溶液小角散射技术在软物质研究中的应用与展望※

溶液小角散射实验方法是表征溶液体系多尺度时空结构的研究利器, 在软物质研究领域已得到广泛应用. 溶液小角散射包括X射线散射和中子散射, 可以在纳米到微米空间尺度以及毫秒时间尺度对溶液软物质微观结构进行表征. 微纳尺度结构与研究对象的宏观性能密切相关, 利用同步辐射X射线小角散射高通量、快速时间分辨以及中子小角散射无损、深穿透性的特点, 可以在不同环境变量下系统研究软物质体系的纳米结构及演变过程. 系统介绍了溶液小角散射实验方法的发展现状以及溶液小角散射的基本原理. 结合典型的应用案例, 展望了溶液小角散射技术的发展趋势及其在软物质领域研究中的应用前景.     

同步辐射及相关核分析技术在纳米材料生物效应研究中的应用

伴随纳米技术的发展,纳米材料的生物效应研究成为热点,然而这一新兴的研究领域对传统的研究方法提出了挑战,其深入研究有赖于方法学的发展。同步辐射是具有高亮度、高准直、宽频谱等优异性质的光源,其在元素分析及物质原子或分子尺度的结构表征方面具有独特的优势。本文介绍了同步辐射及相关核分析技术,主要包括同步辐射X荧光分析、同步辐射X射线吸收光谱(扩展X射线吸收精细结构EXAFS,X射线吸收近边结构XANES)、同步辐射圆二色谱、电感耦合等离子体质谱、中子活化分析、同位素示踪技术等在纳米生物效应研究中的应用,结合本实验室以及国内外的研究工作详细阐述了基于同步辐射以及相关核分析方法应用于纳米材料表征及其在生物体内的定量、分布、结构分析等方面的最新进展。     

同步辐射小角和广角X射线散射在高分子材料研究中的应用

同步辐射X射线散射是研究高分子材料不可替代的重要工具。第三代同步辐射光源—上海光源的成功建设,标志着我国进入国际先进光源俱乐部,为我国高分子材料研究大发展提供了一个契机。本文结合作者和国内外同行的工作,以具体案例的形式介绍了同步辐射小角和广角X射线散射在高分子材料研究中的一些应用,阐述了同步辐射高亮度原位在线研究高分子材料结构形成和演化动力学以及结构与性能关系的独特优势。同时介绍几种自主研制的原位装置和常用的X射线散射数据处理方法。希望本文能起到抛砖引玉的作用,吸引更多的高分子研究同行利用同步辐射开展研究。     

基于同步辐射光源研究水热合成纳米氧化物的生长机理

纳米氧化物的可控制备是提高其应用性能的前提条件。水热反应目前被广泛用于制备纳米氧化物材料,然而由于水热反应是在密闭环境中进行,很难研究前驱体的溶解过程,溶解后在溶液中的配位情况、晶体成核、生长过程以及形成的中间相,因此,难以实现材料的目标制备。同步辐射具有高强度、高亮度、高准直、宽频谱等诸多优点,通过设计和构建特殊的反应装置,可以应用同步辐射光源原位研究纳米氧化物在水热条件下的生长过程。本文结合本课题组及国际的研究工作介绍了原位反应装置的设计原则,以及基于同步辐射光源的原位X射线衍射(XRD)、X射线吸收精细结构谱(XAFS)和小角X射线散射(SAXS)研究纳米氧化物水热生长机理的最新进展,并展望了其发展趋势。     

纳米材料的概述、制备及其结构表征

纳米材料在电子、光学、化工、陶瓷、生物和医药等诸多方面的重要应用而引起人们的高度重视。本文从以下3个方面加以论述。 一、纳米材料的概述:从分子识别、分子自组装、吸附分子与基底的相互关系、分子操作与分子器件的构筑,并通过具体的例证加以阐述,包括在STM操作下单分子反应;有机小分子在半导体表面的自指导生长;多肽-半导体表面特异性选择结合;生物分子/无机纳米组装体;光驱动多组分三维结构组装体;DNA分子机器。 二、纳米材料的若干制备方法和结构表征方法:制备方法包括:物理的蒸发冷凝法,分子束外延法(MBE),机械球磨法,扫描探针显微镜法(SPM)。化学的气相沉淀法(VCD),液相沉淀法,溶胶-凝胶法(Sol-gel),L-B膜法,自组装单分子层和表面图案化法,水热/溶剂热法,喷雾热解法,样板合成法或化学环境限制法及自组装法。 三、若干结构表征方法包括:X-射线法(XRD),扩展X射线精细结构吸收谱(EXAFS),X-射线光电子能谱(XPS),光谱法,扫描隧道显微镜/原子力显微镜(STM/AFM)和有机质谱法(OMS)。     

帽状金纳米结构的制备、表征及表面增强拉曼散射活性

采用真空离子溅射法在自组装的单层阵列二氧化硅纳米粒子表面沉积金薄膜, 制备了以SiO₂为核的帽状金纳米结构. 用透射电镜、扫描电镜、原子力显微镜、X 射线衍射仪和紫外-可见-近红外分光光度计对样品的表面形貌、结构及光学性质进行了表征. 以亚甲基蓝作为探针分子, 对金纳米帽的表面增强拉曼散射活性进行了研究, 结果显示, 吸附在金纳米帽上的分子拉曼散射信号得到显著增强, 增强因子达到10⁷数量级. 该基底在超灵敏生物和化学检测方面具有潜在的应用前景.     

X射线吸收谱学在锕系环境放射化学中的应用

锕系环境放射化学对于核废料尤其是高放废物的安全处理和处置至关重要,同步辐射技术尤其是X射线吸收谱学在解析锕系元素在不同介质表面的配位结构方面可以发挥关键作用,对于理解锕系元素在环境介质中的迁移转化行为意义重大.本文综述了近年来国内外利用X射线吸收谱学研究锕系元素环境化学方面的最新进展,主要包括锕系核素在不同地质条件下的迁移和转化以及微生物对核素迁移的影响等方面.     

小角X射线散射研究乳胶分散液的微观结构

采用同步辐射小角X射线散射（SAXS）技术观察了2种不同乳胶体系的微观结构以及将其混合对结晶行为的影响。 结果表明,体积分数为50%的苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物乳胶液在室温下没有结晶。 通过对散射强度曲线的拟合,乳胶粒子的平均半径是76 nm,小于动态光散射的测量值（80 nm）。 然而,50%的苯乙烯-丁二烯共聚物乳胶液发生了结晶。 利用面心立方（fcc）结构和晶格常数为212 nm的晶格衍射进行拟合,发现散射曲线中的所有Bragg衍射峰均对应1个或多个晶面指数。 将2种乳胶液混合后各个衍射峰仍能分辨出来,这说明原始乳液中的部分微晶在混合过程中仍然稳定存在。     

《生物质材料现代分析技术》

(ISBN 978-7-122-09316-5)该书系统地介绍了现代分析技术在生物质材料结构分析中的应用,主要内容包括傅里叶变换红外光谱、核磁共振谱、X射线光电子能谱、凝胶渗透色谱、电子自旋共振谱、气相色谱-傅里叶红外光谱联用、X射线衍射、激光小角散射、扫     

同步辐射X射线成像技术在脑成像研究中的应用

脑疾病的诊疗、 探索高级脑功能机制和理解意识本源对脑科学研究具有重要意义. 成像技术在阐明脑科学神经系统结构和功能中发挥了重要作用. 迄今, 核磁共振成像、 光学成像和电子显微镜成像技术已为脑科学研究提供了强有力的手段, 取得了突出的进展. 同步辐射X射线显微成像技术具有高分辨率、 快成像速度和高穿透深度等优点, 是一类与已有技术互补的新型脑成像技术. 本文介绍了核磁共振波谱、 光学显微镜和电子显微镜等成像方法在脑成像领域中的应用, 重点阐述了同步辐射X射线成像的优势以及在脑结构成像和功能成像中的应用. 在此基础上, 展望了同步辐射X射线成像应用于脑科学研究的未来发展方向, 讨论了该技术在绘制人脑联接图谱中的优势及可行性.     

二氧化碳和丙烯直接合成甲基丙烯酸的NiPMo/TiO2催化剂的研究

用溶胶-凝胶法以磷钼酸(MPA)的镍盐溶液水解钛酸四丁酯制备了NiPMo/TiO2催化剂.使用ICP、 XRD、 TG-DTA、 IR、 TPD-MS和微反应技术研究了催化剂的化学组成、热稳定性、化学吸附性质和催化反应性能.杂多钼酸盐与TiO2通过O2-在TiO2表面发生了键合.在623 K下,杂多阴离子仍保持原有的Keggin结构.CO2在Lewis酸位Ni(Ⅱ)和Lewis碱位Ni-O-Mo的桥氧协同作用下生成CO2卧式吸附态Ni(Ⅱ)←O-(CO)←(O--Ni).丙烯有多种吸附态在催化剂上吸附.在563 K、 1 MPa和空速1500 h-1的反应条件下,丙烯的摩尔转化率为3.2%,产物MAA选择性为95%.     

Toward new camptothecins. Part 6: Synthesis of crucial ketones and their use in Friedländer reaction

In the context of the preparation of camptothecin and luotonin A analogs, the synthesis of some key keto-precursors and their use in Friedländer condensation are described. This paper also focuses on the stability of these keto intermediates and emphasizes the major differences between indolizinones and pyrroloquinazolinones series. Noteworthy is also the report of some original structures isolated as by-products of some experiments.     

CoFe2O4自形成磁性液体场致结构化对磁化的影响

The Langevin paramagnetic theory can’t describe the relation between magnetization of ferrofluids and applied magnetic field. The structuralization of ferrofluids, which is considered the main influence factor of the magnetization, is regarded. The part of magnetization works is deposited when the structure is forming. This action influences the magnetization of ferrofluids directly or indirectly. On the base of the “compressing” model, the Langevin function that usually describes the magnetization of ferrofluid is modified, and a well-fitted curve is obtained. An equation of the relation between the equivalent volume fraction after being “compressed” and the intensity of magnetic field is discovered, which approximately describes the process of magnetization. The relation between the approximate initial susceptibility and the volume fraction can be obtained from modified formula.     

Highly regioselective Buchwald–Hartwig amination at C-2 of 2,4-dichloropyridine enabling a novel approach to 2,4-bisanilinopyridine (BAPyd) libraries

The highly regioselective Buchwald–Hartwig amination at C-2 of the cheap and readily accessible reagent, 2,4-dichloropyridine with a range of anilines and heterocyclic amines is described. This new methodology is robust and provides a facile access to 4-chloro-N-phenylpyridin-2-amines on 0.25 mol scale. These intermediates undergo a further Buchwald–Hartwig amination at higher temperature to enable rapid exploration of the chemical space at C-4 and to provide a library of 2,4-bisaminopyridines.     

KMnO4-mediated oxidative CN bond cleavage of tertiary amines: Synthesis of amides and sulfonamides

KMnO₄-mediated oxidative CN bond cleavage of tertiary amines producing secondary amine was introduced, which was trapped by electrophiles (acyl chloride and sulfonyl chloride) to form amides and sulfonamides. The reaction could take place at mild condition, tolerating a wide range of function groups and affording products in moderate to excellent yields.     

Chemistry of heterocyclic compounds at the A. E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, over 50 years (Review)

The review contains a concise historical account and information on the most significant researches undertaken by the staff at the A. E. Favorsky Irkutsk Institute of Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences on the Chemistry of Heterocyclic Compounds. Dedicated to Academician of the Russian Academy of Sciences B. A. Trofimov on his 70th jubilee. Translated from Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii, No. 10, pp. 1443–1502, October, 2008.     

Sulfur-directed metal-free and regiospecific methyl C(sp3)–H imidation of thioanisoles

Regiospecific and direct imidation of the methyl C(sp³)–H bond of thioanisoles is realized under mild and metal-free conditions with N-fluorobis(benzenesulfonyl)imide as an oxidant and nitrogen source. Proposed mechanism suggests that thionium ion intermediates and a Pummerer-type reaction are involved. The imidation has advantages such as high step-economy, excellent functionality tolerance, and regiospecificity, giving structurally diverse imidation products.     

Selective syntheses of 2H-1,3-oxazines and 1H-pyrrol-3(2H)-ones via temperature-dependent Rh(II)-carbenoid-mediated 2H-azirine-ring expansion

The Rh(II)-catalyzed reaction of 2-carbonyl-substituted 2H-azirines with ethyl 2-cyano-2-diazoacetate or 2-diazo-3,3,3-trifluoropropionate provides an easy access to 2H-1,3-oxazines and 1H-pyrrol-3(2H)-ones. These compounds can be selectively prepared from the same starting material using temperature as the only varied parameter. The 2-azabuta-1,3-diene intermediate, a common precursor for both heterocyclic products, isomerizes into 2H-1,3-oxazine under kinetic control, while 1H-pyrrol-3(2H)-one is the sole product of the reaction at elevated temperatures. According to DFT-calculations a one-atom oxazine ring contraction involving ring-opening to a 2-azabuta-1,3-diene intermediate, followed by a 1,5- and 1,2-prototropic shift leads to the consecutive formation of imidoylketene and azomethine ylide, which then further undergo cyclization to the pyrrole derivative.     

Synthesis of 1-benzyloxypyrazin-2(1H)-one derivatives

Different approaches for the synthesis of 1-benzyloxypyrazin-2(1H)-one derivatives from simple amino acids have been investigated. A library of 33 precursors for the preparation of N-hydroxy pyrazinones was obtained in moderate to good yields.