1. Nat. Commun.:表面合成多金屬中心1D MOF
C. Krull等人在Ag(111)表面,室溫下先后沉積三聯吡啶基的TPPT和金屬Fe原子后,這兩種前驅體在表面可以組裝形成1維的MOF,該1D MOF具有獨特的三鐵原子金屬中心,且3個Fe原子呈現接近于線性的構型和混合價態(正價)Fe原子形成的Fe-Fe鍵。STM表征發現之所以在Ag(111)表面可以形成這種1D MOF與Fe原子與配體以及載體表面發生了電子傳遞有重要作用。
Krull C, Jelinek P, Schiffrin A, et al. Iron-based trinuclear metal-organic nanostructures on a surface with local charge accumulation[J]. Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-05543-4
https://www.nature.com/articles/s41467-018-05543-4
2. Nat. Commun.:[Mo3S4Ti]簇活化N2
MoFeS蛋白被認為是生物固氮酶中的活性中心,但是嘗試將其中的金屬中心提取出來后并所得到的化學催化劑便不再具有活化N2的性能。O. Ohki等人以[Mo3S3]簇與TiCl3(THF)3反應得到了立方構型的[Mo3S4Ti]簇,如下圖所示,在Br?nsted酸和還原劑存在的條件下,該簇合物可以活化N2生成NH3和N2H4。該研究為化學固氮提供了新的思路。
Ohki Y, et al. N2 activation on a molybdenum–titanium–sulfur cluster[J].
Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-05630-6
https://www.nature.com/articles/s41467-018-05630-6
3. Nat. Commun.:孔道”溶劑化”助力異相催化生物質降解
催化反應過程中反應分子周圍環境的變化對催化性能有重要影響。如離子液體或DMSO常用與生物質轉化相關催化反應中。但是這種高沸點溶劑常常會使得后處理分離過程能耗巨大。因此Q. Sun等人嘗試將多孔的固相催化劑進行溶劑化處理,將帶有-SO3H基團的分子錨定在孔道內壁,這種高密度的表面修飾分子可以模擬溶劑的作用,這種催化劑在催化果糖降解制5羥甲基呋喃反應表現出超高的活性,并且產物易于分離。
Sun Q, Xiao F, et al. Creating solvation environments in heterogeneous catalysts for efficient biomass conversion[J]. Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-05534-5
https://www.nature.com/articles/s41467-018-05534-5
4. Angew.:近紅外熒光發射的自組裝超分子用于細胞內靶向溶酶體成像
近年來,以細胞器為目標的成像技術仍然是超分子化學領域的一個難題。Chen等人報告了一種兩階段介導的近紅外(NIR)放射組裝超分子用于溶酶目標細胞成像。ENDT被合成作為一種有機染料,其在625 nm處有微弱的熒光發射。當ENDT復合物與CB [8]相結合時,這種雙分子超分子復合物組合成納米棒,并在第一個階段實現近紅外熒光發射(655 nm)和熒光增強。此外,這種超分子絡合物與SC4AD相互作用,形成納米粒子,作為第二階段的進一步熒光增強。此外,通過與溶菌酶藍的聯合染色實驗,這種納米顆粒可以被證明可以適用于NIR區靶向溶酶體的細胞被成像。
Chen X, Chen Y, et al. Supramolecular Assemblies with Near-Infrared Emission TwoStage Mediated by Cucurbituril and Amphiphilic Calixarene for Lysosome-Targeted Cell Imaging[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/anie.201807373
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201807373
5. Angew.:熒光探針用于DNA修復酶ALKBH2的活性和化療耐藥反應的監測
在某些癌癥中,DNA修復酶ALKBH2與腫瘤的發生和對化療的抵抗力有關。它目前正在被作為一種潛在的診斷標記和治療目標來研究。然而到目前為止,還沒有直接的方法來衡量在體外或生物樣品上ALKBH2的修復活性。Wilson等人設計了一種高度專一的氟化探針,該設計基于寡核苷酸支架,它可以直接衡量在體外和細胞內的ALKBH2活性。重要的是,該探針可以通過一種簡單的熒光分析方法,對化療藥物替莫唑胺的治療進行監測。同時該探針也為藥物發現提供了一種可行的高通量分析策略。
Wilson D L, Beharry A A, et al. Fluorescence Probes of ALKBH2 Measure DNA Alkylation Repair and Drug Resistance Responses[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/anie.201807593
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201807593
6. ACS Central Sci.:篩選12000種固體電解質,大數據助力抑制鋰枝晶!
Z. Ahamad等人通過機器學習篩選了超過12, 000種無機材料,預測其作為固體電解質抑制金屬鋰枝晶形成的潛能。在預測抑制鋰枝晶形成性能方面,不同于第一性原理計算中耗時的機械各項異性和界面各向異性性質,作者訓練生成了基于結構參數的深度神經網絡用于預測物質的彈性常數,從而可以快速地篩選大量物質結構。基于此模型篩選結果發現,物質的結構剛性隨其質量密度,Li離子占比以及化學鍵的離子性增加而增強。并且進一步預測了20種具有潛在良好抑制鋰枝晶形成的材料。這些材料相對剛性較低,并且具有較強的各向異性性質。
Ahmad Z, Viswanathan V, et al. Machine Learning Enabled Computational Screening of Inorganic Solid Electrolytes for Suppression of Dendrite Formation in Lithium Metal Anodes[J]. ACS Central Science, 2018.
DOI: 10.1021/acscentsci.8b00229
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.8b00229
7. Nano Lett.:聚合物-石墨烯靶向巨噬細胞來精確治療肝纖維化
纖維化是人類健康面臨的一大難題,但迄今為止還很好的抗纖維化治療措施。石墨烯基納米材料在生物醫學應用開始興起,特別是在藥物和基因傳遞方面。Melgar-Lesmes等人設計了與PAMAM-G5聚合物相連的石墨烯納米星的結構,選擇性地在肝硬化的炎癥巨噬細胞中定位傳遞一個表達膠原酶金屬蛋白酶9的質粒。在不到三個小時的時間里,石墨烯納米星在炎癥巨噬細胞M1中優先積累。聚合物-石墨烯納米星有效地將質粒編碼遞送至為巨噬細胞,使金屬蛋白酶的合成和分泌能夠消化鄰近的膠原纖維。這種靶向基因治療可以選擇性減少局部的膠原纖維的存在,大大減少了肝硬化小鼠的肝損傷,改善了肝修復情況。
Melgar-Lesmes P, Luquero A, et al. Graphene-dendrimer nanostars for targeted macrophage overexpression of metalloproteinase 9 and hepatic fibrosis precision therapy[J]. Nano Letters, 2018.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b02498
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b02498
8. ACS Catal.:H2促進CO氧化
早期研究中發現CO選擇性氧化(PROX)中H2對CO氧化有促進作用,但是無法確定是因為部分H2氧化產生的熱效應還是有其他分子層面作用機制。C. Stewart等人借助于XAS表征和等溫實驗條件下發現。雖然在有無H2條件下,催化劑Pd的結構均保持不變,但是有氫氣存在條件下,可以增強Pd與O的相互作用,增加表面O覆蓋度,從而間接提升O與CO之間生成CO2。
Stewart C, Gibson E K, et al. Unraveling the H2 Promotional Effect on Palladium-Catalyzed CO Oxidation Using a Combination of Temporally and Spatially Resolved Investigations[J]. ACS Catalysis, 2018.
DOI: 10.1021/acscatal.8b01509
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b01509
9. ACS Catal.:CNx催化ORR反應機理研究
借助于微電極探測,同位素置換以及DFT理論計算,K. Sakuashi等人發現,CNx類催化劑在酸性條件下催化ORR反應過程中,其反應決速步為吸附態的O2*經質子耦合的電子轉移(PCET)生成OOH*過程。而在堿性條件下對應的反應決速步為O2*接受電子生成O2·-的過程。這與較低N含量的CNx催化ORR活性較高,而當N含量較高時,酸性和堿性條件下的ORR活性均會受到抑制這一實驗現象相關。
Sakaushi K, Eckardt M, Lyalin A, et al. Microscopic Electrode Processes in the Four-Electron Oxygen Reduction on Highly Active Carbon-Based Electrocatalysts[J]. ACS Catalysis, 2018.
DOI: 10.1021/acscatal.8b01953
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b01953
10. ACS Catal.:離子液體修飾Pt調控ORR
使用疏水性的離子液體增強金屬催化劑ORR活性已經被廣泛認識,但是其分子機理至今缺乏足夠清晰的認識。G.-R. Zhang等人使用不同C鏈長度的離子液體作為修飾劑修飾不同活性面積的Pt/C并比較了其ORR活性和穩定性。他們發現,較長C鏈的離子液體可以抑制Pt表面惰性O物種的形成,但是同時會降低活性面積,因此最優的ORR活性是使用中等長度C鏈的離子液體。此外,離子液體的修飾還可以進一步抑制Pt的流逝,從而增強ORR催化穩定性。
Zhang G, Etzold B J M, et al. Tuning the Electrocatalytic Performance of Ionic Liquid Modified Pt Catalysts for the Oxygen Reduction Reaction via Cationic Chain Engineering[J]. ACS Catalysis, 2018.
DOI: 10.1021/acscatal.8b02018
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b02018
11. ACS Catal.:金屬磷酸化合物催化甲烷選擇性氧化制甲醛
V. Gomonaj等人模擬計算了一系列金屬磷酸鹽(MII3(PO4)2, MIIIPO4,)和金屬焦磷酸鹽化合物(MII2P2O7, MIVP2O7)中的M-O鍵長和表面總酸性H0。其中M-O鍵長與甲烷選擇性氧化生成甲醛的活性之間呈火山曲線關系。當H0 > 10 μmol/m2時具有較高的活性。對于此類化合物,P-Oa-M中的P-Oa的平均鍵長可以在一定成都市行反應物質的總體酸性,進而可以用于預測對應化合物的在該反應中的相對催化活性。
Gomonaj V and Toulhoat H. Selective Oxidation of Methane to Formaldehyde Catalyzed by Phosphates: Kinetic Description by Bond Strengths and Specific Total Acidities[J]. ACS Catalysis, 2018.
DOI: 10.1021/acscatal.8b02629
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b02629
12. ACS Catal.:B,N:Mo2C@BCN催化HER,ORR
M. Anjum等人將咪唑Mo配合物與硼酸混合高溫處理后便可以得到嵌入于BCN骨架中的B,N雙摻雜的Mo2C納米顆粒 (B,N:Mo2C@BCN),該催化劑在堿性條件下表現出超高的HER和OER催化活性和穩定性,甚至優于Pt/C和IrO2貴金屬催化劑。作者認為該復合催化劑高性能是得益于其一步得到的嵌入于骨架結構可以保證電子的快速傳導,較小尺寸的納米顆粒提供了豐富的活性位點,以及B,N的雙摻雜進一步調控Mo2C的電子結構。
Anjum M A R, Lee J S, et al. Boron- and Nitrogen-Codoped Molybdenum Carbide Nanoparticles Imbedded in a BCN Network as a Bifunctional Electrocatalyst for Hydrogen and Oxygen Evolution Reactions[J]. ACS Catalysis, 2018.
DOI: 10.1021/acscatal.8b01794