QM/MM自由能模拟3-吲哚乙酸甲基转移(IAMT):催化机理和底物特异性(英文)

3-吲哚乙酸甲基转移(IAMT)催化甲基化植物激素3-吲哚乙酸(IAA)的端位自由羧酸,被认为在叶片发育过程中起到了至关重要的作用.然而,目前对于酶催化机理的详尽过程尚未被研究。在这里本文对拟南芥的甲基转移过程(AtIAMT1)进行结合量子力学和分子力学(QM/MM)的自由能模拟,并确定了其催化机制及IAMTs的底物特异性根源.研究表明,从S腺苷L甲硫氨酸(AdoMet)到3-吲哚乙酸盐(IAA)的甲基转移自由能垒要比从AdoMet到水杨酸盐的自由能垒低很多,这与之前的实验发现以及酶的底物特异性完全一致.这表明,与水杨酸相比,IAA相对高效性的甲基化是由于一部分过渡态构型的稳定性可能通过底物结合反映在反应物里,本文研究支持了之前关于计算模拟可对SABATH系列中酶的底物特异性根源进行深入理解的设想,并且可用来帮助生成可控的并具其他底物特异性的酶的实验研究.     

锂参与合成MOF-5用于CO2/CH4混合气体分离

利用溶剂热法合成了不同锂含量的MOF-5(xLi-MOF-5, x=0, 1, 3, 5).在MOF-5结晶过程中,锂离子被合并入其骨架结构中.实验表明,合并入骨架的锂能够改变MOF-5的结构和表面化学性质.不同的xLi-MOF-5能够不同程度降低骨架相互穿插的程度从而导致其吸附分离能力的大幅改变.其中,3Li-MOF-5具有最高的二氧化碳捕获能力(5.47 mmol·g^-1),对40% CO₂/60% CH₄混合气体具有最优吸附选择性.     

二(咪唑基)苯及戊二酸根构筑的三维镉配位聚合物的合成、晶体结构与荧光性质

用水热法合成了一个新的镉配位聚合物[Cd(BIMB)0.5(glu)]n(BIMB=1,4-二(咪唑基)苯,H2glu=戊二酸),用红外,元素分析进行了表征。X射线单晶衍射分析表明配位聚合物属于单斜晶系,P21/c空间群,a=0.822 06(5)nm,b=0.774 38(5)nm,c=1.877 93(10)nm,β=107.966°,V=1.137 nm3,Z=4,F(000)=684。在配合物中,相邻的镉原子通过2个戊二酸连接成一维链状结构,链状结构通过另一戊二酸拓展成二维层状结构,相邻二维层状结构进一步由BIMB配体拓展成三维骨架结构。热重分析表明配合物具有较好的稳定性,荧光光谱分析表明配合物具有较好的荧光性质。     

甘油酯化降酸反应过程研究

研究了酸化油甘油酯化反应降低酸值的反应过程,考察了温度、甘油与酸化油中游离脂肪酸物质的量比和单甘酯含量对反应的影响,发现甘油单甘酯能明显促进酯化反应的进行。对二元体系甘油三酯-甘油、油酸-甘油和单甘酯-甘油的液-液相平衡以及甘油-单甘酯-油酸三元体系液-液相平衡的分析结果表明,甘油单甘酯的存在能够显著提高甘油与脂肪酸的相互溶解。这较好地解释了甘油单甘酯在酸化油酯化反应中的促进作用。     

热力学数据对1, 3-丁二烯燃烧特性的影响

基于G4方法, 计算了1,^{3-丁二烯框架燃烧反应机理中102个物种的热力学数据, 并考察了振动非谐性、 频率校正因子以及受阻内转动对结果的影响. 结果表明, 考虑振动非谐性或采用不同的频率校正因子, 对热力学数据的影响不大; 考虑内转动后, 对热力学数据有较大影响. 而且考虑内转动后, 得到的热力学数据与实验热力学数据吻合得更好. 用所得热力学数据模拟了1,3-丁二烯的绝热燃烧温度以及点火延迟时间, 结果显示, 要得到可靠的绝热火焰温度, 对小分子(如CO和CO₂等)的热力学数据需要采用实验结果. 将用所得热力学数据模拟得到的点火延迟时间, 与机理本身的热力学数据所得点火延迟时间进行对比, 二者差别显著, 表明所得热力学数据主要通过改变一些反应的逆反应速率常数来影响点火延迟时间. 进一步确定了用所得热力学数据对点火延迟时间有显著影响的一些物种.}     

可见光驱动丰产金属卟啉类配合物催化的二氧化碳选择性还原反应

随着能源短缺和环境问题日益突出, 寻找清洁和可再生能源来替代化石燃料是本世纪科学家面临的最紧迫的任务之一. 为了实现我国“双碳”战略目标, 利用太阳能将二氧化碳(CO₂)转化为清洁燃料和化学品是实现社会可持续发展的途径之一. 催化剂是CO₂光还原技术的核心组成部分, 其可以吸附气态CO₂分子, 在可见光照射下将CO₂还原为一氧化碳(CO)、 甲酸(HCOOH)、 甲醇(CH₃OH)或甲烷(CH₄)等能源小分子. 目前, 新型CO₂还原光催化体系的开发取得了很好的进展. 本文综合评述了近年来均相及非均相丰产金属卟啉类催化剂在光催化CO₂还原中的研究进展, 并对在金属卟啉均相催化剂作用下, CO₂光还原为CO或CH₄的反应机理分别进行了介绍, 还讨论了金属卟啉基多孔有机聚合物与卟啉有机金属框架在光催化CO₂方面的重要应用. 最后, 对可见光驱动卟啉类金属配合物催化的CO₂还原的发展前景进行了展望.     

烯烃聚合催化剂的研究进展

获得高性能聚烯烃材料是化学家们不断的追求。烯烃聚合催化剂的结构对其催化性能有重要影响,而聚烯烃的改性则能够改善聚合物实际应用中表面形貌、本体性能中存在的缺陷,如通过改性可增加聚合物韧性、降低聚合物表面的摩擦系数或提升表面能等。 本文系统总结了金属烯烃聚合催化剂研究进展,包括Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂、非茂金属催化剂的结构及调控策略,探讨了位阻效应、双金属协同效应以及其他效应对催化效果的影响。     

Pore Engineering for Covalent Organic Framework Membranes

Membrane technology is of particular significance for the sustainable development of society owing to its potential capacity to tackle the energy shortage and environmental pollution. Membrane materials are the core part of membrane technology. Researchers have always been pursuing predictable structures of advanced membrane materials, which provides a possibility to fully unlock the potential of membranes. Covalent organic frameworks(COFs), with the advantage of controllable pore microenvironment, are considered to be promising candidates to achieve this design concept. The customizable function of COF membranes through pore engineering does well in the enhancement of selective permeability performance, which offers COF membranes with great application potentials in separation and transportation fields. In this context, COF-based membranes have been developed rapidly in recent years. Herein, we present a brief overview on the strategies developed for pore engineering of COF membranes in recent years, including skeleton engineering, pore surface engineering, host-guest chemistry and membrane fabrication. Moreover, the features of transmission or separation of molecules/ions based on COF membranes and corresponding applications are also introduced. In the last part, the challenges and prospects of the development of COF membranes are discussed.     

碳掺杂六方氮化硼/二硫化钼吸附还原六价铬和助催化降解有机污染物

针对二硫化钼(MoS₂)因易团聚导致去除六价铬[Cr(Ⅵ)]容量低的问题, 利用六方氮化硼(BN)良好的吸附性和化学稳定性, 以多巴胺作为BN改性剂, 通过煅烧法和水热法制得碳掺杂六方氮化硼(c-BN)负载MoS₂纳米复合材料(c-BN@MoS₂). 研究了室温条件下c-BN@MoS₂对Cr(Ⅵ)的吸附还原和助催化降解有机污染物的性能. 实验结果表明, c-BN@MoS₂在40 min内对50 mg/L的Cr(Ⅵ)吸附还原去除率高达95%以上, 且以将 Cr(Ⅵ)还原至Cr(Ⅲ)为主, 在pH值为2、 温度为25 ℃条件下去除Cr(Ⅵ)最大容量可达401 mg/g, 显著高于 MoS₂(98 mg/g). 分析显示, c-BN不仅提高了MoS₂的平均孔径, 还可促进MoS₂生成金属特性的1T相, 有利于吸附Cr(Ⅵ)和加快氧化还原过程中的电子转移. 在Fe²⁺/PMS(过一硫酸氢盐)催化体系加入c-BN@MoS₂, 该体系对磺胺甲恶唑的降解性能明显增强, 其反应速率常数提高3倍, 这主要归因于c-BN@MoS₂明显加快了Fe³⁺到Fe²⁺的转变, 导致更多?OH产生, 达到增强降解污染物的目标.