含有羟基和氨基官能团的吡啶衍生物的自由基清除活性研究：实验与量子化学方法

《Physical Chemistry Chemical Physics》：Investigation of free radical scavenging activity of pyridine derivatives containing hydroxyl and amino functional groups: experimental and quantum chemical approaches

三种吡啶衍生物（ID、NE、PE）的自由基清除活性通过理论计算与实验验证得出。密度泛函理论（DFT）表明ID和PE以HAT机制为主，NE以RAF为主，ID气相和水相反应速率常数分别达3.55×105和6.48×106 M?1s?1。实验显示ID在DPPH和ABTS体系中IC50分别为7.50×10?6和1.60×10?5 M，活性最优；NE对ABTS无效。

　　

通过结合理论和实验的方法，评估了三种吡啶衍生物——异烟肼（ID）、烟酰胺（NE）和吡哆醇（PE）的自由基清除活性。采用密度泛函理论计算在M06-2X/6-311++G(d,p)水平上优化分子几何结构，评估关键的热力学参数，并研究其与过氧氢根（HOO˙）反应中的抗氧化机制，包括氢原子转移（HAT）、自由基加合物形成（RAF）和单电子转移（SET）。理论结果表明，对于ID和PE，HAT是主要的抗氧化机制；而NE则更倾向于RAF途径。在所研究的化合物中，ID对HOO˙的活性最高，其在气相中的计算速率常数为3.55 × 10⁵ M^-1 s^-1，在水溶液中的速率为6.48 × 10⁶ M^-1 s^-1。使用DPPH˙和ABTS˙⁺进行的实验抗氧化评估进一步支持了这些发现。ID表现出最强的自由基清除活性，其IC₅₀值分别为7.50 × 10^-6 M（DPPH˙）和1.60 × 10^-5 M（ABTS˙⁺），其次是活性中等的PE；而NE的活性最弱，甚至对ABTS˙⁺无效。这些结果表明ID是所研究化合物中最有效的抗氧化剂。