聚合物载体缩硫醛大环螯合剂的合成和选择络合汞的性能以及做为高分子汞解毒促排药物的动物实验

在我国某些地区，汞的污染已达到十分严重的程度。如，第二松花江吉林市下游江段，江水总汞含量和鱼体含汞量已能和日本严重汞污染的水俣湾相比。在化学工业，仪表工业中，汞中毒列为严重性占第二位的职业病。因此，汞的污染防治已是急待解决的问题。各种含硫螯合剂可应用于含汞污水处理及汞中毒的治疗。Nyssen等1976年合成了一种缩聚型的缩硫醛大环螯合树脂，作者希望它能成为汞中毒的口服解毒药物。这种产物对Hg~(++)和CH_3Hg~+表现了极强的选择络合性能。但是由于其交联结构不利于Hg~(++)深入树脂内部，因此络合容量太低，仅为2毫克Hg~(++)/克。为了提高其络合能力并进而得到一种水溶性产物，我们合成了二种新的高分子缩硫醛大环螯合剂；其一，以聚苯乙烯为载体的缩硫醛大环螯合剂（简写为PS-S）。其二，以右旋糖苷为载体的缩硫醛大环螯合剂（简写为D-S）。前者做为螯合树脂表现了对Hg~(++)极强的选择络合能力，并且络合容量比缩聚型产物高十倍以上（达30-60毫克Hg~(++)/克）。后者经动物实验证明是一种无毒而有效的高分子汞解毒药。（一）PS-S的合成和络合性能1）醛基的引入采用了不同交联度的凝胶型聚苯乙烯（PS）树脂及不同孔径和表面的大孔型PS树脂做为骨架材料，并采用了二种不同的方法在PS上联结醛基。2）PS-S的合成采用了一系列巯基化合物与PS-CHO反应合成PS-S。例如，用乙二醇二巯基乙酸酯与PS-CHO反应，其它采用的巯基化合物还有：丁二醇二巯基乙酸酯、季戊四醇四巯基乙酸酯、乙硫醇、巯基乙酸、巯基乙酸乙酯等。同一骨架材料的上述各产物的静态Hg~(++)络合容量基本相同，可是含硫环的大小对络合容量影响不大。3）缩硫醛化产物模型化合物的研究合成了几种小分子缩硫醛化产物，对它们进行了MS、NMR谱分析，从以上三种不同类型的缩硫醛化产物本身及其对Hg~(++)作用物的稳定性比较，以第二类大环型产物稳定性最好。4）不同骨架结构的PS-S络合性能比较对不同交联度的凝胶型PS树脂为骨架的PS-S树脂，及不同孔经和比表面积的大孔型PS树脂为骨架的PS-S树脂，分别测定了对Hg~(++)的络合容量，结果表明：大孔型PS-S树脂络合容量最高。当其孔径在100-1000埃，比表面积100米~2/克时，静态络合容量可达65毫克Hg~(++)/克。5）大孔PS-S树脂络合性能的研究①研究了不同测定方法下（静态法、动态法、饱和法），不同测定条件（如树脂用量、Hg~(++)溶液浓度等）对产物络合容量测定的影响。在PS-S装柱反复络合洗脱十次后，树脂络合容量不下降。②不同PH测定PS-S络合容量表明：中性条件下对Hg~(++)络合容量较高。某些有机溶剂（如乙醇、二氧六环）加入Hg~(++)水溶液有利于络合容量的提高。而某些有机溶剂（如丙酮、乙酸）的添加却降低了树脂络合容量。③大孔PS-S树脂对不同金属离子(Pb~(++)、Co~(++)、Cd~(++)、Ca~(++)、Zn~(++))络合容量的测定表明：大孔PS-S树脂对Hg~(++)的络合容量比上述其它金属离子高几十倍到近千倍。（二）D-S的合成与性能研究了介质、温度、时间、反应物用量等条件对反应结果的影响，反应所用Dextran分子量31600，生成的D-CHO含醛基量0.66毫克当量/克。生成的D-S含硫量3.5～6%，分子量约3600。（三）PS-S和D-S对汞中毒巯基酶的解毒实验生物体汞中毒的一个重要毒理是汞使巯基酶中毒，我们采用了PS-S和D-S来对汞中毒的巯基酶-脲酶解毒，使失活的脲酶重新恢复活力，模拟药物在生物体内的解毒过程。实验表明：PS-S和D-S的解毒能力比相同重量的离子交换树脂、巯基树脂、巯基棉等都要强。而且很少量的PS-S和D-S就能使脲酶100%的恢复活力。不同用量的PS-S和D-S使汞中毒脉酶恢复活力的试验显示了良好的线性关系，尤其是D-S，它几乎等当量地（每二个硫原子络合一个汞原子）使汞中毒脲酶恢复活力。（四）D-S的汞解毒及代谢促排过程的同位素示踪试验1）当给小白鼠静脉注射极限注射量（达1毫升/只鼠）的6%D-S水溶液时未发生受试动物的死亡，即LD_(50) > 4000毫克/公斤体重，说明D-S是无毒的。同时病理镜检表明动物肝肾此时无异常。2）分别对10只小白鼠静注致死量的Hg~(++)，对其中一组注射D-S（0.2毫升/只）一次，结果3小时后对照组动物全部死亡时，给药组尚存活6只。D-S表面了对受试动物良好的保护作用。病理镜检表明D-S使肾脏的汞中毒病变有所缓解。3）用同位素~(125)I标记D-S，研究了口服，静注D-S在小白鼠体内的代谢情况。试验得到了D-S经静注，口服二种途径在小白鼠体内血、肝、肾、脾等主要脏器中的经时代谢曲线。六小时后D-S大部分代谢出体外，12天后全部代谢出体外。并进而得到了二种不同给药方式的药物代谢动力学方程。D-S口服为：C_血=0.1 (e~(-0.00183t)-e~(-0.01t))符合于一级吸收过程的单室模型 D-S静注为：C_血=0.384 e~(-0.645t) + 0.074 e~(-0.08t) + 0.042~(-0.00464t)符合于快速静注下的三室模型。4）采用~(203)Hg做了D-S口服、静注给药时对Hg~(++)的促排作用的实验，得到了二种给药方式下Hg~(++) 在小白鼠血、肝、肾、脑及全身的促排代谢经时曲线。实验表明D-S对汞有明显促排作用，其中口报组效果更好。D-S促排与代谢同位素示踪试验数据之间表现了有趣的相关性，有助于我们解释D-S对汞促排的机制。动物实验表明：D-S可能成为一种临床使用的副作用小的汞中毒解毒促排新药。