大环分子衍生物在人工跨膜离子通道领域中的研究进展

大环分子如环糊精、冠醚等因具备独特的空腔结构,能够通过主-客体相互作用实现对分子、离子的特异性识别,因此常被应用于人工跨膜离子传输系统的研究和开发.与天然的通道蛋白相比,大环分子具有价格低廉、性质稳定、结构易于修饰和功能化等诸多优点,因而备受科研工作者们的关注.本综述详细介绍了大环分子在人工离子通道领域中的研究进展,按...     

在线固相萃取-超高效液相色谱-线性离子阱串联质谱法直接测定水中10种藻类毒素

建立了全自动在线固相萃取-超高效液相色谱-线性离子阱串联质谱法直接测定水中10种藻类毒素的方法.利用程序实现多次进样,通过在线固相萃取对藻类毒素进行富集,然后切换六通阀,将富集的目标物冲洗至分析柱进行分离后,进入线性离子阱质谱检测.10种藻类毒素在相应的浓度范围内线性关系良好,相关系数均大于0.99,检出限在0.0015~0.0050μg/L之间,3个浓度水平(0.02、0.10和1.00μg/L)的加标回收率为83.7%~98.5%.结果表明,在线固相萃取极大简化了前处理过程,线性离子阱串联质谱法提高了痕量藻类毒素测定的灵敏度,增强子离子扫描(EPI)谱库的建立为藻类毒素的确证提供保障.本方法适用于水体中多种藻类毒素的快速确证和定量测定.     

基于稀土离子介导石墨烯量子点荧光开关的凝血酶生物传感器

稀土离子(Er3+)可与荧光石墨烯量子点(GQDs)表面的含氧基团发生配位,在Er3+介导下形成高配位数的GQDs/Er3+配合物,引起GQDs聚集而使其荧光减弱.凝血酶(Tb)中的氮和氧等原子可与Er3+发生配位作用,从而与GQDs竞争结合Er3+,减弱了GQDs与Er3+的作用而使其荧光恢复.通过检测GQDs的荧光即可实现对Tb活性的高灵敏分析,构建了基于Er3+介导GQDs荧光开关的Tb传感方法,采用透射电镜、原子力显微镜、红外吸收光谱以及荧光光谱等对传感机理进行了研究.本方法对Tb的检出限低至0.049 nmol/L,其它蛋白质对Tb检测无明显干扰,实际样品中Tb加标回收率为98.0%~105.3%,相对标准偏差为0.6%~4.2%.     

紫外光离子源-高场不对称波形离子迁移谱检测环境中挥发性有机物

本研究采用紫外光离子源-高场不对称波形离子迁移谱(UV-FAIMS)快速检测环境中挥发性有机物.选取苯和对二甲苯为研究对象,并分析了分离电压、流速等因素对其分离识别的影响.实验结果表明:当分离电压值为0～1200 V时,苯和对二甲苯信号强度逐渐降低,而特征补偿电压值却逐渐增加.实验选取分离电压值为900 V,当载气流速为0～240 L/h时,苯和对二甲苯的特征离子峰信号强度逐渐增加,当载气流速为0～120 L/h时,苯和对二甲苯团簇峰信号强度增加,当载气流速为120～240 L/h时,苯的团簇峰信号强度增加,而对二甲苯的团簇峰信号强度降低.此外,对样品浓度、信号强度与噪声的比值进行探讨,获得UV-FAIMS检测苯的检测限为0.011mg/m3.     

Br(o)nsted酸性离子液体在醛醇缩合反应中的应用

合成了一系列Br(o)nsted酸性离子液体并将其应用在醛醇缩合反应中.醛醇缩合产物由于极好的溶剂性质等被广泛用作溶剂和试剂.离子液体[BSmim][OTf]在甲醛和乙二醇缩合生成1,3-二氧五环的反应中表现出了极好的催化活性,甲醛转化率和主产物1,3-二氧五环选择性分别可以达到96.1％和92.4％.对影响离子液体催化性能的因素进行了探索,并对催化反应中的离子液体的用量、反应温度、反应时间以及反应物料比进行了考察.通过Hammett酸度函数法测定了所用到离子液体的酸性,结果表明离子液体酸性与其在缩合反应中的催化活性顺序完全一致,酸性越强催化性能越好.结合实验给出了离子液体[BSmim][OTf]催化甲醛和乙二醇缩合反应的可能的反应机理.该催化剂体系具有良好的催化性能,反应可以在较温和的条件下进行,实现了高活性和高选择性的目标,产物易分离,催化剂重复使用7次,其催化活性基本不变.并将该Br(o)nsted酸性离子液体进一步应用到其他醛(酮)醇缩合反应中.     

水体系中含Mn~Ⅲ离子多酸化合物的原位合成、结构及性质研究

采用常规水溶液法在低热环境下得到了一种新的基于砷钨酸和Mn~Ⅲ的夹心型化合物,该化合物为单斜晶系,空间群为P2_1/c,晶胞参数为a=2.041 26(8)nm,b=3.227 58(8)nm,c=1.325 35(5)nm,β=94.427(3)°,V=8.705 8(5)nm~3,Z=4;分子式为(NH_4)_(10)[(MnH_2O)_2WO_2(AsW_9O_(33))_2]·3.5H_2O.性质分析表明,标题化合物对Hela细胞具有较高的抗肿瘤活性,可以作为潜在的抗肿瘤药物模型.     

高效抗菌Cu2+-壳聚糖季铵盐/丙烯酸复合物的制备

以过硫酸铵为引发剂,在壳聚糖季铵盐（HACC）上接枝丙烯酸（AAc）并络合Cu²⁺,制备了具有高效抗菌性能的HACC-g-PAAc-Cu²⁺复合物.采用红外光谱（FTIR）和核磁共振波谱（¹H NMR）表征了壳聚糖季铵盐接枝改性前后的化学结构变化;利用紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、Cu²⁺选择电极和热失重分析（TGA）表征了壳聚糖季铵盐接枝前后负载Cu²⁺的能力;测定了HACC-Cu²⁺和HACC-g-PAAc-Cu²⁺对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的最小抑菌浓度,并对小鼠经口摄入毒性和兔皮肤敷涂刺激性进行了考察.研究结果表明,在壳聚糖季铵盐上负载Cu²⁺能够有效提高其抗菌性;接枝丙烯酸能提高HACC负载Cu²⁺的能力和抗菌性,Cu/HACC结构单元的摩尔比由接枝前的3：7提高到接枝后的1：1;对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度由60 mg/L下降到9.2 mg/L,对大肠杆菌的最小抑菌浓度由37 mg/L下降到6.3 mg/L,无摄入毒性和皮肤刺激性.     

离子淌度质谱结合荧光光谱法研究5-氟尿苷与铜锌超氧化物歧化酶的相互作用

分别利用离子淌度质谱和荧光光谱方法研究了5-氟尿苷（5-Furd）与铜锌超氧化物歧化酶（SOD1）的相互作用.离子淌度质谱研究结果表明,5-Furd能够稳定SOD1构型,减缓其碰撞诱导去折叠;外源荧光光谱方法进一步证明5-Furd可以抑制SOD1的聚集.利用荧光光谱研究了不同温度下5-Furd与SOD1的相互作用,阐明了二者的作用机制、结合常数和结合位点数,并根据热力学函数推断二者的作用力类型为典型的疏水作用.     

Br?nsted酸性离子液体催化缩醛化反应合成聚甲氧基二烷基醚

聚甲氧基二烷基醚(RO(CH2O)nR)具有高的十六烷值(CN)和含氧量,能显著改善柴油的燃烧特性,有效提高热效率,大幅减少碳烟和NOx排放,被认为是一种优良的环保型燃油组分.随着–R基碳链的增长,CN值、热值和闪点逐渐增大,密度和冷凝点逐渐降低.同时,该类化合物具有优异的溶解及渗透性能,能与许多有机溶剂互溶,低毒,可以用作溶剂或颜料分散剂.近年来,聚甲氧基二甲基醚(CH3O(CH2O)nCH3,PODEn,DMMn)的制备及应用研究受到广泛关注,而对封端基团(–R)碳数大于1的多醚类化合物的研究鲜有文献报道.本文以Br?nsted酸性离子液体为催化剂,对甲醛和二乙氧基甲烷或脂肪醇(碳数 ≥2)缩醛化反应制备聚甲氧基二烷基醚的反应性能进行了研究,考察了离子液体结构和酸性对其催化性能的影响.结果表明,–SO3H功能化的离子液体[MIMBs]HSO4在催化三聚甲醛与二乙氧基甲烷的缩醛化反应中表现出最好的催化活性.考察了催化剂用量、原料配比、反应温度、反应压力和反应时间等因素对反应性能的影响,并得到了最佳反应条件,在n([MIMBs]HSO4):n(DEM1):n(HCHO)=1:80:80,140°C下反应4 h,甲醛转化率达到了92.6%,DEM2–8选择性为95.1%.考察了不同甲醛源(三聚甲醛和多聚甲醛)与提供封端基团化合物(二乙氧基甲烷、乙醇、丙醇和丁醇)的缩醛化反应.结果发现,在反应过程中不生成水或不引入水的条件下,具有更高的反应转化率和产物选择性.分别采用静置分层和萃取实现了催化剂的分离与重复使用.推测反应机理认为,三聚甲醛首先在氢键作用下分解生成甲醛单体,甲醛和二乙氧基甲烷通过碳正离子反应机理实现了DEMn的链增长.     

环境友好型离子液体催化环氧丙烷反应合成丙二醇醚

丙二醇醚类化合物是性能优良的精细化学品,也是环保型高级溶剂.该类化合物具有两个强溶解性功能基团—醚键和羟基,前者具有亲油性,可溶解疏水性物质,后者具有亲水性,可溶解亲水性物质,因而丙二醇醚具有很强的溶解能力,素有"万能溶剂"之称,可广泛应用于涂料、油墨、油漆、印刷、电子化学品、染料、净洗和纺织等行业.丙二醇醚类化合物目前主要由环氧丙烷和低级脂肪醇反应合成,然而,由于环氧丙烷的位阻效应,使其在酸或碱的条件下开环的位置会不同,从而得到不同的醇醚产物.由于碱催化的醇醚产物更加环境友好,因而越来越被人们所关注.工业上丙二醇醚合成多采用传统的强碱性催化剂醇钠以及氢氧化钠,腐蚀性强,产生的废液量大.本文采用环境友好的非卤素离子液体作为催化剂,研究了其催化环氧丙烷醚化合成丙二醇醚的反应特性.本文采用两步法合成了一系列环境友好的醋酸类碱性功能化离子液体,并在温和的条件下将其用于催化环氧丙烷与醇反应合成丙二醇醚.结果表明,该类离子液体可以高效催化该反应的进行.利用紫外-可见光谱测定Hammett指数来表征实验中所用离子液体的碱强度,并构建了离子液体碱性与催化活性之间的关系.结果表明,离子液体的催化性能和其碱性密切相关,随着离子液体碱性的增加,催化活性增强,其中咪唑醋酸类离子液体碱性强于季胺类,表现出优异的催化性能.离子液体的碱性明显弱于NaOH,但却呈现出更优异的催化性能.相同反应条件下,EmimOAc离子液体作为催化剂,PO的转化率分别较NaOH高出20%–30%,选择性略高于NaOH,这可能是由于二者催化机理不同造成的.传统NaOH催化机理的关键步骤是醇在碱性催化剂的作用下去质子化形成电子供体烷氧根离子,促进环氧丙烷的开环加成.而本文提出了离子液体亲电亲核双活化作用机理,即离子液体在阴阳离子之间的氢键和电荷相互作用的共同作用下,促进环氧丙烷开环和醇的去质子化,形成相应的反应中间体.通过电喷雾质谱分析手段检测到了阴阳离子通过协同作用亲电亲核催化过程中的反应中间体,证明了该假设机理的可行性.此外,还考察了催化剂浓度、醇比、反应温度以及醇的空间位阻效应对反应的影响.以EmimOAc催化合成丙二醇丁醚为例,反应的转化率随催化剂浓度的增加而增大,在催化剂添加量1%(催化剂与PO的摩尔比)时,PO转化率达到最大值为98.2%,1-丁氧基-2-丙醇的选择性为86.4%.当正丁醇与环氧丙烷的摩尔比为3时,转化率最高为88.6%,选择性高达94%.该反应为放热反应,最适反应温度约为140 oC,此时转化率高达96.5%.在环氧丙烷和不同的低碳醇合成丙二醇醚的反应中,反应物醇的碳链越短,支链越少,催化反应效率越高.