湖北文理学院食化学院、物电学院研究出新成果

近日，湖北文理学院立项建设的“农药活性小分子合成”科技创新团队最新研究成果A practical and sustainable protocol for direct amidation of unactivated esters under transition-metal-free and solvent-free conditions（一种无过渡金属、无溶剂参与的未活化酯直接酰胺化的绿色新方法）在化学领域国际顶级期刊《Green Chemistry》发表。该论文的第一作者是湖北文理学院食品科学技术学院·化学工程学院青年教师张锐博士，湖北文理学院食品科学技术学院·化学工程学院程华副教授、武汉理工大学材料复合技术国家重点实验室的陈宬副研究员和湖北文理学院医学院秦鑫副教授为共同通讯作者。《Green Chemistry》是英国皇家化学学会旗下的国际著名期刊，是化学及可持续发展技术领域国际顶级学术刊物，是全球绿色与可持续发展技术研究的高水平学术交流平台。

此研究成果解决了传统酰胺键合成方法中存在的缺陷。研究团队以自然界广泛存在的羧酸甲酯和胺为原料，叔丁醇钠为促进剂，研发出一种无溶剂、无过渡金属、高效快速合成酰胺类化合物的新方法。此方法操作简便、条件温和、反应时间短，具有优异的底物普适性及官能团兼容性。研究团队还对后处理方法进行优化，针对多数目标化合物实现了无需使用有机溶剂进行柱层析与萃取操作，仅需简单过滤、水洗、烘干即可获得高纯度产物。经试验验证，此方法良好的实用价值，可放大至克级规模，已成功应用于多种医药及农药分子的快速合成。相关绿色化学参数的计算与比较结果证明该方法是一种绿色合成方法，有助于生态环境可持续发展。研究团队通过实验和理论方法探索出一条可行的反应路径，为该成果的工程应用推广提供支撑。目前，秦鑫副教授正在对团队前期合成的部分小分子进行相关的活性筛选工作，致力于进一步拓展该方法的应用范围。

研究成果的图文摘要

食品科学技术学院·化学工程学院“绿色农药小分子合成”科技创新团队，是学校重点建设第一批11支科技创新团队之一。该团队通过不断加强校内外合作、持续深化多学科交叉融合，明显增强了科研实力和创新水平。近年来，团队成员紧密围绕农药活性小分子的合理设计、相关新型合成方法学的开发及生物活性测试等方面展开深入研究，在农药活性小分子的设计与发现、新型催化反应的设计及合成方法学与开发等方面取得了26项高质量研究成果，成为湖北文理学院工程学科建设发展的一支骨干力量。

近期，湖北文理学院低维光电材料与器件湖北省重点实验室“新型光电功能材料”团队程晓红副教授为第一通讯作者的最新成果N-doped carbon nanotubes supported CoSe2nanoparticles: A highly efficient and stable catalyst for H2O2electrosynthesis in acidic media（《N掺杂碳纳米管负载的CoSe2纳米颗粒：用于酸性介质中H2O2电催化合成的高效、稳定催化剂》），在清华大学主办的高水平学术期刊Nano Research上发表。该期刊入选中国科协、财政部、教育部、科学技术部、国家新闻出版署、中国科学院、中国工程院七部委联合实施的中国科技期刊“卓越行动计划领军期刊”。

过氧化氢（H2O2）是一种清洁、环保的强氧化剂，被广泛应用于化工、医药等领域。通过电催化氧化还原反应（ORR）可将氧气转化成H2O2，该过程绿色环保、方便快捷。该反应的关键在于高效催化剂的设计和选择。然而，目前报道的大多数催化剂为过渡金属硫化物，存在H2O2产量低、在酸性介质中稳定性差等不足之处，严重限制了该类催化剂的应用。

为了得到高效的电化学反应催化剂，程晓红团队与四川大学等课题组合作，在催化剂的化学结构设计和筛选方面做出了重要工作：提出将氮掺杂碳纳米管负载在CoSe2纳米颗粒上、以纳米杂化物作为ORR电催化剂的设计思路，不仅可以实现CoSe2纳米颗粒的均匀负载，还将CoSe2的晶体结构从立方相变为正交相。该新型电催化体系对H2O2的产率高达172 ppm·h-1，选择性高达93.2％，且在酸性溶液中具有长达24小时的电化学耐久性，为新型金属硫化物-碳纳米杂化物基电化学催化剂的设计提供了新的思路和方法。

近年来，低维光电重点实验室成员以第一/共同第一作者或通讯/共同通讯作者，在化学、能源、新材料领域的国内外顶级期刊发表高质量成果10多篇。其中，在Journal of the American Chemical Society上发表3篇、Angewandte Chemie International Edition发表1篇、Nano Energy发表2篇、Chemical Science发表3篇、Nanoscales发表1篇、《中国科学·化学》发表2篇。主持完成国家自然科学基金项目6项、省自然科学基金8项，联合承担国家重点研发计划国际合作项目1项。特别是自去年起，“新型光电功能材料”团队获得学校科技创新团队立项建设，进一步增强科技自立自强信念，聚焦优势特色发展方向，完善建设路径举措，增强和优化研究力量，积极拓展和深化交流合作，不断产出高质量研究成果，在打造“校内外资源充分融通，多学科深度交叉融合”的高水平科技创新团队之路上奋勇前行，在我校学科建设和科技创新高质量发展上发挥着越来越重要的作用。