【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202511107
笔者在大学入学之初就受教于华彤文老师,后来跟随华老师做研究、搞教学、写教材,直至担任《大学化学》主编时依然听取华老师的教诲。在此文中分享40余年来近距离观察、感受和学习华老师严谨治学、勇于担当的教学与研究的态度和方法,期待我国的化学教育教学事业薪火相传,持续发展。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405208
将本科课程中的脑文格反应等有机化学内容与有机太阳能电池研究前沿紧密结合,通过实验让学生深入了解有机化学课程中的化学反应。该实验利用脑文格反应合成了一个宽带隙的稠环电子受体材料A831,通过对实验数据进行分析,确定材料是通过削弱端基的拉电子能力,提升了材料的最低未占有分子轨道(LUMO)能级,进而获得高电压的有机太阳能电池。该实验充分培养了学生运用基础知识解决科研问题的能力,体现了“基础知识–实际应用”的有机实验教学模式,适合作为面向高年级本科生的综合实验教学课程。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250303
柠檬酸三丁酯(tributyl citrate,TBC)是一种低毒、相容性好、可降解的绿色环保增塑剂。与传统生产TBC所用的浓硫酸催化剂相比,杂多酸(heteropolyacid,HPA)作为固体超强酸具有不挥发、不腐蚀设备的优点,但其价格昂贵且难以回收。为实现HPA的循环利用,采用不同载体负载HPA制备的负载型催化剂具有比表面积大、易于分离的特点,在TBC绿色合成中展现出广阔的应用前景。本文综述了以金属氧化物、碳材料、分子筛、离子液体等为载体,通过表面负载、内部封装及离子键合等方式负载HPA的催化剂在催化合成TBC方面的研究进展及其在TBC生产工艺中的应用。如何增强HPA与载体之间的相互作用力是突破该类材料工业化应用瓶颈的关键问题。以金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)为载体负载HPA所构建的新型多金属氧酸盐金属有机框架(POMOFs)和多金属氧酸盐共价有机框架(POMCOFs),可通过内部封装有效减少HPA催化剂的流失。本文系统总结了不同载体在催化活性、构效关系及与新型工艺适配性方面的特点与局限,旨在为开发高效、稳定、环境友好的合成TBC催化剂提供参考。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240003
合成了2个丁二酮肟有机锡化合物:双(三(2-甲基-2-苯基丙基)锡)丁二酮肟配合物(C6H5C(CH3)2CH2)3Sn(ON=C(CH3)C(CH3)=NO)Sn(CH2C(CH3)2C6H5)3 (1)和二苄基锡氧氯丁二酮肟多核配合物[μ3-O-((C6H5CH2)2Sn)2(ON=C(CH3)C(CH3)=NOH)(O)Cl]2(2)。通过元素分析、红外光谱、核磁共振(1H、13C、119Sn)、差热分析和单晶X射线衍射对配合物进行了结构表征,对其结构进行量子化学从头计算,并进行了体外抗癌活性研究。结果显示:配合物1为通过配体丁二酮肟桥联的双锡核中心对称分子,锡原子均为四配位的畸变四面体构型;配合物2为通过氧原子和丁二酮肟配体桥联的四锡核中心对称多环聚合结构,锡原子分别为五配位的畸变三角双锥构型和六配位的畸变八面体构型。配合物对人肝癌细胞(HUH7)、人肺癌细胞(A549)、人表皮癌细胞(A431)、人结肠癌细胞(HCT-116)和人乳腺癌细胞(MDA-MB-231)均有较强的抑制活性。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202402057
科研创新训练是理工科专业本科生的一门必修课,是对所学专业知识在科学研究中的综合运用,因而在培养学生理论联系实际、科研课题的设计、独立进行分析问题和解决问题的能力方面具有重要作用。本文将水合物熔盐中柠檬酸三丁酯的合成研究应用于科研创新训练教学中,引导学生从研究背景、课题的提出、课题的设计、分析方法的建立、实验过程研究、结果分析等方面进行了课题的整体设计研究。通过本课题的研究工作,学生综合运用能力、分析问题解决问题的能力以及独立进行科研的能力显著提高,达到了预期目标,获得了水合物熔盐中柠檬酸三丁酯的最佳工艺条件和促进作用机理,为工业化生产奠定了理论基础,是教学和科研相互融合相互促进、值得推广的一种科研创新训练教学方式。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230293
以Ag纳米颗粒为牺牲模板,H2PdCl4为前驱体,抗坏血酸为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,在70 ℃下采用电偶置换法结合还原法制备出AgPd双金属纳米空心球。采用紫外可见光谱、粉末X射线衍射、透射电镜结合能量色散等手段对由不同体积的0.01 mol·L-1 H2PdCl4溶液制备的产物进行结构表征。结果表明,随着H2PdCl4溶液体积的增加,产物的空心化程度逐渐升高,晶粒的尺寸逐渐增大。当H2PdCl4溶液体积为120 μL时,合成的AgPd双金属纳米空心球组成和结构较为均匀,其粒径约为25 nm,壳层厚度2~3 nm。双金属中,由于Ag和Pd电负性的差异,电子从Ag转移到了Pd,使Pd表面出现电子富集区,显著提高了其催化效率。将所合成的AgPd双金属以及纯金属Ag和Pd作为催化剂,分别用于硼氢化钠催化还原4-硝基苯酚的反应,发现AgPd双金属的催化性能远高于纯金属Ag和Pd,其中AgPd-120纳米空心球(H2PdCl4溶液体积120 μL)作催化剂时的反应速率常数最高,是同等尺寸纯Ag纳米球的24.0倍,纯Pd纳米立方体的14.7倍。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20260012
5, 5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid) (H2DTNB) was employed as the second ligand to react with cucurbit[6]uril (Q[6]) and Cd(NO3)2, and it was deprotonated or transformed into HDTNB-, TNB2- and NSB2- (H2TNB=5, 5′-thiobis(2-nitrobenzoic acid), H2NSB=2-nitro-5-sulfobenzoic acid) under different conditions to afford three novel supramolecular assemblies with the formulas of [Cd(H2O)4(Q[6])](HDTNB)2·3H2O (1), [Cd(H2O)6]2(TNB)2·Q[6]·4H2O (2) and [Cd(H2O)5(NSB)]2·Q[6] (3). Singe-crystal diffraction (SC-XRD) analysis revealed that assembly 1 is constructed from 2D [Cd(H2O)4(Q[6])]2+ supramolecular layers and HDTNB- supra molecular layers, the structure of assembly 2 is comprised of the 2D {[Cd(H2O)6]2·Q[6]}4+ supramolecular layers and 1D TNB2- supramolecular chains, while assembly 3 is built from the 3D Q[6] frameworks with [Cd(H2O)5(NSB)] supramolecular chains filled in the pores. Meanwhile, the noncovalent interactions between the ligands HDTNB-/TNB2-/NSB2- and the outer-surface of Q[6] molecules contributed greatly to the formation of the supramolecular architecture of assemblies 1-3.
