两亲嵌段共聚物聚乙二醇-聚谷氨酸苄酯纳米粒药物载体的合成研究

用磺酸酯法制备单端氨基聚乙二醇引发剂,引发谷氨酸苄酯羧酸酐开环聚合,生成可生物降解的两亲嵌段共聚物聚乙二醇﹣聚谷氨酸苄酯(PEG-PBLG),用IR,NMR和GPC表征了共聚物。用超微透析法制备PEG-PBLG聚合物纳米粒,荧光芘探针法测定纳米粒的临界聚集浓度(cac)。紫外分光光度计考察纳米粒对疏水性药物的增溶作用,PEG-PBLG可作为亚微粒药物输送系统的载体。     

高中有机化学教学中提升核心素养并体味科学价值*——以“乙炔的化学性质”为例

介绍了“乙炔的化学性质”的教学设计思路,展现了如何利用创新实验、丰富素材和问题讨论,帮助学生理解有机物性质和结构之间的关系。主要涉及以下几个环节:(1)通过课前自主预习,从乙炔与乙烯的相似性入手,预测乙炔的性质,了解乙炔的实验室制法;(2)结合2个创新分组实验“基于井穴板的微型化气体连续制备和性质检验装置”“利用真空输液瓶、微型样品瓶和注射器的密闭气体微型反应装置”,教师和学生一起巩固了乙炔的实验室制法,验证了预测的化学性质,丰富了对乙炔性质的感性认知,发现了“乙炔不能使酸性K₂Cr₂O₇溶液褪色”的异常现象;(3)从尝试解释异常现象入手,教师和学生一起从键能、加成比例、聚合后主链结构等多个角度探讨了乙炔与乙烯性质和结构的差异,建立起有机物官能团与性质关系的认知模型;(4)通过尝试利用模型解释2000年诺贝尔化学奖“导电高分子”和2017年度国家自然科学成果一等奖“AIE聚集诱导发光材料” 的结构、性质与应用,教师和学生一起提升了对认知模型的理解建构,感悟了科学研究的乐趣,体会化学科学在促进人类文明发展和社会进步中的重要作用。     

双萘酰亚胺衍生物用于检测水溶液中的苦味酸

设计合成了一个新的双1,8-萘酰亚胺衍生物(Bis-Nph), 并通过核磁共振波谱和高分辨质谱鉴定了其结构. Bis-Nph呈现出典型的分子内电荷转移(ICT)和聚集诱导增强发射(AIEE). 该化合物可以作为荧光探针检测水溶液中的苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚, TNP), 检出限为5.8×10^-7 mol/L. 作用机制为TNP的质子转移到Bis-Nph, 有效地阻断了其ICT发射, 使荧光发生显著猝灭. 另外, Bis-Nph的细胞毒性较低, 可做成试纸进行TNP的快速检测.     

四苯乙烯及其衍生物超声辅助合成与光电性能研究

四苯乙烯及其衍生物被广泛报道具有典型的聚集诱导发光(AIE)性能,在有机发光二极管、荧光离子探针、生物化学成像等诸多领域有着广阔的应用前景。以此为背景,可以将相关前沿议题转化为本科综合实验教学方案。本文针对现有的实验教学方案设计进行了探究和改进,在原有使用McMurry偶联反应制备四苯乙烯的实验方案基础上,利用生色团上不同取代基的推拉电子效应设计平行对照试验,合成溴代、甲氧基取代的四苯乙烯衍生物,实现了荧光发射光谱最大峰波长的显著移动,使得在紫外灯下即可观察到荧光从蓝色到黄绿色的变化。利用超声辅助合成的方法,成功将反应时间从原有的6–8 h压缩至2 h,使之更适应本科教学实验所需的时间空间。除光学性能表征外,本实验还综合了循环伏安法表征产物的能带结构。本实验针对原有方案进行了诸多改进,引入平行实验锻炼科学思维、别出心裁地引入超声辅助合成法,极大地缩短了反应时间,展现出较强的前沿性、绿色性和高效性。     

胆碱酯酶抑制剂萘酰亚胺衍生物的合成与聚集诱导发光性质

阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease, AD)是一种神经退行性疾病,严重影响老年人的生活质量,目前治疗AD的药物主要是胆碱酯酶抑制剂,如多奈哌齐、卡巴拉汀等.本文基于多奈哌齐结构,设计合成了一系列新的萘酰亚胺衍生物并进行了活性评价.结果表明,所合成的化合物均对乙酰胆碱酯酶(AChE)有选择性抑制,其中2-((1-(3-甲氧基苄基)哌啶-4-基)甲基)-1H-苯并异喹啉-1,3(2H)-二酮(4k)的抑制活性最强,IC₅₀值为4.43μmol·L^-1,优于对照药物卡巴拉汀.酶动力学及分子对接表明4k能够同时作用于ACh E的催化活性位点和外周结合位点,并且4k对SH-SY5Y和PC12细胞毒性较低.此外,这些化合物均显示出典型的聚集诱导发光(AIE)性质,可能与萘酰亚胺分子内旋转受阻机制有关.     

基于分子内旋转受限原理的线性共轭小分子的AIE性能研究

研究了6个线性共轭化合物4-丁基联苯(L1)、4,4’-二异丙基联苯(L2)、5,5’-二甲基-2,2’-联吡啶(L3)、2-([1,1’-联苯]-4-)噻吩(L4)、1,1’-联萘(L5)和5-苯基-2,2’-联噻吩(L6)的紫外-可见光谱和荧光发射光谱。结果表明,化合物L1、L2和L3均具有聚集诱导发光(AIE)性能,化合物L4、L5和L6则不具有AIE性能。该研究结果表明,二联苯(或两个简单芳杂环相连)系列化合物具有AIE性能,分子内旋转受限(RIR)是该系化合物产生AIE现象的机理。但是在二联苯的结构基础上继续增加链的长度,或者引入体积更大的芳环(萘环),化合物不再具有AIE性能。     

单氨基取代3∶1不对称酞菁锌的合成及其在有机溶剂中聚集状态的研究

Monoamino substituted asymmetrical phthalocyanine zinc(Ⅱ), 2-amino-9,10,16,17,23,24-hexapentyloxy phthalocyanine zinc(Ⅱ), was synthesized by statistical condensation and characterized by elemental analysis, UV-Vis, IR and TOF-MS. The aggregative behavior was studied in DMF, THF and CH₂Cl₂. The results show that it is not aggregateve in DMF and THF, whereas form dimer in CH₂Cl₂ at 8 × 10^-7～8 × 10^-6 mol·L^-1. The equilibrium constant for the dimer was calculated at the same time, indicating that the less polar solvent is unfavorable for the presence of the monomer.     

Studies on Aggregation Interaction between Reduced Denatured Egg White Lysozymes during Refolding Procedure in Urea Solution

The aggregation interaction between reduced-denatured egg white lysozymes during refolding procedure in urea solution was studied by means of reducing and non-reducing protein electrophoreses. Results of non-reducing sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis （SDS-PAGE） of the supernatant and aggregate precipitate formed in refolding process show that except being refolded to native egg white lysozymes, the reduced-denatured lysozymes can also form the aggregates with molecular weights （MW） being separately about 30.0 and 35.0 kD, while the reducing SDS-PAGE and the refolding results in the presence of sodium dodecyl sulphate show that these aggregates are formed chiefly through the misconnection of disulfide bonds between the reduced-denatured lysozymes, and the aggregate precipitates are formed through the non-covalent interactions between the aggregates with molecular weight being about 30.0 kD. From the results of electrophoresis and size-exclusion chromatographic analyses, it can be inferred that the aggregates with molecular weights being about 30.0 and 35.0 kD are bi-molecular and tri-molecular egg white lysozyme aggregates, respectively. And finally, a suggested refolding mechanism of reduced-denatured egg white lysozymes in urea solution was presented.     

四甲氧基取代的二苯并并四苯(DBN)的合成, 晶体结构及聚集效应

本文从商品化的间溴苯甲醚和对甲氧基苯甲醛出发，通过傅-克酰基化反应、串联的羟醛缩合及1,4-迈克尔加成反应，得到三芳基取代的1,5-二酮，然后用查尔酮（Chalcone）作氧化剂，二酮与BF₃.Et₂O 反应形成吡喃鎓盐，再与苯基乙酸钠盐缩合得到芳香二溴代衍生物，产物的DMA溶液在DBU和钯催化剂的作用下，160°C 加热12 h进行脱卤化氢环化反应, 生成四甲氧基取代的二苯并并四苯（DBN）类衍生物。并报道了产物的晶体结构和在溶液中的聚集效应。     

C60吡咯烷羧酸衍生物的合成及其在水溶液中的聚集行为

C60与亚氨基二乙酸甲酯[NH(CH₂COOMe)₂]的光化学反应制得2,5-双(甲氧羰基)富勒烯吡咯烷(1), 产率为52% (基于已反应的C60). C60吡咯烷衍生物1与氯乙酸甲酯(ClCH₂COOCH₃)的N-烃基化反应, 在微波辐射、无溶剂及相转移条件下, 得到2,5-双(甲氧羰基)-N-(甲氧羰基)甲基富勒烯吡咯烷(2), 产率47%(基于C60吡咯烷衍生物1). C60吡咯烷衍生物1和2用NaH, CH₃OH水解后, 经盐酸酸化得相应的二羧酸衍生物3和三羧酸衍生物4, 产率分别为65%和53% (基于C60吡咯烷衍生物1和2). C60吡咯烷衍生物1～4的结构由¹H NMR, ¹³C NMR, IR, FAB-MS和元素分析证实. 用电导法测定了C60吡咯烷二羧酸3和三羧酸4钠盐的临界聚集浓度(CAC), 分别为3.58×10^－4 mol/L (3)和3.33×10^－4 mol/L (4). 这一结果被C60吡咯烷衍生物3和4, 在临界聚集浓度(CAC)附近的UV-Vis光谱的特征变化所支持. 透射电子显微镜(TEM)和静态光散射(SLS)等方法也被用于检测C60吡咯烷衍生物3和4在临界聚集浓度(CAC)时的聚集行为, 结果显示, C60吡咯烷衍生物3在缓冲溶液中(0.001 mol/L NaCO₃-NaHCO₃), 其聚集体粒径的大小(R_g≈21 nm)不同于C60吡咯烷衍生物4 (R_g≈23 nm). C60吡咯烷二羧酸3钠盐的临界聚集浓度(CAC)比C60吡咯烷三羧酸4钠盐的临界聚集浓度(CAC)大, 聚集体粒径大小的不同, 表明C60单加成衍生物加成基团中羧基(COOH)数目的多少对其聚集行为的影响. 用化学发光法分别检测了C60吡咯烷二羧酸3和C60吡咯烷三羧酸4在缓冲溶液(0.05 mol/L NaCO₃-NaHCO₃)中对邻苯三酚自氧化产生的超氧阴离子(O₂^－·)的清除活性. C60衍生物3和4对 O₂^－· 的清除呈现有明显的剂量效应, 但当超过一定浓度时(3: ～3.50×10^－4 mol/L, 4: ～3.25×10^－4 mol/L), 清除效率出现转折, 并下降. 这一现象与电导率测定时出现的CAC现象相一致, 进一步证实了C60吡咯烷二羧酸3和C60吡咯烷三羧酸4在较高浓度的水溶液中有聚集的倾向, 也说明了C60吡咯烷二羧酸3和C60吡咯烷三羧酸4的聚集会影响其清除超氧阴离子(O₂^－·)的活性.