化学,材料行业资讯 - X-MOL

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Nature：受阻离子对，解锁未活化烷基亲电试剂的交叉偶联

碳-碳键是有机物的结构基础，如何模块化且高效地构建C-C键是有机合成化学的重要研究目标。多年以来，有机金属试剂和亲电试剂之间的交叉偶联反应已被广泛应用于C-C键的构建，不过，该反应通常需要将其中一个偶联试剂预官能团化为有机金属亲核试剂，这不仅增加了反应步骤，还需要处理潜在的敏感中间体。相比之下，近年来发展的交叉亲电偶联反应（cross-electrophile coupling reaction, XEC）直接偶联两个亲电试剂，避免了对有机金属试剂的依赖，但此类反应通常由过渡金属催化并依赖于外部化学计量的还原剂进行催化转化。此外，要想通过XEC构建有机化合物中普遍存在的C(sp3)-C(sp3

来源： X-MOL 2024-12-01

北大刘涛/地大娄筱叮团队Nat. Chem.：可遗传编码新型荧光分子工具，助力人造荧光蛋白与生物传感器高效构建

荧光技术是分子生物学研究中的核心工具，尤其是荧光蛋白（如绿色荧光蛋白GFP），凭借其可遗传编码性、丰富的色彩变化和出色的稳定性，为研究生物分子的定位、相互作用及动态行为提供了强有力的支持。然而，传统的荧光蛋白仍面临一些显著挑战：它们的分子体积较大（通常超过20 kDa），需要与目标蛋白进行末端融合，且可能干扰蛋白的天然功能和定位。此外，传统的荧光传感器多依赖于融合标记蛋白或荧光染料，这些方法在活细胞环境中的适应性和信噪比往往不佳，限制了其广泛应用。针对这些瓶颈，受到荧光蛋白发色团化学特性的启发，北京大学药学院天然药物及仿生药物全国重点实验室刘涛教授团队联合中国地质大学（武汉）娄筱叮教授团队设

来源： X-MOL 2024-12-01

贵州大学绿色农药全国重点实验室JACS：不对称缩合P(V)中心手性构建

对映体富集的含磷(V)化合物是一类以五价磷原子为手性中心的手性分子。这类化合物由于其独特的结构特性和在一系列天然产物、药物、农用化学品和生物活性分子中的存在而引起广泛关注(图1 A)。例如，治疗慢性丙型肝炎的有效药物索非布韦就含有这种结构单元。P(V)化合物的立体化学在手性药物的发展中至关重要，其单一对映体与外消旋体相比通常具有较强的亲和力和更少的副作用。含有P(V)立体结构的化合物也是开发手性催化剂和配体的重要前体。因此，发展高效和高选择性的方法来合成新型的含P(V)-手性化合物在药物开发和合成化学中具有重要意义。迄今为止，构建P(V)-手性化合物有效的方法主要依赖于化学计量的手性助剂的加入

来源： X-MOL 2024-12-01

强金属-载体相互作用诱导的原子分散钌在电化学甲烷重整中的应用

固体氧化物电解池（Solid Oxide Electrolysis Cell, SOEC）因其高温条件下将CO2直接转化为CO或合成气而备受关注。这一技术不仅为清洁能源存储提供了路径，还在减缓碳排放方面发挥了重要作用。然而，SOEC在CO2电解过程中能耗较高，主要受限于阳极的析氧反应（Oxygen Evolution Reaction, OER）。为了克服这一瓶颈，中国科学院大连化学物理研究所包信和院士、汪国雄研究员和宋月锋副研究员团队与美国佐治亚理工学院刘美林教授合作，提出了一种全新的甲烷辅助型SOEC（CH4-assisted SOEC）策略，利用甲烷电化学氧化代替传统OER，显著降低了

来源： X-MOL 2024-12-01

铜催化不对称共轭加成：开启立体发散性合成新篇章，助力新药研发

Flavaglines是一类从植物中提取的黄酮类化合物，具有杀虫、抗真菌、抗寄生虫、抗炎、心脏保护、神经保护和抗癌等多种生物活性，这也使得flavaglines在医学和药理学研究中引起了广泛关注。洛克米兰醇（rocaglaol）是此类化合物的典型代表，其独特的化学结构激发了合成化学家的兴趣，许多研究团队致力于发展新的合成策略来构建这些化合物。Rocaglaol也是极具潜力的先导药物分子，Zotatifin（也称为eFT226）作为其化学衍生物，已进入治疗对标准治疗耐药或不耐受的晚期实体瘤的1/2期临床试验。图1. 天然与合成的flavaglines化合物结构。图片来源：Angew. Chem

来源： X-MOL 2024-12-01

Acc. Chem. Res.：简单高效非稠环电子受体材料

自非富勒烯受体材料问世以来，有机太阳能电池（OSCs）的能量转换效率（PCE）已取得了长足进展，目前超过了20%。因此，OSCs的实际应用逐渐被提上日程。高效的OSCs多采用稠环分子作为关键的活性层中的电子受体材料，而稠环分子的合成步骤相对较长，且必须包含收率低的环化反应，所以，从成本角度来看，稠环电子受体材料并不占优势。与之对应的非稠环电子受体（NFREAs）材料，合成相对简单，无须进行环化反应，在降低OSCs成本上有较大潜力。近年来，本文作者团队围绕NFREAs材料做了系统性的工作（Nat. Energy 2024, 9, 1117–1128; J. Am. Chem. Soc. 2017

来源： X-MOL 2024-12-01

“单体合成-框架组装”一体化策略构筑同系拓扑HOFs用于全氟辛酸检测

氢键有机框架（Hydrogen-bonded organic frameworks，HOFs）作为一类通过有机单体（Organic monomers，OMs）之间分子间氢键以及弱相互作用（π-π堆积、范德华力、静电相互作用等）组装而成新型功能性晶态多孔材料，具有比表面积高、孔径可调、溶液可加工以及框架可再生等优异特性。然而，HOFs常规构建方法通常包括三个步骤：（i）从前体制备氢键OMs；（ii）将OMs溶解到理想的溶剂中；（iii）通过挥发或加入反溶剂使OMs自组装成HOFs。这种OMs合成-溶解-再结晶过程不可避免会引入大量不可控干扰（溶剂、光、热和压力等），因此会造成OMs组装成非同系拓

来源： X-MOL 2024-12-01

江南大学刘小浩J. Catal.: 构建“双相双路易斯酸碱对”，助力CO2制乙醇产率提高37.8倍

二氧化碳加氢转化为高价值燃料/化学品，特别是含氧化合物，由于其更优的原子经济性，已经成为科学家和工业界的重要兴趣点。然而，CO2分子的化学惰性、反应过程中多种中间体的形成，以及其在催化剂表面的吸脱附和反应活性的差异，导致很难控制反应生成单一的高价值高碳数产物（如乙醇），这主要是因为含一个碳原子的中间物种（*CO、*CHxOH和*CHx等）容易直接脱附或反应生成不期望的副产物（CO、CH3OH和CH4等）。此外，中间物种之间的链增长难于控制，导致容易生成各种不同碳数和种类的产物。反应器的型式通常对催化反应过程行为有显著影响，主要是考虑传质、分离和反应性中间物种的二次反应可能性等因素。对于二氧化

来源： X-MOL 2024-12-01

绿色溶剂Anisole/NOP结合新型缩合剂TBEC在固相多肽合成中的应用

多年来，开发可以广泛应用于工业生产的多肽合成绿色溶剂是学术界和工业界共同的目标之一。近期的系列研究已提出了一些更环保的“可持续”溶剂，包括2-甲基四氢呋喃（2-MeTHF）、四氢呋喃（THF）、环戊基甲醚（CPME）、γ-纤维内酯（GVL）、N-甲酰吗啉（NFM）、碳酸丙烯酯（PC）、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮（DMI）、N-丁基吡咯烷酮（NBP）、4-甲基四氢吡喃、碳酸二甲酯（DMC）、环戊酮和二丙二醇二甲醚（DMM）等（图1）。然而问题也随之而来，部分绿色溶剂无法有效溶解所有N-保护氨基酸，部分绿色溶剂粘度较高（例如NBP），影响使用。图1. SPPS中常见的可持续性和绿色溶剂。将溶

来源： X-MOL 2024-11-30

南开大学：首次在有机含氟溶剂中实现C-H键p𝑲ₐ值测定

C-H键的pKa值是一个重要的物理有机化学参数，为合理设计和开发涉及C-H键断裂与形成的反应提供了宝贵的定量分析与理性设计依据。目前C-H键的pKa标度在水和常规碳氢有机溶剂中已通过实验测定较为成熟地建立，基于这些实验数据进行理论计算和人工智能的预测方法也已正在蓬勃发展。但在有机含氟溶剂中，溶质分子C-H键的pKa标度长久以来一直是空白；此外，由于基础物化实验参数的缺乏，人们难以建立有机含氟溶剂的溶剂化模型，并基于此对这些溶剂中的反应过程通过理论计算或人工智能进行准确预测。有机含氟溶剂是一类对于有机绿色合成、医药卫生、电子信息等人类活动非常重要的新型反应介质。其中，极性氟代芳烃是一类特殊的有机

来源： X-MOL 2024-11-30

龚汉元课题组Angew：以HBC单元稳定咔唑片段为中心的氮杂螺烯

螺烯分子因其独特的扭曲结构和光电特性，在材料、不对称催化等领域展现了广泛的应用潜力。通过π共轭扩展和杂原子掺杂等策略，可以显著改变螺烯的电子能态和手性光学等特性，从而进一步拓宽其在材料科学中的应用前景。咔唑为含氮芳香化合物，凭借其多功能的电子特性和优异的化学稳定性，已成为光电材料设计中的关键结构单元。然而，将咔唑引入螺烯分子以构建含氮杂原子的超级螺烯结构，因需同时保持分子的结构稳定性和光电特性而面临重大挑战。尽管通过多环芳香体系的构建可以在一定程度上提高氮杂螺烯的稳定性，但合成路线复杂、产率低等问题仍然限制了这一方向的发展。针对上述难题，龚汉元教授（点击查看介绍）课题组近期通过扩展取代法成

来源： X-MOL 2024-11-30

垂直拓展的新型晶态多孔COFs

在化学分离领域，苯和环己烷的分离一直被认为是一个极具挑战性的难题。二者的物理性质极为相似，沸点仅相差0.6 ℃，这使得传统的分离方法如精馏和萃取面临巨大的能耗和成本挑战。因此，如何在温和条件下高效、低耗地分离苯-环己烷混合物，成为科研界和工业界关注的焦点。近日，新加坡国立大学江东林教授（点击查看介绍）研究团队在J. Am. Chem. Soc.上发表了他们的最新研究成果，提出了一种通过垂直扩展晶态多孔共价有机框架（COFs）来实现高效分子分离的新策略。图1. 垂直扩展共价有机框架的分子设计。(A) 通过结点单元与连接单元的聚缩合反应，形成沿x–y平面扩展的二维（2D）共价层。(B) 同时，通

来源： X-MOL 2024-11-30

基于四面体DNA框架的球形核酸用于高效siRNA递送

RNA干扰（RNAi）是一种内源性的基因调控机制，它能够调控大约30%的基因表达。这一过程是由小干扰RNA（siRNA）所触发的，siRNA能够精确地识别并抑制与其序列互补的基因mRNA，展现出极高的特异性，以用于治疗包括癌症在内的多种疾病。然而siRNA易被核酸酶降解，难以进入细胞内部。因此，在细胞内将siRNA完整地递送到目标位置仍然具有挑战性。目前，球形核酸（SNA）由围绕纳米粒子核心密集排列的寡核苷酸组成，已显示出作为siRNA纳米载体的良好前景。它们的临床应用已在伤口愈合受损和牛皮癣的动物模型中得到证实，并在治疗胶质母细胞瘤的首次人体临床试验中得到证实。然而，siRNA的细胞输送效

来源： X-MOL 2024-11-30

复旦大学董晓丽/王永刚Angew：高电位、稳定的双极性有机正极可用于快充、宽温域工作的有机物电池体系

有机羰基化合物通常具有较低的氧化还原电位并且其本身或其放电产物易溶解于电解液中。为解决以上问题，复旦大学董晓丽（点击查看介绍）、王永刚（点击查看介绍）团队设计了一种新型的双极性聚合物复合物（TAC）材料，具有高容量、长循环稳定性、优异的倍率性能以及高质量负载。该材料所组成的有机物电池具有优异的快充和宽温性能，为有机物电极的实际应用提供了指示。随着化石燃料的持续消耗以及日益严重的环境问题，全球对开发清洁且高效的能源存储系统的需求日益增加。因此，充电电池，尤其是锂离子电池（LIBs），因其卓越的能量密度和优异的循环稳定性，成为了广泛研究的对象。然而，采用无机电极材料的锂离子电池面临资源短缺和高成

来源： X-MOL 2024-11-30

蒙纳士大学刘闽苏团队ACS AMI：各向异性导热纤维膜

随着现代电子设备的快速发展，尤其是在微型化和集成化趋势的推动下，有限空间内的高效热管理成为了一个重大挑战。设备内部的热点问题不仅影响性能，还可能导致设备损坏，因此，有效的热扩散对于确保电子设备稳定性和延长寿命至关重要。在众多热管理材料中，具有各向异性热传导特性的材料因其能在特定方向上优化热量分布而备受关注。近期，澳大利亚蒙纳士大学（Monash University）微粒系统模拟和建模实验室（SIMPAS）刘闽苏研究员团队协同清华大学丘陵团队提出一种新型的纤维膜，因其在热管理上的突破性进展而成为研究热点，这种纤维膜通过层次结构设计和二维材料的独特性质，实现了精确的热量导向。图1. 纤维膜的制备过程以及二维材料的表征

来源： X-MOL 2024-11-30

湖南大学谢柑华团队ACS Nano：由纳米颗粒稳定的刺激响应性液液界面的最新研究进展

液液界面作为分子组装平台具有高度可控性、灵活性和适应性，能够实现精确的分子排列和组装，为构建复杂功能材料提供了广阔的可能性。其中，一部分由纳米颗粒和配体组成的界面组装体在受到外界刺激后将改变其物理化学状态，从而引起界面在宏观上进行堵塞-未堵塞的动态状态转变。研究由纳米颗粒稳定的液液界面及其各种刺激响应性行为对功能仿生界面材料的设计、可重构全液体器件的构建具有相当重要的意义。近日，湖南大学化学化工学院谢柑华教授团队总结了由纳米颗粒稳定的刺激响应性液液界面的最新进展。重点论述了基于不同分子相互作用力在液液界面结合组装的纳米颗粒表面活性剂在受到外界单刺激（比如pH、温度、电场、磁场、光、氧化还原过

来源： X-MOL 2024-11-30

Nano Res.│北京纳能所程廷海研究员、长春工业大学卢晓晖教授：基于摩擦纳米发电机的磁辅助式自供电车辆运动状态监测传感器

本篇文章版权为程廷海课题组所有，未经授权禁止转载。背景介绍随着智能交通系统的快速发展，车辆运动状态的实时监测变得尤为重要。传统的车辆运动状态监测方法通常依赖于多个传感器的协同工作，这不仅增加了系统的成本，还增加了传感器布线和安装的复杂性。这无疑对现有的车辆设计和维护过程提出了更高的技术要求和挑战。摩擦电纳米发电机（TENG）的出现为解决这些问题提供了新的可能。基于该技术，研究人员设计了一系列不同结构的自供电车辆运动状态监测传感器。然而，现有的TENG设计大多侧重于实现单一功能，难以满足车辆多种运动状态的监测需求。因此，开发一种多功能、集成化的车辆运动传感器具有重要意义。成果简介在此，我

来源： X-MOL 2024-11-30

Nano Res.[催化]│江苏大学李海涛课题组综述：镍基电催化剂改性策略在高能效化学品氧化增值领域的研究进展

本篇文章版权为李海涛课题组所有，未经授权禁止转载。背景介绍随着能源和环境问题的日益突出，开发新能源并实现能源结构转型已成为当前的一个重要课题。氢能作为一种可广泛利用的清洁能源，可通过电催化水分解高效生产。传统的电解水是阳极析氧反应（OER）与阴极析氢反应（HER）的结合，然而OER涉及一个复杂的四电子转移过程，其电动势 Eθ = 1.23 V vs. RHE，反应动力学缓慢限制了整个水分解单元的效率。通过在阳极电解液中加入尿素、醇、5-羟甲基糠醛、肼及其他化学品来创建混合水电解，可以有效解决这一难题。电催化化学品氧化（ECO）可在较低的电位下进行，提供了一种替代 OER 的方法，可降低反应

来源： X-MOL 2024-11-30

Nano Res.[制造]│武汉纺织大学李文斌&贺翀团队：多相反应纺丝制备耐高温可编织SiO₂-Kevlar杂化气凝胶纤维

本篇文章版权为李文斌团队所有，未经授权禁止转载。背景介绍气凝胶纤维具有超低密度、超高孔隙率和大比表面积的特点，在隔热方面显示出与天然纤维和合成纤维相比的关键优势，被认为是人类下一代高性能隔热纤维。然而，传统无机气凝胶的易氧化、固有脆性和加工难度严重限制了其作为柔性隔热材料的实际应用。相比之下，基于聚合物的有机气凝胶具有良好的柔韧性、良好的绝热性和易于成型的优点。研究表明，将无机气凝胶和有机气凝胶的特性有效地结合在一起，形成具有良好力学性能和隔热性能的气凝胶是未来的发展方向。近年来，由聚对苯二甲酰胺纳米线组成的芳纶纳米纤维气凝胶因其大比表面积、高孔隙率、高热稳定性和优异的隔热性能而引起了人们

来源： X-MOL 2024-11-30

东北师大Nat. Chem.：不对称单原子骨架编辑

“逃离平面（escaping from flatland）”概念是现代药物化学领域药物改性和新药创制的重要原则。催化不对称去芳构化（CADA）策略可以高效地将二维芳烃转化为三维立体杂环结构受到了广泛关注，尤其是吲哚/吡咯的CADA反应得到了深入研究。吲哚/吡咯的CADA反应主要集中在外周官能化，其核心骨架并未改变。游书力院士课题组报道了唯一一例吲哚的骨架编辑型CADA反应，该反应经历亲电胺化/重排反应得到手性aza-[3.3.1]-双环酮（图1a）。单原子骨架编辑反应通过插入、删除、交换单个原子实现杂环骨架的转化，能够较大程度地改变分子性质，引起了科学家们的兴趣。目前，卡宾参与的杂芳烃单原子骨

来源： X-MOL 2024-11-29

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