基于3D打印和丝网印刷制作的电化学微流控反应器及其在DNA四面体上的应用

为了能够实现快速、低成本的制作电化学微流控反应器,并将其用于电化学合成DNA四面体,利用纳米材料结合丝网印刷技术构建低成本的pH敏感电极,利用3D打印技术制作牺牲层管道以及框架结构用于快速构建带有盐桥的微反应池,并开发了微型恒电位控制电路。实验结果表明,基于TiO2与Co3O4的丝网印刷pH敏感电极可以对2~12的pH值进行敏感测量,并且可以通过在其与Ag/AgCl电极之间施加恒电位逆向调控溶液的pH值。将基于3D打印结合丝网印刷制作的电化学微流控反应器搭配微型恒电位控制电路用于电化学合成DNA四面体。实验结果表明,该系统可合成不同碱基长度20 bp、26 bp、37 bp的DNA四面体,时间为6 min,相比于传统热法合成DNA四面体需要30 min,时间大为缩短。该种制作工艺可应用于电化学合成DNA四面体,并具有微型化、集成化、低成本制作电化学微流控反应器的发展潜力。

Pd/Cu双金属协同催化用于立体发散性构建联烯轴手性和中心手性

含有两个或多个手性中心的分子骨架广泛存在于天然产物和生物活性分子中,而且它们的立体化学对其生物活性具有重要影响.因此合成目标手性分子的所有立体异构体对药物的开发以及研究其结构-活性的关系非常有意义.但是,目前的合成方法主要通过使用不同的添加剂及催化剂等反应条件来实现立体发散性合成.

镍催化不对称氢化构建手性C—X键的研究进展

具有手性C—X(X=N,O,P,B,F等)键的骨架广泛存在于天然产物和生物活性分子中.其合成方法研究受到了人们越来越多的关注.其中,过渡金属催化的不对称氢化反应是构建手性C—X键最有效的策略之一.在众多过渡金属催化剂中,铁钴镍铜等丰产金属因其储量丰富、环境友好以及价格低廉等优点而被用来替代铑钌铱钯等稀有金属应用于不对称氢化反应中.目前,以此方法来构建手性C—X键已经成为现代有机化学的发展趋势之一,其中镍络合物作为催化剂的不对称氢化,是发展较为迅速的方法之一.基于此,本文将综述丰产金属镍催化氢气条件下的不对称氢化构建手性C—X键的研究进展.主要包括:(1)镍催化不对称氢化构建手性C—N键的研究;(2)镍催化不对称氢化构建手性C—O键的研究;(3)镍催化不对称氢化构建手性C—P键的研究;(4)镍催化不对称氢化构建手性C—B键的研究;(5)镍催化不对称氢化构建手性C—F键的研究.

Ni催化不对称氢化高效合成手性2-噁唑烷酮

手性2-噁唑烷酮及其衍生物不仅是一类非常重要的手性辅剂(Evans手性辅剂),被广泛应用于构建各种手性化合物,而且还是一种重要的杂环结构单元,广泛存在于许多手性药物、天然产物和生物活性分子中.目前制备该手性2-噁唑烷酮及其衍生物的常用方法是从手性原料β-氨基醇及其衍生物出发,利用亲电性的"C=O"试剂进行羰基化反应.但该方法往往涉及到使用光气及其衍生物、一氧化碳等剧毒和危险的羰基化试剂或者使用二氧化碳等作为羰基来源在高温高压的苛刻条件下反应.

聚集诱导发光

聚集诱导发光(AIE)是唐本忠院士于2001年提出的一个科学概念,是指一类在溶液中不发光或者发光微弱的分子聚集后发光显著增强的现象。高效固态发光的AIE材料有望从根本上解决有机发光材料面临的聚集导致发光猝灭难题,具有重大的实际应用价值。从分子内旋转受限到分子内运动受限,从聚集诱导发光到聚集体科学,AIE领域已经取得了许多原创性的成果。在本综述中,我们从AIE材料的分类、机理、概念衍生、性能、应用和挑战等方面讨论了AIE领域最近取得的显著进展。希望本综述能激发更多关于分子聚集体的研究,并推动材料、化学和生物医学等学科的进一步交叉融合和更大发展。

钯(Ⅱ)催化共轭二烯的需氧氧化1,2-双乙酰氧基化反应

邻二醇类化合物在农药、手性医药以及精细化学品等方面具有重要的用途.发展了一种钯(Ⅱ)催化共轭二烯的1,2-双乙酰氧基化的方法,利用简单易得的醋酸作为氧源,氧气作为氧化剂,高区域选择性地实现了共轭二烯的1,2-双乙酰氧基化反应.本方法对芳基、酯基和羰基等取代的共轭二烯具有良好的底物适应性,催化产物经过简单醇解或水解转化为邻二醇化合物,是一种高效合成邻二醇类化合物的新策略.

网状框架中的机械互锁结构

网状框架具有结晶而延伸的多孔结构,不仅能将多种构筑模块按预期的方式有序组织形成介观材料,也因其可调控的精确结构成为研究基础科学问题的良好平台.机械互锁结构是利用分子间的机械作用将多种分子结合起来以协同实现复杂功能的分子集合体.将网状框架与机械互锁结构结合不仅能实现机械互锁结构的高维度有序组装以协同实现更复杂的分子机器的功能,也有望对更有应用前景的固相中机械互锁结构间的相互作用和微观机理有更深入的认识.本综述介绍了网状框架与机械互锁结构结合的研究领域的重要进展,第一部分在分别简要介绍网状框架和机械互锁结构的基础上阐述了两个领域结合的意义和策略;第二部分主要介绍了机械互锁结构作为构筑模块参与网状框架构建的系统性和代表性工作,包括含轮烷和索烃的构筑模块;第三部分则是介绍由机械互锁作用为主要相互作用构筑的网状框架,包括弹性编织框架和机械互锁框架,最后对全文进行总结并对该领域的后续发展方向予以探讨.

碳基介熵材料:理论与实验

富碳型材料,包括纯碳材料的各种同素异形体、碳基骨架的稠环芳香分子、聚合物、框架材料等,已成为当今材料领域最重要的研究领域之一.在这些研究当中,很大一部分工作都是研究材料本身的结构与性质,而忽略了这些材料之间的内在联系.课本中的很多概念,如同分异构体、同素异形体和拓扑缺陷,已经无法用于深入理解种类和数量繁多的富碳型材料之间的构效关系.这就使得通过改变已知材料的有限结构来调控材料的性质变得工作重复而繁重,且基础理解受限于研究个体上.作者将从材料"熵"的概念入手,尝试理解富碳型材料之间熵的相对高低,并建议基于"介熵"的认识开发新型富碳型材料、开发新型介熵富碳型材料的全新性质.基于对具体的不同的新型富碳型材料的讨论,将"介熵"这一概念引入到同素异形体、同分异构体以及广泛存在于碳材料中的拓扑缺陷的理解上.类似富碳型材料的关系不再模糊地停留在几何结构层面上,为今后介熵富碳型材料及其他介熵材料的开发提供参考.