分子結(jié)構(gòu)與特性
2-巰基咪唑是一種含巰基的咪唑衍生物，分子式為C3H4N2S，其結(jié)構(gòu)中巰基（-SH）連接于咪唑環(huán)的 2 號(hào)位，可通過(guò)互變異構(gòu)形成硫酮式，該形式在氣相、脂質(zhì)（乙酸戊酯）和水相中均為優(yōu)勢(shì)構(gòu)象（占比 100%），是其發(fā)揮自由基清除活性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
2-巰基咪唑
自由基清除機(jī)制
2-巰基咪唑主要通過(guò)氫原子轉(zhuǎn)移（FHT）機(jī)制清除自由基，尤其是咪唑環(huán)上N1和N3位的H原子（N1/3?H 鍵）。在氣相和生理環(huán)境中，針對(duì)羥基自由基（HO?）和過(guò)氧自由基（HOO?）的反應(yīng)均以FHT為主，而單電子轉(zhuǎn)移（SETPT）和自由基加成（RAF）機(jī)制貢獻(xiàn)較小。在脂質(zhì)和水相中，N1/3?H鍵的氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)幾乎無(wú)活化能壘（kcal/mol），速率常數(shù)分別為1.05×1010和2.07×1010 M?1s?1，接近擴(kuò)散控制極限。在脂質(zhì)介質(zhì)中，F(xiàn)HT反應(yīng)速率常數(shù)為3.40×105 M?1s?1，顯著高于抗壞血酸、Trolox和反式白藜蘆醇等天然抗氧化劑。
動(dòng)力學(xué)特性
2-巰基咪唑?qū)O?的清除以N1/3?H鍵氫轉(zhuǎn)移為主（占比 97%），輔以C4/5位自由基加成（3%）；對(duì)HOO?僅通過(guò)N1/3?H鍵氫轉(zhuǎn)移進(jìn)行，速率常數(shù)為1.18×1010M?1s?1。計(jì)算速率常數(shù)與實(shí)驗(yàn)值高度吻合，SETPT、FHT 和RAF機(jī)制共同參與HO?清除，其中FHT貢獻(xiàn)約 29%。HOO?清除活性顯著優(yōu)于極性環(huán)境，速率常數(shù)為水相的 3.7 倍，表明 2MI 在非極性環(huán)境中抗氧化效果更優(yōu)。在脂質(zhì)介質(zhì)中，它對(duì)HOO?的清除速率常數(shù)分別為抗壞血酸的59.5倍、Trolox的3.4倍和反式白藜蘆醇的25.9倍，展現(xiàn)出更強(qiáng)的非極性環(huán)境抗氧化能力。2-巰基咪唑作為卵硫醇類似物，其具有高效的自由基清除活性，尤其是在脂質(zhì)環(huán)境中。密度泛函理論（DFT）結(jié)合過(guò)渡態(tài)理論（TST）的計(jì)算方法，驗(yàn)證了其在計(jì)算機(jī)模擬中評(píng)估抗氧化活性的可靠性[1]。
參考文獻(xiàn)
[1]V Q V ,Thi N H ,Adam M .Study of the Mechanism and Kinetics of the Radical Scavenging Activity of 2-Mercaptoimidazole.[J].The journal of physical chemistry. A,2023,127(23):