一种水相自组装卟啉纳米聚集体及其制备方法技术

本发明专利技术的水相自组装卟啉纳米聚集体属于聚合物合成技术领域，以4‑溴甲基苯甲醛、吡‑4‑甲醛和吡咯为原料，有机丙酸为反应溶剂，合成卟啉单体中心结构；再通过氨基和醛基的缩合反应拓展其结构。本发明专利技术可以通过拓展结构的不同调节水相自组装聚合物粒径的大小，且由于合成过程均十分温和，大大降低了反应成本可用于工业化生产,提供了一种低毒且可以用于多种不同应用的抗微生物剂。

A self-assembled porphyrin nanoaggregate in aqueous phase and its preparation method

The water phase self-assembled porphyrin nanoaggregates of the invention belong to the field of polymer synthesis technology. The porphyrin monomer central structure is synthesized from 4 bromomethylbenzaldehyde, pyridyl 4 formaldehyde and pyrrole as raw materials, organic propionic acid as reaction solvent, and the structure is expanded by condensation reaction of amino and aldehyde groups. The invention can adjust the particle size of water phase self-assembled polymer by expanding different structures, and can greatly reduce the reaction cost for industrial production because of the mild synthesis process, thus providing a low toxicity antimicrobial agent which can be used in various different applications.

【技术实现步骤摘要】
一种水相自组装卟啉纳米聚集体及其制备方法
本专利技术涉及聚合物合成领域，具体涉及一种水相自组装卟啉纳米聚集体及其制备方法。
技术介绍
卟啉是由四个吡咯通过亚甲基相连而形成的共扼大环化合物。卟啉及其衍生物如血红素(铁卟啉)、血蓝素(铜卟啉)、维生素B12(钴卟啉)及叶绿素(镁卟啉)等广泛存在于生物体内与催化、氧的输运和能量转移等相关的重要细胞器中。卟啉具有优异的光、电及仿生等性能,在光学材料、化学催化、电致发光材料及分子靶向药物等领域均有潜在的应用前景,是目前研究的热点之一。抗微生物剂，如杀真菌剂、抗病毒和抗细菌化合物已被广泛研究。虽然大量抗微生物剂是有效的，但是它们存在毒性高、难以处理和污染环保等缺陷，限制了其应用。因此，需要一种低毒且可以用于多种不同应用的抗微生物剂，例如用于水生应用、作物保护、治疗或预防某些微生物引起的疾病。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，抗微生物剂毒性高、难处理及污染环保等缺陷，为此本专利技术提供了一种低毒且可以用于多种不同应用的抗微生物剂。本专利技术采取的技术方案是，一种水相自组装卟啉纳米聚集体，并提供了其制备方法。本文专利技术采用的具体技术方案是：一种水相自组装卟啉纳米聚集体，其结构通式为其中,n＝60-120,R—为：一种水相自组装卟啉纳米聚集体的制备方法，其特征是，(1)将吡-4-甲醛溶于丙酸后加入吡咯，在避光条件下回流1小时；旋转蒸发除去溶剂，得到5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉固体初产物；将所述5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉固体初产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤并过滤，分别用N,N-二甲基甲酰胺和乙醚各洗涤2次，产物并于80℃真空干燥24小时，得到5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉；吡-4-甲醛，丙酸与吡咯摩尔比为1:25.5:1；(2)将4-溴甲基苯甲醛和5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉溶于N,N-二甲基甲酰胺，升温至100℃反应24小时；反应完毕后，自然冷却至室温，过滤析出的沉淀并用乙醚和丙酮分别清洗3次，所述沉淀于80℃真空干燥10小时，得到5,10,15,20-四(4-N-甲基对苯甲醛基)卟啉；4-溴甲基苯甲醛，5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉和N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为4:1:2723；(3)将5,10,15,20-四(4-N-甲基对苯甲醛基)卟啉与2-氨基萘在乙醇中于100℃回流12小时，反应结束后冷却至室温过滤，得到的固体用甲醇重结晶，得到水相自组装单体；5,10,15,20-四(4-N-甲基对苯甲醛基)卟啉,氨基芳环化合物与乙醇的摩尔比为1:4:17195；所述氨基芳环化合物优选2-氨基萘，2-氨基喹啉和2-氨基苯并咪唑；(4)在避光条件下，将所述水相自组装单体溶于二甲亚砜，再通过注射泵缓慢加入蒸馏水中，搅拌2小时，得到组装溶液；将所述溶液用截留分子量为2000Da的透析袋中透析48小时，每隔4小时换一次水，除去二甲亚砜；得到水相自组装卟啉纳米聚集体；水相自组装单体溶于二甲亚砜的摩尔比为1:29089。本专利技术提供的水相自组装卟啉纳米聚集体是一种可以提高单线态氧转化效率的新型光敏剂，尺寸可调节，且制备方法简单，反应成本低，可应用于饮用水的消毒系统、医疗器械及手术消毒、建筑内外墙防霉处理、用在军事设备或衣物上以杀死或防止生物威胁(细菌和病毒)和果蔬保鲜处理等领域。由于卟啉母体容易达到三重态，敏化基态氧气产生单线态氧(强氧化剂)，因此，水相自组装卟啉纳米粒子在光照条件下有良好的细菌杀灭效果。本专利技术通过改变R基从而实现水相自组装分子尺寸大小的调节，R基为具有共轭结构的芳香环类化合物。利用氨基与5,10,15,20-四(4-N-甲基对苯甲醛基)卟啉中的醛基发生缩合反应制备单体，再进行水相自组装从而得到卟啉纳米粒子。说明书附图图1水相自组装卟啉纳米聚集体的通式。具体实施方式下面将结合具体实例来详述本专利技术的特点。实施例1(1)将80mmol吡-4-甲醛溶于2040mmol丙酸后加入80mmol吡咯，在避光条件下回流1小时；旋转蒸发除去溶剂，得到5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉固体初产物；将所述5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉固体初产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤并过滤，分别用N,N-二甲基甲酰胺和乙醚各洗涤2次，产物并于80℃真空干燥24小时，得到5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉；(2)将0.212mmol4-溴甲基苯甲醛和0.053mmol5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉溶于144.3mmolN,N-二甲基甲酰胺，升温至100℃反应24小时；反应完毕后，自然冷却至室温，过滤析出的沉淀并用乙醚和丙酮分别清洗3次，所述沉淀于80℃真空干燥10小时，得到5,10,15,20-四(4-N-甲基对苯甲醛基)卟啉；(3)将0.016mmol5,10,15,20-四(4-N-甲基对苯甲醛基)卟啉与0.064mmol2-氨基萘在275.12mmol乙醇中于100℃回流12h，反应结束后冷却至室温过滤，得到的固体用甲醇重结晶，得到水相自组装单体1；(4)在避光条件下，将0.004mmol水相自组装单体溶于116.35mmol二甲亚砜，再通过注射泵缓慢加入蒸馏水中，搅拌2小时，得到组装溶液；将所述溶液用截留分子量为2000Da的透析袋中透析48小时，每隔4小时换一次水，除去二甲亚砜；得到水相自组装卟啉纳米聚集体1。水相自组装卟啉纳米聚集体1的结构式为：其中n＝60-120。实施例2用0.064mmol2-氨基喹啉代替2-氨基萘,重复实施例1，得到水相自组装卟啉纳米聚集体2。水相自组装卟啉纳米聚集体2的结构式为：其中n＝60-120。实施例3用0.064mmol2-氨基苯并咪唑代替2-氨基萘,重复实施例1，得到水相自组装卟啉纳米聚集体2。水相自组装卟啉纳米聚集体3的结构式为：其中n＝60-120。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水相自组装卟啉纳米聚集体，其结构通式为

【技术特征摘要】
1.一种水相自组装卟啉纳米聚集体，其结构通式为其中,n＝60-120,R—为：2.一种权利要求1的水相自组装卟啉纳米聚集体的制备方法，其特征是，(1)将吡-4-甲醛溶于丙酸后加入吡咯，在避光条件下回流1小时；旋转蒸发除去溶剂，得到5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉固体初产物；将所述5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉固体初产物用N,N-二甲基甲酰胺洗涤并过滤，分别用N,N-二甲基甲酰胺和乙醚各洗涤2次，产物并于80℃真空干燥24小时，得到5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉；吡-4-甲醛，丙酸与吡咯摩尔比为1:25.5:1；(2)将4-溴甲基苯甲醛和5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉溶于N,N-二甲基甲酰胺，升温至100℃反应24小时；反应完毕后，自然冷却至室温，过滤析出的沉淀并用乙醚和丙酮分别清洗3次，所述沉淀于80℃真空干燥10小时，得到5,10,...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳汝信，满霞霞，郇延富，孙笑笑，赵玉琦，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22