摘要：本文通过聚合单体的理性设计和直接芳基化聚合策略,实现了薁基聚合物主链中薁单元偶极取向排列方式的精准调控,合成了3个基于2,6-薁和双噻吩酰亚胺的共轭聚合物P(AzBTPD-1)、P(AzBTPD-2)和P(AzBTPD-3),其主链中薁单元偶极排列方式分别为无规、偶极相反和偶极高度一致.通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法对聚合物的光谱和电化学性质进行研究.基于3个聚合物的有机场效应晶体管(OFET)器件均表现出n-型半导体特性,其中薁单元偶极取向排列高度一致的聚合物P(AzBTPD-3)表现出最优的器件性能,电子迁移率可达0.027 cm~2V^(-1)s^(-1).本工作精准调控了2,6-薁共轭聚合物主链中薁单元偶极取向的排列方式,为薁基聚合物的合成化学和结构-性能关系研究提供了新思路.

摘要：聚合物的物理和化学性能取决于其结构.从组成聚合物的重复单元结构及比例到更为精细、复杂的聚合物微结构,如聚合物的分子量及其分布、单体的序列排布(嵌段、梯度、接枝、交替等)、拓扑结构(星型、梳状、网状、刷状等)、末端官能团、立构规整度等都可能显著影响聚合物的性能,人们对此进行了广泛而深入的研究.其中,聚合物的立构规整度的调控具有重要意义,如丙烯的立体定向性配位聚合显示了巨大的商业价值.虽然自由基聚合是高分子材料生产中应用最广泛的聚合技术之一,但其难以对大分子结构进行控制.可逆失活自由基聚合(RDRP)的发展使分子量的控制得到了显著改善.然而,对于所有形式的自由基聚合来说,立体选择性的调控都极具挑战性.这主要是由于自由基的高活性以及近平面特性,使得单体加成时难以控制面的选择性,生成的聚合物多为无规立构.本综述从调控策略的角度对自由基聚合的立体选择性调控的相关研究进行了总结、评价和展望,包括在限定环境中聚合、使用含手性辅基或大位阻取代基的单体、溶剂(氢键)效应、外加路易斯酸以及催化剂(或配体)效应等五个方面.尽管这些调控手段已经获得了立体选择性自由基聚合的初步进展,但总体而言仍然存在着单体范围受限、反应体系复杂、溶剂成本高、路易斯酸添加量大、催化效率低以及调控作用不明显等问题.利用可控自由基聚合催化剂来调控立体选择性是极具潜力的,未来可借鉴小分子的自由基不对称催化研究的经验来精心设计催化剂的结构并优化反应条件,以此来拉近催化中心和聚合物链末端自由基的距离,营造一种限域空间环境,增强催化剂的结构对自由基加成聚合过程中的立体化学影响.

摘要：近几十年以来,传统含能材料的发展遇到了瓶颈.如何继续提高能量水平,打破瓶颈,是这一领域亟待攻克的难题.氟是比氧更强的氧化剂,预期分子内引入氟可以进一步提高能量水平,因此设计了13种二氟氨基二硝甲基取代的芳香杂环含能材料分子.为了保证这些分子合成的可能性,所有结构设计都是从已有的中间体出发,并且原则上均可经由成熟的合成方法转化为目标分子.对它们的分子结构、初始热分解机理以及能量特性进行的理论研究表明,多数分子具有足够的动力学稳定性.本工作通过深入分析,揭示了分子结构与动力学稳定性之间的关系.使用硝酸酯增塑聚醚(NEPE)固体推进剂配方对这些分子的能量特性进行了理论评价,最终优选出4种分子,其中最好的一个不仅动力学稳定性较好,而且配方比冲高达280.1 s,比传统的环四亚甲基四硝胺(HMX)配方提高了8.4 s.

摘要：4+2和2+2环加成反应均是构筑环结构的重要有机化学反应,在复杂天然产物、手性药物的化学合成和生物合成方面有广泛的应用。发现、发展包括4+2和2+2在内的酶促环加成反应,是当前化学生物学研究的热点之一。近期,国际、国内研究团队相继报道了多个酶促4+2和2+2环加成反应,解析了环化酶的蛋白结构和催化机制,设计了新的环化酶,或通过定向进化实现了不同类型环加成反应的区域和立体选择性调控。相关研究为采用合成生物学的策略设计和优化新型环加成酶提供了理论基础和成功范例,有利于促进酶促反应在有机合成领域的应用。

摘要：2019年底,新型冠状病毒SARS-CoV-2导致的新冠肺炎大流行对世界人口产生了严重的威胁.目前一些有效的疫苗已被批准并广泛使用,但考虑到冠状病毒的高突变性,这一干预措施的长期有效性和安全性存在争议.此外一些抗病毒药物显示出较好的效果,但其安全性与普适性暂未得到更多的数据支持.冠状病毒主蛋白酶(3CL^(pro))是冠状病毒家族中一种特殊的半胱氨酸蛋白酶,负责处理病毒多蛋白产生成熟的非结构蛋白,在冠状病毒生命周期中起重要作用,而且具有高度保守性,因此其是一个重要的药物靶点.结构研究为这种蛋白酶的功能和合理抑制剂设计的结构基础提供了有价值的见解.综述了SARS-CoV-23CL^(pro)的结构和迄今为止针对3CL^(pro)的亮点抑制剂的研究进展,并详细介绍了抑制剂与3CL^(pro)的结合方式和构效关系.此外,还广泛研究了这些抑制剂的抗病毒活性、ADMET和动物试验.

摘要：有机电化学合成已成为一种实用、环境友好的合成方法,广泛应用于氧化、还原以及氧化还原中性反应.通过精准调控电流或者电位可在温和反应条件下实现一些具有挑战性的化学转化.然而,有机电化学反应也存在电极钝化、反应类型受限以及反应活性和选择性不易调控等难题.日益紧张的能源和环境问题使得电化学合成近年来备受关注.该综述的主要对象为有机溶液体系中的电化学合成,从直接电解和间接电解两方面阐述近年来为解决这些难题所取得的进展.在直接电解方面主要是通过合理的有机电化学反应设计、改变电解模式及设备或者将电化学技术与其它的化学合成技术相融合,解决电极钝化、反应类型受限等问题.在间接电解方面主要是利用有机分子或者过渡金属作为分子电催化剂去调控电极和底物之间的电子转移以及反应选择性,实现一些选择性可控的化学转化.

摘要：氢甲酰化串联反应是在氢甲酰化反应的基础上,与一个或多个不同类型的反应“一锅法”实现醛类化合物的后续定向转化,得到新的有机分子的合成方法。该反应的产物在日化工业、农业、医药中间体的生产中具有十分重要的用途。本文首先简述了近年来烯烃氢甲酰化串联反应制备高附加值化学品的重要性,随后重点介绍了几种常见的烯烃氢甲酰化串联反应:“异构化-氢甲酰化”串联反应、“氢甲酰化-缩醛化”串联反应、“氢甲酰化-氢化”串联反应和“氢甲酰化-(还原)胺化”串联反应等,以及其在设计新型(多功能)催化剂体系和高效合成目标产物方面的研究进展,最后总结了烯烃氢甲酰化串联反应存在的问题以及对未来发展趋势进行了展望。

摘要：深入理解高氯酸铵的热分解机理,对于优化固体推进剂配方设计十分重要.我们采用对称破缺密度泛函方法(BS-UB3LYP/6-311+G(d,p)),对高氯酸铵的热分解机理进行了系统的梳理和深入研究.首先,高氯酸铵通过质子转移,生成HClO_(4)和NH_(3),从吸附态进入气相.进而高氯酸的Cl—OH键均裂,生成羟基自由基·OH和三氧化氯自由基·ClO_(3),它们优先和NH3反应,生成·NH_(2).·NH_(2)和HClO_(4)反应生成·ClO_(4)自由基,进而和NH_(3)反应生成H_(2)NO,再被自由基物种拔H生成***和·OH反应生成NO_(2),和·NH_(2)及·OH反应生成N_(2)O.这些产物与诸多实验观测结果一致.

摘要：本工作通过理性分子设计和直接芳基化聚合策略,合成了三个基于2,6-薁和3,4-丙撑二氧噻吩的共轭聚合物P(AzProDOT-1)、P(AzProDOT-2)和P(AzProDOT-3),其主链中薁单元偶极取向排列方式分别为无规、部分规整和高度有序.通过密度泛函理论(density functional theory,DFT)计算、紫外-可见吸收光谱和循环伏安法等对三个聚合物的物理化学性质进行表征,三个聚合物在溶液和薄膜状态均表现出质子响应性质.通过溶液旋涂法构筑了三个聚合物空间电荷限制电流(space-charge-limited current,SCLC)器件,薁单元偶极取向排列高度有序的聚合物P(AzProDOT-3)表现出最优的器件性能,空穴和电子迁移率分别为1.41×10^(−4) cm^(2)·V^(−1)·s^(−1)和1.66×10^(−5) cm^(2)·V^(−1)·s^(−1).本工作精准调控了2,6-薁共轭聚合物的主链结构,为薁基共轭聚合物的合成化学和明晰其结构-性质/性能关系提供了研究思路.

摘要：海洋生物污损是人类致力于解决的一个难题,具有绿色环保、广谱性和长效性等特点的海洋防污涂料的研究和应用成为涂料领域的发展方向之一,其中含氟-硅聚合物海洋防污涂层材料的设计及应用受到广泛关注。本文首先对从2016年至今海洋防污涂料领域的一些综述进行简要介绍,然后着重对氟-硅聚合物、氟-硅前驱物、有机-无机纳米复合技术在含氟-硅聚合物海洋防污涂层材料设计研究中的应用最新进展进行了评述,并对其未来发展方向进行了展望。