牛血清白蛋白的光损伤和光氧化机理

运用激光闪光光解瞬态吸收技术, 在266 nm激光激励下, 研究了牛血清白蛋白(BSA)光损伤和被SO4-·单电子氧化的反应机理, 表征了反应过程中生成的自由基. 结果表明, 在266 nm激光照射下, BSA可同时发生光电离和光激发, 生成色氨酸阳离子自由基(Trp/NH+·), 由Trp/NH+·快速脱质子形成的色氨酸中性自由基(Trp/N·)及色氨酸三重激发态(3Trp*), 3Trp*再与酪氨酸(Tyr)发生分子内电子转移生成酪氨酸中性自由基(Tyr/O·). 在SO4-·单电子氧化的反应中, 借助减谱技术, 求得BSA中Tyr和色氨酸(Trp)自由基的表观生成速率常数, 但未发现分子内电子转移现象, 阐明了SO4-·自由基是通过与BSA中的Tyr和Trp发生电子转移反应来氧化BSA的, SO4-·氧化BSA的反应速率常数为1.51×10¹⁰ L·mol^-1·s^-1, 从而为进一步研究血清白蛋白的氧化还原代谢过程提供理论基础.     

草酰氯氯解离(ClCO)2→2Cl·+ 2CO通道的量子化学研究

对草酰氯分子的多键解离方式进行了从头算研究. 计算表明: 草酰氯分子基态(S₀)解离C—Cl键不经过过渡态; 吸收一个光子后, 分子在第一电子激发态(S₁)解离生成高能态Cl^·和ClCOCO^·*自由基, 此时体系很容易放出能量Q, 变成基态的Cl^·和ClCOCO^·自由基, 放出的Q能量足以使ClCOCO^·自由基进一步热解为ClCO^·和CO, 并能使ClCO^·再进一步热解为CO和Cl^·自由基而发生串级解离反应. 这与Kong报道的光解草酰氯的实验结果相一致.     

脉冲辐解研究葛根素对自由基的清除活性

采用脉冲辐解技术, 研究了葛根素(puerarin, 一种异黄酮)对二氧化氮自由基(NO₂^•)、一氧化氮自由基(NO^•)和羟基自由基(OH^•)的清除活性. 葛根素与NO₂^•和NO^•反应产生的瞬态吸收峰都在340 nm, 该吸收峰归结为瞬态产物puerarin-4-O^•; 葛根素与OH^•反应产生了较宽的瞬态吸收光谱(300～750 nm), 该谱图归结为puerarin-2-O^•, puerarin-4-O^•和[puerarin-OH]^•瞬态吸收的叠加. 另外, 葛根素与NO₂^•, NO^•和OH^•反应的速率常数分别为2.6 × 108, 1.7 × 10⁸和3.9 × 10⁹ L·mol^-1·s^-1.     

CCl3OO· 槲皮素、芦丁、EGCG的分子反应机理

采用脉冲辐解时间分辨吸收光谱技术,研究了在近中性条件下槲皮素、芦丁、没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG) 3种天然抗氧化剂清除CCl₃OO^· 自由基的反应机理,提出 CCl₃OO^·自由基与芦丁、EGCG反应均为单电子转移反应,而与槲皮素的反应可能存在单电子转移和加成两种机理,并测定了它们的反应速率常数,证明槲皮素、芦丁清除CCl₃OO^·自由基的能力比EGCG强得多.     

脉冲辐解研究类胡萝卜素与CCl3OO 的反应

通过脉冲辐解研究CCl₃OO×与胭脂树橙(BIX), β-胡萝卜素(b-C)及番茄红素(LYC)在水/醇均相混液中反应. 在与CCl₃OO×反应过程中, 类胡萝卜素本底吸收位置(BIX在500 nm左右, b-C在450 nm左右, LYC在500 nm左右)有明显的漂白, BIX与b-C在650 nm左右有反应产物生成过程的吸收峰出现. BIX和b-C与CCl₃OO×反应的二级反应速率常数分别为1.78 ´ 10⁸与7.8 ´ 10⁷ mol^-1·dm³·s^-1 , LYC与CCl₃OO ×反应只观察到漂白过程, 表明LYC与CCl₃OO×反应产物在检测范围内没有特征吸收, 根据漂白过程求得二级反应速率常数为4 ´ 10⁷ mol^-1·dm³·s^-1.     

稀有三环核苷衍生物单电子氧化反应的脉冲辐解研究

运用纳秒级脉冲辐解技术研究了稀有三环核苷衍生物6-甲基三环鸟苷(dYt)与一些单电子氧化性自由基的反应, 表征了反应过程中产生的阳离子自由基dYt^•+及其脱质子中性自由基dYt(-H)^• 的瞬态吸收光谱及pKa, 并首次得到该化合物与^• OH自由基及单电子氧化性自由基SO₄^•-, CO₃^•-, N₃^•反应的动力学速率常数, 揭示了反应机理, 为进一步了解该类化合物的氧化反应提供了一定的证据.     

γ-g-辐照-O3氧化联合作用下4-氯酚的降解

研究了⁶⁰Co γ-射线辐照以及辐照-臭氧氧化联合作用下4-氯酚的降解情况. 通过总有机碳(TOC)分析, 研究了γ辐照对反应体系中4-氯酚的无机化程度及无机化过程的动力学特征, 同时还探讨了初始浓度以及自由基清除剂对4-氯酚降解效果的影响. 实验结果表明: 当辐照剂量率为336 Gy·min^-1时, 2 kGy的辐照剂量可以使10 mg·L^-1 的4-氯酚完成降解. 辐照-O₃联合作用时氯酚的降解速率常数最大, 为0.1016 min^-1, 相当于单独辐照(0.0294 min^-1)与单独O3氧化(0.0137 min^-1)时的降解速率常数之和的2.4倍. 这表明4-氯酚的辐照降解机理以自由基氧化为主, 与单独采用辐照处理相比, 辐照-O₃氧化联合作用对水溶液中4-氯酚的脱氯和彻底降解具有协同效应.     

VP-16抗癌机理的脉冲辐解

运用脉冲辐解技术, 对用于肿瘤治疗的依托泊甙(VP-16)的抗癌机理进行探讨. 首次对过硫酸根氧化VP-16的过程进行了研究, 测得其绝对反应速率常数为4.04×10⁹ dm³·mol^-1·s^-1, 同时观测到VP-16与酪氨酸之间的电子转移, 两者绝对反应速率常数为1.1×10⁸ dm³·mol^-1·s^-1. 为医学工作者进一步了解、探讨VP-16的抗肿瘤机理提供科学的参考.     

乙烯/臭氧/水气相反应体系羟甲基过氧化氢产生机理及其动力学

在室温(298±2 K)、大气压(1´10⁵ Pa)条件下研究了乙烯/臭氧/水反应体系中羟甲基过氧化氢(HOCH₂OOH, HMHP)产生机理及其动力学. 反应物采用长光路Fourier红外光谱(LP-FTIR)原位测定. HMHP经低温采集后利用高压液相色谱(HPLC)柱后荧光技术测定. 模式拟合得到的CH₂O₂+H₂O→HMHP(R3)速率常数(k₃)介于(1.6~6.0)×10^−17 cm³·molecule^−1·s^−1. 另外, 采用密度泛函理论在QCISD(T)/6-311+(2d,2p)//B3LYP/6-311+G(2d,2p)水平得到反应(R3)势能面及内禀反应坐标的基础上, 应用Polyrate 程序计算得到了298 K下该反应的经典过渡态理论(TST)速率常数k^TST和正则变分过渡态理论(CVT)速率常数k^CVT, 并应用小曲率隧道效应模型(SCT)对k^CVT进行了校正, 得到了经小曲率隧道效应校正后的速率常数k^CVT/SCT, 分别为2.47×10^−17, 2.47×10^−17和5.22×10^−17 cm³·molecule^−1·s^−1, 与模式拟合得到的结果基本一致.     

355 nm光照下联苯与HNO2的交叉反应机理

利用激光闪光光解瞬态吸收光谱及气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分别对HNO₂与联苯水溶液经紫外光照射后发生的交叉反应的机理及最终产物进行了研究. 结果表明, HNO₂受355 nm紫外光激发产生的•OH能够快速加合至联苯的苯环上形成Bp-OH加合物, 其二级反应速率常数为9.5×10⁹ L·mol^-1·s^-1. 从动力学角度验证该加合物能够与H+发生反应, 亦可被HNO₂氧化为亚硝基联苯酚. 故大气水体中的HNO₂与联苯在紫外光照射下发生的交叉反应可能是环境中硝基化合物的来源之一.     

镧对保卫细胞质膜内向钾通道的作用研究

用膜片钳全细胞记录方式研究了La³⁺对蚕豆气孔保卫细胞质膜内向钾通道(K⁺_in)电流的影响. 结果表明, 在细胞外液和细胞内液中的La³⁺对K⁺_in电流都产生抑制作用, 说明在保卫细胞质膜K⁺_in通道的细胞膜外侧和内侧存在La³⁺的结合位点; 在细胞外La³⁺对K⁺_in电流的阻断常数K_i为(2.56±0.25) mmol/L, 在细胞内La³⁺对K⁺_in电流的阻断常数K_i为(1.18±0.11)×10^−15 mol/L, 可见La³⁺在细胞内比细胞外对K⁺_in电流产生更强的抑制作用, 也说明在蚕豆保卫细胞质膜K⁺_in通道, 细胞膜内侧比外侧存在更强的La³⁺结合位点. 离子通道的活性变化与植物叶片上的气孔运动和植物水分状况密切相关, 这提示稀土对于调节植物的水分散失, 增强植物耐旱性可能具有潜在的应用价值.     

NH2 + HNCO反应机理的从头计算

在6-311G(d,p)基组水平上, 采用全电子的UMP2和UQCISD(T)方法对自由基NH₂和HNCO反应机理进行了研究, 结果表明, 反应存在如下两条反应通道: NH₂ + HNCO→NH₃ + NCO (1)和NH₂ + HNCO→N₂H₃ + CO (2). 反应(1)是吸氢反应, QCISD(T,full)// MP2(full)/6-311G(d,p) 计算位垒是29.04 kJ/mol. 与实验估计值29.09 kJ/mol一致. 在反应的温度区间(2300～2700 K),传统过渡态理论得出的速率常数值的范～围是1.68×1011～3.29×10¹¹cm³·mol^-1·s^-1, 支持了反应速率常数应小于等于5.0×10¹¹cm³·mol^-1·s^-1的实验结论. 对反应(1), 理论研究还得出反应物分子可通过分子间作用生成氢键复合物(HBC), 其能量相对于反应物降低32.41 kJ/mol. 反应(2)是一个可经过顺式或反式方式进行的分步反应, 在反应分子间第1步生成N—N键, 再经过一个C—N键断裂过渡态生成产物. 反应(2)控速步骤的位垒为92.79 kJ/mol(顺式)或147.43 kJ/mol(反式). 反应(2)位垒高于反应(1).     

苯硝化反应机理及其溶剂效应的理论研究

在密度泛函理论(DFT)非限制B3LYP/6-311G^**水平上, 求得苯与硝酰阳离子(NO₂⁺ )硝化反应势能面上的π-过渡态、σ-过渡态, 以及由这两个过渡态通过内禀反应坐标(IRC)计算所得σ-反应络合物和σ-中间体(Wheland中间体)的全优化几何构型、电子结构、IR光谱和热力学性质, 确认了反应通道, 阐明了在亲电取代过程中无同位素效应的实验事实; 求得气相中反应的活化能为8.370 kJ/mol, 速率常数数量级为10¹⁰ mol^-1·s^-1. 从热力学和动力学两方面阐明了苯硝化的亲电取代机理优于单电子转移双自由基机理. 通过自洽反应场(SCRF)B3LYP/6-311G^**计算, 系统研究了相对介电常数分别为5.0, 25.0, 50.0和78.5的溶剂对苯与NO₂⁺反应过程中各驻点的结构和反应机理的影响, 发现溶剂效应使气相中形成σ-过渡态(速控步骤)的活化能下降, 并使该步骤在水溶液中成为无垒反应. 此外还揭示了实验与理论共同关心的Wheland中间体的电荷分布、偶极矩、前线轨道能级差与溶剂稳定化能之间存在的良好线性关系.     

类芳香金属配合物-[Ni(PnAO)-6H]0的生成反应动力学及机理研究

用紫外可见光谱法研究了在碱性溶液中[Ni(PnAO)-H]⁺+H₂O₂→[Ni(PnAO)-6H]⁰的反应动力学并提出了包含自由基·OH的复杂反应机理。采用经典确定反应机理的方法及Gauss-Newton-Marquardt非线性拟合和Runge-Kutta解一次微分方程组程序处理数据并获得了良好的结果。改变碱浓度及双氧水浓度所得结果支持所拟机理。     

HCF(X~1A’)+SO2反应的动力学研究

用激光光解-激光诱导荧光方法研究了室温下(T＝293 K) HCF(X^~1A^’)自由基与SO₂分子的反应动力学. 实验中HCF(X^~1A^’)自由基是由213 nm激光光解HCFBr₂产生的, 用激光诱导荧光(LIF)检测HCF(X^~1A^’)自由基的相对浓度随着反应时间的变化, 得到此反应的二级反应速率常数为: k＝(1.81±0.15)×10^－12 cm³•molecule^－1•s^－1, 体系总压为1862 Pa. 高精度理论计算表明, HCF(X^~1A^’)和SO₂分子反应的机理是典型的加成-消除反应. 我们运用RRKM-TST理论计算了此二级反应速率常数的温度效应和压力效应, 计算结果和室温下测定的二级反应速率常数符合得较好.     

线性变位极谱法研究 ⅩⅥ.铀(Ⅵ)-5-Br-PADAP-磺基水杨酸的配位吸附波

本文提出了铀(Ⅵ)-5-Br-PADAP-磺基水杨酸三元配合物的极谱配位吸附波。在pH为7.5-8.2的醋酸、三乙醇胺、乙醇底液中,该波的峰电位在-0.6855V(vs.SCE)。在1.00×10^-7-1.00×10^-5mol·dm^-3范围内,铀(Ⅵ)浓度与峰电流呈线性关系。对极谱波的电流、电位性质进行了研究,测定了配合物的组成、表观稳定常数和离解及生成速率常数。     

卤化氢共振增强多光子电离光谱

测定了卤化氢(HCl, HBr 和HI) (2+1)共振增强多光子电离(REMPI)光谱, 采用模拟计算法分析推导出转动常数、谱带源以及Ω态振动谱带的同位素位移值. 得到的HCl数据同Green等人用常规分析法所推导的结果极为吻合. 得出8条振动谱带,其中包括V(¹∑⁺)态, E(¹∑⁺)的v'=4态以及HBr的5个新谱带, 此外还推导出HI的E态v'=1的4个振动谱带光谱参数. 观测了V和E态之间因同类相互作用而产生的不规则能级间距、转动参数和同位素位移. 讨论了HCl和HBr的E态和V态振动谱带中的转动谱线序列O和S对Q的强度比变化,提出了双光子激发机理.     

脉冲辐解研究喹啉和异喹啉与瞬态粒子的反应

通过合理控制反应条件, 使体系在电子束脉冲作用后只剩下所需要的一种瞬态粒子, 用脉冲辐解研究了喹啉、异喹啉分别与水合电子、羟基自由基、氢自由基等几种典型的氧化还原瞬态粒子的反应过程, 研究了各种瞬态产物的吸收光谱及其变化规律, 测定了相关反应的速率常数. 喹啉、异喹啉与水合电子的反应速率常数分别为7.1×10⁹和3.4×10⁹ mol^-1·L·s^-1, 与羟基自由基的反应速率常数分别为7.2×10⁹和3.4×10⁹ mol^-1·L·s^-1, 与氢自由基的反应速率常数分别为5.7×10⁹和3.6×10⁹ mol^-1·L·s^-1. 这一结果表明, 喹啉、异喹啉均能够非常迅速地与水合电子、羟基自由基、氢自由基发生反应, 喹啉比异喹啉的反应速率更快. 运用电子理论分析了瞬态反应产物结构的稳定性差异, 结果表明, 喹啉的反应产物比异喹啉的稳定, 从而揭示了喹啉比异喹啉反应速率快的原因.     

(CH3)3CO + CO反应机理的理论研究

用量子化学密度泛函方法, 在B3LYP/6-31G^*水平下研究了叔丁基氧自由基(CH₃)₃CO和一氧化碳CO气体的反应机理. 为了得到更可靠的能量值, 在CCSD(T)/6-31++G^**水平下做了单点能计算. 研究表明, 该反应是一个多通道反应. (CH₃)₃CO自由基与CO作用主要生成(CH₃)₃C + CO₂. 这对于消除大气污染起到一定的作用.     

氯仿溶剂中二氯化钯(Ⅱ)、二正辛基亚砜平衡体系的研究

本文通过紫外光谱法及萃取研究,讨论了二氯二正辛基亚砜合钯(Ⅱ)配合物[Pd(DOSO)₂Cl₂]在氯仿溶剂中的离解平衡: Pd(DOSO)₂Cl₂⇔Pd(DOSO)Cl₂+DOSO Pd(DOSO)Cl₂⇔PdCl₂+DOSO 并测定了25℃时的离解常数K₁=(2.0±0.3)×10^-3,K₂=(1.3±0.1)×10^-4.