２００２年化学科学重大进展（续）（上接第39期A15页）超长单壁碳纳米管清华大学机械工程系吴德海领导的课题组首次直接合成了长达20cm超长单壁碳纳米管束（SWNTs），看上去类似头发丝。这种超长的产物是在1150℃氢气中催化裂解正己烷、二茂铁和噻吩的混合溶液制得的。管束中的单壁碳纳米管定向性良好，纯度高达85%，且生长连续，长径比>108，是迄今为止最长的碳纳米管。同时，该方法设备简单、成本低、产物纯度高、产量大，是最适于实现工业化的1种方法。这一成果向制造可用于电子设备的微型导线等迈出了重要一步。美国伦斯勒工业学院研究人员对这些纳米管线的性质进行了表征。他们发现该管线的硬度是法国研究人员2000年报道的从纳米管/表面活性剂浆液中纺出的SWNTs纤维和带状物的5倍。此前人们曾利用一些复杂方法制造出了碳纳米管束，但它们的长度都很有限。该研究对合成碳纳米管常用的化学气相沉积方法进行了改进。结果显示，在化学气相沉积过程中加入氢和另1种含硫化合物后，不仅能制造出更长的碳纳米管束，而且这些碳纳米管束可由SWNTs通过自组装而有规律地排列。[Science, 296, 884 (2002); C&EN, May 6, page 11]排列规整的纳米管德国Philipps大学和Max Planck微结构物理学院的研究人员开发了1项从多种聚合物、聚合物混合物以及多组分溶液制备排列规整的纳米管的新技术。该研究为制备具有功能化结构的纳米材料提供了1项综合性工艺。研究人员用聚合物熔体或聚合物溶液的液滴润湿有序的多孔模板，使聚合物膜涂覆在模板的表面，当模板通过化学方法被除去后，聚合物膜仍可保持模板的孔阵列形态。该研究组利用平版技术制备的氧化铝和氧化硅模板制备了壁厚20～50nm、长100mm的纳米管。另外通过用聚四氟乙烯、聚甲基异丁烯酸酯、聚L-丙交酯/钯醋酸盐及其他材料制备了纳米管，证明了该技术的多功能性。据研究人员解释，该产品是中空的，因为聚合物熔体或溶液与模板壁之间的附着力要远远大于使聚合物变成模板通道中固态阻塞物所需的内聚力，聚合物膜润湿模板表面的时间比聚合物完全填充孔道的速度要短，聚合物熔体涂覆模板孔洞表面时冷却变硬或聚合物溶液溶剂在润湿模板孔洞表面时蒸发，因此不希望发生的孔洞填充过程得以中止。 [Science, 296, 1997 (2002); C&EN, June 17, page 5]可用于手性分离的纳米管膜美国佛罗里达大学的研究人员利用模板合成技术制备了抗体修饰的二氧化硅纳米管膜，研究表明该膜可用于手性分离。纳米管通常由富勒烯制得，但由于碳难以溶解而且化学活性低，这种方法对于很多应用不是最好的选择。模板技术则回避了这一问题，可以制备由任何材料组成的纳米管。研究小组能够对纳米管膜进行设计，以识别、分离、输送混合物中所需分子，并利用含有抗体的纳米管膜进行手性分离。研究人员通过具有纳米级别直径、圆柱形孔洞的氧化铝膜制备了含抗体的膜。他们利用溶胶-凝胶化学法在氧化铝的孔洞中生成二氧化硅纳米管，然后在管的内表面引入乙醛功能化硅烷，最后通过乙醛基团与蛋白质的氨基反应接上抗体片段。他们利用该膜成功地分离了芬兰Hormos药物公司开发的finrozole药物对映体。专家认为，该方法结合了纳米技术和材料科学，有望在实际的分离过程中得到应用。在分离中利用抗体识别元素经常遇到的问题是：抗体与目标物之间结合紧密，使所需分子难以释放。在含抗体的膜体系中向溶液加入二甲基亚砜，可以简单地解决此问题，但此时膜的吞吐量降低，生产能力受到限制。研究组提供了多种提高膜吞吐量的方法。 [Science, 296, 2198 (2002); C&EN, June 24, page 13]四、有机化学一步法合成苯酚新工艺日本研究人员开发出一步催化法将苯转化为苯酚的新工艺。该工艺运用壳-管反应器，将苯和氧气混合加入涂有钯薄膜的多孔氧化铝管中，氢气装入外壳。在气体状态下，钯层表面解离的氢原子渗透到管内，与氧气反应释放出活性氧，使苯环直接羟基化生成苯酚。与目前基于枯烯和N2O的苯酚生产方法相比，工艺收率更高。该研究的前景引人注目，具有可行的转化率和选择性。[Science, 295, 105 (2002); C&EN, Jan. 7, page 23]首次合成孤立的五元环炔烃环炔烃的结构有着高度的张力，通常是不稳定的。日本研究人员首次成功合成出孤立的五元环炔烃，对其特性也进行了充分的分析。二（环戊烯）锆等与(Z)-1,4-二取代-1,2,3-丁三烯可获得较高产率的1-锆环戊-3-炔化合物。X射线衍射分析表明他们合成的五元环结构具有一个很短的三键，因此认为该化合物为金属环戊炔。[Science, 295, 660 (2002); C&EN, Jan. 28, page 52]烃类一步合成芳基硼化物密歇根州立大学和耶鲁大学的研究人员分别独立开发了利用铱催化剂，从烃类一步合成芳基硼化物的工艺路线，区别于传统的多级反应路线。芳烃硼化可以将不活泼的芳烃合成制得多种产品。研究人员报道联吡啶配体和铱前驱体一起使用，可以在温和的条件下催化芳烃的硼化，该反应的产率较高。带有吸电子基和供电子基的多种芳烃可发生该反应，反应所需温度比直接硼化要低得多。[Ir(COE)2Cl]2与（4,4-二叔丁基）联吡啶一起使用，甚至可以使反应在室温下进行。[Science, 295, 305 (2002); J. Am. Chem. Soc., 124, 390 (2002); C&EN, Feb. 4, page 26]首次合成手性烯烃易位催化剂美国的研究人员首次开发出由聚合物支撑的可再生的手性烯烃易位催化剂。这种钼基催化剂的优势在于反应洁净，具有较高的对映体选择性且可以重复利用。[Angew. Chem. Int. Ed., 41, 589 (2002); Angewandte Chemie International Edition  Volume 41, Issue 4, 2002. Pages: 589～593 C&EN, Feb. 18, page 13]食品中的杀手——丙烯酰胺丙烯酰胺是1种神经毒素而且可以致癌。研究人员发现在薯片、炸土豆条和其他烹制食品中存在丙烯酰胺。许多研究小组已经独立确定了丙烯酰胺的来源。研究发现，在高温烹饪时，氨基酸天冬酰胺酸与1种还原性糖发生梅拉德反应会产生丙烯酰胺。[Nature, 419, 448 and 449 (2002); C&EN, Oct. 7, page 7]（包佳琨 编译）（未完待续）