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光谱电化学是60年代初发展起来的交叉学科方法.它是把光谱技术和电化学 技术结合起来,在一个电解池内同时进行测量的一种方法.通常,以电化学为激发 信号,而体系对电激发信号的响应则以光谱技术进行监测,两者密切结合发挥了各自的优点,比如电化学方法易于控制调节物质的状态,能定量产生试剂等,而用光 谱方法则有利于识别物质.这样,多种信息可同时现场获得,对于研究电极过程机理,电极表面特性,鉴定参与反应的中间体,瞬间状态和产物性质,测量式电极电位 (Eo’)和电子转移数(n),电极反应速率常数以及扩散系数等,提供了十分有力的研究 手段.目前,光谱电化学己在研究无机,有机,生物体氧化还原反应及电极表面方面 得到了公认.将圆二色谱与电化学技术相结合,构成圆二色光谱电化学.它是光谱 电化学研究领域中一个重要的分支。原因在于CD谱对于带有生色团的手性分子和 生色团的手性环境特别敏感,所以,可以获得分子结构的信息和分子所处环境的信 息.这是一般可见/紫外光谱无法给出的;另外,当电化学活性中心与光学活性中 心不一致时,吸收光谱不随电化学反应而变化,由于手性环境的变化(电偶极矩和 磁偶极矩的变化)可能引起CD谱的改变.此时,只有CD谱才能监测该电化学过 程。 大部分电化学反应中电极表面都存在着吸附现象,所以有关分子或离子在电 极表面吸附的化学和化学因素很值得我们去研究。反应物或产物的吸附对电极反 应的电化学响应(例如 i─E伏安曲线)可能会产生非常显著的影响。单扫或循环伏 安的理论已被用来描述在电极─溶液界面存在吸附现象的电化学体系(产物,反应 物分别吸附或产物反应物同时吸附)。对于有关理论和试验参数的校正使发展一些 判据能够辨别一个末知体系的吸附状况和类型成为可能。这些判据包峰型的改变、 峰电流与扫速和本体浓度的关系等。 本论文的工作主要是以光谱电化学技术结合伏安法研究了药物小分子在玻碳 工作电极上的电化学反应机制、吸附动力学以及这些药物分子的结构或构型在电 化学过程中的转变。贯穿着这些研究问题,本论文也仔细阐述了圆二色谱、紫外 ─可见光谱及其仪器原蝗和使用方法、特点、光谱与电化学法的结合,并成功的 \ ”? /使它们适应于光谱电化学的研究。此外,还用双对数法结合非线性回归程序对所得到的光谱电化学数据进行了解析,得到了一些电极反应动力学和吸附常数,这些都有助于了解电极反应的实质情况。 首次用伏安法和CD光谱电化学交叉方法研究了维生素BZ在中性磷酸盐溶液中的电极反应过程。首先用伏安法研究了VBZ在玻碳电极上的反应吸附、状况及氧化还原电活性范围。结果表明:VBZ在玻碳电极上有反应物吸附现象发生。然后用光谱电化学法研究了VBZ在长光程薄层池中的电化学行为,并首次用其CD光谱的改变来预测其结构的改变,并计算出一些电化学常数。 首次还用伏安法和CD光谱电化学交叉方法研究了维生素D。在乙醇溶液中的电极反应过程。首先用伏安法研究了VDz在玻碳电极上反应的吸附状况以确定其是否适应于光谱电化学研究。然后用CD光谱电化学方法研究了VD。在长光程簿层池中的电化学行为,并用双对数法结合非线性回归程序处理了光谱电化学数据。综合以上研究得知:VD。的电化学反应产物在玻碳电极上发生弱吸附,并产生自封闭效应。此外,还首次得到了一些电极反应动力学、热力学参数和吸附常数,并初步探讨了VDZ的电化学反应机制。 用 UV—Vi S光谱电化学法和伏安法研究了 Ltti0PA在玻碳电极上的反应机理,用双对数法及非线性回归程序处理光谱试验数据。结果表明:LA10PA在电极上的反应机理为 EC(电化学+后继化学反应)。并分别计算出 E和 C反应的速率常数。 这些有关药物分子电极反应基础领域的研究工作为电化学测定这些重要的药物分子提供了实践上的帮助,为方便、可靠的电化学测定药物分子奠定了理论基础。