一種寡聚苯乙炔化合物及其製備方法和應用的製作方法
2023-05-08 08:03:36
一種寡聚苯乙炔化合物及其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】本發明是涉及一種式（I）和式（II）的寡聚苯乙炔化合物及其製備方法以及它們在光誘導抗菌過程中作為光敏劑的應用。採用本發明的製備方法合成了一種長度約為2.8nm的寡聚苯乙炔分子並通過末端引入氨基方法，增加寡聚苯乙炔化合物的水溶性。該寡聚苯乙炔化合物合成路線簡單，條件溫和，試劑通用，產率高，適合放大生產並具有良好的光誘導抗菌效果。抗菌實驗表明：式（I）和式（II）寡聚苯乙炔化合物具有良好的光活性抗菌效果，使用紫外光及白光作為光源光照時均能夠發揮抗菌活性，而不光照時的抗菌效果很弱。
【專利說明】一種寡聚苯乙炔化合物及其製備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬於寡聚苯乙炔類化合物製備【技術領域】，具體涉及一種寡聚苯乙炔化合物 及其其製備方法以及它們在光誘導抗菌過程中作為光敏劑的應用。
【背景技術】
[0002] 寡聚苯乙炔（0ΡΕ)是一類苯基和乙炔基交替構成的，具有大π共軛電子結構化合 物。該類化合物具有很獨特的光化學、光物理、生物物理及生物化學性質，合成方法簡便。
[0003] Whitten研究組2009年合成了 2個非對稱的0ΡΕ和2個對稱結構的OPE (Tang, Zhou, et al·，J /%〇?ο辦兒-2009, 4-6·)，並詳細研 究了其超分子自組裝性質。他們發現，帶正電的OPE分子在羧甲基纖維素鈉（CMC)和羧甲基 澱粉鈉（CMA)的作用下較容易發生超分子自組裝，並使得氣吸收光譜和發射光譜產生明顯 的紅移，同時，放射光譜的強度大大增強；圓二色譜研究發現，0ΡΕ分子能誘導CMA產生雙螺 旋結構；然而，帶負電的0ΡΕ卻不能與CMA或CMC產生超分子自組裝，相應的也沒有明顯的 光譜變化。進一步的研究發現，帶正電的0ΡΕ分子與其他的負電高分子材料也能產生相似 的作用（Tang, Zhou, et al·，LaflgsK/ir，2009，激（1)，21-25; Tang, Zhou, et al·， La/頌?w>，2011，之7，4945-4955.)，比如，在OPE的水溶液中加入不同長度的DNA，也能發 現明顯的光譜變化（Tang, Achyuthan, et al·，Langmuir, 2010，26(9)，6832-6837)。
[0004] 利用帶正電的OPE分子可以與DNA可以相互作用從而產生明顯光譜變化，Whitten 課題組嘗試了 ΟΡΕ作為生物傳感器的應用潛力（Tang, Achyuthan, et al.，Langmuir, 2010，26(9)，6832-6837)。通過合成完全匹配和DNA和部分錯配的DNA，他們發現，OPE與 上述DNA相互作用後產生明顯不同的光譜特徵。光譜的變化還與DNA的錯配位置，錯配的 鹼基對數量等有直接關係。因此，通過分析CPE與DNA相互作用後光譜的變化，得到DNA鹼 基相互匹配的正確度。該方法對於研究DNA的突變(如輻射條件下發生的DNA斷裂，DNA錯 配，甲基化等）具有潛在的應用價值。
[0005] 光物理研究表明，0ΡΕ分子在光照條件下，可以激發基態氧氣產生單線態氧，因此 具有較強的細胞毒性。這也是光動力治療的基礎。通過對不同的細菌的毒性實驗可以看出， 非光照條件下0ΡΕ的細菌毒性(無論是革蘭氏陽性菌或革蘭氏陰性菌）很小（Wang，Zhou， etal.，/?心督irs，2011，J，1199-1214.)，然而，光照條件下，ΟΡΕ的細菌毒性迅速增加 (Tang, Corbitt, et al·，2011，27(8)，4956-4962·)。研究發現，重複單兀 越多，ΟΡΕ的細菌毒性越強，且ΟΡΕ對革蘭氏陽性菌具有更強的毒性；光源的波長對ΟΡΕ的 細菌毒性也有明顯的影響，可見光照(波長> 400 nm) 0ΡΕ產生的細菌毒性要遠小於紫外光 照（UV 365 nm)。通過光譜分析可以發現，0ΡΕ的最大吸收峰（2個)在360納米和420納米 附近，更加接近紫外區，因此，紫外光更容易激發0ΡΕ。因此，紫外光照下其三線態產率將更 高，從而通過能量轉移激發基態氧氣(三線態）產生氧化性較強的單線態氧。0ΡΕ的細菌毒 性不僅與苯乙炔的重複單元多少有關，也與支鏈有非常密切的關係。研究發現，不帶支鏈且 苯基上直接連接銨鹽的Ε0-0ΡΕ具有更強的細胞毒性，甚至，非光照條件下也具有一定程度 的細菌毒性。對病毒，真菌也有一定的毒性（Zhou, Corbitt, et al.，Zeii. 2010，7，3207-3212.)。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題是提供一種寡聚苯乙炔化合物； 本發明要解決的另一技術問題是提供一種寡聚苯乙炔化合物的製備方法； 本發明要解決的再一技術問題是提供一種寡聚苯乙炔化合物作為光活抗菌劑在抗菌 方面的用途； 本發明的寡聚苯乙炔化合物，其化學結構式如（I)和（II):
【權利要求】
1. 一種寡聚苯乙炔化合物，其化學結構式如（I)和（II):
〇
2. -種寡聚苯乙炔化合物的製備方法，包括以下反應式：
還包括以下反應步驟： 1) 化合物b的製備 將化合物a溶解於醋酸中，依次加入碘化鈉，碘酸鉀，碘和濃硫酸，攪拌加熱回流；反應 完成後，加入適量的活性碳並加熱脫色，過濾後得到無色溶液，除去甲醇，得到白色固體，該 白色固體經重結晶得到白色晶體狀化合物b ; 2) 化合物c的製備 將化合物b溶解在無水二氯甲烷中，並冷至-78度，加入三溴化硼後，並繼續攪拌，得到 粉紅色的反應液；將該粉紅溶液加入冰水後，有固體產生，過濾收集,得到灰白色固體化合 物c ; 3) 化合物ΟΡΕ-1的製備 在氮氣保護下，將化合物c溶解在二甲基亞碸中，依次加入無機鹼，Ν，Ν-二甲基-2-氯 乙烷鹽酸鹽，室溫攪拌，得到紅棕色的懸濁液，將該反應液倒入冰水中產生白色固體，過濾 收集得到化合物ΟΡΕ-1 ; 4) 化合物e的製備 將化合物d溶於無水二氯甲烷中，加入有機鹼，該體系在冰浴下氬氣鼓泡後，依次加入 三甲基矽乙炔，二(三苯基膦）氯化鈀，碘化亞銅；反應完成後，依次用飽和氯化胺溶液、純水 洗滌和飽和氯化鈉洗滌後，乾燥並除去有機溶劑得到深紅棕色油狀液體，將該液體重新溶 解在甲醇和二氯甲烷的混合液中，加入無機鹼，室溫下反應，得到深紅棕色油狀液體，該液 體用矽膠層析柱純化後得到白色晶體化合物e ; 5) 化合物（I)的製備 將0PE-1溶解在無水二氯甲烷中，加入有機鹼，該體系在冰浴下氬氣鼓泡後，依次加入 e、二（三苯基膦）氯化鈀、碘化亞銅；反應完成後，加入二氯甲烷稀釋該反應體系後，依次用 飽和氯化胺溶液、純水和飽和氯化鈉溶液洗滌後，收集有機相，乾燥並除去有機溶劑得到淺 紅色固體；該固體經矽膠層析柱純化得到白色固體化合物I ; 6) 化合物（II)的製備 將化合物（I)溶解在無水二氯甲烷中，加入碘甲烷，室溫下攪拌，反應產生白色固體，過 濾收集得到化合物（II)。
3. 按照權利要求2的方法，其中步驟3)所述的無機鹼為氫氧化鉀/氫氧化鈉。
4. 按照權利要求2的方法，其中步驟4)所述的有機鹼為二異丙胺/三乙胺。
5. 按照權利要求2的方法，其中步驟4)所述的無機鹼為碳酸鉀/碳酸鈉。
6. 按照權利要求2的方法，其中步驟5)所述的有機鹼為二異丙胺/三乙胺。
7. 權利要求1中化合物（I)和（II)在光誘導抗菌過程中作為光敏劑的應用。
【文檔編號】C07C217/20GK104151173SQ201410355235
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】王靜, 魏洪源, 闞文濤, 周志軍, 蹇源 申請人:中國工程物理研究院核物理與化學研究所