多孔有机聚合物在水处理中的应用

多孔有机聚合物是一类由纯有机基团构成的新型材料。 近年来,多孔有机聚合物在吸附水中污染物方面引起了人们的兴趣。 本文简要地介绍了几种多孔有机聚合物吸附水中污染物最近的研究进展,并对其吸附机理、影响因素和研究前景进行了总结与展望。     

共价有机骨架功能材料及其在糖肽选择性富集中的应用

蛋白质糖基化是生物体中最重要的翻译后修饰手段之一,糖蛋白/糖肽的有效分离和富集成为目前糖蛋白组学研究的首要问题.对于复杂的生物样本,糖蛋白的数量较少,酶解后大量高丰度非糖基化修饰肽的存在,使得低丰度糖肽的检测更加困难.因此,需要一些手段来有效地富集糖肽以提高其检测丰度,发展高选择性的糖肽富集材料及方法就成为在分子水平上...     

有机多孔聚咔唑的制备及性能研究进展

聚咔唑具有刚性主链和共轭富电子体系, 既有利于形成永久性多孔材料, 又可增强被吸附物与吸附剂之间的相互作用, 还具有特异的光电性能. 因此, 近年来有机多孔聚咔唑材料的研究成为有机多孔材料领域中的一个热点. 有机多孔聚咔唑一般具有较大的比表面积和稳定的孔结构, 其制备方法简单多样, 多孔性可调控, 而且可以保持良好的光学电学性质, 在气体存储与分离、有机蒸气吸附、催化、传感及有机电子学等方面具有潜在的应用价值. 就有机多孔聚咔唑材料的制备而言, 常用的制备方法是以氧化偶联反应和Friedel-Crafts反应为代表的合成方法, 还有一些如氰基三聚和碳–碳偶联反应等其他的合成方法. 本文主要介绍近几年有机多孔聚咔唑的制备方法和性能研究与应用方面的最新进展.     

苯并三噻吩共轭聚合物的合成及其在有机光伏中的应用

以三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd_2(dba)_3)为催化剂,三甲苯基磷(P(o-tol)_3)为配体,4,3'-十二烷基-2,2'-联二噻吩(M1)和2,8-二溴-5-(2-己基癸基)苯并三噻吩(M2)为单体,采用Stille交叉偶联反应,合成了基于苯并三噻吩和联二噻吩单元的共轭聚合物(PBTT)。采用热重分析、紫外-可见分光光度计及电化学分析分别研究了聚合物PBTT的热性能、光学性能和电化学性能。结果表明:聚合物PBTT具有优异的热稳定性和低的最高占有轨道能级(HOMO);聚合物薄膜最大吸收峰位于469 nm,光学能带隙为2.10 eV;将聚合物与[6,6]-苯基-C_(61)-丁酸甲酯(PC_(61)1BM)共混材料作为活性层制作了本体异质结构太阳能电池器件,在模拟太阳光源AM 1.5 G 100 mW/cm~2照射条件下,该器件获得了高达1.00 V的开路电压,初步的能量转化效率为0.43%。     

两性离子双功能化超亲水金属有机框架纳米复合材料的制备及其用于糖肽的选择性富集

蛋白糖基化是生物体中普遍发生且重要的生物学过程,其参与多种分子生物学的功能和途径,是临床诊断重要的生物标志物.但是,糖肽因其丰度低、离子化效率低、糖链异质性等难点,使糖蛋白分析一直面临巨大的挑战.因此,研究合成了一种新型的两性离子双功能化纳米金(AuGC)修饰的超亲水性沸石咪唑骨架(ZIF-8)纳米复合材料(AuGC/...     

有机锌试剂的制备及其在酰基化合物合成中的应用

采用“一锅煮”法,经无机酸活化的锌粉与卤代烃反应制备有机锌化合物,并直接与酰基化试剂（酰卤或酸酐）反应合成了到酰基类化合物（a~g）。所有化合物的结构由¹H NMR、¹³C NMR、IR和HR-MS（ESI）确证。     

氧化石墨烯固定化凝集素的制备及在糖蛋白/糖肽富集中的应用

生物体内蛋白质的糖基化修饰调控着细胞识别、细胞黏附和迁移以及免疫应答等多种生理过程,并与多种人类重大疾病的发生、发展密切相关。因此对蛋白质糖基化修饰的鉴定,不仅能够为生物学机理研究提供重要信息,对疾病诊断标志物和治疗靶标的发现也至关重要。然而在复杂生物体系中,大多数糖蛋白为低丰度蛋白质,其含量与现有质谱仪器的检测灵敏度之间存在较大差距,所以对含有不同糖型结构的糖蛋白进行全面/高效的富集,是实现高灵敏度糖蛋白鉴定的必由之路。凝集素富集作为一种有效的糖蛋白富集方法,已在糖蛋白质组学研究中得到了广泛的应用。针对现有凝集素功能化材料存在负载量偏低以及富集效率有限等问题,我们制备了两种以氧化石墨烯(GO)为载体的新型固定化凝集素,利用GO比表面积大,功能基团含量高,分散性、化学稳定性好等特点,实现了高负载量的凝集素固定(GO-ConA 2.073 mg/mg, RSD=1.0%; GO-WGA 1.908 mg/mg, RSD=0.14%)。同时考察了材料的可重复使用性与稳定性:每隔3天测一次同一GO-lectin材料对对应糖蛋白的富集效果,可以看出材料合成两周内富集效果都>200 μg/mg。将该GO-lectin成功应用于糖蛋白、糖肽的选择性富集,在糖蛋白质组学研究中体现出良好的应用潜力。     

新型卟啉基多孔有机聚合物COP-180负载钯催化剂的制备及应用

以对硝基苯甲醛、乙酸酐和吡咯为原料,丙酸为溶剂,经缩合反应制得5,10,15,20-四(4-硝基苯基)-21H,23H卟啉(TNPPH₂),并以TNPPH₂和对苯二胺为原料, N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,合成了卟啉基多孔有机聚合物COP-180;进一步以COP-180为载体,氯钯酸为前驱体,不使用还原剂,采用浸渍法制备了催化剂Pd@COP-180.利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、示差扫描量热法-热重分析(DSC-TG)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N₂吸脱附实验对载体和催化剂的结构进行了表征;分别以Suzuki-Miyaura偶联反应和对硝基苯酚(4-NP)加氢还原反应为模型反应对催化性能进行了测试.结果表明,当催化剂用量为0.5%(摩尔分数),以碘苯与苯硼酸为底物, 80℃下的Suzuki偶联反应中表现出高效性,且在催化剂使用10次后,仍有较高的收率;当催化剂用量为0.01%(摩尔分数)时,转化频率(TOF)接近10000 h^-1;而在室温下,使用8.00...     

柱芳烃基多孔聚合物的制备及其吸附性能

将柱[5]芳烃与1,3,5-三乙炔苯(TEB)通过Sonogashira偶联反应制备了一类新型多孔有机聚合物P[5]-TEB,进而通过脱甲基反应对其进行改性得到多羟基的多孔聚合物P[5]OH-TEB,对二者的物理化学性质和吸附性能进行研究。 氮吸附测试表明,羟基的引入使P[5]OH-TEB的比表面积变大,同时引入微孔结构。 染料吸附实验表明,两聚合物对亚甲基蓝吸附过程符合Langmuir模型,P[5]OH-TEB对亚甲基蓝有更大的吸附量;吸附动力学试验表明,吸附过程更符合拟二级动力学模型,属于化学吸附过程,改性之后P[5]OH-TEB有更快的吸附速率;选择性吸附实验表明,羟基引入聚合物后聚合物对阳离子染料的吸附性能提升,对阴离子染料的吸附效果变差。     

超交联多孔有机聚合物在柱固相萃取中的应用进展

超交联多孔有机聚合物(hypercrosslinked porous organic polymers, HCPs)是一类通过傅-克烷基化反应将芳香结构单元连接而制备得到的新型多孔材料,具有单体来源广泛、比表面积高、成本低廉、合成条件温和及易功能化等优点,广泛应用于气体储存、多相催化、色谱分离和有机污染物去除等领域。近年来,HCPs作为柱固相萃取吸附剂的研究较多,展现出巨大的应用潜力。基于高比表面积、优异的吸附性能、多样化的化学结构和易于化学改性等优点,HCPs材料被成功应用于不同样品基质中多种类型分析物的萃取并表现出优异的萃取性能。根据HCPs的骨架化学结构、目标分析物的性质及两者间的作用机理,我们将HCPs分为疏水型、亲水型、离子型3类,介绍了各种HCPs的特点、合成方法和在柱固相萃取中的应用。基于HCPs与分析物之间的疏水、π-π、亲水、氢键、离子交换等多种相互作用机理,HCPs萃取材料能够高效萃取和选择性富集不同种类的目标分析物,如苯脲类除草剂、氯酚类化合物、硝基咪唑、四环素、酸碱性药物等。将新型HCPs萃取与色谱、质谱等现代分析技术结合的方法已广泛应用于环境监测、食品安全和生...     

仿生聚合物材料用于糖肽的高选择性富集

蛋白质糖基化分析对深入认识其生物功能和发现生物标志物意义重大。由于生物样品中糖肽的丰度低，糖肽的富集至关重要。该文合成了一种以色氨酸为功能基团的新型仿生聚合物材料（简称Poly-Trp），并用于糖肽的高选择性富集。扫描电子显微镜、热分析仪和红外光谱仪等表征证明Poly-Trp已成功合成。通过考察溶液条件变化对糖肽在Poly-Trp保留的影响，发现糖肽在Poly-Trp上的保留分别随着溶液中乙腈浓度的降低和酸度的升高而变弱。且Poly-Trp对牛胎球蛋白糖肽的富集选择性高于商品化ZIC-HILIC和氨基硅胶，能抵抗物质的量倍数为100的牛血清白蛋白的干扰。该研究中仿生聚合物材料的设计为糖肽富集材料提供了新思路和新方法。     

多孔有机骨架材料对顺式二醇化合物富集分离的研究进展

基于在碱性环境下硼酸能与顺式二醇化合物可逆共价结合形成稳定的五元或六元环酯,而在酸性环境下环酯开环释放顺式二醇化合物这一特性,设计合成高效、高选择性、高富集性能的硼亲和材料的研究备受关注。近年来,许多研究工作者合成了各种类型的硼亲和材料,应用于高选择性富集顺式二醇化合物。金属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)由于具有孔径可调、高孔隙率、高比表面积、骨架结构可调和化学及热稳定性良好等特点,被广泛应用于色谱分离和样品前处理领域。为赋予MOFs和COFs材料对顺式二醇化合物的富集选择性,各种不同结构和不同种类的硼酸修饰的MOFs和COFs被合成出来。该综述主要是对近几年来80余篇源于科学引文索引关于硼酸功能化MOFs和COFs的种类、合成方法及其应用文章的总结,包括“金属配体-片段共组装”“合成后修饰”和“自下而上”的硼酸功能化多孔材料的修饰策略,以及硼酸功能化MOFs和COFs的种类,介绍了其在化学分析和生物分析领域的发展概况和应用前景,客观评价了硼酸功能化MOFs和COFs的区别和优缺点。该文旨在让研究人员能够充分了解近几年硼酸功能化多孔有机骨架材料的研究现状、掌握合成思路和方法,为其应用提供一定的理论指导和技术支撑,为加快硼酸功能化多孔有机骨架材料的商业化脚步贡献绵薄之力。     

钴酞菁功能化聚合物整体柱的制备及用于转铁蛋白糖肽的富集

建立了一种新型的聚合物整体柱制备方法,将四羧基钴酞菁（CoPcTc）引入聚（甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯）（Poly（GMA-EDMA））整体柱,用于转铁蛋白糖肽的富集。由于四羧基钴酞菁和糖肽之间的氢键和金属配位作用,制备的整体材料在用于糖肽富集时具有高效性和选择性。转铁蛋白经过功能化整体柱富集后,通过电喷雾四极杆飞行时间质谱分析,共捕获到17条糖肽。当转铁蛋白浓度降至8.8×10^-10mol/L时,仍然可以得到3条糖肽,说明合成的聚合物整体材料对微量蛋白样品分析具有很高的应用潜力。     

Poly(amidoamine) dendrimer‐coated magnetic nanoparticles for the fast purification and selective enrichment of glycopeptides and glycans

Glycosylated proteins modulate various important functions of organisms. To reveal the functions of glycoproteins, in‐depth characterization studies are necessary. Although mass spectrometry is a very efficient tool for glycoproteomic and glycomic studies, efficient sample preparation methods are required prior to analyses. In the study, poly(amidoamine) dendrimer‐coated magnetic nanoparticles were presented for the specific enrichment and fast purification of glycopeptides and glycans. The enrichment and purification performance of the developed method was evaluated both at the glycopeptide, and the glycan level using several standard glycoprotein digests and released glycan samples. The poly(amidoamine) dendrimer‐coated magnetic nanoparticles not only showed selective affinity (Immunoglobulin G/Bovine Serum Albumin, 1/10 by weight) to glycopeptides and released glycans but also good sensitivity (0.4 ng/µL for Immunoglobulin G) for glycoproteomic and glycomic applications. Thirty‐five glycopeptides of Immunoglobulin G were detected after enrichment with poly(amidoamine) dendrimer‐coated magnetic nanoparticles. In addition, 55 ¹⁸O tagged deamidated glycopeptides belonging to human plasma glycoproteome were confirmed. Finally, fifty 2‐aminobenzoic acid, and 30 procainamide‐labelled human plasma N‐glycans released from human plasma glycoproteins were determined after purifications. The results indicate that the proposed enrichment and purification method using poly(amidoamine) dendrimer‐coated magnetic nanoparticles could be simply adjusted to sample preparation methods.     

三聚氰胺功能化多孔有机聚合物的合成及其对甲基橙的吸附性能

首先以对三联苯(TP)和对苯二甲酰氯(TC)为单体合成了酮基聚合物前体(TP-TC),而后基于席夫碱反应将三聚氰胺(MA)与之交联得到胺功能化的多孔有机聚合物TP-TC-MA。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(BET)以及零电荷点(pH_pzc)的测定等手段对合成的多孔有机聚合物进行表征。以染料废水中典型的阴离子染料甲基橙为研究对象,研究了TP-TC-MA对其吸附行为,并探讨了吸附机制。利用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)得出目标污染物的紫外吸收光谱标准曲线,标准曲线拟合相关系数(R²)为0.999。结果表明,TP-TC-MA由于具有高比表面积(708.5 m²/g)和总孔体积(0.556 cm³/g)以及丰富的含氮基团,对阴离子染料甲基橙表现出优异的吸附性能。TP-TC-MA对水中甲基橙的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附平衡数据可以采用Langmuir等温吸附模型描述。经由Langmuir等温吸附模型计算得到的理论最大吸附容量为156.3 mg/g。选择性实验结果表明,TP-TC-MA对阴离子染料甲基橙具有更强的吸附作用,吸附作用机理可归结为静电相互作用、氢键和π-π相互作用等。在重复使用5次之后,TP-TC-MA对甲基橙仍保持90%以上的去除率,表明材料具有良好的稳定性和重复利用性,在染料废水处理中具有很好的应用前景。     

Preparation of core-shell microporous organic polymer-coated silica microspheres for chromatographic separation and N-glycopeptides enrichment

Through a “one-pot” strategy, a layer of microporous organic polymer was coated onto the surface of monodisperse amino-functionalized silica microsphere via amino-aldehyde condensation reaction with core-shell structure. The change in chemical structure of material before and after modification was determined by Fourier-transform infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. Due to existence of a large number of amino and aldehyde groups in microporous organic polymer shell, the water contact angle decreased from 56.8° (silica microspheres) to 34.7° (microporous organic polymer-coated silica microspheres). Based on these properties, microporous organic polymer-coated silica microspheres were employed as the stationary phase for capillary liquid chromatography and successfully offered baseline separation of polar small molecules. Additionally, the material could also be served as the sorbent of hydrophilic interaction chromatography to enrich glycopeptides from human serum digest. A total of 470 unique N-glycopeptides and 342 N-glycosylation sites mapped to 112 N-glycosylated proteins were unambiguously identified from 2 μL of human serum, exhibiting a promising application prospect of microporous organic polymer-coated silica microspheres in the pretreatment of proteomics samples.     

智能聚合物基材料富集磷酸化肽和糖肽的研究进展

翻译后修饰是蛋白质组学研究的前沿和重点,它不仅调节着蛋白质的折叠、状态、活性、定位以及蛋白质间的相互作用,也能帮助科学家更全面地了解生物体的生命过程,为疾病的预测、诊断和治疗提供更加强大的支撑和依据。翻译后修饰产物(例如磷酸化肽和糖肽)丰度很低,且存在着强烈的背景干扰,很难直接用质谱进行分析,因此迫切需要开发高效的富集材料和技术来选择性富集翻译后修饰产物。近年来,智能聚合物基材料通过外部物理、化学或生物刺激可逆地改变其结构和功能,实现对磷酸化肽和糖肽高度可控的吸附和脱附,进而衍生开发出一系列新颖的富集方法,极大地吸引研究者们的兴趣。一方面,智能聚合物基材料的响应变化包括材料疏水性的增加或减少、形状和形貌的改变、表面电荷的重新分布以及亲和配体的暴露或隐藏等特性。这些特性使得目标物和智能聚合物基材料之间的亲和力可以通过简单改变外部条件(如温度、pH值、溶剂极性和生物分子等)实现更可控和更智能的精细调节。另一方面,智能聚合物基材料为集成功能模块提供了便捷的可扩展平台,例如特定的识别组件,显著提高了目标物质的分离选择性。智能聚合物基材料在分离方面展现出巨大的潜力,这为蛋白质翻译后修饰产物的分析和研究带来了希望。围绕上述主题,该文依据Web of Science近20年来近50篇代表性文献,概述了智能聚合物基材料在磷酸化肽和糖肽分离及富集中的发展方向。     

Pd nanoparticles supported on amphiphilic porous organic polymer as an efficient catalyst for aqueous hydrodechlorination and Suzuki-Miyaura coupling reactions

Developing efficient and recyclable heterogeneous catalysts for organic reactions in water is important for the sustainable development of chemical industry. In this work, Pd nanoparticles supported on DABCO-functionalized porous organic polymer was successfully prepared through an easy copolymerization and successive immobilization method. Characterization results indicated that the prepared catalyst featured big surface area, hierarchical porous structure, and excellent surface amphiphilicity. We demonstrated the use of this amphiphilic catalyst in two case reactions, i.e. the aqueous hydrodechlorination and Suzuki-Miyaura coupling reactions. Under mild reaction conditions, the catalyst showed high catalytic activities for the two reactions. In addition, the catalyst could be easily recovered and reused for several times. Also, no obvious Pd leaching and aggregation of Pd nanoparticles occurred up during the consecutive reactions.     

Carbonylative Suzuki coupling and alkoxycarbonylation of aryl halides using palladium supported on phosphorus‐doped porous organic polymer as an active and robust catalyst

Developing highly active catalysts with the combined advantages of molecular and solid catalysis is considered as the “Holy Grail” in the area of catalysis research. Herein, a phosphorus‐doped porous polymer‐immobilized palladium was successfully developed as an efficient, robust, and recyclable catalyst for the carbonylative Suzuki coupling and alkoxycarbonylation reactions of aryl halides. Rather than just as an immobilizing molecular catalyst, palladium supported on phosphorus‐doped porous organic polymer exhibits even better catalytic performances than that of its analogue homogeneous catalysts in both carbonylation reactions. Moreover, the catalyst can be easily separated and reused for at least 5 times without significant loss in reactivity. Importantly, the catalyst was highly stable under carbonylation reaction conditions, and no palladium nanoparticle was observed even after the 5th reuse.