クロノクーロメトリー法を用いた活性酸素ラジカルの発生と消去反応の解析

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ポテンシャルステップクロノクーロメトリー法(PSCC法)を用いて、活性酸素ラジカルの生成および消去過程の解析を行った。昨年度は、種々のアニオンラジカルから酸素への電子移動(活性酸素の発生)が、本法を用いることにより、100m秒程度の反応時間で直接測定可能であること、また、還元電位の異なる種々のキノンおよびニトロアレーン類を用いた時、これらの化合物の一電子還元体(セミキノンアニオンラジカルおよびニトロアニオンラジカル)から酸素分子への酸素移動能(スーパーオキシドの発生能)が、電流量あるいはターンオーバー数で直接比較できることを明かにした。今年度は、PSCC法を用いて、活性酸素から化合物への電子移動、すなわち、活性酸素の消去能の測定を検討した。実験は、酸素飽和のDMF中、まず最初に、電気化学的にキノンアニオンラジカルとスーパーオキシドを発生させ、次に、電極電位をキノンアニオンラジカルの酸化電位にステップし、キノンが再生するときの単位時間あたりの電流量を250ミリ秒間測定した。同様の実験を、酸素非存在下およびキノン非存在下で行い、電流量を比較した。再生したキノンがスーパーオキシドから電子を受け取るとき、すなはち、活性酸素を消去できるときには、キノンがターンオーバーし電流量の増大が確認された。キノン類の活性酸素消去能をキノン類のターンオーバー数で比較すると、より還元され易いキノン、すなわち還元電位が高い化合物ほど活性酸素消去能が大きいことが明かになった。ニトロアレーンを用いたときにも同様な結果が得られた。本研究は、有機化合物の活性酸素消去能を直接数値化して比較したはじめての結果であり、活性酸素の消去過程の解析研究のための有効な手法となると考える。