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有机化合物新型催化波—平行催化氢波研究

徐茂田

  极谱催化波是极谱学中的一个重要分支,它对于提高分析灵敏度、研究电极过程以及化学反应动力学是有用的工具。极谱催化波主要有两种类型:(1)平行催化波,一般是指在氧化剂存在下无机变价离子的催化波。它是由氧化剂氧化高价态反应物还原成的低价态中间体产物使反应物再生,导致极谱电流增加;(2)催化氢波,包括铂族元素和有机化合物的催化氢波。它是由铂族元素、蛋白质、生物碱和含氮、含硫有机化合物等的存在降低了氢的过电位,加速了氢的阴极放电,在比底液正常氢波稍正电位处所产生的氢还原波,具有很高的分析灵敏度。从国内外报道极谱催化波的文献来看,无机金属离子的催化波研究已比较深入,主要包括平行催化波、络合物极谱催化波和铂族元素的催化氢波等类型。有机化合物的数量大种类多,与人类生命生活密切相关,其氧化还原过程有自由基产生,用极谱法研究在氧化剂存在下有机化合物产生的催化波很有意义。从极谱催化波的产生机制,将有机化合物的极谱催化波分为平行催化波和平行催化氢波两大类型。有机化合物平行催化波是指在氧化剂存在时,有机化合物还原中间体自由基被氧化为原电活性物质,再生原还原基团从而产生自身的极谱催化波。作为有机化合物极谱催化波的重要组成部分,平行催化氢波是指当氧化剂存在时,质子在电极表面还原产生的中间体原子态氢能迅速被氧化剂氧化使质子再生,为氢的平行催化波。借助于有机化合物平行催化氢波不但可在设定条件下研究原子态氢的化学反应及动力学,而且可较大幅度地提高分析灵敏度。本研究工作可以归纳为两大部分:一.原子态氢反应动力学新方法研究原子态氢是许多生物反应过程的活性中间体,原子态氢的研究是生命科学、生物医学、新能源开发、环境保护等领域的热点。有机化合物极谱平行催化氢波的核心是研究有机化合物原子态氢与氧化剂之间的化学反应。借助于有机化合物平行催化氢波不但可定量地产生原子态氢,而且可在设定条件下研究原子态氢的化学反应及动力学。本研究基于有机化合物平行催化氢波建立了研究原子态氢反应动力学的桥方法注拳撞磨了庵遥鑫鑫缝毅转侧反庵泣今常狡的计算公式,并用实脸进行了脸证.实巷襄班‘翻.曰目嗯湘赚中,毗咬、,甲羞毗玻和a,‘·二甲荃曦晚分别于大镇卜轰手霍蜻枷蔚盛城碧生‘俄佬红彼。当伪伪存在下,催化氮波进一步被催化,产生了一平挂艳蠢易脸,由于在平行催化红放反应过程中,有原子态氮中间体产生,在H活与存在下,膝子毒红触场伍暇化,产生了更高的催化峰电流.因此,求出了膝萝布豹瀚H班蕊反应的过率常数,并与通过脉冲射解胎双即R牌裁定拍脚目卜续‘巷种方位筱用的仪器非常简单、不擂要严格的操作条件,而泥定酶鑫度葵橇蜂‘餐蜘子班襄的脉冲躺林朋碳臼助等方法,而且可以用于研究原子鑫红与不建艘续赎应蔡动力学.二.不同类童有棍钧吸琪举穆侣隆绮趁藕裹究有机化合物极谁平行催擂攀毅的研究,丰盆了催化彼的内容,给经典的极讼催化波方法注入了断的活力.为了进一步扩展有帆化合物极讲平行催化氮波的新类型和探索其产生的执理,本工作主要开展了两个方面的研究:一是对于一些不具备电活性荃团的有机化雀钧担卷餐班魏类药物进行了研究,薄立了平行催化氢波法橄定有稀璐砚羲钧首越方法。另外,对成皿类、碑获醉类、内亩类以及头饱苗索类药钧的平行倦靶袂进行了研究,建立洲定这些药物的新体系:另一个是建立了灵敏公室怕的平行住化多彼伟派,为提离铂族元素的侧定灵敏度开辟了一条新的泊径。这些羡蓖裁从核理上可分为平行锥化波和平行催化氢波.现就上述这六类八种钧辞睡住食波硕完结果分途如下:1.极讼平行住化绍波沙到窦貂日醛瀚砚究在1.0,1 l-IH九‘N目执胭臀‘心级冷港镶中,内尹今印TA配合物于一1.IOv(vs.sCE)电位处产生一催转参按。当殉s抓、存在时,其催化氮波进一步被520,z’和它的还原中间体硫健棍自态羞出角‘屏催化,产生了一平行催化红波。当勒52仇浓度为1 .0x10.z,ll’,时,l加l护迫睦r仁解玉嘟洲城蔑增大近70倍,建立了灵敏侧定铂钓挤方法。除了助硒卿只长并,英它金班离子不千扰.该方法已成功地用于二次合金管理弃及值翰称戴率铂豹侧建。2.有机璐徽韵平行推佬绪峨口库采解拍环伏安悠螃蔺日圈目圈即翻籍位电解法等手段挤究了有机弱映药物替米沙坦、吉非罗齐和诀班井班获藉泥熟越理和艳化帆理。在0.5 moll”NH3·HZo书城el(pH 8.9)支持电解质中,替米沙坦于一3oV电位处产生一还原波,为一催化氢波。当HZOZ存在时,催化氢波进一步被催化,产生一平行催化氢波。在分析灵敏度上,平行催化氢波大约是相应催化氢波的60倍,可用于药物和生物样品中替米沙坦的测定。吉非罗齐和双氯芬酸钠分别在0.2 moll”跳ZPo4书处HPo;(pH 5.5土。一卜s0,0e2H,oH和0.25 moll一’H^e书叭e(P H 5.0)的支持电解质中,于一1.17、一l.lov电位处产生一极谱还原波。结果表明,在除氧后吉非罗齐和双氧芬酸钠产生的还原波为催化氢波,而在溶解氧存在时为平行催化氢波。另外,自由基清除实验表明,……