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坎格瑞洛中间体

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坎格瑞洛中间体相关的资讯

  • 拉曼光谱新应用:原位光谱观测多种关键反应中间体
    在 BBC 纪录片《蓝色星球》第二季中,担任解说员的“世界自然纪录片之父”大卫爱登堡(David Attenborough)为了探究二氧化碳对海洋的危害,拜访了一位科学家。▲图 | 大卫爱登堡(左一)和一位海洋科学家(来源:见水印)后者把稀释的酸倒向水中,结果贝壳开始“消失”。贝壳由碳酸钙构成,而酸会溶解它们。构成珊瑚礁的材质,和贝壳是一样的。科学家认为,在 21 世纪之前,珊瑚礁有可能会消失。背后的“罪魁祸首”便是二氧化碳,它们溶解在海水中会变成碳酸。空气中的二氧化碳越多,海水酸性就越强,“死去”的珊瑚礁就越多。有证据显示,燃烧矿物燃料是造成二氧化碳浓度上升的主要原因。因此,全球许多国家都在致力于碳中和。实现“双碳”目标(2030 年前碳达峰、2060 年前碳中和)是中国为应对全球气候变化做出的重大战略决策和庄严承诺,也是构建人类命运共同体和促进人与自然和谐共生的必然选择。其中的战略路径选择之一,是实现碳化工与碳利用产业结构重构,比如利用风能、水能、太阳能等可再生能源,将CO2电催化成为高附加值的化工产品和化学燃料。目前,在用于CO2还原反应的各类催化剂中,铜(Cu)基材料是最具潜力的催化剂,因为其能直接将CO2电催化还原为多种高碳氧和碳氢化合物。此外,人们还可通过调整铜催化剂的形貌、晶面、孔径、颗粒间距离、次表面原子和晶界等参数,来实现特定的催化反应活性和选择性。因此,在实际的电化学反应条件下,原位研究铜表面上CO2的电催化反应、及其反应中间体是非常重要的,这有助于我们更深入地了解 CO2电催化反应机理,并借此设计出更合理、高效的催化剂。尽管目前许多原位表征测试技术,比如表面增强拉曼光谱(SERS,Surface-Enhanced Raman Scattering)、表面增强红外吸收光谱(SEIRAS,Surface-enhanced infrared absorption spectroscopy)、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR,Attenuated total reflectance-Fourier transform infrared)、X射线吸收光谱、和X射线光电子光谱等,在研究CO2电催化还原反应中取得了快速的发展。但是,如何全面识别其众多表面反应中间体、理解其表面吸附物种之间的相互作用,仍然是一个巨大的挑战。基于此,南京工业大学材料化学工程国家重点实验室邵锋团队及其合作者针对上述挑战,结合运用电化学-壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱 (EC-SHINERS,electrochemical shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy)技术、以及从头算分子动力学(ab initio molecular dynamics,AIMD)模拟,对铜表面的一氧化碳电催化反应过程进行系统而深入的研究,首次用全光谱(40-4000cm-1)观测了多种关键反应中间体,指认了中间体的特征拉曼峰,提出了表面吸附物种相互作用机理,并通过同位素标记实验进一步获得证实。▲图 | 大卫爱登堡(左一)和一位海洋科学家(来源:见水印)概括来说,本研究主要关注CO2电催化还原反应中间体和机理的基础研究,以期指导新型高效铜催化剂的设计与制备。▲图 | EC-SHINERS 技术示意图、(FDTD,Finite-difference Time-domain)以及 AIMD 模拟示意图(来源:PNAS)近日,相关论文以《原位光谱电化学探测铜单晶表面一氧化碳氧化还原过程》(In situ spectroelectrochemical probing of CO redox landscape on copper single-crystal surfaces)为题,发表在 PNAS 上[1]。邵锋教授(南京工业大学)担任第一兼通讯作者,李景国博士(瑞典乌普萨拉大学)和兰晶岗博士(瑞士洛桑联邦理工大学)担任共同通讯作者。▲图 | 相关论文(来源:PNAS)邵锋表示:“(投稿期间)印象最深的一个插曲,是在我们的返回第一轮审稿意见大概两个月后,编辑给我发来邮件说其中的一个审稿人失去联系了,准备再重新找一个新的审稿人开启新一轮的审稿。”而当时正是俄乌冲突发生最激烈的时候,并且欧美也开始了各类制裁和限制俄国和俄裔人士的风潮。课题组担心其中之一的审稿人可能是俄国或俄裔科学家,因此,或多或少会受到了一点影响,也耽误了审稿的进程。“因此我们的论文从投稿到接收,确实经历耗时很久。虽然虚惊一场,好在最后还是得到了编辑的肯定,最终论文被接收了!”邵锋说。同时审稿人表示,论文的光谱实验部分非常令人兴奋,包含大量有价值的信息,对研究反应机理非常有帮助。此外,理论计算部分质量也很高,预测了各种可能中间体的特征振动图谱,并能与实验结果很好地吻合。其还称,这是一项非常扎实的工作,进行了大量的控制实验和对比实验,同时结合了 AIMD 计算,故论文的论证路线和数据分析令人信服。此外,审稿人也提出了非常重要的建议:即对于特征拉曼峰的归属指认,如何排除其他接近的拉曼峰的重叠与干扰?例如,课题组首次观测并指认了 1220 和 1370cm-1 处的拉曼峰,为 CO-CO 耦合后迅速夺取表面水分子的质子而形成的*HOCCOH 中间体的特征峰。然而,这些峰的位置与反应过程中共存的 *HCO3–/*COOH /*CO32–/*CO2– 等表面中间体的拉曼峰十分接近。因此,该团队需要进行严格的对比实验,来排除可能的重叠与干扰。通过控制实验和理论计算相结合,课题组对这些中间体的特征拉曼峰进行了明确归属,并由此提出了相应的电催化反应机理和路径。研究中的第一步是对原位检测技术的选择。鉴于其具有明确的表面状态以及光电性质,铜单晶表面被用作电催化反应基底。常用的 SERS 技术很难应用于单晶界面研究,而基于红外的光谱技术又难以提供低波数范围(800cm-1 )的电化学界面研究。而改进的 SHINERS 技术突破了这些瓶颈,可应用于铜单晶表面的全光谱电化学研究(40-4000cm-1 ),并表现出极高的表面检测灵敏度和重现性。该技术的主要特色在于利用的超薄、致密、惰性的壳层(2~3nm 厚的 SiO2 或 Al2O3)来隔绝金属纳米颗粒(Au 或 Ag 等)与被检测基底,由此避免纳米粒子上吸附的杂质分子、以及纳米粒子与基底间的电荷转移带来的干扰,从而提供更加真实、准确的拉曼检测信号。▲图 | 不同条件下的原位 EC-SHINERS 光谱图(来源:PNAS)第二步是理论模拟方法的选择。一般而言,基于密度泛函理论 (DFT,density functional theory) 的静态计算,并不适合电化学表面吸附物的振动谱图分析,这是因为溶剂和反应中间体之间的动态相互作用(如氢键),会强烈影响相关界面吸附物的振动模式。值得注意的是,基于 DFT 的 AIMD 计算可以顾及整个电化学界面,并以量子力学的形式来模拟每个时间步长下的界面电子结构和动力学,使得研究者们可以将理论模拟与真实电化学反应联系起来。在本研究中,该团队的 AIMD 计算明确考虑了非简谐振动模式、分子内/分子间的耦合以及溶剂的动力学,最终成功预测了表面反应中间体的振动态密度(VDOS,Vibrational Density of State),为模拟反应动力学提供了一个非常有前景的工具。▲图 | AIMD 模拟的不同反应中间体的振动图谱(来源:PNAS)第三步是反应中间体的识别。为深入了解一氧化碳在铜单晶表面的氧化还原反应过程,课题组将电化学 SHINES 技术与 AIMD 计算相结合,识别了众多共存的中间体及其竞争反应途径。例如,一氧化碳吸附、CO-CO 耦合、一氧化碳氧化和氢化反应,以及界面处的 Cu-Oad/Cu-OHad 等表面吸附物种,并通过对照实验和同位素标记实验进一步证实。期间,为获得准确的反应中间体指认,该团队尽可能以更广泛的角度,来考虑不同的反应路径的复杂性,其中包括:1. 不同反应电压(+0.2 至-0.8 V);2. 不同反应氛围(CO 与 Ar 饱和溶液);3. 不同反应阳离子(CsOH、KOH 与 LiOH);4. 不同反应晶面(Cu(100)、(111)与(110)晶面5. 不同反应 pH 值(CsOH、CsHCO3 与 CsCl 溶液);6. 不同同位素标记(13CO 与 D2O 溶液);7. 不同中间体的稳定性(*OCCO、 *HOCCO, 和*HOCCOH物种)。8. 不同特征峰的重叠(*HCO3–/*COOH /*CO32–/*CO2– )等。值得注意的是,课题组的 AIMD 的计算还表明,溶剂水分子不太可能与铜表面吸附的一氧化碳形成氢键,这意味着 *CO 在较低的过电位下,难以直接从溶剂水分子里得到质子进而形成 *COH/*CHO。与此同时,之前文献报道的 *OCCO 和 *HOCCO 作为 C-C 耦合的关键中间体,它们在铜表面依旧拥有较高的反应活性而发生进一步的反应,最终形成 *HOCCOH 中间体。其中,吸附于铜表面的水分子可以作为质子源参与反应,同时还能留下 Cu-OHad 这一表面吸附物种。下一步,该团队计划开展基于新材料的 CO2捕获富集、催化转化与产物分离耦合的过程研究,以提高传统反应过程的资源和能源利用率为目标,助力“双碳”目标的高质量实现。参考资料:1.Shao, F., Wong, J. K., Low, Q. H., Iannuzzi, M., Li, J., & Lan, J. (2022). In situ spectroelectrochemical probing of CO redox landscape on copper single-crystal surfaces. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(29), e2118166119.
  • 重要科研用试剂核心中间体研发 申报指南
    关于发布“十一五”国家科技支撑计划重点项目“重要科研用试剂核心中间体研发与产业化应用示范”课题申报指南的通知各有关单位:  为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,满足我国科学研究对试剂需求日益增长的需要,科技部在认真总结前期工作的经验、成果并广泛征求各有关部门(单位)、地方对科研用试剂提出的需求的基础上,决定启动“十一五”国家科技支撑计划重点项目“重要科研用试剂核心中间体研发与产业化应用示范”。通过本项目的实施,将进一步完善产学研相结合的机制,在政府的引导下构建更加完善的科研用试剂产学研用联盟 发挥和提升我国科研用试剂的自主创新及产业化的能力,进一步推动我国科研用试剂行业的稳步发展,为科研提供更有力的支撑。  为充分调动各方的积极性,促进科技资源优化配置,公平、公开、公正地选择课题承担单位,科技部对本项目的课题采取公开申报,择优委托的方式选择课题承担单位,现将项目课题申报指南发给你们,请按照指南要求,做好组织申报工作。  联系人:王建伦 010-58881698      wangjl@most.cn  附件:“十一五”国家科技支撑计划重点项目“重要科研用试剂核心中间体研发与产业化应用示范”课题申报指南  科技部科研条件与财务司  二〇〇九年六月二十三日
  • 爆炸级反应安全化!炸药中间体苦味胺的连续合成
    苦味胺作为关键中间体用于合成DATB、TATB等高能材料,在染料行业被用于制备2,4,6-三硝基苯肼的前体。Scheme1: 对硝基苯胺一步硝化法制苦味胺&bull 先前苦味胺的合成主要是通过邻/对位硝基苯胺的再硝化得到(scheme1),但是硝酸会氧化氨基导致收率下降。有报道称,苦味胺可通过苦味酸和尿素(摩尔比1:3)在173℃@36hr 条件下合成得到,但收率仅有88%。这条路线的风险主要是高温和较长反应时间带来的潜在过程安全风险。截至目前,文献中报道大规模生产苦味胺的工艺具有很大的安全风险且难以放大。&bull 微反应器为此反应提供了机会,在微反应器中,极佳的传热和传质效率可以大大缩短反应的停留时间,在任何时间点上都只有很少量的原料、中间体和产物,对于高能材料而言可显著提升反应的安全性。来自印度的Ankit Kumar Mittal等人开发了一种从对硝基甲醚到苦味胺的连续合成路线(scheme2)。Scheme2: 对硝基苯甲醚两步法制苦味胺&bull 首先进行了step-1的条件筛选和优化,分别优化了不同的温度、停留时间和硝酸用量(Table1):Table1: step1连续合成条件筛选和优化 &bull 根据实验结果,选择硝酸用量2.5e.q.,温度80℃,停留时间2.5min,此条件下中间体TNAN含量最高且杂质苦味酸含量相对较少。&bull Step-1放大至16ml盘管中生产,15min可以得到6.27gTNAN,相当于25g/hr的产量,分离收率90%,纯度99%。&bull 同时做了step-1的连续流和釜式工艺的结果对比,釜式75min仅能达到25%收率,而连续流2.5min就可以达到90%的收率(Table2):Table2: step-1釜式和连续流工艺对比&bull 随后进行了step-2的条件筛选和优化,NH3 用量5.e.q.,温度70℃,停留时间30s,苦味胺纯度100%(Table3):Table3: step-1连续合成条件筛选和优化 &bull Step-2放大由于受到设备(10ml盘管)自身参数的限制,选择了60℃和1min的停留时间,15分钟可以拿到6.68g产品,相当于26g/hr的产能,纯度99%。Scheme3: step-2放大&bull 总结:&bull 1. 使用微反应器成功开发了苦味胺的连续合成工艺,产能26g/hr&bull 2. 两步的条件都很温和,可以在优化后的条件下成功放大&bull 3. 该工艺可以安全、经济地进行苦味胺的工业化生产&bull 4. 后续结合自动监控装置可以更有效地保障工艺的安全性和稳定性参考文献:An Asian Journal Volume 18 Issue 2 Pages e202201028 Journal---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------集萃微反应创新中心: 打造微通道反应器定制开发、绿色合成工艺研发、化工连续化与自动化生产技术、化工在线检测与在线数据处理平台;提供连续化、自动化、智能化生产技术、化工高效分离技术、副产物的高效回收与综合利用、在线检测与大数据收集等,实现化学合成生产过程 “连续化、微型化、信息化、智能化”。如您有连续流工艺开发、转化方面的需求,欢迎联系我们!
  • 注射剂中间体质量标准制定策略
    药物成品之前的都是中间体。根据产品特点及工艺情况,综合确定关键中间体,关键中间体需要制定质量标准,并检验控制。对于注射剂而言,关键中间体一般是指在配液罐中完成调配的药液。对于注射剂产品,一般会将性状、含量、pH值列为中间体检查项,参考成品的质量标准,将含量和pH值的限度收一收。但光是这样做就有些粗糙了,我们应该根据剂型的特点,产品的特点,有目的地设定中间体检查项,更好地做好产品的质量控制。一、性状对于无色溶液,一般简单地规定“无色澄明液体”即可。但对于有色溶液,特别是灭菌后颜色会加深的产品,建议中间体增加溶液颜色检查项。这样一旦成品颜色比正常情况要深,便于分析是配液工序还是灭菌工序发生的异常。有些冻干产品,随着药液储存时间的延长,溶液颜色也逐渐加深,而一旦冻干开始,颜色即不再变化。这类产品更应建立溶液颜色检查项,并以此检查项确定配液灌装工序的储存时限。基于中间体检查需要简单、快速的特点,一般对比色号即可,不建议使用溶液颜色测定仪。二、含量可以认为,制剂成品的含量控制限度即是药物可以在人体内起效的限度,低于这个限度,药效降低。而制定中间体含量标准的目的就是要保证含量在药品有效期内符合其质量标准。对于非常稳定的品种而言,假如成品的含量限度是90.0%-110.0%,那么中间体含量限度定在95.0%-105.0%即可;假如成品的含量限度是95.0%-105.0%,中间体含量限度可定在97.0%-103.0%。由于含量在效期内基本不会发生变化,中控范围只需能够包容检测方法产生的系统误差。对于储存期间含量逐渐下降的品种,中控含量限度除了要包容方法的误差外,还要包容含量降低的幅度。假如成品的含量限度是90.0%-110.0%,含量在效期内预期降低6%,检测误差不会超过2%,则中控限度应定为98.0%-102.0%。对于冻干产品,由于其标示量和水针不同,影响产品含量的还包括装量。灌装机总是有精度误差的,因此在制定中控含量标准时,还应考虑这一因素。下面用一张图表示某冻干产品制定中控含量限度的思路。 对于其他特殊情况,如采用半透性包材包装的注射剂,也应根据其特点制定做相应的调整。此外,由于尚未灌装的药液不存在标示量这一概念,注射剂的中控含量采用浓度表示(如4.8-5.2mg/ml)较为规范。为了方便理解,企业可以在内部文件中注明浓度对应的百分比。如4.8-5.2mg/ml(96.0-104.0%)。三、pH值大多数的注射剂都对pH值非常敏感,一般不能将成品的pH值标准简单收紧作为中控pH值范围。如硫酸阿托品注射液,中国药典规定pH3.5-5.5,但pH低于4时水解速度明显下降;又如氨茶碱注射液,USP规定pH8.0-9.0,但事实上pH低于8.5原料根本无法溶解。因此,一般以药物最适的pH值范围作为中控范围,同时注意不要触及成品pH值的上下限。四、渗透压摩尔浓度因为渗透压的检测方法非常简单快捷,所以建议成品有渗透压检测项的也在中间体制定,有时投料出现偏差能及时发现。所有的输液产品都会规定渗透压检查项,水针品种用法中包含有静脉推注给药方式的要进行渗透压检测。需要注意的是,有的产品,虽然给药方式是静脉推注,但并不等渗。如地西泮注射液和托拉塞米注射液,限于API溶解性或稳定性的原因,处方中加入了较大量的有机溶剂,形成高渗溶液。这类产品建议也增加渗透压检查项,对产品质量形成更有效的控制。五、有关物质一般终端灭菌的注射剂不需在中间体进行有关物质检测。对于极不稳定的某些产品,如易水解的冻干制剂,可在中控中加有关物质项。并以此验证配液和灌装的试产。六、抗氧剂按照要求,制剂产品放行标准应包括所含的抗氧剂的含量测试,以保证有足够的抗氧剂保留在制剂中,能在整个货架期和所拟的使用期间一直对制剂起到保护作用。 依据上述理念,亚硫酸盐这类属于还原剂的抗氧剂的含量还是非常有必要定在中控标准中的,因为配液及药液在配液罐放置过程中,亚硫酸盐即在被消耗。而依地酸二钠的含量不会发生变化,因此无需进行控制。EMA在《药品注册上市许可申请材料中对辅料的要求》(Guideline on Excipients in the dossier for application for marketing authorisation of a medicinal product)中也指出抗氧剂应提供药品生产过程中的控制方法,但不适用于增效剂,如依地酸二钠。七、微生物负载对于注射剂的微生物负载,国内的GMP有很明确的规定,即:对于除菌过滤前非最终灭菌产品微生物的限度标准一般为:10CFU/100ml对于最终灭菌的无菌产品微生物的限度标准一般为:100CFU/100ml但对于微生物负载的取样位置,各企业却有不同的做法。有的企业会在配液罐中取,有的企业会在药液过0.45μm滤芯后取。后一种做法的依据是:GMP中规定最后一步除菌过滤前,料液的微生物含量应不大于 10CFU/100ml。但其实这样做是有些违背GMP理念的。在欧盟《药品、活性物质、辅料和内包材灭菌指南》中,有如下描述:In most situations, a limit of NMT 10 CFU/100 ml (TAMC) would be acceptable for bioburden testing. If a pre-filter is added as a precaution only and not because the unfiltered bulk solution has a higher bioburden, this limit is applicable also before the pre-filter and is strongly recommended from a GMP point of view. A bioburden limit of higher than 10CFU/100 ml before pre-filtration may be acceptable if this is due to starting material known to have inherent microbial contamination. In such cases, it should be demonstrated that the first filter is capable of achieving a bioburden of NMT 10 CFU/100 ml prior to the last filtration. Bioburden should be tested in a bulk sample of 100 ml in order to ensure the sensitivity of the method. Other testing regimes to control bioburden at the defined level should be justified.翻译如下:大多数情况下不超过10 CFU/100 ml(TAMC)的限度对于生物负载测试是可接受的。如果仅作为预防措施添加预过滤器而不是因为未过滤溶液具有更高的生物负载,则此限度也适用于预过滤器,并且从GMP的角度强烈推荐。如果由于已知具有固有微生物污染的起始物料,则预过滤前的生物负载限度高10CFU/ 100ml是可接受的。在这种情况下,应该证明第一个过滤器能够在最后一次过滤之前达到不超过10CFU/100ml的生物负载。生物负载应在100ml的样品中进行测试,以确保该方法的灵敏度。其他在特定浓度控制生物负载的测试方案应该是合理的。 显然,欧盟是建议在配液罐中取样进行微生物负载检测的。GMP的一个核心理念即是“可控”。要知道即使药液微生物负载很大了,经过预过滤滤芯后也会有几个数量级的下降。数据虽然好看了,但焉知预过滤前未知的微生物负载会不会导致细菌内毒素的失控?有的营养性药物,浓度大,确实适合微生物生长,但如果确知微生物的种类,在可控的前提下进行预过滤,是可以接受的。八、细菌内毒素建议在配液罐中取药液进行检测,与中控含量检测同步进行。九、可见异物、不溶性微粒这两个检查项可以取药液过滤后的样品,取滤芯后或灌装初始样品,各企业可以按照自己的习惯进行管理。不溶性微粒的中控标准制定必然是1ml药液含有多少微粒,而制剂成品的标准是每支样品中含有多少微粒。应注意换算关系,确保中控标准严于成品标准。
  • ​【诺华新案例】重氮-叠氮-环合,三步全连续制备药物中间体
    欢迎您关注“康宁反应器技术”微信公众号,点击图片报名一、早期药物发现一个自身免疫性疾病的治疗药物发现项目中,2H-吲唑类化合物被鉴定为高效的选择性TLR 7/8拮抗剂。在先导化合物发现阶段,化合物12被确定可进一步进行体内药效实验研究。图1. 微克级样品的合成路线药物的早期发现使得化合物12和作为关键中间体的化合物5(2H-吲唑)的需求迅速增加。项目团队认识到,该微克级的合成路线可能会在进一步批量放大中产生问题。分离不稳定、潜在危险的叠氮化物中间体4及其在热环化为2H-吲唑5的工艺过程中有安全性的隐患。【考虑到连续工艺在处理高活性、不稳定化合物方面具有的优势,从间歇反应切换到连续流工艺的多个驱动因素中,安全性是最重要的一个因素。在需要快速合成化合物的早期临床前阶段,流动化学作为一种新技术可以大大加快开发过程。】二、连续流工艺探讨针对100克及以上规模的合成,团队启动了流动化学的工艺研究,其主要目标是保持反应体积尽可能小,精确控制反应条件,并避免在任何时间内反应混合物中危险且不稳定中间体的积累。1. 间歇式工艺的连续流技术评估图2. 2H-吲唑类化合物5a的三步合成将氨基醛2a转化为叠氮化物4a,间歇式工艺采用了在酸性条件下使用亚硝酸钠的重氮化方案,然后在0°C下添加叠氮化钠。该反应通常在三氟乙酸(TFA)作为酸性介质和溶剂的存在下进行,可以获得高收率的结果,并常规用于小规模合成。【但含有叠氮化物4a的反应混合物形成的悬浊液明显不适合流动化学筛选。而当该反应在水和盐酸的混合物中进行时,观察到明显较低的产率和大量副产物的形成。考虑到下一步反应,叠氮化合物4与氨基哌啶化合物6在Cu(I)催化的热环化反应仍然面临不适合连续流工艺的固体溶解问题。】研究团队首先需要找到合适的反应溶剂和试剂,对这两步反应来说,合适的溶剂既要溶解所有的物料,又要保持高的转化率。其次,作为另一个重点考虑的事项,需要避免叠氮化合物中间体4的分离。2. 叠氮化合物4a生成的连续流工艺开发 1)溶剂的选择研究者首先用亚硝酸叔丁酯和三甲基叠氮硅烷来代替无机物亚硝酸钠和叠氮化钠,但仅得到了20%的转化率。接着,研究者发现利用二氯乙烷和水的两相混合溶剂与三氟乙酸组合,可以将反应体系中的物质完全溶解,并得到了很高的转化率。而其它酸的应用,如乙酸、盐酸、硫酸和四氟硼酸等,仍会造成沉淀的生成或者反应的转化率降低。2)工艺条件筛选对该反应仔细的研究揭示,需当亚硝酸钠完全消耗后再向反应混合物中添加叠氮化钠,如果过早加入叠氮化钠,它将立即被第一反应步骤中剩余的未反应的亚硝酸钠所消耗。图3. 叠氮化合物4a的连续流工艺流程【Entry 3的实验条件连续稳定运行60分钟,可产中间体16g/h,完全满足下游实验的需要。】3. 2H-吲唑5a连续流工艺开发在完成重氮化及叠氮取代的连续流工艺开发之后,研究团队继续研究铜催化环化的连续流工艺。1)间歇式工艺缺陷间歇式反应中,10% mol的氧化亚铜在体系中悬浮性差,不适合用于连续流工艺。对于流动反应而言,80°C下反应90分钟的时间太长,会导致不可接受的低生产率。这种环化反应的收率通常合理的范围在70−80%,研究团队使用LC-MS鉴定了两种主要副产物氨基亚胺8a和氨基醛2a。图4. 2H-吲唑 5a反应路径及副产物确认2)对铜催化剂和配体的筛选研究者发现,在1当量TMEDA存在下,0.1当量的碘化铜可溶于二氯乙烷中。经反应筛选后,研究者确定了流动条件下环化的合适参数。含有0.1当量碘化铜(I)和1当量TMEDA的0.45M 4a 二氯乙烷溶液,在120°C下,在20分钟的停留时间内,完全转化为吲唑5a。使用LC-MS分析反应混合物表明,叠氮化物4a被完全消耗,得到产物5a、氨基醛2a和亚胺8a,其比例分别为91.5%、3.4%和5.1%,与之前使用的间歇式工艺相比,有了显著的改进。3)停留时间及铜盘管催化为了缩短停留时间和提高生产率,研究者在寻求用更具反应性的催化剂代替碘化铜(I)和TMEDA过程中发现,内径为1mm的铜线圈也有效地催化了该环化反应。推断在铜线圈的内表面上形成了少量的氧化铜(I),起到有效催化该反应的作用。图5. 铜盘管反应器催化反应作为概念证明,制备了0.32M的4a溶液,该溶液已与1.2当量的胺6在甲苯中混合,并在120°C下泵送通过铜盘管,停留时间为20分钟。使用色谱法进行处理和纯化后,分离出5.6g吲唑5a,产率为85%,纯度为98%(图5)。4. 重氮-叠氮-环合三步全连续合成2H-吲唑类化合物图6. 2H-吲唑 5b的连续流工艺结果利用上述研究结果,研究者同样进行了类似物5b的连续流工艺开发。与最初使用的间歇合成相比,新的替代连续工艺不仅避免了危险叠氮化物4a和4b的分离,而且为叠氮化物形成和热环化这两个关键步骤提供了更高的纯度和产率。总结报道了三步反应的连续工艺开发,在100克的规模上制备了两个关键的药物中间体2H-吲唑化合物5a和5b。与最初使用的间歇合成相比,新的替代连续工艺不仅避免了危险叠氮化物4a和4b的分离,而且为叠氮化物形成和热环化这两个关键步骤提供了更高的纯度和产率。通过减小反应器的持液体积,避免固体叠氮化合物的分离,并确保精确控制反应参数,特别是反应温度和试剂的比例,改进了工艺的安全性。将两个连续流步骤整合到化合物12的多步合成中导致更安全地制备和处理叠氮化物中间体,并显著促进了高效和选择性TLR 7/8拮抗剂项目的加速开发。随后,连续流工艺从研究部门转移到化学开发部门,仅对工艺进行了少量的修改,便用于制备千克规模的5b。参考文献:Org.Process Res. Dev. 2022,26, 1308−1317
  • 德祥顺利参展第10届中国(长春)国际医药原料、中间体、包装设备展览会
    2017年3月23日到25日,第10届中国(长春)国际医药原料、中间体、包装设备展览会在长春国际会展中心顺利举办,德祥携手众多进口实验室仪器供应商在展会上亮相。 作为制药行业的展会,我司代理的德国Hettich离心机,德国Heidoph旋蒸、美国SP scientific、冻干机、德国Pharmatest等仪器作为代表参展,在展会期间,我们产品的质量和性能受到客户的高度认可,客户也对他们目前遇到的技术问题与我们工作人员进行沟通,我们的技术人员也一一给予了满意的答复。 德祥,作为进口实验室仪器的代理商,将一如既往为广大新老客户提供*的产品和完善的服务,欢迎来电咨询,了解更多资讯和产品详情! 电话:4009-000-900
  • 创新通恒参展2012中国国际医药原料药、中间体、包装、设备交易会
    第69届中国国际医药原料药、中间体、包装、设备交易会于2012年11月7日至9日在厦门国际会展中心隆重举行。本届展览交易会的主题是“药品安全之源,品牌优质之选”,旨在关注药品安全,打造创新制药品牌,引领中国制药工业发展大势。 本次交易会吸引了大批国内外众多知名厂商参与。 北京创新通恒科技有限公司作为国内能提供工业化核酸药物合成仪及大型工业级制备纯化系统的企业,组织了公司精干技术人员和市场人员参加了本次交易会。创新通恒十多年来一直专注色谱产品领域的研发及生产,不断攻坚克难,满足客户不同需求。本届展览交易会上我公司展出的产品受到了广大参观者的关注和好评。 “因为专注,所以专业”创新通恒一定能为广大客户提供优质的产品和服务,为用户创造价值。 交易会开幕式 客商正在参观创新通恒展品 创新通恒市场人员与客商进行交流 创新通恒技术人员解答客商的问题
  • 德国新帕泰克将参加第62届中国国际医药原料药、中间体、包装、设备春季交易会!
    德国新帕泰克公司将参加第62届中国国际医药原料药、中间体、包装、设备春季交易会(62nd API)! 德国新帕泰克公司将参加于2009年05月12-14日在西安曲江国际会展中心(西安市雁展路1号)举办的&ldquo 第62届中国国际医药原料药、中间体、包装、设备春季交易会&rdquo ,The 62nd API China 2009 Xi&rsquo an。 公司展位号B1309,届时公司会携专利的全自动干湿二合一激光粒度仪HELOS/OASIS 和世界上第一台光子交叉相关光谱纳米激光粒度仪NANOPHOX 参展!期待与大家进行专业的现场技术交流,并可以在现场提供样品粒度检测。 热忱欢迎各界人士光临公司展位!
  • 德国新帕泰克公司将参加第61届中国国际医药原料药、中间体、包装、设备秋季交易会!
    公司将参加于2008年11月05-07日在苏州国际博览中心(苏州工业园区现代大道博览广场.)举办的“第61届中国国际医药原料药、中间体、包装、设备秋季交易会 The 61st API CHINA&INTERPHEX CHINA”。 公司展位号3A522,公司会携专利的全自动干湿二合一激光粒度仪HELOS/OASIS和世界上第一台光子交叉相关光谱纳米激光粒度仪NANOPHOX 参展! 随着对原料药出口要求的不断提高,粒径分布已经成为原料药出口过程中一个很关键的参数指标。德国新帕泰克专注于医药行业的粒度检测需要,在全球尤其欧美拥有大量的医药客户,专利的干法激光粒度仪HELOS/RODOS能为您提供快速、方便的原料药粒度检测技术,功能强大,完全符合FDA的各项要求! 届时中国区首席代表耿建芳博士等将与大家进行专业的现场技术交流,并可以在现场测试样品。 热忱欢迎各界人士光临公司展位!
  • 丹东百特精密仪器亮相第86届中国国际医药原料药中间体包装设备交易会
    在初夏的美丽羊城-广州,丹东百特携百特激光粒度仪Bettersizer 2600,纳米粒度电位仪BeNano 90 Zeta,智能粉体特性仪 BT-1001,图像颗粒分析仪BT-1600参加了为期三天的第86届中国国际医药原料药中间体包装设备交易会。此次展会吸引了生物制药行业上下游众多企业,同时丹东百特也为制药行业提供了全方位的颗粒检测解决方案。会议开展于广交会展馆,拥有9.2、9.3、10.2、10.3、11.2五个展区,分别展示了制药设备、干燥设备、包装设备、检测设备及原料药和辅药材料,吸引了数以万计的观众前来交流学习。期间,到访百特展位的观众络绎不绝,对于粒度检测比较陌生的观众,百特销售经理从激光粒度仪的原理、测试方法、报告解读以及售后保养等方面为每位观众进行详细全面的介绍。对于前来交流的的老客户,百特销售经理更是细心的询问仪器目前的使用状态是否良好,若出现疑问,销售经理和工程师在现场立刻解决问题,保证每位客户在百特展台的交流都有所收获。耐心的仪器讲解、一丝不苟的做事态度赢得了每一位观众的好评。针对生物制药行业,丹东百特深入研究行业标准,产品均符合ISO13320-2016,21CFR Part 11等制药标准及审计追踪。对于药物颗粒检测,Bettersizer 2600 同时可以具备干湿法分散器及微量耐腐蚀样品池进样方式。正反傅里叶光路设计使得粒度检测范围达到0.02μm-2600μm,重复性和准确性都能达到国际水平。对于纳米颗粒检测,例如蛋白质、脂质体、纳米悬浮液,丹东百特研发的第四代纳米粒度电位仪BeNano 90 Zeta,采用高性能APD和准确的温控系统能够准确测量颗粒的粒度和电位变化。BT-1600图像颗粒分析仪是颗粒检测的眼睛,它能够拍摄到清晰的颗粒照片并通过百特自主研发的高速率分析软件进行颗粒的多项指标分析,例如:长径比、圆形度、单体颗粒和颗粒群等。智能粉体特性仪能够测量粉末的14项粉体特性指标,能够充分表征粉末的物理特性。丹东百特仪器有限公司秉着“诚信经营,以客户为本”的经营方针,为广大制药用户提供全方位的颗粒检测方案,展会还在进行中,百特团队在广交会展馆9.2A06展位期待着您的光临。
  • 定位中国制药新未来——第82届中国国际医药原料药/中间体/包装/设备交易会在杭州召开
    p  strong仪器信息网讯/strong 2019年5月8-10日,制药及制药设备行业盛会——第82届中国国际医药原料药/中间体/包装/设备交易会(以下简称“API China”)在杭州国际博览中心盛大召开。1200余家医药原料、辅料配料、医药包装、制药设备及检测仪器企业参展,超过5万名全球药品、保健品与化妆品领域专注研发与生产的精英人士汇聚于此,共同分享大健康产业蓬勃发展带来的巨大市场机遇,探讨中国制药行业未来的发展,为观众打造一场规模盛大、产业链齐全的制药工业展会。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/698835a3-34ce-4bb4-8460-709d2db1275e.jpg" title="观众入场.JPG" alt="观众入场.JPG"//pp style="text-align: center "观众入场/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/2c545a59-36c3-426c-b0df-73dbb1c52986.jpg" title="现场.JPG" alt="现场.JPG"//pp style="text-align: center "展馆内景/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/9decb2af-c7d2-4017-af58-cef6551293c9.jpg" title="现场3.JPG" alt="现场3.JPG"//pp style="text-align: center "展馆外景/pp  API China是中国制药领域规模较大、历史悠久的展会,也是海内外数万家药品与保健品生产企业采购原料药、中间体、药用辅料、医药包材、制药设备的“一站式”的平台。展会当天,穿梭于各展馆之中,可以看到现场人头攒动,展商和参展观众热情高涨,气氛十分热烈。/pp  除了展览之外,本次展会还给展商以及参展观众提供了一个与前沿技术接触、和专家学者交流的机会。当一致性评价、两票制、智能化、信息化、自动化等政策和趋势向制药工业袭来时,很多企业或许无法采取及时有效的应对措施。本次展会特针对于国内各种制药“新政”举办了三十余场高质量会议论坛,邀请了来自NMPA、CDE、核查中心、中检院、药典委、省市药检所等相关政府部门领导及国内外优秀的制药企业、CRO公司、原辅料企业的百余位嘉宾,为制药行业同仁带来最务实的分析、指导和建议。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/0578332c-f636-4dea-9904-fa05e4eea44c.jpg" title="高峰论坛.JPG" alt="高峰论坛.JPG"//pp style="text-align: center "2019中欧医药产业发展论坛/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/1d8d1384-9206-4814-933b-a12bdf29abec.jpg" title="仪器论坛.JPG" alt="仪器论坛.JPG"//pp style="text-align: center "“工欲善其事,必先利其器——论现代仪器技术在药品研发与质控中的应用”论坛/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/9d0fe1b5-8f42-471c-b061-58bc2cb1a55e.jpg" title="一致性.JPG" alt="一致性.JPG"//pp style="text-align: center "API China 巡回交流会(杭州)注射剂一致性评价技术和法规研讨会/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong部分实验室仪器设备参展商:/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/909e4ccd-dc69-4316-8f16-ecff5fd194b3.jpg" title="永合创新.JPG" alt="永合创新.JPG"//strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong永合创信/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/5699fd34-8a39-4c8e-81af-46217216bedf.jpg" title="永岐实验.JPG" alt="永岐实验.JPG"//strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong永生仪器/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/3a5e374c-939a-438e-a34e-dd221ea99dbe.jpg" title="苏盈仪器.JPG" alt="苏盈仪器.JPG"//strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong苏盈仪器/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/d1685a44-34c3-4c55-ae7f-ce4241547797.jpg" title="真理光学.JPG" alt="真理光学.JPG"//strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong真理光学/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/799f973d-70ba-472e-a4b9-dc1404612bc7.jpg" title="长城.JPG" alt="长城.JPG"//strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong郑州长城/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/83938542-3488-4bf2-a322-ed06e4bf6966.jpg" title="岩征仪器.JPG" alt="岩征仪器.JPG"//strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong岩征仪器/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/26c575da-30bd-4fde-8bb4-c9015961288f.jpg" title="马尔文.JPG" alt="马尔文.JPG"//strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong马尔文帕纳科/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/586bb406-01bb-4eb8-bbe5-e22b1d368003.jpg" title="庚yu .JPG" alt="庚yu .JPG"//strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong庚雨仪器/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/aa61d815-7eea-43ce-a924-b7253669736f.jpg" title="欧世盛.JPG" alt="欧世盛.JPG"//strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong欧世盛/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/9a4de8d0-be36-4822-8d7b-65df63b0dea2.jpg" title="上海雅称.JPG" alt="上海雅称.JPG"//strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong上海雅程/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/7c223040-8f13-45a6-8af4-f80178701006.jpg" title="仪器信息网.JPG" alt="仪器信息网.JPG"//strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong仪器信息网/strong/span/ppbr//p
  • 《质谱学报》“化学反应中间产物的质谱捕捉与测量”专辑征稿通知
    化学反应在自然界中无处不在。揭示化学反应及其相关过程的机制和基本规律,对认识化学反应的本质、创制新的物质有着不可替代的作用。质谱作为一种重要的分析检测技术,由于具有极高的原位性、特异性、灵敏度、操作性,在化学反应中间体的捕捉、化学反应机制的跟踪等方面大放异彩。从化学反应发生的物相来分,有气相反应、液相反应、固相反应、界面反应等 从化学反应发生的驱动力来分,有电化学反应、高电场反应、光化学反应、催化反应等 从化学反应发生的环境来分,有大气化学反应、生物化学反应、微液滴反应、气泡反应等。质谱技术在这些反应所涉及到的中间体捕获和机理探索研究中均已取得了很大的进展。  然而,机遇和挑战并存,化学反应中间产物通常有着不稳定、寿命短等特点,对质谱的进样、电离、结构解析等过程提出了一定的挑战,也对质谱方法的开发提出了新的要求。  为推动质谱技术在化学反应机制研究中的发展,集中报道相关领域的最新成果,促进广大质谱工作者的交流与合作,《质谱学报》计划组织一期“化学反应中间产物的质谱捕捉与测量”专辑。  本刊邀请南开大学张新星研究员担任该专辑的执行主编。  欢迎各位老师不吝赐稿!  1. 征稿范围(包括但不限于):  (1)多种类型、多种环境化学反应中间产物的捕捉与测量   (2)化学反应新、奇、特中间体的发现   (3)化学反应中间产物质谱检测新方法的开发。  2. 发表形式及时间:正刊(EI,中文核心),2024年1月  3. 稿件要求:  (1)研究性和综述论文,接收英文稿件   (2)投稿论文必须为未在正式出版物上发表过,不存在涉密问题,不存在一稿多投现象,不存在学术不端问题。  4. 投稿方式:  请登录《质谱学报》网站(http://www.jcmss.com.cn)进行在线投 稿。投稿时请选择“化学反应中间产物的质谱捕捉与测量”专辑。  5. 截稿日期:2023年8月底  6. 投稿咨询:  邮箱:jcmss401@163.com  电话:010-69357734  执行主编简介:  张新星,南开大学化学学院研究员、博士生导师,美国约翰霍普金斯大学博士,美国加州理工学院博士后。入选一系列国家和地方人才计划,获得中国化学会第二届菁青化学新锐奖、美国质谱学会ASMS新兴科学家称号、中国物理学会2021年度质谱青年奖。在气液界面质谱分析和相关质谱仪器开发,以及微液滴化学质谱分析领域取得了一系列成果,在PNAS,Angew. Chem.,JACS,Nat. Commun.等国际顶尖刊物发表SCI论文90余篇。
  • 陈素明课题组实现了电化学中间过程的时间分辨质谱解析
    近日,国际权威学术期刊Angew. Chem. Int. Ed(《德国应用化学》)在线发表了高等研究院陈素明教授课题组在结构导向的质谱分析方面最新研究成果。论文题为“Elucidation of Underlying Reactivities of Alternating Current Electrosynthesis by Time-resolved Mapping ofShort-lived Reactive Intermediates”。武汉大学为论文唯一署名单位,高等研究院万琼琼副研究员为论文的第一作者,陈素明教授、易红研究员为论文共同通讯作者。该工作通过构建具有时间分辨能力的Operando电化学-质谱分析装置,实现了电化学过程中活性中间体以及自由基异构体的结构和动力学解析,揭示了电化学反应的内在机制(图1)。图1.时间分辨的Operando电化学-质谱分析装置与电化学芳胺功能化反应质谱是对分子进行定性和定量的有力工具,但在实际的复杂研究体系中,常规的质谱分析方法很难实现深层次的结构解析和定量分析。其中,化学反应瞬态中间过程的分析就是一个巨大的挑战。电化学合成是合成化学的新兴领域,但是电化学反应过程的机理研究一直受限于短寿命活性中间体的捕获和结构分析鉴定。为了解决电化学中间过程分析的难题,本研究开发了一种具有超快时间响应的原位电化学-质谱分析装置,可以在电合成工况条件下时间分辨地解析电化学反应过程中的短寿命活性中间体。由于该装置可以最大程度地模拟直流电合成和交流电合成反应,因此通过全面解析电化学芳胺功能化反应过程中活性中间体的结构和动力学,揭示了交流电合成相对于直流电合成具有独特反应性的内在机制。包括:减少中间体的过度氧化/还原,促进氧化-还原电生活性中间体的有效反应,尤其是控制多步电合成反应过程中氮中心自由基的动力学来减少竞争反应。这些发现对于深入理解交流电合成反应的机理提供了关键的信息。此外,本研究还发展了一种解析反应过程中氮中心自由基异构体的新型分析策略。由于中性的氮中心自由基和胺自由基阳离子在质谱分析时都会呈现出相同质量的质子化离子峰,因此难以在质谱中进行区分。研究巧妙利用中性自由基能形成碱金属加合峰的特性,并通过时间分辨的电化学-质谱分析装置测定中性自由基和自由基阳离子的寿命差异,从而准确地分辨出了反应过程中的氮中心自由基异构体。该方法不仅揭示了电化学芳胺功能化过程中隐藏的自由基反应历程,而且提供一种氮自由基异构体解析的通用方法,从而可以深入理解氮中心自由基的反应动力学。据悉,该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目经费的支持,雷爱文教授课题组为该工作提供了电化学实验装置支持。
  • 固体核磁共振“超级放大镜”观察催化反应网络
    2016年,中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)院士包信和和研究员潘秀莲等提出的OXZEO催化技术发布于《科学》杂志。该项技术自提出以后就广受关注,并且入选了当年的“中国科学十大进展”。  近日,基于OXZEO催化剂设计概念,大连化物所院士包信和、研究员侯广进等利用固体核磁共振技术,在金属氧化物分子筛(OXZEO)双功能催化剂催化合成气转化机理研究领域取得了新进展。相应研究成果于6月23日发表在《自然-催化》上。  重要的催化过程与复杂的反应网络  催化技术在资源利用、能源转化和环境保护等诸多领域发挥着关键作用,是人类现代社会发展速度与质量的重要保证。而石油资源是当代能源和材料的核心来源。近年来,随着石油资源的日益匮乏,寻找补充性乃至替代性技术路径,以此满足现代社会发展日益旺盛的能源和材料需求尤为重要。  我国长期以来“富煤、缺油、少气”的资源结构,导致石油资源长期高度依赖进口。但是石油进口依赖国际环境,价格不可控,获取也容易受限。此外,人们对生态环境的保护意识也在不断增强,改良乃至废止高污染、高排放化工过程的呼声越来越高。但同时,生产效率又不能被牺牲,这使得催化研究领域面临很大的挑战。  针对国家的需求和能源现状,包信和从20世纪90年代回国起就全身心投入到能源小分子催化转化的科学研究中,带领团队深入的开展基础研究,聚焦“纳米限域催化”领域,一干就是二十余年。2016年,包信和与潘秀莲等在煤基合成气转化制低碳烯烃的研究中,创建了OXZEO催化过程。随着研究的不断深入,OXZEO催化概念已拓展成为碳资源转化的重要平台。  然而,OXZEO催化体系中涉及合成气经C1物种到多碳产物的转化过程,其反应网络非常复杂,包含催化剂表面众多的活化过程和复杂的多碳中间体,如何确定其活性组分和中间产物成为研究的难题,反应机理研究面临着挑战。  独特的设计思路  长期以来,基于在表界面催化及固体核磁共振谱学表征领域积累的丰富研究经验,包信和和侯广进等想到可以借助固体核磁共振方法对复杂多碳物种及其所处吸附相化学环境的原子超高分辨表征的优势,实现对OXZEO催化转化过程中催化剂表面活化多碳中间体的准确鉴别。  “在中科院和大连化物所的大力支持下,为研究团队搭建了优异的仪器平台,特别是前些年中科院的修购计划支持了包括高场800MHz固体核磁共振谱仪等的仪器装备,为催化反应机理研究提供了重要的设备保障。”侯广进说。  先进的表征技术和优秀的研究平台是团队在催化反应机理领域克难攻坚的利器。  基于对OXZEO催化过程的大量反应实践,研究团队发现,以甲醇催化转化为代表的传统C1转化反应机理并不能准确解释OXZEO催化体系中观察到的很多实验现象。为了充分论证OXZEO催化体系中包含的特殊反应路径,基于ZnAlOx金属氧化物是典型的合成气转化制甲醇催化剂,而H-ZSM-5分子筛是经典的甲醇转化制烃催化剂。于是团队提出要建立一个ZnAlOx/H-ZSM-5模型催化体系,可以说,这是一种独特的设计思路。  “如果我们可以在模型体系中观测到不同于甲醇直接转化过程报道过的中间体,并能够与OXZEO催化过程中观测到的独特反应现象相关联,”论文的第一作者纪毅说,“我们就可以说明OXZEO双功能催化概念是独特的,而我们观测到的关键中间体也对应了OXZEO催化中涉及的独特反应路径。”  研究人员利用模型催化体系,借助准原位固体核磁共振-气相色谱联用的分析检测方法,观测了从初始碳-碳键生成到稳态转化过程中,包括表面多碳羧酸盐、多碳烷氧基、BAS吸附环戊烯酮、环戊烯基碳正离子在内多种中间体的动态演化过程。检测到了数量众多、种类丰富的含氧化合物中间体物种,揭示了合成气直接转化的OXZEO过程与传统甲醇转化的重要区别,有力的解释了OXZEO合成气转化过程中烯烃及芳烃产物独特的高选择性。  接下来“向前也向后”  在上述研究的基础上,团队进一步提出和论证了一氧化碳和氢气在分子筛中也参与了含氧化合物的生成,并初步建立了OXZEO催化转化过程中C1中间体到多碳产物的反应网络和反应机理。  除了模型催化体系外,研究人员还在多种OXZEO催化剂上均观测到了关键中间体,验证了包括含氧化合物路径在内的反应机理的普适性。  但是,团队的研究工作不止于此,后续的基础研究会“向前也向后”。  “我们会进一步深入开展金属氧化物上C-O、H-H键活化以及C-H键形成的机理研究,进而拓展到其它碳资源转化领域如二氧化碳加氢等。”论文共同第一作者高攀告诉《中国科学报》。  与此同时,大家心里都有一个“梦”,就是将催化机理研究与实际反应密切结合,尽早实现OXZEO过程的工业化。  “基础研究需要一步一个脚印的积累,如果这些催化化学中基础科学问题的研究成果能够帮助应用研究学者建立一套完整的催化体系,设计出更高效的、理想化的催化剂,那我们的梦想就一定能实现。”侯广进提到。  有了前进的方向,整个团队将卯足精神,向前冲锋。侯广进对组内人员也提出了希望:“每个人都要有自己的思考,带着研究性思想去做工作,及时沟通交流,团队合作,协力攻坚,相信我们一定会取得更多、更好的研究成果。”  “作为包老师研究团队中的一个研究组,核磁共振是我们的特色也是优势,与其他几个研究组形成学科交叉、优势互补。最终目标,肯定是要从基础研究推向实际应用。”侯广进说。
  • 安全可控、提质增效!胶原蛋白关键中间体二甲基砜MSM的连续流合成工艺
    甲基砜(MSM)是一种重要的有机硫代物,在胶原蛋白合成中起着关键作用,并具有增加胰岛素敏感性和促进体内糖代谢的潜在健康作用。传统的硝酸氧化法生产MSM存在废酸产量高、气味难闻、安全性差等缺点。在绿色化工的指导下,使用双氧水作为氧化剂,因纯度高、原子利用率高且产物仅为水和氧而备受关注。由于生产工艺的强放热性,使用传统间歇釜存在反应失控甚至爆炸的风险,在绿色化学品和安全化学品的概念下,这种生产过程逐渐被淘汰。微通道反应器作为一种新兴技术,针对强放热反应可以有效避免热失控的风险,且尺寸小持液量少,具有本质安全,显著提高反应的过程安全性。近年来,微通道技术已应用于各种高危反应,包括硝化、氧化、氯化、加氢、烷基化、酰化等。来自南京工业大学的倪老师团队构建了几种不同规格的微通道反应器,并将其应用于MSM的连续流合成。实验开始,作者考察了通道直径、水浴温度、催化用量和停留时间对MSM产率的影响,MSM的收率和纯度都很高:图1:初始实验装置图2:初始考察通道直径、水浴温度、催化用量和停留时间对MSM收率的影响最佳条件为使用3mm*1mm的PTFE管道,水浴温度80℃,催化剂用量0.002e.q., 停留时间4min,收率可达91.5%。考虑到此反应初始阶段原料浓度高放热量较大,作者采用两段温区(温区一Tf+温区二Ts)进行研究:图3:第二阶段实验装置图4:第二阶段不同的温区组合对MSM收率的影响当温区一温度20℃,停留时间1.0 min,温区二温度80℃,停留时间3.0 min时,MSM收率最高98.1%。后续作者在自建的工业化微通道反应器上进行了工业化放大,时间收率为18.36吨/年,空间收率为36.43吨/年/m3(如图5):图5:工业化放大装置图5:釜式和连续流的对比总结:根据反应的放热特性,采用微通道反应器实现了MSM连续流合成工艺。单控温工艺,通道直径为3 mm × 1 mm,水浴温度为80℃,催化剂用量为0.002 mol,停留时间为4 min时,MSM收率达91.5%。双温控工艺,当温区一温度为20℃,停留时间为1.0 min,温区二温度为80℃,停留时间为3.0 min时,MSM的收率可达98.1%。在自建的工业化微通道反应器平台上对MSM的连续流工业化生产进行了研究。MSM年平均时间产量为18.36 吨/年,年平均空间产量为36.43吨/年/m3。微通道技术的应用可有效提高MSM制备过程的本质安全性和生产效率,具有广阔的工业应用前景。
  • 从连续流技术看吉利德Remdesivir的合成
    吉利德公司的广谱抗病毒药物瑞德西韦(Remdesivir),针对2019新型冠状病毒(2019-nCoV)显示了好的疗效。这一令人振奋的结果一经报道,即刻吸引了众多制药企业的关注。康宁反应器技术作为连续流技术的倡导者,从连续流技术的角度来看看吉利德Remdesivir的合成。图1:Remdesivir分子结构化学名:(2S)-2-ethylbutyl2-(((S)-(((2R,3S,4R,5R)-5-(4-aminopyrrolo [2,1f] [1,2,4] triazin-7-yl)-5-cyano-3,4-dihydroxy tetrahydrofuran-2-yl)methoxy) (phenoxy) phosphoryl) amino) propanoateCAS号:1809249-37-3当下,国内很多药企也纷纷将目光聚焦到了Remdesivir,不少企业和研发机构已经开始立项开发此药。甚至连化学中间体商也加入了这股热潮。合成路线图:Remdesivir合成为Nature2016年报道的第二代合成方法,实验室可放大至百克级。共6步反应,收率分别为40%,85%,86%,90%,70%,69%,中间体6合成需要两步,收率分别80%,39%。化合物3的合成是低温有机强碱加成反应,该步反应收率低,放大困难。而微通道在此类反应展现了很强大的优势,有潜力来解决这类问题。图4:化合物4的合成化合物4的合成,可以用连续流的方式进行。为此,Gilead在中国也申请了专利(CN107074902)。该氰基化反应,采用连续流反应器,温度控制在-40℃,而釜式工艺中需要降温到-78℃。在化合物6的合成中,第一步反应先合成化合物9,该取代反应极易发生二取代而造成选择性降低。连续流可以精准控制反应物料摩尔比及反应温度,在一定程度上提高反应选择性。纵观Remdesivir合成,有多步反应使用了低温。而低温反应在工艺放大过程中,普遍存在着控制难,收率低等问题。康宁微通道反应器,模块化设计,相比于传统釜式反应,具有100倍传质效率,1000倍换热面积,精确控制停留时间。特别适用于非均相反应、放热量大、具有安全风险以及小试工艺无法放大的反应。参考文献:Nature, 2016, Doi:10.1038 /nature 17180 pages381–385微通道连续流技术作为化工研发和生产的一项技术创新越来越受到重视。它在很大程度上改善物料的传质和反应的放热情况,提高反应的安全性及中间体的不稳定性,从而在反应选择性和收率上与传统釜式反应相比具有明显优势。当进行有机金属类化学反应时,通常有两种过程机理如下图1所示。控制有机锂中间体的稳定性作为内温函数 (IT)和停留时间(τ)第一种机理从上图1中a)曲线可以看出在反应进程中在亲电试剂猝灭前增加芳基锂中间体的半衰期来延长停留时间(最多分钟)。在这种情况下,混合效率起次要作用。停留时间(反应)可以被很好地优化,最大化地转换芳基卤化物为相应的芳基锂中间体。这类反应通常可以在反应器中在-78°C进行放热的卤素和锂的交换,然后用亲电试剂在-78°C下偶合。第二种机理是对于极快速反应(反应时间小于1秒),如图1中b)曲线所示,相反侧重于瞬时、高效混合和停留时间较短的反应。在这种情况下,反应时间是由准绝热条件下的混合时间和相变条件来决定。这种类型的操作通常在微反应器中进行,通过快速捕获不稳定芳基锂物种避免其分解。有各种文献报道的例子显示在反应时间小于1秒尺度上化学合成,如不稳定芳基锂中间体的生成与具有功能性亲电试剂结合生成新奇,令人印象深刻的新型化学品。对于金属有机类型的反应,微通道连续流反应器可以在低温下很好地控制反应温度及有机锂试剂及底物的混合。基于微反应器高效混合及精准控制反应温度的优点,可以在药物研究的不同阶段快速提供少量或批量的产品。再如图3所示,变换不同的亲电试剂和底物,可以得到不同的偶合产物。微通道反应器可以作为一个药物开发和批量生产的强有力的工具,因为其独特的混合和换热及温度精准控制的功能,为新奇药物的开发打开了一个新的窗口。康宁研发型反应器平台开发的工艺到康宁工业化生产无放大效应,可以更快、更好地应对市场的需求。康宁公司不仅对低温有机强碱反应经验丰富,对其他类型反应也有很好的经验。比如Remdesivir合成的最后的一步(水解反应),康宁在其类似底物的反应中展现了很大的优势,收率得到了大幅度的提升。如您想了解更多成功案例,欢迎来康宁反应器技术有限公司深度交流。参考文献:Org. Lett. 2016, 18, 3630?3633康宁反应器技术康宁生产和销售系列微通道反应器;• 为客户提供研发平台整体方案,协助客户进行工艺筛选和工艺开发;• 提供连续流微反应技术培训及售后服务;• 为客户进行研发工艺论证,提供工业化可行性方案• 为客户定制工业化整体方案并加以实施;• 为教育系统提供教学设备教师培训,提供合作交流机会;• 为园区化工企业提供连续流技术培训;协助园区进行本质安全教育;康宁与世界最领先科技持续公司密切合作,打造化工、医药企业的研发和生产的前瞻性可持续创新技术。康宁反应器技术有着10年的工业化业绩,积累了大量工艺开发及工程放大经验,可有效地帮助客户实现这一革命性创新带来的价值。用心做反应既是康宁微通道反应器通道设计的写照,更是康宁反应器团队多年来坚守的职业操守。
  • 布洛芬等药品产量激增,制药企业VOCs治理跟得上吗?
    布洛芬、对乙酰氨基酚等药品最近成了“抢手货”。据工信部消息,日前,两类解热镇痛药的产能产量大幅提高,日产能达2.02亿片,产量达1.9亿片,多家药企24小时满负荷生产。这种情况下,制药企业产生的主要污染物——挥发性有机物(VOCs)的排放量也随之增加。这些制药企业的VOCs治理能跟得上吗?当前形势下,企业能否从容应对?冲击有限:取决于企业末端治理技术水平和管理能力多位业内人士认为,制药企业满负荷生产、产量激增对其VOCs处理能力的冲击有限。江苏省苏州市生态环境综合执法局郑兴春告诉记者:“制药企业安装VOCs处理设施时,我们要求设备处理能力达到满负荷运行的设计标准。大多数企业平时的运行效率只有30%—40%,即使现在运行效率提高了,也在可控范围内。而且,由于制药企业的生产能力强,每批次可以生产很多药品,所以很少出现超负荷运行的情况。例如,近期我们检查的几家苏州制药企业,虽然产量增加,但都没有超负荷运行。”但这并不意味着VOCs排放量增加对制药企业没有影响。中国环境科学研究院大气环境研究所副研究员王洪昌说:“影响大小,主要取决于企业VOCs末端治理的控制技术水平。”目前,制药企业选择的VOCs末端处理技术相差较大、治理水平参差不齐。一些企业采用燃烧法,安装投资和运行成本较高的RTO(蓄热式热力焚化炉)或RCO(蓄热催化燃烧装置),处理效率较高,能够较好应对生产负荷变化。但是,大多数制药企业采用的仍然是投资和运行成本较低的冷凝、吸收、吸附等技术,处理效率不高,对满负荷冲击的适应能力相对较差。“治理技术水平偏低的企业,当前可能更加频繁地出现VOCs排放浓度瞬时或小时超标问题。”王洪昌说。郑兴春表示,这就要求制药企业提高运维管理能力,加大环境治理力度,根据VOCs排放量的变化,更加及时地调整易耗品更换频率、优化处理设备参数,有效应对生产负荷增加的冲击。他举例说,未采用燃烧法的企业,需要提高易耗品更换频率。比如,采用活性炭吸附技术的企业,要提高活性炭更换频次;采用喷淋技术的企业,要及时更换碱液、调整碱液pH值等。采用燃烧法的企业,当VOCs收集量增加、燃烧时间变长、气体浓度变高时,设备温度也要调高。“企业对VOCs产生环节和收集管道也要实时检测,检查管道密闭性是否达到要求,防止气体泄漏。”郑兴春说。不容忽视:VOCs治理是制药企业重难点事实上,VOCs治理一直是制药企业的重难点,即使是制药行业头部企业,在这方面也吃过不少罚单。华东理工大学资源与环境工程学院党委书记、教授修光利告诉记者,从客观方面看,这与制药行业本身VOCs治理的复杂性相关。“制药企业生产品种多、所涉原料广,特别是原料药制备过程中使用了较多的有机原料和有机溶剂,导致其产生的VOCs种类繁多,排放成分复杂、性质差异大。不仅如此,制药企业生产流程长,VOCs产生环节多,无组织排放情况较多,序批式的生产操作方式导致排放的波动性较大,增加了企业污染治理难度。”修光利说。一些大企业能生产上千种药品。药品所用原料可分为活性药物成分(原料药)、非活性成分(辅料)和包装原料,其中,生产原料药的企业污染较重,利用原料药生产片剂、胶囊等的单纯制剂类企业污染较轻。在浙江,原料药约占全省医药工业一半比重。通常情况下,只有大型企业才有能力生产原料药,小型企业购买原料药做片剂或精包装。一些地区采用合同加工外包(CMO—Contract Manufacture Organization)式的制药企业,其药品品种复杂,也值得关注。药品所用原料越多,生产过程中发生的化学反应越多,产生的VOCs物种也越多。比如,生产布洛芬类消炎止痛药产生的主要大气污染物至少7种,生产对乙酰氨基酚等解热镇痛药则至少产生氨、氮氧化物、硫酸雾等21种大气污染物。“需要注意的是,制药企业所用的原辅料,有时还涉及医药中间体的生产和使用,比如布洛芬制药过程需要用到中间体异丁苯乙酮。医药中间体所用原料更加复杂,一些制药企业并不生产医药中间体,而是从其他化工企业购买。也就是说,药品产量激增,不仅带动制药企业VOCs排放量增加,还带动提供医药中间体的化工企业VOCs排放量的增加。”修光利说。他还指出,生产药品从第一步到最后一步可能有几十个环节,VOCs排放至少涉及7—8个环节,生产环节涉及的连接部件多,泄漏排放风险大。同时,药厂的药品一般都按批次生产,一批药品经过几小时的化学反应(或发酵)后再进入下一环节。物料的间歇式进出,导致产生的VOCs间歇排放,气体浓度波动变化大;更换药品品种需要清洗生产系统,清洗环节排放浓度高,这些都挑战着企业的治理能力。修光利告诉记者,受现有技术条件限制,制药企业产生的部分VOCs物种还缺乏监测方法,特别是一些低阈值特征污染物,虽然单一物质排放浓度达标,但综合恶臭(异味)仍十分明显,治理难度大;类似二氯甲烷等卤代烃的使用比较普遍,挥发性和毒性都很强,直接使用燃烧法会带来二次污染风险。但目前预处理技术非常不成熟,吸附脱附回收利用技术效果也不稳定。制药企业VOCs物种的复杂性对高效的RTO等处理设备的稳定运行也造成了很大影响。亟待解决:加强全过程管控、高效治理技术研发“对于制药企业的检查,我们面临的最大问题就是检测虽然合格,但异味还在。”郑兴春坦言。他希望,制药企业能在原有效率较低的VOCs处理设备上,加装二级、三级处理装置。处理装置升级是优化制药企业VOCs治理的末端环节。王洪昌指出,更应加强全过程管控,从原辅材料替代、工艺改进、过程控制、治污设施建设、监测监管等方面提出一体式优化控制路线。一是加大源头控制力度,积极推广绿色制药技术、推进清洁生产。鼓励采用酶促法、酶法裂解等无污染或低污染的先进药品回收工艺,对于6—APA产品,用酶法裂解替代化学裂解法,可以减少65%的有机溶媒和化学品;推广密闭化、管道化、连续化生产工艺与设备,采用无毒无害或低毒、低害的原料替代高度和难以去除高毒的原料等。二是加强设备密封操作要求,全面提升装备水平。采用国内先进设备,并进行垂直流设置,利用设备之间的层高差实现无缝化对接;生产装置采用DCS自动化控制,采用先进的温度测量、压力测量、液位测量仪器、仪表;鼓励使用无泄漏设备和连接部件。三是强化以资源化为目的的VOCs分类收集、分质处理。目前,很多制药企业采用同一系统收集处理混合VOCs废气,不利于有机溶剂资源回收,还大幅增加VOCs治理难度和费用。分类分质收集,不仅能有效提高废气浓度和物质纯度、降低风量,也便于采用深度冷凝、高效真空脱附等技术,提高溶剂回收率。修光利表示,2021年,由华东理工大学牵头制定、三省一市发布实施的长三角地区统一的《制药工业大气污染物排放标准》(以下简称《标准》),就明确要求对VOCs分类收集、分质处理。“分类收集、分质处理有助于推动VOCs治理技术低碳化改造。另外,分类收集可以考虑与《标准》中的控制项目结合起来。国家和地方标准针对制药行业都提出了总挥发性有机物(TVOC)以及一些特征污染物的控制指标,基本覆盖了化学药品原料药企业涉及VOCs的典型种类,我们也在《标准》的附录中基于产品进行了细致的分类,企业可根据使用的原辅料、生产工艺过程、生产产品等情况,从中筛选需要控制的VOCs。”修光利说:“未来,还要进一步研发适合不同种类VOCs的监测技术方法。”他透露,今年,适用于长三角地区的制药工业大气污染物防治技术规范正在制定,VOCs治理技术将遵循高效安全、节能低碳方向,综合考虑经济、环境和社会效益,构建全过程控制技术体系。同时,鼓励企业对有机溶剂回收利用。通过标准规范引领技术改造,推动化学合成类制药、发酵类制药等行业转型升级。
  • 环境持久性自由基的电子顺磁共振检测和污染特征研究——访中科院生态环境研究中心刘国瑞研究员
    电子顺磁共振(EPR)波谱仪是自由基检测的一种仪器分析技术。EPR在医学、生物、量子化学、物理学、环境以及化学领域等都有所应用。环境与健康是一个热门主题,其中,环境污染会导致怎样的健康效应,也是当下亟需回答的重要科学问题。电子顺磁共振在环境与健康研究领域也可能发挥重要作用。除高活性和短寿命的自由基外,环境中还存在寿命较长的自由基,被称为环境持久性自由基(Environmentally Persistent Free Radicals: EPFRs)或长寿命自由基。EPFRs是十多年前提出的概念,它具有较长的半衰期和稳定性,在环境中存留时间长,增加了生物体的暴露时长,易诱发氧化应激反应,引起细胞和机体损伤等,被认为是一类新型的环境污染物。而实际追溯到1900年,冈伯格发现的第一个自由基——三苯甲基自由基,也是长寿命自由基。目前关于环境中EPFRs的存在及其环境效应研究引起国内外科研人员的广泛重视,开展相关研究工作的课题组逐渐变多。中科院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室刘国瑞研究员较早在国内开展了一些EPFRs相关的工作并取得了不错的成果。日前,仪器信息网特别采访到了刘国瑞研究员,他讲述了与EPR、EPFRs的故事。刘国瑞的主要工作集中在两个方面:1.持久性有机污染物(POPs):如二噁英、溴代二噁英、多氯萘和卤代多环芳烃等持久性有机污染物,建立典型POPs的高灵敏分析方法,阐明了POPs在环境中的污染特征,发现一些潜在排放源并开展了机理和控制原理研究;2.环境持久性自由基(EPFRs):主要研究EPFRs的环境污染特征和转化机理相关的工作。被问到当初选择研究EPFRs的原因,刘国瑞介绍到主要有两个因素,一是想要深入了解二噁英等POPs的分子机理,反应过程的中间体检测至关重要,使用顺磁共振技术可以检测反应过程中的自由基中间体,从而推断二噁英的分子机理。另一个原因是2015年基金委启动了重大研究计划项目——大气细颗粒物的毒理与健康效应。“我们重点实验室江老师鼓励我去做大气细颗粒物里的自由基相关的研究工作,”刘国瑞说道,“2015年左右是北京雾霾天气比较严重的时候,我们课题组采集了北京市大气细颗粒物样品,检测了其中的EPFRs,发现不同粒径的颗粒物中EPFRs有不同的分布,越细的颗粒物中吸附的EPFRs含量也越高,由此导致的潜在健康效应值得进一步关注。”该研究工作发表在当时环境领域的国际知名杂志ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY(ES&T)上。刘国瑞在EPFRs相关研究工作中主要使用了电子顺磁共振波谱和色谱/质谱联用两大类分析技术,电子顺磁共振波谱技术可检测未成对电子,即反应过程中的自由基中间体;色谱质谱联用可对反应后产物进行鉴定,用于研究生成机理。刘国瑞表示,未来希望能将电子顺磁共振和色谱/质谱仪器同时与化学反应器连接使用,同时检测反应中的自由基中间体并鉴定反应后的产物。实验室使用的电子顺磁共振波谱仪器来自布鲁克的EMXplus电子顺磁共振波谱仪。更多精彩内容请观看以下采访视频:
  • 中国计量学院与普洛医药共建联合实验室
    日前,中国计量学院生命科学学院的教学大楼里又多了一块金灿灿的牌子——中国计量学院—浙江普洛医药科技有限公司联合实验室。这是学校充分发挥优势学科,加强校企合作,与企业合作建成的又一处产学研科技创新平台。  据联合室验室主任、中国计量学院药学系周益峰博士介绍,实验室实行双方共建共管共用,主要从事医药原料药与中间体的创新合成。根据合作协议,实验室每年将承担完成浙江普洛医药科技有限公司指定的2-3个原料药的开发及若干中间体的技术开发和技术改进项目 而浙江普洛医药科技有限公司将以项目形式向联合实验室提供不少于每年30万元的科研经费。目前,双方已签订协议,联合室验室首期科研经费为期三年,经费总额为100万元人民币。
  • 从iCMR2021看磁共振技术应用新进展(下)
    仪器信息网与北京波谱学会、《波谱学杂志》联合举办的“第五届磁共振网络会议(iConference on Magnetic Resonance,简称iCMR 2021)”,已于2021年11月3日成功落幕,会议为期两天,报名参会人数达千人以上。本次会议共邀请了24位来自国内高校和知名科研院所专家,分享与探讨核磁共振、顺磁共振以及磁共振成像的新技术和应用进展!磁共振技术应用广泛,小编摘取了此次网络研讨会专家报告中关于磁共振技术应用的内容,主要是在电池、医学、催化、生物大分子、环境等领域的进展情况。近年来,科研人员倾向于仪器联用技术,可以对同一个样品进行多种性质的同时测定,极大地提高了样品的分析准确度和实效性,但由于技术限制,更多的仍需综合多种检测手段的结果获得样品信息。华东师范大学胡炳文主要做磁共振-电池方向的研究,采用核磁共振和顺磁共振联用、原位EPR和EPR成像技术结合以及原位锂空EPR等方法对锂电池材料及电池性能进行研究。 清华大学李睿将医学磁共振影像应用到人工智能全链条上。(更多内容请点击此处观看视频 )固体核磁共振(ssNMR)和X射线衍射(XRD)可以相互补充,共同分析样品结构。XRD对长程有序的晶体衍射峰更敏感;ssNMR 对短程有序的材料更适合。中国科学院精密测量科学与技术创新研究院徐君将固体核磁共振应用在催化领域,与XRD共同得出催化剂的结构信息、分子运动性、相互作用、反应机理等结论。固体核磁可以研究催化剂的活性位,通过二维谱图可以分析催化剂主-客体的相互租用,原位流动固体NMR实验还可以检测催化剂反应的活性中间体。中国科学院精密测量科学与技术创新研究院龚洲,将顺磁驰豫增强(PRE)核磁共振方法与多方法结合共同研究RNA动态结构以及功能调控。 北京理工大学黄木华使用15N-NMR选择性标记含氮化合物,可以更好的确定物质结构;使用14N-NMR检测含氮化合物,将得到非常尖锐明显的峰,可以快速鉴定出含氮化合物的结构。核磁共振虽然在对大分子量的结构解析上存在困难,但在研究生物大分子动力学性质上的优势,是其他方法很难达到的。北京大学宇文泰然使用核磁共振的CEST 和CPMG方法研究生物大分子功能相关的动力学性质,包括配体结合、蛋白质折叠、酶催化等。(更多内容请点击此处观看视频 )西湖大学卢星宇使用了高速魔角旋转和顺磁驰豫增强两种固体核磁共振技术,主要应用在药物研究领域。 中国科学院生态环境研究中心杨莉莉,将电子顺磁共振技术应用于环境领域。使用EPR原位检测自由基中间体,结合高分辨质谱甄别前驱体/转化的产物,共同研究持久性有机污染物的生成机制。(更多内容请点击此处观看视频 )连续波EPR展现电子结构的“概貌”,脉冲EPR展现化学结构的“细节”。中国科学院化学研究所李骥堃使用脉冲EPR 在光催化和环境化学领域对化学物质的种类和结构进行分析,主要针对过渡金属催化研究中的应用。低场固体NMR是分析高分子体系中链段动力学的有力工具,南京大学王小亮利用低场核磁进行分子动力学分析,对其中晶相、非晶相以及刚性无定型中间相进行表述。(更多内容请点击此处观看视频 )苏州纽迈分析仪器股份有限公司丁皓介绍到,苏州纽迈低场核磁的应用包括定量分析(如含油率、含水率;固体脂肪含量;造影剂弛豫率等),定性分析(分散性、稳定性、交联度等),过程监测(水分迁移过程、磁性转化过程等),以及清醒小动物体成分测定等。从科研到工业界都有广泛应用,未来将着力于向工业方向发展。(更多内容请点击此处观看视频 )牛津仪器文祎介绍到,牛津仪器台式核磁的应用领域涉及锂电池、化学、制药、毒品检测、氟化学、化学教育等。此外,牛津仪器的频域核磁仪器可以提供化学结构的表征分析, 时域核磁仪器可以提供QA、QC分析。(更多内容请点击此处观看视频 )青岛腾龙微波科技有限公司计长柱介绍到,Magritek Spinsolve台式核磁的应用方向包括结构确定、在线反应监测、碳结构相似性搜索、配体结构、有机催化、电池研究、离子液体、扩散、超极化研究等等。(更多内容请点击此处观看视频 )在疫情反复的档口,磁共振网络会议仍能顺利召开,与各位专家的精心准备密不可分,仪器信息网也得到了诸位专家的高度认可。仪器信息网通过网络讲堂平台,举办各类分析仪器的网络研讨会,让用户足不出户就能了解到仪器相关最新的技术进展。
  • 百灵威与Maybridge
    Maybridge成立于1962年,是Thermo Fisher Scientific Inc集团下专为药物研发和生物技术提供相关产品和服务的特殊供应商,Maybridge公司47年来y直致力于为客户设计和提供创新性杂环中间体,以帮助客户发现和设计新的有价值的药物分子,助力药物发现工作。 Maybridge产品包括具有多变化系列的小分子杂环中间体、医药化学服务和筛选化合物库。并能在客户需要时进行适当放大生产。 百灵威作为Maybridge在中g大陆及香港的指定服务商及战略合作伙伴,长期为中g用户提供高pz的产品与优质的服务,支持有机合成、医药等多个l域的研究与开发。 产品与服务 Maybridge中间体和反应媒介 &mdash &mdash 专为Hit-to-Lead优化提供低分子量和细微取代差异的系列性杂环中间体。 Maybridge筛选化合物库 &mdash &mdash 专为筛选实验提供c过56,000种具有阳性特征(Hit-like)和先导特征(Lead-like)的高度多样性杂环化合物。 Maybridge HitfinderTM 集合 &mdash &mdash 专为高通量筛选实验提供14,400种筛选化合物子集。 Maybridge片段库(Fragment Library) &mdash &mdash 专为片段筛选(fragment screening)提供小分子(MW300)筛选化合物。 网址:www.maybridge.com
  • 康宁制药案例 | Raybow Pharm 3个1的故事
    最新一期的《专用化学品》(《Speciality-Chemicals》)杂志刊登了著名CDMO企业Raybow Pharmaceutical(瑞博制药 九洲药业子公司)高级商务拓展总监Dirk Hütten 分享的应用康宁反应器实现快速研发,快速生产甲基吡唑衍生物的案例。该案例强有力地说明了如何应用康宁反应器快速工艺开发和无缝放大技术优势实现药物的安全、高效、低成本医药研发并实现放大生产的,相信对您一定有所启发!“我们要讲的是关于仅经过1周的实验开发和1周的生产放大就获得1吨产品的故事”—— Dirk Hütten博士实验与生产过程生产甲基吡唑衍生物的化学反应从锂卤交换开始-丁基锂与有机溴化物反应生成相应的有机锂衍生物。然后使用四氢呋喃作为溶剂与碘甲烷进行甲基化反应形成所需的产品。反应中遭遇的问题是瑞博寻求连续流解决方案的原因:副反应:反应受到其他中间产物的限制,例如溴化物可能与吡唑锂中间体或正丁基锂发生副反应;安全性:正丁基锂能与水、氧和四氢呋喃发生剧烈反应。为了避免相关危险,反应过程中需要用到干燥的溶剂和设备,无氧低温反应环境;毒害性:碘甲烷是高致癌物质,需要很好的抑制挥发,避免人为接触;可行性:其他物理参数,如反应物的密度和熔点或沸点,可能进一步限制反应窗口。 一周工艺开发:瑞博在康宁G1进行了实验室工艺评估。并进行了正交实验设计,设定了加热、冷却、混合和停留时间等反应参数,并对放大前可能出现的各种安全问题进行了研究。一周放大生产:关于放大过程的问题以及解决办法,Hütten的描述如下:最初我们认为泵系统会是一个问题,但最终被证明并不是问题,因为流速不是限制因素。由于泵要连续两周24/7运行,碘甲烷的高密度也是另外一个风险。瑞博利用重力使泵工作,从而绕过了这个问题。为了解决潜在的堵塞问题,公司在G1和G4上都安装了自动紧急停机装置。一旦出现堵塞,如有必要,系统将停止进料,慢慢向体系中加入溶剂以冲洗反应。该工艺装置同时另外配置了一个废液收集罐。该连续流工艺的关键是将温度控制在-30°c或以下。这可以防止锂盐沉淀堵塞泵(泵的每次启动和关闭阶段意味着损失20 kg的产品)并保持反应的高选择性。最终,事实证明了该工艺通过康宁反应器完全实现了直接无缝放大。Hütten博士总结道: “瑞博的三个关键标准是安全、效率和时间。我们希望通过控制反应来确保生产安全,不仅通过控制反应参数,还设置安全阀、自动紧急停机装置以及其他方式来控制反应进程保障安全性。效率是连续流反应的关键优势。通过设置正确的参数、进料量、温度和流速,我们可以防止副产物和杂质的积聚,并提供稳定的质量,这对我们来说非常重要。”一吨产品交付:Hütten博士最后强调:“从时间上看,瑞博在一周内完成了实验室的化学工艺开发,并在另一周内直接扩大到康宁G4反应器,产量为10公斤/小时,或1吨/周。如此短的时间达到生产目标,这在釜式工艺中是不可能实现的。 案例讨论与拓展该项工艺可以在如此短的时间内实现工业化生产,离不开瑞博科研及工艺团队对连续流技术以及康宁反应器的深刻理解。瑞博在工艺设计与放大过程中综合考虑了众多影响因素,瑞博3个1的故事为制药行业连续流技术应用的拓展提供了非常有价值的参考!众所周知制药行业对质量、品质的要求非常高,尤其是对于CXO 企业面临全球化竞争、知识产权、环境监管、危化品生产等挑战。企业如何脱颖而出?新理念、新技术的应用必不可少。微通道连续流技术正是时代呼唤而出的一项21世纪颠覆性化学合成技术。康宁在材料领域有着170多年的技术积累,康宁微通道反应器优异的材质和独特的心型通道设计可以:兼具安全与效率。康宁反应器极大提高单位体积反应物料的换热面积,分子扩散距离短,传质快,反应迅速完全,反应体系条件可控,避免副反应发生;连续自动化。可以智能控制生产工艺参数以及处理各种应急措施,实现连续无人操作,保障人身安全;保证质量。康宁反应器可以耐受强酸、强碱的腐蚀,避免药物制造过程中出现金属离子残留,大大降低杂质的含量。同时康宁反应器的心型通道设计保证反应停留时间的一致性,从而保障产品质量稳定性;成本效益。康宁反应器占地面积远远小于釜式反应,节省土地开支。研发到生产的高效进行大量的节省了时间和资金投入成本;高效灵活。康宁反应器平台本身具有普适性,不是针对哪个反应或者哪个药物品种设计的,而是一个多功能平台,可以进行各个分子的快速合成。
  • 球磨法制备具有增强NO去除活性和NO2−/NO3−选择性的Bi12GeO20基复合体系
    1. 文章信息标题:Enhanced photocatalytic NO removal with the superior selectivity for NO2−/NO3− species of Bi12GeO20-based composites via a ball-milling treatment: Synergetic effect of surface oxygen vacancies and n-p heterojunctions页码:Composites Part B: Engineering, 2022: 109600.2. 文章链接专用链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S13598368210096653.期刊信息期刊名:Composites Part B: EngineeringISSN:1359-8368影响因子:11.322分区信息:中科院一区Top JCR分区(Q1)涉及研究方向:工程技术: 多学科;材料科学,复合物4. 作者信息:上海理工大学常飞(第一作者,第一通讯作者),胡学锋(第二通讯作者),刘登国(第三通讯作者),孔源(第四通讯作者)5. 光源型号:北京中教金源(CEL-LAX500, Aulight, Beijing)(500 W氙灯)文章简介:氮氧化物(NOx,主要指NO和NO2)是造成酸雨、臭氧形成、光化学烟雾和全球变暖等环境问题的主要原因之一。此外,氮氧化物能够对人类健康产生各种有害的影响,长期接触低浓度氮氧化物会引起慢性咽喉炎、慢性支气管炎等,也会引发不同程度的神经衰弱综合症及牙齿酸蚀症。由于2019年臭氧浓度明显增加,氮氧化物减排已列入中国“十四五”规划。在汽车动力装置和带有燃烧单元工业装置产生的NOx中,NO是一种占比很大的重要成分,应该通过适当的处理过程来有效消除。由于在温和条件下,半导体光催化技术可以通过吸收具有适当能量的入射光,以空气中的分子氧作为氧化剂来完成各种污染物的去除,特别适合低浓度(ppb)水平NOx的有效去除。在此过程中,NO的氧化易导致具有更强毒性NO2的累积,因此需要设计合成具有良好NO去除和抑制NO2 产生的催化体系。虽然机械球磨法可以满足实验室和工业生产的各种需求,被认为是材料加工中最经济、直接、绿色的技术之一,并经常用于固相之间的物理混合和化学改性,但从未用于球磨制备Bi2S3。而且在球磨过程中,固-固接触界面可以诱导表面氧空位(OVs)的产生。界面光生载流子和活性物种调控和体系的光催化性能密切相关。表面OVs作为吸附和反应活性位点,易于协同异质结构提高载流子的转移和分离效率,有效促进活性物种的生成和体系光催化性能的改善,因此在光催化NO去除领域颇受关注。为提高软铋矿Bi12GeO20的光催化NO去除效率,本文首次以硫粉为硫源,采用绿色环保的机械球磨技术制备了Bi12GeO20基复合材料Bi12GeO20-Bi2S3。经分析表征,证实形成了具有丰富表面OVs的n-p异质结构的复合体系。这些复合材料在可见光下可有效增强ppb浓度水平NO的光催化去除,对生成硝酸根和亚硝酸根离子具有较高的选择性,显著抑制了毒性中间体NO2的产生。其中,最佳的复合样品BGS0.1具有最高的NO去除率和最强的硝酸根和亚硝酸根选择性(96%),这主要与增强的可见光吸收、优异的微观结构和匹配的能带结构密切相关。密度泛函理论计算表明表面OVs对异质复合体系的能带结构和反应路径具有明显影响:表面OVs能促进NO的吸附,表面OVs与异质结构一起能促进后续的氧化去除过程。基于实验和分析结果,初步推测这些具有良好结构稳定性和可重复利用性的n-p异质结构为Z-Scheme复合体系。本研究为机械球磨构建具有丰富表面氧空位的异质结构复合体系进行了有益尝试,也为软铋矿Bi12GeO20的改性及在可见光光催化去除NO方面的研究提供了新的思路。 图 1所制备样品的NO浓度变化 (a),NOx 浓度变化 (b),NO2产生 (c)及NO2-/NO3-的选择性(d) 图 2 BGO (a),BGS0.1 (b)吸附过程和BGO (c),BGS0.1 (d)光催化NO去除过程的原位DRIFTS图 图 3 BGS0.1(N) (a)和BGS0.1 (b)的变化密度分布,BGO, BGS0.1(N), 和BGS0.1 的吸附和反应活化能的DFT计算变化 (c) 图 4 BGS复合体系光催化去除NO的机理图
  • GE医疗&同田 中标中国农科院逆流色谱项目
    本月,由GE医疗与同田生物共同推出的半制备型高速逆流色谱系统中标中国农科院逆流色谱项目   中标仪器简介:   TBE-300B + AKTA PRIME   上海同田生物,作为多分离柱高速逆流色谱仪国家新型专利的拥有者、行业领导者 通用电气医疗集团生命科学部,作为中国天然产物和中药纯化工业的首选设备和介质供应商。   TBE300B-AKTA Prime是由上海同田生物和通用电气医疗集团共同推出的高速逆流色谱系统,该系统由TBE-300B和AKTA Prime组成,是不用任何固态载体的液-液分配色谱,尤其在天然产物有效成分的分离纯化中有独特的优势。 高速逆流色谱技术简介 高速逆流色谱 ( high-speed countercurrent chromatography , HSCCC )是 20 世纪 80 年代发展起来的一种连续高效的液&mdash 液分配色谱分离技术, 它不用任何固态的支撑物或载体。 它利用两相溶剂体系在高速旋转的螺旋管内建立起一种特殊的单向性流体动力学平衡,当其中一相作为固定相,另一相作为流动相,在连续洗脱的过程中能保留大量固定相。 由于不需要固体支撑体,物质的分离依据其在两相中分配系数的不同而实现,因而避免了因不可逆吸附而引起的样品损失、失活、变性等,不仅使样品能够全部回收,回收的样品更能反映其本来的特性,特别适合于天然生物活性成分的分离。而且由于被分离物质与液态固定相之间能够充分接触,使得样品的制备量大大提高,是一种理想的制备分离手段。 它相对于传统的固&mdash 液柱色谱技术,具有适用范围广、操作灵活、高效、快速、制备量大、费用低等优点。目前 HSCCC 技术正在发展成为一种备受关注的新型分离纯化技术,已经广泛应用于生物医药、天然产物、食品和化妆品等领域, 特别在天然产物行业中已被认为是一种有效的新型分离技 术;适合于中小分子类物质的分离纯化。 我国是继美国、日本之后最早开展逆流色谱应用的国家,俄罗斯、法国、英国、瑞士等国也都开展了此项研究。美国 FDA 及世界卫生组织( WHO )都引用此项技术作为抗生素成分的分离检定, 90 年代以来,高速逆流色谱被广泛地应用于天然药物成分的分离制备和分析检定中。 关于上海同田生物 上海同田生物是高速逆流色谱领域的领导者;公司致力于高速逆流色谱仪( HSCCC )、双柱塞恒流泵、超纯水机以及高纯度天然产物有效成分单体、天然药物原料 / 中间体的研究开发、生产和销售。 欲了解更多信息,请浏览公司网站:www.tautobiotech.com 上海同田市场部2010.8.19
  • 瑞联新材拟投4.9亿元建设光刻胶及高端新材料产业化项目
    大半导体产业网消息,瑞联新材昨日晚间发布公告称,公司拟投建光刻胶及高端新材料产业化项目。公告显示,该项目的实施主体为公司的全资子公司大荔海泰新材料有限责任公司(简称“大荔海泰”),项目选址位于渭南市大荔县经济技术开发区,计划总投资金额为49,050.90万元,首期项目投资为8,310.96万元。项目拟分期建设完成,首期新建综合办公楼1栋、生产车间1栋及其配套的辅助工程和服务设施,用于光刻胶、医药中间体及其它电子精细化学品等产品的生产。瑞联新材表示,依托于公司在显示材料领域积累的市场口碑和质量管控经验,致力于在电子化学品板块开发出更多与公司现有核心技术相关的并能够对公司业务形成有力支撑的新产品。在PCB、显示面板和集成电路产业国产化进程加速、产业链自主可控需求迫切的背景下,作为上游关键材料的光刻胶呈现明显的进口替代趋势,国产半导体用光刻胶将迎来快速发展的机遇。通过本项目的建设,公司将有效扩大电子化学品产能规模,匹配下游日益增长的市场需求,加快国产替代市场占有步伐,培育新的利润增长点。
  • GE医疗&同田 中标中国农林科学院逆流色谱仪项目
    近日,由GE医疗与同田生物共同推出的半制备型高速逆流色谱系统中标中国农科院逆流色谱项目;中标仪器简介: TBE-300B + AKTA PRIME  专场展示地址:http://www.instrument.com.cn/netshow/C36878.htm 上海同田生物,作为多分离柱高速逆流色谱仪国家新型专利的拥有者、行业领导者 通用电气医疗集团生命科学部,作为中国天然产物和中药纯化工业的首选设备和介质供应商。  TBE300B-AKTA Prime是由上海同田生物和通用电气医疗集团共同推出的高速逆流色谱系统,该系统由TBE-300B和AKTA Prime组成,是不用任何固态载体的液-液分配色谱,尤其在天然产物有效成分的分离纯化中有独特的优势。 高速逆流色谱技术简介 高速逆流色谱 ( high-speed countercurrent chromatography , HSCCC )是 20 世纪 80 年代发展起来的一种连续高效的液&mdash 液分配色谱分离技术, 它不用任何固态的支撑物或载体。 它利用两相溶剂体系在高速旋转的螺旋管内建立起一种特殊的单向性流体动力学平衡,当其中一相作为固定相,另一相作为流动相,在连续洗脱的过程中能保留大量固定相。 由于不需要固体支撑体,物质的分离依据其在两相中分配系数的不同而实现,因而避免了因不可逆吸附而引起的样品损失、失活、变性等,不仅使样品能够全部回收,回收的样品更能反映其本来的特性,特别适合于天然生物活性成分的分离。而且由于被分离物质与液态固定相之间能够充分接触,使得样品的制备量大大提高,是一种理想的制备分离手段。 它相对于传统的固&mdash 液柱色谱技术,具有适用范围广、操作灵活、高效、快速、制备量大、费用低等优点。目前 HSCCC 技术正在发展成为一种备受关注的新型分离纯化技术,已经广泛应用于生物医药、天然产物、食品和化妆品等领域, 特别在天然产物行业中已被认为是一种有效的新型分离技 术;适合于中小分子类物质的分离纯化。 我国是继美国、日本之后最早开展逆流色谱应用的国家,俄罗斯、法国、英国、瑞士等国也都开展了此项研究。美国 FDA 及世界卫生组织( WHO )都引用此项技术作为抗生素成分的分离检定, 90 年代以来,高速逆流色谱被广泛地应用于天然药物成分的分离制备和分析检定中。 关于上海同田生物 上海同田生物是高速逆流色谱领域的领导者;公司致力于高速逆流色谱仪( HSCCC )、双柱塞恒流泵、超纯水机以及高纯度天然产物有效成分单体、天然药物原料 / 中间体的研究开发、生产和销售。欲了解更多信息,请浏览公司网站:www.tautobiotech.com 上海同田市场部2010.11.12
  • 投资1千万欧元 勃林格殷格翰中国中心实验室落户上海
    全球最大的家族制药企业勃林格殷格翰集团8月26日宣布,公司将于9月正式启用其位于上海浦东的中国中心实验室。该实验室共投入1000万欧元,将专注于在中国生产的化学中间体和原料药的分析方法和工艺过程开发。  据介绍,中心实验室坐落于浦东外高桥保税区,占地约2000平方米,由工艺优化实验室和分析实验室组成。工艺优化实验室的主要任务是对中国供应商的生产过程进行优化,并且进行相应的技术转让,从而提高原料药的生产效率 分析实验室则为工艺优化部门提供全面的分析支持,负责对源自中国供应商的化学品进行最终分析测试,保障供应化学品的质量达到勃林格殷格翰原料药的制造标准。  勃林格殷格翰中国区总裁潘大为表示,通过对合作伙伴的生产工艺进行完善、保证中间体的供应安全,中国在勃林格殷格翰全球采购中的地位将得到进一步加强。  "中国中心实验室是勃林格殷格翰的一个战略投资,我们会继续加大对中国的投资,包括技术投入。我们会将更多技术转移到中国,以推进中国工艺优化以及创新能力," 勃林格殷格翰公司高级副总裁Andreas Winterfeldt博士说。  据介绍,建立中国中心实验室是勃林格殷格翰去年10月宣布的在华1亿欧元投资计划重要组成部分。该项投资计划还包括将位于上海张江高科技园区生产基地的产能翻倍计划和进一步拓展在华的动物保健业务。  勃林格殷格翰集团是全球排名前20位的医药企业,创立于1885年,总部位于德国的殷格翰。公司于1994年正式进入中国市场,1995年5月勃林格殷格翰国际贸易(上海)有限公司在浦东外高桥注册成立
  • HORIBA前沿用户动态|Nano Lett.:FluoroLog-3光谱仪助力打破纳米酶的pH限制
    在纳米酶出现之前,纳米材料一般被当作一种生物惰性物质,但随着纳米研究的快速发展,科学家们发现一些纳米材料具有模拟生物酶催化活性的能力,这种材料称之为纳米酶。与天然酶或模拟酶相比,纳米酶不仅具备催化功能,它还是一种性能独特的多功能纳米材料,比表面积大且更易化学修饰,具备催化效率高、稳定,能够实现规模化地制备等优点,在医学生物、化工、食品等领域的应用前景非常广泛。然而,如何保证纳米酶在生理pH值下的活性是目前一个技术难点。虽然光敏氧化(不饱和双键与单线态氧直接发生的氧化反应)由于绿色、高效而备受关注,但以单线态氧(1O2)为主要氧化物种的催化体系依然面临相同的问题,主要是因为1O2寿命短(小于4μs),迁移距离受限,导致中性条件下TMB等底物难以被氧化。近期,四川大学吴鹏教授团队和滑铁卢大学刘珏文教授团队合作,发现Mn(II)作为光氧化的催化媒介,可以克服纳米酶的pH限制,为利用纳米酶体系研究生物分子在生理条件下的性质提供新思路。在实验中,研究团队发现Mn(II)可以提高碳点(CDs)纳米酶在中性pH下的光敏氧化作用。该工作以碳点为对象,引入Mn(II)作为氧化中间体以增强其中性pH下的光催化性能。与其它常见金属离子相比,Mn(II)增强C-dots光催化能力具有好的特异性。与其它纳米酶相比,CDs/Mn2+在酸性和中性条件下均可保持很高的活性。该氧化中间体同样适用于中性条件增强氧化其它底物,如ABTS,dopamine和Amplex red等。研究人员利用FluorLog-3荧光光谱仪对单线态氧的近红外磷光发射进行表征后发现:光照时,CDs产生的1O2可被Mn2+有效猝灭,且配体(EDTA)的加入也能够进一步猝灭1O2,同时,Mn2+对CDs荧光的影响并不大。进一步的光谱表征证明:在该过程中,Mn2+被氧化为具有强氧化活性的Mn3+,且配体(EDTA)可长时间稳定Mn3+。Mn3+能够在中性pH下氧化纳米酶的底物TMB,因而成功将碳点纳米酶工作的pH范围拓展至中性。四川大学吴鹏教授团队和滑铁卢大学刘珏文教授团队合作的这项研究,其研究结果表明了:在中性pH条件下能够开发更多的纳米酶,并将之用于生物分析和生物医学应用。文章作者:Zhang, J.Y., Wu, P., Liu, J.W. et al.题目&杂志:Manganese as a Catalytic Mediator for Photo-oxidation and Breaking the pH Limitation of Nanozymes. Nano Letters, 2019, 19, 3214-3220.DOI:10.1021/acs.nanolett.9b00725HORIBA科学仪器事业部HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案,如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术,旗下Jobin Yvon 光学光谱技术拥有200年的发展历史。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 中国科大研制出完全非贵金属驱动的碱性膜燃料电池
    近日,中国科学技术大学高敏锐教授课题组设计并研制了一种完全由非贵金属驱动的碱性膜燃料电池(AEMFC)。该电池以Ni3N作为阳极、ZrN作为阴极(图1),在氢气-氧气和氢气-空气条件下分别展现了256 mW cm-2 和151 mW cm-2的功率密度。相关成果以“Plasma-Assisted Synthesis of Metal Nitrides for an Efficient Platinum-Group-Metal-Free Anion-Exchange-Membrane Fuel Cell”为题发表在在国际知名期刊Nano Letters上。 图1. 等离子体增强化学气相沉积制备的Ni3N和ZrN用于AEMFCs。   利用非贵金属来驱动燃料电池将大幅度降低电池成本,摆脱对稀有贵金属资源的依耐。由于非贵金属位点活性低,结构易变性强,导致利用非贵金属驱动AEMFCs面临巨大挑战。近年来,高敏锐课题组致力于非贵金属设计高性能的AEMFC电极催化剂,已取得阶段性进展(Nat. Catal.2022, 5, 993 Angew. Chem. Int. Ed.,2022, 61, e202208040 Nat. Commun.2021, 12:2686)。然而,如何基于非贵金属材料的结构设计和调控,实现其在严苛的电池运行环境下稳定的功率输出仍然是完全非贵金属燃料电池亟需解决的难题。   过渡金属氮化物具有导电性优异、电化学稳定性好以及耐腐蚀性强等特性,有望设计高活性、高稳定性AEMFC电催化剂。传统方法制备过渡金属氮化物是使用腐蚀性强的氨气作为氮源,一般会带来环境污染;而且,由于需要使用较高的合成温度,会导致材料烧结,减少催化活性位点。该研究组借助等离子体增强化学气相沉积来将氮气离子化,有效使得惰性的氮气参与反应,制备了高质量的Ni3N和ZrN催化剂。这种方法具有很好的拓展性,可在各自的金属箔上制备晶片级的Ni3N和ZrN层,展现出很好的应用前景 (图2)。 图2. 等离子体增强化学气相沉积法制备高质量的Ni3N和ZrN。   研究人员利用旋转圆盘电极系统评估了Ni3N和ZrN在碱性电解质下氢气氧化(HOR)和氧气还原(ORR)性能。结果表明,Ni3N和ZrN分别展现了优异的HOR活性和ORR活性,接近贵金属Pt/C催化剂,并且非常稳定。基于此发现,研究人员将Ni3N和ZrN分别用作阳极和阴极催化剂组装到AEMFC中,在氢气-氧气和氢气-空气下分别获得256 mW cm-2 和151 mW cm-2的功率密度,并能够稳定的工作25个小时性能不衰减 (图3)。这是目前完全非贵金属催化剂驱动的AEMFCs所报道的最佳值之一。 图3. Ni3N和ZrN的电池性能。   借助理论计算,研究人员发现氮元素插入到金属晶格的间隙位点中,会优化金属位点的电子结构,使得金属位点的d带中心进一步远离费米能级,从而减弱了Ni3N中的Ni活性位点对H中间体的吸附能,并且使得Ni3N展现出了对OH中间体优异的吸附能力,从而赋予Ni3N优异的碱性HOR活性。此外,N的存在也削弱了ZrN中的Zr活性位点对O中间体的吸附能,使得其接近最优的O吸附能,从而带来优异的碱性ORR活性。   论文的共同第一作者为中国科大博士后张晓隆、博士生胡少进和王业华。中国科大高敏锐教授为通讯作者。相关研究受到国家自然科学基金委、国家重点研发计划、安徽省重点研究与开发计划等项目的资助。
  • REACH法规注册进入倒计时
    距REACH法规(《欧盟化学品注册、评估、许可和限制法规》)首个注册截止日期——2010年11月30日仅剩不到半个月时间,如何抓住有效时间完成注册?在何种情况下企业可以后延注册?近日,中国REACH解决中心所属瑞旭技术公司专家就这些热点问题进行了解答。  哪些物质需要在11月30前完成注册?这是企业最为关心的问题。REACH法规第23条规定,投放欧盟市场超过1000吨/年的常规物质、超过100吨/年的水生生物毒性物质、超过1吨/年的致癌(包括致畸、致生殖毒性等)类物质,要在11月30日前完成注册。值得注意的是,有些物质在预注册时并没有相关危害分类,但随着数据收集的逐渐深入,领头注册人将其定义为水生生物毒性和致癌类物质,其相应的注册缓冲期限也必须提前。  如果延误了注册日期,是否可以“补注”?瑞旭技术专家介绍,欧洲化学品管理署(ECHA)理事联络小组于今年9月底声明,在5种特殊情况下,可为企业提供注册截止日期后延的特别帮助。这5种情况包括:无法按时提供法规附件VII和附件VIII要求的数据或无法获得供应商提供的混合物中的物质成分和分析数据 因企业法人身份变迁而无法转移预注册号或提交后预注册 领头注册人未能提交完整的REACH符合性卷宗 欧盟境内的供应商不注册该物质,下游用户被迫承担进口商的义务 由于注册人要适应新的或更新过的指南,因此无法按时提供法规附件VII和附件VIII要求的数据。  需要说明的是,若注册人在2010年11月30日前完成了注册卷宗的提交,但不能在截止日期前获得正式注册号,其对欧贸易仍然可以照常进行。  对于一些企业关注的费用问题,瑞旭技术专家介绍,影响注册费用的主要因素有物质的年生产或年出口吨位、物质危害特性及用途、物质现有数据情况、企业规模等。企业在委托唯一代表代理完成注册的过程中,其支付的费用包括唯一代表的代理费、欧洲化学品管理署收取的行政费和其他组织收取的数据费用。一般来说,注册费用不得减免,但在以下3种情况下,可以减免部分费用:物质为严格可控的中间体 吨位为1~10吨/年,且注册卷宗中提交了REACH法规附件VII包含的所有数据 企业符合欧盟中小型企业标准。  一些中间体物质企业提出了单独提交注册问题,对此,瑞旭技术专家指出,单独提交注册固然经济便捷,但亦存在一些隐患,如卷宗可能会被欧洲化学品管理署优先审核,吨位升级或新增用途受限等等。企业应对自身产品是否符合严格可控中间体作出准确判断,同时准备好相关文件待查,并根据市场预期来制定相关注册提交策略。  由于近年来欧盟出台的法规较多,许多企业并不了解应对这些法规的用途。瑞旭技术专家介绍,REACH注册号主要有两个用途:一是可作为企业出口欧盟的直接证明依据,包含配合注册号的安全数据表等文件,可用于欧盟执法当局监管的任何场合。二是REACH注册号可沿着供应链向下传递,避免同一供应链上角色重复注册。此外,为保证注册号长期有效,瑞旭技术专家还提醒企业,在获得注册号之后应建立一份完整的进口商清单,并由委托的唯一代表给每个进口商开具吨位涵盖证明,这样还能随时规避注册号被其他企业盗用的风险。  据悉,作为欧盟REACH唯一代表,瑞旭技术公司已为国内企业完成了近50个物质的正式注册,还有近百个物质正在提交中。
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