药物制剂中偶氮染料辅料的电化学行为及其毒理代谢产物形成机制研究

　　本文系统研究了五种药用偶氮染料在生理缓冲环境下的电化学还原（EEC机制）与氧化（ECC机制）途径，揭示了其代谢转化过程中可能产生的有毒芳香胺类与亚硝基苯衍生物，为药品安全评估提供了关键的（CV）电化学预测工具。

　　

Highlight

材料、试剂与工作条件

磷酸盐缓冲液制备用盐、铁氰化钾、亚铁氰化钾及结构相似的偶氮染料分析标准品（包括Allura Red AC、Brilliant Black BN、Chocolate Brown HT、Red 2G和Sunset Yellow FCF）均购自Merck KGaA公司。所有储备液和工作液均采用经Milli-Q?纯水系统处理的去离子水配制。

结果与讨论

循环伏安法（CV）是研究复杂化合物氧化还原行为的关键电化学技术。本研究通过对比五种偶氮染料的分子结构差异与玻碳电极（GCE）上记录的循环伏安图形状，揭示了其氧化和阴极还原路径。实验数据有效性通过铁氰化钾/亚铁氰化钾氧化还原对的标准电极反应验证，其峰电位差（ΔE_p）为64.5 mV，表明体系具有理想的可逆性。

偶氮染料电化学转化的动力学研究

通过线性扫描伏安法（LSV）在20-140 mV s^?1扫描速率下研究偶氮染料的电化学行为，利用阳极峰电流（i_pa）与扫描速率（ν）的关系获取电极反应动力学信息。图2显示1 mmol L^?1 Allura Red AC在0.1 mol L^?1磷酸盐缓冲液（pH 7）中不同扫描速率下的线性扫描伏安图，表明...

偶氮染料的阴极还原途径

在脱氧磷酸盐缓冲液的中性水介质中，所有偶氮染料均显示出明确的不可逆还原峰和后续循环中准可逆的氧化还原对（图3）。该对应对应于形成的2-氨基-1-萘酚衍生物（ANO）经两电子两质子氧化为1,2-萘醌亚胺（INO），峰电位分离值（ΔE_p）介于45.4至70.5 mV之间。

偶氮染料的阳极氧化途径

所有染料在玻碳电极上的循环伏安图形状（图3、4）与其阴极还原路径呈现中心对称性。需注意准可逆循环伏安图的叠加现象，这反映了磺化2-氨基-1-萘酚衍生物与1,2-萘醌亚胺氧化产物的氧化还原对。

通过旋转圆盘电极验证电子转移数

旋转圆盘电极（RDE）作为对流电极系统，广泛应用于涉及电子转移与均相化学反应耦合的电极过程研究。旋转圆盘伏安法（RDV）被选为测定单/双偶氮染料电极反应电子数的优选技术。图6a显示铁氰化钾/亚铁氰化钾等摩尔溶液的...

偶氮染料电化学转化产物的鉴定

为验证 proposed 电化学路径，采用制备电解结合HPLC-MS分析产物。选择Red 2G在-1 V阴极电解和Sunset Yellow FCF在+1.4 V阳极电解。原色变浅（Red 2G由红变粉，Sunset Yellow由橙变黄）表明共轭体系减少，源于偶氮键断裂。

健康风险评估

本研究证明了循环伏安法（CV）在预测偶氮染料有毒代谢物（如苯胺或亚硝基苯）形成方面的简便性与普适性。分子电化学可通过揭示偶氮染料氧化还原特性及其代谢物分子级相互作用，为毒理学研究提供支持。此外，CV还可用于预测...

环境风险评估

合成染料的广泛使用（特别是纺织业）可能导致严重环境问题。据估算，每年约6万吨染料作为工业废物排入环境，其中偶氮染料占比近80%。鉴于偶氮染料在纺织品中的化学稳定性，它们可裂解为一系列尚未受监管的致突变芳香胺。主要原因是其...

结论（第二个Conclusion）

本研究基于近期发现的五种偶氮染料在生理环境中的电化学行为进展。其阴极还原路径遵循电子转移-电子转移-化学反应（EEC）机制，而阳极氧化路径遵循电子转移-化学反应-化学反应（ECC）机制。两种电化学路径均导致1-氨基-2-萘酚与相应醌亚胺间特征氧化还原对的生成。