β-MnO2和α-Mn2O3纳米棒的自牺牲模板法制备、 表征和应用

在150 ℃下, 仅以高锰酸钾溶液和无水乙醇为原料, 通过水热反应合成前驱体γ-MnOOH纳米棒. 以γ-MnOOH纳米棒为自牺牲模板, 分别在350和600 ℃下煅烧90 min, 制备出高纯度的β-MnO₂和α-Mn₂O₃纳米棒. 采用X射线粉末衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)及热重分析(TGA)等对所制备的样品进行表征. 结果表明, 前驱物γ-MnOOH为高纯度的纳米棒状晶体, 直径约100~300 nm, 长度可达数微米, 且终产物β-MnO₂和α-Mn₂O₃均具有较高的纯度, 也很好地保持了前驱物的纳米棒状结构. 以二者为锰源, 通过固相反应合成出尖晶石LiMn₂O₄正极材料. 当充放电倍率为0.5 C时, 其首次放电比容量分别可达到120.4和123.9 mA·h/g, 而且表现出良好的循环性能和倍率性能.     

电解液调控策略提升水系锌离子电池正极材料电化学性能

水系锌离子电池(ZIBs)因安全性高、成本低、环境友好,以及负极锌高的理论容量(820 mAh·g^-1)和低的氧化还原电位(-0.76 V vs.SHE)等优点而受到研究者们的广泛关注,有望应用于大规模储能领域,但循环寿命仍是限制其规模化应用的瓶颈之一。通过电解液优化调控策略,可有效抑制正极材料的溶解、结构坍塌和界面副反应等问题,从而提高水系ZIBs的电化学性能。本文综述了电解液调控策略提升水系ZIBs正极材料电化学性能的研究进展,讨论了该策略所解决的具体问题和局限性,并对电解液体系的发展方向进行了展望。     

镍催化α,β-不饱和醛的选择性α,β-双芳基化反应

三组分双官能化反应是一种高效、简便构建C―C键、C―X键的方式. 双键广泛存在于众多有机化合物中, 对双键的双官能化反应研究有巨大的应用潜力. 本工作以Ni(COD)₂为催化剂, 以芳基溴化镁、芳基溴化物为芳基化试剂, 实现了3-芳基-2-丙烯醛亚胺中碳碳双键的双芳基化反应. 该反应建立了一个新的镍催化α,β-不饱和醛的α,β-双芳基化方法, 可以高度区域选择性地向底物分子中引入两个不同取代的芳环, 得到多种2,3,3-三芳基丙醛骨架的产物. 利用这一反应作为核心步骤实现了天然产物Quebecol的简便合成. 机理研究表明, 该反应可能经历了亲核加成、金属交换、还原消除的历程.     

水系锌离子电池锰基正极材料

水系锌离子电池(AZIBs)以低成本、高安全性和高环保特性在大规模储能领域具有广阔的应用前景,当前备受关注的正极材料是研究的热点.锰基化合物因具有资源丰富、环境友好和价格低廉等优点,是最具市场应用前景的一类正极材料.本文详细综述了不同锰基化合物的结构特点以及锰基AZIBs在充放电过程中涉及的四种储能机理,讨论了AZIB...     

水相介质中碳酸钾/硫脲联合促进邻位氨基溴转变成α,β-脱氢氨的研究

建立了在水相介质中, 在碳酸钾/硫脲联合促进下, 具有邻位氨基溴的酯和邻位氨基溴的酮在室温下发生溴化氢消除反应, 高收率地制备α,β-脱氢氨(功能化烯胺)的新方法. 共考察了23种不同结构α,β-邻位氨基溴的酯和α,β-邻位氨基溴的酮的反应情况, 证明该方法具有广泛的适应性. 实验发现, 无论底物为α-氨基-β-溴结构还是α-溴-β-氨基结构, 反应过程中都要经过一个氮丙啶过程, 而氮丙啶的开环是区域专一的, 因此产物具有区域专一性(烯键上的氨基均处在羰基的α-位). 所有产物的结构均经过核磁共振波谱及高分辩率质谱确证. 克量级放大实验结果表明, 该方法具有一定的用于工业化生产的可行性.     

水系锌离子电池钒基氧化物正极材料研究进展

近年来,钒基氧化物因为种类众多、理论比容量高和倍率性能优异等优点,被认为是一类具有潜在应用价值的水系锌离子电池正极材料。本文综述了V2O5、VO2等钒基氧化物材料的结构特点及其作为水系锌离子电池正极材料的最近研究进展。重点概述了当前钒基氧化物在锌离子电池中所面临的关键问题以及应对策略;最后,对钒基氧化物储锌材料的发展方向进行了展望。     

客体预嵌策略提升水系锌离子电池正极材料电化学性能

随着人们对电子通讯器件、新能源汽车以及电网级储能技术的需求日益增长,开发安全、高效且兼具环保、低成本等优点的二次电池显得至关重要。近年来,水系锌离子电池因其高安全性、高容量、低成本以及环境友好等优点受到了广泛关注。在与锌负极相匹配的众多正极材料中,具有多电子转移特性的钒基和锰基材料表现出了广阔的应用前景。然而这些正极材料在电池循环过程通常面临着结构坍塌、组分溶解、衍生副反应、反应动力学缓慢等问题,严重制约了其商业化进程。近年来,大量研究表明,客体离子或分子预嵌正极宿主结构可以有效缓解上述问题,提升水系锌离子电池正极材料的电化学性能。本文综述了客体预嵌策略应用于水系锌离子电池钒、锰基正极材料的研究进展,对该策略所解决的问题以及其局限性进行了讨论和总结,并对未来水系锌离子电池钒基和锰基正极材料的研究发展方向进行了展望。     

水系锌离子电池用钒基正极材料的研究进展

水系锌离子电池(aqueous zinc-ion batteries,AZIBs)具有高安全性、低生产成本、锌资源丰富和环境友好等优点,被认为是未来大规模储能系统中极具发展前景的储能装置。目前,AZIBs的研究关键之一在于开发具有稳定结构和高容量的锌离子可脱嵌正极材料。钒基化合物用作AZIBs正极时,表现出可逆容量高和结构丰富可变等特点,受到了广泛的关注和研究。然而,钒基化合物的储锌机理较复杂,不同材料通常表现出各异的电化学性能和储能机理。在本综述中,我们全面地阐述了钒基化合物的储能机制,并探讨了钒基材料在水系锌离子电池中的应用和发展近况,以及它们的性能优化策略。在此基础上,也进一步地展望了水系锌离子电池及其钒基正极材料的发展方向。     

α-氨基酸及其酯化物侧链对其β-环糊精复合物稳定常数的影响

为了探索α-氨基酸及其酯化物的侧链R基团对其与环糊精非共价复合物结合强度的影响, 将一定摩尔比的β-环糊精(β-CD)分别与L型正缬氨酸(n-Val)、 亮氨酸(Leu)、 苯丙氨酸(Phe)、 天冬氨酸(Asp)、 天冬氨酸-4-苄酯(Asp-4-benzyl ester)和天冬氨酸-4-叔丁酯(Asp-4-t-butyl ester)在室温下混合, 反应平衡后采用电喷雾电离质谱进行竞争反应检测, 并以改进的质谱滴定结合曲线拟合法计算结合常数. 结果表明, 它们均可形成摩尔比为1∶1的非共价复合物. 在2组竞争反应中, 复合物的结合强度顺序分别为[β-CD∶Asp-4-benzyl ester+H]⁺>[β-CD∶Asp-4-t-butyl ester+H]⁺>[β-CD∶Asp+H]⁺以及[β-CD∶Phe+H]⁺>[β-CD∶Leu+H]⁺>[β-CD∶n-Val+H]⁺. 质谱滴定曲线拟合法测得[β-CD∶n-Val+H]⁺, [β-CD∶Asp+H]⁺, [β-CD∶Asp-4-t-butyl ester+H]⁺, [β-CD∶Asp-4-benzyl ester+H]⁺, [β-CD∶Leu+H]⁺和[β-CD∶Phe+H]⁺的稳定常数(lgK_st)分别为1.81, 2.54, 3.14, 3.26, 3.36和3.67, 结合强度依次增强. 竞争反应的定性分析结果与质谱滴定定量法测得结合强度结果的趋势一致. 由于所选用的α-氨基酸及其酯化物客体的羧基端(—COOH)和氨基端(—NH₂)均相同, 且都为亲水基团, 仅有侧链R基团不同, 因此在溶液中客体分子受疏水驱动与β-CD主体靠近并结合时, 侧链R基团的疏水力和极性2个因素起重要作用. 由于客体分子体积小, 其碳端的羧基还可与β-CD大口或小口边缘的羟基形成氢键, 使复合物更加稳定.     

聚α烯烃光催化降解的机理研究

采用光催化微反应器对铜箔表面附着的聚α烯烃进行了光催化降解处理, 利用X射线光电子能谱(XPS)、 电子自旋共振谱(ESR)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等对光催化降解前后聚α烯烃的元素化学状态、 自由基和官能团进行了检测, 并探讨了光催化降解机理. 结果表明, 聚α烯烃光催化降解过程中发生了含氧基团的引入和CO₂脱附; 参加降解反应的自由基主要为羟基自由基·OH, 降解过程中—OH逐渐增多、 C—H键逐渐减少; 聚α烯烃光催化降解过程中, ·OH进攻聚α烯烃是从取代反应开始的, 首先取代的是末端的氢原子, 然后是末端羟基向醛基和羧基的转变, 最后是碳链断裂形成小分子有机物, 这一过程持续进行, 最终生成CO₂和H₂O等无机物.     

β-Cyclodextrin/CMK-8-Based Electrochemical Sensor for Sensitive Detection of Cu2+

In this work, β-cyclodextrin (β-CD)/mesoporous carbon (CMK-8) nanocomposite was synthesized and used as an electrochemical sensing platform for highly sensitive and selective detection of Cu²⁺. The morphology and structure of β-CD/CMK-8 were characterized by scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD). In addition, the dates from electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Cyclic voltammetry (CV) demonstrated that the β-CD/CMK-8 possessed a fast electronic transfer rate and large effective surface area. Besides this, the β-CD/CMK-8 composite displayed high enrichment ability toward Cu²⁺. As a result of these impressive features, the β-CD/CMK-8 modified electrode provided a wide linear response ranging from 0.1 ng·L⁻¹ to 1.0 mg·L⁻¹ with a low detection limit of 0.3 ng·L⁻¹. Furthermore, the repeatability, reproducibility and selectivity of β-CD/CMK-8 towards Cu²⁺ were commendable. The sensor could be used to detect Cu²⁺ in real samples. All in all, this work proposes a simple and sensitive method for Cu²⁺ detection, which provides a reference for the subsequent detection of HMIs.     

锂硫电池正极用硫/介孔碳复合材料的制备及电化学性能

制备了以十二烷基硫酸钠(SDS)为模板的介孔碳,并将介孔碳和单质硫采用熔融渗透法复合制得硫/介孔碳复合材料。SEM、TEM和BET结果显示介孔碳成直径约为500 nm的大小均一的球体,存在孔径为2 nm的微孔;单质硫充分填充在介孔碳的微孔中。以硫/介孔碳复合物作为锂硫电池正极材料时显示出高的电化学性能。初始放电容量高达1519 mAh·g^-1,在200 mA·g^-1的电流密度下充放电200个循环后依然能保持在835 mAh·g^-1。硫/介孔碳复合材料的高倍率性能和优异的循环稳定性,源于介孔碳良好的导电性及其孔结构的固硫作用。     

α-芳基-α-羟基酮(酯)与全氟烷基磺酰氟/甲基三乙氧基硅烷/碱体系不期望的氧化反应

研究了全氟烷基磺酰氟/甲基三乙氧基硅烷/碱体系与α-芳基-α-羟基酮(酯)化合物不期望的氧化反应, 以中等到优良的收率生成了相应的1,2-二酮(α-酮酸酯)产物. 所用全氟烷基磺酰氟为全氟正丁基磺酰氟或全氟正辛基磺酰氟; 碱为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU). 提出了一种可能的反应机理. 为制备芳基取代的1,2-二酮(或α-酮酸酯)化合物提供了一种新方法.     

α-Functionally Substituted α,β-Unsaturated Aldehydes as Fine Chemicals Reagents: Synthesis and Application

α-Functionalized α,β-unsaturated aldehydes is an important class of compounds, which are widely used in fine organic synthesis, biology, medicine and pharmacology, chemical industry, and agriculture. Some of the 2-substituted 2-alkenals are found to be the key metabolites in plant and animal cells. Therefore, the development of efficient methods for their synthesis attracts the attention of organic chemists. This review focusses on the recent advances in the synthesis of 2-functionally substituted 2-alkenals. The approaches to the preparation of α-alkyl α,β-unsaturated aldehydes are not included in this review.     

β-葡萄糖醛酸苷酶荧光底物试卤灵葡萄糖醛酸苷的高效制备

以猴肝微粒体(CyLM)为酶源, 采用生物制备法实现了荧光底物试卤灵(Resorufin)向试卤灵葡萄糖醛酸苷(Resorufin β-D-glucuronide)的高效转化, 同时借助新型色谱分离材料C18WAX及固相萃取技术实现了Resorufin β-D-glucuronide的高效富集及选择性洗脱, 最终获得纯度大于98%的目标产物. 所得产物结构经LC-MS, ¹H NMR和¹³C NMR等手段进行了表征. 在此基础上, 以该葡萄糖醛酸产物为探针底物建立了β-葡萄糖醛酸苷酶活性检测及抑制剂高通量筛选的方法.     

Pharmacophore Mapping Combined with dbCICA Reveal New Structural Features for the Development of Novel Ligands Targeting α4β2 and α7 Nicotinic Acetylcholine Receptors

The neuronal nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) belong to the ligand-gated ion channel (GLIC) group, presenting a crucial role in several biological processes and neuronal disorders. The α4β2 and α7 nAChRs are the most abundant in the central nervous system (CNS), being involved in challenging diseases such as epilepsy, Alzheimer’s disease, schizophrenia, and anxiety disorder, as well as alcohol and nicotine dependencies. In addition, in silico-based strategies may contribute to revealing new insights into drug design and virtual screening to find new drug candidates to treat CNS disorders. In this context, the pharmacophore maps were constructed and validated for the orthosteric sites of α4β2 and α7 nAChRs, through a docking-based Comparative Intermolecular Contacts Analysis (dbCICA). In this sense, bioactive ligands were retrieved from the literature for each receptor. A molecular docking protocol was developed for all ligands in both receptors by using GOLD software, considering GoldScore, ChemScore, ASP, and ChemPLP scoring functions. Output GOLD results were post-processed through dbCICA to identify critical contacts involved in protein-ligand interactions. Moreover, Crossminer software was used to construct a pharmacophoric map based on the most well-behaved ligands and negative contacts from the dbCICA model for each receptor. Both pharmacophore maps were validated by using a ROC curve. The results revealed important features for the ligands, such as the presence of hydrophobic regions, a planar ring, and hydrogen bond donor and acceptor atoms for α4β2. Parallelly, a non-planar ring region was identified for α7. These results can enable fragment-based drug design (FBDD) strategies, such as fragment growing, linking, and merging, allowing an increase in the activity of known fragments. Thus, our results can contribute to a further understanding of structural subunits presenting the potential for key ligand-receptor interactions, favoring the search in molecular databases and the design of novel ligands.