一种杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物及其制备方法和作为抗菌剂的应用

本发明涉及有机合成和抗菌应用领域，具体地说，涉及一种杂芳基吡啶碘鎓盐化合物、其制备方法以及作为抗菌剂的应用。

背景技术：

1、碘元素具有稳定而广谱的抗菌活性，长期以来被广泛应用于医用体表消毒杀菌剂中。含碘抗菌剂是一种广谱抗菌剂，能够对多种细菌、真菌、病毒等具有杀灭作用，其作用原理是通过破坏微生物的细胞膜和细胞壁，使其失去生存能力，从而达到抑制和杀灭细菌的效果。

2、含碘抗菌剂主要分为无机碘和有机碘两种类型。其中，无机碘是指碘元素本身，其杀菌效果较差，但价格低廉，使用方便；有机碘是通过将碘与有机物结合而产生的抗菌剂，其具有杀菌作用强、稳定性好、使用安全等特点。

3、目前对含碘化合物，特别是有机高价碘化合物在抗菌方面的开发研究仍然很少，缺乏深入的理论和实验探索。近年来，一些文献报道了二芳基碘盐类化合物在抗菌方面具有巨大潜力，并显示出低毒、高效、敏感等优点。本发明意图将具有生物活性的吡啶与二芳基高价(iii)碘鎓盐结构相结合，设计了新型杂芳基吡啶碘鎓盐化合物分子结构，以期达到较好的抗菌效果，作为新型抗菌结构具有一定的市场开发前景。现有技术中并未涉及该类杂芳基吡啶碘鎓盐化合物及其作为抗菌剂的应用。

技术实现思路

1、本发明基于上述研究进行，目的在于提供一类新的有机碘抗菌剂--杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物，并对其结构、合成方法以及抗菌功效进行描述。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明的第一方面，提供了一种杂芳基吡啶碘鎓盐化合物，其结构通式如下式i或式ii所示：

4、

5、其中，r1选自氢、烷基；r2选自氢、卤素、硝基、酯基、苯环、卤素取代的苯环、烷基、烷氧基、卤素取代的烷基、卤素取代的烷氧基；x代表阴离子选自选自三氟甲磺酸离子、四氟硼酸离子、对甲苯磺酸阴离子、溴离子、氯离子、碘离子中的任一种。

6、优选的，r1独立选自氢、甲基、正癸烷基；r2独立选自氢、卤素、硝基、1-8个碳的酯基、苯环、卤素取代的苯环、碳链为1-12个碳的烷基、1-8个碳的烷氧基、卤素取代的1-12个碳的烷基、卤素取代的1-8个碳的烷氧基；x代表阴离子选自三氟甲磺酸根离子(-cf3so3，对应通式ii中的-otf)、溴离子、氯离子。

7、更优选的，r1独立选自甲基、正癸烷基；r2选自卤素、硝基、甲酸乙酯基、苯环、正十二烷基；x选自三氟甲磺酸根离子。

8、最优选的，所述杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物为以下结构中的一种：

9、

10、根据上述结构可知，本发明的杂芳基吡啶碘鎓盐化合物作为高价(iii)碘化物，具有一个i+核心，可静电吸附作用吸附在细菌细胞壁表层，缓慢渗透进入膜内，与其中的蛋白质、核酸反应导致其内部组织工作程序紊乱，最终导致外壁的破裂，膜内溶质溶出，从而达到一定的抗菌效果。

11、本发明的第二方面，提供了上述杂芳基吡啶碘鎓盐化合物的制备方法，包括以下步骤：

12、

13、(1)将1当量的邻碘吡啶类化合物1溶解于溶剂中，加入适宜的酸试剂，在冰浴中搅拌1小时，撤去冰浴后加入1～1.5当量的取代苯类化合物2，以及1.5当量的氧化剂间氯过氧苯甲酸充分搅拌，并置于1～80℃充分反应1～10小时，得化合物i；

14、优选的，邻碘吡啶类化合物1选自3-碘吡啶、2-溴-3-碘吡啶、3-溴-5-碘吡啶、2-氯-3-碘吡啶、2-氯-5-碘吡啶、2-氟-3-碘吡啶、2-氟-5-碘吡啶或3-氟-5-碘吡啶；

15、所述溶剂选自二氯甲烷、乙腈、丙酮、乙酸乙酯中的至少一种；

16、所述取代苯类化合物2选自甲苯、正十二烷基苯、氟苯、氯苯、溴苯、联苯、均三甲苯、苯甲酸乙酯或苯甲醚。

17、(2)将1当量的直链醇类化合物3溶解于溶剂中，在-78℃下，逐滴加入1～1.5当量的催化剂n,n-二异丙基乙胺充分搅拌，再逐滴加入1～1.5当量的三氟甲磺酸酐，反应1～2小时，得到化合物4；

18、优选的，所述直链醇类化合物3选自甲醇、正辛醇、正癸醇、正十二醇、正十四醇、正十六醇、正十八醇中的任意一种。

19、(3)将1当量的化合物i与1～1.5当量的化合物4在室温下充分反应1～24小时，可得化合物ii。

20、本发明的第三方面，提供了杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物在制备抗菌剂中的应用。

21、优选的，所述抗菌剂为抗革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌剂。

22、进一步优选为抗革兰氏阳性菌的抗菌剂，可在较低的浓度范围(32μg/ml)内达到90％以上的杀菌率。

23、由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：

24、合成方面，本发明制备的杂芳基吡啶碘鎓盐化合物合成简单，仅需2～3个步骤，产率最高可达96％，具有较高产率水平，且结构较稳定。

25、抗菌效果方面，本发明所涉及到的杂芳基吡啶碘鎓盐作为抗菌剂，与市售的广谱抗菌剂氯己定与卡松相比，对于革兰氏阳性菌的抗菌效果具有明显的优势，且对枯草芽孢杆菌更为敏感，可在较低的浓度范围(32μg/ml)内达到90％以上的杀菌率。本发明的杂芳基吡啶碘鎓盐在抗菌领域的应用具有稳定、高效等特点。

26、抗菌原理方面，本发明制备的杂芳基吡啶碘鎓盐化合物作为高价(iii)碘化物，具有一个i+核心，可静电吸附作用吸附在细菌细胞壁表层，缓慢渗透进入膜内，与其中的蛋白质、核酸反应导致其内部组织工作程序紊乱，最终导致外壁的破裂，膜内溶质溶出，从而达到一定的抗菌效果。因此，本发明的杂芳基吡啶碘鎓盐结构作为抗菌剂开发，具有一定的研究意义，可作为新结构推动抗菌领域的发展。

技术特征：

1.一种杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物，其特征在于：其结构如下式i或式ii所示：

2.根据权利要求1所述的杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物，其特征在于，所述的杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物为下列化合物中的任一种：

5.权利要求1-4中任一项所述的杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，

7.根据权利要求5所述的杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，

8.权利要求1-4中任一项所述的杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物在制备抗菌剂中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述抗菌剂为抗革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌剂。

技术总结
本发明属于有机合成及抗菌应用领域，公开了一种杂芳基吡啶碘鎓盐类化合物及其制备方法和作为抗菌剂的应用，结构如下所示：其中，R1优选自氢、烷基中一种，所指烷基链长为1‑18个碳；R2优选自氢、卤素、硝基、酯基、苯环、卤素取代的苯环、烷基、烷氧基、卤素取代的烷基、卤素取代的烷氧基中一种；X阴离子选自三氟甲磺酸根离子、溴离子、氯离子中一种。本发明提供的化合物合成工艺较简单，具有较高的产率，且具有高浓度杀菌，低浓度抑菌的性质，可作抗菌剂应用于抗菌领域，同时可稳定存在于水相中，增加应用范围。

技术研发人员：韩建伟,张蒙,蒋爱春,王康辉,王利民
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15