芳烃的研究进展

萘环荧光基团-杯芳烃的荧光传感器的研究进展彭文毫,安小宁(华南理工大学化学化工学院,广州510641) 摘　要:荧光型杯芳烃作为一类能发出荧光的物质被用作荧光探针,而杯芳烃带上荧光基团萘后,可利用其荧光发射光谱和荧光强度的不同,对有机分子和金属阳/阴离子等加以识别。

荧光型杯芳烃的合成颇具价值。

综述了国内外以荧光基团萘环的杯芳烃衍生物用作传感器的最新研究和应用进展。

关键词:杯芳烃;荧光基团;萘R esearch Progress in the C alixarene Derivatives Bearing Fluorescent N aphthalenePEN G Wen2hao,A N Xiao2ni ng(College of Chemistry&Chemical Engineering,South ChinaUniversity of Technology,Guangzhou　510641,China) Abstract:Fluorescent calixarene was acting as fluorescent probe because of its fluorescence.Calixarene was synthesized by the acid2catalysed condensation reaction between resorcinol and alde2hyde.It synthesized the cal2 ixarene derivatives bearing fluorescent naphthalene or naphthalene derivatives,and was used to recognize the or2 ganic molecule,metal cation and anion by the differences of fluorescent emission spectrum and fluorescent inten2 sity.The latest research and application progress of the calixarene derivatives bearing fluorescent naphthalene as sensor were summarized.K ey w ords:calixarene;fluorescent;naphthalene 当杯芳烃上修饰上荧光基团如萘、蒽、芘、苯并噻唑基团后,可以利用其与客体分子形成包结物后荧光发射光谱及荧光强度的改变来识别客体分子。

共固定化酶—介体体系催化降解多环芳烃的研究共固定化酶—介体体系催化降解多环芳烃的研究引言近年来，多环芳烃 (PAHs) 污染问题引起了人们的广泛关注。

PAHs 是一类常见的环境污染物，由于它们的持久性和难以降解性，对生态系统和人类健康造成了潜在威胁。

因此，发展高效的处理技术成为了迫切的需求。

酶介导的降解被认为是一种环境友好且高效的方法。

本文将重点介绍共固定化酶—介体体系在催化降解多环芳烃方面的研究进展。

共固定化酶—介体体系的构建共固定化酶—介体体系是将酶和介体固定在一起形成一种功能性复合物。

通过共固定化，酶和介体之间形成了紧密的接触与协作，提高了催化剂的稳定性和反应效率。

在降解多环芳烃的研究中，选择合适的酶和介体对于构建有效的共固定化酶—介体体系至关重要。

一种常用的酶是过氧化氢酶 (HRP)，其能够通过催化活性氧的生成使多环芳烃分子发生氧化反应。

另外，萘降解酶(NDO) 和邻苯二酚-2,3-二氧化酶 (BphD) 等也常用于多环芳烃的降解。

介体方面，常用的有载体材料包括聚合物、纳米材料和基质材料等。

聚合物如聚乙烯醇 (PVA)、polyurethane foam (PUF) 和聚苯乙烯 (PS) 等，具有较好的吸附性能和稳定性。

纳米材料如纳米二氧化硅 (SiO2)、纳米氧化铝 (Al2O3) 和纳米氧化锌 (ZnO) 等，具有更高的比表面积和反应活性。

基质材料如硅胶和膜材料，具有更好的固定化效果。

催化降解的机制和条件共固定化酶—介体体系催化降解多环芳烃的机制主要涉及两个方面：酶的催化反应和介体的吸附作用。

首先，酶能够通过活性位点催化多环芳烃分子的氧化反应。

例如，HRP 催化过程中，它与过氧化氢反应生成的活性氧可以直接与多环芳烃分子发生反应，引发氧化降解。

其次，介体作为载体材料，能够吸附和浓缩多环芳烃分子，促使其与酶更充分地接触并发生反应。

为了优化催化降解的效果，研究人员还需要确定合适的条件。

反应温度、pH 值、底物浓度和酶浓度等是影响降解效率的重要因素。

煤炭与化工Coal and Chemical Industry第43卷第12期2020年12月Vol.43 No. 12Dec. 2020化工工艺与工程离子液体催化芳煙硝化反应研究进展刘岳明1,刘晨1,2,刘 冉1,张珂1,张娟1,赵地顺1(1.河北科技大学"河北科技大学-南非大学”新能源国际联合实验室，河北石家庄050018；2.石家庄科技信息职业学院，河北石家庄050000)摘要：芳香族化合物的硝化产物在工业上有着广泛的用途，传统硝化工艺以浓硫酸作为催化剂，虽然操作条件成熟，但有强烈的腐蚀性，处理困难。

近年来，随着对绿色催化剂的深入研究，可替代传统混酸硝化体系的绿色催化硝化体系引起了广泛的研究兴趣，其中将新型绿色功能化离子液体作为硝化反应催化剂，实现硝化反应绿色清洁生产成为研究热点。

通过 对离子液体应用于芳婕硝化反应的研究现状进行综述，表明离子液体具有较为理想的绿色催 化前景。

关键词：离子液体；芳香族化合物；催化；硝化；绿色化学中图分类号：TQ241文献标识码：A 文章编号：2095-5979 ( 2020 ) 12-0111-07Research progress on nitrification of aromaticcompounds catalyzed by ionic liquidsLiu Yueming 1, Liu Chen 1,2, Liu Ran 1, Zhang Ke 1, Zhang Juan 1, Zhao Di s hun 1(1. Hebei Science and Technology University, New Energy International Joint Laboratory of H ebei Science and Technology Unwersity- South AfricaUnwersity, Shijiazhuang 050018, China; 2. Shijiazhuang Technology and Information VocationalCollege, Shyiazhuang 050000, China )Abstract : The nitrification products of aromatic compounds are widely used in industry. The traditional nitrification reaction process was using concentrated sulfuric acid as catalyst. Although the operation condition is mature, it has strong corrosivity and is difficult to treat. In recent years, as the study of green catalysts, the green catalytic nitrification systemwhich could replace the traditional nitrification system of mixed acid has attracted wide research interests. So, using new green functional ionic liquids as environment —friendly nitrification catalyst for realizing green and clean nitrificationreaction become a research hotspot. The research progress of ionic liquids used in aromatics nitration reaction was reviewed, and the ionic liquids showed an ideal green catalytic prospect.Key words : ionic liquid; aromatic compounds; catalyze; nitration0引 言工业生产过程中排放的挥发性有机化合物(VOCs)是大气中有机气体污染物的主要来源，不 仅对人类的健康造成严重危害，同时也是公认的可吸入颗粒物PM2.5前驱体，随着经济的发展，VOCs 气体的年排放量持续增长，如何有效控制并处理VOCs 气体成为研究热点。

钯催化Suzuki偶联反应合成多芳烃化合物的研究钯催化Suzuki偶联反应合成多芳烃化合物的研究引言：随着有机化学研究的不断深入，如何高效地合成多芳烃化合物一直是有机化学家们关注的热点问题之一。

钯催化Suzuki偶联反应是一种重要的方法，通过它可以将芳基硼酸与芳基卤化物进行偶联，从而得到各种复杂的多芳烃化合物。

本文将探讨钯催化Suzuki偶联反应在合成多芳烃化合物中的应用及其研究进展。

一、钯催化Suzuki偶联反应的基本原理钯催化Suzuki偶联反应是由日本化学家Suzuki发现并发展起来的一种重要的C-C键形成反应。

其基本原理是将芳基硼酸与芳基卤化物在钯催化下发生偶联反应，生成新的C-C键。

这种反应具有反应条件温和、反应底物广泛、收率高等优点，因此在有机化学中被广泛应用于合成复杂的多芳烃化合物。

二、钯催化Suzuki偶联反应的反应机理钯催化Suzuki偶联反应的机理经过多年的研究，得到了较为清晰的认识。

反应的关键步骤是芳基硼酸与钯络合物相互作用，生成活性的芳基钯络合物。

随后，芳基钯络合物与芳基卤化物发生交叉偶联反应，生成新的C-C键。

三、钯催化Suzuki偶联反应在多芳烃化合物合成中的应用钯催化Suzuki偶联反应可用于合成各种复杂的多芳烃化合物，具有较高的合成效率和选择性。

例如，在天然产物合成中，可以通过这种反应合成具有重要生物活性的多芳烃骨架；在药物合成领域，可以利用这种反应合成关键中间体或活性分子；在材料科学中，可以利用这种反应合成多种具有特殊性质的有机小分子。

四、钯催化Suzuki偶联反应合成多芳烃化合物的研究进展近年来，钯催化Suzuki偶联反应在多芳烃化合物合成领域取得了显著进展。

例如，有研究表明通过改变反应条件、催化剂配体等因素，可以提高反应的活性和选择性；有研究发现引入新型配体可以提高催化剂的稳定性和反应效率；有研究利用催化剂表面改性技术提高反应速率和选择性等。

这些研究进展为钯催化Suzuki偶联反应的应用拓宽了道路。

2019.18科学技术创新1降解PAHs 的微生物细菌在有机污染物降解中参与度高，目前已有大量的可降解PAHs 的细菌自污染土壤或沉积物中分离出来，较常见的有Pseudomonas 属、Rhodococcus 属和sphingomonads ，其中sphin -gomonads 表现出明显的代谢多样性，对多种PAHs 有良好的利用能力，成为了研究热点。

该类菌体内的代谢多样性基于丰富的环羟基化氧化酶(RHO)及底物广泛性，且它们的RHO 的α亚基通常拥有较大的底物结合口袋，能满足结合高分子量PAHs 的空间要求[1]。

另外，与其他细菌不同，sphingomonads 位于质粒上的降解基因的定位彼此分开，或者至少是由协同管理的不同操纵子进行调控，这种“灵活”的基因组织方式有利于细菌更快适应新产生的PAHs 。

真菌也是PAHs 生物降解的主要参与者，相比于细菌，真菌网络状的菌丝表面积更广、更易进入土壤孔隙中，且能分泌大量非特异性胞外酶渗透被污染的土壤。

另外，微藻作为水体环境的初级生产者，在PAHs 修复、水体净化等方面也起到重要作用。

2PAHs 的降解机制细菌对PAHs 的有氧代谢主要机制是先通过双加氧酶氧化苯环形成顺式-二氢二醇类化合物，随后脱氢形成二羟基化的中间体，进一步裂解开环，最后形成三羧酸循环的中间物，为细胞生长所利用。

真菌对PAHs 的降解不同于细菌，主要分为木质素酶系途径和细胞色素P450酶系途径。

木质素酶系对底物特异性不高，能氧化多种PAHs 转化为醌类化合物，随后经加氢、脱水等反应进一步降解。

细胞色素P450酶系首先利用单加氧酶形成环氧化物，然后水解形成二氢二醇类化合物参与下游降解反应，也可经重排形成酚类中间体作为后续硫酸化、甲基化的底物或与木糖、葡萄糖结合，进行下一步的分解。

厌氧微生物利用硫酸盐、高铁离子、硝酸盐等电子受体进行电子和能量的传递并耦合PAHs 的转化，然而厌氧条件下产能少，微生物活性低，因此相比于好氧降解，厌氧降解过程缓慢，且相关途径的研究仍处于起步阶段。

土壤中多环芳烃的提取与净化方法研究现状土壤中的多环芳烃是一类有机污染物，常见的有苯并芘、菲、苯并(a)蒽等化合物。

这些化合物对环境和人类健康都具有潜在的危害，因此对土壤中多环芳烃的提取与净化方法进行研究具有重要意义。

目前，土壤中多环芳烃的提取主要采用有机溶剂提取法、超声波辅助提取法和微波辅助提取法等。

有机溶剂提取法是最常用的一种方法，其原理是通过溶剂的溶解作用使多环芳烃从土壤中转移到溶液中。

常用的溶剂有二硫化碳、苯、二氯甲烷等。

超声波辅助提取法和微波辅助提取法是通过超声波和微波的物理效应，使溶剂在土壤中形成气泡或产生局部加热，从而提高多环芳烃的溶解速率和提取效果。

对于提取后的土壤样品，常常需要进行净化处理以去除其中的杂质。

常用的净化方法有硅胶柱净化法、气相色谱法和液相色谱法等。

硅胶柱净化法是一种基于亲水性差异的净化方法，通过调节溶剂的pH值和选择合适的溶剂系统，使多环芳烃保留在硅胶柱上，而去除残留的杂质。

气相色谱法和液相色谱法是一种利用分离柱的选择性分离性能进行净化的方法，根据多环芳烃的疏水性和极性特性，采用合适的分离柱进行分离。

还有一些新型的多环芳烃提取与净化方法在研究中得到了应用。

超临界流体萃取法、电化学氧化法和生物降解法等。

超临界流体萃取法利用超临界流体的特殊性质，使得多环芳烃能够在较低温度下被有效提取。

电化学氧化法是一种通过在土壤中施加电压使多环芳烃被氧化降解的方法。

生物降解法利用微生物降解多环芳烃，通过添加合适的微生物和调节环境条件，促进多环芳烃的降解。

土壤中多环芳烃的提取与净化方法研究已经取得了一定的进展，常用的方法包括有机溶剂提取法、超声波辅助提取法和微波辅助提取法等。

还有一些新型的方法在研究中得到了应用。

未来的研究重点应该放在提高提取效果和净化效率、降低成本和环境影响等方面。

第３１卷第２期技术与创新管理２０１０年３月ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＶ０１．３ｌＮｏ．２Ｍａｒ．２０１０【技术与应用研究】多环芳烃在水中的分布状态及研究进展焦琳，端木合顺，程爱华（西安科技大学地环学院，陕西西安７１００５４）摘要：多环芳烃是一类具有“三致”效应（致癌、致畸、致突变）的持久性有机污染物。

环境中的多环芳烃主要来源于碳氢化合物的不完全燃烧，并且广泛存在于各种余质中。

水是生命之源，在人类的生产生活中有着不可替代的作用，然而世界大部分地区的表层水都不同程度地受到多环芳烃的污染。

本文就多环芳烃的性质、来源、在水中的分布状态、危害、处理方法等进行了回顾和综述，并展望了我国多环芳烃研究的发展方向。

关键词：多环芳烃；分布；降解中图分类号：Ｇ６４４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２—７３１２（２０１０）０２—０２３１—０４ＴｈｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＰｏｌｙｃｙｃｌｉｃＡｒｏｍａｔｉｃＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｉｎＷａｔｅｒａｎｄＴｈｅＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆｉｔｓＲｅｓｅａｒｃｈＪＩＡ０Ｌｉｎ，ＤＵＡＮＭＵＨｅ．ｓｈｕｎ，ＣＨＥＮＧＡｉ－ｈｕａ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，施’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ矿ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，船’ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ（ＰＡＨｓ）ａｒｅｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ，ｋｎｏｗｎｆｏｒｔｈｅｉｒｔｅｒａｔｏｇｅｎｉｃ，ｃａｒｃｉ－ｎｏｇｅｎｅｔｉｃａｎｄｍｕｔａｇｅｎｉｃｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅｙａｒｅｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｃａｒｂｏｎａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎａｎｄｅｘｉｓｔｉｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓｌｙ．Ｗａｔｅｒｉｓｔｈｅｓｏｕｌ＇．ｃｅｏｆｌｉｆｅａｎｄｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅｉｎｏｕｒｌｉｆｅ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｌａｒｇｅａｒｅａｓｏｆｔｈｅｗｏｒｌｄ．ｔｈｅｓｕ／董ａｃｅｗａｔｅｒｉｓｐｏｌｌｕｔｅｄｂｙＰＡＨｓｉｎｖａｒｙｉｎｇｄｅｇｒｅｅｓ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｑｕａｌｉｔｙ，ｈａｒｍ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ａｎｄｄｉｓｐｏｓａｌｍｅｔｈｏｄｏｆＰｏｌｙｃｙｃｌｉｃＡｒｏｍａｔｉｃＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｉｎｔｈｅｗａｔｅｒ，ａｎｄｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＰＡＨｓｒｅｓｅａｒｃｈｉｎＯｕｒＣＯＵｎｔｌＴ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ（ＰＡＨｓ）；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｌ引言多环芳烃（ＰＡＨｓ，ＰｏｌｙｃｙｃｌｉｃＡｒｏｍａｔｉｃＨｙｄｒｏ－ｃａｒ－ｂｏｎｓ）是一类广泛存在于环境中的含有两个或两个以上苯环，以线状、角状或簇状排列的稠环型化合物，熔点和沸点较高，具有疏水性、蒸气压小，辛醇一水分配系数高，持久性强。

新型杯芳烃的合成自组装及应用研究近年来，随着绿色化学的发展，环保型材料的研发和应用层出不穷。

渐渐地，聚合物材料的有机改性也引起了学者们的重视。

在这一背景下，改性的有机材料被广泛用于各种工业应用中，而新型杯芳烃正是其中的重要组分。

本文重点介绍了新型杯芳烃的合成自组装及应用研究的研究进展。

一、新型杯芳烃的合成新型杯芳烃又称为“环状杯芳烃”，是一类特殊的有机小分子。

它具有较高的抗氧化性、颜色保持度、机械强度、耐热性等优点，可以用于纤维、塑料、涂料、硅胶等领域。

研究发现，新型杯芳烃的结构非常复杂，它的合成自组装是关键步骤，它可以通过有针对性的氧化反应生成不同量级的环状杯芳烃。

例如，杂环甲烷可以通过脱水、脱氨、活化和加氢反应等手段进行合成。

把氯化钾溶液加到杂环甲烷中，反应后形成的环状杯芳烃与原材料表现出很大差别，从而获得不同量级的新型杯芳烃。

此外，芳烃活性分子也可以通过缩合、活化、加氢等步骤合成环状杯芳烃。

二、新型杯芳烃的自组装新型杯芳烃的自组装是构筑其特性与应用的关键步骤。

它可以通过均相反应器、金属有机框架体系或离子液体等方式实现。

例如，在均相反应器中，可以使用聚合物、植物油或树脂等作为溶剂；另一种方法是金属有机框架体系，其体系可以在升温或添加溶剂条件下实现新型杯芳烃的组装；最后一种方法是离子液体系统，它可以在低活化能条件下实现自组装，因此它在环保绿色化学领域得到了广泛应用。

三、新型杯芳烃的应用新型杯芳烃复合材料具有良好的机械性能，可以在许多领域用于无机改性，从而提高材料的性能。

例如，它可以应用于纤维、陶瓷、塑料和硅胶表面的改性，提高其耐污性、机械强度和耐热性。

此外，新型杯芳烃还可以用于绝缘材料，其中结构上开有孔隙的高分子材料对热负载有较高抗磨性，具有良好的散热性能和热稳定性。

此外，新型杯芳烃还可以用作涂料、乳液、纤维、热固性胶等的增强剂，提高材料的抗氧化性、颜色保持度和耐腐蚀性等。

综上所述，新型杯芳烃是一种特殊的有机小分子，它的合成与自组装是其应用的关键步骤。