一種具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)，具體設(shè)及一種具抑菌活性的化合物及其制備和應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前應(yīng)用的醫(yī)用消毒產(chǎn)品主要包括含艦制劑、過(guò)氧化物類、醇類、酪類、季錠鹽類 等，它們雖具有很強(qiáng)的抑菌活性，但往往會(huì)對(duì)皮膚、粘膜造成一定刺激，長(zhǎng)期使用生產(chǎn)一些 耐藥性，安全性方面也存在諸多問(wèn)題。
[0003] 殼聚糖是自然界中唯一帶正電的堿性多糖，安全無(wú)毒具有良好的生物兼容性。研 究表明，殼聚糖具有抗腫瘤、抗氧化、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)植物生長(zhǎng)及增強(qiáng)抗逆性等的作用，而 殼聚糖及其衍生物對(duì)細(xì)菌、真菌也具有廣譜的抑制殺滅效果。
[0004] 賴氨酸作為蛋白質(zhì)的組成單元，是生物代謝所需的重要營(yíng)養(yǎng)元素之一，其本身無(wú) 毒無(wú)害且不具備抑菌活性。賴氨酸屬于堿性氨基酸，除主鏈帶有的α-氨基外，側(cè)鏈還帶有ε- 氨基，基于其多氨基特性，賴氨酸廣泛存在于多種抗菌膚中。而ε-多聚賴氨酸更是因其安全 無(wú)毒，廣譜抑菌活性被廣泛應(yīng)用于食品的防腐保鮮及醫(yī)用抗菌。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種具抑菌活性的化合物及其制備和 應(yīng)用。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種具抑菌活性的化合物，化合物為全脫乙酷殼聚糖的賴氨酸衍生物，其通式如 式I所示，
[000引
[0009] 所述化合物W殼聚糖為骨架，在殼聚糖2位氨基接枝α-多聚賴氨酸結(jié)構(gòu)。
[0010] -種具抑菌活性的化合物的制備方法，將B0C-賴氨酸溶于過(guò)量的有機(jī)溶劑I中，冰 浴條件下加入脫水劑和催化劑，而后與殼聚糖在30-60°C反應(yīng)8-12小時(shí)，而后過(guò)濾，濾餅洗 涂、干燥，干燥產(chǎn)物溶于過(guò)量的有機(jī)溶劑Π 中加酸脫去BOC，過(guò)濾、洗涂、干燥，得到殼聚糖α- 多聚賴氨酸衍生物;其中，殼聚糖:BOC-賴氨酸:催化劑:脫水劑的摩爾比為1:2-5:3-6:0.1。
[0011] 所述脫水劑為二環(huán)己基碳二亞胺;催化劑為4-二甲氨基化晚。
[0012] 所述有機(jī)溶劑I為二氯甲燒、二甲亞諷或N，N-二甲基甲酯胺;有機(jī)溶劑Π 為二氯甲 燒;所述酸為Ξ氣乙酸。
[OOU]所述B0C-賴氨酸為e-氨基引入叔下氧幾基而α-氨基游離的賴氨酸。
[0014] 具體為:所述B0C-賴氨酸是將(B0C)20(二碳酸二叔下醋)溶于過(guò)量的有機(jī)溶劑中， 在冰浴條件下將其滴加到含有Ξ乙胺的賴氨酸水溶液中，于20-50°C，反應(yīng)5-10小時(shí)，反應(yīng) 后調(diào)節(jié)反應(yīng)液抑=2，而后萃取，萃取液真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得B0C-賴氨酸;其中，賴氨酸、Ξ乙胺、 (B0C)20的摩爾比為1:1:1.1;賴氨酸水溶液中的水與溶解(B0C)20中的有機(jī)溶劑體積比1:1- 3。
[0015] 所述有機(jī)溶劑為二氧六環(huán)或四氨巧喃。
[0016] 所述萃取反應(yīng)液的萃取液為二氯甲燒或乙酸乙醋萃取。
[0017] 原理:本發(fā)明W殼聚糖為骨架，在N位氨基與ε-氨基被保護(hù)的B0C-賴氨酸簇基反 應(yīng)，W酷胺鍵進(jìn)行偶聯(lián)，同時(shí)B0C-賴氨酸游離的α-氨基仍可與B0C-賴氨酸簇基發(fā)生反應(yīng)，從 而在殼聚糖2位氨基引入多聚賴氨酸結(jié)構(gòu)，最后脫去B0C保護(hù)制備出殼聚糖α-多聚賴氨酸衍 生物。
[0018] 本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 1.本發(fā)明化合物是在殼聚糖結(jié)構(gòu)中引入α-多聚賴氨酸結(jié)構(gòu)，兩者產(chǎn)生協(xié)同增效作 用，顯著提高了殼聚糖的抑菌活性。
[0020] 2.本發(fā)明制備的殼聚糖α-多聚賴氨酸衍生物較好的水溶性，且未引入毒性基團(tuán)， 在醫(yī)用消毒及食品防腐領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的全脫乙酷殼聚糖的紅外光譜圖，其紅外特征吸收（cm -1):3358.36,2867.59,1584.07,1407.13,1151.84,1072.44,1032.41。
[0022] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的殼聚糖α-多聚賴氨酸衍生物紅外光譜圖，其紅外特征 吸收（cm_i) :3349.73,2929.96,2893.35,1675.00,1634.97,1527.18,1411.87,1385.28， 1201.65,1146.53,1092.46,1071.14〇
【具體實(shí)施方式】
[0023] 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 W下實(shí)施例。
[0024] 實(shí)施例1 ε-氨基被保護(hù)的B0C-賴氨酸的制備
[0025] 將3.6g賴氨酸溶于30ml蒸饋水中，加3.4mlS乙胺，得含Ξ乙胺得賴氨酸水溶液， 待用；
[0026] 6. Og(B0C) 2〇溶于30ml二氧六環(huán)中，得(B0C)2〇有機(jī)溶液，待用；
[0027] 冰浴條件下將上述(B0C)20有機(jī)溶液緩慢滴加到含Ξ乙胺得賴氨酸水溶液中，5- lOmin內(nèi)滴加完畢，30 °C反應(yīng)10小時(shí)。反應(yīng)完成后用巧樣酸溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液抑=2,而后采用 二氯甲燒萃取反應(yīng)液，真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得淡黃色油狀物質(zhì)，再將淡黃色油狀物質(zhì)用石油酸攬 洗，傾去石油酸，反復(fù)Ξ次，再經(jīng)真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得ε -氨基被保護(hù)的BOC-賴氨酸。
[0028] 實(shí)施例2殼聚糖α-多聚賴氨酸衍生物的制備
[0029] 將2.Og殼聚糖與30ml二氯甲燒中攬拌2小時(shí)，冰浴條件下加入0,5g二環(huán)己基碳二 亞胺和0.1 g 4-二甲氨基化晚，繼續(xù)活化化，待用；
[0030] 將上述獲得B0C-賴氨酸溶于30ml二氯甲燒，而后將其滴加到上述殼聚糖溶液中， 30°C反應(yīng)18小時(shí)。反應(yīng)物過(guò)濾，濾餅依次經(jīng)無(wú)水乙醇、無(wú)水甲醇多次洗涂。洗涂后濾餅置于 40ml二氯甲燒中，加 lOmlS氣乙酸，室溫?cái)埌璺磻?yīng)地。反應(yīng)完成后過(guò)濾，95%乙醇洗涂至中 性，60°C烘干，得殼聚糖α-多聚賴氨酸衍生物。
[0031] 紅外光譜表明：殼聚糖α-多聚賴氨酸衍生物的紅外譜圖（圖2)與全脫乙酷殼聚糖 (圖1)相比1675.00畑1-1，1527.18。111-1，1201，65畑1-1出現(xiàn)的峰分別為0 =(：-加勺酷胺1譜帶、 酷胺Π 譜帶與酷胺m譜帶的紅外吸收，證明殼聚糖α-多聚賴氨酸衍生物合成成功。
[0032] 抑菌活性測(cè)定
[0033] 抑菌活性的測(cè)定采用96孔板法，W市售艦伏(有效艦含量為4.5g/L-5.5g/L)為陽(yáng) 性對(duì)照，W蒸饋水為陰性對(duì)照，艦伏(按有效艦含量計(jì)算）、原料殼聚糖、殼聚糖α-多聚賴氨 酸衍生物配制成初始濃度為5000ppm的溶液。
[0034] 細(xì)菌最小抑菌濃度(MIC)采用微量肉湯稀釋法測(cè)定。具體步驟如下，將供試細(xì)菌W 劃線法接種于血平板中進(jìn)行活化培養(yǎng)。培養(yǎng)12h用接種環(huán)挑取形態(tài)相似待檢菌落3-5個(gè)，接 種于液體培養(yǎng)基中，在不同菌種的相應(yīng)適宜溫度解育2-化(或直接取培養(yǎng)18-24h的菌落調(diào) 配)成0.5麥?zhǔn)媳葷針?biāo)準(zhǔn)的菌懸液（1-2X108)。用MH肉湯將上述菌懸液進(jìn)行1:100稀釋（1-2 Xl〇6)。
[0035] 上述稀釋液取50μ1加入到96孔板的藥液孔中。在96孔板1-11孔中各加入50μ1藥 液。取上述儲(chǔ)備液各50μ1放入96孔板第一孔中，混勻后吸取50μ1加至第二孔，混勻后取50μ1 加至第Ξ孔，W此類推加至第11孔，混勻后取50μ1棄去。第12孔不加藥液作為空白。
[0036] 用塑料袋封裝，相應(yīng)溫度下解育16-2化，酶標(biāo)儀測(cè)定在微量稀釋孔中細(xì)菌生長(zhǎng)完 全被抑制時(shí)的最低抗菌藥物濃度(MIC)(表1)。
[0037] 從實(shí)施例可W看出，新化合物與目前常用的消毒劑艦伏在抑制金黃色葡萄球菌方 面效果接近，但在抑制大腸桿菌方面則優(yōu)于艦伏，說(shuō)明該化合物可同時(shí)抑制金黃色葡萄球 菌和大腸桿菌，因此將具有很大的應(yīng)用潛力。
[0038] 表1部分通式1殼聚糖衍生物對(duì)大腸桿菌及及金黃色葡萄球菌的MIC Γ00391
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具抑菌活性的化合物，其特征在于:化合物為全脫乙酰殼聚糖的賴氨酸衍生物， 其通式如式I所示，2. 按權(quán)利要求1所述的具抑菌活性的化合物，其特征在于：所述化合物以殼聚糖為骨 架，在殼聚糖2位氨基接枝α-多聚賴氨酸結(jié)構(gòu)。3. -種權(quán)利要求1所述的具抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于:將BOC-賴氨酸 溶于過(guò)量的有機(jī)溶劑I中，冰浴條件下加入脫水劑和催化劑，而后與殼聚糖在30_60°C反應(yīng) 8-12小時(shí)，而后過(guò)濾，濾餅洗滌、干燥，干燥產(chǎn)物溶于過(guò)量的有機(jī)溶劑Π 中加酸脫去BOC，過(guò) 濾、洗滌、干燥，得到殼聚糖多聚賴氨酸衍生物;其中，殼聚糖:BOC-賴氨酸:催化劑:脫水 劑的摩爾比為1:2-5:3-6:0.1。4. 按權(quán)利要求3所述的具抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于:所述脫水劑為二 環(huán)己基碳二亞胺;催化劑為4-二甲氨基吡啶。5. 按權(quán)利要求3所述的具抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于:所述有機(jī)溶劑I 為二氯甲烷、二甲亞砜或Ν，Ν-二甲基甲酰胺;有機(jī)溶劑Π 為二氯甲烷;所述酸為三氟乙酸。6. 按權(quán)利要求3所述的具抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于:所述BOC-賴氨酸 是將(B0C)20(二碳酸二叔丁酯）溶于過(guò)量的有機(jī)溶劑中，在冰浴條件下將其滴加到含有三 乙胺的賴氨酸水溶液中，于20-50°C，反應(yīng)5-10小時(shí)，反應(yīng)后調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH = 2,而后萃取，萃 取液真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得BOC-賴氨酸;其中，賴氨酸、三乙胺、（B0C)20的摩爾比為1:1:1.1;賴氨 酸水溶液中的水與溶解(B0C) 20中的有機(jī)溶劑體積比1:1-3。7. 按權(quán)利要求6所述的具抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于:所述有機(jī)溶劑為 二氧六環(huán)或四氫呋喃。8. 按權(quán)利要求6所述的具抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于:所述萃取反應(yīng)液 的萃取液為二氯甲烷或乙酸乙酯萃取。
【專利摘要】本發(fā)明屬于海洋化工工程技術(shù)，具體涉及一種具抑菌活性的化合物及其制備和應(yīng)用?；衔餅槿撘阴ぞ厶堑馁嚢彼嵫苌?，其通式如式I所示。本發(fā)明化合物結(jié)構(gòu)新穎、抑菌活性好的殼聚糖賴氨酸衍生物及其制備方法。
【IPC分類】A01N43/16, C08G69/40, C08B37/08, A01P1/00
【公開號(hào)】CN105669973
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610005360
【發(fā)明人】劉松, 黃勇, 李鵬程, 邢榮娥, 于華華, 李克成, 秦玉坤, 劉衛(wèi)翔, 岳陽(yáng), 王晶, 張小倩
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院海洋研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月6日