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化学进展 2016, No.9 上一期 后一期 返回主页

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2016年9月第28卷第9期目次
2016, 28 (9): 0-0 |
出版日期: 2016-09-15
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摘要
特约稿
仿衣壳结构的巨大中空超分子纳米容器的多组分自组装构筑及其功能
张广录, 张婷, 周黎鹏, 孙庆福
2016, 28 (9): 1289-1298 | DOI: 10.7536/PC160418
出版日期: 2016-09-15
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摘要
在自然界病毒衣壳及笼状蛋白质大分子结构的启发下，运用V型双齿桥连吡啶配体和具有平面四方构型的Pd2+离子的溶液配位自组装，一系列具有MnL2n经验分子式的多组分巨大中空“纳米容器”型超分子结构被成功构筑。通过在配体内外引入官能团的策略，可以简单地实现衣壳骨架结构的内外功能化。内功能化后的“纳米容器”具有特殊的高密度相，不仅可以实现对不同类型客体分子的包裹，而且可以作为“纳米反应器”实现尺寸均一可控纳米粒子的原位合成以及小分子的催化转化。外功能化的核壳结构则可以对寡肽、DNA等生物分子具有特定的识别作用。本文对此类“纳米容器”型超分子的设计原理、自组装合成与表征、以及功能化应用等方面进行了综述。
含有氟代溶剂或含氟添加剂的锂离子电解液
马国强, 王莉, 张建君, 陈慧闯, 何向明, 丁元胜
2016, 28 (9): 1299-1312 | DOI: 10.7536/PC151212
出版日期: 2016-09-15
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摘要
随着大型移动设备（如新能源汽车等）、储能电站及其他便携式充电设备的日益普及，锂离子电池正逐步占领化学电源市场的主导地位。电解液是锂离子电池的重要组成部分，对电池的许多性能如输出电压、能量密度、输出功率、寿命、温度适用范围和安全性能等具有重要的影响。氟具有很强的电负性和弱极性，氟代溶剂或含氟添加剂具有低熔点、高闪点和高氧化分解电压等优点。氟代溶剂与电极材料之间的润湿性也较好，在高电压电解液、高安全性电解液、宽温度窗口电解液以及其他特殊功能电解液的开发中具有深入的研究和广泛的应用。本文综述了近年来氟代溶剂或添加剂在锂离子电池电解液中的不同应用，分析阐述了其对电池性能提升的机理，总结了以氟代碳酸乙烯酯（FEC）为代表的氟代溶剂的合成方法，最后对用于锂离子电池电解液的氟代溶剂或含氟添加剂的研发方向和发展趋势进行了展望。
综述与评论
离子液体在羰基化反应中的应用
宋河远, 康美荣, 靳荣华, 金福祥, 陈静
2016, 28 (9): 1313-1327 | DOI: 10.7536/PC160213
出版日期: 2016-09-15
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摘要
离子液体由于具有良好的溶解能力、配位能力、热及化学稳定性、结构及性质可调、环境友好等特点，被认为是传统非环保型、有毒、污染严重的溶剂和催化剂潜在的替代品，已被广泛应用于有机合成及催化领域。本文综述了近年来离子液体在羰基化反应中的应用及催化反应机理研究进展，包括烯烃、醇类化合物、芳烃、胺/胺醇、卤代芳烃及甲醛的羰基化反应，羰基源主要包括CO、CO2和碳酸二甲酯，涉及到了酸性离子液体、碱性离子液体、金属类离子液体、负载型离子液体等多种类型的功能化及非功能化离子液体。在上述反应中离子液体不仅可以提高反应活性和选择性，而且简化了催化剂分离过程，在部分反应中实现了回收和循环使用。并对羰基化反应的发展及应用前景进行了展望。
聚酰胺类多肽二级结构模拟物的结构设计与性质分析
王志鹏, 田长麟, 郑基深
2016, 28 (9): 1328-1340 | DOI: 10.7536/PC160343
出版日期: 2016-09-15
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摘要
多肽与蛋白质具有结构支持、酶促催化、蛋白-蛋白相互作用等一系列功能。其中，二级结构作为少数氨基酸参与的相对局域性的结构，是一切高级结构的基础。为了模拟天然多肽的结构与功能，人们成功设计并合成了多种非天然的寡聚物结构。这些拟肽或类肽结构能有效地模拟以α-螺旋、转角为主体的多肽二级结构。二级结构模拟物具有重要的理论意义，并被进一步用于蛋白-蛋白相互作用的抑制剂研究与新药设计中。本文从分析多肽的二级结构特征入手，分类阐述了目前的各类多肽二级结构模拟物，并重点分析了最为主要的基于酰胺键型的模拟物的设计与结构多样性。同时，本文提出一系列形象化的命名手段进行分类，如χ肽、ζ/ξ-肽及ζ-ξ-肽等。
生物传感器在POCT中的应用研究
邓王平, 王丽华, 宋世平, 左小磊
2016, 28 (9): 1341-1350 | DOI: 10.7536/PC160422
出版日期: 2016-09-15
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摘要
即时检测（POCT）是在病人旁边或现场进行的检测，因其简单、快速、便携且不受场所限制已成为目前体外分子诊断技术发展的一支风向标。而生物传感器以其快速、灵敏、高效、便携及易于自动化、微型化等优点在发展现场即时检测技术中具有非常大的潜力。近年来，随着生物传感技术、互联网技术的发展及各种新技术、新方法的兴起和融合，POCT技术和方法得到了实质性发展。本文简要介绍了生物传感器的分类和生物传感器在POCT中的应用现状，综述了近年来各类生物传感器在面向POCT检测应用的研究进展。生物传感器根据类型主要分为基于微流控芯片的生物传感器、基于纸的生物传感器、基于纳米材料的生物传感器、基于手机检测平台的生物传感器及集成的生物传感器等，并对这些传感器平台在POCT检测方面的应用做了阐述，最后对生物传感器在POCT应用中存在的问题进行了讨论，并对其发展趋势及前景做了展望。
基于分子印迹技术的电化学发光分析
杨钰昆, 王小敏, 方国臻, 云雅光, 郭婷, 王硕
2016, 28 (9): 1351-1362 | DOI: 10.7536/PC160326
出版日期: 2016-09-15
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摘要
基于分子印迹技术的电化学发光分析是近几年刚刚发展起来的新型分析方法，兼具分子印迹技术与电化学发光方法两者的优点，具有高灵敏度、高选择性、可控性好、易于微型化和操作简单等特点，在生命科学、食品安全及环境监测等领域有着广泛的应用前景。本综述简要介绍了常用的电化学发光体系和基本原理，综述了近年来分子印迹电化学发光分析的主要研究进展，对不同类型分子印迹电化学分析的构建方法、原理及所构建方法的性能（包括灵敏度、选择性、检测范围和稳定性等）进行了评述。基于分子印迹技术的电化学发光分析主要可以分为三类：制备固态发光电极、非固态发光电极构建分子印迹电化学发光传感器和分子印迹固相萃取与电化学发光分析联用，其中制备固态发光电极用于构建分子印迹电化学发光传感器最有发展前景。最后，本综述也对分子印迹电化学发光分析今后的发展趋势和方向进行了展望。
“精准医疗”背景下的分子靶向药物研究——精准药物设计策略浅析
展鹏, 王学顺, 刘新泳
2016, 28 (9): 1363-1386 | DOI: 10.7536/PC160325
出版日期: 2016-09-15
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摘要
如何实现对肿瘤、病毒感染等严重危害人类健康的疾病的精准治疗是当前医学界的难题和研究热点。随着“精准医疗”计划的启动，当代药物设计也随之进入“精准”靶向药物分子设计时代。基于靶标结构的合理药物设计及特异性的药物递送系统是当代精准药物设计的重要方面。靶标-配体精准相互作用为基于靶标的合理药物设计奠定了理论基础；精准“制导”化学合成方法学的研究为药物合成提供了强有力的工具；灵敏、准确分子探针的研究为当代化学生物学及发现特异性的药物递送系统提供有效的辅助手段。本文从以上几方面，从药物化学的视角综述了“精准医疗”背景下的分子靶向诊疗药物研究。
光控纳米载体在药物释放中的应用
龚兆翠, 尹超, 赵惠, 卢晓梅, 范曲立, 黄维
2016, 28 (9): 1387-1396 | DOI: 10.7536/PC160211
出版日期: 2016-09-15
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摘要
光敏感的纳米载体因其可从时间和空间上精确地控制药物的释放以实现对肿瘤的高效治疗，近年来逐渐成为生物医学领域的研究热点之一。本文综述了光敏感的纳米载体破裂从而释放出装载的药物的三种机理，主要包括：（1）光致异构化引发的纳米载体形态转变；（2）光反应引发的纳米载体降解；（3）光热引发的纳米载体破裂。本文简单介绍了这三种释放机理，例举了这三种释放机理所对应的光敏感材料，并阐述了其在药物运输、可控释放以及肿瘤治疗中的最新研究进展以及存在的问题，为光敏感纳米载体在生物体系中的应用提供参考，并对今后的发展作了展望。
增强纳米药物载体肿瘤内渗透分布的研究进展
韩冬琳, 亓洪昭, 赵瑾, 龙丽霞, 任玉, 原续波
2016, 28 (9): 1397-1405 | DOI: 10.7536/PC160423
出版日期: 2016-09-15
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摘要
利用纳米载体负载小分子化疗药物、蛋白和基因有助于降低这些药物的毒副作用，在肿瘤治疗中发挥着重要作用。然而，由于肿瘤独特的病理生理学特点，纳米药物载体在肿瘤中的分布并不均匀，无法有效渗透到肿瘤深部，使药物的疗效受到限制。通过控制纳米药物载体的粒径、表面电位、表面功能基团和形状等理化性质，可以实现其在肿瘤组织中的有效扩散。本文从无机和有机纳米药物载体两个体系出发，综述了通过对纳米药物载体的组成、结构设计和理化性质的调控，促进其在肿瘤组织中均匀分布及深度渗透的研究进展，并展望了面临的挑战和可能的解决途径。
酰胺电子等排体在先导化合物优化中的应用
梅以成, 杨宝卫
2016, 28 (9): 1406-1416 | DOI: 10.7536/PC160414
出版日期: 2016-09-15
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摘要
生物电子等排体是指一类化合物或基团，这类物质拥有近似的分子形状和体积，类似的电子分布，并由此表现出相似的物理特性。作为激动剂或拮抗剂生物电子等排体能对相同的生化相关体系发挥作用，产生彼此互相相关的生物特性。药物结构中酰胺结构作为药效团和药物的重要组成部分被广泛应用。然而作为药物分子结构的重要组成部分，酰胺结构也存在着一些明显的缺点，包括代谢不稳定、代谢产物有毒和膜渗透性差等。为了克服这些缺点同时又想保持部分酰胺的特性，生物电子等排体替换是有效的方法之一。在先导化合物的优化过程中，通过酰胺生物电子等排体替换还能达到提高生物活性和靶点选择性、降低合成难度、扩展或突破知识产权限制等目的。本综述着重介绍了近五年来酰胺及其生物电子等排体在先导化合物优化过程中的应用。希望能对含有酰胺结构的先导化合物的优化提供新的思路，加速新药研发进程。
高离子强度下可溶盐浮选机理
李恩泽, 杜志平, 王波, 成怀刚, 程芳琴
2016, 28 (9): 1417-1425 | DOI: 10.7536/PC160413
出版日期: 2016-09-15
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摘要
基于表面化学性质，泡沫浮选已成为一种分离非均质固体混合物的有效手段，并被广泛应用于原矿分离及其他化学工业。在浮选过程中，捕收剂往往对矿物表面进行选择性吸附以调控矿物表面的亲疏水性。目前，大部分可溶盐的生产，尤其是钾盐工业生产，主要采用泡沫浮选的方法。尽管可溶盐实际浮选体系很复杂，但主要包含矿物晶体、捕收剂、气泡和高离子强度的饱和盐溶液四种组分。实际上，浮选能否完成是这四种组分相互作用的结果。因此，大量的可溶盐浮选机理研究工作都集中于浮选体系中各组分之间的相互作用。本文对高离子强度下可溶盐浮选机理的主要研究成果进行了综述，重点介绍了可溶盐的溶液化学性质，捕收剂在饱和盐溶液中的胶体性质，捕收剂在矿物晶体表面的选择性吸附机制和吸附行为，矿物晶体/饱和盐溶液界面性质以及气泡在浮选过程中作用机理，并对高离子强度下可溶盐浮选机理研究的发展趋势进行了展望。
甘油在微生物代谢合成及生物催化中的应用
孙佳, 王普, 章鹏鹏, 黄金
2016, 28 (9): 1426-1434 | DOI: 10.7536/PC160224
出版日期: 2016-09-15
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摘要
生物柴油是一种可再生能源，因其可替代石油来源的柴油而日益受到重视。随着生物柴油工业的蓬勃发展，其制备过程中的主要副产物甘油出现明显的产能过剩。作为一种廉价的清洁资源，甘油的深度开发和利用既是发展生物柴油工业的关键，也符合绿色化学的发展要求。近年来，甘油不仅作为重要的起始原料用于一些高附加值化学品的制备，而且因其独特的理化性质和易降解、生物相容性好等特性，在生物催化和绿色溶剂领域的应用研究日趋活跃。本文主要综述了甘油在工业微生物发酵、生物合成和绿色溶剂领域的研究进展，并就其应用中存在的一些问题，如甘油原料品质和微生物利用效率等进行分析，同时展望了甘油在生物催化领域的应用前景。
锂硫电池系统研究与展望
邓南平, 马晓敏, 阮艳莉, 王晓清, 康卫民, 程博闻
2016, 28 (9): 1435-1454 | DOI: 10.7536/PC160203
出版日期: 2016-09-15
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摘要
锂硫电池具有高的理论比容量（1675 mAh·g-1）和能量密度（2600 Wh·kg-1），是一种新型的高性能储能电池。本文全面介绍了锂硫电池最新的基础研究，详细阐述了电池的正极、黏合剂、电解质、隔膜、负极和一些最新的锂硫电池组装与结构设计。硫可以和其他材料以不同方式复合后作为正极来提高电池的导电性以及抑制其电池充放电过程中的“穿梭效应”，以此来改善电池性能；在黏合剂和电解质研究方面，可以选择一些与电极配套和功能性的黏合剂以及不同类型的电解质；同样，在隔膜方面也涉及到隔膜类型的选择、复合与改性处理；在负极方面，对于锂片负极可采用涂覆保护薄膜或膜预锂化处理等方法来改善电池的稳定性和安全性；在一些新颖的电池组合方面，过渡层、新型集流体的运用以及电池结构的新设计也极大提高了电池电化学性能。最后，本文分析了现有锂硫电池存在的缺陷和问题，并对未来可能的发展方向进行了预测。