肝细胞核因子-1b在糜烂性毒剂2-氯乙基乙基硫醚诱导急性肺支气管上皮细胞损伤中的作用及其机制

目的:探讨肝细胞核因子-1b(HNF-1b)在糜烂性毒剂2-氯乙基乙基硫醚(CEES)诱导人源性肺支气管上皮细胞(BEAS-2B)损伤中的作用及其机制。方法:用不同浓度(0、0.4、0.6、0.8、1.0和1.2 mmol/L)的CEES染毒BEAS-2B细胞24 h,使用CCK-8法检测细胞活力,光镜下观察细胞形态,分别采用DCFH-DA和MitoSOX荧光探针检测细胞总活性氧(ROS)和线粒体ROS水平。Western blot检测BEAS-2B细胞中HNF-1b蛋白的表达。再利用慢病毒感染技术构建过表达HNF-1b的BEAS-2B细胞系,用1 mmol/L CESS处理24 h后,分别采用CCK-8法测定细胞活力,Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡率,MitoSOX和DHE荧光探针检测线粒体ROS和细胞总ROS水平,JC-1染色法检测线粒体膜电位。结果:与对照组比较,0.6~1.2 mmol/L CEES染毒后细胞活力均降低(P<0.01);细胞形态发生损伤性改变;0.8~1.2 mmol/L CEES染毒后细胞总ROS和线粒体ROS水平均增加(P<0.01);CEES染毒组细胞HNF-1b蛋白表达水平显著下调(P<0.01)。慢病毒转染后,与对照组正常细胞相比,CEES染毒组HNF-1b过表达细胞的细胞活力显著增加(P<0.01),细胞凋亡率降低(P<0.01),线粒体膜电位的损伤缓解,且线粒体ROS和细胞内总ROS水平显著降低(P<0.01)。结论:糜烂性毒剂CEES能够导致肺支气管上皮细胞中HNF-1b表达降低,过表达HNF-1b能够减轻CEES诱导的细胞损伤和凋亡,抑制线粒体功能障碍,其机制可能与抗氧化有关。上述结果提示HNF-1b可能是糜烂性毒剂导致肺损伤的新靶点,激活HNF-1b可能是糜烂性毒剂毒性靶点治疗的新策略。

芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚的光催化降解

利用连续流动微反、原位红外和GC/MS等手段考察了芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(2-CEES)在P25TiO2上的光催化降解反应,证实CO2和H2O是这个反应的最终产物.详细的跟踪分析表明,除了CO2和H2O外,在反应的气相混合物中可检测到C2H4、CH3CHO、CH4、CO、HCl和H2S;少量小分子的羧酸、醚和砜;微量C2H5SC2H5、C2H5S2C2H5、C2H5SC2H4Cl和CH2ClCH2Cl等中间产物;在反应后的催化剂表面可检测到C2H5S2C2H5、C2H5SC2H4OH、C4H9S2C2H5和C2H5S2C2H4OH、SO2-4等物.根据这些结果提出了2-CEES光催化降解的反应机理,推断2-CEES的光催化降解涉及脱氯、C-S键断裂、有机硫化物光聚合和裂解等复杂过程最终转化为CO2和H2O.认为各种硫物种在表面的积聚引起了催化剂的缓慢失活.

MgO／SBA-15对芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚的吸附与降解

研制高效和环境友好的吸附反应型消毒材料在防化领域有着迫切的需求。笔者采用固相微波法，将不同含量的MgO成功地负载到介孔分子筛SBA-15上。负载型材料MgO／SBA-15在室温条件下可将芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚（2-CEES）降解，其中MgO负载量为5％时降解效果最好（经过15h，2-CEES的转化率可以达到90％以上）。此外，MgO／SBA-15对气态2-CEES还具有良好的吸附性能。通过in—situFT-IR和GC-MS分析表明，2-CEES最终被降解为CH3CH2SCH2CH2OH、CH2-CHSCH2CH3、CH3CH2SCH2CH2SCH2CH3等无毒产物。

过碳酸钠/钼酸钠体系对2-氯乙基乙基硫醚的降解机理与动力学研究

研究了不同温度下过碳酸钠/钼酸钠体系和单一过碳酸钠对芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(2-CEES)降解动力学规律,建立了相应的反应速率方程;利用液质联用技术分析了降解产物,并利用顺磁共振技术检测了过碳酸钠/钼酸钠体系产生的活性成分,推测了反应机理.结果表明,两种体系对2-CEES降解反应均为一级反应,过碳酸钠/钼酸钠体系对2-CEES消毒的活化能为8.36 kJ.mol-1,单一过碳酸钠对2-CEES降解的活化能为44.73 kJ.mol-1,添加钼酸钠能有效降低反应活化能,提高反应速率;主要降解产物为C2H5S(O)C2H4OH、C2H5S(O)C2H4Cl、C2H5S(O2)C2H4OH以及C2H5S(O)C2H3,体系产生的主要活性物种为单线态氧1O2,推测反应同时存在水解与氧化反应.

响应面法优化过氧化氢活化配方及其对2-氯乙基乙基硫醚污染水的降解

以化学毒剂芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(2-CEES)为消毒对象,采用基于中心组合设计的响应面法,建立回归方程,确定过氧化氢(H_(2)O_(2))/乙酰胍(ACG)消毒体系最优活化配方。结果表明:(1)3个因素对消毒率均具有极显著或显著影响,其强弱顺序为pH>H_(2)O_(2)质量分数>ACG质量分数。(2)最优配方为H_(2)O_(2)质量分数1.24%、ACG质量分数3.82%、pH=9.39,回归方程预测消毒率为99.4%,实测消毒率平均为99.5%,回归方程与实际消毒结果吻合程度好。(3)当对硫磷、对氧磷、乙硫醇、乙硫醚、氰化钠均为20 mg/mL时,消毒30 min后危险化学品均未检出,消毒率均大于99.9%;受低溶解度影响,当甲拌磷质量浓度为5 mg/mL时,消毒30 min后消毒率亦可达到99.5%。

2-氯乙基乙基醚的无溶剂合成

对2-氯乙基乙基醚的合成工艺进行了无溶剂合成改进。以三乙胺为催化剂,乙二醇单乙醚与二氯亚砜发生氯代反应合成了2-氯乙基乙基醚,产物经饱和碳酸钠溶液碱洗、饱和氯化钠溶液水洗、无水硫酸钠干燥,得到2-氯乙基乙基醚,采用^(1)HNMR和GC-MS对产物结构进行了表征。采用单因素实验考察了投料物质的量比、反应温度和反应时间对产物GC纯度和收率的影响。优化后2-氯乙基乙基醚的合成工艺为n(乙二醇单乙醚)∶n(二氯亚砜)∶n(三乙胺)=1.0∶1.3∶0.3、反应温度为70℃、反应时间为4h。在该工艺下经公斤级中试放大,产品的收率可达90.2%以上、GC纯度达到99.4%以上、含量达到99.2%以上。

2-[2-(4-氯苯基)乙基]-2-叔丁基环氧乙烷的合成工艺改进

筛选难挥发甲基硫醚替代二甲基硫醚,用于戊唑醇中间体环氧化合物的合成,消除恶臭,提高收率。以1-(4-氯苯基)-4,4-二甲基-3-戊酮和对丙氧基苯甲硫醚为原料,先与硫酸二甲酯反应生成锍盐,然后在碱性条件下反应生成2-[2-(4-氯苯基)乙基]-2-叔丁基环氧乙烷。经优化,戊唑醇中间体环氧化合物收率达97.7%。该工艺清洁高效、操作简便,具有工业化应用前景。

雾化吸入糜烂性毒剂2-氯乙基乙基硫醚对小鼠肺功能的影响

目的:采用全身体积描记检测系统(WBP)检测雾化吸入糜烂性毒剂2-氯乙基乙基硫醚(CEES)对小鼠肺功能的影响,为糜烂性毒剂导致肺损伤的病因诊断提供参考依据。方法:将C57BL/6雄性小鼠随机分为对照组和CEES染毒组,CEES染毒组给予8%CEES雾化吸入,对照组雾化吸入等量无水乙醇溶剂,监测小鼠日常活动情况,检测72 h后小鼠体质量变化。应用WBP无创性检测肺功能各项指标差异,包括一般指标、潮气量、传导性指标、气道阻力指标、通气指标及每分钟通气量;采用HE染色检测肺组织病理学变化。结果:与对照组小鼠相比,CEES染毒组小鼠活动减少,体质量显著下降(P<0.05);呼气峰值时间比率、最大吸气流速、呼吸频率指数、每分钟通气量降低(P<0.01),吸气时间、呼气时间、吸气末端暂停时间、呼气末暂停比、气道狭窄指数、呼吸暂停次数升高(P<0.01);HE染色结果显示CEES染毒组小鼠肺泡结构被压缩、肺间隔增厚、肺组织发生炎细胞浸润、肺泡内红细胞渗出。结论:CEES吸入后可导致小鼠吸气性和呼气性双向阻力增加,换气时间间隔延长,呼吸频率降低,引起肺通气不足。这些肺功能特点对糜烂性毒剂导致的肺损伤具有辅助诊断价值。

N,N-二乙基氨基乙基苄基醚的合成优化

以N,N-二乙基-2-氯乙胺、苯甲醇为原料,四丁基溴化铵为相转移催化剂(PTC),50%氢氧化钠溶液为碱,二氯甲烷为溶剂,经Williamson醚化反应合成N,N-二乙基氨基乙基苄基醚,产率最高可达90.5%。利用正交实验法考察了投料比、催化剂用量、反应时间等对醚化反应的影响,确定了最佳合成条件为:n(PhCH2OH)∶n(Et2NCH2CH2Cl)∶n(NaOH)∶n(PTC)=1∶1.2∶5∶0.05。产物经沸点、红外光谱和1H-核磁共振谱给予确证。

芯壳结构复合消毒粉的制备及其对2-CEES的消毒性能研究

为改善固体消毒剂的流散性以及对芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(2-CEES)的消毒能力,以环境友好的过氧化物单过氧邻苯二甲酸镁(MMPP)为芯材,以不同吸附材料为壁材,通过流化床包衣技术,制备了新型芯-壳结构复合消毒粉MgO/MMPP,Al_2O_3/MMPP,活性白土(HEAC)/MMPP,并以羟丙基甲基纤维素(HPMC)/MMPP为对照研究了复合消毒粉微观形貌、粒径、流散性能、稳定性和2-CEES的消毒能力等性质。结果表明,复合消毒粉在提高MMPP流散性的同时,表现出良好的热稳定性,且消毒能力有了较大提高,其中MgO/MMPP,Al_2O_3/MMPP对2-CEES的消毒率高于99%,反应产物主要为2-氯乙基乙基亚砜和2-氯乙基乙基砜。通过流化床制备的复合消毒粉比MMPP有更好的消毒能力,这为新型吸附反应型洗消剂的开发提供了技术支撑。

降解2-CEES的类Fenton体系构建与反应机理研究

文章以芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(2-CEES)为目标物,考察不同铁盐和配体构成的配合物对Fenton体系降解2-CEES的影响,发现体系中对2-CEES降解效果最好的配合物是由Fe(NO3)3和柠檬酸形成。通过采用异丙醇对自由基进行捕获、抗坏血酸抑制非自由基氧化物的生成的方法,并结合紫外可见光谱,研究类Fenton体系中的活性物质,发现该体系的主要活性物质是高价铁氧化物,而不是·OH。采用GC-MS和LC-MS对2-CEES在类Fenton体系中的降解产物进行了分析,并推断出了反应机理。

戊唑醇中间体2-[2-(4-氯苯基)乙基]-2-(1,1-二甲基乙基)-环氧乙烷合成工艺的改进

[目的]研究一种合成2-[2-(4-氯苯基)乙基]-2-(1,1-二甲基乙基)-环氧乙烷过程中替代二甲基硫醚的方法。[方法]用难挥发的甲基硫醚代替二甲基硫醚合成硫鎓盐,然后与1-(4-氯苯基)-4,4-二甲基-3-戊酮反应合成目标化合物,并对反应条件进行优化。[结果]用正辛基甲基硫醚合成2-[2-(4-氯苯基)乙基]-2-(1,1-二甲基乙基)-环氧乙烷,收率达90.5%,操作过程气味小。[结论]用正辛基甲基硫醚替代二甲基硫醚进行硫叶立德反应,可以克服反应过程的恶臭气味,具有工业化应用前景。

H_2O_2/[C_nMIm]HCO_3对CEES的消毒动力学及机理

合成了4种不同烷基链长的1-烷基-3-甲基咪唑碳酸氢盐([C_nMIm]HCO_3,n=2,4,6,8)离子液体(ILs),并以H_2O_2水溶液(质量分数30%)为氧化剂,研究了H_2O_2在[C_nMIm]HCO_3离子液体、H_2O和C_2H_5OH中对芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(CEES)的消毒能力,考察了离子液体烷基链长、H_2O_2/CEES摩尔比和反应温度对消毒率的影响,并对反应活化能和产物进行了分析.结果表明,H_2O_2在不同溶剂中对CEES的消毒能力依次为[BMIm]HCO_3>[EMIm]HCO_3>[HMIm]HCO_3>[OMIm]HCO_3>C2H5OH>H2O.对于CEES在[BMIm]HCO_3中形成的20 mg/m L的毒剂溶液,当n(H_2O_2)∶n(CEES)=10时,H_2O_2可在30 min内消毒99.58%的CEES,且该体系具有一定的低温(243 K)消毒能力.该反应为一级反应,活化能为15.59k J/mol,低于单一过碳酸钠与CEES的反应活化能.化学发光测试结果表明,在碳酸氢根活化过氧化氢(BAP)体系中,咪唑基离子液体可抑制亚砜被超氧阴离子(·O_2^-)过度氧化为砜.

联吡啶铁/H_2O_2体系在可见光下降解芥子气模拟剂2-CEES

采用联吡啶铁/H2O2体系在可见光照射条件下(λ>450nm)降解芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(2-CEES).考察了不同反应条件下的降解效果,通过EPR分析确定了反应过程中产生的高活性物种,利用GC-MS和NMR等方法分析了反应的产物,跟踪了反应过程中TOC的变化,并根据结果对2-CEES光催化降解的反应机理进行了探讨.

锆基金属有机骨架材料/活性碳纤维复合材料的制备及其降解性能

为改善活性碳材料在芥子气防护过程中存在的吸附易饱和、处置不当易造成二次污染等问题,制备了一种以活性碳纤维(ACF)为基材的新型降解材料。首先利用抽滤法将纳米锆溶胶沉积到ACF表面,随后采用层层自组装法,以ZrCl 4为金属簇、对苯二甲酸为有机配体,在纤维表面原位生长锆基金属有机骨架材料(Zr-MOF),最终制备出一种对芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(CEES)有较高降解性能的Zr-MOF/ACF复合材料,综合采用扫描电子显微镜、X射线衍射、比表面积及孔结构分析等手段进行表征,并测试了其对CEES的降解性能和力学性能。结果表明:锆溶胶的引入有效提高了Zr-MOF在ACF表面的负载量,从而提升了所得材料对CEES的降解性能,并且力学性能也获得显著提高;综合考虑样品的降解性能、拉伸强度与制备效率,将经锆溶胶处理后进行15次循环处理的样品定为最佳工艺样品,经过24 h反应后,对CEES的降解率为83.08%,断裂强度为0.40 MPa,相比于酸化处理的活性碳纤维毡,复合材料的拉伸强度提升了80.99%。

超薄Sm-MOF纳米片的合成及可见光催化降解芥子气模拟剂性能

超薄金属-有机框架材料(MOFs)纳米片具有高密度、易暴露的表面活性位点、较短的底物/产物扩散路径等特点,是性能优异的异相催化剂.本文以光活性有机配体(H_(4)TBAPy)和镧系金属离子Sm^(3+)构筑光活性超薄MOFs纳米片,以苯甲酸作为调节剂,利用微波法快速合成了Sm-TBAPy二维纳米片.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和氮气吸附-脱附等手段表征了Sm-TBAPy二维纳米片的形貌、结构和组成.所合成的Sm-TBAPy为单分散二维纳米片,宽度约为200 nm,厚度约为12 nm,BET比表面为163 m^(2)/g,禁带宽度为2.62 eV.Sm-TBAPy二维纳米片在室温、氧气氛围和可见光照射条件下,可将芥子气模拟剂[2-氯乙基乙基硫醚(CEES)]高效、高选择性氧化成亚砜产物CEESO,且催化剂经过4次循环使用仍保持较高的催化性能.结合电子顺磁共振波谱,提出了Sm-TBAPy二维纳米片可见光催化氧化CEES的催化机理.

基于表面增强拉曼光谱技术的芥子气模拟剂快速检测方法研究

该文基于具有单分子水平高灵敏度和指纹图谱高分辨率的表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)技术,以2-氯乙基乙基硫醚(2-CEES)作为芥子气模拟剂,50 nm金纳米溶胶为SERS基底,系统开展了芥子气模拟剂的快速分析检测方法研究。研究结果表明,该方法对2-CEES的最低检出质量浓度为10μg/L,且在大型拉曼和便携拉曼仪器上均获得了稳定重复的结果,有望用于环境水体中芥子气的现场快速定性分析检测。