Badanie wpływu inhibitorów procesu fotokatalitycznego na degradację wybranych leków sulfonamidowych

• Autorzy: Adamek E. , Baran W. , Cholewiński M. , Pelczar B.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2018.12(2)037

Warianty tytułu

EN

The effect of photocatalytic process inhibitors on degradation of the selected sulfa-drugs

• Konferencja: ECOpole’16 Conference (5-8.10.2016 ; Zakopane, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Powszechnie przyjmuje się, że mechanizmy reakcji fotokatalitycznych przebiegających z udziałem substancji o podobnej budowie chemicznej również są podobne. Obserwowane różnice w szybkości tych reakcji tłumaczy się najczęściej różnicami w efektywności sorpcji substratu na powierzchni heterogenicznego katalizatora. W przypadku procesów fotokatalitycznych reakcje propagacji z udziałem rozkładanego substratu są poprzedzane inicjacją wolnych rodników. Drogi tych procesów mogą być różne, a ustalenie najbardziej prawdopodobnego przebiegu jest możliwe dzięki zastosowaniu selektywnych inhibitorów reakcji fotokatalitycznych. Celem badań była obserwacja wpływu kilku selektywnych inhibitorów (jodku sodu, izopropanolu i benzochinonu) na fotokatalityczną degradację sulfanilamidu i 8 jego pochodnych, a więc cząsteczek różniących się jedynie rodzajem podstawnika amidowego. Reakcję inicjowano promieniowaniem UVA w obecności TiO2-P25 jako fotokatalizatora. Stwierdzono, że mechanizmy degradacji sulfonamidów o podobnej budowie mogą być jednak różne i ponadto mogą ulegać istotnym zmianom w zależności od pH. Przykładowo, każdy z badanych wolnych rodników, niezależnie od rodzaju, powoduje rozkład sulfisoksazolu w środowisku kwaśnym. Fakt ten może mieć istotne znaczenie praktyczne, ponieważ wskazuje, że jest możliwe sterowanie selektywnością reakcji fotokatalitycznych wykorzystywanych do usuwania zanieczyszczeń ze środowiska wodnego.

EN

It is commonly assumed that the mechanisms of photocatalytic reactions of the compounds having a similar chemical structure are also similar. The observed differences in the reactions rate are most often explained by the difference in the sorption efficiency of substrates on a heterogeneous catalyst surface. In the photocatalytic processes, the free radicals generation is followed by the propagation reactions with the degraded substrates. The pathways of these processes may be different and the use of selective inhibitors allows to observe the reaction mechanism. The aim of our study was to observe the effect of selective inhibitors (i.e., sodium iodide, isopropanol and benzoquinone) on the photocatalytic degradation of sulfanilamide and its eight derivatives differing only in the nature of the amide substituent. The reaction was initiated by UVA irradiation in the presence of TiO2-P25 as a photocatalyst. It was found that the degradation mechanisms of sulfonamides having even a similar structure may be different and may be significantly affected by pH values. For example, regardless of the type of free radicals, they degrade sulfisoxazole in an acidic medium. This fact can have important practical meaning because it is likely possible to direct the selectivity of photocatalytic reactions during removal of contaminants from the aquatic environment.

Słowa kluczowe

PL

fotokataliza; mechanizm reakcji; sulfonamidy; oczyszczanie ścieków

EN

photocatalysis; reaction mechanism; sulfa-drugs; wastewater treatment

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 12, No. 2
• Strony: 383--391
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Adamek E.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

autor

Baran W.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

autor

Cholewiński M.

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

autor

Pelczar B.

• Studenckie Koło Naukowe przy Zakładzie Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi, Departament Bezpieczeństwa Żywności i Weterynarii. Przeciwbakteryjne produkty lecznicze weterynaryjne w 2013 roku w Polsce. Warszawa: 2014. https://www.bip.wetgiw.gov.pl/artykuly/141/pliki/20150826114924_raport2013r.doc.
• [2] The Danish Integrated Antimicrobial Resistance Monitoring and Research Programme (DANMAP) 2014: Use of antimicrobial agents and occurrence of antimicrobial resistance in bacteria from food animals, food and humans in Denmark. http://www.danmap.org/~/media/Projekt%20sites/Danmap/DANMAP%20reports/.
• [3] Food and Drug Administration, US Department of Health and Human Services. 2012 Summary Report on Antimicrobials Sold or Distributed for Use in Food-Producing Animals. http://www.fda.gov/downloads/ ForIndustry/UserFees/AnimalDrugUserFeeActADUFA/UCM416983.pdf.
• [4] Baran W, Adamek E, Makowski A, Sobczak A. Ecol Chem Eng A. 2012;19:1153-1171. DOI: 10.2428/ecea.2012.19(10)110.
• [5] Sagi G, Csay T, Szabo L, Patzay G, Csonka E, Takacs E, et al. J Pharm Biomed Anal. 2015;106:52-60. DOI: 10.1016/j.jpba.2014.08.028.
• [6] Ma Y, Zhang K, Li C, Zhang T, Gao N. Biomed Res Int. 2015;973942. DOI: 10.1155/2015/973942.
• [7] Długosz M, Żmudzki P, Kwiecień A, Szczubiałka K, Krzek J, Nowakowska M. J Hazard Mater. 2015;298:146-153. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2015.05.016.
• [8] Mills A, O’Rourke C, Moore K. J Photochem Photobiol A: Chem. 2015;310;66-105. DOI: 10,1016/j,jphotochem,2015,04,011.
• [9] Litter MI, Quici N. Recent Pat Biomed Eng. 2010;4:217-241. DOI: 10.2174/187221210794578574.
• [10] Behar D, Rabani J. J Phys Chem B. 2001;105:6324-6329. DOI: 10.1021/jp003176w.
• [11] Palominos R, Freer J, Mondaca MA, Mansilla HD. J Photochem Photobiol A: Chem. 2008;193:139-145. DOI: 10.1016/j.jphotochem.2007.06.017.
• [12] Samoilova RI, Crofts AR, Dikanov SA. J Phys Chem A. 2011;115:11589-11593. DOI: 10.1021/jp204891n
• [13] Adamek E, Baran W, Sobczak A. Appl Catal B: Environ. 2015;172-173:136-144. DOI: 10.1016/j.apcatb.2015.02.025.
• [14] Zarfl C, Matthies M, Klasmeier J. Chemosphere. 2008;70:753-760. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2007.07.045.
• [15] Baran W, Adamek E, Makowski A. Chem Eng J. 2008;145:242-248. DOI: 10.1016/j.cej.2008.04.021.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).