在室温环境中，细菌，病毒或有毒物质被超细胞颗粒物（例如PM0.3）作为载体，危害公共卫生的超细颗粒物。此外，工业高温废气对环境造成严重污染。为了优化人们的健康和环境，迫切需要建立一个可以应用于室温和含有细菌的高温源的过滤膜。目前，大多数过滤膜具有技术瓶颈，例如过滤耐用性较差和工业化缓慢。为了应对上述问题，武汉纺织大学材料学院的团队使用离心旋转技术在旋转过程中自发获得两极分化的分子结构，而无需外部电场，从而在形成的fiber fiber and and and to anter and and topriate and andib and and vargial and and nuoptib and nuoptib and nuoptip and nuoptip and silver and nuoptial nuop and nuoptip and nuopterial sisterib and silver and nuop toral silver and nuoptip and silver and nuoptip silver and silver n.过滤。同时，这项技术还实现了滤膜的宏观准备。相关工作发表在“基于自我维持的静电和抗菌聚酰亚胺/银纤维垫子”的“耐热空气过滤器中”中的高级功能材料。该论文的联合首位作者是伍汉纺织大学纺织学院Lu Pei博士和武汉纺织大学的2023年硕士学位学生Ju Zheng，院士Xu Weilin和Liu Xin教授是该论文的共同作者。
图1。基于离心旋转及其强静电效应的纤维毡制备
在这项研究工作中，在聚酰亚胺纤维毛毡表面上产生了超强自我维持的静电力，主要归因于宏摩擦和微偶极极化。在离心旋转过程中，摩擦发生在纤维和空气之间以及纤维和纤维之间，形成强烈的静电场，从而触发聚酰亚胺分子的极化，从而进一步增强静电场。由于聚酰亚胺具有较高的绝缘层和出色的介电特性，因此其静电损耗很小，这减慢了表面静电力的耗散。通过与通过铸造膜方法获得的聚酰亚胺膜进行比较，结果表明，超级静电力仅反映在离心旋转纤维毛毡的表面上。通过分子模拟进一步证实，通过离心旋转和铸造膜方法获得的聚酰亚胺的极化程度不同。模拟可用于获得分别与28.54 kJ/mol和19.50 kJ/mol的离心纺丝毛毡的氢键能，这与两者的热稳定性一致。另外，离心旋转纤维感觉的绝对极性参数高于铸造膜的绝对性参数，进一步证实了离心旋转过程会诱导聚酰亚胺分子极化，从而增加了分子极性。
图2。聚酰亚胺及其银纳米颗粒复合纤维的形态和物理和化学特性的分析
通过分析聚酰亚胺及其银纳米颗粒复合物之后纤维的形态和物理化学特性，表明原位生长方法可以成功地将银纳米颗粒附着在聚酰亚胺纤维的感觉上。在30-350°C的热解温度范围内，聚酰亚胺/银纳米颗粒纤维的体重损失不超过5％。耐热性测试表明，在PI/Ag之后，纤维仍然可以在280°C后长时间保持连续形式，并且纤维直径不会显着变化。 PI/AG的出色热稳定性使得基于材料的空气过滤器可在200-300°C的环境温度下长期使用。
图3。聚酰亚胺/银纳米颗粒纤维的空气过滤性能测试
PI/AG过滤性能测试结果表明，厚度为260 µm的PM0.3的过滤效率为99.1％，厚度为180 µm的PM0.3的过滤效率为98.1％，压力为98.1％，压力降低到73.67 PA，而平均表面静态伏特（Surface Voltage）的平均表面静电射击。 V，PM0.3的过滤效率为58.5％。超高的表面静态电压和离心旋转结构共同提高了PI/AG的空气过滤效率。 330天后，PI/Ag的表面静态电压保持在-700 V上方。在280°C下进一步处理1小时后，其PM0.3的过滤效率保持在91.3％以上。因此，PI/AG可以在实现长期过滤的同时确保高温环境中的低压下降。抗菌测试表明，PI/AG显示出针对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的明显抗菌特性。因此，本研究中制备的PI/AG可用于室温细菌源空气过滤和工业高温源烟气过滤。
摘要：作者使用离心旋转技术来制备具有超强自我维持的静电力的分子极化聚酰亚胺纤维，并原位在其表面上生长银纳米颗粒以赋予抗菌特性。由于自我维持的静电力的影响，抗菌高温耐纤维的毛毡具有较高的PM0.3过滤效率，同时确保低压下降。这项工作为多功能和高效空气滤清器材料的大规模和连续制备提供了新的想法。
纸信息：
基于自我维持的电子静态和抗菌聚酰亚胺/银纤维垫的耐热空气过滤器
Pei Lyu，Zheng JU，Jun Hu，Heng Pan，Xing Li，Yuemei Liu，Jie Ren，Bin Shanghai，Xin Liu，Weilin Xu
ADV。功能。 Mater。，2024，2400685，doi：10.1002/adfm.202400685
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邻氨基醇及其独特结构α - 羟基烷基环胺的构建研究进展
O-氨基醇是非常重要的一类化合物，因为它们在天然产品中广泛存在，并且也是药物，农业化学品，配体，树脂和涂料的关键原料。作为一类独特的结构Antho-Amino醇，α-羟基烷基环氧胺在生物医学分子的发展中具有广泛的应用前景。如图1a所示，化合物1和BRD07612分别是丙酮酸脱氢酶的抑制剂和用于治疗梭状芽胞杆菌的药物。化合物3是一种有效的肝受体激动剂，铁SAG抑制剂4用于治疗多发性硬化症。因此，Antho-Amino酒精的建设吸引了合成化学家的广泛关注。例如，烯烃的氧化氨基化或羟基化是最有效的合成方法之一。相比之下，α-羟基烷基环氧胺的直接和多样化结构如今仍然是一个挑战。尽管可以使用2-羰基和2-羟基烷基喹啉的降低来合成此类化合物（图1B），但它需要对特定反应原材料进行预先准备和珍贵金属催化剂的使用，而高压H2的使用可能构成安全的安全风险。因此，制定一种新的策略，可以直接有效地使用便宜且易于确定的原材料来直接有效地构建α-羟基烷基环胺的新策略具有重要意义。
图1。α-羟基烷基环氧胺的功能分子和合成法
近年来，还将还原引起的底物激活用于构建各种功能分子。本文的作者认为，用酮或醛的azaaryl烃的α-羟基烷基化还原是直接获得α-羟基烷基环胺的理想方法（图1C）。但是，将两个还原反应物的还原和耦合过程结合到有序的串联反应中是一个未解决的问题。值得注意的是，电化学电势，电流，电极和电解质的参数高度可调，并且电还原已成为构建各种化学键的非常有吸引力的工具。因此，作者认为，预期使用电量策略将为上述合成概念提供理想的解决方案，但是该概念需要解决以下关键问题：（1）需要选择性地减少两个还原反应物，以避免产生环状胺和酒精的产生。 （2）羰基产生的自由基足够稳定，足以捕获Azaaryl碳氢化合物或其还原中间体。 （3）质子化是将氢原子嵌入产物中的关键步骤，并且至关重要的是抑制阴极上的热力学有利氢进化反应（ΔGHER= -20〜 -60 kcal/mol）。
作者认为，金属阳极氧化产生的金属离子可以用作路易斯酸来激活惰性的AZA AZA芳族烃并降低其还原潜力。因此，作者使用便宜且易于获取的金属作为阳极，希望将阳极作为还原剂和激活剂牺牲，以促进无膜电解电池中的阴极反应。经过仔细优化反应条件后，作者最终将锌作为阳极，石墨碳作为阴极，碘化四丁酰铵作为电解质，极性DMF作为溶剂，以及8 Ma电流作为最佳反应条件，并探索了各种反应底物的普遍性。如图2和图3所示，一系列的偶氮烃，酮或富含电子的醛可以成功实现α-羟基烷基环胺的构建。关于通过电量耦合耦合质子传递的耦合耦合蛋白传递的偶联静脉 - 氨基醇合成的研究结果发表在《美国化学学会杂志》上。
图2。将芳烃与醛或酮的电偶联
图3。将喹啉与醛或酮的电偶联
接下来，作者对反应机理进行了深入的探索。首先，在9小时后，将模型反应中断，以获得47％的产物C1，并包含痕量的α-羟基甲基二喹啉C1，Tributylymine和butene（图4-1A）。反应完成后，C1'完全转换为乘积C1，表明C1'是反应中间体。丁烷和托丁胺的形成表明，四丁丁铵碘化铵进行了部分霍夫曼消除。酮B32和5-甲基喹啉A3含有环丙烷的自由基时钟实验获得了开环的产物C58（图4-1b）；在模型反应中添加过剩的节奏给出了二氢喹啉的加合物和由tempo捕获的1-苯基-1-ol自由基（图4-1C中的C1-D和C1-E）。这两个实验表明，反应已经经历了自由基的过程，喹啉和酮均可以用作单电子还原的初始自由基前体。然后，在氘化DMF中的模型反应仅产生未纯的产物C1（图4-1D），而D依托的乙醇酮（B1-DN，83％D）的D标记实验未能将D原子引入DATOM中，并没有显示出Quinoline Backbone（图4-1E），n n n n n n n n n-n-dimIDENENSERINES N-DIMIDENIDEN-ND-DIMINESERINES均未拟合。在反应中。相比之下，在0.15 mL氘水的模型反应中，在杂环β和γ点上掺入了产物C1-D2中约60％的D（图1-1F），表明水是质子的主要来源。
图4。对照和循环伏安法实验
随后，作者进行了循环伏安法实验，以了解有关机制细节的更多信息。如图4-2所示，在DMF中添加了足够的碘化锌A1或乙烯酮B1，还原电位为-1.75 V（图4-2B，4-2C，4-2C和4-2D）。还原电位的正转移是由于锌离子与A1和B1的协调造成的。锌离子激活这两种反应物，使减少更容易。核磁共振分析进一步证明了这种配位方法的存在，碘化锌的存在引起了反应物A1和B1的显着质子化学位移变化。值得注意的是，随着碘化锌使用的增加，A1的两个氧化峰消失（图4-2B，红线和绿色线），表明碘化锌可以稳定喹啉A1减少产生的中间产品。
图5。可能的反应路径
基于上述结果，作者提出了两种可能产生乘积C1的可能反应路径，如图5所示。最初，锌阳离子活化的喹啉A1和乙二醇B1在阴极上进行了电气化，然后从反应培养基中获得质子，以获得反应培养基以获得自由基INT-1和B1”，分别获得了Int-1和B1。此外，通过中间b1的激活的奎诺氨酸A1-Zn的加法，异构化，电化和质子化也可以获得INT-2（路径B）。int-2的C = C双键在INT-2的INT-3和INT-4的电元中进行INT-3和INT-4的电化，最终由IS IS IS IS分离率c1产生了目标。
图6。通过DFT计算的势能表面
最后，作者探讨了这项研究的合成应用。如图7所示，化合物C47与乙醇中的溴乙酸乙酸乙酯和碳酸钾反应，并且可以以85％的产率获得α-氨基酯C59。 C47可以通过添加三乙胺和苯基磷二氯化物以极好的产量脱水。 Compound C1可以与Dialoalkanes反应，形成中央环产物C61和C62。 C1与二氯硫代反应形成致密的杂环环C63的产率。化合物C48在室温下与二氯甲烷反应0.5小时，并且可以以高收率获得螺旋生物C64。
图7。合成应用
概括
张明尼（Shang Min）在中国技术大学的研究团队在室温下使用具有隔膜的无电解电池在室温下在室温下开发了直接的电量互偶偶联反应，或酮或富含电子的芳族醛，该反应具有对异物和水分的抵抗力。该合成具有广泛的反应底物，简单操作，出色的区域选择性，轻度反应条件以及不需要高压氢气和过渡金属催化剂的特征。它提供了一种新的，有效且实用的方法，用于直接和多样化的azehelicyclyl antho-amino醇，在传统方法中很难获得。阳极氧化产生的锌阳离子在两种反应物的激活中起重要作用，从而通过协调降低了它们的还原电位。鉴于获得的产品的重要性，预计将进一步开发和应用这项研究。此外，在这项研究中，将电还原与刘易斯酸激活的底物相结合的策略预计将开发更多的新方法，用于惰性（Hetero）芳族烃资源的高价值转化。
上述研究工作发表在《美国化学学会杂志》上。南中国技术大学的张教教授和Qiannan师范大学的CI Chenggang教授是本文的相应作者，研究小组的博士生Wang Maorui是本文的第一作者。张敏教授跟踪了整个研究工作，指导了论文写作，博士生王毛鲁伊进行了实验性工作，CI Chenggang教授对这项工作的反应路径进行了理论计算，南中国中国技术大学和皮埃尔教授的Jiang Huanfeng教授。法国雷恩大学的H. Dixneuf对本文的修订提供了指导。
原始文本（扫描或长按QR码在标识后直接到达原始文本页面）：
通过电子交叉偶联N-杂烯和羰基的室温结构
Maorui Wang，Chengqian Zhang，Chenggang CI*，Huangfeng Jiang，Pierre。 H. Dixneuf和Min Zhang*
J. Am。化学Soc。，2023，doi：10.1021/jacs.3c02776
讲师介绍
张敏
