今日动态

  • 有机锂试剂与亚胺还原酶的协同催化:一种面向手性氮杂环化合物的混合化学酶法合成新策略

    本文报道了一种用于立体选择性制备手性2-取代氮杂环化合物的混合化学酶法方案。该研究方法依赖于由有机锂试剂与亚胺还原酶(imine reductase, IRED)酶所促进的环化/生物还原序列,该过程在空气氛围及室温条件下进行,并在一个一锅法、伸缩式(telescoped)合成操作中实现连续三次C–C/C–N/C–H键的构建事件。论文解读文章一、研究背景与科学问题化学酶法(chemoenzymatic)合成策略,即将生物催化所具备的选择性与环境友好特性,与成熟化学转化所拥有的稳健性和通用性相结合,已被公认为有机合成领域的重要发展方向。近年来,多种酶类与合成策略已被整合进多步化学酶法序列中,用以开

    来源:ChemComm

    时间:2026-09-25

  • 绿色化学教育的国际合作伙伴关系:推动全球可持续转型的系统性路径

    随着全球社会致力于落实联合国可持续发展目标(UN SDGs)及其相关具体目标,绿色化学领域提供了一个可操作的框架,使世界各地的化学工作者能够在保护人类健康与环境的同时促进创新。尽管将绿色化学纳入高等教育课程直接支持实现可持续发展目标第4项(优质教育),但如可持续发展目标第17项(促进目标实现的伙伴关系)所描述的全球伙伴关系的作用,却是推动面向可持续未来的长期系统性变革中一个至关重要却常被忽视的驱动力。本工作着重介绍了国际项目、协作网络、在线倡议、主要科学学会的认证框架以及合作伙伴关系模式,将其作为在不同教育背景和地区推动绿色化学采纳的催化剂。这些模式包括跨国教育(TNE)、学分衔接协议(如2+

    来源:Chemistry Education Research and Practice

    时间:2026-09-25

  • 提升一年级化学课程中的同伴评估:支架式教学培养信心与反馈素养的比较研究

    同伴评估(peer-assessment)支持化学本科生的学习,但学生通常觉得其具有挑战性,这往往源于信心不足和对反馈质量的担忧。本研究尤其关注学科特异性反馈与学术素养培训,以及论文写作情境下预览、学习与复习的整合活动如何增强化学学习中对同伴反馈的信心与感知价值。研究人员比较了两个队列:2023/24学年的队列(N = 44)采用原始设计,2024/25学年的队列(N = 28)采用修订后的学术技能中心(Academic Skills Centre, ASC)课程,并结合了综合支持框架,例如范文、更清晰的评分标准和共同授课的复习工作坊。干预后,在2024/25学年中,96%的学生认为该过程有显

    来源:Chemistry Education Research and Practice

    时间:2026-09-25

  • 整流引导纳米针尖实现单糖分辨率聚糖分析

    专业翻译摘要:聚糖通过单糖组成、分支架构和化学修饰的变化编码关键的生物信息。然而,在生理浓度(nM–μM)下以单糖精度解码这些结构特征仍是一项重大挑战。本研究开发了一种整流引导的纳米针尖策略,能够在皮摩尔浓度下识别肝素前体寡糖中的单糖差异。该能力源于优化的离子电流整流比,其在电渗流(EOF)和电泳力(EPF)之间实现了适当平衡,从而提高了捕获效率和信噪比。单分子聚糖检测成功率从低于20%提升至超过80%,能够以单糖分辨率和超过98%的准确率可靠区分线性和分支寡糖。该方法兼具高灵敏度与单糖分辨率,为基于纳米孔的聚糖组学和测序提供了一个有前景的平台。论文解读文章:一、研究背景与科学问题聚糖是自然界

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 微型化血红素酶的广泛反应性:Mimochrome迷你酶支架的设计与应用

    血红素酶是已知最高效、最多功能的生物催化剂之一,其利用铁卟啉丰富的氧化还原化学执行多种化学转化。在人工体系中复制并扩展这种催化多样性,仍然是生物无机化学领域的重大挑战。在设计和改造人工血红素酶的诸多策略中,微型化(miniaturization)占据独特位置。该策略并非复制天然蛋白支架的整体复杂性,而是基于天然酶的结构知识逆向推理,鉴定出保留金属辅因子结合与催化功能所需核心信息的最小肽段。模拟色素(Mimochromes, MCs)是该策略最具代表性的实例:一个紧凑且易于化学合成的肽支架包裹金属卟啉辅因子,构建出结构明确且可调变的活性位点。本展望文章阐述了MCs的设计与发展历程,从早期原型直至

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 普通中性盐的离子对协同效应促进含酯塑料的甲醇解聚

    甲醇解(methanolysis)是一种有前景的含酯塑料化学回收策略,但现有方法依赖均相酸/碱或异相催化剂,存在腐蚀与失活问题。研究人员报道了普通中性盐可通过离子对协同机制促进塑料甲醇解。原位光谱(in situ spectroscopy)、核磁共振(NMR)、拉曼光谱(Raman spectroscopy)、分子动力学模拟(MD simulations)和密度泛函理论计算(DFT calculations)揭示:Na+与羰基氧配位,增强羰基亲电性;而Cl?通过O–H?Cl?氢键与甲醇相互作用,破坏其氢键网络并活化亲核试剂。将该概念拓展至多种中性盐,可建立由阳离子介导的底物活化和阴离子介导的甲

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 可见光诱导偶氮芳烃单键旋转:自敏化氧化触发的新机制

    受控分子运动是生物功能和人工动态系统的基石。虽然光诱导双键异构化已被充分研究,但在不发生双键异构化的情况下选择性围绕单键旋转仍基本未被探索。本研究提出了一类硫族元素取代的偶氮芳烃(azoarenes),它们经历光诱导的N–C单键旋转,且独立于N=N异构化。这种旋转由邻位碲(tellurium)中心的自敏化光氧化触发,该氧化将β-羟基基团的优先结合位点从偶氮单元切换到碲σ-孔(σ hole)。来自紫外/可见光谱(UV/Vis)和核磁共振波谱(NMR)的实验证据,并辅以量子化学计算的支持,证实了光诱导旋转及其在化学还原后的完全可逆性。重要的是,该过程在紫外光和太阳光下均可实现。这项研究建立了一种引

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 脚手架式自我修订在何时有效——有机化学电子推动机理写作中持续纠错的条件考察

    尽管电子推动形式(electron-pushing formalism, EPF)是有机化学的核心表征语言,但它仍然是本科学习者持续性的错误来源。为应对这一挑战,本研究采用解释性顺序混合方法设计(explanatory sequential mixed-methods design),考察了脚手架式自我修订(Scaffolded self-revision, SSR)过程的有效性及其运行条件,并以电子推动自我修订检查表(ESRC)作为程序性脚手架,以支持学习者对EPF错误的自我修订。定量研究结果显示,SSR过程在七类受检错误中的四类上取得了统计学显著性的减少。值得注意的是,当学生在没有脚手架的

    来源:Chemistry Education Research and Practice

    时间:2026-09-25

  • 强制提取O2?触发Na+导体离子释放及其在无机材料合成中的离子供应应用

    中文翻译:本研究展示了(i)一种通过强制从离子传导氧化物中提取O2?而引发的离子释放新现象,以及(ii)该现象在无机材料合成中用于离子引入的应用。这些发现为固态电解质作为离子供应体的新型应用提供了见解。设计新型功能材料是材料科学领域的一项重大挑战。近年来合成技术的进步使亚稳相成为极具前景的研究目标。在亚稳相的制备中,离子引入尤为有效,因为某些无机框架结构取决于所引入的离子种类:将Li离子引入α-V2O5可将其转变为γ型框架,而引入Ag离子则产生β型框架。因此,扩大可控制离子种类的库——尤其是通过各向异性离子扩散控制(anisotropic ion diffusion control, ADC)

    来源:ChemComm

    时间:2026-09-25

  • AI委托悖论:混合办公中AI过程警觉(AIPV)的恢复代价

    混合办公与人工智能辅助技术不仅改变了员工的工作地点,也改变了工作在下班时间后如何保持心理活跃状态。本研究提出了AI委托悖论(AI delegation paradox),该悖论认为,尽管AI可以减少执行工作任务所需的努力,但它可能同时增加员工对通过AI辅助系统持续进行的工作过程进行监控、评估并承担责任的必要。基于这一论点,本研究引入了AI过程警觉(AI process vigilance, AIPV),这是一个二阶构念,通过进度监控(progress monitoring)、产出质量担忧(output quality concern)、错误预期(error anticipation)和失控感(

    来源:Frontiers in Psychology

    时间:2026-09-25

  • 约束扩散使能的高表达稳健肽天冬酰胺连接酶FortiPAL-1的构建

    肽天冬酰胺连接酶(peptide asparaginyl ligases, PALs)在肽大环化(peptide macrocyclization)和蛋白质生物偶联(protein bioconjugation)方面具有广阔前景,但其广泛应用受到热稳定性不足和重组表达水平低的限制。研究人员通过整合计算与实验策略,结合从头序列生成(de novo sequence generation)、多模型引导突变(multi-model-guided mutagenesis)和PAL特异性功能优化,报道了一种扩散使能(diffusion-enabled)的PAL——FortiPAL-1。与天然PAL相比,

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 多齿酸调控为缺陷工程化金属有机框架(MOFs)开辟新维度

    缺陷工程是调控金属–有机框架(metal–organic frameworks, MOFs)物理化学性质的一种重要策略。在各种方法中,调制合成——通常采用单齿调制剂(monotopic modulators)——已成为引入结构缺陷最广泛使用的方法。然而,旨在获得高缺陷密度的传统调制策略通常依赖大量单羧酸和/或强酸性条件。在此,研究人员通过采用多齿羧酸作为调制剂,为调控MOFs缺陷引入了一个新的维度,其中调制剂的连接数(topicity)超过原始配体的连接数。以UiO-66为模型体系,具有不同连接数和羧基位置的多齿调制剂显著影响缺陷的掺入。特别是,邻位取代酸和更高连接数的调制剂能够在更低用量下有

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 基于晶体学质子位置的互变异构体稳定性深度学习

    互变异构现象(tautomerism)在分子识别、理化性质和化学反应性中发挥着核心作用,然而快速识别稳定互变异构状态仍然是分子设计和基于结构的药物发现中的持续挑战。量子力学(quantum mechanics, QM)方法往往计算成本过高,难以应用于文库规模筛选;而基于规则和依赖三维结构的机器学习方法在可迁移性或通量方面仍存在局限。本研究中,研究人员展示了剑桥结构数据库(Cambridge Structural Database, CSD)中实验解析的氢原子位置为学习互变异构体稳定性提供了大规模监督信息的强大来源。研究人员利用来源于质子解析晶体结构的超过110万个互变异构状态,训练了一个二维图

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 亚砜叶立德与烯烃[3+2]环加成反应非对映选择性合成多取代环戊酮

    研究人员报道了一种直接的一步法、高非对映选择性的[3+2]环加成反应,用于合成含有最多四个立体中心的环戊酮。亚砜叶立德(sulfoxonium ylides)作为易得、安全的三碳合成子(three-carbon synthons),可在环戊酮的α-位引入烷基、芳基和杂原子取代基。多种末端和内烯烃作为二碳合成子(two-carbon synthons),用于在β-位安装烷基、烯基和(杂)芳基取代基。根据反应物组合的不同,该环加成反应的最佳条件为:在六氟异丙醇(hexafluoroisopropanol, HFIP)作为反应溶剂中进行,或在三氟乙醇(trifluoroethanol, TFE)中以

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 铁催化有氧条件下杂原子α-C(sp3)–H键与亲核试剂的官能团化反应研究

    本文报道了一种铁催化的有氧转化方法,可在蓝光照射下活化N/O/S-α-C(sp3)–H键,生成半缩醛型类似物,并可与多种市售N-、O-、S-和C-亲核试剂发生捕获反应。该方法在醚、硫醚和吡咯烷底物上实现了氮杂化(azolation)、胺化(amination)、缩醛化(acetalization)、羟基化(hydroxylation)、硫醇化(thiolation)、烷基化(alkylation)和芳基化(arylation),具有高化学选择性和区域选择性。机理研究表明,该体系协同了铁催化的光诱导配体-金属电荷转移(LMCT),随后由氯自由基引发氢原子转移(HAT),再经O2捕获生成的烷基自由

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 巨型异金属环状配位簇{MnII2LnIII2}n(n=6和8)的组装及其高效光催化产氢性能

    具有优异催化活性的异金属Mn-稀土金属簇此前鲜有探索。研究人员成功分离了两种纳米级氧桥/烷氧桥环状配位簇(cyclic coordination clusters,CCCs),即{Mn12Ln12}和{Mn16Ln16}。这些精致的超分子聚集体代表了含MnII的3d-4f簇的罕见实例,因为MnII离子在碱性条件下极易被空气氧化。值得注意的是,就核ity而言,{Mn16Ln16}构成了迄今报道的最大此类簇。有趣的是,两种CCC均由重复的{Mn2Ln2O4}结构单元组成,其结构在某些特征上与光系统II中立方{CaMn4O5}放氧中心具有一定的相似性。至关重要的是,这些簇在溶剂中表现出优异的稳定性,

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 基于氢键辅助基团的苯硼酸荧光分子报告器用于哺乳动物糖类检测

    :糖类(Glycans)是传递生物信息的关键分子。然而,其复杂且动态的结构难以表征,这成为全面理解其生物学功能的重大障碍。本研究表明,在荧光开启型(turn-on)苯硼酸(phenylboronic acid, PBA)报告器的硼位点邻近处引入氢键辅助基团,可作为调节其对哺乳动物糖类灵敏度的关键因素,提供了一种类似于凝集素(lectin)结合口袋中氢键网络的新设计原理。研究人员证明,这些辅助基团既能整体调节灵敏度,也能针对单个哺乳动物糖类进行调节,并揭示了单糖异头形式(anomeric forms)之间显著差异性的开启响应。通过凝胶内糖蛋白成像(in-gel glycoprotein imag

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 异步反应中动力学–热力学因果关系的恢复:反应阶段解耦与表观能量梯度的伪迹解析

    动力学–热力学关系(Kinetic–Thermodynamic Relationship, KTR)是反应活性解释与设计的基础,然而强异步反应常表现出微弱、无规律甚至反向的能量响应,此类行为常被解读为异常甚至“反热力学”现象,看似违背反应能量与能垒之间预期的单调关系。本研究表明,在异步体系中直接将活化能垒与整体反应能量相关联的标准做法,会将能量上彼此独立的阶段混并为单一表观步骤;由此产生的负梯度或任意大的梯度是表征方式造成的伪迹,而非奇特反应活性的证据。通过解耦反应阶段,可在协同异步反应中恢复其内在的能量–能垒关系,使其与同步反应直接可比。本研究通过展示初级与次级阶段能量响应的差异如何扭曲整体

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 具有优异光限幅性能的非交替苊并[1,2-k]荧蒽二酰亚胺衍生物

    研究人员报道了一系列具有不同芳基取代基的非交替苊并[1,2-k]荧蒽二酰亚胺衍生物(L1–L4)的合成与表征,并首次考察了它们的反饱和吸收(RSA)特性和光限幅(OL)应用潜力。大的非交替π骨架与独特的给体-受体(D-A)型构象相结合,有助于提高其化学稳定性和分子内电荷转移(ICT)相互作用,从而为基于RSA机制精细调控其OL行为提供了极佳的可行性。Z扫描实验发现,所有化合物均表现出优异的OL性能,远优于大多数已报道的经典OL材料(如C60)。在应用532 nm纳秒激光脉冲时,含噻吩的L1实现了最低的OL起始阈值(7 mJ cm?2)、最低的OL阈值(0.123 J cm?2)以及最大的非线性

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25

  • 基于药物骨架设计的可激活19F NMR探针用于评估髓过氧化物酶相关炎症

    髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)衍生的次氯酸(HClO)是脓毒症和神经炎症等炎症性疾病中的关键氧化剂。在复杂生物基质中选择性检测MPO衍生的HClO仍具有挑战性。19F NMR波谱具有零背景、环境敏感的化学位移以及易于定量等优势。本文报道了一系列基于药物衍生的硝酮类19F NMR探针(19FP-1至19FP-14),该类探针通过硝酮氧化对HClO产生特异性响应,并产生明显的19F化学位移变化。通过系统筛选,研究人员确定19FP-10为最优探针,其化学位移变化超过2 ppm,对其它活性氧物种具有高选择性,并对HClO呈现线性浓度依赖性响应。重要的是,19FP-10能够有效检

    来源:Chemical Science

    时间:2026-09-25


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