CN113797225A - 一种自由基捕获剂及其应用 - Google Patents
一种自由基捕获剂及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113797225A CN113797225A CN202111305794.9A CN202111305794A CN113797225A CN 113797225 A CN113797225 A CN 113797225A CN 202111305794 A CN202111305794 A CN 202111305794A CN 113797225 A CN113797225 A CN 113797225A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- free radical
- radical scavenger
- solution
- ldh
- free
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 title claims abstract description 58
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 32
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 claims description 20
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- HHEAADYXPMHMCT-UHFFFAOYSA-N dpph Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC([N+](=O)[O-])=CC([N+]([O-])=O)=C1[N]N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 HHEAADYXPMHMCT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 10
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 10
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims description 10
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 10
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 8
- 229940123457 Free radical scavenger Drugs 0.000 claims description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 7
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 5
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 17
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 13
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 13
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 13
- XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N potassium superoxide Chemical compound [K+].[K+].[O-][O-] XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 6
- -1 hydroxyl radicals Chemical class 0.000 description 6
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 5
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 description 4
- 239000003642 reactive oxygen metabolite Substances 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 3
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N carbon tetrachloride Substances ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 3
- 230000007760 free radical scavenging Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XEZNGIUYQVAUSS-UHFFFAOYSA-N 18-crown-6 Chemical compound C1COCCOCCOCCOCCOCCO1 XEZNGIUYQVAUSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001723 carbon free-radicals Chemical class 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- OCZVHBZNPVABKX-UHFFFAOYSA-N 1,1-diphenyl-2-(2,4,6-trinitrophenyl)hydrazine;ethanol Chemical compound CCO.[O-][N+](=O)C1=CC([N+](=O)[O-])=CC([N+]([O-])=O)=C1NN(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 OCZVHBZNPVABKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 208000018737 Parkinson disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002292 Radical scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 238000004847 absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 230000005754 cellular signaling Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229920000891 common polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N n'-amino-n-iminomethanimidamide Chemical compound N\N=C\N=N VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N 0.000 description 1
- FSVCQIDHPKZJSO-UHFFFAOYSA-L nitro blue tetrazolium dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].COC1=CC(C=2C=C(OC)C(=CC=2)[N+]=2N(N=C(N=2)C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)[N+]([O-])=O)=CC=C1[N+]1=NC(C=2C=CC=CC=2)=NN1C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 FSVCQIDHPKZJSO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N renifolin D Natural products CC(=C)[C@@H]1Cc2c(O)c(O)ccc2[C@H]1CC(=O)c3ccc(O)cc3O BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000030968 tissue homeostasis Effects 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/06—Aluminium, calcium or magnesium; Compounds thereof, e.g. clay
- A61K33/08—Oxides; Hydroxides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/26—Iron; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P39/00—General protective or antinoxious agents
- A61P39/06—Free radical scavengers or antioxidants
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种自由基捕获剂及其应用,所述自由基捕获剂的化学通式为:[M2+ 1‑xM3+ x(OH)2]x+(Az‑)x/z·mH2O,其中M2+、M3+分别代表主体层板中二价、三价金属阳离子,M2+选自Mg2+、Zn2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Cu2+中的任意一种或两种以上二价金属阳离子,M3+选自A13+、Fe3+、Co3+中的一种或者两种以上的的三价阳离子,Az‑为层间客体阴离子,为碳酸根离子,x为0.1‑0.5。
Description
技术领域
本发明属于自由基捕获剂制备技术领域。具体涉及一种自由基捕获剂及其制备方法,该捕获剂可以有效清除多种常见自由基。
背景技术
在人体中,活性氧(Reactive oxygen species,ROS)是正常生理过程的重要组成部分,在细胞信号、免疫和组织稳态等方面发挥着重要作用。ROS是一个专用术语,用来描述包含一个或多个未成对电子氧的自由基,如羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(·O2 -),以及过氧化氢(H2O2)等很容易转换成自由基的氧化剂。然而大量证据表明,ROS的过量表达与各种疾病的发展和发病机制的增强有关,如糖尿病、阿尔茨海默病、帕金森病、癌症等多种疾病,并参与人体衰老退化过程。因此,开发和使用有效、无毒的自由基捕获剂,清除人体内的自由基,对相关疾病的治疗是非常必要的。
在聚合物材料老化过程中,自由基的形成已被认为是材料老化的重要因素,例如温克勒(Winkler)认为:PVC分子中不稳定结构发生降解时会生成活泼的氯自由基,氯自由基会与双键α位的H原子结合生成HC1气体和烯丙基位的碳自由基,然后碳自由基诱导邻位C1原子断裂形成新的氯自由基,与此同时PVC链上新增一个双键。最后循环往复,从而使得PVC链不断降解。橡胶等常见聚合物材料老化的方式中,也都涉及到自由基链式反应。因此,在聚合物材料中加入自由基捕获剂,高效清除自由基,中止链式反应的发生,对提升材料的热稳定性有重要的意义。
层状复合金属氢氧化物(layered double hydroxides,简写为LDH),是一种主客体结构超分子插层组装材料,它的主体是由二价金属和三价金属与羟基形成的八面体单元有序排列形成的层板,客体是一切可以进入层板间的阴离子,包括无机、有机和生物质阴离子。由于其主客体均可在一定范围和一定程度上进行调节控制,可以形成多种多样的不同性质的LDH,从而具有广泛的应用前景和应用范围。
与传统的自由基捕获剂相比,LDH不仅具有良好的稳定性能,还有无毒环保、成本低廉、易于合成等优点。除此之外,LDH层板、层间结构易于调控的特点,使得找出最佳性能的材料变得相对容易。在追求绿色、经济、环保的今天,LDH类自由基捕获剂已经引起了科研工作者的广泛关注。
发明内容
本发明提供了一种高效的自由基捕获剂及其制备方法。一直以来,LDH在捕获自由基的应用方向中大多是作为载体在层间插入有机抗氧化剂,但研究往往只关注层间抗氧化剂的自由基清除作用,LDH本身对自由基的作用通常却被忽略。本发明创新性地将LDH主体层板与自由基捕获剂联系起来,利用LDH比表面积大,组成和结构可调控等优势,出人意料的发现,即使层间不插入额外的抗氧化剂,其仍可有效清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)自由基、羟基(OH·)自由基、超氧(·O2 -)自由基。
本发明一方面涉及一种自由基捕获剂,其化学通式为:[M2+ 1-xM3+ x(OH)2]x+(Az-)x/z·mH2O,其中M2+、M3+分别代表主体层板中二价、三价金属阳离子,M2+选自Mg2+、Zn2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Cu2+中的任意一种或两种以上二价金属阳离子,M3+选自A13+、Fe3+、Co3+中的一种或者两种以上的的三价阳离子,Az-为层间客体阴离子,为碳酸根离子,x为0.2-0.33,m为0.5-0.7。
在本发明的一个优选实施方式中,所述M3+为Al3+。相比于其它三价阳离子,Al3+有助于提高自由基捕获剂清除自由基的效果。
在本发明的一个优选实施方式中,所述M2+为Mg2+。相比于其它三价阳离子,Mg2+有助于提高
自由基捕获剂清除自由基的效果。
在本发明的一个优选实施方式中,所述x值优选为0.2-0.33。研究表明,如果要生成较纯的LDH,x值应处于0.2-0.33之间。
在本发明的一个优选实施方式中,M2+/M3+的摩尔比为2.8-3.2:1或者3.8-4.2:1。实验结果表明,采用该优选的摩尔比,能够显著的提高自由基捕获剂清除自由基的效果。
本发明另一方面还涉及上述自由基捕获剂的应用,其用于捕获自由基。
在本发明的一个优选实施方式中,所述自由基选自1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)自由基、羟基(OH·)自由基、超氧(·O2 -)自由基。
本发明另一方面还涉及上述自由基捕获剂的制备方法,所述自由基捕获剂通过成核晶化隔离法、水热法、双滴法制备,优选采用成核晶化隔离法制备。通过成核晶化隔离法制备得到的自由基捕获剂具有更高的捕获能力。
本发明所述成核晶化隔离法步骤如下所述:
称取M2+,M3+的硝酸盐溶于去离子水中配置成盐溶液A,Mg2+的摩尔浓度为0.105-0.125mol/L;
将NaOH和Na2CO3溶解在去离子水中形成碱溶液.其中NaOH的摩尔量为A溶液中M2+,M3+摩尔量之和的2倍;
将配置好的盐溶液A与碱溶液以相同的流速同时加入旋转液膜反应器中使其快速成核,反应0.5-3分钟后将得到的浆液倒入容器中;
浆液在容器中于65-75℃下晶化,冷却后,离心产物并洗涤遍,滤饼在55-65℃下干燥,研磨过筛后即可得到自由基捕获剂。
附图说明:
图1为本发明实例1-3制备的自由基捕获剂LDH的TEM图,证明本发明的自由基捕获剂为层状结构。
图2为本发明实例1-3制备的自由基捕获剂LDH的XRD谱图,图中MgAl-CO3-LDH的特征衍射峰清晰可见,证明MgAl-CO3-LDH成功制备。
图3为本发明实例1-3制备的自由基捕获剂LDH对DPPH·的清除实验结果图。
图4为本发明实例1-3制备的自由基捕获剂LDH对·OH的清除实验结果图
图5为本发明实例1-3制备的自由基捕获剂LDH对·O2 -的清除实验结果图。
具体实施方式:
下文将结合具体实施例对本发明的通式化合物及其制备方法和应用做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性说明和解释本发明,而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明,以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品,或者可以通过已知方法制备。
本发明按照如下方法进行自由基的清除与效果测试分析:
方法1:因为1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)自由基可以稳定存在,所以直接在四氯化碳中配置1,1-DPPH·自由基CCl4溶液。新配制的DPPH·溶液室温下呈深紫色,在517nm处具有强烈的的特征吸收峰,因此向DPPH·四氯化碳溶液中添加碳酸根插层型MgAl-LDH后,通过UV-vis检测反应上清液在517nm处的特征吸收峰的变化,判断自由基的清除效果。
所述的UV-vis检测中,如果517nm处的特征吸收峰峰高降低,说明碳酸根插层型MgAl-LDH可有效清除溶液中的DPPH·自由基。
方法2:采用芬顿反应(Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH)产生羟基自由基。在烧杯中依次加入pH=6的磷酸缓冲液(PB),亚甲基蓝(MB)母液,Fe2+母液以及双氧水。产生的羟基自由基可以使蓝色的亚甲基蓝溶液褪色,紫外特征吸收峰峰高降低。因此向混合反应体系中添加碳酸根插层型MgAl-LDH后可以通过亚甲基蓝662nm处的特征吸收变化程度判断体系内羟基自由基的清除效果。
所述的UV-vis检测中,如果662nm处的特征吸收峰峰高增加,说明碳酸根插层型MgAl-LDH可有效清除溶液中的羟基自由基。
方法3:超氧化钾(KO2),其阴离子在游离状态下即为超氧阴离子自由基(·O2 ·),而18-冠醚-6能够特征性络合碱金属钾离子,从而使超氧化钾溶解出更多的超氧阴离子自由基。在棕色玻璃小瓶配置超氧化钾DMSO溶液,加入碳酸根插层型MgAl-LDH固体粉末并旋紧小瓶,开启磁力搅拌使其充分反应后取反应上清液。
氯化硝基四氮唑蓝(NBT)能够与超氧自由基发生显色反应,当NBT过量时生成甲臜。在UV-vis光谱中,这种化合物在670nm处有特征吸收峰,因此将上述反应上清液加入到NBT溶液中显色5min后,通过UV-vis检测670nm处的的特征吸收峰的变化,判断自由基的清除效果。
所述的UV-vis检测中,如果670nm处的特征吸收峰峰高降低,说明碳酸根插层型MgAl-LDH可有效清除溶液中的超氧阴离子自由基。
整个反应和测试过程中,保持反应时室温为19℃(略高于DMSO冰点)。
实施例1:
步骤A:按摩尔比Mg:Al=4:1的比例准确称取3.846g Mg(NO3)2·6H2O和1.407g Al(NO3)3·9H2O溶解在120mL去离子水中形成盐溶液;称取1.5g NaOH和0.398g Na2CO3溶于120mL去离子水中形成碱溶液。
步骤B:使用成核晶化隔离法制备可用于清除自由基的碳酸根插层型MgAl-LDH,将步骤A中的混合盐溶液和碱溶液以相同的流速滴加至转速为3000rmp的胶体磨中,并使其在胶体磨中循环反应1min。
步骤C:将得到的浆料转移到500ml烧杯中,用电热套进行加热,于70℃下晶化8小时,冷却离心产物并洗涤4遍,将滤饼在60℃下干燥12-24小时,研磨过100目筛后即得到可高效捕获自由基的圆片状Mg4Al-CO3-LDH,其TEM照片如图1(c)所示,XRD如图2所示。
实施例2:
步骤A:按摩尔比Mg:Al=3:1的比例准确称取3.606g Mg(NO3)2·6H2O和1.758g Al(NO3)3·9H2O溶解在120mL去离子水中形成盐溶液;称取1.5g NaOH和0.497g Na2CO3溶于120mL去离子水中形成碱溶液。
步骤B:使用成核晶化隔离法制备可用于清除自由基的碳酸根插层型MgAl-LDH,将步骤A中的混合盐溶液和碱溶液以相同的流速滴加至转速为3000rmp的胶体磨中,并使其在胶体磨中循环反应1min。
步骤C:将得到的浆料转移到500ml烧杯中,用电热套进行加热,于70℃下晶化8小时,冷却离心产物并洗涤4遍,将滤饼在60℃下干燥12-24小时,研磨过100目筛后即得到可高效捕获自由基的圆片状Mg3Al-CO3-LDH,其TEM照片如图1(b)所示,XRD如图2所示。
实施例3:
步骤A:按摩尔比Mg:Al=2:1的比例准确称取3.205g Mg(NO3)2·6H2O和2.345g Al(NO3)3·9H2O溶解在7120mL去离子水中形成盐溶液;称取1.5g NaOH和0.663g Na2CO3溶于120mL去离子水中形成碱溶液。
步骤B:使用成核晶化隔离法制备可用于清除自由基的碳酸根插层型MgAl-LDH,将步骤A中的混合盐溶液和碱溶液以相同的流速滴加至转速为3000rmp的胶体磨中,并使其在胶体磨中循环反应1min。
步骤C:将得到的浆料转移到500ml烧杯中,用电热套进行加热,于70℃下晶化8小时,冷却离心产物并洗涤4遍,将滤饼在60℃下干燥12-24小时,研磨过100目筛后即得到可高效捕获自由基的圆片状Mg2Al-CO3-LDH,其TEM照片如图1(a)所示,XRD如图2所示。
DPPH·自由基清除实验:
称取6.31mg的DPPH·固体粉末于10mL棕色小瓶中,加入4mL CCl4至完全溶解,制备DPPH·母液。
取200μL DPPH·母液于25mL棕色小瓶中,加入18mL CCl4使DPPH·浓度为100μM。称取120mg上述制得的各碳酸根插层型MgAl-LDH样品粉末,加到上述DPPH·乙醇溶液中,搅拌1.0h后,离心取1.5ml上清液进行紫外可见吸收光谱测试。
实验结果如图3所示,实验结果显示,517nm处的特征吸收峰峰高降低,说明碳酸根插层型MgAl-LDH可有效清除溶液中的DPPH·自由基。其中,Mg3Al-CO3-LDH清除效率明显更高。
OH·自由基清除实验:
称取40mg上述制得的各碳酸根插层型MgAl-LDH样品粉末,加到48mL的PB缓冲液中,之后依次加入500μL亚甲基蓝母液,1000μL Fe2+母液以及1000μL双氧水,搅拌10min后,离心取1.5ml上清液进行紫外可见吸收光谱测试。反应体系内各物质浓度:c(MB)=1.2×10-5mol/L、c(FeSO4)=3×10-4mol/L、c(H2O2)=0.2mol/L、c(LDH)=0.01mol/L。
实验结果如图4所示,实验结果显示,662nm处的特征吸收峰峰高相对于对照组增高,说明碳酸根插层型MgAl-LDH可有效清除溶液中的·OH自由基。其中,Mg4Al-CO3-LDH清除效率明显更高。
·O2 ·自由基清除实验:
向预先通入Ar的30ml锥形瓶中加入20ml无水二甲基亚砜,再将60mg18-冠醚-6快速加入溶液中。待溶液呈现均相,快速加入8mg超氧化钾,用石蜡密封后在18~20℃下磁力搅拌1h,制备超氧化钾母液。
向30ml棕色试剂瓶中加入10ml无水二甲基亚砜,将2mg NBT加入溶液并密封,完全溶解后制备NBT溶液。
将10ml棕色玻璃小瓶预先通入Ar并密封。依次向溶液中加入18℃的无水二甲基亚砜和超氧化钾母液,使溶液体积为6ml,浓度为母液的1/15。加入10mg上述制得的各碳酸根插层型MgAl-LDH样品粉末并旋紧小瓶,磁力搅拌1.5min,分别取800μL反应液离心1min,再取500μL上清液,加入盛放在避光离心管内的1mL NBT溶液中。5min后,测量670nm处的UV-vis吸收峰强度。
实验结果如图5所示,实验结果显示,670nm处的特征吸收峰峰高降低,说明碳酸根插层型MgAl-LDH可有效清除溶液中的超氧阴离子自由基。其中,Mg4Al-CO3-LDH清除效率明显更高。
以上,对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明不限定于上述的实施方式。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种自由基捕获剂,其化学通式为:[M2+ 1-xM3+ x(OH)2]x+(Az-)x/z·mH2O,其中M2+、M3+分别代表主体层板中二价、三价金属阳离子,M2+选自Mg2+、Zn2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Cu2+中的任意一种或两种以上二价金属阳离子,M3+选自A13+、Fe3+、Co3+中的一种或者两种以上的的三价阳离子,Az-为层间客体阴离子,为碳酸根离子,x为0.1-0.5,m为0-5。
2.根据权利要求1所述的自由基捕获剂,所述M3+为Al3+。
3.根据权利要求1所述的自由基捕获剂,所述M2+为Mg2+。
4.根据权利要求1所述的自由基捕获剂,所述x值优选为0.2-0.33。
5.根据权利要求1所述的自由基捕获剂,M2+/M3+的摩尔比为2.8-3.2:1或者3.8-4.2:1。
6.权利要求1-5任意一项所述自由基捕获剂的应用,其用于捕获自由基。
7.根据权利要求6所述的应用,所述自由基选自1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)自由基、羟基(OH·)自由基、超氧(·O2 -)自由基中的一种或者2种以上。
8.权利要求1-5任意一项所述自由基捕获剂的制备方法,所述自由基捕获剂通过成核晶化隔离法、水热法、双滴法制备,优选采用成核晶化隔离法制备。
9.根据权利要求8所述的制备方法,所述成核晶化隔离法步骤如下:
称取M2+,M3+的硝酸盐溶于去离子水中配置成盐溶液A,Mg2+的摩尔浓度为0.105-0.125mol/L;
将NaOH和Na2CO3溶解在去离子水中形成碱溶液.其中NaOH的摩尔量为A溶液中M2+,M3+摩尔量之和的1.8-3倍;
将配置好的盐溶液A与碱溶液以相同的流速同时加入旋转液膜反应器中使其快速成核,反应0.5-3分钟后将得到的浆液倒入容器中;
浆液在容器中于65-75℃下晶化,冷却后,离心产物并洗涤遍,滤饼在55-65℃下干燥,研磨过筛后即可得到自由基捕获剂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111305794.9A CN113797225A (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种自由基捕获剂及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111305794.9A CN113797225A (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种自由基捕获剂及其应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113797225A true CN113797225A (zh) | 2021-12-17 |
Family
ID=78938178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111305794.9A Pending CN113797225A (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种自由基捕获剂及其应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113797225A (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104125928A (zh) * | 2011-12-22 | 2014-10-29 | Scg化学有限公司 | 层状双氢氧化物的改性 |
CN107531503A (zh) * | 2015-02-19 | 2018-01-02 | Scg化学有限公司 | 制备小尺寸分层双氢氧化物颗粒的方法 |
CN112357940A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-12 | 北京化工大学 | 一种水滑石及其制备、改性方法和作为润滑油脂抗氧剂的应用 |
-
2021
- 2021-11-05 CN CN202111305794.9A patent/CN113797225A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104125928A (zh) * | 2011-12-22 | 2014-10-29 | Scg化学有限公司 | 层状双氢氧化物的改性 |
CN107531503A (zh) * | 2015-02-19 | 2018-01-02 | Scg化学有限公司 | 制备小尺寸分层双氢氧化物颗粒的方法 |
CN112357940A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-12 | 北京化工大学 | 一种水滑石及其制备、改性方法和作为润滑油脂抗氧剂的应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
李峰等: "生物医用金属表面水滑石涂层的研究进展", 《表面技术》 * |
林雅洁: "层状双氢氧化物对含氧阴离子污染物的吸附性能与作用机制", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW461873B (en) | Hydrotalcite compounds of low uranium (U) content and processes for their preparation | |
Sun et al. | Purification and stabilization of colloidal ZnO nanoparticles in methanol | |
EP2669251B1 (en) | Water-swelling layered double hydroxide, method for producing same, gel or sol substance, double hydroxide nanosheet, and method for producing same | |
WO2006109847A1 (ja) | アルナイト型化合物粒子、その製造方法およびその利用 | |
JP2009173482A (ja) | 膨潤性層状複水酸化物およびその製造方法とそれを用いたゲル状物質、ゾル状物質ならびにナノシート | |
JP5352853B1 (ja) | 放射性Cs汚染水の処理方法 | |
Guo et al. | Three layer-structured cadmium coordination polymers based on flexible 5-(4-pyridyl)-methoxylisophthalic acid: rapid synthesis and luminescence sensing | |
CN102211013A (zh) | 一种水滑石负载金纳米晶的制备方法及其对血红蛋白吸附的应用 | |
Paratore et al. | New metastable interfacial synthesis of a silver-terephthalate metal organic framework: structure, morphology and antibacterial activities | |
Senda et al. | Preparation of Schiff base-intercalated layered double hydroxides for selective copper (II) ion capture | |
JP5653408B2 (ja) | 放射性Cs吸着剤及びその製造方法 | |
CN113797225A (zh) | 一种自由基捕获剂及其应用 | |
JPH08511504A (ja) | カオリン類非晶質誘導体 | |
JP2008290913A (ja) | 水酸化コバルト・鉄結晶および水酸化コバルト・鉄単層ナノシートならびにそれらの製造方法 | |
CN101504369B (zh) | 一种生物荧光探针分子插层水滑石及其制备方法 | |
WO2007102271A1 (ja) | ナノサイズEuSe結晶及びナノサイズEuSe結晶の製造方法 | |
JP7120516B2 (ja) | Zif系粉末を含む白色顔料、高分子樹脂フィルムおよび白色顔料を使用して媒質の色を変更する方法 | |
Eiden-Assmann | New heavy metal-hydro-sodalites containing Cd2+, Ag+ or Pb2+: synthesis by ion-exchange and characterisation | |
RU2370444C1 (ru) | Композиция для включения в полимерные материалы и способ ее получения | |
Shen et al. | Rapid synthesis of SnSe nanowires via an ethylenediamine-assisted polyol route | |
EP2347821B1 (en) | Gas adsorbing material, precursor of the gas adsorbing material, and process for producing gas adsorbing material | |
Li et al. | Hydrothermal synthesis of transition-metal sulfide dendrites or microspheres with functional imidazolium salt | |
CN100999660A (zh) | 一种具有光致变色特性的无机-有机复合材料及其制备方法 | |
JP2018008861A (ja) | ジルコニウム担持体の製造方法及びジルコニウム担持体 | |
SA112330399B1 (ar) | عملية تحضير الماجنيتيت ومشتقاته |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |