超声波作用下偕二卤环丙烷与金属反应产生的三员环卡宾的捕获

小环卡宾化学多年来一直为人们所重视.对三员环卡宾的开环、重排以及分子内C—H键的插入已有不少报道,但有关其加成反应的研究却相对较少.利用偕二卤环丙烷与金属反应,产生三员环卡宾的加成反应亦尚未见诸文献.前文,我们发现在超声波作用下,偕二卤环丙烷和金属于室温下能迅速发生反应,生成相应的丙二烯或双环丁烷衍生物,反应中可     

VO3+团簇部分氧化乙烯的理论研究

提高催化剂的活性和效率是当代化学面临的三大挑战之一. 然而, 催化活性点的位置、反应机理和选择性, 以及在分子和电子结构水平上对异相催化的理解在大多数情况下依然不清楚. 气相团簇是研究固相催化剂活性位点的理想模型, 因为它们具有完整的结构和尺寸依赖性, 并且能够通过实验和理论进行研究. 对团簇反应的研究能够为相应的固相催化过程提供机理方面的深入理解. 由于钒的氧化物是一类在工业上被广泛应用的重要催化剂, 因此国际上进行了很多关于钒氧团簇的实验和理论研究, 以便能够在分子水平上加深对钒氧化合物催化活性的理解. 相对于实验, 团簇理论计算的优势在于能够详细给出反应路径和中间体, 从而明确阐述反应机理. 迄今为止, 研究人员已经从理论上详细研究了很多钒氧团簇和烃类的反应, 如: VO2+与乙烯、乙烷、丙烯、丙炔、丙烷; VO2与甲烷、乙炔; VO3与乙烯、丙烯的反应.     

锡烯的研究进展

石墨烯研究的巨大成功推动了二维晶体材料研究领域的蓬勃发展,和碳同族的Ⅳ族元素组成的具有类石墨烯结构的二维晶体材料受到了广泛的关注,其中由锡元素组成的锡烯晶体由于其优异的物理特性成为研究的热点之一.理论计算表明锡烯是一种大能隙的量子自旋霍尔效应绝缘体,还能够转化为二维的拓扑超导体.锡烯晶体在电子无耗散输运、自旋流产生、高性能热电、光电器件、拓扑量子计算等方面都具有重要的潜在应用价值.本文针对最近几年来锡烯的研究进展进行简要的综述.首先简单描述为什么锡烯晶体具有特殊的物理特性,然后介绍锡烯理论研究的进展以及最近利用分子束外延技术在锡烯晶体薄膜制备方法取得的突破,最后对今后可能的实验研究方向和内容进行了展望.     

丙烷氧化脱氢VMgO催化剂双相协同催化作用和活性位的研究

丙烷氧化脱氢制丙烯是有效利用低碳烷烃的一个重要催化过程。性能较好的VMgO催化剂引起了人们的兴趣和辩论。Kung等人认为活性相是正钒酸镁。Volta等人则认为焦钒酸镁是活性相,该相中稳定存在着与氧缺位形成有关的V~(4+)离子,而正钒酸镁不存在V~(4+)离子,有利于深度氧化。Del     

制备丙烯-苯乙烯接枝共聚物的新方法研究

设计了用于合成丙烯-苯乙烯接枝共聚物的新合成路线, 成功地制备了不同聚苯乙烯链段含量的共聚物, 产物用¹³C-NMR, 凝胶渗透色谱(GPC), 差示扫描量热法(DSC)等进行了表征. 结果表明, 我们设计的新合成路线适用于合成丙烯-苯乙烯接枝共聚物.     

基于纳米碳的水伏材料及其能量转换器件

如何收集和转化自然界巨大的水能资源是近年来研究的焦点.自碳纳米管被发现具有在流水中产生电信号的性质以来,以纳米碳为主的水伏材料因具有独特的"水生电"特性引起广泛的研究兴趣.水能资源具有采集难度低、存在范围广、储量丰富等特点,主要以液态水、气态水两种形式存在.碳纳米管、石墨烯等纳米碳材料通过双电层理论和电动理论捕获雨水、水流、波浪等液态水能,而具有多孔结构、高比表面积、氧浓度梯度的碳量子点、碳黑、氧化石墨烯等则利用其独特的结构,实现对气态水能的转化利用.本文系统总结了纳米碳材料将液态、气态水中蕴含的机械能、化学能转化为电能的研究进展以及其能量转换器件;阐述了不同纳米碳和相关器件对水能的转化原理,并指出了水伏材料与器件发展过程中需要面对的挑战以及可能的发展方向.     

硼笼烯和硼笼烷的量子化学计算

碳笼烯C_(60)的发现,在国际上掀起了碳笼烯的多方面研究热潮,人们不仅去探索合成新的碳笼烯,并且试图合成其它元素的类似物,其中,对硼元素的类似物也进行过讨论,本文报道我们曾推测过的一系列高对称性的高硼笼烷和笼烯的量子化学计算结果,为相应的合成探索提供依据.     

由分析高分辨光电子谱得到的丙二烯正离子的扭转角

丙二烯是一个具有D_(2d)对称性的典型分子。在它的基态,两个CH_2基团所在平面是互相垂直的,这与两个互相垂直的π分子轨道相对应,即两个CH_2基团的扭转角为90°。当丙二烯分子电离时,研究这个扭转角的变化是特别有趣的。众所周知,光电子谱图的各个谱带反映所研究离子的对应状态。已有几篇论文讨论基态丙二烯正离子的扭转角,但不同方法得到的     

3-丙烯酰氧-4-氧-3,4-二氢化-1,2,3-连三氮杂茚的合成及聚合

在前一简报中,我们曾报道了丙烯酸活性酯,N-(对丙烯酰氧苯甲酰氧基)丁二酰亚胺的合成,聚合及其共聚物与蛋白质的固定化.本文扼要报道另一新类型的丙烯酸活性酯,3-丙烯酰氧-4-氧-3,4-二氢化-1,2,3,-连三氮杂茚的合成及聚合.     

茉莉酸信号传导途径参与了水稻的虫害诱导防御过程

采用RT-PCR的方法, 对茉莉酸信号传导途径在水稻虫害诱导防御中的作用进行研究. 结果表明, 斜纹夜蛾危害能够明显诱导水稻茉莉酸合成途径的关键酶脂氧合酶和丙二烯氧化物合成酶基因的表达, 而且外源茉莉酸处理和斜纹夜蛾危害对脂氧合酶、丙二烯氧化物合成酶以及蛋白酶抑制剂等水稻虫害防御基因的表达有相同(似)的诱导作用, 表明斜纹夜蛾危害可能会诱导水稻启动茉莉酸信号传导途径, 从而使水稻产生诱导防御机制. 虽然机械损伤和褐飞虱危害对脂氧合酶基因的表达有一定诱导作用, 但对丙二烯氧化物合成酶的表达无明显影响. 然而, 褐飞虱危害对水稻防御基因PR-1a和几丁质酶等病原相关蛋白以及水杨酸生物合成途径的关键酶苯丙氨酸转氨酶有不同程度的诱导作用, 说明褐飞虱危害可能启动了水稻水杨酸或其他信号传导途径从而产生诱导防御作用.     

海草床沉积物储碳机制及其对富营养化的响应

海草床是近岸海域生产力极高的生态系统,具有重要的储碳功能,其碳主要存储于沉积物中.海草床沉积物有机碳(sediment organic carbon,SOC)储量受其来源、组成和转化的共同影响,同时,近岸海域的富营养化会影响到SOC的储存.通过综述海草床SOC的来源、组成、转化、存储及其对富营养化响应等方面内容,总结其储碳研究进展.研究表明,海草床SOC来源多样,主要来源为海草和悬浮颗粒物;SOC形态组成主要包括活性有机碳和惰性有机碳,海草床沉积物中微生物活性较高,对SOC具有较高的利用效率;海草床沉积物碳储量呈现显著的地理差异和海草种类差异;富营养化会导致海草床藻类来源的SOC增加,从而提高SOC中活性组分,促进微生物的活性,加快SOC的利用与转化;从而影响海草床SOC存储.最后提出未来海草床沉积物储碳的重点研究方向:(1)开展海草床储碳量的全球普查;(2)加强环境变化对海草床沉积物储碳机制的影响研究;(3)发展海草床碳汇扩增技术;(4)开发惰性有机碳的研究方法.我国也应加强海草床储碳相关研究,并为我国未来的气候谈判和CO_2交易提供科学依据.     

合成生物学优化微生物碳代谢过程中的碳保存与碳固定

随着化石资源的过度开发和利用,由CO₂过度排放引起的全球变暖已经引起全世界的高度关注,亟待找到可持续的替代解决方案.利用微生物作为细胞工厂,对天然碳代谢途径进行改造以实现更大程度的碳保留及利用天然碳固定途径和人工固碳途径,将碳源转化为可利用碳物质,是减少碳排放、缓解温室效应的有效途径.本文以微生物系统在其代谢过程中优化碳保存及碳固定的能力为主要标准,主要总结了近年来人工碳保留途径和人工固碳途径设计合成方面取得的进展,并进行了比较分析,讨论了以微生物作为细胞工厂实现绿色低碳可持续生产的价值.随着合成生物学的不断发展,越来越多的二氧化碳固定机制将被挖掘和开发,用于重构微生物代谢,实现高效的生物制造,开启工业脱碳的正循环.     

入侵害虫美国白蛾性信息素组分的鉴定和野外活性评估

应用气相色谱(gas chromography, GC)和气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)分析了美国白蛾中国种群性腺提取物的组分, 通过与合成标准化合物的保留时间和质谱图的比较, 4种化合物被确定为美国白蛾中国种群的性信息素组分, 分别为(9Z,12Z)-十八碳二烯醛、(9Z,12Z,15Z)-十八碳三烯醛、(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-3,6-二十一碳二烯和(3Z,6Z,9S,10R)-9,10-环氧-1,3,6-二十一碳三烯, 其比例为2:33.6:58.4:6. 野外实验结果表明, 合成的性信息素单组分对美国白蛾雄蛾没有引诱力, 而4种组分的混合物对美国白蛾雄蛾有显著的诱捕活性; 剂量为200~300 μg的该混合物的灰色橡胶诱芯, 能够有效地监测美国白蛾种群动态变化.     

单根碳纳米管的“基因”编辑

<正>碳元素在自然界中分布广泛,“有机碳”构成有机物和生命体的分子骨架,“无机碳”可形成立方结构的金刚石和六方结构的石墨.以石墨六元环为基本单元,还可组成多种低维碳纳米材料,如零维富勒烯、一维碳纳米管和二维石墨烯、石墨炔等.碳纳米管是日本科学家饭岛澄男于1991年在透射电子显微镜(TEM)下发现的[1].碳纳米管的直径为纳米尺度,     

水蒸发驱动柔性自支撑复合发电碳膜

利用自然界中无处不在的蒸发作用,收集利用环境中总量巨大的低品位热能是一种新型可持续能源技术.本文制备了一种可直接通过蒸发驱动流动的方式将环境热能转化为电能的柔性自支撑复合碳膜.该复合碳膜由碳颗粒和玻璃纤维组成,具有类似钢筋混凝土结构,因而有良好的柔性和抗拉伸性能.一片尺寸为1 cm×4.5cm×0.13 mm的复合碳膜最高可获得~1 V的开路电压和~0.86μA的短路电流.通过放大面积,最高可得到单个器件~1 V的开路电压和~28μA的输出电流.复合碳膜的这些性质显示了其作为一种新型的可收集环境能源材料,在绿色可持续能源利用方面的应用前景.     

1,1-二氯环丙烷化合物和金属钠的反应

7,7-二溴双环[4,1,0]庚烷及其类似化合物与烷基锂反应形成三员环卡宾中间体以后,可以进行分子内插入反应,生成双环丁烷衍生物。这一反应常用于制备一些用其它方法难于合成的高张力多环化合物。以金属钠为试剂,与1,1-二溴环丙烷反应经卡宾中间体重排成丙二烯衍生物已有报道,但与1,1-二氯环丙烷的类似反应却被认为相当困难。同时,利用金属钠和1,1-二卤环丙烷衍生物的反应进行分子内插入反应的研究工作尚未见诸文献报道。     

二维碳基薄膜及其高分子复合材料的构筑和油水分离性能研究进展

随着环保意识的提高,含油污水的净化已成为一个重要课题.碳基(石墨烯、碳纳米管)薄膜材料,尤其是高分子功能化的碳基薄膜材料为含油废水等环境污染问题的解决提供了有效途径.本文综述了近年来高分子功能化碳基薄膜在污水处理方面的研究进展.根据润湿性和功能不同,将碳基薄膜材料分为超疏水性碳基薄膜材料、超亲水性碳基薄膜材料、Janus结构碳基薄膜材料、智能性碳基薄膜材料和多功能性碳基薄膜材料5个部分.在每部分中,详细讨论了设计策略、制备方法以及润湿性对含油废水分离性能的影响.最后,对高分子功能化碳基薄膜用作含油废水净化的发展前景和面临的挑战进行了综合讨论.     

膦有机金属化合物的研究——IrCl_2(CO)(C_3H_5)[P(CH_3)(C_6H_5)_2]_2的晶体与分子结构

前文报道环丙烷基在含膦的Pd有机金属化合物的作用下开环成烯后得到的有机金属化合物的晶体与分子结构。在深入研究环丙烷基与含膦的过渡金属有机化合物的作用时,得到环丙烷与Ir的含膦的有机金属化合物。本文报道这一化合物晶体与分子结构的研究结果。     

第三代生物炼制的挑战与机遇

化学品和燃料的可持续生产以及缓解温室效应是目前人类面临的两大挑战.传统生物炼制技术可进行石化产品的替代生产,且绿色低碳;然而有些人类活动不可避免地产生碳排放,为了实现碳中和目标,迫切需要发展负排放技术以抵消这些排放.近年来,可直接将二氧化碳转化为燃料和化学品的第三代生物炼制技术为我们塑造低碳经济、实现碳中和提供了一个良好的解决方案.本文首先介绍固定二氧化碳的不同天然途径,随后概述可用于基于合成生物学理念设计的不同人工固碳途径;接着,讨论固碳途径能量的来源,特别强调非生物过程辅助的新型能量供给方式;随后,列举第三代生物炼制的生产实例,并讨论其在工业应用过程中值得注意的问题;最后,展望第三代生物炼制的主要优势和面临的挑战,并对未来的研究方向进行讨论.     

二烷基烯基炔基硼酸锂在钯络合物催化下与碳酸烯丙酯的反应研究

三烷基炔基硼酸盐与许多亲电试剂的反应,作为一种很有效的手段,在有机合成方面越来越显示出广泛的应用前景。乙酸烯丙酯在钯络合物的催化下可以使三烷基炔基硼酸锂立体选择性地烯丙基化,产物经质子解后得到E式为主的1,4-二烯。同样,碳酸烯丙酯也可起类