Deeply penetrating photoacoustic imaging in tumor tissues based on dual-targeted melanin nanoparticle
Botao QU, Qian WANG, Xiaogang NING, Yuxin ZHOU, Ruiping ZHANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230416
A dual-targeting melanin nanoparticle (MNP-TPP-HA) was constructed by grafting the carboxyl groups of hyaluronic acid (HA) and (4-carboxybutyl) triphenylphosphonium bromide (TPP) onto the surface of polyethylene glycol-amino (PEG-NH2) modified MNP based on 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) and N-hydroxy succinimide (NHS) reaction, endowing melanin with the ability of dual active targeting. The fluorescence imaging of in vitro three-dimensional (3D) tumor models and in vivo photoacoustic imaging (PAI) all reveal the excellent target penetration ability of MNP-TPP-HA.
关键词: dual-targeting, melanin, photoacoustic imaging, penetration ability
一维量子体系的有限差分求解:(1)基本概念和无限深势阱
任浩, 赵文, 戴昉纳, 郭文跃
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405145
基于Python语言实现了教学代码,通过数值计算验证了正交归一性、本征能谱、不确定关系等量子力学基本概念,可用于化学、材料等专业结构化学相关课程的教学或数值实验。本文介绍的方法可扩展至更复杂的一维体系,如简谐或非谐振动、类氢原子径向波函数求解、双势阱、多势阱等常见的化学问题。近年来在我校材料化学专业的教学实践表明,多数同学可接受所授内容并独立实现计算代码,加深了对课程内容的理解。
关键词: 一维量子体系, 数值计算, 有限差分
产教深融背景下仪器分析与实验课程的教学改革与实践
徐一凤, 吴泽颖, 商贵芹, 丁琳琳, 刘福燕, 张欢, 蒋夫花
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202408084
在高等教育深度产教融合背景下,应用型高校的仪器分析与实验课程如何进行有效的教学改革直接影响人才培养质量。针对该课程教学团队产业背景薄弱、内容偏重理论、方法传统守旧、考核评价改革不足等问题,我们采用融合校内师资和企业师资、重构教学内容、线上线下与校内校外交替教学、完善融合能力与素质的评价机制等手段进行教学改革。以上改革旨在夯实学生的知识基础,提升实践能力,塑造正确价值观,最终培养出符合国家发展要求的应用型人才。
关键词: 仪器分析与实验, 教学改革, 产教融合, 应用型人才
“厚基础、强能力、深潜质”高分子材料与工程专业一流本科人才培养方案的构建与实践
赖学军, 张安强, 王涛, 吴水珠, 张广照
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202407012
当前高分子材料与工程专业本科生存在基础不扎实、创新能力不足、发展潜力未得到充分挖掘的问题。华南理工大学在高分子材料与工程专业2017版本科培养方案修订中,大幅提高“物理化学”“有机化学”等基础课程课时,优化实践环节和增加特色课程,构建了具有“厚基础、强能力、深潜质”特色的一流本科人才培养方案。结合工程教育认证要求及七年来的实践经验,我们还对培养方案进行了持续改进,在人才培养和专业建设方面取得显著成效。本文简要介绍该方案的修订和实践成效。
关键词: 高分子材料与工程, 培养方案, 基础化学, 工程教育认证
软模板法诱导Cu/Al2O3深孔道结构促进等离子催化CO2加氢制二甲醚
陈柳云, 王文举, 陆泰榕, 罗轩, 谢新玲, 黄科林, 覃善丽, 苏通明, 秦祖赠, 纪红兵
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100054
等离子体活化非均相催化反应是在温和条件下实现CO2加氢反应的前沿策略。在本研究中,采用软模板法在Al2O3-x上构建了深孔通道结构。以Al2O3-x作为载体,通过浸渍法制备了Cu/Al2O3-x催化剂,并将其应用于等离子体催化CO2加氢制二甲醚(DME)反应。在等离子体催化CO2加氢反应中,Cu/Al2O3-0.75/HZSM-5展现出高性能和高放电效率。其等离子体催化CO2加氢的CO2转化率和DME产率分别达21.98%和9.83%,其中CO、CH3OH和DME的选择性分别为25.39%、29.89%和44.72%。Al2O3-x上的深孔道结构能够作为Cu的负载位点,同时介孔结构的限域效应增强了金属-载体之间的相互作用及Cu的金属分散度。更丰富且更强的Brønsted碱性和Lewis酸性位点促进了CO2的吸附、活化及加氢。值得注意地,锚定在深孔道结构中的Cu位点能够形成电场,从而引导等离子体活化CO2中间体进入难以接近的孔隙中进行加氢反应。深孔通道中等离子体活化CO2中间体的加氢对于提升等离子体催化CO2加氢制DME反应效率具有重要意义。
关键词: 等离子体催化, CO2加氢, 二甲醚, Al2O3, 孔道
自由基的亲核性和亲电性
史雷
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202402018
自由基物种的电子富裕或缺少程度以及极性效应是支配其反应性和选择性的关键因素。一般来说,自由基可以根据电负性、反应性能或得失电子后物种的稳定性等划分为亲核自由基和亲电自由基。本文着重介绍一系列常见碳原子中心自由基和杂原子中心自由基的亲核性或亲电性的分类原则和方法,同时提供若干合成化学中的具体应用实例。
关键词: 自由基, 亲核性, 亲电性
含硼中性自由基二聚体
刘敏, 阮华棚, 冯钟涛, 董学, 崔海燕, 王新平
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240362
双酮化合物与等物质的量的碳化钾(KC8)和二(五氟苯基)氯硼烷一锅法直接合成了一系列含硼中性自由基二聚体1~3。利用核磁共振和单晶X射线衍射表征了该系列化合物的结构。晶体结构解析表明,3种化合物均为三斜晶系P1空间群。1的晶胞参数为a=0.914 93(3) nm,b=1.292 24(4) nm,c=1.526 46(6) nm,α=108.715(2)°,β=103.002(2)°,γ=102.557(2)°;2的晶胞参数为a=1.197 14(5) nm,b=1.352 20(6) nm,c=1.352 20(6) nm,α=96.108 0(10)°,β=105.189(2)°,γ=102.557(2)°;3的晶胞参数为a= 1.190 50(15) nm,b=1.362 4(2) nm,c=1.848 3(3) nm,α=77.376(6)°,β=79.817(5)°,γ=102.557(2)°。3种化合物均形成了四配位的硼中心,且其分子骨架分别以“头碰头”和“肩并肩”的形式发生σ二聚。结合密度泛函理论计算研究了其二聚键长的变化规律和可能的反应机理,晶体数据和理论计算数据显示,分子的二聚键长受骨架的共轭程度和二聚碳取代基的空间位阻效应协同影响。测试了3种分子的紫外可见吸收光谱和荧光发光性质,结果发现三者均在414 nm附近出现明显的吸收峰。荧光测试显示,二聚体2在480 nm处有发光峰,且荧光发射峰随溶液浓度增加发生轻微红移。
关键词: 含硼自由基, 二聚体, 四配位硼中心
Cu基和Pt基甲醇水蒸气重整制氢催化剂研究进展
刘雪, 王力鹏, 李璐伶, 王凯, 刘文举, 胡彪, 曹道帆, 江锋浩, 李俊国, 刘科
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100049
甲醇水蒸气重整(methanol steam reforming, MSR)反应是实现甲醇在线制氢的重要途径,在清洁能源应用中具有重要作用。MSR反应中的催化性能直接影响氢气产量和副产物组成,其中Cu基和Pt基催化剂被广泛研究。其催化机制主要涉及甲醇和水分子中C―H和O―H键的断裂。Cu基催化剂的活性依赖于Cu0和Cu+位点的比例及协同作用,Pt基催化剂则通过Pt0、Ptδ+或Pt2+活性位点与氧空位的相互作用发挥作用。然而,活性金属与载体之间的电子转移及相互作用机制仍存争议,影响金属价态、吸附位点及反应路径选择,特别是在甲醇脱氢生成中间产物(如甲醛、甲酸和甲酸甲酯)的反应路径上,尚未形成统一认识。本文总结了Cu0与Cu+的单位点与协同位点机制,探讨了Pt基催化剂的直接路径与协同路径,分析In2O3等对Pt位点调控及氧空位生成的促进作用。通过催化性能评估与机理研究,提出了优化催化剂活性和稳定性的策略。本综述不仅深化了对MSR反应机理的理解,还为高效催化剂的设计提供了理论基础和研究方向。
关键词: 甲醇水蒸气重整制氢, Cu基和Pt基催化剂, 活性位点, 协同作用, 反应路径
酚类衍生物作为芳基自由基前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: 酚, 惰性C-O键, 选择性断裂, 芳基自由基, 光合成, 电合成
Syntheses, crystal structures and Hirshfeld surface analyses of three 3-pyridazinyl-substituted triaryltriazoles and their Cu(Ⅱ) complexes
Ran ZHUANG, Xinru WANG, Ruwei SHEN, Dunru ZHU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20260136
Three new 3-pyridazinyl-substituted triaryltriazoles, 4-(4-R-phenyl)-3-(2-pyridyl)-5-(3-pyridazinyl)-1,2,4-triazole (L1: R=OCH3; L2: R=H; L3: R=F) and their Cu(Ⅱ) complexes, trans-[Cu(L1)2(NO3)2]·H2O (1), trans-[Cu(L2)2(NO3)2] (2) and trans-[Cu(L3)2(H2O)2](NO3)2 (3), have been synthesized and characterized by FTIR, 1H NMR, elemental analysis and single crystal X-ray crystallography. Crystal structure analyses reveal that the supramolecular trimer (L1)3 and complex 3 crystallize in the triclinic P1 space group, the ligand L2 and complexes 1 and 2 belong to the monoclinic P21/c space group, while the ligand L3 crystallizes in the monoclinic P21/n space group. There is a hydrogen-bonded trimer (L1)3 in the asymmetric unit of the ligand L1. In the complexes 1-3, there is a distorted [CuN4O2] octahedron with two NO3- ions located in the axial positions in 1 and 2, whereas the two water molecules occupy the axial sites in 3. In the equatorial plane of 1-3, each L ligand adopts a chelating bidentate mode to bind the Cu(Ⅱ) ion through the pyridyl N atom and one triazole N atom, leaving the pyridazinyl group uncoordinated. The intermolecular interactions in the free ligands and the complexes have been explored by 3D Hirshfeld surface analyses and 2D fingerprint plots to reveal that the main intermolecular interactions are H…H and C…H/H…C contacts in (L1)3, H…H and N…H/H…N contacts in L2, H…H, N…H/H…N and C…H/H…C in L3, H…H and O…H/H…O contacts in both 1 and 2, H…H, N…H/H…N and O…H/H…O contacts in 3.
关键词: synthesis, crystal structure, pyridazine, triaryltriazole, Cu(Ⅱ) complex, Hirshfeld surface analysis

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