超燃!清华/上交/吉大/华东师大/浙工大,五大高校齐聚今日Science!

研发家 | 2025-08-15 0

聚烯烃及其氯化衍生物(例如PVC)是全球生产和废弃物流中最为普遍的塑料之一。传统的废物转化为能源的方法,如焚烧和热解,以及大多数用于PVC利用的化学升级方法,都需要进行彻底的高温脱氯,以防止有毒氯化物的释放。

在此,华东师范大学张伟研究员,美国西北太平洋国家实验室Johannes A. Lercher院士Mal-Soon Lee教授等人提出了一种策略,即通过氯铝酸盐离子液体催化,将废弃的PVC在单阶段过程中升级为无氯的燃料范围烃类和HCl

本文使用基于AlCl3的离子液体,将PVC和聚烯烃废物低温催化转化为液体烃和HCl确保了所有碳原子保留在无氯的最终产物中,与炼油厂操作一致,以实现PVC、聚烯烃和异烷烃的高效联合升级回收。

重要的是,将PVC转化为非氯化烃,防止了高毒性、致癌性有机物的重新引入。相反,回收的HCl可以安全中和或在现代工业的多种应用中重复使用。它作为原料用于新的PVC合成中的氯乙烯单体(VCM)生产,以及作为金属加工、水处理、食品生产、制药和石油工业中的化学前体。

目前,HCl主要通过几种能耗密集型过程生产,例如在超过400°C的温度下从氢和氯直接合成、涉及浓硫酸和氯化钠的盐酸过程,以及从有机氯化反应的副产品中回收。

相关文章以Integrated low-temperature PVC and polyolefin upgrading为题发表在Science

论文链接:Strong interactions and isospin symmetry breaking in a supermoiré lattice, Science, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl2544

 

吉林大学&清华大学Science:具有强大和可逆手性特性的分层手性超分子组装体 

超分子组装因其结构多样性和动态特性,在先进手性材料方面具有巨大潜力,但其较低的手性光学活性限制了实际应用。

在此,新加坡国立大学林志群教授,韩国梨花女子大学Dong Ha Kim教授,吉林大学吕中元教授,清华大学杨振忠教授和美国密歇根大学Nicholas A. Kotov教授等人报道了一种具有巨大手性光学活性和机械性能的分层超分子组装,这是通过非手性两亲性单分子胶束手性添加剂的共组装实现的。

在胶束所施加的纳米结构环境中,由于组分之间多个氢键的逐步手性传递,手性纤维状组装得以出现。将多种非手性发光分子和纳米晶体整合到这些组装体中,可以得到具有全色圆偏振发光活性的材料,其不对称因子约为10⁻¹

通过调节共组装动力学,可以实现浓度依赖的手性反转。这种策略实现了高效的红色圆偏振发光(CPL),这对于量子和光学技术至关重要。

相关文章以Hierarchical chiral supramolecular assemblies with strong and invertible chiroptical properties为题发表在Science

论文链接:Hierarchical chiral supramolecular assemblies with strong and invertible chiroptical properties, Science, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu0296

 

浙江工业大学Science:铜取代非血红素酶催化的对映汇聚型苯甲基C(sp3)‒N偶联

在过去十年中,铜催化的自由基C(sp3)‒N偶联已成为合成催化的一个主要研究重点。然而,利用酶来实现这一反应体系一直未能实现。

在此,美国约翰斯·霍普金斯大学黄雄怡教授浙江工业大学杨云芳教授美国犹他州立大学饶毅教授等人介绍了一种光生物催化的策略,用于利用铜取代非血红素酶进行自由基苯甲基C(sp3)‒N偶联

以罗丹明B作为光氧化还原催化剂,发现了一种铜取代的苯丙氨酸羟化酶,它能够促进N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯与苯胺之间的对映汇聚型脱羧胺化反应。通过定向进化改造活性位点,使得大多数底物都能实现高对映选择性。

基于分子建模和机理研究,推测该酶能够容纳一个铜-苯胺基复合物,该复合物与苯甲基自由基发生反应。本研究将非天然生物催化过渡金属催化的范围扩展到了铜催化的自由基偶联反应。

相关文章以“Enantioconvergent benzylic C(sp3)‒N coupling with a copper-substituted nonheme enzyme”为题发表在Science

论文链接:Enantioconvergent benzylic C(sp3)‒N coupling with a copper-substituted nonheme enzyme, Science, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt5986

 

上海交通大学Science:人工法尼醇环氧化酶实现半萜类化合物的简洁合成

针对法尼醇的末端双键和尾端双键,已经开发出了高效的不对称环氧化反应,这极大地促进了萜类天然产物的合成。然而,由于缺乏直接不对称环氧化法呢醇相对惰性的内烯烃的方法,许多萜类化合物的合成面临着重大挑战。

在此,上海交通大学李健副教授和海军军医大学张卫东教授等人描述了一种经过工程改造的环氧化酶的开发,该酶能够高效、选择性地生产法呢醇内部环氧化物,产物具有优异的光学纯度,并且能够实现十克级规模的合成,从而极大地促进了聚醚和多环萜类天然产物关键中间体的简化合成。

此外,还证明了将酶催化与TMS(三甲基硅基)增强的多环化策略相结合,能够显著减少合成步骤,简化如依米哚和次谷氨醇等半萜类化合物的全合成过程。本文的工作突显了将定向进化、酶催化和创新化学策略相结合,在解决有机合成复杂挑战方面的潜力,为生物活性天然产物的高效生产提供了新的机遇。

相关文章以Artificial farnesol epoxidase enables a concise synthesis of meroterpenoids为题发表在Science

论文链接:Artificial farnesol epoxidase enables a concise synthesis of meroterpenoids, Science, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt2096

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