西蒙至简科技

• ACS Catalysis中山大学巫瑞波：氢键网络与内电场协同调控P450酶催化氧化缩环反应机理

  一、研究背景 赤霉素是植物体内重要的二萜类激素，在植物生长发育过程中发挥着关键作用，同时也能够由部分细菌和真菌合成。在赤霉素生物合成过程中，有一步极具代表性的骨架重排反应，即六元环收缩为五元环，从而形成具有生物活性的ent-gibberellane骨架。这一步反应由细胞色素P450酶催化完成，也是植物、真菌和细菌中普遍保留的重要生物合成过程。 尽管这一反应已经研究多年，其真实机理始终存在争议。过去

  西蒙至简科技

  171

  07/24 11:38
• 《JACS》：C-H···Au相互作用：是真正的氢键吗？

  一、研究背景与问题 氢键是化学中最基本、最重要的非共价相互作用之一，其经典定义要求氢原子供体（X–H）与电负性原子受体（Y，如O、N、F）之间形成定向吸引。然而，随着研究的深入，金属原子能否作为氢键受体这一问题日益受到关注。 金（Au）因其强相对论效应、高电负性和低配位数，被认为是潜在的氢键受体候选者。事实上，在金配合物的晶体结构中已报道了众多短Au···H接触。然而，正如Schmidbaur等人

  西蒙至简科技

  160

  07/22 10:58

  DFT
• HSE06 杂化泛函是什么？

  HSE06 是一种 screened hybrid（屏蔽杂化）泛函。它把交换关联能做成“GGA 交换 + 一部分精确交换（Hartree–Fock, HF）”的混合，但只在短程起作用，长程用普通 GGA（通常是 PBE）。 一个常见表达是（概念式）： 交换能拆成 短程（SR）+ 长程（LR） 相关能通常直接取 GGA（PBE 相关）： 可理解为PBE 的一部分“交换”被替换成了更接近真实电子交换的

  西蒙至简科技

  129

  07/21 16:07

  DFT
• MS构建结构表面模型时，为何要在表面加真空层呢？

  VASP 默认三维周期性边界条件 PBC（这是根本原因） VASP 对晶胞三个方向全部自动周期性复制，你建的薄层 / 表面会在 z 轴无限堆叠，上下两个表面直接互相接触、会发生虚假层间相互作用，导致 范德华力、静电偶极、电子波函数会跨层重叠； 优化后两层表面吸附分子互相吸引，键长、吸附能、带隙全部失真； 而真空层就是在 z 方向隔开重复的表面，切断上下周期镜像的相互作用。 区分 “块体” 与 “表

  西蒙至简科技

  288

  07/21 14:35

  DFT
• 《Small》：河北大学团队 阴离子柱撑MOF构建CO₂/C₂H₆纳米阱：实现高效一步法CH₄纯化

  一、研究背景与问题 天然气作为重要的能源和化工原料，其主成分甲烷（CH₄，约85%）的纯度直接影响转化效率和商业价值。然而，天然气中存在的C₂H₆（约9%）、C₃H₈（约3%）以及少量CO₂等杂质，不仅降低热效率，还会腐蚀管道、影响低温储运安全。 传统低温精馏技术能耗高、设备复杂，而吸附分离技术因其流程简单、能耗低被视为理想替代方案。金属有机框架（MOFs）凭借其高比表面积和可设计性，成为气体吸附

  西蒙至简科技

  194

  07/15 15:11

  DFT 天然气
• 《JACS》：半胱氨酸在锐钛矿TiO₂(101)表面的吸附与硫选择性光氧化研究  

  一、研究背景与问题 二氧化钛（TiO₂）是最具代表性的光催化材料之一，因其化学稳定性高、成本低、无毒且能在紫外光照射下产生活性氧物种（ROS）而备受关注。这些ROS（如羟基自由基·OH和超氧自由基O₂⁻）能够有效降解有机污染物、灭活微生物甚至病毒——近期研究表明TiO₂可降解SARS-CoV-2刺突蛋白。 在生物相关分子中，氨基酸是研究蛋白质降解过程的理想模型体系。其中，半胱氨酸（Cysteine

  西蒙至简科技

  382

  07/14 16:46

  DFT
• OL 河南师范大学范学森＆张新迎＆徐园双：反应条件调控的选择性合成：2-烯基苯胺与环丙烯酮经[5+3

  一、研究背景与问题 八元氮杂环骨架广泛存在于天然生物碱及人工合成化合物中具有蛋白激酶抑制、抗癌、麻醉受体相互作用和杀虫等多种生物活性。此类稠合多环衍生物还因其独特的三维刚性结构可用作配体、功能染料、荧光探针、半导体及光伏材料。然而，中等环尺寸的氮杂环的构建因不利的熵效应和焓应变而极具挑战性。 另一方面，功能化喹啉是最重要的氮杂环化合物之一。其中，2-烯基取代喹啉既是多功能合成中间体又具有抗疟、抗利

  西蒙至简科技

  305

  07/14 11:30
• 《Angewandte Chemie International Edition》：东京大学团队 多

  一、研究背景与问题 锂金属电池因其超高能量密度（理论值>600 Wh kg⁻¹）而被视为下一代储能设备的有力候选。然而，将锂金属负极与高镍正极（如NMC811）配对使用时，电解液在高压下持续分解成为制约其循环寿命的关键瓶颈。溶剂氟化策略被广泛认为是提升氧化稳定性的有效手段，但长期以来溶剂设计仍高度依赖经验试错，氟化如何从原子层面影响氧化稳定性的机制尚不清晰。 二、文章亮点 氟化的三重效应：从

  西蒙至简科技

  290

  07/13 16:19
• 《JACS》香港城市大学团队 单分子尺度下的化学键开关：Captodative自由基的新发现

  一、研究背景与问题 在分子电子学领域，如何在单分子尺度精确调控化学键的断裂与形成，是构筑高性能分子器件的重要挑战。自由基分子因其开放壳层电子结构，在电荷输运、自旋电子学以及量子输运等方面展现出独特优势。然而，大多数自由基体系稳定性较差，其在单分子器件中的应用仍然受到限制。 Captodative自由基是一类同时含有给电子基团和吸电子基团的稳定自由基。由于未成对电子能够在分子骨架上离域化，因此具有较

  西蒙至简科技

  316

  07/12 15:58
• 《Angewandte Chemie International Edition》：湖南大学团队 无

  一、研究背景与问题 复分解反应是有机合成中构建不饱和碳-碳键的核心策略之一，在药物分子、功能材料和聚合物科学中具有广泛应用。然而，长期以来复分解反应的研究几乎完全依赖于过渡金属催化剂（如钌、钼、钨等），且主要局限于碳-碳双键或三键之间的重组。涉及杂原子的“杂-烯”复分解反应鲜有报道，这主要是由于过渡金属催化剂对含杂原子底物的兼容性较差，以及金属杂环中间体的稳定性问题。 近年来，虽有一些关于羰基-烯

  西蒙至简科技

  191

  07/12 14:56

  DFT
• ACS Catalysis废塑料回收新路径：光氧化上循环技术实现聚苯乙烯到苯酚的高效转化

  聚苯乙烯（PS）是全球产量最高的通用塑料之一，从一次性餐盒、泡沫包装到玩具积木随处可见。然而，其实际回收率却不足1%，大量废弃PS最终进入填埋场或环境中，造成严重的资源浪费与环境污染。与此同时，苯酚作为酚醛树脂、药物、精细化学品和高分子材料的重要基础原料，全球需求量持续增长，目前几乎完全依赖传统异丙苯工艺生产。然而，聚苯乙烯的重复单元本质上可以看作连续排列的异丙苯结构。 能否直接将废弃聚苯乙烯转化

  西蒙至简科技

  364

  07/08 16:15
• 普林斯顿大学MacMillan团队JACS：苄胺与羧酸、叔醇直接偶联构建C(sp³)–C(sp³)键

    研究背景 在有机合成和药物化学中，羧酸、醇和胺是最常见的三类官能团。相比传统使用的苄基溴、苄基金属试剂等偶联前体，苄胺来源丰富、稳定性更高、储存方便，尤其是杂环苄胺在药物分子中十分常见。然而，苄胺作为烷基自由基前体参与C(sp³)–C(sp³)键构建的研究却相对有限。 目前胺与羧酸最常见的反应仍然是形成酰胺键，而直接将二者转化为新的碳碳键的方法十分稀少。苄胺与醇之间的直接偶联更是鲜有报道。因此

  西蒙至简科技

  303

  07/08 11:26

  量子化学
• ACS Catalysis未保护伯胺的直接α-C−H杂芳基化反应

  一、研究背景 伯胺是药物化学和有机合成中最常见的官能团之一。很多药物分子、天然产物以及功能材料都含有伯胺结构。研究人员经常需要对伯胺邻近的α位碳进行修饰，从而快速构建结构复杂的新分子。但是，伯胺本身存在一个长期困扰有机合成的问题：氮原子具有较强的亲核性和碱性。当反应体系中存在活泼的电缺陷底物时，反应通常会优先发生在氮原子上，而不是邻近碳原子上。因此研究者往往不得不先引入保护基，待反应完成后再脱除保

  西蒙至简科技

  305

  07/05 15:15

  DFT
• DFT计算中施加电场

  密度泛函理论是计算材料科学和量子化学中最核心的工具之一。它通过电子密度描述体系性质，极大降低了计算复杂度。在实际应用中，许多体系处于外部电场或内建电场环境中（如电催化、铁电材料、光催化、分子反应调控等）。在DFT计算中显式引入外加电场，能模拟这些真实条件，揭示场对电子结构、几何构型、反应路径和物性的调控作用。 DFT中施加电场的物理基础与实现方式 物理意义：外加电场会极化电子云，改变体系的电势分布

  西蒙至简科技

  900

  07/03 16:53

  DFT 量子化学
• Angew海德堡大学无机化学所Lutz Greb团队：基于硅中心价态调控的多重光致变色与光控路易斯超

  这篇2026年发表在《Angewandte Chemie International Edition》上的论文，报道了硅中心通过价态变化实现多重光致变色控制的研究。研究人员合成了两个硅化合物，分别标记为1和2。每个分子含有两个二芳基乙烯配体。硅原子可在四配位和五配位状态间转换。这种转换直接影响配体间的电子耦合。 自由分子状态下的光开关行为 在没有路易斯碱存在时，用300 nm光照射，两个配体基本独

  西蒙至简科技

  335

  07/01 16:10

  量子化学
• Agnew主链刚性功能化提升天然橡胶综合性能

  研究背景 天然橡胶在未经处理时表现出非常柔软且易发粘的物理特性。为了提升其力学性能，工业界普遍依赖传统的硫化技术。这种工艺通过在橡胶内部建立永久性的化学交联网络来强化材料。然而，牢固的交联结构使得废旧橡胶在自然环境中极难被降解或回收。如何在保证橡胶具备优异使用性能的同时赋予其循环利用的能力，一直是高分子材料领域的重大瓶颈。 主要内容 为了从根本上改变橡胶的性能，研究人员将一类刚性的环丁烷单元直接引

  西蒙至简科技

  191

  06/30 17:30

  绿色能源 量子化学
• 量子隧穿：微观世界的 "穿墙术"

  量子隧穿是量子力学中最神奇、最反直觉的现象之一。它描述了微观粒子（如电子、质子）即使能量不足以翻越 "能量墙"，也能以一定概率直接穿过这堵墙，出现在另一边的现象。 经典物理 vs 量子物理：翻不过的墙？ 在我们熟悉的宏观世界里，物体要越过障碍物必须拥有足够的能量。想象一下： 你想翻过一堵 2 米高的墙，必须跳得比 2 米高才行 如果你只能跳5 米高，就绝对不可能翻过去，只会被墙挡回来 骑自行车上坡

  西蒙至简科技

  1663

  06/30 09:23

  量子化学
• JACS中科院青岛能源所崔光磊＆董杉木：锂键构筑Lithio-Gel：阻断串扰效应破解可充电Li-S

  一、研究背景与问题 研究背景 锂-亚硫酰氯电池以其高工作电压（~3.6 V）、超高能量密度（>700 Wh kg⁻¹）、宽温度范围（−60 至 85°C）及超长储存寿命（>20年）等优异特性在物联网设备、油气化工、海洋环境监测等极端环境应用中具有重要的价值，长期以来一直被视为现有商业电池体系的有力替代方案。近年来，研究人员已初步探明该体系的可充电机制并在正极界面调控与活性材料优化方面取

  西蒙至简科技

  327

  06/27 16:20

  量子化学 锂金属电池
• Advanced Science 单原子插层实现拓扑铁电金属：兼具 Pt 级 HER 活性与电可控催

    一、研究背景 氢析出反应 (HER) 是实现绿色制氢与碳中和的核心技术，而二维 (2D) 材料因其原子级厚度、大比表面积和可调控电子结构，成为极具潜力的电催化剂。然而，绝大多数原始 2D 材料的基面配位饱和且呈半导体特性，导致其 HER 活性几乎完全局限于边缘和缺陷位点，基面催化惰性严重制约了整体性能的进一步提升。 近日，澳大利亚新南威尔士大学 Wenxian Li 团队、北京理工大学 Gan

  西蒙至简科技

  571

  06/26 15:55
• ACS Catalysis 甲基环己烷/甲苯在Pt(111)上的第一性原理脱氢/加氢反应动力学

  氢能作为一种清洁、无温室气体排放的能源载体，其广泛应用在很大程度上受限于高效储氢技术的发展。由于氢气在标准状况下为气态，传统的储氢方式通常需要极高的压力（约700 bar）或极低的温度（约20 K）这极大地限制了其应用场景。为了解决这一难题，液态有机氢载体（LOHCs）成为一种极具吸引力的替代方案。LOHC技术利用在常温常压下呈液态的有机分子，通过催化加氢和脱氢反应来实现氢气的储存和释放。其中，甲

  西蒙至简科技

  1197

  06/25 15:05

  DFT

正在努力加载...