特丁基对苯二酚的密度泛函理论计算及红外光谱分析

特丁基对苯二酚(Tert-butylhydroquinone,TBHQ)是一种常见的新型合成抗氧化剂,可以被用来延长食物的保质期,但过量使用会危害健康.目前的检测方法中振动光谱技术具有无损快速的优点,因此采用密度泛内涵理论与振动光谱技术相结合的研究方法可以为TBHQ的检测提供理论依据和参考.理论上,基于密度泛函理论DFT(RB3LYP)的三参数混合方法以及6-31G(d,p)和6-311++G(d,p)基组对TBHQ分子空间结构进行优化,给出了TBHQ的键长、键角和二面角等空间结构参数值,确定该分子空间构型为非平面结构.采Multiwfn和VMD程序计算并分析TBHQ分子的前线轨道和静电势,预测了该分子的反应活性位点,得出苯环和酚羟基的反应活性最强.TBHQ分子静电势最小值位于酚羟基的O原子附近,最大值位于酚羟基的H原子附近.亲电试剂和亲核试剂通过静电作用将与酚羟基发生作用.实验上,利用傅里叶变换红外光谱仪对TBHQ分子进行检测,然后在优化结构的基础上计算TBHQ分子的理论红外光谱.将得到的理论红外光谱与实验采集的数据进行对比,呈现出较好的一致性.理论计算结果可见TBHQ分子在0-2000 cm^(-1)和2000-4000 cm^(-1)范围两个区域有明显的红外活性,前者主要是指纹区的振动,后者是官能团的振动;从计算结果还可以明显看出943.9 cm^(-1)为叔丁基C-C伸缩振动以及C-H面外弯曲振动.由于-OH极性基团的取代,在1278.3 cm^(-1)、1307.1 cm^(-1)、1439.1 cm^(-1)、1587.5 cm^(-1)处出现了较强的骨架振动吸收峰和酚羟基-OH面内弯曲振动模式.这些均可作为TBHQ分子的特征峰.这为理解TBHQ的作用机理提供了重要信息,也为食品添加剂的检测研究提供了理论依据.

特丁基对苯二酚在不同油脂贮存过程中转化产物的识别、分离与鉴定

以猪油、大豆油和棕榈油为实验原料,模拟贮存过程,分析不同种类油脂贮存过程中特丁基对苯二酚(tert-butylhydroquinone,TBHQ)转化情况。结果表明:随着贮存时间的延长,油样中TBHQ的剩余量及转化的叔丁基对苯醌(2-tert-butyl-1,4-benzoquinone,TBBQ)量之和小于TBHQ原始添加量,并在不同油样甲醇提取液的气相色谱图中均发现除TBHQ和TBBQ之外相同的色谱峰。采用液相色谱分别分离纯化出未知色谱峰,并采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱、核磁共振仪、紫外光谱仪和傅里叶变换红外光谱仪对未知化合物结构进行鉴定与表征,结果证明TBHQ在不同油脂中的转化产物相同,除TBBQ外均含有另一转化产物2-(2-甲基烯丙基)氢醌。

金属有机框架衍生材料修饰电极对叔丁基对苯二酚的电化学灵敏检测——推荐一个科研成果转化的综合化学实验

介绍了一个由科研成果转化的大学综合化学实验,本综合实验以ZIF-67金属有机框架材料为基础,以制备高灵敏叔丁基对苯二酚电化学检测传感器为目标。常温条件下溶液合成ZIF-67金属有机框架材料,还原气氛热解得到Co纳米颗粒和氮掺杂碳纳米管(Co/NCNTs)复合材料,以此材料修饰玻碳电极,考察其检测食用油中常用抗氧化剂成分叔丁基对苯二酚的能力。制备的材料由扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和能量色散X射线光谱仪(EDX)表征形貌、结构和元素组成。实验所用试剂易得,操作简单,成功率高;从材料制备、结构表征到性能测试对学生进行完整的科研操作训练,使其熟悉金属有机框架材料的概念,了解材料构性关系,不仅有利于提高学生的综合实验能力,也可以培养学生的科研兴趣,拓展学生的视野。

气相色谱-质谱联用法测定巧克力中香兰素、特丁基对苯二酚、咖啡因

样品经乙酸乙酯提取蒸干,用饱和乙腈溶解,再经正己烷脱脂后,以气相色谱-质谱联用法同时测定巧克力中的香兰素、特丁基对苯二酚、咖啡因的含量。在样品的气相色谱分离中用HP_5MS毛细管柱作为固定相,在质谱测定中采用选择离子检测模式。香兰素、特丁基对苯二酚、咖啡因的检出限(3S/N)分别为0.04,0.05,0.02 mg·kg^(-1)。用标准加入法做回收率试验,测得回收率在86.1%～99.9%之间,相对标准偏差(n=11)分别为2.01%,1.10%,1.68%。

高效液相色谱法测定调味面制品中特丁基对苯二酚的含量

采用高效液相色谱法测定调味面制品中特丁基对苯二酚含量,样品经甲醇涡旋提取和离心处理后,使用C18色谱柱,流动相为甲醇+0.5%甲酸水(50+50),检测波长为280 nm,柱温为35℃,进行洗脱分离后上机测定。结果表明,特丁基对苯二酚浓度在0~400 mg·L^(-1)时,R^(2)=0.9995,线性关系良好,相对标准偏差为0.55%,加标回收率为90.9%~92.8%,适用于调味面制品中特丁基对苯二酚含量的准确测定。

叔丁基对苯二酚对糖尿病视网膜病变大鼠视网膜新生血管生成及HIF-1α/VEGF通路蛋白的影响

目的探讨叔丁基对苯二酚(TBHQ)对糖尿病视网膜病变大鼠视网膜新生血管生成及缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)/血管内皮生长因子(VEGF)通路蛋白的影响。方法通过单次腹腔注射链脲佐菌素建立30只DR模型大鼠,然后将其按照随机数字表法分为DR模型组(腹腔注射30 mg/kg浓度为3%的无水乙醇)、TBHQ低剂量组(腹腔注射30 mg/kg溶解于3%无水乙醇的TBHQ)和TBHQ高剂量组(腹腔注射40 mg/kg溶解于3%无水乙醇的TBHQ),各10只,另取10只大鼠作为正常对照组(腹腔注射30 mg/kg浓度为3%的无水乙醇),连续治疗5周。苏木精-伊红染色法观察4组大鼠眼球血管,并对其内皮细胞核数目进行计数;蛋白质印迹法检测4组DR大鼠视网膜组织HIF-1α/VEGF通路相关蛋白[HIF-1α、VEGF、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)、核因子E2相关因子2(Nrf2)]及凋亡蛋白(Bcl-2、Bax)的表达;生化试剂盒检测4组大鼠血清氧化应激指标[脂质氧化(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)]水平。结果与正常对照组相比,DR模型组大鼠眼球血管细胞数量、视网膜组织中HIF-1α、VEGF、ICAM-1、Nrf2、Bax蛋白相对表达量以及血清MDA含量均显著增加,而视网膜Bcl-2蛋白相对表达量和血清GSH-Px含量和SOD活性均显著降低,差异均有统计学意义(P<0.05);与DR模型组相比,TBHQ低剂量组和TBHQ高剂量组视网膜Bcl-2蛋白相对表达量和血清GSH-Px含量和SOD活性均显著增加,而眼球血管细胞数量、视网膜组织中HIF-1α、VEGF、ICAM-1、Nrf2、Bax蛋白相对表达量以及血清MDA含量均显著降低,差异均有统计学意义(P<0.05);与TBHQ低剂量组相比,TBHQ高剂量组Bcl-2蛋白相对表达量、GSH-Px含量和SOD活性均显著增加,而血管细胞数量和Bax蛋白相对表达量均显著降低(P>0.05),其余指标两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论TBHQ可抑制糖尿病视网膜病变大鼠视网膜新生血管生成和视网膜细胞凋亡,并提升机体抗氧化能力,其作用机制可能与调控HIF-1α/VEGF通路蛋白表达相关,且可能存在一定剂量依赖。

2-叔丁基对苯二酚选择性合成工艺研究

以对苯二酚(HQ)和异丁烯为原料,在磷酸或硫酸-磷酸混合酸催化作用下进行烷基化合成2-叔丁基对苯二酚(TBHQ),探讨了催化剂种类及用量、加料方式对合成TBHQ选择性的影响。结果表明:以H3PO4为催化剂,甲苯为溶剂,HQ3等份加料,102～105℃回流反应1h,H3PO4可循环使用8次,TBHQ的含量在75%以上;以1.3%硫磷混酸为催化剂,甲苯为溶剂,HQ3等份加料,104～107℃回流反应70min,催化剂可循环使用7次,TBHQ含量大于65%。

叔丁基对苯二酚通过HIF-1α/VEGF通路促进小鼠脑梗死后血管新生

目的探讨叔丁基对苯二酚(t BHQ)对小鼠脑梗死后血管新生的影响及作用机制。方法采用电凝法制备小鼠局灶性脑梗死模型(d MCAO)。(1)将野生型小鼠随机分为:假手术组,对照组,小剂量t BHQ组(20mg·kg^-1),中剂量t BHQ组(30mg·kg^-1),大剂量t BHQ组(40mg·kg^-1)。通过行为学评分和测定脑梗死体积挑选合适的剂量;(2)将野生型小鼠和Nrf2基因敲除小鼠随机分为六组:假手术组,对照组,t BHQ组,基因敲除假手术组,基因敲除对照组,t BHQ基因敲除组。各组小鼠测定微血管密度、Brd U^+/CD31^+阳性细胞数及Nrf2、HIF-1α和VEGF蛋白的表达。结果 (1)与对照组相比,大剂量t BHQ组行为学评分明显改善,梗死体积明显减小;(2)在野生型小鼠,t BHQ组比对照组明显增加微血管密度和Brd U+/CD31+阳性细胞数,同时增加HIF-1α/VEGF蛋白的表达;然而,在基因敲除小鼠,基因敲除对照组比对照组微血管密度和HIF-1α/VEGF蛋白表达明显减少,即使t BHQ治疗后,t BHQ基因敲除组微血管密度和HIF-1α/VEGF蛋白也没有增加。结论在d MCAO后,t BHQ延迟治疗能够激活Nrf2信号通路,增加HIF-1α/VEGF蛋白的表达,从而促进脑梗死后血管新生。

叔丁基对苯二酚的光谱分析及密度泛函理论研究

TBHQ作为一种食品添加剂,在提高食品安全和延长产品保质期方面发挥着重要作用。然而,随着对其性质的深入了解和相关研究的进展,TBHQ的应用和管理也需要不断更新以确保消费者的健康和安全。为研究TBHQ分子的性质,用量子化学中的密度泛函理论计算得TBHQ分子最稳定的分子结构与理论红外光谱图,再通过实验测量得TBHQ分子的实验红外光谱图。然后,从理论上分析它的红外光谱图的振动归属情况,再将理论计算红外光谱图与实验红外光谱图进行对比,发现匹配较好,可以为TBHQ的进一步发展研究提供理论依据。

微波法合成2-叔丁基对苯二酚

微波辐射化学是研究在化学中应用微波的一门新兴的前沿交叉学科,具有显著的节能、提高反应速率、缩短反应时间、减少污染,且能实现一些常规方法难以实现的反应等优点.2-叔丁基对苯二酚是一种新型的食品抗氧剂,具有高效、低毒、热稳定性好的优点.报道了微波技术制备2-叔丁基对苯二酚(TBHQ)的方法,考察了微波功率、微波辐射时间、催化剂、溶剂等对反应的影响,确定了最佳反应条件:在微波辐射功率400 W,反应时间30 min的条件下,产物收率达52.3%.

棒状薄层色谱-氢火焰离子化检测器法测定食用油脂中的特丁基对苯二酚

研究了棒状薄层色谱-氢火焰离子化检测器(TLC-FID)法测定食用油脂中特丁基对苯二酚(TBHQ)的方法:采用混合溶剂萃取,展开剂为正己烷∶乙酸乙酯∶乙醇=70∶5∶4(体积比),检测的氢气流量90 mL/min、空气流量2.0 L/min、扫描时间为25 s,最低检测限为5 mg/kg,回收率范围为80%～100%,相对标准偏差<10%。该方法无需对样品进行衍生,操作简便、测定快速、结果准确、灵敏度高,值得推广。

HPLC法同时测定植物油中叔丁基羟基茴香醚(BHA)、2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)和特丁基对苯二酚(TBHQ)含量

目的:建立植物油中叔丁基羟基茴香醚(BHA)、2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)和特丁基对苯二酚(TBHQ)含量测定方法。方法:采用高效液相色谱法,Nova-pak C18色谱柱4μm(3.9mm×150mm),以甲醇为流动相A、1%乙酸水溶液为流动相B进行二元梯度洗脱,流速为0.8mL/min,检测波长为280nm。结果:叔丁基羟基茴香醚(BHA)的线性范围为0.1040μg～2.6000μg(r=1),平均回收率为86.8%;2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)的线性范围为0.1001μg～2.5025μg(r=0.9999),平均回收率为73.5%;特丁基对苯二酚(TBHQ)的线性范围为0.1007μg～2.5175μg(r=0.9997),平均回收率为89.0%。结论:该方法灵敏、准确、重复性好。

4-叔丁基-2-(α-甲基苄基)苯酚—二-(2-乙基己基)磷酸协同体系萃取盐湖卤水中的铯

铯是重要的战略资源。溶剂萃取法因效率高、成本低、处理量大等优点被广泛应用于铯的分离提取。使用4-(叔丁基)-2-(α-甲基苄基)苯酚(t-BAMBP)萃取体系分离提取铯时会有强碱性萃取尾液产生,这使得该萃取体系的使用将面临着破坏生态、提高成本等诸多困难,尤其对盐湖生态而言,更是极大的挑战。文章采用4(-叔丁基)-2(-α-甲基苄基)苯酚(t-BAMBP)/二(-2-乙基己基)磷酸(P204)协同萃取体系对盐湖卤水中低品位铯的分离提取工艺开展了研究,考察并优化了萃取、反萃工艺条件。实验结果表明,使用1 mol·L^(-1)的t-BAMBP和0.05 mol·L^(-1)的P204组成的有机相在相比为1/4的条件下三级逆流串级萃取卤水,铯的萃取率可达92.62%;使用0.5 mol·L^(-1)的盐酸在15/1相比的条件下三级逆流串级反萃铯的反萃率可达97.27%,铯浓度可初步富集至2.16 g·L^(-1)。本研究为盐湖卤水中的低品位铯的富集提供了新的工艺方法,拓展了溶剂萃取法提取分离铯的应用领域,对低品位铯资源的开发利用及保障我国战略资源安全具有重要意义。

含4-叔丁基环己醇及透明质酸的保湿剂改善敏感性皮肤的功效和安全性研究

目的:评价含有4-叔丁基环己醇及透明质酸的保湿剂对于敏感性皮肤屏障功能和不适症状的改善情况及耐受性。方法:本研究为前瞻性研究,采用自身前后对照的方法。通过敏感性皮肤自评问卷(华西问卷)和乳酸刺激试验筛选30例敏感性皮肤患者,每日2次连续使用试验产品28 d。在基线(D0)、使用后7 d(D7)、14 d(D14)、28 d(D28)分别进行测试,包括VISIA面部拍照、角质层含水量和经皮水分丢失(Transepidermal water loss,TEWL)、乳酸刺激试验(Lactic acid sting test,LAST),同时由研究者对皮肤红斑、脱屑程度进行主观评分;患者主观评估皮肤灼热、刺痛、瘙痒等不适症状,并根据华西问卷对皮肤敏感程度进行主观评价,记录所有的不良反应。结果:使用试验产品后各时间点角质层含水量均高于D0水平(P<0.05),随着使用时间延长角质层含水量持续升高,TEWL降低(P>0.05)。乳酸刺激试验分值各时间点较D0水平均下降(P<0.05)。各时间点与D0相比,研究者评估皮肤红斑、脱屑评分,患者评估灼热、刺痛、瘙痒症状评分及华西问卷评分均有改善,且有统计学意义(P<0.05)。所有患者在使用过程中均未出现明显不良反应。结论:含有4-叔丁基环己醇及透明质酸的保湿剂对于敏感性皮肤安全有效,可以改善敏感症状和修复皮肤屏障功能。

2-甲基-6-叔丁基苯酚定向合成工艺优化及抗氧化性能

以邻甲酚和异丁烯为原料,采用自制的定向催化剂高选择性合成半受阻酚类抗氧剂中间体2-甲基-6-叔丁基苯酚。通过条件优化实验确定其最佳定向合成工艺为自制催化剂A为催化剂、m(催化剂A)∶m(邻甲酚)=0.25%、t=3 h、t=110℃、n(异丁烯)∶n(邻甲酚)=1.04;该条件下,2-甲基-6-叔丁基苯酚收率大于96.0%,选择性大于93.0%,纯度高于99.0%,熔程为25.0~28.0℃。IR和^(1)H NMR证实所合成目标产物2-甲基-6-叔丁基苯酚的化学结构与其理论结构相一致。以线性低密度聚乙烯(LLDPE)为研究对象,抗氧化性能测试结果表明2-甲基-6-叔丁基苯酚能较好地抑制LLDPE热氧化降解,且性能略优于全受阻酚类抗氧剂中间体2,6-二叔丁基苯酚。

叔丁基对苯二酚对糖尿病小鼠肾脏氧化应激损伤及Nrf2蛋白表达的影响

目的研究叔丁基对苯二酚(tBHQ)对早期糖尿病小鼠肾脏Nrf2-ARE信号通路表达及氧化应激的影响,探讨tBHQ保护肾脏的部分机制。方法CD-1♂小鼠随机分为3组,对照组(C组)、糖尿病组(DM组)、tBHQ干预组(DM+tBHQ组)。腹腔注射STZ诱发糖尿病小鼠模型,DM+tBHQ组在成模3d后给予添加了1%tBHQ(W/W)的饲料喂养,4wk后检测3组动物的血糖、肾功能、24h尿白蛋白定量、血清及肾皮质丙二醛(MDA)含量。免疫组化和Westernblot检测Nrf2,HO-1蛋白在肾组织的定位和表达水平。结果①DM组小鼠血尿素氮、24h尿白蛋白定量、肾重/体重,血清及肾皮质MDA含量较C组升高。tBHQ干预组上述指标均降低。②与DM组相比,tBHQ干预组肾皮质总蛋白Nrf2、HO-1及核蛋白Nrf2表达水平明显增高;免疫组织化学检测显示Nrf2于肾小管及肾小球的胞质及胞核内均有表达;HO-1主要表达于肾小管上皮细胞胞质中。结论tBHQ减轻了早期糖尿病小鼠肾脏的氧化应激损伤,其作用机制可能是部分通过激活Nrf2-ARE信号通路进而增强抗氧化蛋白HO-1的表达而实现的。

叔丁基对苯二酚对热应激小鼠肝脏氧化损伤的缓解作用

本试验旨在研究叔丁基对苯二酚(tBHQ)对热应激小鼠肝脏氧化损伤的影响。试验选用50只6周龄ICR雄性小鼠随机分为2组,每组25只,tBHQ(-)组饲喂基础饲粮,tBHQ(+)组饲喂基础饲粮中添加1%tBHQ的试验饲粮。饲喂14 d后,小鼠每天进行42℃2 h热应激处理,连续8 d。在热应激之前(热应激0 d)和热应激1、2、4、8 d,每组各取5只小鼠处死,采集肝脏,测定肝脏重量和抗氧化指标,免疫组织化学方法检测转录因子E2相关因子2(Nrf2)和血红素加氧酶1(HO-1)蛋白表达,实时定量PCR法测定Nrf2及其调控表达基因的表达量。结果表明:1)tBHQ(-)组肝脏指数在热应激4 d恢复正常水平,而tBHQ(+)组在热应激2 d即恢复正常水平。2)与tBHQ(-)组相比,热应激0 d,tBHQ(+)组肝脏总超氧化物歧化酶(T-SOD)活力显著升高(P<0.05),在热应激4 d时,还原型谷胱甘肽含量以及T-SOD、铜,锌超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶活力显著降低(P<0.05)。3)热应激2 d,tBHQ(-)组比tBHQ(+)组肝脏损伤情况更为严重。4)热应激0 d,tBHQ(-)组未检测到Nrf2蛋白在肝脏组织表达,热应激后各时间点都检测到Nrf2蛋白的表达,而tBHQ(+)组在各阶段均有表达;tBHQ(-)组在热应激0、1、4和8 d都检测到HO-1蛋白的表达,而tBHQ(+)组在热应激0、1和2 d时检测到了HO-1蛋白的表达。5)与tBHQ(-)组相比,tBHQ(+)组多个Kelch样ECH相关蛋白(Keap1)-Nrf2/ARE信号通路相关基因表达量均显著升高(P<0.05)。综上所述,饲粮添加1%tBHQ对热应激造成的小鼠肝脏氧化损伤能够起到一定的缓解作用。

食品添加剂特丁基对苯二酚的太赫兹光谱及其检测分析

太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术对物质进行无损检测是太赫兹应用领域的一个研究热点。针对近日报道检查出部分麦当劳的＂麦乐鸡＂添加剂中含有的一种化学成分——特丁基对苯二酚（TBHQ）含量超标,应用太赫兹无损检测技术对其作定性识别。测得该种化学成分在0.2~2.2 THz的吸收谱和折射率曲线,并将其以不同比例与面粉均匀混合,测得混和物和面粉在0.2-2.2 THz的吸收谱。同时对TBHQ进行理论模拟作为对比。结果表明,通过太赫兹波段吸收曲线的特征差异检测TBHQ是可行的,为无损食品添加剂的检测提供一种新型的方法。