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多环吲哚是一类非常重要的活性骨架，其广泛存在于天然产物和药物分子中。发展高效的方法来构建此类化合物具有重要意义。然而，目前的合成策略大多以预官能团化的吲哚为底物，或者通过多步反应来构建该类化合物。因此，利用廉价易得的原料来高效构建多环吲哚化合物就显得尤为重要。

河南大学王琪琳和卜站伟课题组一直从事吲哚杂环多环化合物的合成研究，并利用邻羟基查尔酮的“双亲电”活性实现了一些独特的化学转化。近日，该题组报道了N-取代吲哚和邻羟基查尔酮的串联反应，用于高效构建含有色满及桥环结构的多环吲哚化合物，相关成果发表在Organic Letters上（Org. Lett., 2018, 20, 3451-3454）。

图1. N-取代吲哚和邻羟基查尔酮的Fridel-Crafts/环化串联反应

（来源：Organic Letters）

作者设想在Lewis酸催化下，通过N-乙基吲哚1a和邻羟基查尔酮2a的Fridel-Crafts/环化串联反应来构建色满稠环吲哚啉化合物3a（图1）。令人意外的是，该反应并没有得到预想的产物3a，而是得到了另一种化合物4a，4a同时含有色满及吲哚骨架，这两种结构广泛存在于药物分子中。

首先，作者对反应条件进行了优化（表1）。当以FeCl3为催化剂，乙腈为溶剂时，该反应可以40%的收率得到色满桥环多环吲哚4a，同时还以31%的收率得到双吲哚5a。通过对催化剂种类、反应溶剂及物料比进行优化，作者最终选定最佳反应条件是：催化剂FeCl3用量为20 mol%，乙腈为溶剂，反应温度为35 ℃，N-乙基吲哚1a与邻羟基查尔酮2a用量为1.5:1。在最佳条件下，反应可以78%的收率得到目标产物4a。

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近日，清华大学生命科学学院陈国强教授课题组在《先进材料》（Advanced Materials）杂志在线发表题为《细胞的诺亚方舟：聚羟基脂肪酸酯开放式多孔微球作为一种可用于组织修复的注射型支架》（A Micro‐Ark for Cells: Highly Open Porous Polyhydroxyalkanoate Microspheres as Injectable Scaffolds for Tissue Regeneration）的研究论文，该工作采用生物材料聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoate, PHA）和气-水乳化技术（gas-in-oil-in-water double emulsion），设计出一种直径为300–360 μm的开放式多孔微球（Open porous microsphere, OPM），为再生医学、微创手术及干细胞治疗提供一种新的可注射型细胞载体工具（DOI: 10.1002/adma.201802273）。

PHA-OPM具备了PHA良好的生物相容性、微球的可注射性和组织工程支架的开放式三维空间结构的三重优势，是一种特殊的球状的三维培养载体。其特殊的开放式多孔结构能在体外培养时促进细胞向内生长；在注射运输过程中起到支撑作用，保护微球内部的细胞免于挤压和摩擦；并能实现动物体内释放细胞和组织修复的目的。由于PHA-OPM的操作过程和作用与圣经中诺亚方舟（躲避灾害将生命运输到新大陆）的作用很相似，所以PHA-OPM也被形象地称为细胞的诺亚方舟（Micro-Noah's Ark for cells）。

组织工程支架（Tissue engineering scaffolds）在组织医学和干细胞治疗中发挥着关键作用。采用传统手术进行的支架移植常伴随着大型开放式手术和术后感染等问题，直接影响患者生活。微创手术具有减少患者痛苦，操作方便，提高临床安全性等优势，近年来迅速发展。以聚合物水凝胶和微球为代表的可注射生物材料是目前最佳的微创手术使用的细胞载体，但也存在不足之处。

该工作通过接种人来源的骨髓间充质干细胞（hMSC），证实PHA-OPM 的细胞接种率远高于传统微球（PHA-HM），且能持续生长。通过该课题组自创的魏氏冷冻有序切割法（WEI Frozen Orderly Section）和三维重塑技术，可清晰地观察细胞从PHA-OPM表面向内部迁移的过程。该工作还进一步证实，PHA-OPM的开放多孔结构可显著保护大部分细胞免于注射时产生的压力和摩擦；也直接影响干细胞细胞定向分化和组织修复等结果。进行hMSC异体成骨修复测试，利用PHA-OPM为载体的实验组效果远优于其他对照组。

除了先进的开放式多孔结构，PHA-OPM还具有材料的优势。陈国强课题组一直从事PHA的微生物合成及应用研究，其研究成果已代谢工程、生物塑料、再生医学与组织工程、药物化学等领域发表多项成果。大量研究表明，PHA的生物相容性优于PLA为代表的其他聚酯材料。主要原因在于，PLA的主要降解产物乳酸为酸性的小分子物质，大量释放将影响细胞的生长，而PHA的主要降解产物3-羟基丁酸（3-hydroxybutyrate，3HB）的酸性远小于乳酸，具有更小的细胞刺激性，且一定浓度的3HB对细胞活性存在促进作用。因此，受乳酸快速释放的影响，采用PLA制备的开放式多孔微球（PLA-OPM），不论是细胞增殖、体外定向分化还是组织修复都不如PHA-OPM的效果显著。

清华大学生命学院陈国强教授为本工作的通讯作者。清华大学CLS博士生魏岱旭和生命学院博士生刀金威为本文共同第一作者。本课题得到了国家自然科学基金、清华-北大生命科学联合中心、合成与系统生物学中心等资助，并得到清华大学生物医学测试中心、清华大学实验动物中心和清华大学蛋白质设施实验技术中心的大力支持。

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邻二胺基团广泛存在于药物、天然产物和手性配体中，因此发展经不对称催化制备邻二胺的方法是合成化学中的重要目标。尽管已有研究人员报道了邻二胺的合成方法，但由于底物范围受限或反应选择性较差限制了其应用（Scheme 1）。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

近年来，不对称铜催化不饱和碳氢化合物与各种碳亲电试剂的还原偶联已成为制备含相邻立体中心化学结构的有效途径。近期，美国杜克大学 Steven J. Malcolmson课题组报道了高效、化学选择性地催化2-氮杂二烯与N-二苯基膦酰基（Dpp）亚胺还原偶联形成具有邻位手性中心的anti-1,2-二胺，且产物大多为单一立体异构体。相关文章以“Enantioselective Synthesis of anti-1,2-Diamines by Cu-Catalyzed Reductive Couplings of Azadienes with Aldimines and Ketimines”为题目，发表在J. Am. Chem. Soc.上（ DOI：10.1021/jacs.8b04750）。

为了解决邻二胺合成中面临的问题，作者试图开发一种经不对称催化C-C键形成来连接两个含N试剂的方法。这种策略具有以下优势：1）将获得更加多样化的1,2-二胺，包括含氮取代季碳手性中心的1,2-二胺；2）产物中两个氨基差异明显，有利于后续的衍生化；3）无需苛刻的还原条件即可获得游离胺。

研究初期，作者以末端2-氮杂二烯1a与Dpp-醛亚胺2a为底物，开始探索还原偶联反应。经大量条件筛选发现：以甲基二甲氧基硅烷为还原剂，t-BuOH为添加剂，(S,S)-Ph-BPE为配体,醋酸铜为催化剂，3当量的1a和2a在5 ℃下反应1小时，效果最好，能分别以82%和15%的收率得到单一的anti-非对映异构体二胺3a和还原产物4a（entry 1）。除Dpp以外的亚胺活化基团（如Ts和Boc）不能顺利得到产物3a（entry 2）。升高反应温度会导致化学选择性降低，并产生更多副产物4a，但反应立体选择性不受影响（entry 3）。缺少t-BuOH不仅会使催化剂效率降低，还会对化学选择性产生不利影响（entry 4）。其他配体衍生的铜催化剂都会使反应效率降低（entries 6-8）。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

在最优反应条件下，作者考察了反应底物的适用范围。多种醛亚胺与氮杂二烯1a偶联形成单一非对映异构体anti-二胺3（Table 2）。多种芳基取代的亚胺与富电子底物反应能以最高的收率得到相应的二胺产物。卤素或其他缺电子基团取代的底物同样兼容该条件。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

接下来，作者考察了酮亚胺与氮杂二烯经还原偶联能否合成含有季碳手性中心的1,2-二胺。令人高兴的是，末端氮杂二烯1a与芳基-烷基和二芳基酮亚胺能以84-92%的收率形成二胺6a-h（Table 3）。无论亚胺结构如何，反应都能以>98%的化学选择性顺利发生，并以>20:1 dr值得到二胺。有空间位阻的二苯酮亚胺也可以顺利地反应，并以86%的收率得到二胺6h。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

此外，酮亚胺还能与4-取代2-氮杂二烯进行还原偶联反应，并以良好的化学选择性和优异的对映选择性得到单一非对映异构体的二胺6i-r（Table 4）。尽管受到空间位阻的影响，但反应仍可以在5 ℃下6小时内完成。增加催化剂用量至10 mol%时，产物收率有所提高。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

氮杂二烯-亚胺还原偶联产物中的两个氨基差异明显（Scheme 2），因为一个是被双重保护的亚胺（红色），另一个是被单一保护为膦酰胺（蓝色）。两者都可以经水解转化为胺，这一特性使得任一氨基都可进行选择性官能化。例如，3a的膦酰胺N-H经去质子化和烷基化以84%的收率得到化合物7，同时保留亚胺结构。或者，在弱酸性条件下将亚胺水解，随后将所得游离胺官能化形成氨基甲酸苄酯8（两步收率为85%）；然后膦酰胺可以用更强的酸裂解，接着使释放的胺官能化得到叔丁基氨基甲酸酯9（两步收率为80%）。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

总结：Steven J. Malcolmson课题组发展了有效且高度立体选择性构建邻位二胺的还原偶联反应，该方法通过亚胺的不对称还原偶联和铜催化还原偶联形成邻位杂原子取代的立体中心。产物中二胺易于区分，且有利于进一步转化。

通讯作者：

Steven J. Malcolmson

Steven J. Malcolmson博士就读于波士顿大学，导师为Amir Hoveyda。博后就读于哈佛大学，导师为Christopher Walsh。其研究方向为：（1）设计和发展新型催化剂；（2）开发新的催化反应；（3）合成生物活性的分子

自然界的细胞生命活动主要是通过生物分子马达协同运动来完成。近年来，以活性生物分子马达为构筑基元，利用分子组装技术，构建复杂的类细胞器结构，能很好地模拟细胞内的物质传递、能量转化和信息存储，已成为化学与生命科学交叉的研究热点。

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在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，中国科学院化学研究所胶体、界面与化学热力学院重点实验室课题组科研人员长期致力于ATP合酶分子马达的分子组装研究，并取得了系列进展。该课题组将ATP合酶分子马达和光系统II进行体外重组，通过结构设计与分区组装，有效模拟了自然界光合作用中光能到生物能的转化（ACS Nano 2016, 10, 556; ACS Nano 2018, 12, 1455;Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1706557）。进一步将ATP合酶分子马达与光酸分子共组装，可显著提高太阳能向化学能的转化效率（ACS Nano 2017, 11, 10175; Angew. Chem. Int. Ed.2017, 56, 12903）。

来自“CBG资讯”每日推荐。随着科技的发展，指纹信息已经得到普遍应用，如手机、电脑的指纹解锁功能，特殊工作室的指纹门禁等。指纹密码之所以能够如此广泛地应用，是因为每个人的指纹信息都独一无二，并且不会随着年龄的增长而改变。除了在电子设备的访问控制方面，指纹信息还被广泛地应用到个人身份识别、司法鉴定及医疗诊断中。但是，指纹信息对于肉眼来说是不可见的，而一些特定的指纹，如犯罪现场里嫌疑人留下来的隐约指纹（Latent Fingerprint, LFPs），是需要完整保存的。这类指纹信息难以通过常规的质谱、多金属沉积（MMD）等手段进行采集，它们需要一些具有高分辨率特性的非破坏性成像技术来进行采集。此外，指纹信息的加密也随着高科技犯罪的日益增长而变得越来越重要。

图1. A）水凝胶制备过程及B）指纹信息的加密解密原理

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

近日，兰州大学功能有机分子化学国家重点实验室、甘肃省有色金属化学与资源利用重点实验室的汪宝堆教授和北京大学工程学院、磁电功能材料与器件北京市重点实验室的侯仰龙教授联手，制备了一种对ClO-/SCN-具有可逆响应性的水凝胶，并将其应用在指纹信息的检测、加密及解密上。人类的指纹中含有一定量的溶菌酶，受此启发，作者将一种可以与溶菌酶结合的分子（LBA）作为定位基团以提取指纹信息。这种材料在获得指纹信息后，可以通过ClO-进行加密（使指纹信息不可见）及SCN-解密（使指纹信息可见）。该成果以“Reversible Response of Luminescent Terbium(III)–Nanocellulose Hydrogels to Anions for Latent Fingerprint Detection and Encryption”为题发表于《德国应用化学》（DOI: 10.1002/anie.201800119）。

图2. 水凝胶不同结构单元的合成步骤

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

作者使用的水凝胶由两部分构成（图1 A），一部分是含有铽（Th3+）复合物的羟甲基纤维素（CMC）（图1A，3）,它是由2-(邻氨基苯甲酰胺)苯甲酸（AMBA）和CMC反应得到的（图2）。另一部分是2,6-二甲基-4-氨基吡啶（DPY）修饰的羟甲基纤维素（图2，7），这一部分的合成较3更为复杂：首先，CMC、DPY和Boc保护的乙二胺反应得到了DPY修饰的CMC（图2，4）；然后，脱保护后的氨基（图2，5）与戊二醛发生席夫碱反应得到含有醛基的CMC（图2，6）；最后，醛基与含有氨基的LBA反应将LBA修饰到CMC上得到7。

图3. 水凝胶的荧光特性及对ClO-/SCN-的刺激响应性

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

在得到3和7后，作者便开始研究其光谱性质，结果发现它们均不会发射出荧光（图3A），但当它们混合在一起形成水凝胶后，便可以观察到明显的荧光（图3A）。此外，这种水凝胶的荧光可以通过ClO-及SCN-进行调控：向水凝胶中加入不同浓度的ClO-后，水凝胶的荧光会出现不同程度的降低（图3B）；再加入SCN-，水凝胶的荧光又逐渐恢复（图3C）。作者还发现这种现象可以重复多次（图3D）。除溶液测试外，作者还测试了这种材料在固态时的荧光开关性能（图3E），将水凝胶置于滤纸上并让水分蒸发，可形成一个具有荧光的“東”字。与溶液测试结果一样，材料在固态时仍然对ClO-/SCN-具有可逆响应性，这对后续实现指纹信息的提取具有极为重要的意义。

图4. 水凝胶用于指纹信息的探测、加密及解密

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

在之前的研究结果上，作者将这种具有响应性的材料运用到指纹信息的探测、加密及解密上。首先，将人的指纹存储在载玻片上，这时，载玻片上的指纹信息是肉眼不可见的。将载玻片放入含有1的溶液中后， LBA与溶菌酶反应，使得1在指纹的脊上富集。因此，在紫外灯照射下，载玻片上的指纹信息变得清晰可见（图4A）。不仅如此，所获得的指纹信息具有很高的分辨率，在放大的状态下，指纹的细节信息也清晰可见（图4B）。此外，与溶液及固体测试结果一致，在加入了ClO-后，载玻片上的指纹信息便被加密了（图4C），而SCN-可以对指纹信息进行解密（图4D）。

全部作者：Jun Hai, Tianrong Li, Junxia Su, Weisheng Liu, Yanmin Ju, Baodui Wang, and Yanglong Hou.

原文链接：https://www.chembeango.com/zixun/23562

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近日，德克萨斯大学西南医学中心的Uttam K. Tambar课题组在Angew. Chem. Int. Ed.上报道了一种Me3SiCl介导的插烯型Pictet-Spengler环化反应用于构建四氢azocinoindole母核，并将其用于吲哚类生物碱(±)-Lundurine A的全合成（DOI: 10.1002/anie.201803702）。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

Lundurine A（1）的逆合成分析如下（Scheme 1c）：分子2中含有全取代碳中心的四氢azocinoindole母核可以通过N-酰基亚胺鎓离子3进行插烯型Pictet-Spengler环化产生，该活性中间体可由羟基内酰胺4合成。

首先，作者对插烯型Pictet-Spengler环化反应进行了研究，筛查了一系列用于活化底物5的Lewis酸（Table 1）。实验显示，当存在1.25当量TiCl4、SnCl4、BCl3或AlCl3时，羟基内酰胺5可转化为预期的四氢azocinoindole（6）；当使用Me3SiCl作为Lewis酸时，底物可以82％的收率得到预期产物；当使用催化量的Me3SiCl时，反应收率降低。

随后，作者阐述了可能的反应机理（Table 1）。γ-羟基内酰胺5经Lewis酸处理后，转化成活性N-酰基亚胺鎓离子7，其乙烯基亲核进攻N-酰基亚胺鎓离子产生四环8，然后去质子化生成四氢azocinoindole（6）（path a）。或者，吲哚7亲核进攻C3位产生螺环9，其通过1,4-迁移得到四氢azocinoindole产物（path b）。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

在确定Me3SiCl为最佳Lewis酸后，作者研究了该反应的适用范围（Table 2）。在羟基内酰胺10的侧链上引入烷基链、苯环、官能化的芳环、杂芳环、醚和缩醛等，相应底物对该反应均有耐受性，不会影响产物四氢azocinoindole的收率。除了全取代的碳外，作者还用次甲基胺生成了预期的产物。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

同时，作者还探索了羟基内酰胺10吲哚环上的取代基范围（Table 2b）。引入甲基以及醚之后，反应可以顺利进行。吲哚C2位上的不饱和官能团与三取代烯烃反应生成插烯型Pictet-Spengler环化产物。在吲哚氮上引入给电子保护基团，如对甲氧基苄基、甲基和烯丙基，该环化可以顺利进行；引入吸电子的Boc保护基团后，该环化需要加热才能得到预期的产物。

最后，作者利用这种转化进行了吲哚类生物碱(±)-LundurineA 的全合成（Scheme 2）。色氨酸衍生物13与格氏试剂14进行偶联生成插烯型Pictet-Spengler环化反应的底物15。在Me3SiCl存在下，羟基内酰胺15以70％的收率转化为四氢azocinoindole（16），同时完成了Lundurine A中8元环结构和全取代碳中心的构建。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

在得到Lundurine A的母核结构后，作者对其进行了全合成研究（Scheme 2）。四环中间体16经两步全氢化、伯醇的TBS脱保护得到硅醚17。用咪唑氨基甲酸酯18对硅醚17的吲哚氮进行羧甲基化，脱去TBS得到醇19。经Swern氧化后，在弱烯醇化条件下用Et3SiCl处理底物得到烯醇醚20。接下来，烯醇醚20在钨催化剂和H2O2作用下形成甲硅烷氧基环氧化物21，然后进行氧化裂解生成醛22。醛22转化为腙后，进行Lewis酸介导的环丙烷化得到多环中间体23。最后，酰胺23转化成α-苯基磺酰酮，经顺式消除引入α,β-不饱和结构得到目标产物。作者合成得到的(±)-Lundurine A（1）样品的光谱数据与文献中报道的数据一致。

结语：

作者开发了一种新颖的插烯型Pictet-Spengler环化反应，该反应可用于构建吲哚稠合体系中尺寸中等的环，并成功应用于(±)-Lundurine A的全合成。

Uttam K. Tambar博士

研究方向：

1）开发新的催化反应（对映选择性分子重排）；

2）合成生物活性天然产物（特别是多环生物碱）；

3）将这两个领域的工作整合到药物化学合作中，以发现新型治疗药物。

原文链接：https://www.chembeango.com/zixun/23527

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近日，美国密歇根大学John Montgomery课题组在J. Am. Chem. Soc.上报道了通过串联金属环化/亲电交叉偶联合成四取代烯烃（DOI: 10.1021/jacs.8b04637）。该反应先通过炔烃和醛的氧化环化产生金属杂环中间体，然后中间体与烷基卤化物进行亲电交叉偶联得到加成产物，两个过程各形成一个新的C-C键（Scheme 1b）。

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

通过醛-炔烃偶联进行多取代烯丙醇的合成在天然产物合成中普遍存在，该过程常利用烷基金属试剂如二烷基锌、三烷基铝等作为还原剂。烷基金属试剂可以作为还原剂，也可以直接在炔烃的末端引入一个烷基。但该方法难以引入官能化的烷基片段，适用范围受限制，并且需要高活性的有机金属试剂。为了解决这个局限性，作者尝试了在镍(0)催化下，以丁基卤为亲电底物，锰作为末端还原剂进行炔醛的环化以制备四取代烯烃产物，然而并未得到预期产物。作者认为，具有环状骨架和Ni-O键的金属环结构2（Scheme 1b）与其它卤化镍(II)物相比，在自由基加成过程中大不相同。因此，作者尝试了添加TESCl以期将金属环2转化为链烯基卤化镍(II)，该化合物更类似于卤化乙烯前体与镍(0)的氧化加成产物。

首先，作者进行了反应条件的优化（Table 1）。当使用市售的NiBr2·DME催化剂和2,2'-联吡啶（bipy）配体作为催化体系时，得到28％的产率。通过对反应溶剂、还原剂以及配体进行考察，作者发现：锰是最佳还原剂，DMF是最佳溶剂，以2,2'-联吡啶为母核的配体为最佳配体；对空气和湿度稳定的单组分催化剂(2,2'-联吡啶)镍(II)是NiBr2·DME和2,2'-联吡啶的有效替代物；将反应浓度增加到1.0 M时可以提高产物E异构体的选择性。

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

在确定了最佳反应条件后，作者筛查了烷基溴底物的适用范围（Scheme 2）。实验结果显示，各种含有带保护基的醇和酰胺的烷基溴化物反应耐受性良好，可以得到高度官能化的四取代烯烃；使用TMSCl代替TESCl，产物8的收率良好，但E/Z比稍有降低，其他大多数反应都可以得到很好的E/Z选择性。含有β-支链的烷基卤化物可以良好的收率得到目标产物，但E/Z选择性显著降低。炔取代基的底物的反应结果表明该环化反应具有化学选择性。

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

在确定烷基卤化物部分的底物范围之后，作者将注意力转向炔醛的底物拓展（Scheme 3）。实验显示，富电子和缺电子芳基取代的炔醛在反应中耐受性均良好。其中，含p-OMe芳烃的底物在较低的催化剂负载量（1 mol％）下，反应更有效。在其他镍催化转化中，含有芳基硼酸酯和芳基氯化物等官能团的底物，可以顺利进行偶联而没有其他竞争性反应。酮、酯和腈等亲电官能团具有良好的耐受性。噻吩、保护的吲哚和尿嘧啶等杂环化合物在反应中均可耐受。

该反应并不限于芳基取代的炔醛，烷基取代或带有炔丙基醚的底物也可顺利进行反应。含不同骨架的炔醛和烯炔醛也可成功进行环化反应。含氧炔醛得到环外烯基四氢呋喃产物，而丙二酸衍生的化合物得到环外环戊烯。含氮底物可用于合成吡咯烷，而且具有酸性N-H的烷基卤化物可以进行偶联。扩大炔醛环后得到环外环己烯，并且NOE相关性显示Z型异构体是在该反应中是主产物。

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

最后，作者提出了烷基化环化可能的反应机制（Scheme 4）。在镍(0)催化下，炔醛氧化环化形成镍环35，然后镍-氧键被TESCl裂解，产生乙烯基镍(II)中间体36。接下来反应可能经历两种途径，一种途径是自由基对36加成形成镍(III)中间体38（path a）；另一种途径是36经锰(0)介导的还原产生镍(I)中间体37，然后于烷基卤化物氧化加成产生镍(III)中间体38（path b）。由于烷基卤化物对Ni(I)的氧化加成是通过单电子转移途径进行，途径a和b最终都涉及对镍(II)自由基加成。中间体38快速还原消除得到产物与镍(I)中间体39，该中间体被锰(0)进一步还原后完成催化循环。后续用化学计量的镍(0)催化剂进行的实验表明，在无还原剂时，产物不会形成，该结果支持了path b。

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

结语：

近年来，镍催化的交叉亲电偶联已经成为构建C-C键的高效合成方法，Montgomery课题组通过将该方法与π-π偶联相结合，开发了一种合成四取代烯烃的新方法。该方法不仅可以合成高度取代的烯丙醇衍生物，而且也避免了对化学计量的有机金属亲核试剂的需求。与先前开发的方法相比，新方法扩充了底物适用范围并提高了官能团耐受性。

John Montgomery教授

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厦门大学化学化工学院韩守法教授课题组和生命科学学院韩家淮教授课题组在应激细胞器跟踪分析方面取得重要进展，相关研究成果“A sugar sorting pathwaydirected bioorthogonal conjugation enables continual tracking of stressedorganelles”发表于Angew. Chem. Int. Ed.（DOI: 10.1002/anie.2018029）。

异常细胞器应激反应引发多种疾病。然而，传统的细胞器探针易于从应激细胞器流失，导致已有的细胞器成像方法难以跟踪细胞器应激反应。针对这一瓶颈问题，团队发展了糖分选介导的细胞器内探针组装的新成像策略（Ship-in-bottle）。糖分选途径将两种不同探针选择性导入溶酶体内，随后探针在细胞器内进行偶联反应。原位生成的多功能探针能够不依赖细胞器的生物化学特性，稳定保留在细胞器内，从而实现应激细胞器的长时间全程跟踪。

团队利用该技术实现了胞吐、凋亡、坏死等不同信号传导过程溶酶体应激响应参数（pH、位置、尺寸等）的实时定量分析。该策略提供了一种通过有机反应研究复杂生物过程的新方法与新思路，并有望拓展到其它种类细胞器应激反应的研究。研究工作得到了国家自然科学基金的资助。

原文链接：https://www.chembeango.com/zixun/23519

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近日，中国科学院上海硅酸盐研究所李江研究员带领的透明与光功能陶瓷研究课题组在新型铽铝石榴石基磁光陶瓷研究中取得重要进展。该团队采用共沉淀法合成了0.5at% Ho:TAG纳米粉体，再结合真空烧结及热等静压后处理（HIP）技术制备得到了具有优异光学质量和磁光性能的Ho:TAG透明陶瓷，该材料在1064 nm波长处的直线透过率达到81.9%，在632.8 nm处的Verdet常数为-183.1 rad·T-1·m-1，比商用TGG单晶高36%。相关研究成果发表于国际著名期刊Scripta Materialia上，论文第一作者为上海硅酸盐所博士研究生戴佳卫，通讯作者为李江研究员。

（DOI：10.1016/j.scriptamat.2018.03.021）

该工作获得了审稿人的高度评价，审稿人认为“This is a novel paper on magneto-optical Verdet constant data on a transparent ceramic material that is quite hard to grow as a single crystal”。鉴于该工作的影响力，研究团队随后受Scripta Materialia期刊主编Subhash H. Risbud博士（美国加州大学戴维斯分校教授）邀请撰写了关于磁光陶瓷领域的观点类文章“Promising Magneto-optical Ceramics for High Power Faraday Isolators”，并以Viewpoint Paper的形式发表在Scripta Materialia上。

 （DOI: 10.1016/j.scriptamat.2018.06.031）    

近期，该研究团队又通过顺磁性稀土离子掺杂对TAG陶瓷进行了性能调控，并取得了新的研究进展。他们以离子半径和Tb3+接近的Ce3+和Pr3+为改性离子，成功制备了高光学质量的Ce:TAG和Pr:TAG磁光陶瓷。研究发现，由于掺杂离子对晶体场的影响以及和Tb3+之间存在超交换作用，掺杂后TAG磁光陶瓷的Verdet常数均有所提升，其中2.0at% Ce:TAG透明陶瓷在632.8 nm处的Verdet常数达到-196.2 rad·T-1·m-1，比TAG陶瓷和商业TGG晶体分别提高了9%和46%。相关成果发表在Scripta Materialia上。 

（DOI：10.1016/j.scriptamat.2018.06.023）    

以上研究工作得到中国科学院前沿科学重点研究计划项目（院青年拔尖人才项目）、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、中国科学院上海硅酸盐研究所重点学科建设项目等资助。

原文链接：https://www.chembeango.com/zixun/23354

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中科院福建物构所结构化学国家重点实验室“无机光电功能晶体材料”罗军华研究员团队在国家杰出青年基金、中科院战略性先导专项和海西院“团队百人”孙志华研究员主持的国家自然科学基金委优秀青年基金、福建省杰出青年基金等项目资助下，设计合成了一例离子型铁电化合物并实现了自发极化效应的快速反转。

铁电体是一类重要的极性光电功能材料，表现出丰富的非线性光学、压电、热释电、铁电和光伏等性能，其本质特征是自发极化在外电场作用下发生反转。近年来，铁电分子化合物受到了人们的广泛关注，逐渐发展为传统无机铁电陶瓷的一类重要补充材料。然而，如何实现自发极化的快速反转是当前分子铁电材料研究所需要解决的一个重要问题。课题组研究发现：化合物中N-甲基吗啉阳离子与三硝基苯酚阴离子之间通过强烈的N-H···O氢键相连接，这两种结构基元在温度为315 K附近均发生有序-无序的变化，协同诱导该化合物产生自发极化效应；进一步地，通过二阶非线性光学效应、热释电、电滞回线和变温固体核磁谱等测试手段证实了该化合物的铁电相变过程。此外，外加电场作用下该材料的自发极化非常容易发生反转，翻转频率高达创记录的263 KHz。这项工作不仅实现了铁电分子化合物的设计构筑，同时为后续进一步拓展该类材料应用提供了潜在的可能。

正丁醇是挥发性有机化合物（VOCs）的一种，被广泛用作溶剂，有机合成中间体和萃取剂。长时间暴露于正丁醇的环境下可能会引起头痛、头晕、嗜睡、皮炎、眼睛、鼻子以及咽喉不适等症状，所以高效快速检测VOCs对人体健康具有重要意义。而α-Fe2O3作为一种带隙宽度为2.1 eV的n型半导体，常用来检测醇类气体、液化石油气、丙酮气体、硫化氢气体，但其灵敏度低，且存在交叉敏感的问题。

近日，中科院合肥物质科学研究院智能所李民强研究员等利用β-FeOOH向α-Fe2O3 转化的中间态纳米复合材料实现了对正丁醇气体的高灵敏度和高选择性检测。相关成果已发表在Sensors and Actuators B: Chemical上（DOI：10.1016/j.snb.2018.06.081）。

氨基是药物、农用化学品和材料中的关键官能团，因此胺类化合物的合成备受关注。尽管过渡金属催化的C-H活化可以在惰性C-H键上有效地安装官能团，但由于胺的反应性较差，胺类衍生物通常难以发生C-H活化反应。目前文献报道中有少数钯催化的1º和2º游离胺底物中C(sp3)-H活化的例子，但大部分是更活泼的C(sp2)-H活化或分子内环化。近日，美国托莱多大学Michael C. Young课题组解决了以上难题，他们报道了利用干冰形态的CO2促进胺类底物发生分子间γ-C(sp3)-H芳基化的方法。相关文章发表在J. Am. Chem. Soc.上（DOI：10.1021/jacs.8b05061）。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

1º和2º胺通常需要引入导向基团（DG）以促进C(sp3)-H活化，其中一种方法是使用静态导向基，另一种是利用瞬态导向基。然而，这两种方法都有些缺点。静态导向基需要额外化学计量的试剂，并且缺乏原子和步骤经济性。使用瞬态导向基则会在反应过程中产生对氧化敏感的亚胺中间体。此外，静态和瞬态导向基都很少用于伯胺类底物的C-H活化。

为避免上述的缺点，作者尝试探索一种混合导向基团策略。CO2含有一个能与胺发生可逆反应的羰基，而产物氨基甲酸酯能较容易地与钯配位，其配位产物比亚胺配位产物的化学稳定性更高。此外，之前有报道用CO2作为酚间位C-H活化的无痕导向基。因此，作者推测CO2在合适的亲核试剂（如胺）存在下可以作为瞬态导向基，它既作为一个保护基团，防止底物氧化；也能与钯配位实现位点选择性C-H键断裂。瞬态的氨基甲酸酯作为导向基将在氧化性更强的条件下活化1º胺的C-H键，同时也可以将该方法扩展到2º胺。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

作者首先以叔戊胺和碘苯为模型底物进行研究。令人满意的是，以三氟乙酸银为添加剂，乙酸为溶剂，在CO2氛围下，反应能够顺利得到γ-芳基化叔胺。正如预期的那样，任何一个反应条件的缺失都会导致反应终止。虽然在1个大气压的CO2下反应也能够进行，但作者为了反应条件更易于筛选，最终选择干冰作为CO2源。有趣的是，反应中不需要其它外源配体来促进转化。

在最优的反应条件下，作者首先考察了芳基碘化物的底物范围（Table 1）。连有吸电子基和给电子基的芳基碘化物都能以良好的收率得到γ-芳基化产物。更复杂的杂环碘化物也可以参与反应（1p和1q），但是反应收率有所降低。尽管在标准条件下除螯合酯以外的邻位官能团都不兼容，但将银添加剂转换为AgOTf时，邻氟（1z）和羟基（1aa）取代的底物能够顺利进行该反应。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

随后作者考察了胺的底物范围（Table 2）。含有饱和（2a-2d）和不饱和（2e）碳环的底物都以相对较高的收率得到相应产物。虽然2e具有反应性更好的γ-C(sp2)-H键，但作者仅观察到C(sp3)-H键的选择性芳基化，其原因可能是不可弯曲的稠环阻碍了反应性更强的C-H键与钯催化剂配位。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

接下来作者继续探究CO2是否能够促进2°胺的γ-C(sp3)-H芳基化（Table 3）。迄今为止，2°胺的C(sp3)-H芳基化需要高度取代的底物，反应通常得到β-官能化而非γ-官能化产物，并且亚胺型导向基不能促使C(sp3)-H芳基化发生。令人高兴的是，通过增加CO2的量，2°胺的C(sp3)-H芳基化能够顺利进行。过量的CO2是反应的关键的，当CO2浓度较低时，不仅产物收率会降低，原料也会被氧化。氮上连有不同长度烷基取代基的仲胺以及各种苄基取代仲胺都能选择性形成γ-C(sp3)-H芳基化产物，收率中等。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

总结：Michael C. Young课题组报道了首例CO2介导胺C-H活化的方法， CO2短暂地形成氨基甲酸酯的过程不仅可用于C-H活化，还可能用于其它导向基团介导的反应。

原文链接：https://www.chembeango.com/zixun/23228

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G蛋白偶联受体是具有七次跨膜结构的膜蛋白家族，胰高血糖素样肽-1受体属于其中的B1类类型，为2型糖尿病和肥胖症的治疗靶点，已经上市的该受体激动类药物包括艾塞那肽、利拉鲁肽和度拉糖肽等近十种，年销售额超过百亿美元。这些药物所展现的不同给药频率、临床疗效、不良反应和耐受性与胰高血糖素样肽-1的偏向激动效应密切相关。

中国科学院上海药物研究所王明伟课题组与澳大利亚莫纳什大学Patrick Sexton和Denise Wootten课题组三年前开始组织联合攻关，对该受体N端和第一跨膜螺旋近胞外结构域的28个氨基酸进行定点突变，采用多种技术系统研究了多种肽类配体对受体亲和力及不同信号通路（cAMP、pERK1/2和Ca2+）的激活效能。结果显示，胰高血糖素样肽-1受体上不同的氨基酸位点群调控着配体的亲和力及其所激活的信号通路，配体之间和信号通路之间既有共性也有特性，说明该结构域对信号偏向转导起着重要的调节作用，从而为基于受体偏向激动原理设计趋利避害的药物提供了新的思路。合作研究成果以“Two distinct domains of the glucagon-like peptide-1 receptor control peptide-mediated biased agonism”为题发表在The Journal of Biological Chemistry上（DOI：10.1074/jbc.RA118.003278）。

该研究得到澳洲国家健康与医学研究委员会、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项和上海市科技发展基金的资助，论文的第一作者王明伟课题组博士研究生雷赛飞曾在中国科学院博士生联合培养项目的支持下赴澳大利亚研修。

原文链接：https://www.chembeango.com/zixun/23330

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具有确定原子数目和精确结构的金属原子簇，呈现类似分子的行为和特殊的电子性质，与其外围配体共同作为催化剂时，是一种介于均相与多相之间的结构精准的新型催化剂，能够从原子水平上真正反映催化剂结构对其性能的影响，为催化研究提供更本质的清晰信息，对结构与催化性能的准确关联具有重要意义。

南京大学化学化工学院祝艳教授课题组对已知结构的Ag25原子簇，分别用Au，Pd，Pt三种异质原子成功替换位于Ag25原子簇中心的银原子，形成由24个银原子包围的异核双原子簇（Au@Ag24, Pd@Ag24, Pt@Ag24），该中心异原子虽然只有一个，但对原子簇的催化性能影响巨大。在催化CO2和末端炔烃合成丙炔酸衍生物的碳碳键形成反应中，异核双原子簇比单银原子簇具有更优异的催化活性和稳定性，催化活性与稳定性顺序均为Ag@Ag24<Pt@Ag24～Pd@Ag24<Au@Ag24，实验事实得到了理论计算结果的详细解释与证实。

此工作揭示了原子簇催化剂中一个原子的变化就足以引起其催化性质的重大改变，用理论与实验结合的方式深入探究了其中的作用原理，为原子簇催化剂控制与新催化剂和新反应发现提供了新的思路。

该工作以“Central Doping of a Foreign Atom into the Silver Cluster for Catalytic Conversion of CO2 toward C-C Bond Formation”为题在线发表在Angew. Chem. Int. Ed.（DOI: 10.1002/anie.201805319）上。硕士生刘园园、柴晓琪、蔡潇共同完成实验工作，北京计算科学研究中心陈名扬博士负责其中的计算工作，南京大学介观催化团队负责人丁维平教授和卡内基梅隆大学金荣超教授参与了讨论，介观催化团队学术指导陈懿院士长期指导团队开展尺度上从小到大、结构上从简单到复杂的催化剂构筑与性能研究，为此工作的完成奠定了学术思想基础。此研究得到南京大学登峰人才支持计划、江苏省六大人才高峰、中央高校基本科研业务费以及国家自然科学基金的资助。

 原文链接：https://www.chembeango.com/zixun/23287

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基于荧光探针的活细胞成像已经成为了医疗诊断及生物研究中不可或缺的一部分。从发现至今，可用于活细胞荧光成像的探针已经从传统的有机染料、金属配体复合物扩展到了纳米聚合物、纳米颗粒等新型荧光材料。这些探针有较好的成像性能，但是也面临着一些问题，比如探针的水溶性、pH稳定性、光稳定性、细胞膜穿透性及生物相容性等。然而，现有的探针体系并不能同时解决上面的问题，因此，发展新型荧光探针体系迫在眉睫。

近日，美国西北大学教授、艺术与科学院院士、英国皇家科学院院士J. Fraser Stoddart报道了一种新型荧光探针，并且研究了该探针在成像领域的应用。自从30年多年前Stoddart教授报道了一种刚性主体分子——BlueBox后，BlueBox及其衍生物便广泛存在于主客体识别的研究中，并在多环芳烃的萃取、催化、分子机器等领域有着各种应用。但其中没有关于这类化合物在生物成像中的研究，作者推测，这类可修饰的化合物如果具有荧光的特性，那么极有可能被用于生物成像。因此，作者在BlueBox的基础上合成了一种两边不对称的环番衍生物，并成功将其应用于活细胞的荧光成像。该成果以“ExTzBox: A Glowing Cyclophane for Live-Cell Imaging”为题发表于《美国化学会志》（DOI: 10.1021/jacs.8b03066）。

图1. 化合物6·4X的合成过程

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

新型环番衍生物与传统BlueBox相比，不仅具有更大的空腔，而且其本身具备一定的光物理性质，但是其合成方法与传统BlueBox的合成方法基本相同。传统BlueBox的合成采用联吡啶及其衍生物作为两侧的结构单元，与1,4-二溴甲基或者类似物反应形成环状的产物。而本文为了引入荧光特性并保持环番侧边单元长度基本一致，特意引入了噻唑基团。首先，作者通过1,4-二溴苯与4-吡啶甲醛及二硫代草酰的反应分别得到了环番侧边的结构单元1和3；之后，结构单元1与两当量的1,4-二溴甲基苯反应得到半环的中间产物5；最后，5与3通过成环反应得到了环番化合物6，进一步通过阴离子交换得到了水溶性的环番化合物6·4Cl。此外，为了在后续实验中进行对比，作者对结构单元1和3进行了甲基化得到了带有正电荷的2·2Cl和4·2Cl。

图2. a）化合物6·4Cl的稳态吸收及发射光谱；b）化合物6·4Cl的瞬态吸收光谱；c）化合物6·4Cl的循环伏安曲线

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

在得到了化合物6·4Cl后，作者对其光物理及化学性质进行了研究：稳态吸收光谱表明化合物6·4Cl在320 nm及410 nm处有明显的吸收（图2a），这两个峰分别对应其结构中的两个单元（ExBIPY2+和TzBIPY2+）；稳态发射光谱表明化合物6·4Cl的水溶液在470 nm处具有较强的荧光发射（图2a）。此外，化合物6·4Cl的稳定性研究结果表明，其光稳定性与商品化的核酸染料Hoechst 33258相当，而且这种新型染料在强酸性溶液中也能保持稳定。

图3. 化合物2·2Cl、4·2Cl和6·4Cl的细胞毒性测试及生物成像

（图片来源：J. Am. Chem. Soc.）

由于化合物6·4Cl具有较好的光稳定性及酸稳定性，并且其在血清中与溶液中的荧光光谱并无太大区别，因此作者推测这类化合物能应用与生物成像。在进行细胞试验前，作者首先测试了其细胞毒性。结果表明，在不同浓度下，化合物6·4Cl都表现出了极低的毒性（图3）。在此之后，作者通过共定位测试发现化合物6·4Cl在进入细胞后主要集中在细胞质，而最后的成像试验表明化合物6·4Cl确实可以进行细胞成像。在相同条件下与荧光结构单元4·2Cl相比，化合物6·4Cl不仅不会在短时间内猝灭，而且其荧光强度高达4·2Cl的6倍。

作者最后表示，虽然试验结果初步表明这种环番化合物可以被用于生物成像，但是如果想获得更好的成像结果，该荧光探针还需要进行多方面的改进。

全部作者：Indranil Roy, Sharan Bobbala, Jiawang Zhou, Minh T. Nguyen, Siva Krishna Mohan Nalluri, Yilei Wu, Daniel P. Ferris, Evan Alexander Scott, Michael R. Wasielewski, and J. Fraser Stoddart.

通讯作者：

J. Fraser Stoddart

J. Fraser Stoddart，1942年出生于英国爱丁堡，1966年从爱丁堡大学获得博士学位，目前为美国西北大学化学教授。与Jean-Pierre Sauvage和Bernard L. Feringa分享了2016年诺贝尔化学奖。

原文链接：https://www.chembeango.com/zixun/23126

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中国科学院上海药物研究所徐华强研究员领衔的交叉团队，联合攻关，利用冷冻电镜技术成功解析视紫红质（Rhodopsin）与抑制型G蛋白（Gi）复合物的近原子分辨率结构，攻克了细胞信号转导领域的重大科学难题。该项突破性成果于近日以长文形式在线发表于国际顶级学术期刊Nature上（DOI：10.1038/s41586-018-0215-y）。

该工作是徐华强与合作者在GPCR研究领域的又一重要突破。2015年其利用X射线自由电子激光技术，在Nature发表了rhodopsin与阻遏蛋白复合物的晶体结构，攻克了细胞信号转导领域的重大科学难题。这一突破性成果入选两院院士评选2015中国十大科技进展新闻，同时徐华强研究员也荣获了2016年国际蛋白质学会（The Protein Society）授予的Hans Neurath奖。2017年其再次利用最强X射线激光，破解了GPCR招募阻遏蛋白的磷酸化密码，研究成果以封面文章发表在Cell上。这些研究成果深入系统地对GPCR与下游多种效应蛋白相互作用进行研究，阐述了GPCR信号通路转导的分子机制，具有重大的理论意义和实际应用价值。该工作由中国科学院上海药物研究所、美国温安洛研究所、美国弗雷德里克国家癌症研究实验室、美国芝加哥大学、加拿大多伦多大学和美国国家癌症研究所等机构合作完成。该研究除取得国际项目支持外，还获得国家自然基金委等项目的资助。

原文链接：https://www.chembeango.com/zixun/23005

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近日，湖北大学邹其超课题组、浙江农林大学陈浩课题组、沈哲红课题组、新加坡国立大学官操课题组合作报道了叶状分层中空复合材料Co(VO3)2-Co(OH)2（Co-V）的简单合成方法，该材料附着在碳布上之后可作为超级电容器电极。室温下，该方法利用Co-MOF上的VO3-及OH-与2-甲基咪唑配体之间的交换反应，在碳布表面上原位生长Co-V复合叶状阵列。Co-V复合材料不仅保留了母体Co-MOF的固有树叶形状，而且还具有三维空心结构，其外表面上长有不规则的纳米片。这种独特的分层中空+多孔结构可以使电解质渗透彻底，促进离子/质量转移，缩短离子扩散距离，从而显著提高材料的电化学性能。相关文章发表于ACS Appl. Mater. Interfaces（DOI: 10.1021/acsami.8b05501）。

（来源：ACS Appl. Mater. Interfaces）

作者描述了分层Co-V复合叶状阵列的合成方法（Figure 1）。首先，在25 ℃下，作者将碳布基底上预制备的Co-MOF阵列插入NaVO3水溶液中。然后，通过2-MIM配体和VO3-之间的交换，除去2-MIM来蚀刻Co-MOF以释放Co2+；而Co(VO3)2粒子通过CO2+和Vo3-之间的快速结合沉积在外表面上，从而形成中空结构。同时，释放的2-MIM聚集在中空结构周围并与H2O反应释放出OH-。当浓度达到相对较大时，OH-以及Vo3-会与2-MIM配体发生交换，并在在骨架表面产生Co-V复合物。

（来源：ACS Appl. Mater. Interfaces）

      Co-MOF叶状阵列（Figure 2a-c）在原位生长Co-V-150复合材料过程中作为牺牲模板，因而所得产物拥有与叶状阵列类似的微观结构（Figure 2d-f）。因为Co(OH)2趋向于形成片状结构，所以Co-V-150复合材料的结构单元具有不规则的片状结构（Figure 2f）。此外，作者还从叶状结构的破碎区域中观察到了中空结构。透射电子显微镜的图像进一步表明所制备的Co-V-150具有介孔特征（Figure 2g-i）。根据这些结果，作者推断已成功制备了附着在碳布上的分层中空+多孔叶状阵列。重要的是，Co-MOF前驱体的所有制造过程均不需要加热和搅拌。

（来源：ACS Appl. Mater. Interfaces）

为了探究Co-V-150的元素组成，作者使用了XPS、XRD等一系列表征手段（Figure 3），进一步证实成功合成Co(VO3)2-Co(OH)2复合材料（Figure 3）。

（来源：ACS Appl. Mater. Interfaces）

另外，作者以附着在碳布上的样品为工作电极，在三电极电池体系的碱性电解质中，探究了25 ℃下样品的电化学性质。Co-V-150电极的循环伏安特性曲线（CV）表现出强烈的电容响应性和显著的赝电容特性（Figure 4a）。即使在50 mV s-1这样高的扫描速率下，CV曲线仍然没有明显的变形，表明其在高扫描速率下仍然具有出色的电容输出能力。Figure 4b为基于不同Co-V复合材料和纯Co(OH)2的电极CV曲线。与纯Co(OH)2电极相比，Co-V电极具有显著增强的氧化还原峰，表明其具有更好的电化学活性。与纯Co(OH)2相对光滑的片状结构相比，Co-V复合材料的分层结构和空心结构可以提供更多的活性位点，这有利于其有效地接触电解液，从而获得更好的电化学反应。Figure 4b进一步表明，Co-V电极的CV面积随材料合成时间的延长先增大后减小，CO-V-150复合材料具有最好的电容性能，其CD曲线在不同电流密度处也表现出明显的赝电容特性（Figure 4c）。Figure 4d为不同Co-V电极的CD曲线，图中CS值的变化趋势与Co-V复合材料的形态演化密切相关，其中CO-V-150依然表现出最高的CS值。基于这些值，作者发现Co-V-150电极在CD电流密度增加到30倍后，在0.5-15 mA cm-2的条件下仍能保持79.5%的电容，表明其具有良好的倍率性能。此外，该电极上获得的最高CS值明显高于纯Co(OH)2电极和先前报道的大多数类似电极。如此高的电容性能要归功于Co-V-150叶状阵列的独特结构特征。在循环性能方面（Figure 4e），Co-V-150电极在10 mA cm-2电流密度下经历15000次CD循环后，能够保持90%的初始电容和99.5%的库仑效率值，这意味着Co-V-150电极具有很高的循环稳定性。这些优异的循环性能得益于电极中分层空心+多孔阵列结构的存在。以上结果表明，新制备的Co-V-150电极有望成为制造实用超级电容器的候选材料。

总之，作者合成了具有分层空心+多孔阵列结构的Co-V复合材料，并将其负载于碳布上制备了超级电容器电极。新电极在实验中表现出较高的CS值、良好的倍率性能和优异的循环性能，表明其在超级电容器上具有良好的应用潜力。

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