采用逆合成分析与纯有机催化室温合成4-溴查尔酮的实验设计

以4-溴查尔酮为目标分子,通过逆合成分析法,从6条路线中分析出含有5项诺贝尔奖成果的合成途径,通过对比,最后选择出2021年诺奖成果“纯有机催化”室温合成4-溴查尔酮。以新试剂L-脯氨酸为催化剂,室温下通过对溴苯甲醛和苯乙酮的羟醛缩合反应合成4-溴查尔酮,并进行一系列正交实验,优化反应条件。该反应具有原料价格低廉、反应条件温和等优点。通过简单的反应,将多项诺奖成果与纯有机催化引入实验教学中,避免“照方抓药”式教学,紧贴科学前沿,深化有机合成学习,有利于培养学生创新意识。

室温合成EPEG型聚羧酸减水剂及其性能应用研究

在25℃室温条件下,采用乙烯基醚类大单体EPEG与丙烯酸聚合,以双氧水做引发剂,E51做还原剂,巯基丙酸做链转移剂,研究制备出高性能聚羧酸减水剂(PCE-E),研究结果表明,PCE-E的最佳聚合工艺是:聚合时间为45 min,酸醚比为3.8,链转移剂、引发剂和还原剂为配方质量总量的1.45‰、2.5‰和0.5‰,底液大单体浓度为57.5%,保温时间为45 min。在实际混凝土工程测试中,与市售的HPEG型减水剂相比,PCE-E的减水率和保坍性能更好。

介孔分子筛MCM-48的室温合成与表面修饰

在室温条件下的碱性介质中合成了介孔分子筛MCM-48,并对其进行了有机官能团表面修饰。利用HRTEM、低温N2吸附、XRD、TG、IR和NMR等手段对产物进行了结构和性能分析。实验结果表明,合成产物MCM-48具有规则的孔道结构、大比表面积、大孔容和窄分布的孔径。由硅烷试剂表面修饰后的MCM-48,由于有机官能团接枝在MCM-48的内表面,占据了孔道内部空间,使其比表面积、孔容和孔径都减小。

空心ZnMn2O4纳米球和纳米立方体的室温合成及氧还原催化性能

室温下在含有Zn2+的溶液中,以空心结构的MnO2为前驱体,使用NaBH4还原剂合成了尖晶石型ZnMn2O4纳米空心球和纳米空心立方体.通过XRD,SEM,TEM和BET等测试手段对合成产物的结构、形貌、组成和表面积进行表征.结果表明,所制备的空心结构ZnMn2O4纳米球和纳米立方体的尺寸为400～700 nm,空心结构的壳层是由粒径为5～7 nm的颗粒紧密堆积而形成的,厚度约为40 nm.研究了所制备的空心结构纳米ZnMn2O4在碱性溶液中的氧还原电催化性能,结果显示,相对于ZnMn2O4纳米空心立方体,ZnMn2O4纳米空心球在氧还原反应中具有较大的电流密度和较高的电子转移数(n=3.5),表现出较好的氧还原电催化性能.

两种DOPO阻燃环氧树脂固化剂的室温合成及性能

无卤反应型多元素协同是环氧树脂阻燃研究的热点,室温合成了上述功能的活性DOPO衍生物DOPO-M和DOPOT。它们作为固化剂,分别与4,4'-二氨基二苯甲烷混合,再与等当量环氧树脂E51固化得到阻燃元素含量可控的环氧体系。使用NMR证明了DOPO衍生物结构,使用红外跟踪其固化过程,继而使用DMTA、TGA和LOI测试分别研究了DOPO衍生物引入量、结构区别对环氧树脂热力学性能、耐热性能及阻燃性能的控制趋势。结果表明:(1)阻燃环氧体系都为均相体系;(2)阻燃环氧体系的耐热性能及阻燃性能均得到显著提升;(3)DOPO-M比DOPO-T在提升阻燃环氧体系的耐热性能及阻燃性能上更有优势。

短时间室温合成介孔分子筛MCM-48

以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂在碱性介质中室温合成了介孔分子筛MCM-48，考察了模板剂用量、pH值、乙醇以及水的用量等条件对分子筛合成的影响。利用IR、XRD、SEM等手段对产物进行了表征。结果表明：在室温条件下pH=11．8，20min合成孔道结构规整的介孔分子筛MCM-48，其最佳配比为：n（TEOS）：n（CTAB）：n（EG）：n（H2O）=1：0．3：27：261。

CdTeSe合金幻数团簇的室温合成和形成机理研究

四川大学余睽教授研究团队,针对胶体Ⅱ-Ⅵ族二元半导体量子点(ME QDs)的合成,时常伴有二元幻数团簇(ME MSCs)的生成,提出了余氏二步演化路径模型^(1–6)。该模型指出:在成核生长QDs前的诱导期,可能有MSCs的前驱体化合物(ME PCs)、单体(Ms,(ME)2)^(7)以及碎片(Fs,(ME)n,n>2)4的生成。

水相CdS幻数团簇的室温合成及形成路径探究

水相合成半导体纳米材料具有环境友好、成本低、操作简便等优点,较有机相合成更接近绿色化学的标准^(1-4)。然而,水溶液中离子环境复杂,反应温度受水沸点的限制。如何提高水相合成半导体量子点(quantum dots,QDs)的可控性,明确水相QDs的形成机理,一直是胶态半导体纳米材料合成领域的一个巨大挑战和难题。

室温合成BaTiO_3纳米晶的生长机制研究

钛酸钡是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一,低温大规模合成纳米钛酸钡对节能减排,降低器件成本有非常重要的意义。本文分别以乙酸钡(Ba(CH_3COO)_2)和钛酸四丁酯(Ti(C_4H_9O)_4)为钡源和钛源,乙二胺为溶剂,在室温下成功制备了钛酸钡纳米材料。通过XRD和TEM表征,分析了室温下钛酸钡纳米晶的生长机制,并探讨了乙二胺在钛酸钡生长过程中的作用。研究结果表明室温下钛酸钡纳米晶在生长过程中遵循"溶解-结晶"和定向聚集生长两种机制。溶剂乙二胺对钛酸钡成核过程有促进作用,对晶体生长过程有抑制作用。

聚羧酸减水剂的室温合成研究

采用过氧化叔丁醇(TBHP)与次硫酸氢钠甲醛(SFS)为引发体系,选用3种聚醚类大单体分别与丙烯酸(AA)进行自由基聚合,实现了室温合成聚羧酸高效减水剂(PCA)。单因素及正交试验优化合成工艺为:n(AA)∶n(聚醚大单体)=4∶1,巯基乙酸用量为单体总质量的0.45%,TBHP用量为单体总质量的0.18%,n(TBHP)∶n(SFS)=1∶1,反应温度25℃,反应时间2 h。TBHP-SFS室温引发体系与3种大单体均具有好的适应性,合成的3种PCA具有优异的性能。当3种PCA的折固掺量为0.2%、水灰比为0.29时,水泥净浆流动度均大于300 mm。

东北大学室温合成超钠离子导体氢化物

日本东北大学（Tohoku University）金属材料研究所的折茂慎一教授及其研究小组，在室温（30-50℃）条件下首次成功合成了超钠离子导体络合氢化物Na2BH4NH2，其室温下钠离子传导性能比采用单一络合物的情况约高2万倍（2×10^-6S／cm），电化学稳定性在6V以上。

德国实现室温合成纳米二氧化钛晶体

柏林亥姆霍茨大研究中心的化学家最近开发出一条新的合成路径：在室温环境中利用“聚合物纳米反应器”成功制备了纳米二氧化钛（TiO2）晶体颗粒（目前传统TiO2颗粒要在高温环境中才能形成晶体结构）。

TiO2纳米晶体实现室温合成

德国柏林亥姆霍茨大学研究中心的化学家利用一聚合物纳米反应器，在室温下成功制备了二氧化钛（TiO2）纳米晶体颗粒。这种聚合物纳米反应器的核心材料是聚苯乙烯，外围由N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）链构成的网结构包裹。

室温合成软脂酸钠技术

合成软脂酸钠的原料是软脂酸、碳酸钠（碳酸氢钠），室温（18-30℃）。软脂酸钠又名十六酸钠，白色结晶粉末，用于橡胶聚合的催化剂、制药工业、油墨的配制、去垢剂的配制、香皂、洗发香波、洗澡香波、洗涤剂、清洁剂、清洗剂。分子式Na（C16H31O2）分子量278．41。纯度在99．5％以上。合成软脂酸钠的成本相当于软脂酸价格×0．95，获利极高，又造福于民。

Ag_(2)Se@Ag_(2)S核壳量子点的室温合成及其近红外荧光性能优化

在Ag_(2)Se量子点表面生长宽禁带无机壳层以消除表面缺陷是提高其光致发光性能的有效方法.与Ag_(2)Se相比,Ag_(2)S带隙更宽,晶格常数相似,是Ag_(2)Se量子点的理想壳层.然而,室温下精确制备Ag_(2)Se@Ag_(2)S核壳量子点仍然是一个挑战.分别采用胶体原子层沉积(c-ALD)法和一锅水相法在室温下合成了油溶性和水溶性的Ag_(2)Se@Ag_(2)S核壳量子点,并通过调控配体链长优化了水溶性Ag_(2)Se@Ag_(2)S核壳量子点近红外荧光性能.在c-ALD法中,以1-十二硫醇(DDT)包裹的Ag_(2)Se量子点作为种子,以油胺(OAM)配位的Ag(OAM-Ag)和Na2S作为壳层前驱体,制备的油溶性Ag_(2)Se@Ag_(2)S核壳结构量子点暂无荧光发射,随后尝试通过高温退火但仍无法恢复其荧光发射能力.接着,在一锅水相法中,以巯基羧酸(HS-(CH2)x-COOH)配位的水溶性Ag_(2)Se量子点为种子,巯基羧酸配位的Ag+和Na2S作为壳层前驱体,成功制备出在1270 nm处具有近红外荧光增强的水溶性Ag_(2)Se@Ag_(2)S核壳量子点.通过改变直链配体巯基羧酸的链长度(x=2, 5, 10, 13),发现以中等链长(x=10)的11-巯基十一酸(MUA)为配体的水溶性Ag_(2)Se@Ag_(2)S核壳量子点具有最强的荧光发射.本文为Ag_(2)Se@Ag_(2)S核壳量子点制备提供了参考.

室温下金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2的合成与表征

通过将配体均苯三甲酸H3BTC转化为均苯三甲酸钾,在室温条件下快速获得了金属有机骨架材料中的经典化合物Cu3(BTC)2(HKUST-1),并通过SEM跟踪了晶体的生长过程。粉末XRD测试结果表明化合物为纯相,并具有较高结晶度,TGA测试结果表明产物可稳定存在至300℃,N2吸附测试显示出产物具有高的比表面积及孔容积。研究工作为Cu3(BTC)2这一重要化合物提供了一条简便及低能耗的合成方法。

CH3NH3PbBr3钙钛矿纳米晶的室温合成及发光性能研究

有机-无机杂化钙钛矿材料因光吸收系数大、带隙直接且可调、载流子迁移率高、载流子扩散长度长等优势在光电器件领域显现巨大的应用前景.采用低温合成工艺,实现光学性能调控,对于扩展其应用具有重要研究价值.本文开发了一种室温下合成CH3NH3PbBr3纳米晶的简便方法,研究了反应时间对钙钛矿纳米晶的晶体结构和发光性能的影响.结果表明,当反应时间为24 h时,CH3NH3PbBr3纳米晶的结晶质量好,发光性能最优.

碲化银纳米晶的室温合成及表征

在室温下制备了碲化银纳米粒子 ,制备过程中选用了新型的还原剂多聚甲醛。所得产物用X射线光电子能谱。

室温下离子液体中间体1-(3’-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑盐的合成

在室温条件下合成离子液体中间体1-(3'-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑盐。反应条件为:以丙酮为溶剂,1,3-丙磺酸内酯与N-甲基咪唑(1∶1.1,摩尔比)为原料,在室温下搅拌反应4 h。过滤后,向反应母液中可直接加入等摩尔比的两种反应原料循环使用。所得产品颗粒均匀,结晶度好。一次反应的产率为57.8%,滤液循环4次的总产率可达95%。以IR、1HNMR和MS表征产品的结构。该方法在室温进行,反应母液循环利用,具有操作简单、节约能源和溶剂用量少等优点。

室温下二氧化锰刺球的合成及其电化学性能研究

室温下,以高锰酸钾为锰源,在不同浓度盐酸溶液中合成了球形α-,γ-,δ-MnO2。该合成方法简单,不需要任何模板、表面活性剂和还原剂,室温下即可制备MnO2刺球。采用XRD、SEM对产物进行了结构和形貌的表征。考察了所制备的二氧化锰在锂离子电池中的充放电性能。结果表明,盐酸浓度对产物晶型、形貌和电化学性能产生重要影响。当盐酸浓度为4%时,MnO2为分布均匀的纳米刺球,首次放电比容量可以达到172 mA h.g-1,充放电循环50周后,比容量仍达到100mA h.g-1。