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超快光谱学与动力学研究:在萘并[2,1,8-qra]-四烯的单重激子裂变过程中产生的激子及自旋相关三重态中间体
在过去的二十年里,人们一直在积极寻找能够在吸收单个光子后高效发生单重态(激子)裂变(SF),从而产生两个三重态激子并形成一对载流子的分子。四苯并蒽及其衍生物显示出作为高效SF材料的巨大潜力。早期的研究预测,萘-[2,1,8-qra]-四苯并蒽(NpTc)几乎满足SF的能量要求,有望成为高效的SF材料。然而,其光物理性质及SF过程的详细机制尚未得到充分研究。本研究利用超快荧光和瞬态吸收(TA)光谱技术,对这种分子在多晶介质中的激发态光物理性质进行了全面分析,揭示了SF过程的复杂机制。研究发现,在SF过程中,一对自由三重态(T1)激子的生成经历了两个顺序步骤和一个并行步骤:首先,单重态(S1)激子
来源:The Journal of Physical Chemistry C
时间:2025-11-25
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苯并融合磺酰胺杂环的合成
本文报道了一种高效的两步合成方法,用于制备新型的苯并融合磺酰亚胺杂环化合物——苯并[e][1,2,3]氧噻嗪-4-酮-2-氧化物。第一步是从叔-丁基N磺酰氨基甲酸酯和甲基水杨酸盐出发,在原位生成磺酰亚胺酰氯,进而合成磺酰亚胺酯。这些磺酰亚胺酯在室温下的酸性条件下发生环化反应,生成苯并[e][1,2,3]氧噻嗪-4-酮-2-氧化物杂环化合物。我们还分别从对映纯的磺酰氨基甲酸酯制备了2-(p-甲苯基)苯并[e][1,2,3]氧噻嗪-4-酮-2-氧化物的两种对映体。该反应过程中硫原子的构型发生反转:(S)-叔-丁基N-(p-甲苯基磺酰氨基甲酸酯生成相应的R-异构体,而(R)-叔-丁基N-(p-甲苯基
来源:The Journal of Organic Chemistry
时间:2025-11-25
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用于光刻n型非易失性有机存储设备的驻极体层设计
有机半导体光编程非易失性存储器的研究进展在柔性电子与光电子交叉领域的研究中,有机非易失性存储器(NVM)因其可加工性和环境适应性备受关注。近期研究团队通过引入羟基苯基团修饰的聚合物电介质层,成功实现了基于PTCDI-C13有机半导体薄膜晶体管的光编程存储功能。该成果突破了传统光电子器件需要复杂工艺或高能场的限制,为开发新型光控存储器件提供了重要技术路径。实验采用交叉链接的聚(4-乙烯基苯酚)(C-PVP)作为电介质层核心材料,其分子结构中特有的羟基苯基团展现出独特的光电响应特性。通过对比实验证实,单纯含有苯环结构的聚苯乙烯(PS)或羟基聚合物的聚乙烯醇(PVA)均无法实现有效的光致存储效应。只
来源:The Journal of Physical Chemistry C
时间:2025-11-25
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蛋白质核心与溶剂壳之间的动态平衡:超快血红素动力学揭示非血红素蛋白质中的能量流动
能量流动是驱动生物分子中各种关键过程(从催化作用到分子运输)的潜在力量。虽然血红素蛋白长期以来一直是快速能量耗散研究的焦点,但非血红素蛋白(以及那些缺乏内在辅因子的蛋白)中的超快能量流动在实验研究方面仍然相对较少。在本研究中,我们通过使用氯化血红素作为光受体,并利用飞秒瞬态吸收光谱技术,探究了人血清白蛋白(HSA)、牛血清白蛋白(BSA)和β-乳球蛋白(β-LG)中的能量流动情况。尽管HSA和BSA在结构上具有相似性,但由于它们的血红素结合口袋环境存在细微差异,因此血红素的松弛行为也有所不同。而在β-LG中,血红素在单体-单体界面处结合(从而破坏了其天然的二聚体状态),因此更易受到周围溶剂的影
来源:The Journal of Physical Chemistry B
时间:2025-11-25
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铝硼硅酸盐玻璃中氯(Cl)和氟(F)的掺入结构:硫酸根的保留、盐的形成及其他性质
像氯离子(Cl–)、氟离子(F–)和硫酸根离子(SO42–)这样的挥发性阴离子在决定硅酸盐熔体在地质、工业和核废料玻璃化系统中的行为方面起着关键作用。它们的加入会影响熔体结构、相稳定性和加工性能,这通常是通过与改性阳离子的复杂相互作用实现的。特别是在核废料玻璃化过程中,挥发性阴离子在促进盐类形成方面起着重要作用,而盐类的形成会限制废料的装载量,从而对熔炼操作和废料形式的耐久性产生不利影响。本文中,研究人员合成了添加了氯离子或氟离子的汉福德厂低活性废料用过碱铝硼硅酸盐玻璃,并控制了硫酸根离子(SO42–)的含量。这些玻璃通过结合光谱学和显微学方法进行了研究,包括电子显微镜、分散X射线光谱学、拉曼
来源:The Journal of Physical Chemistry B
时间:2025-11-25
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可见光诱导的氧化碳氮化物催化作用在芳基氮杂环丙烷的区域选择性开环反应中的应用
本文报道了一种高效且环保的催化方法:利用氧化碳氮化物在可见光驱动下,对多种亲核试剂(OR、Br、N3)引发的甲苯基氮杂环丙烷进行区域选择性开环反应。该方法同样适用于环氧化合物,能够以优异的产率(86–95%)制备出2-取代的胺类/醇类化合物。该方法的优点包括区域选择性高、操作简便、反应条件温和,以及该非均相催化剂可重复使用多达五次,且其形态和催化效率均无明显变化。
来源:The Journal of Organic Chemistry
时间:2025-11-25
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钯催化的苯并噻硫三嗪二氧化物脱氮型铃木偶联反应用于合成双(杂)芳基-2-磺酰胺
本文报道了一种在钯催化下,N-烷基苯并噻嗪二氧化物与(杂)芳基硼酸以及三氟硼酸钾进行脱氮偶联的反应,能够生成多种1,1′-双(杂)芳基-2-磺酰胺化合物,产率可高达99%。该反应仅需使用低至0.2摩尔%的PdCl2(PPh3)2/2PPh3催化剂,并在弱碱性的甲苯水溶液中进行。实验结果表明,该反应在官能团兼容性方面与传统Suzuki偶联方法相当。研究发现,苯并噻嗪和硼衍生物之间存在显著的立体和电子效应,但这些效应可以通过增加催化剂用量或加入甲醇共溶剂来缓解。该反应方法已初步应用于κ-阿片受体拮抗剂PF-4455242的克级合成中。
来源:The Journal of Organic Chemistry
时间:2025-11-25
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手性单胺作为有效的有机催化剂,在均相和非均相条件下实现氧吲哚的立体选择性合成
氧吲哚类化合物的立体选择性合成与催化剂异相化研究进展氧吲哚类化合物作为天然产物和药物分子的核心结构单元,在生物活性分子开发中具有重要地位。这类化合物尤其以3-取代3-氨基-2-氧吲哚为典型代表,其立体中心具有四元碳原子和两个立体异构体,对映体过量值(ee)和构型选择性(dr)的精准调控是合成化学中的关键技术挑战。近年来,手性单酰胺催化剂在氮杂亨利反应中的创新应用,为解决这些问题提供了新思路。研究团队基于Johnston课题组开发的单酰胺催化剂体系,重点考察了手性氮杂亨利反应在均相与异相体系中的差异表现。氮杂亨利反应作为构建四元碳中心的重要途径,其立体控制机制涉及催化剂与底物的氢键相互作用网络。
来源:The Journal of Organic Chemistry
时间:2025-11-25
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类胡萝卜素能量水平对孤立细菌光合作用2复合体中激子动力学及单重态-三重态湮灭过程的影响
紫色细菌光解素2(LH2)复合体作为光捕获系统的重要组成部分,其功能依赖于色素分子的精确排列和能量传递效率。本文通过系统研究五种不同胡萝卜素(Car)的LH2变体,揭示了胡萝卜素能量水平对Bacteriochlorophyll(BChl)激子动力学和光保护机制的关键调控作用。实验发现,随着胡萝卜素共轭双键数增加(从7到13),其激发态能量显著降低,导致BChl三重态淬灭效率呈现梯度变化,直接影响LH2复合体的光稳定性。### 胡萝卜素能量梯度对BChl激子动态的影响1. **光谱特性调控** 胡萝卜素能量水平通过改变与BChl的电子耦合强度,影响B850吸收峰的能级差。当使用高能量ze
来源:The Journal of Physical Chemistry B
时间:2025-11-25
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含L-DOPA的蛋白质自动氧化:对限速步骤的基于价键的实验模拟
帕金森病是一种由多巴胺神经元退化引发的神经退行性疾病,目前全球约1000万患者需依赖左旋多巴(l-DOPA)作为主要治疗药物。l-DOPA通过脱羧生成多巴胺恢复中枢神经系统的神经递质平衡,但其长期使用伴随氧化应激等副作用,严重制约了治疗效果。本文聚焦于l-DOPA自氧化反应的分子机制,通过计算机模拟揭示了其在酶环境中反应能垒的关键差异,为优化治疗方案提供了理论依据。### 1. 氧化应激的双路径机制l-DOPA自氧化是引发氧化应激的核心途径。研究显示,该过程存在两种相互关联的机制:- **直接自氧化反应**:l-DOPA在溶液中通过质子转移形成多巴醌(dopaquinone),释放过氧化氢(H
来源:The Journal of Physical Chemistry B
时间:2025-11-25
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在室温下使用Me4NF进行的高度电子选择性烯烃异构化
在有机化学合成中,碳-碳双键的异构化反应一直是一个重要的研究方向。这类反应可以改变分子中双键的位置,从而影响其物理化学性质以及后续的反应路径。尤其是在天然产物和生物活性分子的合成中,能够实现双键从邻位(allyl)向对位(vinyl)的异构化,对于构建特定的分子结构具有重要意义。本文报道了一种利用四甲基氟化铵(Me₄NF)作为催化剂,在无水的氘代丙酮腈(CD₃CN)溶剂中,在惰性气氛下于室温条件下,实现邻位取代苯丙烯(allylbenzene)向反式β-甲基苯乙烯(trans-β-methylstyrene)异构化的高效方法,其表现出极高的E-选择性(E:Z = 100:0)。这一方法不仅操作
来源:The Journal of Organic Chemistry
时间:2025-11-25
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水中的17O化学位移
氢键对水分子¹⁷O化学位移的影响及其在分子动力学模拟中的应用研究水分子在生物体系中的动态行为与结构稳定性研究是分子动力学模拟的关键课题。¹⁷O核磁共振(NMR)化学位移作为重要的分子间相互作用敏感指标,其变化规律与氢键网络密切相关。本文通过理论计算与实验验证相结合的方法,系统揭示了氢键参数对¹⁷O化学位移的作用机制,并建立了可推广的预测模型。研究首先从基础理论出发,指出水分子作为供体或受体参与氢键时,其O–H共价键的键长会发生适应性变化。当水分子作为供体时,O–H键会因氢键的形成而延长,导致¹⁷O原子屏蔽效应减弱,化学位移增大。相反,作为氢键受体时,O原子接受质子后电子云密度分布发生变化,¹⁷
来源:The Journal of Physical Chemistry A
时间:2025-11-25
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从氢(H)到氩(Ar)的简化型串联改进GTOs在分子应用中的研究:基于扩展基组的高效扩散函数
近年来,分子轨道理论在化学计算中的应用不断深化,而基组(Basis Set)作为连接电子波函数与实验数据的关键桥梁,其设计直接影响计算精度与效率。针对传统基组中存在的冗余问题,研究者提出了多种改进方案。其中,Dunning等开发的cc-pVXZ基组因其在平衡精度与计算成本方面的优势而广泛应用,但其存在扩散轨道未收缩的问题,导致大体系计算时易出现线性相关,影响收敛性。为解决这一矛盾,新近发展的SIGMA基组家族通过重新优化收缩系数和调整轨道分布,显著提升了计算性能。### 1. SIGMA基组的核心改进SIGMA基组的核心创新体现在两方面:首先,通过优化收缩系数的算法,将每个收缩壳层中的原始轨道
来源:The Journal of Physical Chemistry A
时间:2025-11-25
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一项随机对照多中心研究,评估两种用于白内障手术的粘弹性手术器械的效果
摘要通俗语言总结目的:比较两种用于眼科粘性手术的设备(OVD):Z-HYALCOAT(试验性)和HEALON EndoCoat(对照组),并在术后3个月进行随访。研究背景:这项多中心研究在欧洲11个地点进行。研究设计:一项前瞻性、随机、盲法的多中心上市后研究。研究方法:研究对象为眼部透明介质正常(无白内障)的成年人,计划通过超声乳化术摘除白内障并植入人工晶状体(IOL)。根据随机分配方案,这些患者分别使用试验性或对照性设备。主要终点是眼内压(IOP)≥30 mmHg的发生率。其他终点包括裂隙灯检查结果、角膜内皮细胞密度(ECD)、外科医生报告的设备性能以及不良事件(AEs)和设备缺陷(DDs)
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一项前瞻性研究,分析了由角膜培训医师实施的波前引导LASIK手术和PRK手术的效果
摘要 通俗语言总结 目的: 评估由角膜手术培训医师执行的波前引导激光原位角膜磨镶术(WFG-LASIK)和光折射角膜切削术(WFG-PRK)在近视或复合近视散光患者中的视觉效果。 研究地点: 美国加利福尼亚州帕洛阿尔托的学术眼科研究所 研究设计: 前瞻性、非随机临床试验 方法: 无屈光手术史的患者接受了WFG-LASIK或WFG-PRK
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SELEX-HTCFQ平台:开发ADAR1的DNA增强子以抑制ZBP1依赖性的免疫病理学
过度的免疫激活会通过失调的ZBP1信号通路引发病理炎症,但这种传感器对免疫监视仍至关重要。因此,需要开发能够选择性抑制病理反应同时保留免疫保护功能的靶向疗法。在这里,我们开发了一种创新的SELEX-HTCFQ平台,该平台结合了指数富集法(SELEX)和高通量竞争性荧光淬灭技术(HTCFQ),用于识别ADAR1特异性增强子。利用ADAR1通过竞争性结合Z-核酸来抑制ZBP1的天然能力,该平台通过对亲和力和选择性的双重评估,发现了适配体A4——这是一种高度特异性的ADAR1增强子,其对ZBP1的选择性超过40倍。A4通过别构方式调节ADAR1的活性,从而增强其对ZBP1的抑制作用,这不仅能够减轻过
来源:Journal of the American Chemical Society
时间:2025-11-25
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具有稳定Zr6簇节点的偶氮桥金属-有机框架:一种用于抑制锂硫电池中多硫化物穿梭效应的双功能设计
锂硫(Li-S)电池因其超高的理论能量密度、低成本和环保特性而被视为下一代储能设备的有希望的候选者。然而,其实际应用受到中间多硫化物穿梭效应以及硫正极缓慢的氧化还原动力学的影响。在此,我们通过将偶氮官能团与路易斯酸性的锆(Zr)氧簇(即Zr-MTAC)结合,设计并合成了一种三维金属有机框架(MOF),并将其用作高性能锂硫电池的正极宿主材料。系统的实验分析和密度泛函理论计算证实,引入的偶氮基团对多硫化物具有高效的化学吸附能力,并可作为电子传输通道,加速硫正极的氧化还原动力学。得益于偶氮基团和Zr-氧簇的协同作用,Zr-MTAC促进了多硫化物的催化转化,提高了锂硫电池的硫利用率和循环性能。因此,基
来源:Journal of the American Chemical Society
时间:2025-11-25
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通过合理设计实现局部非中心对称材料Th2Mo2Rh2Si4C的超导性
具有局部非中心对称性(LNC)且局部反演对称性破缺的超导体由于反对称的自旋-轨道耦合(SOC)而表现出奇异的性质。构建LNC超导体的一种有前景的方法是将LNC块嵌入到超导晶格中。本文设计并成功合成了一个复杂的LNC超导体Th2Mo2Rh2Si4C。该化合物采用了一种独特的22241*结构,其中超导[Mo2Si2C]块由于被夹在反氟石型[Rh2Si2]和氟石型[Si2Rh2]层之间而失去了其垂直于平面的镜像对称性。物理性质测量表明,这种化合物表现出体块超导性,其上临界场μ0Hc2(0)高达1.39 T,是组成成分ThMo2Si2C的五倍,尽管其转变温度Tc仍为2.1 K。第一性原理计算进一步揭示
来源:Journal of the American Chemical Society
时间:2025-11-25
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双催化不对称碳酰胺化反应在氮杂环丁烷上的应用
这项研究展示了一种新颖的镍催化不对称收敛反应方法,能够将外消旋的氮丙啶转化为高对映选择性的β-氨基酰胺。这种方法利用了双催化策略,不仅拓宽了合成化学中对映选择性反应的应用范围,还为药物化学中合成具有重要生物活性的β-氨基酸衍生物提供了新的路径。β-氨基酸因其更高的化学多样性和对酶水解的更强抵抗力,相较于α-氨基酸的肽类结构,在药物研发中具有显著优势。因此,能够高效、高选择性地合成这些化合物的方法具有重要的科学价值和应用前景。研究的核心在于如何通过光诱导的单电子转移(SET)过程,将外消旋的氮丙啶与1,4-二氢吡啶(DHP)衍生的碳酰基自由基结合,从而实现对映选择性的构建。这一反应体系的关键在于
来源:Journal of the American Chemical Society
时间:2025-11-25
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用于RNA的荧光共价探针
序列特异性的荧光标记和染色剂可用于RNA的成像、追踪和分析。然而,现有的非共价RNA染料对RNA和DNA的选择性较差,与目标分子的结合力较弱,并且由于选择性低和背景信号强,在细胞RNA染色中的应用效果有限。本文介绍了一种基于酰亚胺唑介导的供体-受体荧光团与RNA 2′-羟基(2′–OH)团反应的共价标记方法,该方法具有波长可调、序列独立的特点,能够实现对这种生物大分子的选择性标记。这种反应性探针设计可在温和的水性条件下进行标记和成像,荧光强度可提高390倍,对RNA的选择性比DNA高970倍,并且支持四种不同的发射颜色。这种共价荧光团平台为RNA在凝胶、溶液以及活细胞中的特异性分析和成像提供了
来源:Journal of the American Chemical Society
时间:2025-11-25