一種具有抑菌活性的化合物及其制備和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明屬于海洋化工工程技術(shù)，具體涉及一種具有抑菌活性的化合物及其制備和應(yīng)用?；衔餅闅ぞ厶桥c嘧霉胺的偶合物，其通式如式I所示，本發(fā)明提供的化合物結(jié)構(gòu)新穎、水溶性好、具有明顯的抑菌活性，制備方法簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】
一種具有抑菌活性的化合物及其制備和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于海洋化工工程技術(shù)，具體涉及一種具有抑菌活性的化合物及其制備和 應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 嘧霉胺，化學(xué)名4，6-二甲基-苯基-2-嘧啶胺，是一種苯氨基嘧啶類殺菌劑。嘧霉胺 是一類內(nèi)吸性的殺菌劑，具有高效、廣譜和低毒等特點(diǎn)。嘧霉胺對(duì)于發(fā)生在蔬菜和水果上的 灰霉病和黑星病具有特別顯著的防治效果，它對(duì)灰葡萄孢菌、核盤菌、立枯絲核菌等植物病 原菌都均有較好的抑制活性。嘧霉胺通過(guò)降低已被感染的作物細(xì)胞裂解，以及細(xì)胞內(nèi)真菌 菌絲的生長(zhǎng)來(lái)達(dá)到抑菌效果。此外，嘧霉胺還可以通過(guò)抑制病菌侵染酶的分泌來(lái)抑制病菌 生長(zhǎng)。因此，嘧霉胺同時(shí)具有保護(hù)和治療的作用。
[0003] 殼聚糖是自然界廣泛存在的一類生物多糖，具有較好的生物相容性，研究發(fā)現(xiàn)殼 聚糖具有殺細(xì)菌、真菌、抑菌、抗病促生長(zhǎng)等生物活性，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。然而殼聚糖 單獨(dú)使用時(shí)，其活性與商品化的其他農(nóng)藥存在一定差距，這也限制了其應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種具有抑菌活性的化合物及其制備和應(yīng)用。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] -種具有抑菌活性的化合物，化合物為殼聚糖與嘧霉胺的偶合物，其通式如式I所 示，
[0008] 所述化合物為以天然產(chǎn)物殼聚糖為骨架，將嘧霉胺分子通過(guò)偶合反應(yīng)接枝到殼聚 糖分子中獲得。
[0009] 一種具有抑菌活性的化合物的制備方法，以天然產(chǎn)物殼聚糖為骨架，將嘧霉胺分 子通過(guò)偶合反應(yīng)接枝到殼聚糖分子中獲得式I所示化合物。
[0010] 反應(yīng)式如下：
[0011] Stepl:

[0015] 第一步，將嘧霉胺原藥溶解于過(guò)量的二氯甲烷中；在冰浴條件下，加入氯乙酰氯、 3-氯丙酰氯或4-(氯甲基)氯甲酰氯;而后向反應(yīng)體系中加入碳酸鉀;反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體 系中加入蒸餾水，靜置分層，收集下層的有機(jī)相，并減壓蒸干，待用；
[0016] 其中，嘧霉胺原藥與二氯甲烷的質(zhì)量體積比為1:10-50;氯乙酰氯、3-氯丙酰氯或 4_(氯甲基)氯甲酰氯與嘧霉胺原藥的摩爾比為1-10:1;碳酸鉀與嘧霉胺原藥的摩爾比為1: 1-10；
[0017] 第二步，殼聚糖加入至過(guò)量的三氯甲烷中，機(jī)械攪拌溶脹30-120min，再加入氫氧 化鈉溶液和4-甲氨基吡啶再攪拌4-12h;攪拌反應(yīng)后加入第一步制備得到的產(chǎn)物，于50-80 攝氏度水浴反應(yīng)4_12h;反應(yīng)結(jié)束時(shí)，加入冰醋酸將pH調(diào)節(jié)至7,過(guò)濾反應(yīng)物，固體產(chǎn)物用 70 % -100 % (質(zhì)量濃度）甲醇溶液洗滌，干燥得到式I所示化合物；
[0018] 其中，殼聚糖與第一步反應(yīng)產(chǎn)物的摩爾比為1-10:1 ;4_甲氨基吡啶與殼聚糖的摩 爾比為1:1-50;殼聚糖與三氯甲烷的質(zhì)量體積比為1:10-50。
[0019] 所述殼聚糖為分子量為237Da_4740kDa。
[0020] 具有抑菌活性的化合物的應(yīng)用，所述式I化合物在用于制備抑真菌劑中的應(yīng)用。
[0021] 原理:殼聚糖結(jié)構(gòu)中含有氨基和羥基，其可與嘧霉胺和酰氯反應(yīng)生成的產(chǎn)物中的 活性氯原子發(fā)生親核取代反應(yīng)，進(jìn)而將兩種物質(zhì)偶合在一起。
[0022]本發(fā)明中嘧霉胺中的亞氨基先與三類酰氯發(fā)生酰化反應(yīng)，之后在與殼聚糖C2位上 的_順2及06位上的-OH發(fā)生偶合反應(yīng)，最終生成殼聚糖與嘧霉胺偶合物，所得的衍生物經(jīng)紅 外光譜分析確定其結(jié)構(gòu)，殼聚糖與嘧霉胺有效地結(jié)合生成偶合物。
[0023]本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：
[0024]本發(fā)明以天然產(chǎn)物殼聚糖為骨架，將嘧霉胺分子通過(guò)偶合反應(yīng)接枝到殼聚糖分子 中，獲得水溶性好、抑菌效果明顯的偶合物。
[0025] 1.本發(fā)明殼聚糖與嘧霉胺偶合所得偶合物具有較好的抑菌活性，在農(nóng)藥領(lǐng)域有著 潛在的應(yīng)用價(jià)值。
[0026] 2、本發(fā)明制備的殼聚糖與嘧霉胺偶合物具有較好的水溶性，克服了嘧霉胺水溶性 差的缺點(diǎn)，便于制備無(wú)有機(jī)溶劑添加的綠色農(nóng)藥。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的殼聚糖的紅外光譜圖。
[0028] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的殼聚糖與嘧霉胺偶合物（1)的紅外光譜圖，其紅外特征 吸收（cm-4 :2879，1750，1630，1590，1556，1497，1337，1246，1027。
[0029] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的殼聚糖與嘧霉胺偶合物(2)的紅外光譜圖，其紅外特征 吸收（cm-4 :2916，1750，1588，1556，1464，1365，1250，1029。
[0030] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的殼聚糖與嘧霉胺偶合物(3)的紅外光譜圖，其紅外特征 吸收（cm-4 :2879，1721，1628，1556，1469，1366，778，752，691，660。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，并且本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅局限于 以下實(shí)施例。
[0032] 實(shí)施例1殼聚糖與嘧霉胺偶合物(1)的制備
[0033]第一步，稱取4g嘧霉胺原藥，溶解于80ml二氯甲烷中；在冰浴條件下，用恒壓漏斗 向溶液中加入〇.〇4mol氯乙酰氯;酰氯滴加完畢后，向反應(yīng)體系中加入3.3g碳酸鉀作為縛酸 劑;反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入l〇ml蒸餾水，倒入分液漏斗靜置分層后，收集下層的有 機(jī)相，并減壓蒸干溶劑得到產(chǎn)物。
[0034] 第二步，稱取5g分子量為106萬(wàn)殼聚糖加入三口瓶中，加入50ml三氯甲烷，機(jī)械攪 拌溶脹30min，加入12ml 10M的氫氧化鈉溶液、O.Olg 4-甲氨基吡啶攪拌4h。之后加入3g第 一步制備得到的產(chǎn)物，50攝氏度水浴反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束時(shí)，加入冰醋酸將pH調(diào)節(jié)至7,過(guò)濾反 應(yīng)物，固體產(chǎn)物用70 % -100 %甲醇溶液洗滌，60攝氏度干燥得到殼聚糖嘧霉胺偶合物(1)。 [0035] 結(jié)構(gòu)式如下：
[0037] 另外，制備不同分子量的殼聚糖與啼霉胺偶合物時(shí)，可將分子量為106萬(wàn)的殼聚糖 通過(guò)微波降解，進(jìn)而獲得到不同分子量的殼聚糖，以不同分子量的殼聚糖作為原料，按照上 述的方式進(jìn)行偶合反應(yīng)即可獲得不同分子量的殼聚糖與嘧霉胺偶合物。
[0038] 紅外光譜表明：殼聚糖嘧霉胺偶合物（1)的紅外譜圖（圖2)與殼聚糖的紅外譜圖 (圖1)相比，在ΙδΟΟαιΓ1至ΙΘΟΟαιΓ 1出現(xiàn)的吸收峰為C-N震動(dòng)和苯環(huán)的特征吸收峰，1750CHT1 為通過(guò)酰氯引入-CH2-的特征吸收峰。證明目標(biāo)偶合物1合成成功。
[0039] 實(shí)施例2殼聚糖與嘧霉胺偶合物(2)的制備
[0040] 第一步，稱取4g嘧霉胺原藥，溶解于80ml二氯甲烷中；在冰浴條件下，用恒壓漏斗 向溶液中加入〇.〇4mol氯丙酰氯;酰氯滴加完畢后，向反應(yīng)體系中加入3.3g碳酸鉀作為縛酸 劑;反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入l〇ml蒸餾水，倒入分液漏斗靜置分層后，收集下層的有 機(jī)相，并減壓蒸干溶劑得到產(chǎn)物。
[0041 ] 第二步，稱取5g分子量為106萬(wàn)殼聚糖加入三口瓶中，加入50ml三氯甲烷，機(jī)械攪 拌溶脹30min，加入12ml 10M的氫氧化鈉溶液、O.Olg 4-甲氨基吡啶攪拌4h。之后加入3g第 一步制備得到的產(chǎn)物，50攝氏度水浴反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束時(shí)，加入冰醋酸將pH調(diào)節(jié)至7,過(guò)濾反 應(yīng)物，固體產(chǎn)物用70 % -100 %甲醇溶液洗滌，60攝氏度干燥得到殼聚糖嘧霉胺偶合物(2)。 [0042] 結(jié)構(gòu)式如下：
[0044] 另外，制備不同分子量的殼聚糖與啼霉胺偶合物時(shí)，可將分子量為106萬(wàn)的殼聚糖 通過(guò)微波降解，進(jìn)而獲得到不同分子量的殼聚糖，以不同分子量的殼聚糖作為原料，按照上 述的方式進(jìn)行偶合反應(yīng)即可獲得不同分子量的殼聚糖與嘧霉胺偶合物。
[0045] 紅外光譜表明：殼聚糖嘧霉胺偶合物（2)的紅外譜圖（圖3)與殼聚糖的紅外譜圖 (圖1)相比，在ΙδΟΟαιΓ1至ΙΘΟΟαιΓ 1出現(xiàn)的吸收峰為C-N震動(dòng)和苯環(huán)的特征吸收峰，1750CHT1 為通過(guò)酰氯引入-CH2-的特征吸收峰。證明目標(biāo)偶合物1合成成功。
[0046] 實(shí)施例3殼聚糖與嘧霉胺偶合物(3)的制備
[0047]第一步，稱取4g嘧霉胺原藥，溶解于80ml二氯甲烷中；在冰浴條件下，用恒壓漏斗 向溶液中加入〇.〇4mol 4-(氯甲基)氯甲酰氯;酰氯滴加完畢后，向反應(yīng)體系中加入3.3g碳 酸鉀作為縛酸劑；反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入碳酸鉀水溶液，倒入分液漏斗靜置分層 后，收集下層的有機(jī)相，并減壓蒸干溶劑得到產(chǎn)物。
[0048] 第二步，稱取5g分子量為106萬(wàn)殼聚糖加入三口瓶中，加入50ml三氯甲烷，機(jī)械攪 拌溶脹30min，加入12ml 10M的氫氧化鈉溶液、O.Olg 4-甲氨基吡啶攪拌4h。之后加入3g第 一步制備得到的產(chǎn)物，50攝氏度水浴反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束時(shí)，加入冰醋酸將pH調(diào)節(jié)至7,過(guò)濾反 應(yīng)物，固體產(chǎn)物用70 % -100 %甲醇溶液洗滌，60攝氏度干燥得到殼聚糖嘧霉胺偶合物(3)。 [0049] 結(jié)構(gòu)式如下：
[0051] 另外，制備不同分子量的殼聚糖與啼霉胺偶合物時(shí)，可將分子量為106萬(wàn)的殼聚糖 通過(guò)微波降解，進(jìn)而獲得到不同分子量的殼聚糖，以不同分子量的殼聚糖作為原料，按照上 述的方式進(jìn)行偶合反應(yīng)即可獲得不同分子量的殼聚糖與嘧霉胺偶合物。
[0052] 紅外光譜表明：殼聚糖嘧霉胺偶合物（3)的紅外譜圖（圖4)與殼聚糖的紅外譜圖 (圖1)相比，在1500CHT1至1600cnf 1出現(xiàn)的吸收峰為C-N震動(dòng)和苯環(huán)的特征吸收峰，700CHT1至 SOOcnf1為通過(guò)酰氯引入單取代和對(duì)位取代的苯環(huán)的特征吸收峰。證明目標(biāo)偶合物2合成成 功。
[0053]應(yīng)用例抑菌活性測(cè)定 [0054]試驗(yàn)方法
[0055] 以上述實(shí)施例獲得式I所示殼聚糖與嘧霉胺偶合物作為藥液，藥液的初始濃度為 10mg/mL，而后將藥液分別用蒸餾水稀釋為100mg/L，200mg/L，400mg/L 3個(gè)濃度作為試驗(yàn) 組，測(cè)定其對(duì)立枯絲核菌和玉蜀黍赤霉的抑菌性。試驗(yàn)以相同濃度的殼聚糖溶液作為對(duì)照， 以不加藥液的培養(yǎng)基為空白對(duì)照。
[0056] 在超凈工作臺(tái)中，將上述設(shè)置的試驗(yàn)組、陽(yáng)性對(duì)照和空白對(duì)照加入至培養(yǎng)基中，而 后向PDA培養(yǎng)基的平板上分別接種立枯絲核菌和玉蜀黍赤霉的菌餅。之后將平板放入恒溫 培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)箱的培養(yǎng)溫度設(shè)置為29°C。在相應(yīng)條件下培養(yǎng)72小時(shí)后，測(cè)量平板 上菌落直徑。每個(gè)平板接3個(gè)菌落，對(duì)每個(gè)菌落量其最大直徑(Dmax)和最小直徑(Dmin)，取 其平均值(Dave)，并根據(jù)下式計(jì)算抑菌率：
[0057] 抑菌率（％ ) = (Dmax-Dave)/(Dave -5) X 100
[0058] 上述實(shí)施例制備獲得的偶合物表現(xiàn)出很好的抑菌活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1 [0059]表1部分通式1殼聚糖與嘧霉胺偶合物對(duì)立枯絲核菌和玉蜀黍赤霉的抑制活性
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有抑菌活性的化合物，其特征在于:化合物為殼聚糖與嘧霉胺的偶合物，其通 式如式I所示，2. 按權(quán)利要求1所述的具有抑菌活性的化合物，其特征在于:所述化合物為以天然產(chǎn)物 殼聚糖為骨架，將嘧霉胺分子通過(guò)偶合反應(yīng)接枝到殼聚糖分子中獲得。3. -種權(quán)利要求1所述的具有抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于：以天然產(chǎn)物 殼聚糖為骨架，將嘧霉胺分子通過(guò)偶合反應(yīng)接枝到殼聚糖分子中獲得式I所示化合物。4. 按權(quán)利要求3所述的具有抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于： 反應(yīng)式如下 Stepl:Step2： 第一步，將嘧霉胺原藥溶解于過(guò)量的二氯甲烷中；在冰浴條件下，加入氯乙酰氯、3-氯 丙酰氯或4-(氯甲基)氯甲酰氯;而后向反應(yīng)體系中加入碳酸鉀;反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中 加入蒸餾水，靜置分層，收集下層的有機(jī)相，并減壓蒸干，待用；其中，氯乙酰氯、3-氯丙酰氯或4-(氯甲基)氯甲酰氯與嘧霉胺原藥的摩爾比為1-10:1; 碳酸鉀與嘧霉胺原藥的摩爾比為1:1-10; 第二步，殼聚糖加入至過(guò)量的三氯甲烷中，機(jī)械攪拌溶脹30-120min，再加入氫氧化鈉 溶液和4-甲氨基吡啶再攪拌4-12h;攪拌反應(yīng)后加入第一步制備得到的產(chǎn)物，于50-80攝氏 度水浴反應(yīng)4-12h;反應(yīng)結(jié)束時(shí)，加入冰醋酸將pH調(diào)節(jié)至7，過(guò)濾反應(yīng)物，固體產(chǎn)物用70 % -100%甲醇溶液洗滌，干燥得到式I所示化合物； 其中，殼聚糖與第一步反應(yīng)產(chǎn)物的摩爾比為1-10:1 ;4_甲氨基吡啶與殼聚糖的摩爾比 為1:1-50。5. 按權(quán)利要求3或4所述的具有抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于:所述殼聚 糖為分子量為237Da-4740kDa。6. 按權(quán)利要求1所述的抑菌活性的化合物的應(yīng)用，其特征在于:所述化合物在用于制備 抑制真菌制劑中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08B37/08GK106046197SQ201610374518
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】李鵬程, 李儼, 劉松, 秦玉坤, 邢榮娥, 于華華, 李克成
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院海洋研究所