业院士与有机磷化学
袁帅, 袁耀锋
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202409123
袁承业是中国萃取剂化学研究的奠基者,在“两弹一星”等国防任务需求下,成功研制出关键萃取剂如P204 (双(2-乙基己基)磷酸酯)、p350 (甲基膦酸二甲庚酯)等。他还结合有色金属综合利用情况,研制出多种磷萃取剂如P507 (2-乙基已基膦酸-2-乙基已基酯)。袁承业先生团队在大量实验数据的基础上对萃取剂的结构和性能进行了研究,并通过量子化学、分子力学、热力学以及其他测试手段等进行了深入分析,将有机磷萃取剂的化学性能提升至一个新的高度。这些研究为萃取剂的设计与优化提供了坚实的理论基础,同时也推动了工业应用的发展。
关键词: 有机磷化学, 萃取剂, 科学家精神, 核燃料
用于乏氧肿瘤治疗的钌(II)基光活化化疗药研究
王发, 陈禹, 巢晖
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202410024
化疗是肿瘤治疗的主要方法之一,然而化疗药物低选择性引发的毒副作用是临床面临的重大挑战。光活化治疗借助光的时空调控实现药物活性在肿瘤部位的精准调控,显著降低毒副作用。乏氧微环境是实体肿瘤的特征之一。在多种光活化治疗方案中,非氧气依赖的光活化化疗更适配乏氧肿瘤治疗。钌(II)配合物具有丰富的光物理和光化学性质,是构建光活化化疗前药的潜在候选者。钌(II)基光活化化疗前药光激发生成钌(II)水合物与游离配体,随后前者与生物大分子结合抑制其生物功能,后者通常也具有DNA损伤或蛋白抑制能力,进一步增强体系的抗肿瘤活性。钌(II)基光活化化疗前药的理性设计策略尚不明确。本文立足光活化机制,从配体配位数角度出发简要介绍钌(II)基光活化化疗前药克服乏氧肿瘤的研究进展,初步探索其分子设计策略,总结该领域面临的挑战并展望其未来应用。希望本文可以为人们继续设计出新的高效低毒钌(II)基光活化化疗前药提供参考。
关键词: 钌(II)配合物, 光活化化疗, 抗肿瘤, 乏氧
酚类衍生物作为芳基自由基体参与的高选择性反应进展
曹中艳, 金胜男, 王玉霞, 陈依漪, 孔宪强, 徐元清
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405186
酚是年产超千万吨的廉价化工原料,广泛应用于有机合成中的各类重要转化。大学基础化学中关于酚类化合物反应类型的介绍主要是富电子芳环和酚羟基氧上的取代反应,两类产物中均保留了酚的惰性C―O键。为进一步拓展酚类化合物的应用价值,人们通过在酚氧原子上引入不同活化基,借助金属催化打断C―O键,实现了各类高效的脱氧偶联反应。然而,该策略的反应条件通常较为苛刻,并且可能导致产物中有金属残留,限制了其在制药等领域的广泛应用。为挑战上述难题,化学家们发现利用光、电等手段,在温和条件下可将酚的一些简单衍生物通过C―O键的选择性断裂产生芳基自由基。借助芳基自由基的高反应活性和选择性,实现一些新颖和高效的化学转化,为酚的合成应用提供新的策略和方法。本文介绍了利用酚的三氟甲基磺酸酯、磷酸酯和碳酸酯等作为芳基自由基前体的挑战和难点,以及如何实现一些精细化学品精准构建的最新研究进展,期望可以为学有余力的同学们拓宽知识面。
关键词: , 惰性C-O键, 选择性断裂, 芳基自由基, 光合成, 电合成
数智赋能碳纤维体共聚聚丙烯腈合成及应用实验的探究
杨晴羽, 于渊海, 吴艳柳, 杨婷, 钟乐, 阮文红, 李洁
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202506010
碳纤维作为国防、航空航天、轨道交通等领域的关键材料,已被纳入国家战略发展规划。其前体(如共聚聚丙烯腈)的结构组成是影响碳纤维结构与性能的核心因素。然而,我国在碳纤维共聚前体的合成及应用方面仍面临技术瓶颈,亟需通过本科相关教学实验培养具备专业知识与创新能力的复合型人才。目前,本科高分子化学实验课程多以均聚物自由基聚合实验为主,并采用单变量控制的非探究性模式进行。由于实验时长有限、单体种类与比例选择复杂以及仪器条件不足等因素,具有重要应用的共聚物的合成实验难以纳入传统的实验教学中。随着人工智能等数字化技术的快速发展,这一困境有望被突破。本研究设计了一套基于共聚物合成及应用的数字化实验教学方案,通过利用开源数据库训练神经网络,借助人工智能程序预测不同合成策略的结果,学生可在虚拟实验平台上优化相关参数,模拟聚丙烯腈基碳纤维的全流程合成及性能测试,进而指导开展线下探究性碳纤维共聚前体的合成实验,产生的实验数据可上传至平台,用于微调预训练模型,从而逐步提高人工智能模型的预测精度。最终,通过与相关虚拟仿真实验的链接,构建了碳纤维前体“合成–结构–性能–应用”的全流程模块化实验体系,为学生提供了一个系统性、探究性及创新性的数字化综合实验,有效提升了人才培养的质量。
关键词: 碳纤维前体, 共聚聚丙烯腈, 自由基聚合, 人工智能, 数字化综合实验
苯乙烯基吡啶鎓盐的光二聚反应及其在丝网印刷中的应用
毛承前, 陈洋涵, 白浩彤, 黄俊儒, 庄俊鹏
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312014
甲酰基苯乙烯基吡啶鎓盐(SBQ)是一种具有荧光的水溶性二芳基乙烯衍生物,在水溶液中,在365 nm紫外光照射下发生[2+2]的光二聚反应,得到没有荧光的二聚体。这种光二聚体在254 nm短波长紫外光照射下,可以发生光解开环反应,重新生成单体,恢复荧光。SBQ光二聚体可以作为光信息存储材料。在酸性水溶液中,通过缩醛化反应将SBQ单体接枝到聚乙烯醇骨架上,合成了一种水溶性的感光高分子材料,再与白乳胶复配得到单组分丝网印刷感光胶。同学们利用自己合成的产品不仅可以在纸张和实验服上印刷自己创作的图案,而且还可以动手制作印刷电路板以及开展更多的拓展应用。本实验的合成反应均在水溶液中开展,具有安全、环保和绿色的优点。
关键词: 水溶性感光高分子材料, 光二聚反应, 光信息存储, 丝网印刷, 印刷电路板

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