催化剂进行了分析. 结果表明, 该催化剂是一种具有较高比表面积和孔体积的半无定形有机杂多酸盐. 在H₂O₂为氧源的苯羟基化反应中, 杂化催化剂引导了液-固两相催化体系, 表现出较高催化活性和重复使用稳定性. 催化剂中奎宁与杂多阴离子间的氢键和电子相互作用赋予了其高熔点和难溶性, 而高比表面积和因奎宁而改善的杂多阴离子的氧化还原性是其获得优异催化性能的主要原因. 这为多相苯羟基化反应提供了一种新的且制备便捷的基于多金属氧酸盐的高效催化剂.     

Zr-FSM-16中孔分子筛的合成及其对苯羟基化的催化性能

 以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为模板剂,合成出Zr-FSM-16中孔分子筛,并采用XRD,IR和BET等对分子筛进行了表征. 考察了Zr掺杂量和pH值等因素对分子筛结构的影响,并考察了合成出的Zr-FSM-16分子筛对苯羟基化反应的催化性能. 结果表明,Zr能有效地嵌入FSM-16的骨架之中,但Zr的嵌入对分子筛中孔结构的形成具有一定的不利影响,随着Zr嵌入量的增加,分子筛的长程有序度会下降; pH值对分子筛中孔结构的形成也具有十分显著的影响,在n(Si)/n(Zr)=40的条件下, pH＜12.5时,有序度随着pH值的升高而升高,pH＞12.5时则相反. 一般在n(Si)/n(Zr)＞40时,催化剂均能保持较好的六方晶体结构和较大的比表面积; n(Si)/n(Zr)＜20时,则较难形成中孔结构. Zr-FSM-16对于苯的羟基化反应具有良好的催化性能,催化活性和选择性均随Zr嵌入量的增加而升高,n(Si)/n(Zr)=40时,苯酚的选择性可达65%以上.     

海洋真菌对苯和甲苯的降解诱导黄烷酮的羟基化转化

真菌在各种氧化酶的作用下能将苯环类化合物转化降解,但转化降解过程中诱发的高活性酶的应用仍未见报道。本文研究海洋真菌Pseudallescheria boydii和Trichoderma erinaceum在添加苯和甲苯的培养条件下,诱导黄烷酮向4'-羟基黄烷酮的转化。结果表明,2种真菌对苯和甲苯有强耐受力,其降解过程中诱导的氧化酶对黄烷酮的羟基化具有高度的区域选择性,即发生4'-羟基化反应,而且转化率最高可达到82%,在酶促进的反应领域具有潜在的应用价值。     

Fe,V取代SBA-15分子筛的合成及其对苯羟基化反应的催化

用水热法合成了铁、钒双金属取代的SBA-15分子筛(FVS). 通过XRD, TEM, N₂吸附-脱附等技术表征, 证实了该材料具有高度有序的二维六方结构. ESR、紫外可见光谱结果表明铁和钒以高度分散的四配位状态存在于分子筛的骨架中. 在以分子氧为氧化剂的苯羟基化反应中铁、钒双金属取代的SBA-15分子筛表现出很高的催化活性, 苯酚的产率达到了14.5%.     

苯与乙烯在ZSM-5上的烷基化反应:Ⅱ.内扩散对反应的影响

实验发现：在大颗粒（φ１．８７×１３．７ｍｍ）催化剂上，乙烯的转化速率受内扩散影响严重，与６０～８０目颗粒催化剂相比，其效率因子为０．１～０．３５。本文根据前文＾［１］提出的乙烯和苯的烷基化反应机理和扩散理论建立了乙烯转化的本征和宏观动力学方程。模型值与实验值符合得很好。用动力学方法在反应条件下测得了乙烯在催化剂内的有效扩散系数。     

掺杂Fe作为第二种金属组分的V-HMS催化剂的苯羟基化反应

采用浸渍法在V-HMS中引入第二种金属组分(Fe、Al、Cu、Ni、Co、Mo、Cr)以提高催化剂在H2O2为氧化剂的苯羟基化反应中的催化性能.筛选发现,Fe在所研究的金属组分中最为有效.进一步采用共合成法制备了一系列FexVy-HMS催化剂.采用粉末X射线衍射、N2物理吸附、透射电子显微镜、NH3程序升温脱附、H2程序升温还原等手段对催化剂的结构和性质进行表征,结果表明,HMS仍保持介孔结构,Fe的加入在催化剂中产生了新的酸性位和更强的氧化还原性.在苯羟基化反应中,钒物种是反应活性物种,铁物种起助剂作用,其中Fe0.04V0.06-HMS具有最高的催化活性,苯酚收率由不含Fe的Fe0.00V0.06-HMS的13.1%提高到18.1%.提出了Fe、V参与反应过程的可能机理.