"Прямая УФ-фотодеградация налидиксовой кислоты в водных растворах: механистическое изучение". Роман Геннадиевич Федунов, ИХКГ СО РАН, НГУ, 14.12.2023
Состав коллектива
- Плюснин Виктор Федорович, д.х.н., заведующий лабораторией фотохимии, Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирский государственный университет, руководитель
- Тютерева Юлия Евгеньевна, младший научный сотрудник, Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирский государственный университет, исполнитель
- Федунов Роман Геннадиевич, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник, Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирский государственный университет, исполнитель
- Поздняков Иван Павлович, к.х.н., старший научный сотрудник, Институт химической кинетики и горения СО РАН, Новосибирский государственный университет, исполнитель
- Снытникова Ольга Александровна, к.х.н., Международный томографический центр СО РАН, исполнитель
- Яншоле Вадим Владимирович, к.ф.-м.н, Новосибирский государственный университет, исполнитель
Аннотация
Механизм прямого УФ-фотолиза налидиксовой кислоты (NA), модельного хинолонового антибиотика, был выявлен с использованием комбинации стационарного фотолиза в сочетании с ЖХ-МС высокого разрешения и квантово-химическими расчетами DFT. Впервые выявлены как квантовые выходы фотодеградации, так и детальная идентификация конечных продуктов для двух основных форм NA: нейтральной и анионной. Квантовый выход фотодеградации NA составляет 0,024 и 0,0032 для нейтральной и анионной форм в присутствии растворенного кислорода и 0,016/0,0032 в дезоксигенированных растворах соответственно. Основным процессом является фотоионизация с образованием катион-радикала, который претерпевает трансформацию в три различных нейтральных радикала и далее в конечные фотопродукты. Показано, что триплетное состояние не играет роли в фотолизе этого соединения. Основными продуктами фотолиза являются продукты потери карбоксильной, метильной и этильной групп в молекуле НА, а также дегидрирования этильной группы. Результаты квантово-химических DFT расчетов электронных спектров нейтральных и анионных форм NA, а также промежуточных соединений методом B3LYP/6-311G** находятся в хорошем согласии с результатами стационарных спектров поглощения и лазерного флэш-фотолиза.
Финансовая поддержка
- РНФ-Китай 21-43-00004 «Механизм и применение процессов усиленной синергетической адсорбции-окисления приоритетных микрозагрязнителей в водных системах с помощью солнечного света на основе природных фотоактивных соединений железа» (2021 – 2023 гг.), руководитель – Плюснин Виктор Федорович
Публикации
- Y.E. Tyutereva, O.A. Snytnikova, R.G. Fedunov, V.V. Yanshole, V.F. Plyusnin, Jing Xu, I.P. Pozdnyakov, Direct UV photodegradation of nalidixic acid in aqueous solutions: A mechanistic study. Chemosphere, V.334, (2023), 1389523. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.138952