【doc】羟基肉桂酸衍生物清除超氧阴离子自由基研究

【doc】羟基肉桂酸衍生物清除超氧阴离子自由基研究 羟基肉桂酸衍生物清除超氧阴离子自由基 研究 一 c(=7第16卷第3期,辐射研究-q辐射 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 Vo1.16,No.3 l998年8...Radiat.ProcesAugust1998 羟基肉桂酸衍生物清除超氧阴离子 自由基研究 . 姚思德王文锋林念芸 (中国科学院上海原子棱研究所辐射化学开放实验宣上海2018001 摘要采用脉冲辐解技术利用竞争动力学方法测定了中性条件下3种羟基肉桂酸衍生物(咖啡 酸,阿魏酸和芥子酸)与超氧阴离子自由基的反应速率常数结合穗态 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,撵讨了相应的反班机理. 关锂词,兰塑型率脉冲辐饵'竞争动盏物分杌盥塑酶 自由基生物学和自由基医学研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,人体内产生的过剩氧自由基是造成心脑血管疾病,生 物组织癌变及衰老的主要原因之一.羟基肉桂酸衍生物(IICAD)是一类从中草药中提取的天然抗 氧化剂.研究发现.它是一种辐射保护剂.可有效清除羟基自由基.并可通过电荷转移反应快速修 复DNA氧化性羟基加成自由基【一.本文分别用苯醌和四硝基甲烷与羟基肉桂酸衍生物竞争超 氧阴离子自由基的竞争动力学方法.获得了超氧阴离子自由基和羟基肉桂酸衍生物(芥子酸,咖啡 酸和阿魏酸)的反应速率常数.结合反应产物的紫外分光光度分析和高效液相色谱 分离分析,提出 了超氧阴离子自由基与羟基肉桂酸衍生物的反应可能是发生在芳环侧链双键上的加成反应. 1实验方法 1.1实验装置 辐射源为上海原子核研究所辐射化学开放实验室的10MeV电子直线加速器.电子脉冲宽度 为8~10ns单脉冲剂量为10~40Gy可调,脉冲束流为2,3A使用光程为20ram的高纯石英样品 池.柬流与分析光垂直相置.分析光经光电倍增管检测后送入HP54510B数字示波器并经计算机 储存处理.详见文献『31. 1.2试剂以及溶液的配制 咖啡酸,阿魏酸,芥子酸均用3攻蒸馏水重结晶纯化;1,4-对苯醌用丙酮3攻重结晶.3攻 蒸馏水洗涤纯化,通氮隔氧待用四硝基甲烷为Sigma公司产品未经纯化直接使用j特丁醇经 蒸馏纯化.所有溶液都用3攻蒸馏水配置,以纯氧饱和或用纯氮(>99.99%)鼓泡20rain.实验在 室韫下进行. 2结果与讨论 2.1超氧阴离子自由基与苯醒之间的电荷转移反应 图1为氧气饱和的含有0.01,0.1rmnol/L苯醌稀水溶液经脉冲辐解后在430llm处记录的瞬 态吸收谱.该体系吸收电子辐射能量后,首先产生水的辐解产物:羟基自由基,水合电子和氢原 子羟基自由基经反应(1)被叔丁醇(tBUOH)清除.水合电子与氧和苯醌的反应速率常数分别 为4×1OlDtooldm38f和1.9×10mo1dms_..氧气饱和水溶液中氧的浓度为1.25rmnol/L 远高于苯醣的浓度,所以水合电子优先与氧反应,由(2)式生成超氧明离子自由基.氢原子经反应 国家自然科学基金资助项目 收穑日期初稿1997-10-20,修回1998.03-20 第3期钱索平等羟基内桂酸衍生物清除超氧阴离子自由基研究147 (3)生成超氧阴离子自由基.超氧阴离子与苯醌经反应(4)产生苯醌阴离子.故此溶液经辐射所 产生的瞬态吸收谱即为苯醍阴离子的瞬态吸收. HO'+(CH3)3COH一(cH3)2c(OH)cH2 e+O2一Oi' H+O2一HO2H++O' k Q+O'}02+Q一' (1) (2) (3) (4) 由苯醌阴离子自由基的生长曲线,可求得对应于不同苯醌浓度的电荷转移反应表观速率常数 kob.该表观速率常数表示为:kobs/【O2】=k+[Q]/[O2]+k一 图2为以/【O2】对[Q]I[O2]所作的直线图,从该直线的斜率和截距可分别求得: k+=1.03×10.tooldm.8-.,k一=8x10m0l一dm3s-.,该值文献[41报道相一致. O4 03 兽 j02 目 薹01 Q】ff0 Fig.1ThetransicnLaI1【Ir【JIItJ[L;"430nmarising 加m蛐m . nx町ed蚰m"onFig. 2Thedependenceofkobl/[o2]on[Q]/[o2】 conLa~ning0.1m0I/Lt.BUOH (1)0.1(2)0.06(3)0.03(4)002(5)0.01mmol/LQ 2.2羟基肉桂酸衍生物与超氧阴离子自由基反应速率常数 图3对比丁氧饱和和氨鼓泡除氧的0.1mmoi/L咖啡酸水溶液脉冲辐解后获得的瞬态吸收谱, 氧气饱和条件下咖啡酸阴离子自由基的OD值远小于除氧条件下的OD值,这表明含氧体系中水 0 WaveIearth1口 Fig.3TiLetransientabsorptionat2"s~fterpulse radiolysisofthesolutionscontaining0.amol/L t-BUOHand0.1mmol/LcaffeicacidsaLuraLedwith (A)oxygen(B)niLrogengas ^Df[Q Fig.4ThedependenceofoD0/ODon fHCADI/[Q] {1)sinapicadd(2)ca.ffeicacid(3)feruhcacid 台电子主要与氧反应生成超氧阴离子自由基.此外,氧饱和条件下在300~650nm波长范围内未观 察到其他特征吸收.说明在仪器检测范围内很难直接观察到咖啡酸和超氧阴离子自由基反应的瞬 一 //一, ?广/ ?0{ 148辐射研究与辐射工艺第16卷 态产物.在氧饱和的苯醌(Q)溶液中分别加入0.01~0.15mmol/L不同浓度的咖啡酸辐解.在430nm 处检测瞬态吸收曲线.结果430nm处的吸收曲线随咖啡酸浓度而明显改变,这表明咖啡酸与苯醌 存在竞争超氧阴离子自由基的反应,见反应(6).由于对苯醌与超氧阴离子自由基电荷转移速率 常数k+远大于k,,故在处理咖啡酸与对苯醌竞争超氧阴离子自由基的反应中.可以忽略苯醌阴 离子自由基向超氧阴离子自Eh基的电子转移反应造成的影响: Q+Oi'旦Q一'+O2(5) //CAD+O'—兰Q一'+O2f6) 保持单脉冲剂量不变,则超氧阴离子自由基的初始产额为一定值.假设由超氧阴离子自由基 的电子转移生成的对苯醌阴离子自由基在430nm处的吸光度为OD0加入不同浓度咖啡酸后其吸 光度变为OD,则有: OD0/OD=ko[A]/k5[Q]+1(7) 选择不同浓度的咖啡酸,测定一系列OD值,以OD0/OD对[aCAD]/k5[Q】作图,可得到截距为 1的直线.从直线的斜率可以求得咖啡酸与超氧阴离子自由基反应的速率常数K0(见图41.使用 与咖啡酸相同的方法分析了阿魏酸和芥子酸与超氧阴离子自由基的反应及其反应速率常数结果列 于表1. 2.3用四硝基甲烷作为参比,测定羟基肉桂酸衍生物与超盔阴离子自由基反应的 速率常数 为确证用苯醌作参比物的竞争动力学方法所测出的羟基肉桂酸衍生物和超氧阴离子自由基反 应速率常数的可靠性,选用四硝基甲烷作为参比物四硝基甲烷经反应(8)和超氧阴离子自由基 反应产生硝仿自由基[C(NO2)i】,其反应速率常数为2×10.tool-1dm8-.,产物在350nm处有 很强的特征吸收. C(NO2)4+O.-=c(NO2)+O2+NO2(8) Tab.1TherateconstantsoftheHCAD-O~' reaction ~&ffeicacid9.256.3778士1.5 feruUcadd8.56.07.3士1.3 当加入羟基肉桂酸衍生物后,它们便经由反应 (6)和四硝基甲烷竞争超氧阴离子自由基.采用 上述相同的方法测出反应速率常数(见表1). 由表1可见,两种参比物所测得的数据均在误 差范围之内,故取两个体系的平均值作为羟基 肉桂酸衍生物与超氧阴离子自由基反应的速率 常数. 2.4羟基肉桂酸衍生物与超氧阴离子自由基反应机理 表1显示//CAD与O'反应速率常数大小顺序为:芥子酸>咖啡酸?阿魏酸.从结构看羟 基肉桂酸衍生物与超氧阴离子自由基有几种可能的反应途径:电子或质子转移;加成反应(包括芳 香环上加成和环外加成).如体系发生电子或质子转移,则应在360nm左右检测到羟基肉桂酸衍 生物阴离子自由基特征吸收峰,或在350~380nm范围内检测到其阳离子或酚氧自由基特征吸收峰 的形成过程但在实验中并未检测到类似的特征吸收,所以认为未发生类似反应 至于加成反应,根据羟基肉桂酸衍生物的结构,有环加成和环外烯基双键上的加成两种可能. 环加成又有环上亲核加成和亲电加成两种可能性就亲核反应而言,由于芥子酸比阿魏酸多一个 甲氧基,其供电子能力增加,使芳环上电子云密度相对增加,应该是不利于亲核加成反应,与实验 结果相反,故可能性很小此外,无论是环上亲核加成还是亲电加成,在脉冲辐解后,都应观测到 氢过氧环己二烯基型自由基的瞬态吸收】(大约在320nm附近),或在400~500nm之间出现酿型 化合物的强吸收【3J.这与实验结果也不符. 另一种反应可能性就是在芳环外的烯基双键上的加成反应.通过分析氧饱和的咖啡酸p//?的 水溶液体系,发现经过总剂量为30Gy的电子照射后,与咖啡酸比较,反应产物的芳环并没有被破 坏,但光吸收发生25nm蓝移.这与环外双键被破坏,芳环共轭体系缩小相一致此外,在84%的 水和16%的甲醇流动相条件下,对氧饱和的咖啡酸中性水溶液在辐解前和辐解后的高效液相分折 第3期钱素平等:羟基内桂酸衍生物清除超氧阴离子自由基研究149 谱研究,发现辐解后产物出峰较没有辐解的要早,这说明反应后产物的极性增加,这与环外双键 被破坏的结果相一致因而,可以认为超氧阴离子自由基与羟基肉桂酸衍生物的反应,主要是发 生在芳环外的烯基双键上,而不是在芳环上羟基肉桂酸衍生物与超氧阴离子自由基的反应的可 能途径如下: Caffeicacid:Rl=H,R2~OH Ferulicacid:RI=H1R2=OCH4 Sinapicacid:RlRs=OCH3 …呷R1 L一 .一'. 3结论 在脉冲辐解裴置上,使用竞争反应动力学方法,以对苯醌和四硝基甲烷为参比物, 测定了羟 基肉桂酸衍生物清除超氧阴离子自由基的反应速率常数.可以认为,羟基肉桂酸衍 生物是一类有 效的超氧阴离子自由基的清除剂.经研究推断,超氧阴离子自由基由于加成到羟基 肉桂酸衍生物 苯环外丙烯基的双键上而被清除.这一加成产物的结构和毒理分析有待于进一步 确认. 参考文献 WangW,LuoJ,YaoSetaLILadiatPhysChem,1995,46(1):41 JiangY,LinW,YoSaLRadiatPhvsChem,1998 WangW,LuoJ.YaoSetaLRadiatPhysChem,1993.42:985 PatelKB,WillSOIlRL.JChemSocradayTlan8,1973.69:814 HiUerK0,ASIIIUSKD.JPhysChem,1983,87:3682 JonrsonM,LindJ,ReitbexgexTRalJPhysChem,1993,97:8229 SCAVENGINGoFSUPEROXIDERADICALANloNWITH HYDRoXY—CINNAMICACIDDERIVArrIVES: APULSERADIOIrYSISSTUDY QianSupingZhangJiashanYaoSideWangWenfengLinNianyun lLaboratoryo/Radiation.fChemistryjTheChineseAcademyo/ScienceslShanghaiInsti~e.| Nuclear Research,Shanghai:201800) ABSTRACTUsingpulseradiolysistechn|questhereactionrateconstantsofhydroxy-cinna mic acidderivatives(tICAD)withsuperoxideradicalanion(0~-)wereobtainedbycompetitionreaction kineticanalysis.ThereactingmechanismwasproposedbasedonthettPLCanalysisoffinalproducts andUVspectrophotometry. KEYwoRDsHydroxycinnamicacidderivative(HCAD).Pulseradiolysls,Competitionreae— tionkineticanalysis,Finalproductsanalysis,Superoxideradicalanion Theproject?supportedbyTheNaLiormlNautralScienceFoundationofChina