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竹红菌甲素的光化学(Ⅵ)——pH值对甲素在水溶液中自敏光氧化的影响



全 文 :不同形态 1 502的毒性和硅肺的发生
本文比较了三种不同形态的 1 50: :鳞石
英 、 。 一石英和无定形 1 50:的比表面 、 表面 C
电位和溶解度等性质 , 测定了这些不同形态
的 51 0 : 对肺泡巨噬细胞的毒性作用和对红
细胞的溶血作用 , 以及实验性硅肺大鼠肺中
游离 [c az + ] 、 轻脯氨酸 、 血清中硅含量等 .
所得到主要结果如下 :
1
. 晶态 51 0 2 表面酸强度高和负电荷高
是导致硅肺发生和发展的关键 原 因 . 晶 态

51 0 : 表面的一 iS 一 0 一 作用强 , 易于和肺组
织的表面活性物质 卵磷脂 、 氨基酸残基等作
用 , 使得肺泡巨噬细胞膜受到损伤 . 其次 , 晶
态 51 0 : 表面经基离解的 H + 多 , 取代细胞
上结合的 c a抖 , 改变了细胞膜的 结 构 和 功
能 , 导致肺泡巨噬细胞的崩解死亡 ;在胶原生
成过程中 , 晶态 51 0 : 表面的高酸强度使得胶
原蛋白的重要成分轻脯氨酸含量大 大 升 高 ,
促进 了胶原的生成 ,使纤维化现象加重 , 硅肺
进一步发展 .
鳞石英的表面酸强度和表面负电荷都高
于 。 一石英 , 这就解释了为什么鳞石英的致硅
肺作用强于 。 一石英 .
2
. 硅肺发生时 ,肺中游离 [ C a l+] 和经脯
氨酸含量明显升高 , 而且硅肺发病越重 , 它们
的含量越高 . 鳞石英组实验性硅肺大鼠中这
两项含量均高于 a 一石英组 . 荧光实验结果
表明 , 肺中游离 〔c az + ] 的升高可能有部分来
源于线粒体 C a Z+ 的释放 .
3
. 无定形 51 0 2 由于有较大的比表面 和
溶解度 , 易于为生物体所吸收 , 在与肺泡作用
初期有较强的溶血作用 , 导致了网状肺泡炎
的发生 . 经一段时间后 , 无定形 51 0 : 随作
用物逐渐排泄 ,体内适应了这一变化 , 炎症逐
渐消失 , 肺部恢复正常 .
杨 震 陈荣三 毛 延
朱建国 戴安邦
(南京大学配位化学研究所 ,南 以 2 10 0 0 8 )
竹 红 菌 甲素 的 光 化 学 ( V )I
— p H 值对甲素在水溶液中自敏光氧化的影响
我们曾详细地研究了竹红菌甲素在中性
有机溶剂中的光氧化反应 . 光氧化产物是 甲
素的过氧化物 , 它是经由激发态的甲素和基
态氧的作用而得到的 . 近来发现 , 甲素自敏
光氧化产物和机理是随 p H 值而变化的 . 我
们得到以下结果 :
甲素在较高 p H 值缓冲溶液中 ( p H > 9 )
的自敏光氧化反应和它在中性有机溶剂中完
全不同 . 它迅速地光氧化降解为低沸点的小
第 “ 期
分子化合物 , 如甲醇 、 苯等 . 没有检测到甲素
的过氧化物 .
甲素自敏光氧化的量子效率随 p H 值变
化 . 在 p H 6一 8 时 , 量子效率很低 . 在 p H 7 O
的缓冲溶液中量子效率为 3 x 1 0一 , . 从 p H
8
.
0 至 p H 10 . 5 , 量子效率迅速地增至 20 倍 .
直到 p H l . 3 , 它保持这个恒定的高量 子 效
率 . 甲素在缓冲溶液 中量子效率 随 p H 值变
化的图示大致地平行于甲素的理论解离值 .
通 于陡 t 1 1 9
t于效率最大值的一半对应的 pH值为 . 9,
(甲素的 p K 值为 10 . 1) .
甲素自敏光氧化产物和量子效率在碱性
级冲液中的明显变化与它的结构变化密切相
关 . 甲素的分子结构中具有两个酚经基 , 在
碱性溶液中甲素以双负离子的形式存在 . 以
上结果说明 , 甲素的双负离子形式对 自敏光
氧化更敏感 .
相应地 , 甲素在碱性缓冲液中自敏光氧
化机理也发生了变化 . 研究表明 , 甲素在碱
性溶液中的自敏光氧化反应包括了 `O : 而不
是基态氧 . 益氮钠是一个广为人知的单重态
氧的碎灭剂 . 以叠氮钠为 ` O : 的碎灭剂来研
究甲素在闭 1 . 37 的缓冲液中的 自敏光氧化
反应 . 以加人叠氮钠前后量子效率之比对叠
氮钠的浓度作图可得到 一 个线 性 的 st e nr -
V o一。 e : 关系 . s x l o一 , m o l f又. 的叠氮钠碎
灭了甲素自敏光氧化反应的一半 , 从而从动
力学上证明了甲紊的自敏光氧化包括了 ` O : .
, O : 在重水中的寿命 ( 5 6产 s )比在水中 ( 4 . 2科s )
高得多 . 其他实验条件相同时甲素自敏光氧
化的量子效率在重水中比在水中提高了 3 倍
(甲素浓度 1 x 1 0一m ol / L ) . 此外 , 四磺化酞
普铝盐是一个很好的单重态氧的光敏剂 , 它
的吸收峰在 6 7 7n m ( 8 2 x 10 , ) . 而甲素在碱
性缓冲液中 , 不吸收大于 6 7 0 n m 波长的光 .
当使用四磺化酞著铝盐为 光敏剂 , 用 大于
6 7 0 n m 以上波长的光激发酞菩 (此时 甲素不
激发 ) , 甲素的自敏光氧化反应仍有 效 地进
行 . 以上结果充分说明 , 甲素在碱性缓冲溶
液中自敏光氧化的机制中 , 包括了基态的甲
素和 `认 。
安静仪 蒋丽金 何建军
(中国科学院感光化学研究所 , 北京 1。。 10 1 )
1 1 2 0
1 9 9 . ) 年