一道国际大学生数学竞赛题的注记

对一道国际大学生数学竞赛题做进一步讨论,从而得到更为一般的结果.     

光学活性(甲基)丙烯酰胺的立体定向自由基聚合——立体控制机理探讨

利用Lewis酸三氟甲磺酸镱(Yb(OTf)3)调控(S)-N-(2-羟基-1-苯乙基)甲基丙烯酰胺((S)-HPEMA)和(S)-N-(2-羟基-1-苯乙基)丙烯酰胺((S)-HPEA)的自由基聚合,得到相应的光学活性聚合物;研究了反应条件对聚合物立体结构的影响,发现以甲醇和正丁醇为溶剂时,Yb(OTf)3的存在可显著提高聚合物的mm三元组的含量,而以DMSO为溶剂时,Yb(OTf)3对聚合物的立构规整性没有明显改变;通过1H-NMR研究了Yb(OTf)3与单体之间的相互作用,结果表明单体的酰胺基团与Lewis酸的稀土金属离子间的配位以及单体的羟基与Lewis酸的三氟甲磺酸根间的氢键影响了单体的加成方向和聚合物的立体结构.     

多糖类氨基甲酸酯衍生物的区域选择性合成及其手性识别

通过糖单元6-位羟基的保护和去保护,运用区域选择性方法合成了6种新型多糖类氨基甲酸酯衍生物,分别为纤维素/直链淀粉-[2,3-二(3,5-二甲基苯基)-6-环己基]氨基甲酸酯、[2,3-二(3,5-二氯苯基)-6-环己基]氨基甲酸酯及[2,3-二(4-氯苯基)-6-环己基]氨基甲酸酯,并将其涂敷在氨丙基硅胶的表面制备HPLC手性固定相.利用1H-NMR与FTIR光谱技术对所合成衍生物进行结构表征和分析,并应用HPLC法评价其对于9种手性化合物的手性识别能力.通过与以手性识别能力高而著称且含有单一取代基的纤维素/直链淀粉-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)等手性固定相的对比分析表明,所合成新型手性固定相对于某些对映体显示出更优的手性识别能力.由进一步分析表明,糖单元2-、3-和6-位取代基的性能对于纤维素和直链淀粉氨基甲酸酯类衍生物的手性识别能力均具有较大影响.     

维生素E辛烯基琥珀酸酯的定性分析

通过比较不同高效液相色谱(HPLC)方法对维生素E与辛烯基琥珀酸酐反应产物分离效果的影响,最终建立了以Dionex Kromasil C18柱为分析柱、甲醇和0.033 mol/L H3PO4(100:1,体积比)为流动相的色谱分离条件;借助高效液相色谱-大气压化学电离源质谱联用(HPLC-APCI-MS)法检测分离得到的色谱峰,通过比较它们的紫外光谱和质谱特征,确定其中两种物质为维生素E辛烯基琥珀酸酯的异构体。     

同步辐射X射线衍射光谱在地带性土壤粘粒矿物研究中的应用

X射线衍射（XRD）光谱是分析土壤粘粒矿物组成的重要手段,但常规XRD分析存在前处理复杂、耗时较长、光谱分辨率低、扫描不充分等问题。为此,该研究依托北京同步辐射装置（BSRF）的4B9A衍射实验站,以我国东部不同气候带（即温带、亚热带、热带）的7种地带性森林土壤（棕色针叶林、暗棕壤、棕壤、黄棕壤、黄壤、赤红壤和砖红壤）为研究对象,利用同步辐射X射线衍射（SR-XRD）光谱对土壤粘粒矿物组成特征进行分析。结果表明：（1）温带土壤（棕色针叶林、暗棕壤和棕壤）质地以粘壤土为主,而亚热带土壤（黄棕壤、黄壤和赤红壤）分布在粘土和粘壤土的分界线上;从亚热带到热带,土壤质地呈现出粘土→壤土→砂土的变化趋势。（2）土壤硅铝率（Sa）表现为温带土壤（5.22）>热带土壤（4.53）>亚热带土壤（4.49）;同样地,硅铝铁率（Saf）也呈现出温带土壤（4.06）>热带土壤（3.53）>亚热带土壤（3.36）的变化规律。（3）从温带到热带,土壤粘粒矿物中高岭石的含量增加、结晶度提高,而伊利石的含量则逐渐减少;温带土壤以2∶1型粘粒矿物为主,而热带土壤则以1∶1型矿物为主;在SR-XRD光谱中鉴定出了伊蒙混层、长石两种粘粒矿物的存在,而这两种矿物在常规XRD光谱中未被识别。（4）与常规XRD法相比,利用SR-XRD法分析土壤粘粒矿物组成具有以下优势：一是前处理工作量较少,常规XRD法需将粘粒样品制成不同类型的载玻片再进行测定,而SR-XRD法直接测定粘粒样品即可;二是光谱分辨率高,SR-XRD法的分辨率可达到≤100 nm,从而能够检测到更多的衍射峰;三是实验效率提高,SR-XRD法的优化扫描步长可达0.04°,比常规XRD法增加1倍,从而提高了测试效率;四是扫描辨识度增加,SR-XRD法的看光时间可优化为4 min,是常规XRD法的2倍,使得样品的扫描更加充分。     

三维多酸基无机-有机杂化化合物[Cu_6~Ⅰ(pyz)_6][(PMo_(12)O_(40))_2]·11H_2O的合成、结构及电化学性质

利用水热方法合成了三维多酸基无机-有机杂化化合物[CuⅠ6(pyz)6][(PMo12O40)2]·11H2O(pyz=吡嗪),并通过单晶X射线衍射、红外光谱、元素分析、热重分析和粉末X射线衍射等方法对其进行了表征.结构分析表明该化合物属于立方晶系,Ia-3d空间群,晶胞参数a=b=c=2.602 66(3)nm,α=β=γ=90°,V=17.630 0(4)nm3,Z=8,R1=0.052 7,wR2=0.137 8.进一步研究了该化合物的电化学性质,结果表明其在电催化氧化葡萄糖反应中具有良好的活性.     

航空高度FPGA单粒子翻转飞行实验及失效分析

随着微电子工艺的发展,小尺寸、高密度及低电压的器件越来越多地应用于航空电子设备。许多科研人员发现高层大气及外太空的带电粒子带来的粒子辐射会对航空电子器件产生严重的影响。基于民用航空局方的要求,鉴于机载设备对单粒子翻转效应的隐患以及航空机载设备国产化的迫切需求,开展FPGA器件用于机载电子设备可能遭遇的单粒子翻转效应的风险问题研究。分析了主流FPGA在航空飞行高度的飞行实验数据,进一步论证其是否满足民用航空的需求。大量数据的分析结果证明,以当下主流FPGA芯片的工艺尺寸、工作电压的条件,单粒子翻转效应是一个不容忽视的问题。即便是航空飞行高度甚至是地面高度,FPGA芯片因单粒子翻转导致失效也是无法满足民用航空设备的安全性要求。     

基于2-(4-吡啶基)-1H-咪唑-4,5-二羧酸配体的镉(Ⅱ)配合物的晶体结构及发光性质

在水热条件下,以2-(4-吡啶基)-1H-咪唑-4,5-二羧酸(H₃PIDC)和1,10-菲咯啉衍生物为混合配体合成了2个镉(Ⅱ)配合物{[Cd₃(HPIDC)₃(DPPZ)₃]·7H₂O}_n(1)和[Cd(HPIDC)(Imphen)(H₂O)]₂(2)(DPPZ=二吡啶并[3,2-a:2',3'-c]吩嗪;Imphen=咪唑并[4,5-f][1,10]菲咯啉),利用元素分析、红外光谱以及单晶X-射线衍射表征其结构。分析表明配合物1和2分别为一维链状与零维结构。此外,2个配合物展示了优良的热稳定性及光致发光特性。     

双亲性三甲川菁染料的合成及抗结直肠癌活性

菁染料双亲性的提高有利于自身抗肿瘤活性的提升。 探索了三甲川吲哚菁染料(Cy3)转化为多功能小分子化疗药物的可行性。 通过向吲哚环“N”上引入聚乙二醇(PEG)醚链,设计合成了两种双亲性三甲川吲哚菁染料:Cy3-DIPEG和Cy3-SO₃-DIPEG。 二者产率约40%,其结构均经¹H NMR、¹³C NMR和MS表征。 光谱测试表明Cy3-DIPEG和Cy3-SO₃-DIPEG在水中的最大荧光发射波长在570 nm左右,荧光量子产率(Ф)分别为0.06和0.13。 采用噻唑蓝(MTT)法测试了两种染料对人结直肠癌细胞株(SW480和HCT-116)的体外抗肿瘤活性,并通过亚细胞器定位实验初探其机制。 结果表明,Cy3-DIPEG能穿过肿瘤细胞膜蓄积在线粒体内,显著抑制人结直肠癌细胞增殖,但Cy3-SO₃-DIPEG无法进入肿瘤细胞内,无抗肿瘤活性。