利用在线质谱技术阐明甲巯咪唑对抗铜(I)介导的芬顿反应的保护机制

甲巯咪唑通过直接清除H2O2和与Cu+形成稳定复合物两种机制抑制Fenton反应，在线质谱技术揭示了其还原态（MSH）和氧化态（MSSM）的抗氧化作用，并证实Cu-MSSM等中间体的结构稳定性。分隔符：

　　

甲巯咪唑（MMI）主要作为一种抗甲状腺药物而闻名，它因在铜(I)介导的芬顿反应中表现出强大的抗氧化性能而受到广泛关注。然而，MMI的抗氧化机制细节，尤其是其与天然抗氧化剂麦角硫因的结构相似性（两者都含有咪唑-2-硫酮结构），由于难以对不稳定的反应中间体进行原位表征，至今仍知之甚少。在这项研究中，我们将原位反应器与纸尖喷雾离子化源（PTSI-MS）结合使用，实时探究了MMI对Cu^I催化的芬顿反应的防护机制。我们通过质谱分析直接证明了MMI在其还原形式（MSH）和氧化二硫化物形式（MSSM）下的抗氧化机制：前者可以直接捕获H₂O₂（即H₂O₂清除机制）；后者则与Cu^I形成Cu^I-MSSM复合物，从而稳定Cu^I并防止其被H₂O₂氧化，进而抑制自由基^•OH的生成（即金属离子配位机制）。通过S–S氧化、SO₂–S键断裂及硫元素的消除实验，验证了MMI二硫化物（Cu^I-MSSM，m/z = 289和291）经一系列反应转化为MMI硫代磺酸盐（Cu^I-MSO₂SM，m/z = 321和323）再进一步转化为MMI一硫化物（Cu^I-MSM，m/z = 257和259）的路径。这些实验结果证实了Cu^I能够以稳定的N,N′-双配位方式与这些中间体结合，即使在这些中间体受到H₂O₂攻击的情况下也是如此。这些发现挑战了传统的自由基清除机制，并有助于我们理解咪唑-2-硫酮类化合物的结构与其抗氧化活性之间的关系。此外，这种原位反应器集成型PTSI-MS方法为反应动力学提供了独特的见解，具有操作简便、反应速度快以及所需反应体积小（低至20 μL）等优点。