一种具抑菌活性的化合物及其制备和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于海洋化工工程技术，具体设及一种具抑菌活性的化合物及其制备和应 用。
【背景技术】
[0002] 目前应用的医用消毒产品主要包括含舰制剂、过氧化物类、醇类、酪类、季锭盐类 等，它们虽具有很强的抑菌活性，但往往会对皮肤、粘膜造成一定刺激，长期使用生产一些 耐药性，安全性方面也存在诸多问题。
[0003] 壳聚糖是自然界中唯一带正电的碱性多糖，安全无毒具有良好的生物兼容性。研 究表明，壳聚糖具有抗肿瘤、抗氧化、增强免疫力、促进植物生长及增强抗逆性等的作用，而 壳聚糖及其衍生物对细菌、真菌也具有广谱的抑制杀灭效果。
[0004] 赖氨酸作为蛋白质的组成单元，是生物代谢所需的重要营养元素之一，其本身无 毒无害且不具备抑菌活性。赖氨酸属于碱性氨基酸，除主链带有的α-氨基外，侧链还带有ε- 氨基，基于其多氨基特性，赖氨酸广泛存在于多种抗菌肤中。而ε-多聚赖氨酸更是因其安全 无毒，广谱抑菌活性被广泛应用于食品的防腐保鲜及医用抗菌。
【发明内容】
[0005] 本发明针对上述问题，本发明目的在于提供一种具抑菌活性的化合物及其制备和 应用。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0007] -种具抑菌活性的化合物，化合物为全脱乙酷壳聚糖的赖氨酸衍生物，其通式如 式I所示，
[000引
[0009] 所述化合物W壳聚糖为骨架，在壳聚糖2位氨基接枝α-多聚赖氨酸结构。
[0010] -种具抑菌活性的化合物的制备方法，将B0C-赖氨酸溶于过量的有机溶剂I中，冰 浴条件下加入脱水剂和催化剂，而后与壳聚糖在30-60°C反应8-12小时，而后过滤，滤饼洗 涂、干燥，干燥产物溶于过量的有机溶剂Π 中加酸脱去BOC，过滤、洗涂、干燥，得到壳聚糖α- 多聚赖氨酸衍生物;其中，壳聚糖:BOC-赖氨酸:催化剂:脱水剂的摩尔比为1:2-5:3-6:0.1。
[0011] 所述脱水剂为二环己基碳二亚胺;催化剂为4-二甲氨基化晚。
[0012] 所述有机溶剂I为二氯甲烧、二甲亚讽或N，N-二甲基甲酯胺;有机溶剂Π 为二氯甲 烧;所述酸为Ξ氣乙酸。
[OOU]所述B0C-赖氨酸为e-氨基引入叔下氧幾基而α-氨基游离的赖氨酸。
[0014] 具体为:所述B0C-赖氨酸是将(B0C)20(二碳酸二叔下醋)溶于过量的有机溶剂中， 在冰浴条件下将其滴加到含有Ξ乙胺的赖氨酸水溶液中，于20-50°C，反应5-10小时，反应 后调节反应液抑=2，而后萃取，萃取液真空旋转蒸发得B0C-赖氨酸;其中，赖氨酸、Ξ乙胺、 (B0C)20的摩尔比为1:1:1.1;赖氨酸水溶液中的水与溶解(B0C)20中的有机溶剂体积比1:1- 3。
[0015] 所述有机溶剂为二氧六环或四氨巧喃。
[0016] 所述萃取反应液的萃取液为二氯甲烧或乙酸乙醋萃取。
[0017] 原理:本发明W壳聚糖为骨架，在N位氨基与ε-氨基被保护的B0C-赖氨酸簇基反 应，W酷胺键进行偶联，同时B0C-赖氨酸游离的α-氨基仍可与B0C-赖氨酸簇基发生反应，从 而在壳聚糖2位氨基引入多聚赖氨酸结构，最后脱去B0C保护制备出壳聚糖α-多聚赖氨酸衍 生物。
[0018] 本发明所具有的优点：
[0019] 1.本发明化合物是在壳聚糖结构中引入α-多聚赖氨酸结构，两者产生协同增效作 用，显著提高了壳聚糖的抑菌活性。
[0020] 2.本发明制备的壳聚糖α-多聚赖氨酸衍生物较好的水溶性，且未引入毒性基团， 在医用消毒及食品防腐领域有着潜在的应用价值。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明实施例提供的全脱乙酷壳聚糖的红外光谱图，其红外特征吸收（cm -1):3358.36,2867.59,1584.07,1407.13,1151.84,1072.44,1032.41。
[0022] 图2为本发明实施例提供的壳聚糖α-多聚赖氨酸衍生物红外光谱图，其红外特征 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
【具体实施方式】
[0023] 下面结合说明书附图对本发明作进一步说明，并且本发明的保护范围不仅局限于 W下实施例。
[0024] 实施例1 ε-氨基被保护的B0C-赖氨酸的制备
[0025] 将3.6g赖氨酸溶于30ml蒸馈水中，加3.4mlS乙胺，得含Ξ乙胺得赖氨酸水溶液， 待用；
[0026] 6. Og(B0C) 2〇溶于30ml二氧六环中，得(B0C)2〇有机溶液，待用；
[0027] 冰浴条件下将上述(B0C)20有机溶液缓慢滴加到含Ξ乙胺得赖氨酸水溶液中，5- lOmin内滴加完毕，30 °C反应10小时。反应完成后用巧樣酸溶液调节反应液抑=2,而后采用 二氯甲烧萃取反应液，真空旋转蒸发得淡黄色油状物质，再将淡黄色油状物质用石油酸揽 洗，倾去石油酸，反复Ξ次，再经真空旋转蒸发得ε -氨基被保护的BOC-赖氨酸。
[0028] 实施例2壳聚糖α-多聚赖氨酸衍生物的制备
[0029] 将2.Og壳聚糖与30ml二氯甲烧中揽拌2小时，冰浴条件下加入0,5g二环己基碳二 亚胺和0.1 g 4-二甲氨基化晚，继续活化化，待用；
[0030] 将上述获得B0C-赖氨酸溶于30ml二氯甲烧，而后将其滴加到上述壳聚糖溶液中， 30°C反应18小时。反应物过滤，滤饼依次经无水乙醇、无水甲醇多次洗涂。洗涂后滤饼置于 40ml二氯甲烧中，加 lOmlS氣乙酸，室溫揽拌反应地。反应完成后过滤，95%乙醇洗涂至中 性，60°C烘干，得壳聚糖α-多聚赖氨酸衍生物。
[0031] 红外光谱表明：壳聚糖α-多聚赖氨酸衍生物的红外谱图（图2)与全脱乙酷壳聚糖 (图1)相比1675.00畑1-1，1527.18。111-1，1201，65畑1-1出现的峰分别为0 =(：-加勺酷胺1谱带、 酷胺Π 谱带与酷胺m谱带的红外吸收，证明壳聚糖α-多聚赖氨酸衍生物合成成功。
[0032] 抑菌活性测定
[0033] 抑菌活性的测定采用96孔板法，W市售舰伏(有效舰含量为4.5g/L-5.5g/L)为阳 性对照，W蒸馈水为阴性对照，舰伏(按有效舰含量计算）、原料壳聚糖、壳聚糖α-多聚赖氨 酸衍生物配制成初始浓度为5000ppm的溶液。
[0034] 细菌最小抑菌浓度(MIC)采用微量肉汤稀释法测定。具体步骤如下，将供试细菌W 划线法接种于血平板中进行活化培养。培养12h用接种环挑取形态相似待检菌落3-5个，接 种于液体培养基中，在不同菌种的相应适宜溫度解育2-化(或直接取培养18-24h的菌落调 配)成0.5麦氏比浊标准的菌悬液（1-2X108)。用MH肉汤将上述菌悬液进行1:100稀释（1-2 Xl〇6)。
[0035] 上述稀释液取50μ1加入到96孔板的药液孔中。在96孔板1-11孔中各加入50μ1药 液。取上述储备液各50μ1放入96孔板第一孔中，混匀后吸取50μ1加至第二孔，混匀后取50μ1 加至第Ξ孔，W此类推加至第11孔，混匀后取50μ1弃去。第12孔不加药液作为空白。
[0036] 用塑料袋封装，相应溫度下解育16-2化，酶标仪测定在微量稀释孔中细菌生长完 全被抑制时的最低抗菌药物浓度(MIC)(表1)。
[0037] 从实施例可W看出，新化合物与目前常用的消毒剂舰伏在抑制金黄色葡萄球菌方 面效果接近，但在抑制大肠杆菌方面则优于舰伏，说明该化合物可同时抑制金黄色葡萄球 菌和大肠杆菌，因此将具有很大的应用潜力。
[0038] 表1部分通式1壳聚糖衍生物对大肠杆菌及及金黄色葡萄球菌的MIC Γ00391
【主权项】
1. 一种具抑菌活性的化合物，其特征在于:化合物为全脱乙酰壳聚糖的赖氨酸衍生物， 其通式如式I所示，2. 按权利要求1所述的具抑菌活性的化合物，其特征在于：所述化合物以壳聚糖为骨 架，在壳聚糖2位氨基接枝α-多聚赖氨酸结构。3. -种权利要求1所述的具抑菌活性的化合物的制备方法，其特征在于:将BOC-赖氨酸 溶于过量的有机溶剂I中，冰浴条件下加入脱水剂和催化剂，而后与壳聚糖在30_60°C反应 8-12小时，而后过滤，滤饼洗涤、干燥，干燥产物溶于过量的有机溶剂Π 中加酸脱去BOC，过 滤、洗涤、干燥，得到壳聚糖多聚赖氨酸衍生物;其中，壳聚糖:BOC-赖氨酸:催化剂:脱水 剂的摩尔比为1:2-5:3-6:0.1。4. 按权利要求3所述的具抑菌活性的化合物的制备方法，其特征在于:所述脱水剂为二 环己基碳二亚胺;催化剂为4-二甲氨基吡啶。5. 按权利要求3所述的具抑菌活性的化合物的制备方法，其特征在于:所述有机溶剂I 为二氯甲烷、二甲亚砜或Ν，Ν-二甲基甲酰胺;有机溶剂Π 为二氯甲烷;所述酸为三氟乙酸。6. 按权利要求3所述的具抑菌活性的化合物的制备方法，其特征在于:所述BOC-赖氨酸 是将(B0C)20(二碳酸二叔丁酯）溶于过量的有机溶剂中，在冰浴条件下将其滴加到含有三 乙胺的赖氨酸水溶液中，于20-50°C，反应5-10小时，反应后调节反应液pH = 2,而后萃取，萃 取液真空旋转蒸发得BOC-赖氨酸;其中，赖氨酸、三乙胺、（B0C)20的摩尔比为1:1:1.1;赖氨 酸水溶液中的水与溶解(B0C) 20中的有机溶剂体积比1:1-3。7. 按权利要求6所述的具抑菌活性的化合物的制备方法，其特征在于:所述有机溶剂为 二氧六环或四氢呋喃。8. 按权利要求6所述的具抑菌活性的化合物的制备方法，其特征在于:所述萃取反应液 的萃取液为二氯甲烷或乙酸乙酯萃取。
【专利摘要】本发明属于海洋化工工程技术，具体涉及一种具抑菌活性的化合物及其制备和应用。化合物为全脱乙酰壳聚糖的赖氨酸衍生物，其通式如式I所示。本发明化合物结构新颖、抑菌活性好的壳聚糖赖氨酸衍生物及其制备方法。
【IPC分类】A01N43/16, C08G69/40, C08B37/08, A01P1/00
【公开号】CN105669973
【申请号】CN201610005360
【发明人】刘松, 黄勇, 李鹏程, 邢荣娥, 于华华, 李克成, 秦玉坤, 刘卫翔, 岳阳, 王晶, 张小倩
【申请人】中国科学院海洋研究所
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月6日