酶促反应中的作用
摘要 本文用丙酮沉淀法从蘑菇中提取多酚氧化酶,以多孔玻璃粉为载体,用吸附沉积法将酶固定,研究了该酶在氯仿介质中催化对氯苯酚氧化反应的机理遵循米氏(Michaelis-Menten)动力学方程;而且,在有机介质中含水率大小直接影响酶的催化活性。实验测得反应的最佳条件为pH=7.0,温度为25°C,含水率为0.5%(v/v);表观活化能Ea=29.54kJ . mol-1,米氏常数Km=1.058mol . dm-3,最大反应速率rmax=90.74×10-3min-1
多酚氧化酶在非水相中催化对氯苯酚氧化反应的动力学研究
李华 霍瑞贞#
(新疆农业大学基础部 乌鲁木齐 830052 #华南理工大学应用化学系 广州 510641)
酶催化效率高,反应条件温和,早已受到人们的重视,但在有机溶剂中酶易失活,所以大多数酶催化反应的研究均在水相介质中进行,而多数有机物难溶于水,有些目的产物在水相中又不能得到,而要在非水相中才能获得。如多酚氧化酶催化酚类物质的氧化反应:
水果、蔬菜的褐变就是由于果蔬类中含酚类物质和多酚氧化酶,破损时与氧气接触,发生上述反应而变为褐色。因此,在水相中无法得到邻醌类化合物或邻酚类物质,但在氯仿中酶催化反应生成的邻醌类化合物不易发生聚合,从而可得到邻醌类化合物。因此研究非水相酶催化反应很有必要。近来受到国内外科学工作者的重视。但对酶在非水相的催化动力学报导甚少。本文选取对氯苯酚作为底物,进行了蘑茹多酚氧化酶的催化动力学研究。
为开发利用非水相酶催化反应提供理论依据。在此基础上,我们已用非水相酶催化反应合成了药物L-多巴。
1 实验部分
1.1 多酚氧化酶的提取
用鲜蘑菇加冰水在高速组织捣碎机中打成浆, 经冷冻离心机4°C下离心, 取上清液,用3次丙酮沉淀法提取多酚氧化酶。经高真空低温冷冻干燥制得酶粉,于-4°C下存放,20天活力不变。
1.2 酶的固定化
取酶粉溶于pH=7的磷酸盐绶冲溶液中,用100~300目多孔玻璃粉为载体,用吸附沉积法将酶固定化。经固定化的酶活性高。
1.3 氯仿中酶活力的测定
在氯仿介质中,加入底物对氯苯酚,再加入固定化酶,利用磁力搅拌加强异相反应中底物和产物的扩散速度,终止反应后利用分光光度法测定400nm波长下产物的吸光度A,以吸光度A大小表示酶的活力。
1.4 初速率的确定
酶催化反应是一快速复杂反应,为了避免产物在反应进程中的干扰,常采用反应的初速率来进行研究。 实验测得多酚氧化酶的催化反应在0到5min内反应速率随时间变化呈直线关系,此直线的斜率即为ro。
2 结果与讨论
2.1 酶催化反应条件的选择
在氯仿介质中多酚氧化酶催化反应,主要受体系的温度、底物的浓度、酶用量及体系的含水率的影响,pH值及搅拌速度对酶催化反应也有影响;由于酶在有机介质中的催化反应依赖其微量水环境的pH值,故选用酶在水相中的最适pH值;搅拌速度在实验中用磁力搅拌器恒速搅拌。本文对温度(A)、底物浓度(B)、酶用量(C)、含水量(D)四个因素,设计了正交实验L9(34)。通过极差分析选择出酶在有机介质中催化反应的最佳条件,结果如下:
由表结果可知,4个因素中对反应速率的影响大小次序为A>B>D>C,即4个因素中温度影响最显著,酶用量影响最小。由正交实验得出氯仿介质中多酚氧化酶催化反应的最佳条件为A2B3C2D2,即温度为25°C,底物浓度为0.05mol/l ,酶用量为4mg/ml,含水率为0.5%。为了避免在选取水平值时将最佳值漏选,本文通过单因素试验对正交实验结果进行验证。单因素试验结果表明,与正交实验的结果相符,说明影响酶催化反应的各个因素之间的交互作用很小。这里要特别指出的是,在单因素试验中,含水率直接影响到酶的活性。无水条件下酶在有机介质中没有催化活性;当含水率开始增加时,酶的活性随之增加很快,当含水率增到0.5%(体积%)时,酶活性为最高;而后则缓慢减少。说明酶在有机介质中,进行酶催化反应的必要条件是保持一定的含水率。
2.2 有机介质中酶催化反应动力学参数的测定
2.2.1 表现活化能Ea的测定
在较低温度范围内, 酶催化反应速率随温度的升高而增加, 并符合Arrhenius公式:
或
式中k为速率常数,Ea为表观活化能,T为热力学温度,R为摩尔气体常数,ko为指前因子。
由上可知,以作图应得一直线,可由直线的斜率求出反应的表观活化能Ea。 由于ro与k成正比关系故以作图也应得一直线结果见表2和图1:
经计算机线回归的结果如下:
Ea=29.54kJ . mol-1
相关系数 r=0.99
2.2.2 反应机理的探讨及动力学参数测定
多酚氧化酶催化对氯苯酚氧化反应是一双底物反应,但由于在敞开容器中空气中氧浓度大,反应过程中氧浓度近似不变,即成为准单底物反应,本文以单底物反应机理来描述。
由于rmax和KM是酶学中的重要参数,为求这两个参数可将米氏方程变为双倒数形式:
实验在不同底物(对氯苯酚)浓度[So]下测定相应的反应初速率ro,并以对作图,结果见表3和图3
说明氯仿介质中多酚氧化酶催化对氯苯酚氧化反应机理可用米氏方程来描述。根据图中直线的斜率和截距,经计算机线性回归求出酶学的重要参数 KM和rmax
米氏常数 KM=1.058mol.l-1
最大反应速率rmax=90.74×10-3min-1
相关系数R=0.99
测定溶液中苯酚和三氯苯酚的含量,用多大的波长
苯酚含有苯环,具有由π→π*跃迁产生的三个特征吸收谱带。由于-oh的取代,吸收峰红移。从而使π*轨道的能量降低。首先在文献上查的苯酚的紫外吸收光谱数据,找出苯酚的入max并根据公式lg a=lg k+lg bc与其相对应的吸光度的比值,与所查数据进行对照,进行入max及吸光度比值比较,看其是否一致。【仪器与试剂】
理化性质
分子结构数据
计算化学数据
连在苯环上的电子基团如果能使苯氧负离子稳定性增加的因素都能使相应酚的酸性更强,一般来说,取代基为吸电子基团使酚的酸性增强,而吸电子基团的吸电子能力为硝基>氯,所以就是那样。
雄永田1 , * ,美智川b ,宏奥野b ,水越b义辉,
Bongbeen盐田b ,康明前田b
某研究所的先进的科学技术,大阪府立大学,学园町1-2 ,堺,大阪599-8570 ,日本
b部应用材料科学,工程学院,大阪府立大学,学园町1-1 ,堺,大阪599-8530 ,日本
收到1999年7月26 收到9月24日修订的形式1999Abstract
超声波降解的稀溶液中2 - , 3 -和4 -氯苯酚和五氯苯酚已investigatedunder空气或氩气气氛。退化
如下一阶动力学中的初始状态与利率在range4.5 - 6.6毫米民- 1下的空气和6.0-7.2 mMmin - 1下氩气的浓度为100毫米,
氯酚。率的OH自由基的形成是由水19.8毫米民- 1下的氩气和14.7 mMmin - 1下的空气在同一sonolysis条件。该sonolysis的
氯酚是有效抑制,但不完全,通过增加的T -丁醇,这是已知anefficient OH自由基清除剂在水溶液中sonolysis 。这表明
主要降解氯酚收益viareaction与OH自由基热反应也时有发生,尽管它的贡献很小。除了适当的
大量的铁( Ⅱ )离子的加速退化。这可能是由于再生的OH自由基的过氧化氢,这将是重组的形成
OH自由基,并可能有助于有点退化。
的能力,抑制细菌繁殖,五氯酚随超声辐照。 © 2000埃尔塞维尔科学B.诉版权所有。
关键词:氯酚,五氯酚超声波降解
1 。导言
应用超声降解
化学污染物的水已被广泛调查最近。举例报告包括退化硫化氢[ 1 ] ,含氯氟烃
[ 2-4 ] ,氯化烃[ 5-8 ] ,多环芳烃[ 9 ] ,许多种类的苯酚[ 10月16日]
硫磷[ 17 ] , geosmin [ 18 ] ,和羟基酸
( HBA卡) [ 19 ] 。超声辐照已众所周知,
提供各种化学和物理作用,如为了
一般声化学见参。 [ 20-31 ] 。 Sonolysis的
水原因形成空洞并随后将其折叠,可产生巨大的地方
温度和压力上升,因此,水
被分解为氢原子和羟自由基
[ 32,33 ] 。受水溶液含有污染物超声波将导致其退化
由羟自由基或氢原子和/或高温
因此,超声辐照出现
是一种有效的方法,退化的
多种有机污染物。
在本文中,我们报告的结果,超声波
降解2 - , 3 -和4 -氯苯酚( 2 - , 3 -和
4 -处长)和五氯苯酚( PeCP )在水中使用
高功率超声波发生器与我们的利益重点
技术的可行性,超声波销毁
这些非易失性物质的环境问题,
还讨论了基本程序水
声化学。
2 。实验
2.1 。材料
2 - , 3 -和4 - CP和氯苯(炭黑)的
从和光化工和蒸馏纯化下减少或大气压力。试剂
级PeCP (标准测定试剂
其余的农业化学品) ,甲醇,二甲基
异丙醇(叔丁醇) ,正己烷,铵铁(二)
六,硫酸,氯化钠和硫酸钠
从和光化工,营养肉汤(第2号)由
蛋白,钾dihydrogenphosphate由默克
磷酸二钠monohydrogen从岸田
化成被用来进一步净化。氩
( 99.999 %纯度)购买了从大阪山庄。
水是在纯水处理系统(毫秒- Q表) 。
2.2 。查明和确定起始原料
和分解产物
查明和确定34人
演出采用日本岛津液晶6A条高性能
液相色谱仪配有一个光电探测器
关于消耗臭氧层物质的18栏使用Na2HPO3 , KH2PO3和
硫酸钠作为洗脱液。的吸收光谱CPS和
声振反应混合物测定使用
岛津紫外分光光度计3100 。氯离子
成立由34 sonolysis决心使用
离子色谱仪(横河,北的IC - 100 ) 。
2.3 。超声辐照
阿多超声波发生器( Kaijyo 4021 )和
一钛酸钡振荡器65毫米,直径
用于超声辐照和经营200千赫
投入强度与美国的200样本解决
声振65毫升是在一个圆筒形玻璃容器装备
与greaseless灯泡其总体积为150毫升和其
内径为50毫米。该船也有副作用
臂与硅橡胶隔气鼓泡或
样本提取的样品没有暴露在空气。
底部的船只是平面和瘦
尽可能( 1毫米) ,因为传输的超声波
厚度的增加而减少的底部。
该船被装在一个恒定的相对位置
飞机的交点的声波(三点七五毫米: 1 / 2
从振荡器) 。要解决稳定的反应釜
和确切位置,实验室插孔,钳和
持有人-所有的部件定位系统中的
光学测量-用。在辐射,该船被关闭。率OH自由基的形成
据估计, 19.8毫米民- 1下
氩气和14.7 mMmin - 1下的空气和
氢形成估计为20毫米民- 1
根据氩在sonolysis的纯净水的
本sonolysis条件[ 19,34 ] 。
2.4 。测定的能力的抑制作用
细菌繁殖
鼠伤寒沙门氏菌株局长98或局长100人
接种于营养肉汤培养基,这是准备从2.5克,营养液和100毫升水
并在高压灭菌(平HA24 ) 。至
细菌接种中,超声治疗
PeCP的解决办法是增加和由此产生的测试中孵育在37 ℃下30 h握手。干净
替补(日本Ikaki VST1000 )用于这些行动。浊度的测试中在650 nm的原因
细菌繁殖后测量一个适当的孵化时间。超声波处理解决方案
准备如下。水溶液100毫米
( 26.7百万分之一)的PeCP是声振,直到95 %的
PeCP已经腐烂。后调pH至
6.6 ,增加了氢氧化钠,辐照解决方案
集中蒸发在35 ° C到获得
PeCP集中在测试中等同于
为百万分之20的超声治疗,如果没有
进行。实际上,在测试浓度
中约1百万分之( 5 %的20百万分之一)和小
对细菌繁殖观察
这种稀释PeCP浓度。
3 。结果和讨论
3.1 。 Sonolysis的氯化石蜡
图。 1显示了时间依赖的退化
2 - , 3 - , 4 - CP和PeCP和解放氯化物
阴离子在超声下氩气或空气气氛中进行的。
在退化的初始阶段着手firstorder衰变。退化的速度是快的氩
比在空气中: 90-100 %的首发34人退化
40分钟,几乎100 %的1小时,下sonolysis
氩气,而这是70-80 %的40分钟和80-90 %
1小时, sonolysis空中。温度
折叠腔中被界定为Tfin =
田[ Pfin (架C - 1 ) /品]那里Tfin和Pfin是最终的TEM
温度和压力,沙田及引脚的初始
温度和压力的腔ç =的CP /系数是
比值比热在不断的压力的
比热在不断体积的气体中的泡沫。
在C价值较高下氩( 1.67 )比在空气中
( 1.40 ) 因此,空化效应应更高
根据氩比空气。加速
反应氧似乎很小。分解率3蛋白的速度比那些2 - CP和
4蛋白。由于俄亥俄州电性质
自由基,攻击网站的OH自由基预计将
段的邻和方向的氯离子和OH组
在父母的化合物,作为一般观察
OH自由基除了芳香族化合物。事实上,
这是观察sonolysis的HBA卡[ 19 ] 。
在3蛋白,有三个点同时orthoand
第导向,以氯离子和OH团体在俄亥俄州
自由基除了将最容易出现,以及3蛋白是
视为最容易遭受的加成反应
OH自由基。该协议之间的反应
实验结果和推理表明,
贡献的OH自由基反应,以34 sonolysis
是很重要的。
3.2 。 sonolysis影响的能力,抑制细菌
乘法使用PeCP
据报道,能力PeCP抑制
乘法绿藻栅subspicatus
随着超声波照射[ 11 ] 。在这方面的工作
PeCP的影响的能力,抑制
由伤寒杆菌从乘以用超声波照射的影响。图。 2显示了抑制细菌繁殖的(一) 98和应变局长
(二)应变局长100 PeCP及其sonolyzed产品。
能力下降超声,但下降
略小于PeCP退化这是
指示性的形成抑制其他材料
在sonolysis的PeCP ,虽然数量
将是微不足道的。较长照射时间
比彻底销毁开始复合,然后必须完全删除
能力的抑制作用。
3.3 。分解机理及反应网站
在所有34的强度两个紫外吸收
乐队在215-225和270-280纳米( 250和
320 nm的PeCP ) ,都分配到芳香环,
降低照射,虽然变动的
乐队在更短的波长下在空气中sonolysis
有点不太清楚。结果表明,在所有的
该CPS和PeCP ,芳香环裂的
超声辐照在并行与退化
起始化合物。图。 3显示的变化
紫外光谱的3蛋白作为一个例子。类似的趋势
观察与其他34 。
图。 4显示了清除作用的T -丁醇的
sonolysis 4蛋白。退化的有效
淬火的另外的T -丁醇,但并不完全,
即使存在100倍摩尔浓度
叔丁醇至3蛋白。据报道,叔丁醇是
一个有效的羟自由基清除剂在水中sonolysis
19,35 ] ,并完全抑制的退化
( HBA卡)在此浓度。
更详细的调查反应
机制和反应的网站sonolysis的CB ,这
更加动荡和疏水比34 ,是
演出。
图。 5所显示的声化学降解的CB ,
氯离子的形成和作用的T -丁醇
除了对炭黑sonolysis 。率的退化
是快于CPS和HBA卡的
较高的转换率和氯离子的
较低的清除作用的T -丁醇。
表1显示了初始速率的退化
检查的34本工作,并比较
那些HBA卡和CB退化和OH自由基
形成从水sonolysis 。
退化的sonolytic HBA卡将开始
通过专门的反应与OH自由基的大量
解决方案,并在热反应空泡沫
或界面地区可能被排除由于
非易失性和亲水性质的HBA卡。
动荡和疏水炭黑,然而,将
随时考虑到泡沫的空化及其主要
降解途径可能是高温热解
在泡沫,最彻底和迅速
退化会出现干涉
叔丁醇。事实上,降解率高
浓度远远超过OH自由基的形成
支持热解途径。
阿之间的反应中间是CB和HBA卡
观察氯化石蜡(虽然有点简介
接近HBA卡) 。与HBA卡,越
疏水氯化石蜡可能是目前比较集中在一个界面上的国家和地区进行反应与OH自由基或在热反应
丰富。据估计从图。 4 ,多数
退化收益通过自由基反应中的大部分
解决办法,但约10 %是由于热反应
在接口(退化腔是微不足道
由于低波动的郊野公园段) 。
考虑到速度常数K (叔丁醇+俄亥俄州) # 5 × 108 [ 36 ] ,钾(叔丁醇+高) # 105和
度( C6H5OH +高) # 109 [ 37 ] ,叔丁醇可以是OH自由基清除剂,但不是H原子清道夫,因此,
贡献的氢原子的34 sonolysis
可能是小。据报道,氢气产量
(分子)的形成氢抽象由H
原子只有1 / 50的氢气由氢原子
重组sonolysis的原[ 38 ]尽管
的速率常数k ( HCOO - +高) # 1.5 × 108 [ 37 ] ,并
该sonolytic减少银离子和AuCl - 4纯
水是非常缓慢[ 39,40 ] (金( H +的银离子)和
度( H +的AuCl - 4 ) , 3 × 1010和5.7 × 109分别为[ 37 ] ) 。这些事实意味着,一小部分氢
原子产生的腔弥漫到该解决方案
并支持上述假说。
率的34只1月4号至1月二号降解的
率的OH自由基的形成。这表明,
OH自由基重组将出现一个相当
很大的程度上。速率常数的反应34
与OH自由基的水在常温下将
在命令109M - 1 - 1 (速率常数的羟基
自由基除了芳香环) ,这是相同的
量级OH自由基重组[ 36 ] 。
解决方案中的大部分集中在剑桥定位系统有限公司
被认为远高于瞬态羟基
自由基,因此,重组的氢氧拉迪-
在大部分的CAL解决将很难出现,而一个公平
数额当地浓缩OH自由基[ 41 ] 5月
重组的界面上。
为了提高分解效率,更
有效地利用OH自由基是可取的。它是
预计,铁( Ⅱ )离子将再生OH自由基
从过氧化氢,从而效率的超声降解
将增加对34所存在的一个适当的
浓度的Fe ( Ⅱ )离子。
过氧化氢+铁(二) ? ?铁(三) +羟基+ • OH的( 1 )
• OH的+ 34 ? ?分解( 2 )
• OH的+铁(二) ? ?羟基+铁(三) ( 3 )
图。 6显示效果的Fe ( Ⅱ )离子对sonolysis
3蛋白。退化的3 - cp并加强在
存在的Fe ( Ⅱ ) :利率提高到2.4倍
1 mMof铁( Ⅱ )浓度的1.5倍和2毫米。
结果表明,存在一个最佳铁(二)
浓度为34 sonolysis与最大效率
而且过量的Fe ( Ⅱ )导致
减少降解率由于清除
的OH自由基的Fe ( Ⅱ )离子在均衡器。 ( 3 ) 。
4 。结论
超声化学降解的三个monoCPs和
PeCP在稀水溶液中进行了研究。
退化几乎100 %的收益下氩
大气和80-90 %的空气下的1小时的sonolysis 。
超声辐照提供不同的反应地点
热解和氧化。在超声波的方法
将是一个有利的方法销毁
环境污染物,如34 ,在稀
如果解决了大规模sonoreactor都已经具备。
鸣谢
这一研究是通过日本钢
工业促进基金会
环保技术( 9月) 。
雄永田1 , * ,美智川b ,宏奥野b ,水越b义辉,
Bongbeen盐田b ,康明前田b
某研究所的先进的科学技术,大阪府立大学,学园町1-2 ,堺,大阪599-8570 ,日本
b部应用材料科学,工程学院,大阪府立大学,学园町1-1 ,堺,大阪599-8530 ,日本
收到1999年7月26 收到9月24日修订的形式1999Abstract
超声波降解的稀溶液中2 - , 3 -和4 -氯苯酚和五氯苯酚已investigatedunder空气或氩气气氛。退化
如下一阶动力学中的初始状态与利率在range4.5 - 6.6毫米民- 1下的空气和6.0-7.2 mMmin - 1下氩气的浓度为100毫米,
氯酚。率的OH自由基的形成是由水19.8毫米民- 1下的氩气和14.7 mMmin - 1下的空气在同一sonolysis条件。该sonolysis的
氯酚是有效抑制,但不完全,通过增加的T -丁醇,这是已知anefficient OH自由基清除剂在水溶液中sonolysis 。这表明
主要降解氯酚收益viareaction与OH自由基热反应也时有发生,尽管它的贡献很小。除了适当的
大量的铁( Ⅱ )离子的加速退化。这可能是由于再生的OH自由基的过氧化氢,这将是重组的形成
OH自由基,并可能有助于有点退化。
的能力,抑制细菌繁殖,五氯酚随超声辐照。 © 2000埃尔塞维尔科学B.诉版权所有。
关键词:氯酚,五氯酚超声波降解
1 。导言
应用超声降解
化学污染物的水已被广泛调查最近。举例报告包括退化硫化氢[ 1 ] ,含氯氟烃
[ 2-4 ] ,氯化烃[ 5-8 ] ,多环芳烃[ 9 ] ,许多种类的苯酚[ 10月16日]
硫磷[ 17 ] , geosmin [ 18 ] ,和羟基酸
( HBA卡) [ 19 ] 。超声辐照已众所周知,
提供各种化学和物理作用,如为了
一般声化学见参。 [ 20-31 ] 。 Sonolysis的
水原因形成空洞并随后将其折叠,可产生巨大的地方
温度和压力上升,因此,水
被分解为氢原子和羟自由基
[ 32,33 ] 。受水溶液含有污染物超声波将导致其退化
由羟自由基或氢原子和/或高温
因此,超声辐照出现
是一种有效的方法,退化的
多种有机污染物。
在本文中,我们报告的结果,超声波
降解2 - , 3 -和4 -氯苯酚( 2 - , 3 -和
4 -处长)和五氯苯酚( PeCP )在水中使用
高功率超声波发生器与我们的利益重点
技术的可行性,超声波销毁
这些非易失性物质的环境问题,
还讨论了基本程序水
声化学。
2 。实验
2.1 。材料
2 - , 3 -和4 - CP和氯苯(炭黑)的
从和光化工和蒸馏纯化下减少或大气压力。试剂
级PeCP (标准测定试剂
其余的农业化学品) ,甲醇,二甲基
异丙醇(叔丁醇) ,正己烷,铵铁(二)
六,硫酸,氯化钠和硫酸钠
从和光化工,营养肉汤(第2号)由
蛋白,钾dihydrogenphosphate由默克
磷酸二钠monohydrogen从岸田
化成被用来进一步净化。氩
( 99.999 %纯度)购买了从大阪山庄。
水是在纯水处理系统(毫秒- Q表) 。
2.2 。查明和确定起始原料
和分解产物
查明和确定34人
演出采用日本岛津液晶6A条高性能
液相色谱仪配有一个光电探测器
关于消耗臭氧层物质的18栏使用Na2HPO3 , KH2PO3和
硫酸钠作为洗脱液。的吸收光谱CPS和
声振反应混合物测定使用
岛津紫外分光光度计3100 。氯离子
成立由34 sonolysis决心使用
离子色谱仪(横河,北的IC - 100 ) 。
2.3 。超声辐照
阿多超声波发生器( Kaijyo 4021 )和
一钛酸钡振荡器65毫米,直径
用于超声辐照和经营200千赫
投入强度与美国的200样本解决
声振65毫升是在一个圆筒形玻璃容器装备
与greaseless灯泡其总体积为150毫升和其
内径为50毫米。该船也有副作用
臂与硅橡胶隔气鼓泡或
样本提取的样品没有暴露在空气。
底部的船只是平面和瘦
尽可能( 1毫米) ,因为传输的超声波
厚度的增加而减少的底部。
该船被装在一个恒定的相对位置
飞机的交点的声波(三点七五毫米: 1 / 2
从振荡器) 。要解决稳定的反应釜
和确切位置,实验室插孔,钳和
持有人-所有的部件定位系统中的
光学测量-用。在辐射,该船被关闭。率OH自由基的形成
据估计, 19.8毫米民- 1下
氩气和14.7 mMmin - 1下的空气和
氢形成估计为20毫米民- 1
根据氩在sonolysis的纯净水的
本sonolysis条件[ 19,34 ] 。
2.4 。测定的能力的抑制作用
细菌繁殖
鼠伤寒沙门氏菌株局长98或局长100人
接种于营养肉汤培养基,这是准备从2.5克,营养液和100毫升水
并在高压灭菌(平HA24 ) 。至
细菌接种中,超声治疗
PeCP的解决办法是增加和由此产生的测试中孵育在37 ℃下30 h握手。干净
替补(日本Ikaki VST1000 )用于这些行动。浊度的测试中在650 nm的原因
细菌繁殖后测量一个适当的孵化时间。超声波处理解决方案
准备如下。水溶液100毫米
( 26.7百万分之一)的PeCP是声振,直到95 %的
PeCP已经腐烂。后调pH至
6.6 ,增加了氢氧化钠,辐照解决方案
集中蒸发在35 ° C到获得
PeCP集中在测试中等同于
为百万分之20的超声治疗,如果没有
进行。实际上,在测试浓度
中约1百万分之( 5 %的20百万分之一)和小
对细菌繁殖观察
这种稀释PeCP浓度。
3 。结果和讨论
3.1 。 Sonolysis的氯化石蜡
图。 1显示了时间依赖的退化
2 - , 3 - , 4 - CP和PeCP和解放氯化物
阴离子在超声下氩气或空气气氛中进行的。
在退化的初始阶段着手firstorder衰变。退化的速度是快的氩
比在空气中: 90-100 %的首发34人退化
40分钟,几乎100 %的1小时,下sonolysis
氩气,而这是70-80 %的40分钟和80-90 %
1小时, sonolysis空中。温度
折叠腔中被界定为Tfin =
田[ Pfin (架C - 1 ) /品]那里Tfin和Pfin是最终的TEM
温度和压力,沙田及引脚的初始
温度和压力的腔ç =的CP /系数是
比值比热在不断的压力的
比热在不断体积的气体中的泡沫。
在C价值较高下氩( 1.67 )比在空气中
( 1.40 ) 因此,空化效应应更高
根据氩比空气。加速
反应氧似乎很小。分解率3蛋白的速度比那些2 - CP和
4蛋白。由于俄亥俄州电性质
自由基,攻击网站的OH自由基预计将
段的邻和方向的氯离子和OH组
在父母的化合物,作为一般观察
OH自由基除了芳香族化合物。事实上,
这是观察sonolysis的HBA卡[ 19 ] 。
在3蛋白,有三个点同时orthoand
第导向,以氯离子和OH团体在俄亥俄州
自由基除了将最容易出现,以及3蛋白是
视为最容易遭受的加成反应
OH自由基。该协议之间的反应
实验结果和推理表明,
贡献的OH自由基反应,以34 sonolysis
是很重要的。
3.2 。 sonolysis影响的能力,抑制细菌
乘法使用PeCP
据报道,能力PeCP抑制
乘法绿藻栅subspicatus
随着超声波照射[ 11 ] 。在这方面的工作
PeCP的影响的能力,抑制
由伤寒杆菌从乘以用超声波照射的影响。图。 2显示了抑制细菌繁殖的(一) 98和应变局长
(二)应变局长100 PeCP及其sonolyzed产品。
能力下降超声,但下降
略小于PeCP退化这是
指示性的形成抑制其他材料
在sonolysis的PeCP ,虽然数量
将是微不足道的。较长照射时间
比彻底销毁开始复合,然后必须完全删除
能力的抑制作用。
3.3 。分解机理及反应网站
在所有34的强度两个紫外吸收
乐队在215-225和270-280纳米( 250和
320 nm的PeCP ) ,都分配到芳香环,
降低照射,虽然变动的
乐队在更短的波长下在空气中sonolysis
有点不太清楚。结果表明,在所有的
该CPS和PeCP ,芳香环裂的
超声辐照在并行与退化
起始化合物。图。 3显示的变化
紫外光谱的3蛋白作为一个例子。类似的趋势
观察与其他34 。
图。 4显示了清除作用的T -丁醇的
sonolysis 4蛋白。退化的有效
淬火的另外的T -丁醇,但并不完全,
即使存在100倍摩尔浓度
叔丁醇至3蛋白。据报道,叔丁醇是
一个有效的羟自由基清除剂在水中sonolysis
19,35 ] ,并完全抑制的退化
( HBA卡)在此浓度。
更详细的调查反应
机制和反应的网站sonolysis的CB ,这
更加动荡和疏水比34 ,是
演出。
图。 5所显示的声化学降解的CB ,
氯离子的形成和作用的T -丁醇
除了对炭黑sonolysis 。率的退化
是快于CPS和HBA卡的
较高的转换率和氯离子的
较低的清除作用的T -丁醇。
表1显示了初始速率的退化
检查的34本工作,并比较
那些HBA卡和CB退化和OH自由基
形成从水sonolysis 。
退化的sonolytic HBA卡将开始
通过专门的反应与OH自由基的大量
解决方案,并在热反应空泡沫
或界面地区可能被排除由于
非易失性和亲水性质的HBA卡。
动荡和疏水炭黑,然而,将
随时考虑到泡沫的空化及其主要
降解途径可能是高温热解
在泡沫,最彻底和迅速
退化会出现干涉
叔丁醇。事实上,降解率高
浓度远远超过OH自由基的形成
支持热解途径。
阿之间的反应中间是CB和HBA卡
观察氯化石蜡(虽然有点简介
接近HBA卡) 。与HBA卡,越
疏水氯化石蜡可能是目前比较集中在一个界面上的国家和地区进行反应与OH自由基或在热反应
丰富。据估计从图。 4 ,多数
退化收益通过自由基反应中的大部分
解决办法,但约10 %是由于热反应
在接口(退化腔是微不足道
由于低波动的郊野公园段) 。
考虑到速度常数K (叔丁醇+俄亥俄州) # 5 × 108 [ 36 ] ,钾(叔丁醇+高) # 105和
度( C6H5OH +高) # 109 [ 37 ] ,叔丁醇可以是OH自由基清除剂,但不是H原子清道夫,因此,
贡献的氢原子的34 sonolysis
可能是小。据报道,氢气产量
(分子)的形成氢抽象由H
原子只有1 / 50的氢气由氢原子
重组sonolysis的原[ 38 ]尽管
的速率常数k ( HCOO - +高) # 1.5 × 108 [ 37 ] ,并
该sonolytic减少银离子和AuCl - 4纯
水是非常缓慢[ 39,40 ] (金( H +的银离子)和
度( H +的AuCl - 4 ) , 3 × 1010和5.7 × 109分别为[ 37 ] ) 。这些事实意味着,一小部分氢
原子产生的腔弥漫到该解决方案
并支持上述假说。
率的34只1月4号至1月二号降解的
率的OH自由基的形成。这表明,
OH自由基重组将出现一个相当
很大的程度上。速率常数的反应34
与OH自由基的水在常温下将
在命令109M - 1 - 1 (速率常数的羟基
自由基除了芳香环) ,这是相同的
量级OH自由基重组[ 36 ] 。
解决方案中的大部分集中在剑桥定位系统有限公司
被认为远高于瞬态羟基
自由基,因此,重组的氢氧拉迪-
在大部分的CAL解决将很难出现,而一个公平
数额当地浓缩OH自由基[ 41 ] 5月
重组的界面上。
为了提高分解效率,更
有效地利用OH自由基是可取的。它是
预计,铁( Ⅱ )离子将再生OH自由基
从过氧化氢,从而效率的超声降解
将增加对34所存在的一个适当的
浓度的Fe ( Ⅱ )离子。
过氧化氢+铁(二) ? ?铁(三) +羟基+ • OH的( 1 )
• OH的+ 34 ? ?分解( 2 )
• OH的+铁(二) ? ?羟基+铁(三) ( 3 )
图。 6显示效果的Fe ( Ⅱ )离子对sonolysis
3蛋白。退化的3 - cp并加强在
存在的Fe ( Ⅱ ) :利率提高到2.4倍
1 mMof铁( Ⅱ )浓度的1.5倍和2毫米。
结果表明,存在一个最佳铁(二)
浓度为34 sonolysis与最大效率
而且过量的Fe ( Ⅱ )导致
减少降解率由于清除
的OH自由基的Fe ( Ⅱ )离子在均衡器。 ( 3 ) 。
4 。结论
超声化学降解的三个monoCPs和
PeCP在稀水溶液中进行了研究。
退化几乎100 %的收益下氩
大气和80-90 %的空气下的1小时的sonolysis 。
超声辐照提供不同的反应地点
热解和氧化。在超声波的方法
将是一个有利的方法销毁
环境污染物,如34 ,在稀
如果解决了大规模sonoreactor都已经具备。
鸣谢
这一研究是通过日本钢
工业促进基金会
环保技术( 9月) 。
由于Cl是吸电子取代基,可以使酚的酸性增强,在邻、对位时,苯氧基的负电荷可以分散到Cl上去,使酸性比间位异构体强。
参考书目《有机化学 第三版 胡宏纹》
望采纳。