含α-氨基酸的苯乙炔聚合物的合成及其抗菌性能研究

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氨基酸作为一种天然抗菌剂,其原料来源丰富,价格低廉,毒性较低,而被广泛应用,目前关于氨基酸类抗菌剂主要集中在氨基酸酯衍生物、氨基酸金属盐、阳离子抗菌肽等方面。基于这一现状,本文主要对含不同α-氨基酸的苯乙炔聚合物的合成及其抗菌性能进行了系统研究。首先使用4-乙炔基苯甲酰氯分别对丝氨酸、酪氨酸中羟基进行了化学修饰,合成了相应的单体前体A-Ser-1-boc、A-Tyr-2-boc,并在三乙胺/[Rh(nbd)Cl]2催化体系下,将不同单体前体均聚得到相应的聚合物前体p-PA-Ser-1、p-PA-Tyr-2。最后在酸性条件下将前体聚合物脱除Boc保护基,最终分别得到带有丝氨酸和酪氨酸的阳离子型聚合物PA-Ser-1、PA-Tyr-2。通过4-乙炔基苯胺与色氨酸、缬氨酸上的羧基进行脱水反应,合成了相应的单体前体A-Trp-3-boc、A-Val-4-boc,并在三乙胺/[Rh(nbd)Cl]2催化体系下进行均聚得到相应的聚合物前体p-PA-Trp-3、p-PA-Val-4。在酸性条件下将前体聚合物脱除Boc保护基,最终得到带有色氨酸、缬氨酸的阳离子型聚合物PA-Trp-3、PA-Val-4。所合成的阳离子单体及聚合物的化学结构通过核磁共振氢谱(1H-NMR)及傅里叶红外光谱(FT-IR)进行了系统表征。并以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为实验菌种,采用最小抑菌浓度(MIC)法对所合成单体及相应聚合物的抗菌活性进行评价,并与PA-Ser-1含相同丝氨酸结构的聚丙烯酸酯(PV-Ser-5)的抗菌性进行了对比。研究了氨基酸光学活性、侧链结构、聚合物主链结构及聚合效应对抗菌性能的影响。结果表明:含丝氨酸的抗菌剂具有明显的聚合效应,其单体无抗菌活性,其D型聚合物PA-D-Ser-1及L型聚合物PA-L-Ser-1都有很好的抗菌效果。基于缬氨酸的单体A-Val-4表现出最佳抗菌性能,且A-L-Val-4金黄色葡萄球菌的MIC值可达到78μg/mL,但是其相应聚合物的抗菌效果较差。基于酪氨酸及色氨酸的单体及其聚合物均抗菌活性较低。为了探讨主链结构对抗菌效果的影响,通过丙烯酰氯对丝氨酸上的羟基衍生化后,经自由基聚合制得相应的带有与PA-Ser-1相同丝氨酸的聚丙烯酸酯PV-Ser-5。MIC测试结果发现,PV-Ser-5抗菌活性明显弱于PA-Ser-1,说明PA-Ser-1中聚苯乙炔主链对其抗菌活性具有明显促进作用。
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