一種1,2,3-三氮唑類淀粉衍生物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及日化領(lǐng)域及醫(yī)藥行業(yè)，具體是一種1，2, 3-三氮唑類淀粉衍生物及其 制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 淀粉（Starch)是高分子碳水化合物，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為（C6HiqO5)n，是由D-葡萄糖脫 去水分子后經(jīng)糖苷鍵連接在一起所形成的共價(jià)聚合物。淀粉主要來(lái)源于玉米、小麥、馬鈴薯 等作物，是人類食物的主要組成部分。在淀粉分子中葡萄糖單元有兩種連接方式，形成兩種 不同的淀粉分子，即直鏈淀粉和支鏈淀粉。淀粉廉價(jià)易得、綠色環(huán)保、具有很好的生物相容 性和生物可降解性，在食品、制藥、造紙、包裝和紡織等工業(yè)中得到了一定的應(yīng)用。然而，天 然淀粉分子因?yàn)橹挥辛u基一種活性基團(tuán)，缺少羧基、硫酸酯基、氨基等活性基團(tuán)而無(wú)法得到 更深入廣泛的應(yīng)用。因此，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾，引入活性基團(tuán)，擴(kuò)大其應(yīng) 用范圍，提高其應(yīng)用價(jià)值，對(duì)淀粉的高值化開(kāi)發(fā)利用，成為淀粉研究的新熱點(diǎn)。目前關(guān)于這 一可再生資源的相關(guān)利用，相對(duì)于有較高利用程度的其他多糖來(lái)說(shuō)，報(bào)道較少。
[0003] 通過(guò)對(duì)淀粉的抑菌活性的測(cè)定可知，淀粉本身的抑菌活性較低，不足以開(kāi)發(fā)利用， 因此對(duì)其進(jìn)行恰當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)修飾則是解決該問(wèn)題行之有效的方法。1，2, 3-三氮唑類化合 物通過(guò)Huisgen1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)而得到。Huisgen1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)操作簡(jiǎn)單、條 件溫和、產(chǎn)物收率高、反應(yīng)快速、產(chǎn)物易純化，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了藥物開(kāi)發(fā)、聚合物合成、 表面修飾和水凝膠和微凝膠、納米粒子、微陣列和自組裝等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，到了很多性能良 好的化合物。1，4-取代的1，2, 3-三氮唑具有較大的偶極矩，位于環(huán)2, 3-位的氮原子可以 充當(dāng)弱的氫鍵受體，能夠增強(qiáng)化合物的水溶性。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，1，2, 3-三氮唑基團(tuán)具有極好的 抑菌活性，羧基和鹵素等基團(tuán)亦具有一定的抑菌活性，如將1，2, 3-三氮唑基團(tuán)和羧基或鹵 素等活性基團(tuán)與淀粉連接起來(lái)，以期得到高抑菌活性的淀粉衍生物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是提供一種具有較好抑菌活性的1，2, 3-三氮唑類淀粉衍生物及其制 備方法和應(yīng)用。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0006] 本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：
[0007] (1)與淀粉相比本發(fā)明化合物在引入疊氮基后，可以直接和末端炔反應(yīng)生成 1，2, 3-三氮唑類淀粉衍生物。
[0008] (2)本發(fā)明制備成1，2, 3-三氮唑類淀粉衍生物后，其生物活性得以提高，例如：抑 菌活性。
[0009] (3)在合成工藝上本合成方法有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明合成步驟簡(jiǎn)單、所需設(shè)備及原 料易得、成本較低、易于推廣，而且本產(chǎn)品產(chǎn)率較高，可達(dá)60%以上。本發(fā)明所得產(chǎn)品可廣泛 用于生物、醫(yī)藥、食品、化工等領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為淀粉的紅外光譜圖。
[0011] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供溴代淀粉的紅外譜圖，從圖2可知與淀粉原料相比， 667cm1處的吸收峰為C-Br鍵的吸收峰，以上分析數(shù)據(jù)，證明溴代淀粉合成，同時(shí)由于空間 位阻的存在，C-6位上伯羥基的反應(yīng)活性最強(qiáng)，在反應(yīng)溫度下即反應(yīng)生成溴代淀粉，其它位 置的羥基難以反應(yīng)，因此通過(guò)控制反應(yīng)條件即得到溴代淀粉。
[0012] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供疊氮淀粉的紅外譜圖，從圖3可知與淀粉原料相比，新增 加的2105cm1處吸收峰為疊氮基團(tuán)的吸收峰，同時(shí)與圖2相比，667cm1處吸收峰消失，表明 疊氮基已經(jīng)親核取代溴制得疊氮淀粉。
[0013] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供6-(4-溴甲基）_1，2, 3-三氮唑淀粉的紅外譜圖。從圖 4可知與圖3疊氮淀粉相比，2105cm1的疊氮基團(tuán)吸收峰消失，1531cm1的三氮唑環(huán)上不飽 和鍵的吸收峰，表明疊氮淀粉完全與末端炔反應(yīng)生成1，2, 3-三氮唑類淀粉衍生物。
[0014] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供6-(4-氯甲基）-1，2, 3-三氮唑淀粉的紅外譜圖。
[0015] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供6-(4-羧基）_1，2, 3-三氮唑淀粉的紅外譜圖。
[0016] 上述圖5-6中2105cm1處疊氮基的吸收峰消失，1550cm1左右產(chǎn)生三氮唑環(huán)的紅 外吸收峰，圖6中還出現(xiàn)了 1724cm1的羧酸基的紅外吸收峰，因此可以證明1，2, 3-三氮唑 類淀粉衍生物的成功合成。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本研究首先制備得到溴代淀粉，然后利用疊氮鈉親核取代溴制得疊氮淀粉，利用 點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)將末端炔接入淀粉分子中，得到了 1，2, 3-三氮唑類淀粉衍生物，并且研究了 其對(duì)大腸桿菌的抑制作用。該類衍生物制備簡(jiǎn)便、條件溫和，為糖類抑菌劑的研制提供了可 行思路。
[0018] 實(shí)施例1
[0019] 1，2, 3-三氮唑類淀粉的合成路線如下：
[0020]
[0021] 其中R為含有不同活性基團(tuán)的等鏈長(zhǎng)取代基；n的平均取值范圍是5-12000。
[0022] 本實(shí)施例按以上合成路線合成目標(biāo)化合物1，2, 3-三氮唑類淀粉。
[0023] 1)溴代淀粉的制備：1.62g淀粉（參見(jiàn)圖1)于50mL DMF(N，N-二甲基甲酰胺）中 在130°C下活化lh，然后降溫到90°C，加入2.OOg溴化鋰助溶。冰浴下，加入7. 12gN-溴代 丁二酰亞胺、10. 49g三苯基膦，在80°C反應(yīng)3h。而后用乙醇沉淀，經(jīng)乙醇和丙酮洗滌，冷凍 干燥，得到產(chǎn)物溴代淀粉（參見(jiàn)圖2) 2.Olg，待用。
[0024] 2)疊氮淀粉的制備：0?23g溴代淀粉（參見(jiàn)圖2)加到15mLDMSO(二甲亞砜）中， 然后加入0. 16g疊氮鈉，在氬氣保護(hù)下80°C反應(yīng)24h，而后直接用乙醇沉淀，并用乙醇和丙 酮洗滌，冷凍干燥得到疊氮淀粉（參見(jiàn)圖3)0. 16g，待用。
[0025] 3)6-(4-溴甲基）_1，2, 3-三氮唑淀粉的制備：0.18g疊氮淀粉（參見(jiàn)圖3)加到 IOmLDMF(N，N-二甲基甲酰胺）中，然后加入0.23mL的溴代丙炔，0? 14mL的三乙胺，20mg的 碘化亞銅，氬氣保護(hù)下在75°C條件下反應(yīng)72h。然后再加入0. 23mL的溴代丙炔，0.IOmL的 三乙胺，IOmg的碘化亞銅，氬氣保護(hù)下在75°C條件下反應(yīng)72h，反應(yīng)結(jié)束后，用丙酮沉淀，抽 濾，洗滌，去離子水透析36h，真空冷凍干燥，即得6- (4-溴甲基）-1，2, 3-三氮唑淀粉（參見(jiàn) 圖4)。
[0026] 實(shí)施例2
[0027] 與實(shí)施例1不同之處在于：
[0028] 1)溴代淀粉的制備：1. 62g淀粉（參見(jiàn)圖1)于50mLDMF(N，N-二甲基甲酰胺）中 在120°C下活化lh，然后降溫到80°C，加入2.Og溴化鋰助溶。冰浴下，加入5. 34gN-溴代 丁二酰亞胺、7. 87g三苯基膦，在70°C反應(yīng)3h。而后用乙醇沉淀，經(jīng)