二苯甲酮与烃的光化夺氢反应中产生的活泼自由基的ESR研究

本文用具立体阻碍的自旋捕捉剂2,4,6-三-特丁基亚硝基苯(TBN)与ESR相结合的方法,研究了十种烷烃及四种芳烃与二苯甲酮光化夺氢反应中产生的活泼自由基。结果表明,R₃R₂R₁Ċ和TBN形成烷氧苯胺自由基加合物。R-ĊH-R'与TBN形成烷氧苯胺自由基加合物和氮氧自由基加合物。TBN可用于区分有、无空间位阻的烷烃,芳烃自由基。自旋加合物的ESR波谱可表明自由基中未偶电子所在碳原子附近的有效质子数目。     

链接琥珀酰亚胺的线性硝酮的合成与ESR研究

该文设计并合成一种新的线性硝酮自由基捕获探针DSC-PBN(N-(4-(((2,5-dioxopy-rrolidin-1-yloxy)-carbonyloxy)methyl)benzylidene)-2-methylpropan-2-N-oxide),并采用UV、MS、1H NMR等一系列手段表征分子结构.进一步通过自由基捕获实验显示,DSC-PBN可与多种活泼自由基反应生成稳定的氮氧自由基加合物,且所得ESR谱图易于解析和分辨.由于DSC-PBN自由基捕获探针链接琥珀酰亚胺基团,可望通过与蛋白质(或多肽)N端的共价键合而应用于生物体系自由基分析.     

新型饱和烷基类自由基捕捉剂的合成及ESR研究

设计合成了新的饱和烷基类线型硝酮捕捉剂N-（亚乙基）-t-丁胺-N-氧化物(EBN)和N-（亚乙基）-1-二乙氧基磷酰基-1-甲基乙基胺N-氧化物(EPN),并运用ESR、MS、IR、UV等一系列手段对其结构进行了表征,同时对Fenton体系中产生的羟基及不同类型的氧中心、碳中心和硫中心自由基的捕获能力进行了系统的研究. 结果表明,这两种捕捉剂合成方法比较简单,产率较高,对羟基等自由基有比较强的捕捉能力. 期望本文的工作能为自由基捕捉剂的研究提供一个新的思路.     

二苯甲酮与2-芳基-1,3-二噻烷衍生物光化夺氢反应中产生的活泼自由基的ESR研究

本文用自旋捕捉技术与ESR相结合的方法,研究了九种2-芳基-1,3-二噻烷衍生物与二苯甲酮光化夺氢反应中产生的活泼自由基。结果表明,与硫原子相联的两个碳上的C-H键(即2位和4或6位碳的C-H键),都能发生均裂而生成较稳定的自由基。并均可为ND和TBN捕获而生成两种自由基加合物,其浓度比约为1:1。     

N-溴代琥珀酰亚胺光解夺氢反应的ESR研究

本文用自旋捕捉剂亚硝基叔丁烷(MNP)和2,3,5,6-四甲基亚硝基苯与ESR相结合分别研究了N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)光解反应产生的自由基,以及NBS与醇、取代芳烃及烷烃进行光解夺氢反应生成的活泼自由基中间体,结果表明:1.在紫外光用下,NBS分子中的N-Br键发生均裂,产生N-中心自由基并为MNP所捕获.2.对于醇及烷烃,NBS光解产生的Br能夺取叔碳原子上的氢,分别形成叔碳自由基HOR和R,并被ND所捕获.3.与烷烃及醇不同的是:Br不仅能夺取烷基取代苯分子中叔碳原子上的氢,而且还能夺取仲碳原子上的氢,分别形成自由基PhCR₂及PhCHR.     

甲醛光催化氧化的ESR研究

利用自旋俘获－电子自旋共振方法，使用光催化剂在纯水，甲醛，甲酸水溶液中进行紫外光化学反应。使用自旋捕获剂ＤＭＰＯ俘获反应过程中的自由基中间体。检测到羟基加合物（ＤＭＰＯ－ＯＨ），甲醛基加合物（ＤＭＰＯ－ＣＨＯ），以及碳中心自由基加合物（ＤＭＰＯ－ＣＰ＾－２）的ＥＳＲ信号。这些加合物均产生于溶液的光氧化过程。实验表明，在ＺｎＯ存在的体系中，甲醛易被羟基氧经。水在光氧的过程中起了关键性的作用。     

某些含氮有机物光催化氧化产生的自由基中间体

本文用自旋捕捉技术与ESR相结合的方法研究了某些含氮有机物TiO₂光催化降解的过程中形成的活泼中间体.选择的化合物中有丁胺、戊胺、庚胺、六氢吡啶、吡啶、2-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶,这些分子中的氮原子分别作为初级脂肪胺、饱和环中的二级胺以及芳环中的三级胺出现,实验中观察到N-中心自由基及C-中心自由基与自旋捕捉剂加合物的ESR信号,表明这些自由基参与这些化合物光降解的初始过程,对深入了解其光降机理是有意义的.     

低密度聚乙烯光引发交联机理——Ⅱ.BNB自旋捕捉ESR研究(英文)

在光引发剂二苯甲酮(BP)存在下,紫外光辐照低密度聚乙烯(LDPE)所形成的自由基中间体已被自旋捕捉剂2,4,6-三特丁基亚硝基苯(BNB)所捕捉,其自旋加合物自由基已为电子自旋共振(ESR)所特征。现已检测和鉴定到二种自旋加合物:一种是叔碳自由基;另一种是仲碳自由基。它们分别是由BP的激发三重态从LDPE链的支化点和亚甲基团上夺氢所形成的自由基中间体同自旋捕捉剂BNB反应生成的。上述的证据表明:LDPE的光引发交联点主要发生在叔碳和仲碳原子上,且H-型交联点占主导地位。     

低密度聚乙烯光引发交联机理——Ⅱ.BNB自旋捕捉ESR研究

在光引发剂二苯甲酮(BP)存在下,紫外光辐照低密度聚乙烯(LDPE)所形成的自由基中间体已被自旋捕捉剂2,4,6-三特丁基亚硝基苯(BNB)所捕捉,其自旋加合物自由基已为电子自旋共振(ESR)所特征。现已检测和鉴定到二种自旋加合物:一种是叔碳自由基;另一种是仲碳自由基。它们分别是由BP的激发三重态从LDPE链的支化点和亚甲基团上夺氢所形成的自由基中间体同自旋捕捉剂BNB反应生成的。上述的证据表明:LDPE的光引发交联点主要发生在叔碳和仲碳原子上,且H-型交联点占主导地位。     

ESR自旋捕集技术的发展和在生物医学研究中的应用

ESR是研究自由基最直接和最有效的技术,但是这些自由基必须是相对稳定的,而且要达到一定浓度才能用ESR技术检测和研究. 而生物体系中产生的自由基大部分是不稳定的,这是常规ESR波谱仪无法检测的. 为了克服ESR技术的这一局限性,发展了自旋捕集技术,这是目前研究生物和医学体系中活泼自由基应用最多也是最成功的方法, 每年都有新的自旋捕集剂合成和大量在生物医学应用的报道,为自由基生物医学的研究和发展做出了巨大贡献.  作者建立和发展了捕捉超氧阴离子自由基、羟基自由基、脂质过氧化产生的脂类自由基、一氧化氮自由基和单线态氧及一氧化氮和氧自由基同时检测技术. 利用这些技术开展了细胞、组织产生自由基机理,天然抗氧化剂的筛选及一些重大疾病如炎症、心脏病、老年痴呆症、帕金森综合症,中风,辐射损伤,蛋白质氧化,植物光合系统中产生活性自由基和植物的发病机理研究中的应用,取得了一系列研究结果.     

电子顺磁共振法(EPR)对银杏叶提取物及其卷烟捕获自由基能力研究

自由基存在于人体和卷烟烟气中,会引起人体病理反应和氧化损伤,种类和形态多样,如：O-·₂,HO·,R·,RO·,ROO·。电子顺磁共振法(EPR)是检测和定量分析自由基的重要方法之一。银杏叶提取物(EGB)是由黄酮、内酯、原花青素类成分组成的植物药,具有较好清除自由基和抗氧化能力。本文以槲皮素、芦丁、原花青素等化合物为对照,运用EPR法结合自旋捕集技术研究EGB和EGB卷烟对DPPH,HO·,O2-·、烟气气相自由基、烟气粒相自由基的抑制水平。结果表明,EGB能够有效抑制化学/生物系统和卷烟烟气产生的自由基。尽管抑制自由基整体水平比黄酮单体和原花青素弱,但EGB提取方法简单容易得到,可作为天然抗氧化剂和自由基清除剂用于食品和烟草等行业。EPR法灵敏度高,稳定性好,是用于自由基研究的可靠方法。捕集剂DEPMPO捕集O2-·更加高效,PBN捕集烟气气相自由基比DMPO更有优势。该研究讨论了EGB清除自由基的机理,丰富的酚羟基结构是其抗氧化作用的主要原因。     

Abilities of Antioxidants to Eliminate the Peroxyl Radical Derived from 2,2′-Azobis(2-Amidinopropane) Dihydrochloride (AAPH)

Electron spin resonance (ESR) of 5-(2,2-dimethyl-1,3-propoxy cyclophosphoryl)-5-methyl-1-pyrroline N-oxide (CYPMPO) spin adducts of free radicals derived from the UV irradiation of 2,2′-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) under rapid scanning condition was examined. The ESR signal obtained was the superposition of two spectra, the spin adduct of the alkoxyl radical [CYPMPO-ORa, Ra = C(CH₃)₂-C(⁺NH₂Cl^?)NH₂] and the peroxyl radical (CYPMPO-OORa). The decay rate of CYPMPO-OORa was 8,400 times that of CYPMPO-ORa. The order of the k _SB/k _ST values (the slope of the Stern–Volmer’s plot) for the peroxyl radical (RaOO·) was l-ascorbic acid > caffeic acid > rutin ~ Trolox ~ (+)-catechin ~ glutathione (reduced), which was almost the same order as that for the alkoxyl radical (RaO·). Though the k _SB/k _ST value of each antioxidant for the peroxyl radical was about half of that for the alkoxyl radical, the ratios of the values of antioxidants to that of trolox (the relative ORAC values) were almost the same between the peroxyl and alkoxyl radicals. The relative oxygen radical absorbance capacity (ORAC) values of polyphenols estimated by the ORAC-ESR assay using both peroxyl and alkoxyl radicals were smaller than those by the ORAC-FL assay.     

用快速低温冷冻和ESK方法分析兔脂肪栓塞脑组织中自由基

用快速低温冷冻-ESR实验方法研究兔脂肪栓塞模型脑组织自由基的变化,实验发现脂肪栓塞实验组自由基相对浓度是正常对照组的2-3倍。ESR检测到脂类过氧化自由基和以碳为中心的烷基类自由基的事实表明脂肪栓塞病变存在活性氧自由基作用过程。文中对快速冷冻法可行性进行评估。     

用快速低温冷冻和ESK方法分析兔脂肪栓塞脑组织中自由基

用快速低温冷冻-ESR实验方法研究兔脂肪栓塞模型脑组织自由基的变化,实验发现脂肪栓塞实验组自由基相对浓度是正常对照组的2-3倍。ESR检测到脂类过氧化自由基和以碳为中心的烷基类自由基的事实表明脂肪栓塞病变存在活性氧自由基作用过程。文中对快速冷冻法可行性进行评估。     

Characterization of free radicals generated from the reaction of Fe3+/Fe2+ withtert-butyl hydroperoxide and the effect of lanthanide ions

The inhibitory effects of lanthanide ions on the generation of free radicals from the reaction of Fe³⁺ and Fe²⁺ withtert-butyl hydroperoxide (^tBuOOH) were investigated by electron spin resonance (ESR) utilizing 5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide (DMPO) as a spin trap. Peroxyl, alkoxyl, and carbon-centered free radicals generated from Fe³⁺-^tBuOOH system were successfully trapped by DMPO, whereas peroxyl radicals were not trapped in Fe²⁺-^tBuOOH system. Peroxyl and alkoxyl radicals are initial radical species generated from Fe³⁺ and Fe²⁺ systems, respectively. The carbon-centered radicals (^⋅CH₃) might be attributed to β-scission reaction of these alkoxyl radicals. The ESR signals of DMPO adducts of these radicals were quenched in the presence of lanthanides (Ln³⁺ or [Ln(cit)₂]³⁻), in concentration-dependent fashion. Moreover, the quenching effect of Ln³⁺ is closely related to the time the Ln³⁺ was added into the free-radical-triggered systems. The results reveal that there might be various mechanisms responsible for inhibiting generation and transformation of the free radicals. If Ln³⁺ and iron react with peroxide simultaneously, the complex formation of Ln³⁺ with^tBuOOH will be the main mechanism of the competitive inhibitory effect of Ln³⁺. Whereas if Ln³⁺ is added after iron, the inhibitory effect on the ESR signal of DMPO adducts might be interpreted preferentially by the coordination and magnetic dipole-dipole interaction between Ln³⁺ and DMPO adducts.     

辐射引发和热引发聚丙烯腈纤维的自由基研究

利用电子自旋共振波谱(ESR)研究了聚丙烯腈(PAN)纤维在真空以及空气气氛下经γ射线辐射引发和热引发产生的自由基. 结果显示,室温下辐射诱导产生的自由基为烷基自由基和聚亚胺自由基,辐射产生的自由基随温度升高而衰减,150 ℃时完全消失. 热引发的自由基则依赖于温度和氧气, 当PAN纤维在空气中加热至190 ℃时,开始产生多烯自由基,而且自由基浓度随温度升高而迅速增加;在真空条件下,PAN纤维经加热只产生极少量自由基. 据此推断,热引发自由基是通过热氧化反应产生的,这类自由基位于共轭结构上,其共轭长度也随温度的升高而增加.     

心肌缺血再灌过程中自由基生成动力学的ESR研究

采用自旋捕捉ESR方法研究了大白鼠和豚鼠在心肌缺血再灌注中自由基产生的动力学过程,首次测出复氧过程中羟基自由基变化的动力学曲线.同时结果还表明,在缺血后的复氧过程中除羟基·OH之外,还有碳中心自由基R·和可能的烷氧基RO·的生成,但其中·OH基生成的量经常是最大的.由于·OH基具有很高的反应活性,因而不可避免地就会通过它的夺氢作用导致碳中心自由基R的生成.特别有趣的是,羟基产生过程中其ESR信号的强度总是随着时间不断地增强而达到一最大值,然后又逐步地缓慢衰减到趋于几乎消失,此现象迄今尚未见有文献报道.我们建立了可近似表征羟基自由基生成速度的上升和下降过程的动力学方程.自由基生成与变化过程亦可近似地用退化分支链反应图式来予以描述.在所提出的链反应过程图式中,可对于通常所谓脂质体过氧化的过程,给予以合理的解释.     

Pulse-shift measurement: a direct observation of radical pair dynamics in a micelle

The hydrogen abstraction reactions of benzophenone in a micellar solution in the absence and presence of 1,4-cyclohexadiene are compared with time-resolved electron spin resonance (ESR) and optically detected (OD) ESR. “Pulse shift” measurement by OD-ESR, which observes the effect of a resonant microwave pulse at different delay times after laser excitation, reveals that the lifetime of the radical pair becomes much shorter in the presence of 1,4-cyclohexadiene. This explains the change of chemically induced dynamic electron polarization from spin-correlated radical pair polarization in the absence of 1,4-cyclohexadiene to conventional, E^*/A polarization in its presence. The rate constants determined by this technique indicate that the escaping rate of cyclohexadienyl radical is ten times larger than those of alkyl and benzophenone ketyl radicals.     

紫外光诱导下的固体胆红素自由基性质的ESR研究

利用电子自旋共振方法对固体胆红素及其自由基在紫外照射下的变化进行了研究,发现在紫外光下仅引起胆红素超氧自由基及半醌自由基浓度的增加,而没有新的自由基形式生成,指出Foote提出的光氧化机理假说的中间体自由基即是由上述两种自由基构成,并通过电子计算机对ESR谱的摸拟,提出了紫外辐照下的胆红素自由基形成机理,推测胆红素光化学反应的途径及产物与这两种自由基浓度及在不同环境下的反应活性有关.