自由基与自由基反应

机体内的分子主要由碳、氢、氧、氮、磷、硫等原子构成。如果用R代表H原子以外所有原子,那么可以用RH表示机体内的一切分子。H原子与R基呈共价健结合,即以一对电子相连接。自由基(又称游离基,free radical)就是RH分子断裂时,原来连接两者的一对电子分别分配到R和H上所形成的各带一个电子的R·+H.状态。自由基广泛存在于生物体内和环境中,自然状态下的人体各脏器及细菌中均可检出,在烟、污染的空气和熏制食品中亦大量存在。自由基种类很多,包括有机自由基(R·)、氢过氧基(HOO·)、超氧阴离子自由基(O2·)、羟自由基(HO·)、有机过氧基(ROO·)等。在细胞的正常生理过程中,自由基反应是相当普通的,不会造成损害,但当自由基反应异常或失控时,就会产生严重后果。无论内源性或外源性自由基都可作为引发剂与机体内的许多物质如核蛋白、脂质作用而引起异常自由基反应。细胞膜不饱和脂类(以RH代表)的过氧化反应就是自由基反应的一个实例。RH在氧及自由基引发剂作用下去氢形成有机自由基(R·);该自由基接受氧而产生脂酸过氧基(ROO·)。ROO.有能力与其他不饱和脂肪酸(RH)起反应,生成不稳定的不饱和氢过氧化物ROOH。该物质...     

2%Mn2O3-5%Na2WO4/SiO2催化剂上的甲烷氧化偶联反应动力学

在Ｍｎ２Ｏ３－Ｎａ２ＷＯ４／ＳｉＯ２催化剂上的甲烷氧化偶联反应可用Ｒｉｄｅａｌ－ｒｅｄｏｘ机理描述，它包括均相及多相两个步骤。甲基自由基的生成是一个多相过程，Ｃ２烃的生成是一个均相过程。催化剂的活性同氧化速率和ＣＨ４与表面氧种的反应速率有关，Ｃ２烃的选择性与甲基自由基氧化速率常数和甲基自由基偶联速率常数的比值有关，这些常数均可从实验中求得。     

γ-辐照聚全氟乙丙烯的电子自旋共振研究 Ⅱ.真空中俘获自由基的自氧化过程

电子自旋共振(ESR)研究表明: (1)在真空中γ-辐照F_(46)产生的俘获自由基暴露于空气后逐渐转化成过氧化自由基,其常温ESR谱为单峰,g=2.0148±0.0009,ΔH_(PP)=18.9±1.5G. (2)F_(46)真空中俘获自由基的自氧化反应是一个既受氧的扩散速度控制,又与自由基浓度有关的双因素控制的过程,而与自氧化反应的速度常数无关. (3)氧在γ-辐照F_(46)中的扩散系数与自由基浓度有关,而与自由基种类无关.在自氧化过程中位于晶区的仲碳自由基…CF_2-CF-CF_2…从晶区内部快速“转移”到晶区表面与氧反应. (4)以ESR方法用单纯扩散动力学公式测定的氧在全氟型高聚物中的扩散系数,一般是以自由基浓度为函数的表观扩散系数,仅当自由基浓度足够低时(对于本文所采用的悬浮法F_(46)薄膜样品而言,n≤2×10~(17)spins/g)才能求得接近未辐照样品时的真实扩散系数. (5)用本法求得氧在悬浮法F_(46)薄膜中的扩散系数D=1.6×10~(-7)cm~2/sec(20℃).     

无催化剂条件下环辛烯环氧化反应的研究

以氧气为氧源,在无溶剂无引发剂条件下,研究了非催化剂体系中环辛烯环氧化反应,并考察了反应温度、时间、压力、自由基引发剂以及自由基阻聚剂对环辛烯环氧化反应的影响。实验结果表明,在无催化剂条件下,当反应压力0.60MPa,反应时间2.0 h时,在140℃的较高温度下,以分子氧为氧源,环辛烯的转化率为44.46%,环氧环辛烷的选择性可达到64.39%。     

竹红菌甲素光敏氧化反应机制

本文报道了在竹红菌甲素的光敏氧化反应中, 原初反应产生了^1O2、O2和H2O2,在一些还原性底物(5-羟基色氨酸、色氨酸、组氨酸、蛋氨酸和赖氨酸等)的存在下, 体系中形成的O2量大大增加。证明了体系中的^1O2是通过三重态的竹红菌甲素和基态氧进行能量传递形成的, O2是体系中的竹红菌甲素负离子自由基和基态氧进行单电子转移的结果, H2O2是体系中存在的竹红菌甲素二价负离子还原基态氧的产物。在一些底物存在下, 次级反应产生了.OH。我们也发现竹红菌甲素具有弱的抽氢能力而生成一些有机自由基, 这些有机自由基的形成促进了各种活泼态氧的相互转化, 因此我们认为竹红甲素的光敏氧化是各种活泼态氧和一些有机自由基综合反应的结果。     

新型烯醇醚高碳糖的自动氧化及晶体结构

自从1956年Harman在分子生物学的基础上提出自由基学说以来,经过多年研究,已经证明自由基对机体是有害的.维生素C是一个具有六碳原子的酸性多羟基化合物,其分子中的两个烯醇式羟基极易解离,释放出H+,而被氧化成脱氧抗坏血酸.这种氧化型与还原型之间的相互转变,使得它具有氧化还原性质,它的许多生理活性都与这种性质有关.维生素C作为自由基清除剂,可以直接或间接消除自由基,从而可保护生物膜完整性,改善机体功能.我们在合成高碳糖的过程中发现烯醇醚同样非常容易氧化为二醇,本文报道含有烯醇醚片断的新型高碳糖1在碱性溶液中的自动氧化反应及其所生成的笼状化合物2的晶体结构.     

自由基正离子盐促进的化学转化研究进展

自由基正离子盐早在一百多年前就被制备出来,近年来,随着自由基化学的复兴,自由基正离子盐促进的有机化学转化受到了广泛地关注.在早期的研究中,自由基正离子盐主要被用于单电子氧化反应,可以高效地实现环加成、碎裂、重排等反应.与此同时,近期的研究表明,自由基正离子盐还可以促进C—H键的需氧氧化,实现一系列C—H键的直接官能团化反应.本综述按照自由基正离子盐促进的反应类型,总结了这一领域的最新进展.     

无催化剂条件下环辛烯环氧化反应

以O2气为氧源,在无溶剂无引发剂条件下,研究了非催化剂体系中环辛烯环氧化反应,并考察了反应温度、时间、压力、自由基引发剂以及自由基阻聚剂对环辛烯环氧化反应的影响. 实验结果表明,在无催化剂条件下,当反应初压0.60 MPa,反应时间2.0 h时,在140 ℃的较高温度下,以分子氧为氧源,环辛烯的转化率为44.5%,环氧环辛烷的选择性可达到64.4%.     

竹红菌甲素光敏氧化反应机制

本文报道了在竹红菌甲素的光敏氧化反应中,原初反应产生了~1O_2、O_2~-和H_2O_2,在一些还原性底物(5-羟基色氨酸、色氨酸、组氨酸、蛋氨酸和赖氨酸等)的存在下,体系中形成的O_2~-量大大增加。证明了体系中的~1O_2是通过三重态的竹红菌甲素和基态氧进行能量传递形成的,O_2~-是体系中的竹红菌甲素负离子自由基和基态氧进行单电子转移的结果,H_2O_2是体系中存在的竹红菌甲素二价负离子还原基态氧的产物。在一些底物存在下,次级反应产生了·OH。我们也发现竹红菌甲素具有弱的抽氢能力而生成一些有机自由基,这些有机自由基的形成促进了各种活泼态氧的相互转化,因此我们认为竹红菌甲素的光敏氧化是各种活泼态氧和一些有机自由基综合反应的结果。     

2％Mn_2O_3－5％Na_2WO_4／SiO_2催化剂上的甲烷氧化偶联反应动力学

在Ｍｎ２Ｏ３－Ｎａ２ＷＯ４／ＳｉＯ４催化剂上的甲烷氧化偶联反应可用Ｒｉｄｅａｌ－ｒｅｄｏｘ机理描述，它包括均相及多相两个步骤．甲基自由基的生成是一个多相过程（表面反应），Ｃ２烃的生成是一个均相过程（气相反应）．催化剂的活性同氧化速率（ｋ１）和ＣＨ４与表面氧种的反应速率（ｋ２）有关，Ｃ２烃的选择性与甲基自由基氧化速率常数和甲基自由基偶联速率常数的比值（ｋ／ｋ４）有关，这些常数均可从实验中求得．     

自由基正离子盐促进的含呋喃内酯结构喹啉衍生物的合成研究

以含有内酯结构单元的苯胺类衍生物为原料,通过自由基正离子盐促进的饱和C—H键需氧氧化,与苯乙烯类化合物发生氧化Povarov反应,实现了含内酯结构单元的喹啉衍生物的高效合成,为含有多官能团的喹啉骨架的建立提拱了新方法.机理研究表明,该反应中饱和C—H键的氧化是通过自由基中间体实现的.     

基于光谱分析的姜黄素碱性自氧化及其产物的抗氧化活性

在室温及弱碱性条件下进行姜黄素自氧化反应,应用柱色谱分离、紫外吸收光谱(UV)、红外光谱(IR)、核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)等分析技术,分离并鉴定了主要自氧化产物的化学结构.针对反应进程,采用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)分析技术,从底物消除和产物生成2个方面进行了定性及定量研究.以抗坏血酸作阳性对照,采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)、羟自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O_2~(-·))体系,定量比较了产物和姜黄素的体外抗氧化活性.结果表明,姜黄素在室温及弱碱性条件下的降解消除以自氧化反应为主,姜黄素消除过程和自氧化产物生成过程均符合一级动力学特征.自氧化产物具有双环乙酰丙酮的骨架结构,并显示有DPPH·,·OH和O_2~(-·)等自由基清除活性,但作用强度均显著低于姜黄素,因此在姜黄素应用过程中应严格控制pH条件,避免发生自氧化反应.     

掺硼金刚石电极电催化氧化酚类有机物的取代基效应

本文主要以当前水环境中存在酚类有机污染物为研究对象,探讨酚类有机污染物在掺硼金刚石(BDD)电极上的取代基效应,具体研究具有不同位置及种类官能团的取代酚类有机污染物在BDD电极上的电催化氧化过程,通过化学需氧量和浓度变化考察有机污染物在电催化降解过程中的降解趋势,深入分析电极种类、官能团位置与种类与电催化氧化活性之间的联系的同时,研究阳极材料电催化氧化有机污染物的机理及动力学。结果表明,有机物在电极表面的电催化过程以电产生羟基自由基为媒介,对苯二酚在不同电极上的电催化活性与电极析氧电位及表面产生羟基自由基量有着重要的联系,BDD电极拥有最强的电催化氧化活性;不同取代基团的对位取代酚在BDD电极上的电化学降解实验显示电催化反应速率受取代官能团自身的电子效应制约,有机物矿化过程中羟基自由基首先进攻苯环的对位发生取代反应,同时取代基脱离苯环过程成为整个取代酚类电化学降解过程的决速步骤,且有机物的电催化反应速率与取代基特征Hammett常数σ呈近似线性关系。     

氮氧自由基研究 ⅩⅪ.水溶液中哌啶氮氧自由基单电子还原反应机理的极谱研究

氮氧自由基在电极上可得到电子而被还原,但关于哌啶氮氧自由基在水溶液中的电极还原反应,仅Neiman等用经典极谱法考察过其半波还原电位与介质pH的关系,认为自由基被还原为相应羟胺,质子参与电极反应,但未能确定质子化过程是先于还是后于电子转移过程。氮氧自由基在水溶液中可氧化谷胱甘肽、半胱氨酸,反应产物分布强烈受介质pH影响。氮氧自由基氧化维生素C的速率随介质pH改变而变化。已经证明,这些反应均经过单电子转移氧化还原反应机理,氮氧自由基均被还原为羟胺。因此,用电化学方法研究质子在氮氧自由基单电子还原过程中的作用,对于进一步阐明氮氧自由基与上述生物分子的电子转移反应机理无疑有一定实际意义。     

脂氧合酶催化双高-γ-亚麻酸脂质过氧化产生的碳自由基的结构确证

采用液相色谱-电子自旋共振波谱(LC/ESR)联用技术、液相色谱-质谱(LC/MS)联用技术结合自旋捕集技术,研究了脂氧合酶(LOX)催化双高-γ-亚麻酸(DGLA)脂质过氧化过程中产生的碳自由基.以α-[4-吡啶基-1-氧]-N-叔丁基氮酮(POBN)为自旋捕集剂,在LOX-DGLA反应混合物中与碳自由基形成自旋加合物后,根据各加合物在LC/UV/ESR和LC/MS中对应的保留时间,确定加合物的分子量,进一步根据加合物质谱裂解方式确定其结构.结果表明,在LOX催化DGLA脂质过氧化过程中产生的碳自由基主要包括~·C_7H_(13)O_2,~·C_(10)H_(17)O_2和~·C_5H_(11),分别来自DGLA脂氧自由基(8-,11-,15-LO~·)的β-裂解.此结果有利于进一步研究DGLA在体内的脂质过氧化过程及该过程中产生的碳自由基的生理作用.     

三种TATP-铜（Ⅱ）-L-氨基酸配合物的SOD活性及其电化学性质研究

超氧化物歧化酶(SOD)广泛存在于人、动物、植物、藻类以及原核生物中,它能够催化超氧阴离子自由基发生歧化反应,平衡机体内的氧自由基,是一切生物体内重要的抗活性氧毒害的酶[1].     

巯基乙胺修饰电极法测定植物体内超氧阴离子自由基

盐酸羟胺与超氧阴离子自由基反应生成NO2-,通过检测NO2-的生成量,可间接测定超氧阴离子自由基。基于上述原理,建立了一种用巯基乙胺自组装修饰金电极测定生物体系中超氧阴离子自由基的新方法。实验结果表明,在pH4.8的HAc-NaAc缓冲溶液中,修饰电极对NO2-的氧化具有良好的电催化作用,差分脉冲溶出伏安法测定其氧化峰电流与NO2-的浓度在5.0×10-8~1.0×10-4mol/L范围内呈线性关系,其线性回归方程为ipa(μA)=3.726C(μmol/L) 0.0257,相关系数为0.9983;检出限为1.0×10-8mol/L。该法用于玉米幼苗和叶片中超氧阴离子自由基产生速率的测定,结果令人满意。     

介绍一种有机氧化还原反应的配平法

有机氧化还原反应方程式的配平,对于研究和定量计算有机反应是很重要的。但由于有机氧化还原反应比无机反应更为复杂,因此,用直观或氧化数法直接配平整个反应方程式就更加困难。本文介绍一种利用氧化还原反应中相互联系、不可分割的氧化与还原两个半反应,以配平有机氧化还原反应方程式的方法。这种所谓的半反应法比较简便,又易于掌握。为了理解和掌握半反应法,首先应当弄清有机化学中的氧化还原概念。在有机化学中,氧化反应一般是指有机物脱氢或得氧的过程,而还原反应是指加氢或失氧的过程。因此,烃转变为醇、醇转变为醛、醛转变为酸是氧化反应,其逆过程是还原反应;而烷转变为烯、烯转变为炔是氧化反应,其逆过程是还原反应:     

碱性条件下氧气液相氧化邻硝基甲苯的机理分析

讨论了碱性条件下常压氧气液相氧化邻硝基甲苯的反应机理。结合强碱对反应的影响及邻硝基甲苯自身的结构特征，提出反应中邻硝基甲苯首先脱氢生成苄阴离子，而后直接与氧作用生成苄自由基，从而引发反应的历程。详细解析了反应在2-甲氧基乙胺中所得的EPR谱图，证明了反应中确有自由基的存在，并发现反应还受到溶剂的影响，存带有醚键的有机胺溶剂中，反应更容易进行。     

超氧阴离子自由基电化学分析的新进展

超氧阴离子自由基(O2·-)是分子氧在生物体内氧化还原反应中产生的活性中间体,其动态变化可以提供丰富的生理、病理信息。因此,实时、在体检测O2·-自由基的分析方法越来越受到人们的关注。电化学分析方法具有直观、简单、易微型化等优点,在O2·-自由基检测中得到了广泛的应用。本文从溶液/电极界面的设计入手,利用酶的直接电子传递,结合O2·-自由基的分析特性,简要评述了近几年电化学分析在细胞和活体内O2·-自由基检测方面的研究进展。