伽瑪輻射降解土霉素的降解機理與路徑的研究.pdf

1、抗生素的廣泛使用給人類的生活和生產(chǎn)帶來了諸多好處，但它的濫用也造成了環(huán)境污染問題。伽瑪輻照是一種新興的高級氧化技術，本文研究了其對土霉素（Oxytetracycline，OTC）的輻照降解。探索了伽瑪輻照降解土霉素的影響因素，輻照降解后的產(chǎn)物檢測，伽瑪輻照降解機理和土霉素的輻照降解路徑。伽瑪輻照降解機理和路徑的明確，能為探索更高效的降解土霉素方法提供理論依據(jù)。
　　伽瑪輻照能有效降解水溶液中的土霉素。在pH=7、輻照劑量為4kGy

2、條件下，10mg/L土霉素溶液的降解率達到了95.6％。輻照降解率與溶液的初始濃度（C0）、溶液 pH，伽瑪輻照劑量（Dose）有關。溶液初始濃度越高，輻照降解效率越低；溶液的降解效率隨溶液 pH值升高而逐漸降低；伽瑪輻照劑量越大，土霉素的降解效率則越高。
　　伽瑪輻照后的土霉素樣品用LC-ESI-MS檢測，發(fā)現(xiàn)存在多個降解產(chǎn)物。保留時間分別在19.35min、18.84min、21.45min、30.05min、23.06min

3、和22.38min。質(zhì)譜掃描發(fā)現(xiàn)母離子峰的質(zhì)荷比（M/Z）為461、447、433、279、443和218。進一步根據(jù)質(zhì)譜圖像得到，M/Z461為土霉素本身；M/Z447為土霉素分子脫去一個甲基的質(zhì)譜結果；M/Z433為土霉素分子脫去兩個甲基的檢測結果；M/Z279為M/Z433物質(zhì)進一步脫去M(154)的結果；M/Z218為二元稠環(huán)結構，由土霉素分子的開環(huán)降解導致，其結構中含有酯基結構。
　　量子化學計算軟件Gaussian03

4、優(yōu)化土霉素分子及其可能降解產(chǎn)物構型。計算結果得到NPA電荷、原子鍵級、Wiberg鍵級和能量等性質(zhì)。根據(jù)計算得到的物質(zhì)性質(zhì)推斷，土霉素分子及降解產(chǎn)物易受伽瑪輻照產(chǎn)生的自由基攻擊。土霉素分子中四元稠環(huán)上的官能團易受攻擊而發(fā)生降解。分子中多處碳環(huán)與碳環(huán)連接處的化學鍵不穩(wěn)定，易發(fā)生斷裂。
　　詳細分析了土霉素分子及降解產(chǎn)物在降解時的電子轉移過程，根據(jù)質(zhì)譜檢測結果和量化計算數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)分子內(nèi)原子的結構重排過程。提出土霉素輻照降解的兩條主要路徑