Preparation of methyl tert-butyl ether (MTBE) over heteropoly acids immobilized on activated carbon (HPA/C) in the vapor phase

Heteropolyacids (HPAs) supported on the activated carbon (SiW12/C and PW12/C) have been used to study the formation of methyl tert-butyl ether (MTBE). Compared to the conventional commercial catalysts, Amberlyst-15 resin and HZSM-5, HPAs supported catalysts have been proved to have much higher catalytic activity under lower temperature, especially selectivity to MTBE is up to 100%. It may be due to the high acid strength of HPAs as well as the specialty of heteropolyanion.

Immobilization of the heteropoly acid (HPA) H4SiW12O40 (SiW12) on mesoporous molecular sieves (HMS and MCM-41) and their catalytic behavior

Supported catalysts, consisting of SiW12 immobilized on hexagonal mesoporous silica (HMS) and its aluminum-substituted derivative (MCM-41) with different loadings and calcination temperatures, have been prepared and characterized by X-ray diffraction, FT-IR and NH3-temperature programmed desorption. It is shown that SiW12 retains the Keggin structure on the mesoporous molecular sieves and no HPA crystal phase is developed, even at SiW12 loadings as high as 50 wt%. In the esterification of acetic acid by n-butanol, supported catalysts exhibit a higher catalytic activity and stability and held some promise of practical application. In addition, experimental results indicate that the loaded amount of SiW12 and the calcination temperatures have a significant influence on the catalytic activity, and the existence of aluminum has also an effect on the properties of supported catalysts.

气相酯化反应的高效催化剂──活性炭固载的杂多酸（HPA／C）

在气－固反应体系中研究了固载在活性炭上的硅钨（ＳｉＷ_（１２））和磷钨（ＰＷ_（１２））杂多酸在合成乙酸乙酯和乙酸丁酯中的催化性能。实验结果表明，反应温度、空间速度和反应物的配比均对催化活性有明显影响，并且，负载催化剂表面酸量与酯化反应活性之间存在着相应的顺变关系。催化剂在较低反应温度和相当大的流速下具有较高的酯化活性，且性能稳定，有一定的应用前景。

具有抗HIV病毒活性的杂多酸HPA－23与谷胱甘肽的作用

以谷胱甘肽作为病毒包络蛋白的模拟物，用ＮＭＲ方法研究了与具有抗爱滋病病毒活性杂多酸ＨＰＡ－２３的作用．对不同配比的ＨＰＡ－２３和谷胱甘肽混合物的１Ｈ和１８３ＷＮＭＲ谱研究结果表明，还原型和氧化型谷胱甘肽均以Ｃ末端ＣＯＯ－与ＨＰＡ－２３骨架的钨原子配位，还原型谷胱甘肽侧链上的巯基（ＳＨ）也参加配位．ＣＯＳＹ谱证明了ＳＨ配位为慢交换反应．早在七十年代初，人们就发现杂多酸具有抗病毒活性［１，２］．最近报道［ＮＨ４］１８［ＮａＳｂ９Ｗ２１Ｏ８８］·２４Ｈ２Ｏ（结构代号为ＨＰＡ－２３）具有很高的抗爱滋病病毒活性，在法国已进入临床应用［３］．但从分子水平研究杂多酸化合物抗病毒的机理．目前尚未见到国内外报道．而作为病毒可以广义地看作由一个蛋白外壳包裹，内部则为核酸．爱滋病病毒同样由两层蛋白所包裹，与宿主细胞发生吸附作用主要是通过外层包络蛋白（ＧＰ１２０）［４］，该蛋白的活性组份是一个由８个氨基酸组成的Ｔ（Ａｌａ－Ｓｅｒ－Ｔｈｒ－Ｔｈｒ－Ｔｈｒ－Ａｓｎ－Ｔｙｒ－Ｔｈｎ）肽段［５］．我们以容易得到的三肽一谷胱甘肽作为病毒包络蛋白的模拟物，用ＮＭＲ方法研究杂多酸ＨＰＡ－２３与它的作用．结果表明还原型和氧化型谷胱甘肽均以Ｃ末端Ｃ

用NMR方法研究杂多酸HPA-23与谷胱甘肽的作用

早在70年代初,人们就发现杂多酸具有抗病毒活性.例如钨锑酸钠[NaSb_9W_(21)O_(86)]~(18-)有可能成为潜在的抗病毒化合物.非常有趣的是最近报道[NH_4]_(18)[NaSb_9W_(21)O_(86)]·24H_2O(结构代号为HPA-23)具有很高的抗爱滋病病毒活性,在法国已进入临床应用.但从分子水平研究杂多酸化合物抗病毒的机理,目前尚未见到国内外报道.而作为病毒可以广义地看作由一个蛋白外壳包裹,内部则为核酸.爱滋病病毒同样由两层蛋白所包裹,与宿主细胞发生吸附作用主要是通过外层包络蛋白(GP120),该蛋白的活性组分是一个由8个氨基酸组成

浙江地方猪种线粒体DNA多态及遗传多样性研究

用ApaⅠ、AvaⅠ、BamHⅠ、BclⅠ、BglⅠ、BglⅡ、ClaⅠ、DraⅠ、Eco RI、Eco RV、HaeⅡ、HincⅡ、HindⅢ、HpaⅠ、KpnⅠ、PstⅠ、PvuⅠ、PvuⅡ、SacⅠ、SalⅠ、ScaⅠ、SmaⅠ、StuⅠ、XbaⅠ和XhoⅠ等25种识别6个碱基对的限制性内切酶分析了浙江地方品种猪、浙江野猪等30个个体的线粒体DNA,共检出30种限制性态型(morph),可归结成3种单倍型,其中BamHⅠ-B、BclⅠ-B、DraⅠ-B和XbaⅠ-C为首次发现;各单倍型间平均遗传距离(p)为0.005,群体的平均多态度(#pi#)为0.0008,均处于遗传多样性贫乏范围。

中国牦牛线粒体DNA多态性及遗传分化

用20种限制性内切酶分析了我国5个牦牛群体90个个体的限制性片段长度多态性，其中AvaI，AvaⅡ、Bg1Ⅱ、EcoRＩ．HindⅢ、HpaＩ6个酶切类型具有多态性, 共发现５种mtDNA单倍型，每种单倍型中检出50-55个位点，并利用双酶切制定出其物理图谱。

麂属动物陈旧皮张标本的DNA提取及PCR扩增

用改进的方法从保存于本单位标本中提取DNA, 所得DNA片段的分子量从100bp到1kb以上。利用线粒体DNA细胞色素b通用引物和PCR技术。从小麂、印度麂、贡山麂、费氏麂、黑麂DNA中扩增出307bp的 细胞色素b特异片段(加上两端引物后长度为364bp)。用28种限制性内切酶对 新鲜血样和从陈旧皮张标本中所得扩增片段进行酶切分析, 发现只有4个酶(DraⅠ、xbaⅠ、HaeⅢ、HpaⅡ)在这个片段上有切点, 其中HaeⅢ和HapⅡ的识别位点在各种麂中有所不同。 图3参10

猕猴毛发皮质醇测量方法探索

毛发是评估下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)慢性活性变化很好的样品,毛发皮质醇的提取方法非常重要.为保证毛发皮质醇提取过程的可靠性,实验使用了液氮冷冻研磨:设计了空白对照组(磷酸缓冲液(PBS))(n=3)、原管组(n=10)和新管组(n=10),以检验缓冲液、离心管对提取的潜在干扰;对同一动物样品(n=16)两次独立提取的结果及毛发皮质醇浓度与受到的极端攻击量(血浆皮质醇浓度的间接指标)(n=16)进行了Pearson相关分析.结果表明:空白对照组测量结果为0pg/mg:新管浓度值与原管无显著性差异(F(1,19)=0.041,P=0.843,one-wayANOVA);两次独立提取结果高度正相关(r=0.893,P=0.000);皮质醇浓度与受到的极端攻击量中度正相关(r=0.591,P=0.008).因此,离心管、缓冲液对实验没有显著性干扰,溶液中皮质醇来源于毛发样品;提取操作流程可靠,所得数据可信.

杂多化合物的氧化还原性质、自组装和应用

1．利用电化学和现场紫外-可见-近红外光谱电化学的方法，系统研究了一系列过渡金属取代杂多化合物ZnW_(11)M(M = Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn)的电化学行为。所有的这些化合物都在相近的电位处表现出四对连续的基于W中心的氧化还原反应。研究表明，ZnW_(11)M中基于W中心的氧化还原反应可能反映了它那个未知的缺位阴离子ZnW_(11)的氧化还原反应。此外，电活性过渡会属取代杂多化合物ZnW_(11)M(M = Cu，Fe，Mn)还表现了过渡金属M的氧化还原反应。例如：ZnW_(11)Cu~(11)表现出Cu的沉积和溶出，ZnW_(11)Fe~(III)在正电位处有一特殊的源于Fe的氧化还原反应，ZnW_(11)Mn则发生一个氧化反应和两个还原反应。根据实验结果我们提出了一些基本的反应机理。选取HNO_2为底物考察了这一系列过渡金属取代杂多化合物的电催化性能。通过比较电催化还原电流的大小，我们可以定性地排出这一系列过渡金属取代杂多化合物对HNO_2还原反应的电催化性能的顺序（由高到低）：ZnW_(11)Cu > ZnW_(11)Co > ZnW_(11)Cr和ZnW_(11)Fe > ZnW_(11)Zn、ZnW_(11)Mn和ZnW_(11)Ni。这一系列过渡金属取代杂多化合物的电催化性能的差别，可能主要是来自于它们分子结构中所取代的过渡金属元素的影响。实验证明ZnW_(11)M对HNO_2还原反应的电催化过程中产生NO气体。2．采用末端带有电荷的烷基硫醇首先自组装在金电极表面形成前体膜，在此前体膜上成功地沉积出杂多阴离子和一种阳离子聚合物的多层膜。利用多种技术对这种多层膜进行了表征，包括紫外可见光谱法、X射线光电子能谱法、反射-吸收红外光谱法、电化学石英晶体微天平法等。而且我们把这种修饰方法推广应用于不同结构类型、不同组成的杂多阴离子和同多阴离子中去，制备了它们的多层膜。利用原位EQCM技术研究了杂多酸分子的吸附动力学行为及电化学反应过程中的离子传输特性。实验结果表明，在修饰膜的电化学反应过程中，HSO_4~-离子的迁移在膜的电荷补偿中是必不可少的。修正并发展了依据原位EQCM技术考察迁移物种特性的方法，并基于此详细分析了HPA分子在各种修饰条件下电化学反应中正常及反常的频率响应及离子迁移行为。3．首次开发出来一种新颖的多层膜成膜方法-电化学生长法，并应用于制备含杂多化合物的多层膜中。通过多种技术表征，证明了电化学生长法比文献中通用的浸泡法更优越，可以在含有支持电解质的溶液里成膜而没有其它离子竞争吸附的缺点，制备出的自组装多层膜生长更均匀、超薄且功能良好。电化学生长法可望在制备其它种类的多层膜中会有广泛的应用。同时，我们也比较了这两种多层膜对于底物BrO_3~-和HNO_2还原反应的电催化作用。特别地，我们详细考察了多层膜厚度和最外层种类对电催化反应的影响。我们发现电催化性能随着多层膜层数（厚度）的增加而增长，这意味着我们可以通过调节多层膜的层数来达到最有效的催化性能，这一点是多层膜修饰电极优越于其它类型修饰电极最突出的优点之一。此外，我们还发现QPVP-Os最外层对催化反应有着一定的阻碍作用。这些影响作用可以从多层膜中电催化剂沉积量的多少和QPVP-Os最外层的屏蔽作用得以解释。4．尽管SiW_(l2)O_(40)~(4-)不能直接吸附在裸金电极的表面形成单层膜，我们成功地在预先自组装有半胱氨的金电极上制备出来了SiW_(12)O_(40)~(4-)单层膜。但是，这种SiW_(12)O_(40)~(4-)单层膜化学修饰电极的稳定性较差。基于同阳离子聚合物QPVP-Os的静电相互作用，我们成功地制备了均匀的SiW_(l2)O_(40)~(4-)多层膜。SiW_(l2)O_(40)~(4-)多层膜CMEs对BrO_3~-，H_2O_2和HNO_2的还原表现出显著的催化效应。对HNO，还原的催化效应随着层数由l到3的增加而增强，而这种催化效应的增强却随着层数由3到7而趋于平缓。由于多层膜结构是建立在同QPVP-Os的强烈的静电作用上的，因此SiW_(12)O_(40)~(4-)多层膜CMEs比单层膜CMEs有更好的稳定性。我们主要利用电化学方法（循环伏安法，CV）、紫外可见光谱法(UV-vis)、X-射线光电子能谱法(XPS)、X-射线反射法(XR)和电化学交流阻抗法(EIS)，对这种杂多阴离子自组装多层膜的成膜过程、多层膜结构和组成进行了进一步地表征。5．通过氨阳离子自由基修饰方法，把4-氨基苯甲酸修饰到玻碳电极表面。研究了该单层膜对多种电活性分子的影响，膜的阻滞行为主要是由于静电相互作用所导致的。利用循环伏安和电化学交流阻抗法考察了4-氨基苯甲酸修饰电极对不同酸度条件下铁氰化钾的电子传递情况，并测得了它的表面pKa值大约为3.1。以修饰在玻碳电极表面的4-氨基苯甲酸单层膜为前体膜，成功地静电沉积了阳离 子聚合物QPVP-Os和多种杂多化合物组成的多层膜。采用循环伏安法详细研究了这种杂多化合物单层膜和多层膜的电化学行为，并且考察了这种复合膜对三种底物BrO_3~-,HNO_2及H_2O_2的还原反应的电催化性能。6．类似地，在4-氨基苯甲酸修饰的玻碳电极表面上，我们也成功地制备了SiW_(12)的多层膜。循环伏安、X-射线光电子能谱和X-射线反射的实验结果证明多层膜的生长非常均匀而且稳定。X-射线反射实验测定了多层膜中每个SiW_(12)/QPVP-Os双层的平均厚度为30.3A。这种复合膜对Br0_3~-，HNO_2和H_2O_2还原有明显的催化活性，并且在较大的浓度范围内催化电流与浓度具有良好的线性关系。更有意义的是，随着SiW_(12)多层膜层数的增加（固定在多层膜中催化剂量的增加），多层膜的催化能力具较大程度地提高。因此，我们可以通过合理地控制多层膜的厚度来改善其催化活性及分析测定的灵敏度，从而达到最佳的催化效能和优化出最适宜的实验条件。由于电极的稳定性较好，期望可以实际用于Br0_3~-，HNO_2和H_20_2的检测。7．采用电化学生长方法在4-氨基硫酚自组装膜修饰的金电极上，制备了包含杂多阴离子（SiMo_(11)VO_(40)~(5-)和Pr(SiMo_7W_4)O_(40)~(5-)）和阳离子聚合物PDDA的多层膜修饰电极。用循环伏安法研究了多层膜修饰电极的电化学行为。在多层膜生长过程中，我们发现Mo的第三个氧化还原峰随多层膜层数的增加显著增长，而前两个氧化还原峰增长缓慢甚至不增长，这可能是由于PDDA对Mo的前两个还原峰有一定的阻碍作用所导致的。多层膜修饰电极的峰电位随pH的增加而线性负移，表明有氢离子参与到杂多阴离子的氧化还原反应中。多层膜修饰电极对BrO_3~-和HNO_2的还原反应有良好的电催化作用，Mo的第三个还原峰峰电流与BrO_3~-的浓度都有良好的线性关系，并且催化电流随着多层膜层数的增加而增长。8．我们考察了首先通过静电沉积技术（离子键组装）成膜，然后经过后续光化学反应来制备一类含聚苯胺的基于共价键结合的多层膜。通过紫外光的辐照，膜的交联结构可由离子键型转变为共价键型。溶剂刻蚀的结果表明此种共价键合多层膜有更好的稳定性。电化学实验表明，以此种方式组装在多层膜中的聚苯胺仍保留了其电化学性质。

杂多酸的固载化研究

杂多酸（HPA）是一种新型多功能催化材料，但只有将杂多酸稳定地固载在载体表面上才能有效地防止HPA在气固相反应中的溶脱流失，实现连续生产，以及在液固相条件下HPA与产物的简易分离，才能实现高价格HPA的多次重复使用。本工作在详细总结了文献中有关HPA的组成、性质、催化应用和固载研究结果的基础上，研究和探讨了具有Keggin结构的HPA在不同结构载体上的吸附规律，作用机制，和固载后应用的可能性。

中国貉(Nyctereutes procyonoides)线粒体DNA多态性及其与亚种分化的关系

我们用8种限制性核酸内切酶(Hpa I、Bgl I、EcoR I、Sca I、BamH I、EcoRV、Stu I、和Apa I)分析来自东北、华北、华东、西南、华南地区的中国貉(Nyctereutes procyonoides)5个地理群体共11只个体的mtDNA多态性，计算各群体间的遗传距离。分别用UPG法和NJ法构建中国貉的系统发生关系。结果表明，云南、广西、安徽群体与华北、东北群体分别构成中国貉的南、北两个支系；根据遗传距离的计算，华北貉可以构成一个独立的亚种；指名亚种中的广西、安徽两群体间的遗传差异较大(p=o.oo97)，而广西貉与西南亚种（云南貉）则非常接近(p=o.0047)。这提示，指名亚种内已发生明显的遗传分化。华东（福建）、华南群体（两广）的分类地位及其与其它各群体的遗传关系有待进一步探讨。在所研究的5个群体中，MtDNA差异与群体间的地理距离表现出某种相关性。

苯乙酮、氨甲酸酯参与的直接Mannich反应

Mannich反应是有机化学中最重要的碳-碳键形成反应，其产物是合成手性胺的通用中间体。间接Mannich反应使用不稳定的预制烯醇等当体，以未修饰的酮为给体的直接方法将增强Mannich反应的效率。针对低活性苯乙酮、氨甲酸酯参与的直接Mannich反应，研究工作将更具挑战性。 在前期实验中，我们发现Lewis酸-NbCl5可高效催化苯乙酮、芳香醛、芳香胺三组分直接Mannich反应，反应在环境温度下进行，高收率获得Mannich碱。这是以苯乙酮参与的Mannich反应中，实现催化量Lewis酸催化的首次报道。该方法高效且操作简单。但就底物而言，对易去保护、低活性的氨甲酸酯类底物收率较低。我们设想Brønst酸可解决此类底物问题。令人高兴的是，杂多酸可高效催化芳香酮、芳香醛、氨甲酸酯三组分直接Mannich反应，反应在环境温度下进行，高收率获得N-保护的β-氨基酮。该方法底物范围广泛，普适性强且催化剂便宜。 基于杂多酸在苯乙酮、氨甲酸酯为底物直接Mannich反应中的高效性，我们设想杂多酸与功能化的手性有机小分子-手性伯胺组装可解决催化剂回收问题，同时实现不对称催化。实验结果表明，非共价键固载手性伯胺不能有效催化苯乙酮为底物的直接Mannich反应，无论是对映选择性还是收率均较低。随后，我们以丙二酸酯及α-氨基砜为底物，以增强底物活性，同时绕开亚胺的不稳定性。辛可宁伯胺以氢键双活化底物，有效催化原位产生氨甲酸酯类亚胺与丙二酸酯的Mannich反应，高收率获得Mannich碱，ee值中等。 我们采用逐步解决问题的策略解决Mannich反应中的部分问题并在Lewis酸催化、Brønst酸催化、非共价键固载手性伯胺催化及手性伯胺氢键催化的直接Mannich反应中做出了有益探索。 The Mannich reactions are among the most fundamental carbon-carbon bond forming reactions in organic chemistry, and the reaction products are versatile intermediates in the synthesis of chiral amines. The indirect Mannich reaction uses preformed enolate equivalents. However the preformed enolates are unstable. Thus, a direct methodology based on unmodified ketone donors would enhance the efficiency of the Mannich reaction. Especially researches for the directed Mannich reactions of acetophenone, carbamate, which own lower activities, will be more challengeable. In the initial experiments, we found an efficient Lewis acid-NbCl5 which could catalyze three-component Mannich-type reaction of acetophenone, aromatic aldehydes and aromatic amines at ambient temperature in high yields. This is the first report that use catalytic amount of Lewis acid in the Mannich reactions of .acetophenone. The method reported is not only simple to operate but also efficient. However, as far as amines are concerned, the substrates of carbamates which can be deprotected more easily and less reactive than amines give low yields. We envisaged that Brønsted acid would resolve this problem. Pleasingly, heteropoly acids (HPA) efficiently catalyzed one-pot three-component Mannich reactions of aryl aldehydes, aryl ketones, and carbamates at ambient temperature and afforded the corresponding N-protected β-amino ketones in good to excellent yields. This method provides a novel and improved modification of three-component Mannich reactions in terms of a wide scope of aldehydes, ketones and carbamates, economic viability. Based on the high efficiency of heteropoly acids in the Mannich reaction of acetophenone and carbamates, we envisaged that if HPA were combined with functionalized chiral organocatalysts–chiral primary amines the assemblies may be able to act as recoverable asymmetric organocatalysts. The results of exprimentals showed that noncovalently supported heterogeneous chiral primary amine couldn’t effectively catalyze the Mannich reactions which own two the substrate of acetophenone regardless of enantioselectivity and yield. Then, we employed malonates and α-amido sulfones as substrates to enhance reactivity of substrates and circumvent the instability of imines. A moderately enantioselective and highly yield Mannich reaction with in situ generation of carbamate-protected imines from stable α-amido sulfones catalyzed by cinchonine primary amine catalyst was developed. It is noteworthy that cinchonine primary amine can dual activate substrates through H-bond activation and thus promote the reaction. We applied step-by-step-strategy to resolve some problems in the Mannich reactions and did some instructive explorations in Lewis acid catalysis, Brønst acid catalysis, noncovalently supported heterogeneous chiral primary amine catalysis and chiral primary amine as hydrogen-bond catalysis.

Fabrication and electrochemical behaviors of multilayers composed of heteropholyanions and poly(diallyldimethylammonium chloride) on 4-aminothiophenol modified gold electrodes

Multilayer films composed of heteropolyanions (HPAS, SiMo11 VO405-) and cationic polymer poly(diallyldimethylammonium chloride) on 4-aminothiophenol self-assembled-monolayer were fabricated by electrochemical growth. Growth processes of the composite films were characterized by cyclic voltammetry. The results prove the third redox peak of Mo increases more rapidly, otherwise the other Mo redox peaks increase very slowly when the number of layers of heteropolyanions is greater. The peak potentials of composite films shift linearly to negative position with higher pH, which implies that protons are involved in the redox processes of HPA. The investigation of electrocatalytic behaviors of composite films shows a good catalytic activity for the reductions of HNO2 and BrO3-. Catalytic currents increase with increasing number of layers of heteropolyanions, moreover, the catalytic currents have a good linear relationship with the concentrations of BrO3-.