单态氧

更新时间:2024-08-07 16:32

单态(Singlet oxygen,1O2)即激发态氧分子,又称为单线态氧,是一种应用广泛的活性氧(Reactive oxygen species,ROS),相比于其他ROS,1O2与有机物反应时,表现出更好的选择性和更高的反应活性。

定义

激发态氧分子。基态氧原子三线态氧分子)被激发后,原本两个2pπ*轨道中两个自旋平行的电子,既可以同时占据一个2pπ*轨道,自旋相反,也可以分别占据两个2pπ*轨道,自旋相反。两种激发态,S=0,2S+1=1,即他们的自旋多重性均为1,是单重态(分别用1Δg和1Σg+表示)。因此,激发态氧分子又称为单线态氧1O2。

寿命

1ΔgO2:10^-6s~10^-5s

1Σg+O2:10^-9s

1ΔgO2远大于1Σg+O2,因此通常说的单线态氧就是1ΔgO2。

单线态氧的寿命与其所处环境密切相关,在气体环境室温下,可达到1小时以上(有报道为72 分钟),而在溶液不同溶液中寿命不同。

单线态氧在不同溶剂中的寿命:

制备

基态氧分子吸收光直接产生1O2是不可能的,跃迁高度禁阻。可以通过光敏化法、微波放电法和化学方法得到。

1.光敏化法就是在光敏化剂作用下对基态氧进行辐照。常用的光敏化剂是一种荧光性染料(如荧光黄亚甲基蓝叶绿素等),可表示为:

敏化剂==hv==敏化剂T1

敏化剂T1+3O2===能量传递===敏化剂+1O2

2.化学反应制备:H2O2+ClO-===-EtOH===1O2+H2O+Cl-

相关反应

1.主要是1,2-、1,3-及1,4-烯烃的加成:

R2C=CR`2+1O2===hv或△===R2CO+R`2CO

2.1O2在体内会不断生成与猝灭,并且在多种生理及病理过程中起作用(包括好的和坏的)。例如,在染料光敏化氧化条件下,各种生物成分(蛋白质氨基酸核酸等)很容易与氧反应而使有机体损坏,如在动物和人体中会引起蛋白质光氧化疾病等。

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