科研转化的综合化学实验:银纳米粒子的制备及其催化反应动力学测量

设计了一个包含胶体化学方法制备金属纳米粒子及其作为异相催化剂催化氧化还原反应的动力学过程等内容的本科生综合化学实验。首先采用晶种生长法合成了不同尺寸的球状和片状银纳米粒子,然后经过离心纯化后作为异相催化剂催化硼氢化钠还原4-硝基苯酚的反应,研究了催化反应动力学过程,分析了催化反应的表观反应速率常数和催化剂的活性。本实验可以锻炼学生制备纳米材料和跟踪反应动力学进程的能力,使学生进一步理解异相催化反应机理、熟悉光谱仪器的应用。     

铝与碱溶液反应的实验研究

铝与氢氧化钠溶液反应一直以来都是教学的难点,从定量角度证明了该反应的氧化剂,并解释了氢氧根离子在反应中的作用。在此基础上,结合实验表现出的铝与不同碱溶液反应的差异,进一步探讨了几种阳离子对铝与碱溶液反应的影响。     

基于离子液体的双水相体系的分离机理及应用

离子液体由于具有非挥发性、低毒、不易燃、热稳定性及化学稳定性高等优势,被认为是可替代传统有机溶剂的"绿色溶剂",在双水相体系构建方面得到了广泛应用。基于离子液体的双水相体系在生物大分子及有机化合物萃取分离方面具有独特优势,如萃取快速,操作简单,不需使用有害有机溶剂及复杂设备,易于规模化且生物兼容性好。该文综述了基于离子液体的双水相体系的两相分离机理及其在有机小分子及生物样品萃取纯化中的应用。并在此基础上讨论了离子液体双水相体系的优势、缺点以及未来发展趋势。     

高效液相色谱-荧光检测法测定塑料儿童玩具中苯并■唑类荧光增白剂

建立了高效液相色谱-荧光检测法同时测定塑料儿童玩具中4种苯并■唑类荧光增白剂(FWA 135、FWA 367、FWA 368、FWA 184)的方法。样品经粉碎后,采用20 mL乙腈-三氯甲烷(6∶4,体积比)混合溶液一步溶剂提取法对样品进行前处理,40℃下超声提取30 min后,进行高效液相色谱分析。以乙腈和水作为流动相,Waters SunFire C_(18)色谱柱梯度洗脱,荧光激发波长(Ex)为360 nm,发射波长(Em)为430 nm。结果显示,FWA 135在1～100μg/L质量浓度范围内具有良好的线性关系,其他3种荧光增白剂在2～200μg/L质量浓度范围内线性关系良好,相关系数(r~2)均不小于0.999 3,检出限分别为0.5、1、1、1μg/L。加标水平为0.1、0.4、2.0 mg/kg时,4种荧光增白剂的回收率为84.2%～106%,相对标准偏差均小于10%。对市售10种儿童玩具进行检测,部分样品中4种苯并■唑类荧光增白剂均有检出。该方法操作简单,回收率好,精密度高,适用于各种类型塑料儿童玩具中上述荧光增白剂的测定。     

一种蒽醌类荧光探针的合成及对氟离子的检测性能

以1,4-二羟基蒽醌为荧光团,叔丁基二甲基氯硅烷为识别基团,设计合成了新型氟离子探针分子1,4-二-(叔丁基-二甲基-硅氧基) 蒽醌(AQTB1),其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和MS(ESI)表征。采用FL和UV-Vis详细研究了响应时间、溶液pH值、干扰离子、氟离子浓度对探针AQTB1检测性能的影响。结果表明：探针AQTB1在pH=3~12的缓冲溶液中,实现了对氟离子的高效检测,并不受干扰离子影响。通过FL, IR和MS(ESI)对探针AQTB1检测机理进行研究,结果表明：加入氟离子后,探针分子中的Si-O键断裂,荧光较弱的AQTB1转化为荧光较强的1,4-二羟基蒽醌,实现氟离子的精确定量。实际样品分析实验中,3种不同水样中氟离子的加标回收率为88.0%～109.5%,相对标准偏差(RSD)低于8.5%。     

富马酸丙酚替诺福韦合成工艺改进

对富马酸丙酚替诺福韦的合成工艺进行了改进,以干燥的替诺福韦为起始原料,与亚磷酸三苯酯反应得到(R)-9-(2-(苯基磷酰基甲氧基)丙基)腺嘌呤（3）; 3被氯化亚砜氯代得(R)-9-(2-(((苯基)(氯代)(磷酰基)甲氧基)丙基)腺嘌呤（4）; 4与L-丙氨酸异丙酯盐酸盐缩合得9-((R)-2-(((S)-((1-(异丙氧基羰基)乙基)氨基)苯氧基磷酰基)甲氧基)丙基)腺嘌呤（5）; 5经析晶纯化得9-((R)-2-(((S)-（((S)-1-(异丙氧基羰基)乙基)氨基)苯氧基磷酰基)甲氧基)丙基)腺嘌呤（丙酚替诺福韦,6）; 6与富马酸成盐得富马酸丙酚替诺福韦,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR, MS(ESI),元素分析和XRD确证。按改进工艺进行公斤级规模放大,产品总收率达到32.2%,化学纯度99.92%,非对映异构体纯度99.99%。     

新型2-吡啶苄基胺类罗丹明基活性小分子探针的合成

以罗丹明B和乙二胺为原料,通过缩合反应制得罗丹明酰乙二胺(1, Rhb);然后以无水THF作溶剂,化合物1与三聚氯嗪发生亲核取代反应,得到罗丹明酰乙二胺-三聚氯嗪化合物(2, Rhbc);最后在氮气氛围下,化合物2与N,N-二甲基吡啶胺反应合成了目标产物双(2 吡啶苄基) 胺罗丹明基小分子探针(3, Rhbd),其结构经¹H NMR、 IR、 HR-MS和元素分析表征。该探针可以识别Fe³⁺,检出限为30 nM。     

稀土配位聚合物荧光探针的制备及其对痕量汞离子的检测

以稀土金属铽离子为发光中心离子,鸟苷酸(GMP）为配体制备得到了能够发射绿色荧光的稀土配位聚合物。并通过加入小牛胸腺DNA溶液进一步增强荧光强度,形成“turn-on”荧光类型的稀土配合物,利用汞离子与小牛胸腺DNA的结合以及与配体GMP的相互作用使荧光猝灭,形成“turn-on-off”类型稀土荧光探针,实现了汞离子的检测。Hg2+质量浓度在50~1 200 μg·L-1范围内与体系荧光强度变化程度呈线性关系(I0-I）/I0=0.000 2C+0010 7,相关系数(r2）为0.991 5,检出限为1.5 μg·L-1,相对标准偏差(RSD)为2.3%。对河水中Hg2+进行加标回收检测,回收率为98.1%~99.8%,RSD为0.28%~1.9%。     

基于ESIPT机理香豆素荧光化合物的合成和光学性质

以3-碘苯酚为原料,经过甲酰化反应、Knoevenagel缩合反应、Sonogashira偶联和还原反应得到以香豆素为母体的目标化合物7-（甲氧基苯乙炔基）香豆素-3-甲醇(5)。化合物5的结构经过¹H NMR, ¹³C NMR和MS(ESI)分析表征确认。并对化合物5的光学性质进行了研究,结果表明：化合物5具有典型的 ESIPT 发光机理,可以构建比率计量型双光子荧光探针。      

Geometric and Electronic Behavior of C60 on PTCDA Hydrogen Bonded Network

Self-assembled supramolecular networks are promising spacer layer for electronic decoupling from the metal substrate.However,the mechanism behind of how the intrinsic electronic structure of spacer layers affects the adsorbate is still unclear.Here a hydrogen bonded network composed of n-type semiconducting molecules 3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic-dianhydride(PTCDA)is prepared under ultra-high vacuum to serve as a spacer layer for functional organics C60 on Au(111).The geometric and electronic information of C60 was investigated by scanning tunneling microscopy and scanning tunneling spectroscopy(STM/STS)at 5 K.Effective decoupling from the metal surface yields an energy gap of 3.67 eV for C602nd,merely considering the HOMO-LUMO peak separation.The broadening of resonance peaks in STS measurements however indicates unneglected interlayer interactions in this hetero-organic system.Moreover,we scrutinize the nucleation sites of C60 on PTCDA layer and attribute this to the decreased diffusion capability on a less dense molecular arrangement possessing inhomogeneous spatial distribution of unoccupied molecular orbitals.