一種具抑菌活性的化合物及其制備和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于海洋化工工程技術，具體設及一種具抑菌活性的化合物及其制備和應 用。
【背景技術】
[0002] 目前應用的醫用消毒產品主要包括含艦制劑、過氧化物類、醇類、酪類、季錠鹽類 等，它們雖具有很強的抑菌活性，但往往會對皮膚、粘膜造成一定刺激，長期使用生產一些 耐藥性，安全性方面也存在諸多問題。
[0003] 殼聚糖是自然界中唯一帶正電的堿性多糖，安全無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、增強免疫力、促進植物生長及增強抗逆性等的作用，而 殼聚糖及其衍生物對細菌、真菌也具有廣譜的抑制殺滅效果。
[0004] 賴氨酸作為蛋白質的組成單元，是生物代謝所需的重要營養元素之一，其本身無 毒無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 無毒，廣譜抑菌活性被廣泛應用于食品的防腐保鮮及醫用抗菌。

【發明內容】

[0005] 本發明針對上述問題，本發明目的在于提供一種具抑菌活性的化合物及其制備和 應用。
[0006] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：
[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-多聚賴氨酸結構。
[0010] -種具抑菌活性的化合物的制備方法，將B0C-賴氨酸溶于過量的有機溶劑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8-12小時，而后過濾，濾餅洗 涂、干燥，干燥產物溶于過量的有機溶劑Π 中加酸脫去BOC，過濾、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] 所述脫水劑為二環己基碳二亞胺;催化劑為4-二甲氨基化晚。
[0012] 所述有機溶劑I為二氯甲燒、二甲亞諷或N，N-二甲基甲酯胺;有機溶劑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)溶于過量的有機溶劑中， 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5-10小時，反應 后調節反應液抑=2，而后萃取，萃取液真空旋轉蒸發得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中的有機溶劑體積比1:1- 3。
[0015] 所述有機溶劑為二氧六環或四氨巧喃。
[0016] 所述萃取反應液的萃取液為二氯甲燒或乙酸乙醋萃取。
[0017] 原理:本發明W殼聚糖為骨架，在N位氨基與ε-氨基被保護的B0C-賴氨酸簇基反 應，W酷胺鍵進行偶聯，同時B0C-賴氨酸游離的α-氨基仍可與B0C-賴氨酸簇基發生反應，從 而在殼聚糖2位氨基引入多聚賴氨酸結構，最后脫去B0C保護制備出殼聚糖α-多聚賴氨酸衍 生物。
[0018] 本發明所具有的優點：
[0019] 1.本發明化合物是在殼聚糖結構中引入α-多聚賴氨酸結構，兩者產生協同增效作 用，顯著提高了殼聚糖的抑菌活性。
[0020] 2.本發明制備的殼聚糖α-多聚賴氨酸衍生物較好的水溶性，且未引入毒性基團， 在醫用消毒及食品防腐領域有著潛在的應用價值。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明實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為本發明實施例提供的殼聚糖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
【具體實施方式】
[0023] 下面結合說明書附圖對本發明作進一步說明，并且本發明的保護范圍不僅局限于 W下實施例。
[0024] 實施例1 ε-氨基被保護的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二氧六環中，得(B0C)2〇有機溶液，待用；
[0027] 冰浴條件下將上述(B0C)20有機溶液緩慢滴加到含Ξ乙胺得賴氨酸水溶液中，5- lOmin內滴加完畢，30 °C反應10小時。反應完成后用巧樣酸溶液調節反應液抑=2,而后采用 二氯甲燒萃取反應液，真空旋轉蒸發得淡黃色油狀物質，再將淡黃色油狀物質用石油酸攬 洗，傾去石油酸，反復Ξ次，再經真空旋轉蒸發得ε -氨基被保護的BOC-賴氨酸。
[0028] 實施例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，冰浴條件下加入0,5g二環己基碳二 亞胺和0.1 g 4-二甲氨基化晚，繼續活化化，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18小時。反應物過濾，濾餅依次經無水乙醇、無水甲醇多次洗涂。洗涂后濾餅置于 40ml二氯甲燒中，加 lOmlS氣乙酸，室溫攬拌反應地。反應完成后過濾，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] 抑菌活性測定
[0033] 抑菌活性的測定采用96孔板法，W市售艦伏(有效艦含量為4.5g/L-5.5g/L)為陽 性對照，W蒸饋水為陰性對照，艦伏(按有效艦含量計算）、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] 細菌最小抑菌濃度(MIC)采用微量肉湯稀釋法測定。具體步驟如下，將供試細菌W 劃線法接種于血平板中進行活化培養。培養12h用接種環挑取形態相似待檢菌落3-5個，接 種于液體培養基中，在不同菌種的相應適宜溫度解育2-化(或直接取培養18-24h的菌落調 配)成0.5麥氏比濁標準的菌懸液（1-2X108)。用MH肉湯將上述菌懸液進行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，相應溫度下解育16-2化，酶標儀測定在微量稀釋孔中細菌生長完 全被抑制時的最低抗菌藥物濃度(MIC)(表1)。
[0037] 從實施例可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于艦伏，說明該化合物可同時抑制金黃色葡萄球 菌和大腸桿菌，因此將具有很大的應用潛力。
[0038] 表1部分通式1殼聚糖衍生物對大腸桿菌及及金黃色葡萄球菌的MIC Γ00391
【主權項】
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-多聚賴氨酸結構。3. -種權利要求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 溶于過量的有機溶劑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 8-12小時，而后過濾，濾餅洗滌、干燥，干燥產物溶于過量的有機溶劑Π 中加酸脫去BOC，過 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 環己基碳二亞胺;催化劑為4-二甲氨基吡啶。5. 按權利要求3所述的具抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于:所述有機溶劑I 為二氯甲烷、二甲亞砜或Ν，Ν-二甲基甲酰胺;有機溶劑Π 為二氯甲烷;所述酸為三氟乙酸。6. 按權利要求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）溶于過量的有機溶劑中，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5-10小時，反應后調節反應液pH = 2,而后萃取，萃 取液真空旋轉蒸發得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中的有機溶劑體積比1:1-3。7. 按權利要求6所述的具抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于:所述有機溶劑為 二氧六環或四氫呋喃。8. 按權利要求6所述的具抑菌活性的化合物的制備方法，其特征在于:所述萃取反應液 的萃取液為二氯甲烷或乙酸乙酯萃取。
【專利摘要】本發明屬于海洋化工工程技術，具體涉及一種具抑菌活性的化合物及其制備和應用。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。本發明化合物結構新穎、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】CN105669973
【申請號】CN201610005360
【發明人】劉松, 黃勇, 李鵬程, 邢榮娥, 于華華, 李克成, 秦玉坤, 劉衛翔, 岳陽, 王晶, 張小倩
【申請人】中國科學院海洋研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月6日