CN110721745A - 一种抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于功能配合物的应用技术领域，具体涉及一种抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂及其制备和应用。该水溶性过氧化物分解催化剂在催化过程中金属中心被配体保护起来，不与底物和其他杂质直接作用，从而杜绝了中毒失活的可能；设计的电子海绵型催化中心外层的磺酸基，羧酸基和羟基等极性基团能赋予相应配合物很好的水溶性，同时还可以参与质子和电子同时转移的基元反应，电子海绵型催化中心在与底物作用时，可利用离域的电子特性通过外层电子转移机理来传递电子达到氧化还原的目的，实验证明此类配合物具有很好的过氧化物分解催化能力，有希望成为一类在生物医学药物领域实用的催化剂或金属药物。

Description

一种抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于功能配合物的应用技术领域，具体涉及通过具有氧化还原活性的三齿Non-innocent配体制备水溶性金属配合物催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
生物体内过氧化氢酶(CAT)能催化H2O2分解成无毒的水和氧气，其特有的高效催化性能对疾病治疗、延缓衰老、保健美容、食品行业、纺织印染、造纸工业等方面上具有十分重要的意义。但是天然酶存在分子量大，细胞透过性差，易失活，提取困难，成本高的特点，因此合成具有天然抗氧化酶功能的催化剂变得尤为重要。
在当前过氧化物分解催化剂的设计中，很多都是基于生物金属酶的活性中心配构型来设计的，目前研究较多的主要包括希夫碱(Schiff碱)类、Salen类、卟啉类、大环多胺类、及酞菁(MPc)类等小分子金属配合物(过氧化氢生产技术[M].北京：化学工业出版社，2012.)，这些小分子催化剂在机理上是基于内层(inner-sphere)电子转移，通过1)配位体离解或交换2)底物成键及活化3)配位体迁移或插入4)产物消除等步骤完成催化过程。裸露的金属中心在提供内层电子转移便利的同时，也带来了容易受杂质影响的弊端，例如石油化工行业中的过氧化物分解催化剂(如Pt、Ni等)，而原料油品中往往含有微量硫、氮化合物会使催化剂中毒失活；在生物医学用的过氧化氢模拟酶(含Fe、Mn等)中，其他金属离子可以取代活性位点成为非竞争性抑制剂；在类血红素模拟酶的研究中发现剧毒性的氰化物或一氧化碳能紧密地结合到血红素的金属中心，从而阻止其催化反应导致催化剂永久的中毒失活等。失活是催化剂在实际应用中面临的主要问题之一，它极大地影响着催化剂的使用寿命，如何避免中毒失活一直是当前催化剂研究中的一个技术难题。近年来对具有氧化还原活性的Non-innocent配体(也被称为Redox Active配体)方面的研究中发现这类金属配合物中配位原子之间通过双键或共轭芳香键连接，它们能以流动的电子体系为特征,配合金属中心后能可逆吸收释放多个电子(Chem.Eur.J.2019,25,2651–2662)，如果能设计合适的Non-innocent螯合配体有效地将金属中心饱和配位，从而不让其与杂质分子直接接触，同时利用配合物能可逆吸收释放多个电子的性质，通过外层(outer-sphere)电子转移的方式让配合物和底物分子作用(Coord.Chem.Rev.173(1998)79–131)，这样①能保证金属中心不会直接和底物接触，不会再有中毒失活的可能；②通过配体的设计造成了外层的空间位阻，提高了自由基的稳定性，从而提高稳态自由基的持久性；③能人为通过调节金属中心与Non-innocent配体之间的协同；④通过配体的设计造成了外层的亲水性或亲脂性，这类具备配位饱和催化中心的金属配合物应该具备很好的小分子催化属性，能作为工业上和生物医学上的实用型的氧化还原型催化剂或金属药物。当前研究的三齿Non-innocent配体主要有吡啶双亚胺和吡啶双偶氮两类(Science.,2015,349,960-963；Inorg.Chem.,2016,55,9602-9610.)，由于1:1的配体和金属配位形成的配合物基于内层(inner-sphere)电子转移使得它们具有很好地高分子聚合催化属性，关于这类配体的研究主要集中在1:1的配体和金属配位形成的配合物上(Chem.Soc.Rev.,2013,42,1440-1459.)，尽管在研究过程中偶尔得到过2：1的单核金属配合物，但关于配位饱和的金属配合物的研究也止于磁性研究等，从未有报道过基于三齿Non-innocent配体合成水溶性配位饱和单核金属配合物，同时系统研究它们作为氧化还原型催化剂的潜在用途也从未有报道过。
目前过氧化物分解催化剂的研究主要集中在非均相的贵金属催化剂(金、银、钯、锇、铂)和金属氧化物催化剂(MnO2、Fe2O3、CeO2、Gd2O3等)，在均相催化剂研究得比较多主要包括希夫碱(Schiff碱)类、Salen类、卟啉类、大环多胺类、及酞菁(MPc)类等小分子金属配合物，均相催化剂由于裸露的金属中心很容易受到杂质或者其他干扰因素影响导致中毒失活，同时裸露的金属中心很容易与生物体内的氨基酸残基作用或者形成m-O桥团聚容易导致生物毒性。在现实生活中，过氧化物分解催化剂除了工业上的应用，也可以应用到生物医学药物领域，例如作为金属药物治疗过氧化氢酶缺乏症、食品工业中除去用于制造奶酪中的过氧化氢，隐形眼镜中的清洁液，癌症治疗中的癌细胞增氧剂等，但如果要满足这些方面的应用的话，，需要相应催化剂除了具有很好的催化效果之外，还需要满足低毒性或者无毒性，良好的水溶性，但是同时兼顾这些特点的研究还未曾有报道。
发明内容
本发明基于具有氧化还原活性的三齿Non-innocent配体在和金属中心配位以后，流动的电子可以充斥在配体层，同时金属中心能够与配体协同起来充当一个电子海绵的催化中心，相对于裸露金属中心的配合物而言，这类配合物可以通过外层电子转移机理传递电子，这样就很好地解决了很多金属配合物有毒，且易中毒失活等缺陷，同时这种配位饱和金属配合物的外层能通过修饰基团的选择来决定亲水亲脂性，这些优点促使它们有希望成为一类在生物医学药物实用的催化剂或金属药物。
针对上述现有技术中存在的问题，本发明第一个目的是提供一种基于Non-innocent三齿螯合配体高效制备配位饱和单核催化剂的方法。通过调控金属离子和有机配体，本发明可以实现单核催化剂结构精确调控(图1)。
该吡啶双亚胺类单核催化剂的制备如下：
由金属离子(金属盐)、有机胺和2,6-二乙酰基吡啶及其衍生物以2：4：1的摩尔比在加热条件下一锅法制备，其中金属离子作为模板，C＝N共价键和配位键同时形成，可以简单高效制备配位饱和单核金属配合物。
该吡啶双亚胺类单核催化剂的制备还可以采用如下步骤进行：
先用有机胺和2,6-二乙酰基吡啶及其衍生物以2：1的摩尔比在催化剂脱水条件制备得到相应的吡啶双亚胺配体，然后配体和金属离子以2：1的摩尔比加热条件下制备得到相应的配位饱和单核金属配合物。
同时，吡啶双偶氮类单核催化剂可以先用有机亚硝基苯和2,6-二氨基基吡啶及其衍生物以2：1的摩尔比在催化剂脱水条件制备得到相应的吡啶双偶氮配体，然后配体和金属离子以2：1的摩尔比加热条件下制备得到相应的配位饱和单核金属配合物。
有机胺或亚硝基苯衍生物的选择可以进一步控制单核金属配合物外层的位阻效应及亲水亲脂性，例如通过牛磺酸和氨基羧酸得到的配合物具有很好的水溶性，通过对氨基苯甲酸甲酯得到的配合物具有较好的脂溶性。
该催化剂为配位饱和单核金属配合物，是一类含有六配位金属中心的单核金属配合物，金属中心被两个三齿吡啶双亚胺配体螯合，金属离子包括Fe2+、Ru2+、Mn2+、Zn2+、Co2+；有机胺包括牛磺酸、3-氨基丙酸、对氨基苯磺酸、对氨基苯甲酸甲酯等；2,6-二乙酰基吡啶及其衍生物包括2,6-二乙酰基吡啶、2,6-二乙酰基异烟酸甲酯和2,6-二乙酰基异烟酸。
制备方法具体步骤如下：
S1.将有机胺和2,6-二乙酰基吡啶及其衍生物和碱混合，加入溶剂在回流温度下反应3～16小时；
S2.将步骤S1得到的物质加入溶剂中，再加入金属盐溶液，在回流温度下反应1～6小时，冷却后浓缩，自然析出金属配合物。
优选地，步骤S1和步骤S2中溶剂均为甲醇。
优选地，步骤S1中碱为氢氧化钾或四甲基氢氧化铵。
上述合成方法简单，可以实现克量级制备。
该配位饱和单核金属配合物的骨架是由乙酰基与有机胺脱水缩合形成C＝N席夫碱键或N＝N偶氮键连接而成，金属离子与三齿螯合配体通过配位键连接，两个三齿配体将金属中心很好地保护起来，三齿配体的螯合效应使得配合物的水稳定性、酸稳定性和热稳定性有很大提升，其中尤以二价铁的配合物最为稳定；基于配合物特殊可以在广泛的pH范围内稳定，外界的离子可以通过pH调节后进行灵活地置换，例如选用不同的碱调牛磺酸的pH值，在碱性条件下则能保存相应碱的阳离子，同时这种阳离子也可以通过离子交换的方法替换成其它阳离子；如果将pH值调至强酸性，外界离子则可以换成相应的阴离子。
本发明第二个目的是提供一种将具有氧化还原活性的Non-innocent配体与过渡金属协同起来，即使金属中心不与底物直接作用，还可通过外层电子转移机理催化分解过氧化物，从而避免了催化剂受外界杂质影响导致中毒失活的方法。均相催化剂由于裸露的金属中心很容易受到杂质或者其他干扰因素影响导致中毒失活，同时裸露的金属中心很容易与生物体内的氨基酸残基作用或者形成μ-O桥团聚容易导致生物毒性，本发明基于具有氧化还原活性的三齿Non-innocent配体在和金属中心配位以后，流动的电子可以充斥在配体层，同时金属中心能够与配体协同起来充当一个电子海绵的催化中心，可以被一分子双氧水还原到自由基态中间体，自由基态中间体又能与另一分子双氧水反应回到起始态，在整个反应过程中单核金属配合物充当了催化剂的作用，而双氧水侧被分解成了水和氧气；相对于裸露金属中心的配合物而言，这类配合物可以通过外层电子转移机理传递电子，这样就很好地解决了很多金属配合物有毒，催化剂易中毒失活等缺陷；采用三齿配体能通过两个三齿配体与一个过渡金属中心配位，这样的配位方式使得过渡金属中心已经配位饱和(配位数为六)，在空间上来说已经不具备空出来的位点与其它小分子或杂质分子直接接触，同时三齿螯合配体的螯合效应使得相应配合物不容易分解，从而使得催化剂也具备了很强的动力学和热力学稳定性。
本发明第三个目的是提供一种能通过构筑基元中组分的选择调控单核催化剂外层的位阻效应与亲水亲脂性，增强配体自由基态的稳定性和持久性，从而进一步调控相应配合物催化性能的一种方法。本发明中催化剂的水溶性或者脂溶性可以通过其官能团的选择来调控，例如在吡啶双亚胺类配体的设计时，如果选择有机胺为牛磺酸，氨基羧酸，胺醇或者双胺，裸露在配合物外层的是磺酸根，羧酸根，醇或者胺等亲水性基团，其相应的配合物即具备较强的水溶性。同时磺酸根，羧酸根能参与质子和电子同时转移的基元反应，即质子耦合电子转移(proton-coupled electron transfer,PCET)反应；位阻大的官能团能起到稳定自由基态中间体的作用，增强配体自由基态的稳定性和持久性能直接影响到配合物的催化属性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)牛磺酸等含氨基的有机胺和2,6-二乙酰基吡啶缩合后合成三齿Non-innocent配体，两个螯合配体与一个金属中心制备配位饱和非常稳定的单核金属配合物，具有氧化还原活性的Non-innocent配体与过渡金属协同后整个配合物可充当电子海绵型催化中心，在催化过程中金属中心被配体保护起来不与底物和其他杂质直接作用，从而杜绝了中毒失活的可能；
2)电子海绵型催化中心在与底物作用时，可利用离域的电子特性可通过外层电子转移机理来传递电子达到氧化还原的目的，实验证明此类配合物具有很好的过氧化物分解催化能力；
3)设计的电子海绵型催化中心外层的磺酸基，羧酸基和羟基等极性集团能赋予相应配合物很好的水溶性的同时，还可以参与质子和电子同时转移的基元反应，即质子耦合电子转移(proton-coupled electron transfer,PCET)反应，这些创新点促使它们有希望成为一类在生物医学药物实用的催化剂或金属药物；
附图说明
图1为本发明的单核金属配合物的结构；
图2为配体L1与相应Fe(II)配合物的NMR；
图3为L1的Fe(II)配合物单晶结构图；
图4为L1的Fe(II)配合物自由基态EPR信号；
图5为L1的Fe(II)配合物伏安电化学曲线；
图6为L1的Fe-1和Zn-1配合物吸收光谱；
图7为L1的Fe(II)配合物催化分解过氧化氢；
图8为L1的Fe(II)配合物抗2000倍浓度Mn2+和4000倍Cl-离子干扰。
图9为配合物Fe-1的抗炎活性效果图。
图10为配合物Fe-2的质谱图。
图11为配合物Fe-4的质谱图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
方法一：先合成配体，再制备单核铁(Ⅱ)配合物
实施例1
单核铁(Ⅱ)配合物Fe-1的合成
依次将牛磺酸(500mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)、氢氧化钾(224mg,4mmol)和甲醇(100mL)倒入250mL的圆底烧瓶，加热到85℃回流反应12小时。冷却至室温后，过滤得到乳白色固体。记为配体L1；将上述得到的配体L1分散在(50ml)甲醇溶液当中，向其中缓慢加入10ml六水合高氯酸亚铁(256mg，1mmol)的甲醇溶液。搅拌几分钟后升温至85℃，2h。冷却至室温，过滤，将滤液减压旋蒸浓缩至10mL，密封好放入-16℃的冰箱内，静置2小时后取出，析出大量深紫色微晶。记为配合物Fe-1，通过测试表征了其单晶结构，磁性，电化学性质等(图2-4)。Fe-1的结构式如下：
Figure BDA0002214805070000061
实施例2:单核铁(Ⅱ)配合物Fe-2的合成
依次将beta-氨基丙酸(356mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)、氢氧化钾(224mg,4mmol)和甲醇(100mL)倒入250mL的圆底烧瓶，加热到85℃回流反应12小时，溶液由无色逐渐变为橙黄色。冷却至室温后，减压旋蒸除去溶剂，用冷甲醇洗涤产物3次，得到黄色固体。记为配体L2；将配体L2溶解在(50ml)甲醇溶液当中，向其中缓慢加入10ml六水合高氯酸亚铁(256mg，1mol)的甲醇溶液。搅拌几分钟后升温至85℃，2h。冷却至室温，过滤，将滤液减压旋蒸浓缩至10mL，密封好放入-16℃的冰箱内，静置4小时后取出，析出大量深紫色微晶。记为配合物Fe-2。Fe-2的结构式如下：
Figure BDA0002214805070000071
实施例3:单核铁(Ⅱ)配合物Fe-3的合成
依次将对氨基苯磺酸(692mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)、氢氧化钾(224mg,4mmol)和甲醇(100mL)倒入250mL的圆底烧瓶，加热到85℃回流反应12小时。冷却至室温后，过滤得到乳白色固体。记为配体L3；将上述得到的配体L3分散在(50ml)甲醇溶液当中，向其中缓慢加入10ml六水合高氯酸亚铁(256mg，1mol)的甲醇溶液。搅拌几分钟后升温至85℃，2h。冷却至室温，过滤，将滤液减压旋蒸浓缩至10mL，密封好放入-16℃的冰箱内，静置2小时后取出，析出大量深紫色微晶。记为配合物Fe-3。
实施例4:单核铁(Ⅱ)配合物Fe-4的合成
依次将对氨基苯甲酸甲酯(604mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)和甲醇(100mL)倒入250mL的圆底烧瓶，再加入催化当量的无水对甲苯磺酸(17.2mg，0.1mmol)，加热到85℃回流反应12小时。冷却至室温后，减压旋蒸除去溶剂，用乙醚洗涤产物3次，得到棕黄色固体。记为配体L4；将上述得到的配体L4溶解在(50ml)甲醇溶液当中，向其中缓慢加入10ml六水合高氯酸亚铁(256mg，1mol)的甲醇溶液。搅拌几分钟后升温至85℃，2h。冷却至室温，过滤，将滤液减压旋蒸浓缩至10mL，密封好放入-16℃的冰箱内，静置3小时后取出，析出大量深紫色微晶。记为配合物Fe-4。Fe-4的结构式如下：其中，M为Fe。
Figure BDA0002214805070000081
实施例5:单核铁(Ⅱ)配合物Fe-5的合成
依次将N,N-二甲基-4-亚硝基苯胺(1.5g,10mmol)、2,6-二氨基吡啶(546mg,5mmol)和无水甲醇(100mL)倒入250mL的圆底烧瓶，再加入催化当量的无水对甲苯磺酸(17.2mg，0.1mmol)，加热到85℃回流反应12小时。冷却至室温后，减压旋蒸除去溶剂，用乙醚洗涤产物3次，得到棕黄色固体。记为吡啶双偶氮配体L5；将上述得到的2mmol配体L5溶解在(50ml)甲醇溶液当中，向其中缓慢加入10ml六水合高氯酸亚铁(256mg，1mol)的甲醇溶液。搅拌几分钟后升温至85℃，2h。冷却至室温，过滤，将滤液减压旋蒸浓缩至10mL，密封好放入-16℃的冰箱内，静置12小时后取出，析出大量深紫色微晶。记为配合物Fe-5。
方法二：采用“一锅法”的合成策略制备单核铁(Ⅱ)配合物。
实施例6：单核铁(Ⅱ)配合物Fe-1的合成
将牛磺酸(500mg,4mmol)、氢氧化钾(224mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)和甲醇(100mL)加到250mL的圆底烧瓶，85℃回流反应3小时，溶液由无色变为淡黄色；然后将六水合高氯酸亚铁(256mg,1mmol)的10mL甲醇溶液在搅拌条件下缓慢滴加到上述溶液中，继续加热搅拌回流6小时后减压旋蒸浓缩至10mL，过滤密封好放入-16℃的冰箱内，静置2小时后取出，析出大量深紫色微晶。记为配合物Fe-1。
实施例7：单核铁(Ⅱ)配合物Fe-2的制备
将beta-氨基丙酸(356mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)和甲醇(100mL)加到250mL的圆底烧瓶，85℃回流反应3小时，溶液逐渐变为淡黄色；然后将六水合高氯酸亚铁(256mg,1mmol)的10mL甲醇溶液在搅拌条件下缓慢滴加到上述溶液中，继续加热搅拌回流6小时后减压旋蒸浓缩至10mL，过滤密封好放入-16℃的冰箱内，静置4小时后取出，析出大量深紫色微晶。记为配合物Fe-2。质谱验证为较纯样品(图10)。
实施例8：单核铁(Ⅱ)配合物Fe-3的制备
将对氨基苯磺酸(692mg,4mmol)、氢氧化钾(224mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)和甲醇(100mL)加到250mL的圆底烧瓶，85℃回流反应3小时，溶液由无色变为淡黄色；然后将六水合高氯酸亚铁(256mg,1mmol)的10mL甲醇溶液在搅拌条件下缓慢滴加到上述溶液中，继续加热搅拌回流6小时后减压旋蒸浓缩至10mL，过滤密封好放入-16℃的冰箱内，静置2小时后取出，析出大量深紫色微晶。记为配合物Fe-3。
实施例9：单核铁(Ⅱ)配合物Fe-4的制备
将对氨基苯甲酸甲酯(604mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)、六水合高氯酸亚铁(256mg,1mmol)和甲醇(100mL)加到250mL的圆底烧瓶，85℃回流反应6小时。冷却到室温，减压旋蒸浓缩至10mL，过滤密封好放入-16℃的冰箱内，静置3小时后取出，析出大量深紫色微晶。记为配合物Fe-4。质谱验证为较纯样品(图11)。
实施例10：单核铁(Ⅱ)配合物Fe-1(2)的制备
将牛磺酸(500mg,4mmol)、四甲基氢氧化铵(364mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)和甲醇(100mL)加到250mL的圆底烧瓶，85℃回流反应3小时，溶液由无色变为淡黄色；然后将六水合高氯酸亚铁(256mg,1mmol)的10mL甲醇溶液在搅拌条件下缓慢滴加到上述溶液中，继续加热搅拌回流6小时后减压旋蒸浓缩至10mL，过滤密封好放入-16℃的冰箱内，静置2小时后取出，析出大量深紫色微晶。记为配合物Fe-1(2)。
实施例11：单核铁(Ⅱ)配合物Fe-3(2)的制备
将对氨基苯磺酸(692mg,4mmol)、四甲基氢氧化铵(364mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)和甲醇(100mL)加到250mL的圆底烧瓶，85℃回流反应3小时，溶液由无色变为淡黄色；然后将六水合高氯酸亚铁(256mg,1mmol)的10mL甲醇溶液在搅拌条件下缓慢滴加到上述溶液中，继续加热搅拌回流6小时后减压旋蒸浓缩至10mL，过滤密封好放入-16℃的冰箱内，静置2小时后取出，析出大量深紫色微晶。记为配合物Fe-3(2)。
实施例12：单核Co(Ⅱ)配合物Co-1的合成
将牛磺酸(500mg,4mmol)、氢氧化钾(224mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)和甲醇(100mL)加到250mL的圆底烧瓶，85℃回流反应3小时，溶液由无色变为淡黄色；然后将六水合高氯酸亚钴(256mg,1mmol)的10mL甲醇溶液在搅拌条件下缓慢滴加到上述溶液中，继续加热搅拌回流6小时后减压旋蒸浓缩至10mL，过滤密封好放入-16℃的冰箱内，静置12小时后取出，析出大量黄色微晶。记为配合物Co-1。
实施例13：单核Zn(Ⅱ)配合物Zn-1的合成
将牛磺酸(500mg,4mmol)、氢氧化钾(224mg,4mmol)、2,6-二乙酰基吡啶(326mg,2mmol)和甲醇(100mL)加到250mL的圆底烧瓶，85℃回流反应3小时，溶液由无色变为淡黄色；然后将六水合高氯酸锌(256mg,1mmol)的10mL甲醇溶液在搅拌条件下缓慢滴加到上述溶液中，继续加热搅拌回流6小时后减压旋蒸浓缩至10mL，过滤密封好放入-16℃的冰箱内，静置12小时后取出，析出大量黄色微晶。记为配合物Zn-1。
实施例14：过氧化氢分解(CAT)活性测定主要通过排气法测量。依据CAT催化双氧水歧化分解释放的氧气的变化量来衡量其催化效率，首先连接好通气装置并检查其气密性，确保体系密闭后开始实验(若气密性不好可在各个接口涂上真空硅脂，再次捡漏)。实验开始时保证两个滴定管内的液面高度一致。
1)称取加入一定量的高氯酸亚铁溶解于15mL水，置于容器底端，快速加入配置好的新鲜过氧化氢溶液(0.2mol·L-1)，同时打开搅拌器并开始计时；随着过氧化氢的催化分解反应的进行，产生的氧气导致滴定管中的液面发生变化，开始每隔30s记录滴定管中液面的刻度，待反应稳定后每隔1min记录滴定管中液面的刻度，记录16min内生成氧气排的体积，作为对照组。
2)称取一定量的催化剂解于15mL水，放在特制容器底部的一端，快速加入配置好的新鲜过氧化氢溶液(0.2mol·L-1)，同时打开搅拌器并开始计时；随着过氧化氢的催化分解反应的进行，产生的氧气导致滴定管中的液面发生变化，开始每隔30s记录滴定管中液面的刻度，待反应稳定后每隔1min记录滴定管中液面的刻度，记录16min内生成氧气排的体积，作为实验组1。
3)称取一定量的催化剂解于15mL的磷酸钾/磷酸氢钾缓冲溶液中(pH＝7.4)，放在特制容器底部的一端，快速加入配置好的新鲜过氧化氢溶液(0.2mol·L-1)，，同时打开搅拌器并开始计时；随着过氧化氢的催化分解反应的进行，产生的氧气导致滴定管中的液面发生变化，开始每隔30s记录滴定管中液面的刻度，待反应稳定后每隔1min记录滴定管中液面的刻度，记录16min内生成氧气排的体积，作为实验组2。
转化率计算公式：
转换率＝V实际/V理论x 100％
V理论＝n RT/P P＝101.3kpa R＝8.314
实验证明催化剂Fe-1无论酸碱条件均具有较强的过氧化物分解催化能力，催化过程中催化剂损耗极低可循环利用，过氧化氢分解转换率(TON)高(图6)。
实施例:15：催化剂酸抗中毒测试
抗pH中毒：向1.5x10-5M的Fe-1配合物中滴加10M的HCl或冰醋酸，调pH至强酸性(pH<1)，通过紫外可见光谱监视其吸光度的变化；通过直接加入NaOH或KOH调pH至强酸性(pH>14),通过紫外可见光谱监视其吸光度的变化发现较长时间内吸收光谱无明显变化，说明该催化剂可抗pH中毒。
抗杂质金属离子中毒：让等体积的1.5x10-5M的Fe-1配合物与3x10-3M(200倍过量)的Zn2+,Mn2+,Cd2+,Ni2+等金属离子混合,通过紫外可见光谱监视其吸光度的变化发现较长时间内其吸收光谱无明显变化，说明该催化剂可抗杂质金属离子中毒(图7)。
抗杂质中毒：让等体积的1.5x10-5M的Fe-1配合物与3x10-3M(200倍过量)的Cl-,Ac-,S2-,甲醇，乙硫醇等杂质混合,通过紫外可见光谱监视其吸光度的变化发现较长时间内吸收光谱无明显变化，说明该催化剂可抗阴离子和部分非氧化性杂质中毒(图8)。
实施例:16：配合物Fe-1消炎效果测试
操作步骤：样品用无菌PBS稀释至100ug/mL，过0.22um滤膜，RAW264.7细胞培养至对数生长期，以1×10^5个/孔铺24孔板，于细胞培养箱中培养24h，待细胞完全贴壁，弃去细胞上清液，按照如下分组给药，每组设5个复孔。①空白组添加相同体积的完全培养液②脂多糖(LPS，终浓度1ug/mL)组③LPS(终浓度为1ug/mL)+样品(终浓度为50ug/mL)④样品LPS(终浓度1ug/mL)+DXM(阳性对照)组。其中DXM为阳性对照地塞米松，给药后于细胞培养箱中培养24h，按照Griess Reagent试剂盒说明书操作，在10min内测定在540nm的吸光度值。测试结果证明配合物Fe-1具有一定的抗炎活性。(图9)
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂，其特征在于，结构式为如下结构式中的一种：
其中，M为金属离子包括Fe2+、Ru2+、Mn2+、Zn2+、Co2+。
2.根据权利要求1所述抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂，其特征在于，水溶性过氧化物分解催化剂还包括药学上可接受的盐。
3.一种权利要求1所述抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂的制备方法，其特征在于，由金属盐、有机胺和2,6-二乙酰基吡啶及其衍生物以2：4：1的摩尔比在加热条件下一锅法制备；金属盐中金属离子包括Fe2+、Ru2+、Mn2+、Zn2+、Co2+；有机胺包括牛磺酸、3-氨基丙酸、对氨基苯磺酸或对氨基苯甲酸甲酯；2,6-二乙酰基吡啶及其衍生物包括2,6-二乙酰基吡啶、2,6-二乙酰基异烟酸甲酯或2,6-二乙酰基异烟酸；所述抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂通过外层电子转移发挥氧化还原催化效应。
4.根据权利要求3所述抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将有机胺和2,6-二乙酰基吡啶及其衍生物和碱混合，加入溶剂在回流温度下反应3～16小时；
S2.将步骤S1得到的物质加入溶剂中，再加入金属盐溶液，在回流温度下反应1～6小时，冷却后浓缩，自然析出金属配合物。
5.根据权利要求4所述抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1和步骤S2中溶剂均为甲醇。
6.根据权利要求4所述抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中碱为氢氧化钾或四甲基氢氧化铵。
7.权利要求1所述抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂在制备抗酸碱的过氧化物分解催化剂中的应用。
8.权利要求1所述抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂在制备抗pH中毒的催化剂中的应用。
9.权利要求1所述抗中毒的水溶性过氧化物分解催化剂在制备抗杂质中毒的催化剂中的应用，其特征在于，抗杂质为抗Cl-、Ac-、S2-、甲醇或乙硫醇。
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