介紹

2-甲基苯并咪唑（2-Methylbenzimidazole，簡(jiǎn)稱MB）分子結(jié)構(gòu)中含有咪唑環(huán)和苯環(huán)的共軛體系，兼具堿性、配位能力和生物活性，不僅是農(nóng)藥、醫(yī)藥合成的關(guān)鍵中間體，還在電化學(xué)分析、材料防腐等領(lǐng)域也有所應(yīng)用。

圖一 2-甲基苯并咪唑

誘導(dǎo)Ni(II)催化極譜前波

在汞電極上，2-甲基苯并咪唑本身無電化學(xué)活性，但能顯著催化Ni(II)的還原反應(yīng)，使其在比未催化還原電位（-0.98Vvs.Ag/AgCl）更正的-0.76V處出現(xiàn)明顯的極譜前波。該催化反應(yīng)是典型的表面控制過程：只有去質(zhì)子化的MB才能在滴汞電極（DME）表面發(fā)生吸附，且吸附行為符合Langmuir等溫線。當(dāng)MB濃度升高時(shí)，電極表面的吸附量逐漸增加并達(dá)到飽和，導(dǎo)致催化前波的極限電流先上升后趨于最大值，且該最大值僅為未催化Ni(II)還原極限電流的35%。與大多數(shù)金屬離子催化前波不同，后者的極限電流通常會(huì)隨配體濃度升高至與金屬離子擴(kuò)散電流相當(dāng)。此外，催化復(fù)合物的形成是整個(gè)電極過程的速率控制步驟。

溶液中的Ni(II)以水合離子、巴比妥配合物和硫酸配合物三種形式存在，它們與電極表面吸附的去質(zhì)子化2-甲基苯并咪唑緩慢反應(yīng)生成催化活性復(fù)合物，該復(fù)合物在低過電位下快速還原為金屬鎳，同時(shí)釋放出吸附態(tài)的MB，完成催化循環(huán)。

基于催化前波的痕量定量分析

建立了微分脈沖極譜（DPP）和方波伏安法（SWV）兩種高靈敏度的2-甲基苯并咪唑檢測(cè)方法。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下（5×10??MNi(II)、pH8.5巴比妥鈉緩沖液、0.02MK?SO?），兩種方法的線性范圍均為5×10??~5×10??M，相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到1.000（DPP）和0.999（SWV），檢出限低至2×10??M（DPP）和5×10??M（SWV）。該方法的主要干擾來自樣品中的表面活性物質(zhì)，它們會(huì)與MB競(jìng)爭(zhēng)電極表面的吸附位點(diǎn)，導(dǎo)致催化電流降低。因此，在實(shí)際樣品分析中，需通過預(yù)處理步驟去除過量的表面活性劑。與傳統(tǒng)的色譜法、光譜法相比，該電化學(xué)方法具有儀器簡(jiǎn)單、操作快速、靈敏度高的優(yōu)勢(shì)，特別適用于環(huán)境水樣、農(nóng)藥制劑和生物樣品中MB的痕量檢測(cè)[1]。

圖二 痕量分析應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

[1] Garcia Calzon J, Miranda Ordieres A J, et al. The catalytic polarographic prewave of nickel(II) induced by 2‐methylbenzimidazole[J]. Electroanalysis, 1996, 8(4): 326-329.