（物理化学专业论文）原子吸收光谱法分析痕量汞及铂Ⅳ配合物的合成.pdf

摘要 摘要 很早以前，人们就已经认识到汞对环境和人体的危害。本文阐述了汞的危害，并且呼 吁生产和利用汞的厂家及相关政府部门，必须强化环保意识，健全环保法律法规，减轻汞对 环境的污染。本文对原子吸收光谱法在汞的测定方面的应用进行了综述，并在前人研究 基础上，对氧瓶测汞技术进行了改进，样品中的汞被氧化成汞离子，经还原后用流动注射 冷原子吸收法测定。实验在氧瓶中采用镍铬电炉丝加热处理样品，燃烧过程中形成的 汞被酸性k m n 0 4 吸收并氧化成汞离子，经还原后用流动注射氢化物发生原孑吸收法测 定。并且实验了在氧瓶中采用镍铬电炉丝作为热源，无需通氧情况下加热使样品分解， 释放出来的汞氧化成汞离子，经还原后用流动注射冷原子吸收光谱法测定，结果满意。 癌症是严重危害人类健康的一大顽症。自从6 0 年代后期发现顺铂具有抗癌活性到 现在的几十年间，人们己合成出上千种具有抗癌活性的铂类配合物，但大部分配合物因毒 性较大而不能进入临床应用。其中p t ( i v ) 配合物由于具有较好的水溶性及它与顺铂不具 有交叉抗药性，能提高治疗效果而引起学者广泛关注。本论文对铂类抗肿瘤药物开发及合 成研究的进展进行了概述，在前人的研究基础上合成了p t ( i v ) i 够肽配合物及黄原酸配 合物，并对产物进行了表征。 关键词原子吸收汞铂 a b s t r a c t a b s t r a c t m e r c u r yh a sl o n gb e e ni d e n t i f i e da sah a z a r dt oh u m a nh e a l t ha n dt h ee n v i r o n m e n t t h e p o l l u t i o no fm e r c u r y t oe n v i r o n m e n ti se l a b o r a t e di nt h i sa r t i c l e t h ee n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o nc o n s c i o u s n e s sa n dt h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nl a ws h o u l db es t r e n g t h e n e d ，t h e e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o nc a u s e db ym e r c u r ys h o u l db er e d u c e d t h es a m p l ew a sh e a t e db y n i - c rf u r n a c ew i r ei no x y g e n - f l a s k ，t h eg a s e o u sm e r c u r yw a sa b s o r b e db yk m n 0 4 h 2 s 0 4 s o l u t i o na n dm e a s u r e d b y f i - h g - a a s ( f l o wi n j e c t i o nh y d r i d eg e n e r a t o ra t o m i c a b s o r p t i o ns p e c t r o p h o t o m e t e r ) w ea l s oi n v e s t i g a t e dt h ec o m b u s t i o nc o n d i t i o n w i t h o u t o x y g e n ，t h eo x y g e n - f l a s kw a sf i r s t l ya p p l i e dt ot h ed e t e r m i n a t i o no ft o t a lm e r c u r yi n n o n c o m b u s t i b i l i t i e s ，a n dp r e f e r a b l er e s u l t sa r eo b t a i n e d c i s p l a t i n ，i sa na n t i c a n c e rd r u gw i d e l yu s e d t ot r e a tav a r i e t yo ft u m o r s ，s i n c ei tw a s d i s c o v e r e di n19 6 0 ，t h o u s a n d so fa n t i c a n c e rd r u g sh a v eb e e ns y n t h e s i z e d ，b u to n l yf e wo f t h e mw e r eu s e dt oc u r ea n t i c a n c e r t h ep l a t i n u m ( i v ) a n t i c a n c e rc o m p o u n d sa r ee a s i l y d i s s o l v e di nt h ew a t e ra n dl i p o p r o t e i n ，a n dt h e i rc e l lt o x i c i t yi sl o w e rt h a nt h a to fp l a t i n u m ( i i ) t h u s ，as e r i e so fn o v e lp l a t i n u m ( i v ) c o m p l e x e sw e r es y n t h e s i z e da n dt h es y n t h e s i sm e t h o d w a si n v e s t i g a t e d k e y w o r d ：a a s ；m e r c u r y ；p l a t i n u m i i 河北大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教育机构的学位或证书 所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了致谢。 作者签名： 弛幽日期：旦堕互年月至2 日 学位论文使用授权声明 本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 本学位论文属于 l 、保密0 ，在2 盟2 年兰二月主芝日解密后适用本授权声明。 2 、不保密口。 ( 请在以上相应方格内打“”) 作者签名：鹜眨璺塑日期：蛆年月兰l 日 导师签名：挈受斗 日期：j 兰。上年月上日 保护知识产权声明 ( 酒瑚巾寸) ，是河北大学化学与环境科学学院的( 二od 屯) 届 ( 新趸圣 ) 研究生。 本人为获得河北大学( 石雹t 学链) 学位证书所提交的题目为： ( 压3 吣幽先劫矸浪专紊扣( 幽砀砖物珍钧) 的( 魍墨做。) 学位论文，是我个人在导师(哼肠卅) 指 导并与导师合作下取得的研究成果，研究工作及取得的研究成果是在河北 大学所提供的研究经费及导师的研究经费资助下完成的。本人完全了解并 严格遵守中华人民共和国为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规以 及河北大学的相关规定。 本人声明如下：本人以任何形式公开和传播科研成果和科研工作时， 包括发表的学术论文、学术交流、科技咨询和科技成果转让等行为时，如果 涉及到本论文所包含的研究内容和研究成果，本人将征得指导教师 ( ) 刍七州教授) 和河北大学的书面同意和授权。如果违反本声明，本人 承担法律责任。 声明人：签名( 章) 冲，硼州 日期： 枷叮卑明琴i ) 日 第1 章综述 第1 章综述 摘要：对汞的来源、特征、对人类健康的危害和原子吸收光谱法在测汞方面的应用及铂 类抗肿瘤药物的历史、现状、合成研究进展进行了简介及评述。 关键词：原子吸收：汞：铂：抗肿瘤活性 1 1 汞的来源、特征、对人类健康的危害和原子吸收光谱法在测汞方 面的应用研究现状 汞有三种价态：h g o 、h 9 2 2 + 和h 9 2 十，在大气环境中存在的主要化学形式有：几乎不溶 解的气态形式的单质h g o 、可溶性的二价无机汞化合物、甲基汞和二甲基汞，以及与大 气颗粒物相联系的颗粒汞。其中元素汞h g o 是最主要的存在形式，占总量的9 0 以上， 颗粒汞一般不足1 0 。气态汞( 特别是h g o ) 是汞的主要排放类型，也是以往及当前的主 要研究对象，现在己经建立起一套较为完整的测定和分析各种气态汞的方法体系，尤其 对于h 酽的大气化学物理行为的研究最为深入，达到了较高的水平，对h g o 在区域甚至 全球大气中的行为都有了深入的了解。 大气中汞的来源分为人为源和自然源。大气汞的自然来源主要包括火山与地热活 动、土壤释汞、自然水体释汞、植物表面的蒸腾作用、森林火灾等。与人为汞源不同， 大气汞的自然源向大气释放的汞的形态主要为气态单质汞( h g o ) n 1 。从局部污染来看， 人为来源是相当重要的。据统计口1 ，全球每年向大气中排放总量约为5 0 0 0 吨，其中4 0 0 0 吨是人为的结果。汞的人为来源与以下方面有关：汞矿和其他金属的冶炼，氯碱工业和 电器工业中应用以及矿物燃料的燃烧。以美国为例口1 ，美国每年汞的排放量占全世界向 大气排放汞总量的3 ，其中份额最大的来源于燃烧行业占8 7 ，燃烧行业中，燃煤汞 排放所占比例最大，达到3 3 。煤作为一次能源，它的利用方式在我国主要是燃烧，我 国每年生产煤炭的8 4 直接用于燃烧。因而煤燃烧也是造成我国生态环境破坏的最大污 染源。煤中的有毒痕量元素汞及其化合物的释放会对包括大气、水以及土壤在内的生态 环境产生污染，它们不为微生物降解，可以在人体内沉淀，并转化为毒性很大的金属有 机化合物，对人类的身体健康产生直接或间接的危害，我国第二松花江汞的污染就是一 河北大学理学硕士学位论文 个典型的例子：日本由于汞污染造成震惊世界的水俣病，这类病症是由乙炔法生产氯乙 烯和乙醛时使用汞盐作催化剂，汞盐随生产废水排出而累积在污泥中，被微生物作用转 化为甲基汞，并随水生生物食物链传递而使甲基汞进入鱼体，人吃了含甲基汞的鱼、贝 类而造成汞中毒h 1 。燃煤导致的汞污染越来越严重，瞿丽雅3 等曾报道了燃煤烟气中汞 排放是北京市汞的主要污染源。通过对典型采煤区的1 1 5 个煤炭样品和三个不同地形的 燃煤电厂周边大气中汞的监测和分析，通过山区复杂地形大气污染扩散模型，揭示了电 厂大量燃煤燃烧可能出现的环境问题，并提出了一定的建议。王起超呻3 等研究了东北、内 蒙古东部煤炭中汞的含量分布以及煤中汞向燃烧产物中迁移的规律。煤中汞含量高于土 壤，并和煤中全硫分及灰分呈显著正相关。煤中汞在锅炉飞灰中被富集，在底灰中被分 散。飞灰粒径越小汞含量越高，显示表面富集特征：飞灰中9 0 以上的汞存在于 d a c n e n 。 卡铂的化学名为1 ，1 环丁二羧酸二氨合铂( i i ) ，作用机理与顺铂相似，但化学稳 定性好，由于结构式中引入了亲水性的1 ，1 环丁二羧酸作为配体，溶解度比顺铂高1 6 倍，因此肾毒性和引发的恶心呕吐均低于顺铂嘲。但是，卡铂的使用剂量比顺铂高很 多，同样需要静脉注射，而且与顺铂有交叉耐药性。 顺铂和卡铂所获得的成就极大地鼓舞了各国学者去研究更好更有效的新药。研究的 目的是：寻找比母体化合物( 顺铂和卡铂) 疗效更好，毒性更低，药学特性得到改善的化合 物：扩大抗癌谱：开发与顺铂和卡铂无交叉耐药性的新型药物。 河北大学理学硕士学位论文 1 2 3 第三代铂类抗癌药物 图1 2 奥沙利铂 奥沙利铂全称是草酸( 反式l 1 ，2 环己二胺) 合铂，是一个十分稳定的化合物，在水 中溶解度为8 m g m l ，介于顺铂与卡铂之间。其结构式为图1 2 。作为第一个上市的二氨基 环己烷( d a c h ) 作为载铂配体的一类铂配合物，它不仅改善t n 铂及卡铂的毒副作用，而且 扩大了它们的活性谱，对许多耐顺铂或卡铂的细胞株或瘤株具有活性。奥沙利铂活性与 顺铂相似，其主要靶分子亦为d n a ，也是与d n a 形成加合物口羽。在一组小鼠白血病模 型中，与顺铂相似，奥沙利铂与d n a 的加合物也主要是p g g 和p t a g 链内交联体，其抗 肿瘤活性优于顺铂，较顺铂有更强的d n a 合成抑制作用口钔。 1 。2 4p t ( 1v ) 类配合物 在顺铂发现后的很长一段时间里，对铂类抗癌配合物的研究大多是依据c l e a r e 和 h o e s c h e l e 概括的构效关系来进行的汹1 ，即改变其平面正方形周围的基团，合成顺铂的 类似物。从目前的情况看，这些配合物的活性并没有超过顺铂和卡铂，且仍不能有效克 服毒副作用和交叉抗药性等缺点。为了寻找高效、低毒、水溶性好又无交叉抗药性的新 型铂类药物，近1 0 年来，科学工作者主要从以下途径进行研究： ( 1 ) 将顺铂的非离去基团换上具有生物活性的基团 ( 2 ) 合成抗癌机理不同于顺铂和卡铂的配合物 在铂类配合物的研究过程中，由于顺铂构效关系的原因，前2 0 年基本上是围绕 二价铂的配合物来进行的。直到8 0 年代初，为了提高病人的生活质量，人们希望能有 一种口服的铂类抗癌药物，四价铂抗癌配合物的研究逐渐开展起来，其中最具代表性 的就是j m 2 1 6 啪3 。这种配合物可以口服给药，且与顺铂无交叉抗药性。 对四价铂配合物的抗癌机理已经有一些研究，但还不是很清楚。最普遍的假设认 为，四价铂配合物进入人体后，在细胞外被还原成两价铂配合物，然后进入细胞内， 与d n a 进行结合d 7 。删。 少 cic厂 峨 啦 第l 章综述 对四价铂配合物的动力学也进行了一些研究，在铂( ) 配合物的八面体结构中， 轴向配体与金属离子键合力的大小对反应过程中p t ( i v ) 还原成p t ( ) 影响巨大。对非离 去基团不同、轴向配体相同的配合物的研究表明，易被还原p t ( i v ) 配合物毒性较大。 人们在合成筛选大量铂配合物的同时总结出了其配合物表现活性的结构要求9 1 ( 一)中性非电解质型配合物： ( 二) 具有顺式结构： ( 三) 有一对处于顺位的可取代的中等活性的酸根： ( 四) 有一对取代非活性的中性胺配体，且胺类配体中至少有一个- n - h 基。 p t ( i v ) 类配合物的几何构型呈八面体，有顺式和反式构型。四价铂类配合物的配体取 代反应不如二价铂配合物的容易h 引。配合物中轴向配体键的长度及径向胺配体的类别对 配合物的生物活性有着强烈的影响。通常径向胺配体中的r 为环烃基时抗癌效果最好， 然后依次为脂肪链烃基、芳香烃基，并且r 为脂环烃基时，一般随着环的增大，其抗癌效果 增强，r 为环己烷基和环庚烷基时，其抗癌效果最好。轴向配体r 1 为芳烃基时，其抗癌效 果最好，其次为直链脂烃基、带侧链脂烃基，并且当轴向配体中所含的碳原子数之和大于 或等于8 时效果较好，其中尤以1 2 时抗癌活性最好。这类配合物的有较好的稳定性，脂 溶性好，克服了顺铂、卡铂的易在消化道降解的缺点h ，抗癌能力与抗癌广谱性都不亚 于顺铂与卡铂。同时它们与顺铂、卡铂等没有或有较小的交叉抗药性，可以在临床上顺 铂、卡铂联合用药，并且具有对肿瘤的敏感性与良好的选择性；且毒副作用明显小于顺 铂；此外，某些药物可用于口服瞳钔。具体有以下几种药物： 1 2 4 1 结构为八面体，具有轴向配体的p t ( i v ) 类配合物 l ，4 丁二胺类p t ( i v ) 配合物属于此类配合物，它有顺式，也有反式。c i s - p t a 2 c 1 2 ( 1 ， 4 丁二胺) 】和t r a l l s p t a 2 ( 丙二酸) ( 1 ，4 - 丁二胺) 都有不错的抗肿瘤效果h 羽。 1 2 4 2j m 2 16 j m 2 1 6 是第一个进入临床研究的具有口服活性的铂类抗癌药物，也称赛特铂，英文 名为s a t r a p l a t i n 脚1 ，化学名为顺式一二氯一反式一二乙酸一顺式一氨环己氨铂( i v ) 。由于四 价铂离子的最外层电子为低自旋得d 6 构型，固态j m 2 1 6 的化学性质很稳定，有机酸根 和有机胺配体的存在增加了其亲脂性，难溶于水，其水溶液弱酸性，在水中及稀盐酸中 较稳定，随酸度增大，稳定性降低n 朝。 o 河北大学理学硕士学位论文 图1 3 1 ，4 - 环已二胺铂( i v ) 图1 41 , 2 - 环已二胺f i 刍( i v ) 1 2 4 3 1 ，4 一或1 ，2 一环已二胺类铂( iv ) 抗癌药物 l ，4 环p , - - 胺铂( i v ) 抗癌药物通式见图1 3 ，其中y = 硫酸根、氯、草酸根、1 ，1 环丁 二羧酸根、甲基丙二羧酸根、丙醇二羧酸根、丙二酸根，x 1 ，x 2 = 氯、羟基、乙酸根。这 类物质与顺铂和t e t r a p l a t i n ( 1 ，2 一环已二胺四氯合铂( i v ) ) 几乎无交叉抗药性，并且对肿瘤的 选择性好。部分配合物以顺铂及t e t r a p l a t i n 有抗药性的动物的白血病及实体肿瘤有较好 的活性，部分可口服用药射。 1 ，2 环已二胺( d a c h ) 铂( i v ) 抗癌药物通式见图1 4 ，x 1 和x 2 为单齿或双齿羧酸 根，y l 与y 2 为单齿羧酸根。当y 1 与y 2 为单齿时，最好分别有1 1 0 个碳原子，这类配合 物有较高的抗癌活性和较高的水溶性，对一些抗癌药物如顺铂无交叉抗药性，并且抗癌 挝丘r 一【4 4 】 f 目， o 1 2 4 4手性环己二胺铂( ) 配合物 1 ，2 环己二胺( 1 ，2 一d a c h ) 、l ，3 一环己二胺、1 一环己二胺铂( ) 配合物通式见( 图1 5 、 图1 6 、图1 7 ) ，其中y 为氯、羟基、羧酸根，x 为氯、硫酸根、一元或二元羧酸根。 正浆 图1 5 1 , 2 - 环己二胺车o ( i v ) 图1 6 1 , 3 - 环己二胺铂( i v ) 图1 71 - 环己二胺铂( ) 当y = c l ，2 x = l ，1 环丁二酸根时，对于不同的肿瘤细胞，1 ，2 - d a c h p t ( i v ) 不同立体异 构体活性顺序不同，总体上( r r ) d a c h p t ( ) 的活性要好一些n 射。研究发现四丙酸根 ( d ，1 t r a n s l ，2 - 环己二胺) 合铂( ) 具有适当的亲脂性和水溶性，对小鼠体内移植的人卵巢癌 s k o v 3 显示比j m 2 1 6 更好的口服活性。 x x & u h h n n x 【 j x y i i n i i y 虻 第1 章综述 南京大学配位化学所报道5 , 5 二甲基1 ，3 环己二胺的铂( ) 配合物对s 1 8 0 具有良好 活性，而且发现铂( 1 i ) 配合物与d n a 体外作用时导致d n a 分子构型的变化，而当铂( ) 配合物作用时却造成d n a 链的断裂h 7 1 。 1 2 4 5 反式p t ( iv ) 配合物 k e l l a n d 等发现反式混胺p t ( i v ) 配合物的抗癌活：眭一般要比其相应的p t ( i i ) 配合物 高。当其中r n h 2 中r 为脂肪烃、脂环烃、芳烃或杂环化合物时，配合物显示较好的抗癌 活性；而当r n h 2 中r 为短脂肪链、吗啡、吡啶、喹啉等环时，配合物没有活性n 钔。 j m 3 3 5 ，即反，反，反二氯二羟氨环己胺合铂( ) ，对人卵巢癌细胞系母体及获得顺 铂耐药的亚系，j m 3 3 5 和顺式类似物j m l 4 9 ，即顺，反，顺二氯二羟氨环己胺合铂( ) 显示 了不同的交叉耐药模式“钔。对于通过降低铂的累积而耐药的细胞体系，j m3 3 5 和j m1 4 9 都与顺铂无交叉耐药；对于通过促进铂对d n a 的修复或提高铂对d n a j j i ：i 合物的耐受能力 而耐药的细胞体系，j m3 3 5 无交叉耐药性呻1 。 近几年来，在进行铂类药物结构改造方面的研究中发现：铂( i v ) 类配合物在许多方面 优于相应的铂( i i ) 类配合物。它不仅保留了铂( i i ) 类配合物广谱高效的抗癌特性，而且具有 体内蓄积少，毒副作用低的优点 s 1 o 同时，由于该类配合物具有良好的水溶性，故可以采 取多种给药途径尤其适合于胃肠给药嫡铂。所以铂( i v ) 类配合物具有广阔的应用前景和极 大的开发价值。 1 2 5 含p t - s 键的铂类配合物 含p t s 键的铂类配合物主要有以下几类：( 1 ) 以取代亚砜为基础的阳离子铂配合物， ( 2 ) 以取代硫醚为基础的阳离子铂配合物；( 3 ) 以取代硫脲为基础的铂配合物，包括离去 基团为硫脲的单、双核配合物，酰基硫脲和取代亚砜为配体的配合物等；( 4 ) 离去基团为 含硫的二齿螯合配体。目前比较有应用前景的是：r a c - 氯( 二甲基亚砜) 1 ，2 - - ( 4 氟苯) 乙二胺 合铂( i i ) ( 图1 8 ) 和t h i o p l a t i n 即二( 氧乙基- 二硫代碳酸) 合铂( i i ) ( 图1 9 ) 。r a c 一 氯( 二甲基亚砜) 【1 ，2 - - - ( 4 - 氟苯) 7 , - - 胺 合铂( i i ) 有足够的稳定性，水溶性超过卡铂，对人 m c f 7 细胞系的活性与顺铂相当。t h i o p l a t i n 的临床前研究表明其活性和顺铂相当，没有 通常和铂类药物相关的严重副作用，而且由于它的良好的亲脂性，甚至容易被顺铂耐药 的肿瘤细胞吸收，体内活性显示对移植有人肿瘤异种移植物的裸鼠，治疗指数是顺铂的5 到1 0 倍嘲1 。 河北大学理学硕士学位论文 。：$q b 。 一州脚 图1 9 - - ( 氧- 乙基二硫代碳酸) 合铂( i i ) 早期的研究表明，反式的铂配合物不具有抗癌活性。然而，现在已经有很多研究小 组发现一些反式的铂配合物在体外和体内都存在抗癌活性，有的甚至比相应的顺式配合 物还要好。顺铂和反铂的最大区别在于，反铂在动力学上比顺铂活泼，且对减活化作用 比顺铂不敏感。因此，在设计反式铂类抗癌配合物时，需要考虑利用一些空间位阻较大 的基团来减少动力学活性，另外，由于反铂d n a 加合物与顺铂d n a 加合物不同，所 以有望利用反铂来克服顺铂的交叉抗药性。 f a n e l l 和他的同事对通式为 p t c i e ( l ) ( l ) 的3 组反铂进行了比较：( 1 ) l = l ，l 为吡啶，n - 甲基咪唑和噻唑；( 2 ) l 是喹啉，l i 为r r 。s o ：( 3 ) l 为喹啉，l f 为n h 3 嘶嘲1 。通过对这些反式 铂配合物的活性研究，发现他们与顺铂的抗癌活性相当，比它们的顺式构型配合物的活 性更好。在对顺铂有抗药性的细胞组用上述反式铂时，发现能够消除抗药性或增加耐药 量。 1 2 7 多核铂配合物 近年来，为了寻找能克服与顺铂有交叉抗药性的新型药物，继反式铂配合物后，多 核铂配合物也始见报道。f a r r e l l 和他的同事在这一领域显得异常活跃。合成了一系列双 核铂的配合物，最常见的如通式为 p t c l m ( n h 3 ) 3 m ) - h 2 n - r - n h 2 - p t c l 。 ( n h 3 ) 3 。) 】【( 2 m 卜( 2 n 卅( m 或n = o 3 ，r 为脂链) 嘲，显示出相当的细胞毒性，当n _ 4 6 时，此系列对h c t - 8 及h 2 3 肿瘤的治疗效果明显好于顺铂，对a h l l 2 5 及h 5 2 0 肿瘤的活 性亦与顺铂相当。双核铂配合物在进入人体后将发生水解，产生两份 【p t c i ( n h 3 ) 2 ( n h 2 r ) 】，它与d n a 结合速度比顺铂快得多，结合的p t - d n a 序列也与单 核的p t 配合物不同。 第1 章综述 另外，三核和四核的铂类抗癌配合物也己出现。如三核的b b r 3 4 6 4 和四核的 d a b ( p a t p t c l ) 4 啼8 1 。在活性研究中发现，它们与顺铂均无交叉抗药性。 1 。2 。8 铂类抗肿瘤药物合成研究新进展 虽然现在已经合成、筛选了一些金属抗癌络合物，并已经或正在应用于临床。但 这些药物一方面抗肿瘤系窄，另一方面，有不同程度的毒副作用和持续时间短等缺点。 因此，设计、筛选、合成新一代高效、广谱、低毒、持续时间长的抗癌药物，仍为当 前努力的方向。一方面，金属抗癌剂根据作用机理，其属于直接作用于脱氧核糖核酸 的药物，它可直接切断d n a 链，针对这点，科学家正在研究有特异性断链d n a 、r n a 功能的金属络合物。另一方面，低氧选择性抗肿瘤药物的研究，给人们开辟了另一条 合成金属类抗肿瘤药物的途径，其突出特点是它对肿瘤细胞有选择性的杀伤作用，而 不杀伤正常细胞，这条思路代表了金属抗癌剂研究的新方向，现在在研究金属抗癌剂 道路上最大的障碍是对抗癌剂的筛选和抗癌作用机理的认识。据粗略统计，全世界每 年从1 3 0 0 0 种新药中进行筛选，初过关者仅为0 6 种，再经过几年的临床考验，从0 6 降至0 3 ，即大约每三年选出一种抗癌新药。此外，根据认识论，任何一种科学技术都 是在实践的基础上形成理论，再在理论的基础上指导实践，现在对于癌症的研究正处 在实践上升到理论这一阶段，对一些药物在体内的作用机理不明确，就阻碍了下一步 研究的进展速度。但将来随着人们对癌症的逐渐认识和实践积累以及计算机在此领域 的应用，一方面定会加速药物的大面积筛选，避免盲目投入：另一方面，通过计算机 对分子结构的分析，有助于进一步深入讨论金属抗癌剂的作用机理和了解分子结构及 对抗癌性能的预测。 另外，结合我国的特点，将中草药的有效成分与铂结合，合成新的抗肿瘤药物也 是一种新的思路。目前斑蝥的有效成分班蝥素用于治疗肝癌已取得很大的成功，斑蝥素 水解后成斑蝥酸，是一种能与铂络合的配体，我国学者先后合成了一系列以斑蝥酸为配 体的铂类配合物。这类配合物的水溶性好，毒性低，抗癌作用强，很可能成为我国一类创 新的抗癌药多核铂抗癌药嘲。铂中草药在我国已有上千年历史纪录其中有很多具 有解毒和抗癌作用的成分，相信除了斑蝥酸以外，还有许多具有抗肿瘤活性或与铂结合 后可以抗肿瘤的中药等待我们去研究探索，把中药与铂结合寻找新药是具有我国特色的 一种策略。 1 3 河北大学理学硕士学位论文 第2 章氧瓶燃烧法测定煤中痕量汞的改进 摘要：在氧瓶中采用镍铬电炉丝加热燃烧煤样，燃烧过程中形成的汞被酸性k m n 0 4 吸 收并氧化成汞离子，经还原后用流动注射一氢化物发生原子吸收法测定。本方法相对标 准偏差4 8 ，校准曲线的相关系数o 9 9 9 7 ，回收率在9 1 4 9 7 3 之间，可以简便、快 速、准确的测定煤中汞。 关键词：氧瓶：镍铬电炉丝：流动注射一氢化物发生原子吸收法：汞 汞是一种神经毒物，而且是一种生物积累物质，对人群健康威胁很大。2 0 0 3 年初，联 合国环境规划署( u n e p ) 在内罗毕发表了“全球汞状况评估”的报告。报告中指出，燃煤电 厂是最大的人为汞污染源呦1 。该报告指出，自工业革命以来，汞在全球大气、水和土壤 中的含量已增加了3 倍左右，工业区附近汞的含量更高。联合国环境规划署的报告指出， 各种人类活动每年向大气排放汞的量为1 9 0 0 - - 2 2 0 0 吨，其中以煤为燃料的火力发电、 焚烧垃圾每年向大气中排放的汞达1 5 0 0 吨，占人类向大气排放汞的7 0 ，而亚洲排放 8 6 0 吨，为全球最高。汞的环境污染造成了严重的后果。在日本，水俣病总共确诊患者 2 9 5 3 人，有感觉异常的超过万人，造成了严重的社会问题。日本政府处理水俣病历经了 4 0 年时间。2 0 世纪7 0 - 8 0 年代，中国第二松花江沿岸渔民中曾经发现少量甲基汞慢性 中毒病例，由于及时采取治理措施避免了水俣病的暴发。 由于煤炭消耗量巨大，汞经由燃煤过程的迁移、转化已成为它在生物圈内循环的一 个重要途径，所以煤中汞是人们最关注的微量元素之一。在煤的测定过程中，常用氧弹、 氧瓶及湿消化法进行分解。其中，由于煤中主要成分碳的还原作用，用湿消化法处理煤 样所需试剂量大，消化时间长，汞容易挥发损失，消化过程中也容易引起污染，使分析 结果失准。氧弹燃烧法成本高，且效率低，一般很少采用旧1 。氧瓶法具有简便、快速、 清洁的优点，但只能测定很少样品，且不易与滤纸同时燃烧完全。因此，本文在文献2 删 基础上，尝试用电加热氧瓶燃烧法为前处理手段，对煤样进行消化。在优化的仪器工作 条件下，采用流动注射一氢化物发生原子吸收法测定样品中的汞，操作快速简便，自动化 程度高，具有较高的灵敏度和准确度，回收率均在9 1 4 9 7 3 之间，取得较好效果。 第2 章氧瓶燃烧法测定煤中痕最汞的改进 2 。1 试验部分 2 1 1 测汞装置 氧瓶燃烧法是干式灰化普遍采用的方法，它是由薛立格( s c h o n i g e r ) 于1 9 5 5 年创立 的。氧瓶燃烧离子色谱法自1 9 5 6 年开始成为有机试样中非金属元素的常规分析方法， 其测定的结果与经典的测定方法很接近。该法是将样品包在定量滤纸内，用铂金片夹牢， 放入充满氧气的锥形烧瓶中进行燃烧，如图2 1 ，在样品燃烧过程中，待测组分从样品 基体中以氧化物形式释放出来，并被吸收在置于氧瓶中的吸收液中，即可进行分析。该 法主要用于分析植物、生物、石油产品、煤、柴油、废弃物和石化产品等样品中的f 、 c 1 、b r 、p 、s 、n 和s e 元素时的样品的前处理。 u m a l i 等研究了影响氧瓶燃烧法测定有机磷样品中磷( 正磷酸根p o ”) 的因素，改进 的氧瓶燃烧装置如图2 2 所示，将5 0 0 m l 锥形瓶进行改造，使之合两个口，一个为氧气 进口，另一个为气体出口、通过锥形瓶上的四个玻璃导钩，用橡皮筋将锥形瓶的玻璃塞 固定、两根铂丝通过玻璃塞捅人瓶内并靠玻璃塞内的聚四氟乙烯垫片固定。与玻璃塞下 侧紧挨的铂丝用玻璃将它们包裹住。其中一根铂丝盘成螺旋形以便将样品置于其中，然 后将两根铂丝与一根短的镍铬丝通过不锈钢连接器连接在一起嘲。 图2 i 氧瓶及吸屺系统图2 2 改进的氧瓶及吸收系统图2 3 自制氧瓶及吸收系统 在经典的氧瓶燃烧方法中，样品被包在矩形滤纸中，然后将其夹放在固定于氧燃烧 瓶塞盖上的小型镍铬丝网篮中，通氧点燃滤纸，使样品与其同时燃烧，如图2 1 所示。但试 验中发现，煤样往往很难燃烧完全，因此在前人试验基础上对氧瓶装置进行改进如图2 3 所示，氧瓶为1 0 0 0 n 1 厚壁锥形瓶，取4 0 匝左右5 0 0 w 镍铬电炉丝为电热丝( 用前在 6 过氧化氢溶液中淬火) ，经导线连于调压器上，导线可采用较粗的镍铬丝，末端弯 1 5 - 河北大学理学硕士学位论文 一圆弧，通过自制的坩埚钩将坩埚悬挂在导线末端。 2 1 2 试验仪器及试剂 z e e m a n5 0 0 0 型原子吸收光谱仪 w h g 1 0 2 a 2 型流动注射氢化物发生器 、汞标准储备液：1 0 0 0 i ，t g ml ，g s bg6 2 0 6 9 - 9 0 ( 8 0 0 1 ) ( 国家钢铁材料测试中心钢铁 研究总院) 汞工作溶液：用3 0 h n 0 3 ( v v ) 把汞储备液逐级稀释成1 0 p g m l 的工作溶液 硫酸- 高锰酸钾吸收液：每1 0 0 m l 溶液中含有1 0 m l 浓硫酸，3 o g 高锰酸钾( 用时现 配) 1 0 盐酸羟胺溶液：取盐酸羟胺1 0 0 9 ，加二次蒸馏水使溶解成1 0 0 m l ( 用时现配) 0 2 0 k b h 4 溶液：称取0 4 0 9 硼氢化钾放入塑料瓶中，再) j n a 0 2 0 9 氢氧化钠，用 二次蒸馏水定容至2 0 0 m l ( 用时现配) 0 2 0 h c l 载液：取1 0 m l 盐酸，用二次蒸馏水定容至5 0 0 m l 试验所用试剂除h 2 s 0 4 与k m n 0 4 为优级纯外，其余均为分析纯，水为二次蒸馏水 2 1 3 仪器工作参数 汞空心阴极灯( 北京真空电子研究所) ，波长2 5 3 7nm ，灯电流4 ma ，狭缝o 7nm ， 纯氩作载气，载气流量10 0 m l m i n 。 2 1 4 试验方法 2 1 4 1 样品处理：称取o 1 0 0 0 - 0 3 0 0 0g 煤样均匀平铺于坩埚中，向氧瓶及气泡吸收 管中各加入1 0 m l 与5 m l 吸收液，将氧气导管伸入到氧瓶内接近吸收液的液面，通入氧 气约l m i n ，然后如图2 3 连接。先夹紧弹簧夹，然后接通电源使煤样引燃后迅速关闭， 待燃烧完毕，打开弹簧夹，调节电压至某一固定值使煤样充分燃烧完全至无炭黑并保持 1 0 m i n ，夹紧弹簧夹，关闭电源。待氧瓶冷却后，先取下吸收管，再打开弹簧夹，使瓶 内压力恢复至大气压。打开瓶塞，用氧瓶中吸收液充分冲洗器壁，将吸收液合并，并用 去离子水冲洗器壁及残渣，将所有洗液转移到5 0 m l 容量瓶中，放置2 0 m i n ，然后逐滴 加入1 0 盐酸羟胺至无色定容。同时，不加样品做一空白试验。 2 1 4 2 测定步骤：打开仪器电源，预热3 0 m i n ，按仪器说明书调整好氢化物发生器， 第2 章氧瓶燃烧法测定煤中痕量汞的改进 按下启动键后同时自动吸入试液，载液和硼氢化钾溶液，哨音停止后目视读最大吸收 值。 2 1 4 3 校准曲线：取o ，2 5 ，5 0 ，1 0 0 ，2 5 0 ，5 0 0 1 , t l 汞工作液，加入已放有1 5 m l 吸收液的5 0 m l 容量瓶中，放置2 0 m i n ，然后逐滴加入1 0 盐酸羟胺至无色定容，根据标准溶液的浓度 及其测量信号绘制校准曲线。 2 2 结果与分析 2 2 1 燃烧时间及取样量 由于在燃烧过程中氧瓶内气体温度较高，所以在燃烧完毕后，先夹紧弹簧夹，再关 闭电源，防止由于气体骤冷形成负压将吸收管内液体倒吸。待氧瓶冷却后，先取下吸收 管，再打开弹簧夹，使瓶内压力恢复至大气压，然后打开瓶塞。试验发现，观察煤样燃 烧至无炭黑存在，继续燃烧5 m i n ，吸光度较大且稳定，继续增加燃烧时间，吸光度无 明显变化，本试验取1 0 m i n 。当取样量多于o 3 9 时燃烧较不完全。若仪器灵敏度达不到 要求，可采用多次燃烧法或使用较大容积锥形瓶。 2 。2 2 吸收液用量 向氧瓶及吸收管内分别加入1 0 m l 及5 m l 吸收液，汞的吸收较完全且稳定，再串联 一个吸收管对吸光度几乎没有影响( 未能检出) ，故连接一个吸收管即可满足要求。 2 2 3k b h 。的浓度 比较一系列浓度发现，当取0 2 0 k b i - 1 4 浓度时，吸光度较大且稳定，增加浓度， 产生的过量氢气容易稀释基态原子浓度，使灵敏度降低，并且造成气液分离管中液体进入 石英吸收管前面的混合气输出管，影响测定，故本试验取0 2 0 k b h 4 浓度。 2 2 4h el 载液浓度的选择 按此方法试验了8 0 p g l d 的汞标准溶液在o 1 0 - 1 0 0 的盐酸介质中反应，结果表 明：当取0 2 0 h c l 浓度时，吸光度较大且稳定，故本试验取0 2 0 的h c l 浓度为载液 浓度。 2 2 5 校准曲线 配制一组标准溶液及数个空白溶液，依次测量吸光度，每一样品测三次，以汞浓度 河北大学理学硕士学位论文 ( n g m 1 - 1 ) 为x 值，冷原子吸光度为y 值，相关系数r = 0 9 9 9 7 ，回归方程： y = 0 o 0 0 6 7 8 + o 0 2 0 4 x 。 图2 4 汞的校准曲线 f i g2 4 w o r kc u r v eo fm e r c u r y 2 2 6 共存离子的影响 取2 份试样溶液，一份加已知量被测元素，一份不加，相对误差在1 0 0 士5 时认为无 干扰。实验结果表明1 0 0 0 倍的p b 、m g 、c d 、c a ；4 0 0 倍的m n ；2 0 0 倍的c r 、a s 、m o ；1 0 0 倍的c u 、g e ；1 0 倍的b i 不干扰测定。煤中这些元素与h g 的比例均小于以上倍数，可以 采用校准曲线法进行定量分析。 表2 1共存离子的影响 t l b l e2 1 ：e f r e c to ft h e c o e x i s t e n ti o n so nt h ed e t e c t i o n 2 2 7 精密度 取同一份均匀样品1 0 份，按上述预处理方法处理样品，采用冷原子吸收光谱法测定， 其相对标准偏差( r s d ) 为4 8 。 表2 2精密度试验结果 m 出l e2 2 ：t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n so ft h ee x a m i n a t i o n 第2 章氧瓶燃烧法测定煤中痕量汞的改进 2 2 8 回收率 在样品中加入不同含量的汞标准溶液，按拟定试验方法进行燃烧，根据测定前后的 含量计算回收率。h g 的回收率在9 1 4 - 9 7 3 之间。 表2 3回收率试验结果 t a b l e2 ，3 ：t h ea d d i t i o ns t a n d a r dr e c o v e r i e so ft h ee x a m i n a t i o n 2 2 9 ，j 、结 本文研究的方法所需仪器简单，操作简便，用时短，结果准确可靠。原方法中，由于 滤纸与样品燃烧有先后快慢的差别( 难燃物尤其如此) ，样品往往难以燃烧完全，因此 限制了其应用。本方法对于难燃物质，可略去引燃部分，直接打开弹簧夹，用电热丝加 热，也可以将易挥发物从样品中分离出来。在室温相对较高时，可将氧瓶置于水浴中， 以防止氧瓶温度过高，并加速汞蒸汽的吸收。另外，如果煤样不易燃烧，可剪一圆形无 灰滤纸衬于煤样底部，然后同样作空白。实验中发现，氧瓶所受温度、压力均在较安全 的范围之内，特别适用于基层实验室的批量样品检验。 河北大学理学硕士学位论文 第3 章氧瓶一热解冷原子吸收光谱法测定痕量汞 摘要：在氧瓶中采用镍铬电炉丝作为热源，加热使样品分解，释放出来的汞被酸性高锰 酸钾吸收并氧化成汞离子，经还原后用流动注射一冷原子吸收光谱法测定。本方法将氧 瓶法改进后首次应用于不燃物的测定，取得了较好的结果。 关键词：氧瓶：热解：不燃物：镍铬电炉丝：汞 大多数有机物在比较低的温度下就会分解。热解产物的数目和性质，不仅取决于样 品的组成，而且在很大程度上取决于分解时最终达到的温度以及加热的速度。一般在 3 0 0 7 0 0 间才会产生特征碎片；在温度更高时，会产生更大量的简单而不具特征的分 子，如甲烷、一氧化碳或二氧化碳。进行热解有几种方法，其差别在于所用装置的类 型不同，而且每种方法都有自己的优点和缺点。主要是在炉内热解以及类似操作。在小 型炉子内加热样品时，热解产物可以用惰性气体流吹扫出加热区并收集在冷阱中。用坩 锅或小舟作为样品容器。即使炉子很小，要热起来也需要较长时间。所以最好是把样品 插入已加热到预定温度的炉子中( 见图3 1 ) ；或用某种磁性装置，把样品送入炉内。对这 种操作方法所作的一些改动是，改在一支简单的试管内加热样品。通过减少称样量和容 器尺寸，可使加热样品的时间缩短。样品可以直接放在螺旋状加热元件上，或放在一支 小管中，或放在一个竖放的螺旋加热元件托住的微量烧杯中( 见图3 2 ) 。另一种方案是， 把装有样品的小舟放在横放的加热螺圈内。还有一种方案是，把样品放在电加热的狭窄 金属带上，或滴在加热片上m 3 。 氧瓶法白1 9 8 2 年亨普尔提出以来，由于它能快速分解许多有机物样品，尽可能减少 损失和沾污，操作简单等，已广泛应用于有机物中卤素、硫、磷以及汞、锌、镁、镍、 钴的测定。同时为了适应不同的测定需要也相应进行了许多改进，包括瓶子的大小、形 状及材料选择，托篮的种类，燃烧样品的方法及吸收液的成分等口们。本文通过在氧瓶中 内置镍铬电炉丝，通电加热分解花肥样品( k h 2 p 0 4 、f e s 0 4 等) ，然后将热分解过程释 放出来的汞被酸性k m n o 。吸收并氧化成汞离子，经还原后用流动注射一冷原子吸收法测 定，操作快速简便，具有较高的灵敏度和准确度，结果满意。 第3 章氧瓶一热解冷原子吸收光潜法测定痕量汞 3 1 试验部分 氧瓶装置改进如图3 _ 3 所示，氧瓶为1 l 厚壁锥形瓶，取4 0 匝左右在6 ( v v ) 过氧 化氢溶液中淬过火的5 0 0 w 镍铬电炉丝为电热丝m 1 ，经导线连于调压器上，导线可采用 较粗的镍铬丝，末端弯一圆弧，通过自制的坩埚钩将坩埚悬挂在导线末端。 3 1 1 仪器装置图( s c h e m eo fa p p a r a t u s ) 见图3 3 ( 1 ) 接调压器( t ob o o s t e r ) ( 2 ) 镍铬电炉丝( n i - c re l e c t r i cc o i l ) ( 3 ) 坩埚( c r u c i b l e ) ( 4 ) 样品( s a m p l e ) ( 5 ) 气泡吸收管( b