赵红梅2024年最新论文：致癌2,5-二氯-1,4-苯醌与叔丁基过氧化氢反应的理论研究：自催化与水催化
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Journal of Physical Chemistry A
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Theoretical Study on the Reaction between Carcinogenic 2,5-Dichloro-1,4-benzoquinone and <i>tert</i>-Butyl Hydroperoxide: Self-Catalysis and Water Catalysis
Zhao Hongmei; Zhang Jiawen; Li Yang; Kuang Zhuoran; Song Di; Xia Andong
Published：2024-04-28
DOI：10.1021/acs.jpca.4c00245
研究背景
近年来，饮用水中被发现潜在致癌的卤代苯醌类物质（HBQs）作为消毒副产物存在。在2,5-二氯-1,4-苯醌（DCBQ）和叔丁基过氧化氢（t-BuOOH）反应中检测到几种自由基中间体，可能导致DNA损伤，同时提出了DCBQ对t-BuOOH的金属无关分解反应。然而，这些实验结果还未经理论计算证实，这为我们带来了一个值得深入探讨的问题。
研究内容
这项研究通过理论计算揭示了反应的细节。在分子水平上，发现了有机过氧化物的前所未有的自催化机制，即反应物t-BuOOH也具有催化作用。此外，作为溶剂的水分子也显然具有高效的催化作用。由于t-BuOOH和水的催化作用，t-BuOOH和DCBQ的金属无关反应可以在温和条件下发生。我们对有机过氧化物t-BuOOH的新型催化效应的发现可能为新催化剂的设计提供了独特视角，并有助于理解生物、环境和大气污染反应中的催化作用。此外，有机过氧化物t-BuOOH还可以作为质子穿梭体，其中质子转移过程伴随着同时的电荷转移。因此，有机过氧化物可能会干扰生物系统中重要的质子转移过程，并可能导致意想不到的毒性。
研究意义
这项研究的意义在于揭示了有机过氧化物的新催化效应，在有机化学中具有重要的应用前景。这不仅有助于我们设计新型催化剂，还有助于我们理解生物系统中的催化反应，环境和空气污染反应。有机过氧化物的研究为我们提供了一个新的视角，有助于我们更深入地了解化学反应的机理和影响。
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