异羟肟酸类化合物由于具有能抑制许多酶如金属蛋白酶、脂肪氧化酶的活性,以及抑制过渡金属离子诱导的氧化应激等特性,近年来已成为研究热点之一。过去的研究表明去铁胺和其它某些异羟肟酸类化合物能有效去除五氯酚的致癌代谢物—四氯苯醌(TCBQ)所导致的毒性,而经典的铁络合剂如DTPA却无任何抑制作用。在近期对不依赖于金属离子的卤代醌介导过氧化物分解的研究中,我们发现异羟肟酸可显著抑制TCBQ介导的过氧化物分解以及羟基/烷氧自由基的形成。有趣的是,这些异羟肟酸的保护或抑制作用并不是由于其络合铁的特性,而是由于其能有效清除活性的四氯半醌自由基以及加速TCBQ转化为低毒、低活性的二氯二羟基苯醌(DDBQ,氯冉酸)。然而异羟肟酸的这种解毒效应潜在的化学机制并不清楚。我们研究发现苯异羟肟酸(BHA,一种典型的异羟肟酸)能显著促进高毒性的TCBQ转化为低毒的DDBQ,其转化速率是自然水解时转化速率的15万倍。研究还发现,苯异羟肟酸的O-甲基衍生物,O-甲基苯异羟肟酸无任何促进作用。在研究中,我们分离得到了BHA反应后的主要产物,并通过多种分析手段鉴定其为O-苯基甲酰胺基苯异羟肟酸。基于产物鉴定结果及O-18同位素标记实验的研究,我们认为这种苯异羟肟酸的快速解毒反应是一种自杀性的亲核反应,同时伴随着出人意料的两次(双重)Lossen重排反应。进一步研究发现,这种新型的两次Lossen重排反应机制并不仅限于BHA和TCBQ,而是具有普遍性,几乎所有的四卤代醌类化合物与异羟肟酸类化合物之间的反应都会发生相同的两次Lossen重排反应。　　 之前的研究表明经典的Lossen重排只在碱性条件下发生,且需要加热至一定温度,本研究首次报道了一种非同寻常的可以在温和条件下(室温、中性条件下)即可进行的Lossen重排反应:该反应可在正常生理条件下发生,且为两步连续的重排反应。经典的Lossen重排通常使用氧原子活化了的异羟肟酸衍生物或者通过活化剂在原位激活游离的异羟肟酸,从而发生Lossen重排反应,我们的工作首次表明TCBQ及其它四卤代醌类可以作为一类独特的活化剂来活化游离的异羟肟酸,并形成不稳定的中间物,最终自发地发生两次连续的Lossen重排反应。　　 近年来,异羟肟酸和多卤代芳香族污染物这两类物质不仅已经引起科研工作者,而且还引起了社会公众的广泛关注。这是因为许多广泛使用的多卤代芳香化合物,可通过体内代谢,化学反应或酶促反应途径脱卤生成相应的卤代醌。此前有研究表明,造纸废水中含有一定量的多氯代醌类物质,甚至在饮用水消毒过程中也会产生可能导致膀胱癌的多卤代苯醌类消毒副产物。这些多卤代醌类物质不仅能导致DNA和其它生物大分子的氧化损伤,还能在体内或体外与DNA和蛋白质形成加合物。因此,如何在正常生理条件下破坏或降解这类对哺乳动物具有潜在致癌性的多卤代醌类物质就显得尤为重要。我们的研究表明BHA和其它异羟肟酸非常适合于抑制和清除多卤代醌类物质导致的毒性。　　 由于缺乏反应中间产物的直接证据,我们用近期研发的治疗皮肤T细胞淋巴癌且分子结构相对复杂的一种异羟肟酸类物质一伏立诺他(SAHA)来代替BHA,与TCBQ反应,从而开展了直接检测中间产物的工作。在本研究中,我们发现SAHA也可以促进TCBQ的加速水解,但是相对于BHA,SAHA促进TCBQ水解的速率要慢的多。同时,运用HPLC/MS以及高分辨质谱(FTICR-MS),我们直接检测到反应体系中生成的反应中间体SAHA-NCO,不稳定结合物SAHA-TrCBQ-OH和反应产物SAHA-NH2这三种物质。反应中间体SAHA-NCO和不稳定结合物SAHA-TrCBQ-Ohd的直接检测进一步证明了先前提出的两次Loseen重排反应机制的合理性。进一步研究发现SAHA能够抑制TCBQ所导致的细胞毒性,对细胞有一定的保护作用。　　 在TCBO/BHA液相反应研究的工作基础上,在有机相中,我们运用动态核磁氢谱(1H NMR)研究了BHA-Na+/TCBQ反应过程中可能生成的中间物,直接检测了反应生成的一个中间结合物,这个中间结合物的直接检测是对我们所提出的两次Loseen重排反应机制的进一步完善。进一步研究确定了反应的主要产物是O-苯基氨甲酰基苯异羟肟酸以及BHA-Na+在溶液中可能以互变异构体形式存在。我们初步的研究了BHA-Na+/TCBQ反应体系中各种反应物和生成物的动态变化。