一种海洋生物多糖铜复合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于海洋化工工程技术，具体涉及一种海洋生物多糖铜复合物及其制备方法和应用。复合物如式I所示，式I中，X为吡啶基；n＝4‑4000。所述式I所示复合物用于制备农用杀菌剂中的应用。本发明专利技术制备的O‑羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱铜复合物具有良好的溶解性，可溶于多种溶剂，在提高抑菌效果的同时还避免了重金属离子在土壤中残留，扩大了其应用领域，在农药领域有着潜在的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋化工工程技术，具体涉及一种海洋生物多糖铜复合物及其制备方法和应用。
技术介绍
铜制剂由于其价格低廉、使用方法简单、不易产生抗药性等诸多优点而得到长期广泛应用。其主要分为无机和有机两种类型。依靠释放出铜离子与病菌体内蛋白质中的-SH、-NH2、-COOH、-OH等基团起作用，导致病菌死亡。但传统铜制剂使用不当极易产生药害并诱发螨类的爆发。因此，铜离子的含量和释放能力是决定铜制剂杀菌防病效果的主要因素，同时也是决定其对作物安全性高低的重要因素。壳聚糖是一种可再生、无毒、生物相容性和降解性良好的海洋氨基多糖。壳聚糖对多种植物病原真菌均有抑制作用，在农业中可以作为土壤改良剂防治土传病害，用作种衣剂防治种传病害、果蔬保鲜控制采后病害等，将其开发为新型海洋生物源农药，无疑具有广阔的应用前景。然而壳聚糖作为单一活性组分直接使用存在药效较差、用量大、成本高等问题，因而推广困难。烟酰胺类席夫碱作为天然氨基酸的类似物,其合成方法和生物活性受到科学家的广泛关注,而其多变的结构类型又为不断合成新化合物奠定了基础，其铜复合物也具有一些显著的特性。研究发现其具有杀菌、催化等多种活性。我们采用活性亚结构拼接原理，将烟酰胺类席夫碱衍生物的生物活性基团引入到天然产物壳聚糖骨架中，利用分子中的氨基络合铜离子，制备出抑菌和诱导抗病活性均提高的新型壳聚糖衍生物，为开发新型生物农药的开辟了新途径。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，提供了一种海洋生物多糖铜复合物及其制备方法和应用。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用如下技术方案为：一种海洋生物多糖铜复合物，复合物如式I所示，式I中，X为吡啶基；n＝4-4000。所述X为3-吡啶基或4-吡啶基。一种海洋生物多糖铜复合物的制备方法：1)将烟酰胺溶于过量的溶剂中，而后再加入乙酰丙酮在加热回流下进行反应生成单季胺配体；其中，烟酰胺与乙酰丙酮的摩尔比为1:1-3；2)全脱乙酰壳聚糖溶于过量的溶剂中，而后再加入步骤1)的单季胺配体在酸催化的条件下进行反应，反应物与氯乙酸反应生成O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱衍生物；3)将上述获得O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱衍生物溶于过量溶剂中，再加入一水乙酸铜在60-80℃搅拌下反应即得式I所示复合物O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱铜复合物；其中，O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱衍生物与一水乙酸铜的质量比为1:3-5。所述步骤1)烟酰胺溶于溶剂中，而后再加入乙酰丙酮在60-80℃回流下反应6-12小时生成单季胺配体；其中，溶剂的体积与烟酰胺质量比为10-100:1；所述烟酰胺为烟酰胺或异烟酰胺；溶剂为甲醇和/或乙醇。所述步骤2)全脱乙酰壳聚糖溶于过量的溶剂中，而后再加入步骤1)的单季胺配体在60-80℃、酸催化的条件下反应12-18小时生成壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱衍生物，反应物与氯乙酸在60-80℃反应6-12小时，产物加入乙醇沉淀，过滤，滤饼用醇洗涤，在50-60℃下进行干燥，即得O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱衍生物；其中，溶剂的体积与全脱乙酰壳聚糖质量比为50-300:1；全脱乙酰壳聚糖的质量与单季胺配体的质量比为1:4-10；全脱乙酰壳聚糖的质量与氯乙酸的质量比为1:5-10；所述的酸催化剂为甲酸、乙酸、丙酸中的一种或几种；溶剂为甲醇、乙醇、水中的一种或几种；醇为甲醇或乙醇。所述壳聚糖分子量为130万。所述步骤3)将上述获得O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱衍生物溶于过量水中，再加入一水乙酸铜在60-80℃搅拌下反应6-12小时反应后过滤，滤饼用醇洗涤，在50-60℃下进行干燥，即得式I所示复合物O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱铜复合物衍生物；其中，水的体积与O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱衍生物质量比为100-300:1，醇为甲醇或乙醇。一种海洋生物多糖铜复合物的应用，所述式I所示复合物用于制备农用杀菌剂中的应用。所述式I所示复合物用于制备农用杀植物病原真菌菌剂中的应用。所述植物病原真菌为立枯丝核菌、大丽花轮枝孢、玉蜀黍赤霉、灰葡萄孢、辣椒疫霉病菌、水稻纹枯病菌、黄瓜枯萎病菌或苹果炭疽病菌。本专利技术中烟酰胺与乙酰丙酮发生反应生成单季胺配体，单季胺配体与全脱乙酰壳聚糖C2位上的-NH2发生反应生成壳聚糖席夫碱，之后与氯乙酸发生反应生成O-羧甲基壳聚糖衍生物，该壳聚糖衍生物上C2位上的-N＝、吡啶环所连-NH-与乙酸铜的铜离子配位生成O-羧甲基壳聚糖铜复合物衍生物，所得的衍生物经红外光谱分析确定其结构，壳聚糖与接入的基团有效地结合生成O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺类席夫碱铜复合物衍生物。原理：壳聚糖结构中含有-NH2，可与单季胺配体发生席夫碱反应在壳聚糖结构中引入烟酰胺，再用壳聚糖与烟酰胺中的两个N配位铜离子，进而与壳聚糖产生协同作用，显著提高衍生物的生物活性。本专利技术的优点：1.本专利技术复合物壳聚糖结构中引入烟酰胺基团与铜离子，三者产生协同增效作用，显著提高了壳聚糖的抑菌活性。2.本专利技术制备的O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱铜复合物具有良好的溶解性，可溶于多种溶剂，在提高抑菌效果的同时还避免了重金属离子在土壤中残留，扩大了其应用领域，在农药领域有着潜在的应用价值。附图说明图1为全脱乙酰壳聚糖的红外光谱图，其红外特征吸收(cm-1)：1588,1069。图2为本专利技术实施例提供的壳聚糖衍生物1的红外光谱图，其红外特征吸收(cm-1)：3370,3187,1667,1624,1596,1554,1397,1047。图3为本专利技术实施例提供的壳聚糖衍生物2的红外光谱图，其红外特征吸收(cm-1)：3372,3184,1668,1624,1596,1554,1403,1045。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术作进一步说明，并且本专利技术的保护范围不仅局限于以下实施例。实施例1衍生物1的制备将6.1克烟酰胺、5克乙酰丙酮加入到50mL无水乙醇中，回流反应12小时，反应物旋蒸，冷乙醇洗，60摄氏度下干燥，即得单季胺配体。将0.5克分子量为130万的壳聚糖加入到20mL无水乙醇和25mL水中，搅拌下向其滴加0.5mL乙酸；1.9克单季胺配体加入到50mL无水乙醇中，滴加到反应体系中，回流反应12小时；将2.5克氯乙酸加入到10mL无水乙醇中，滴加到反应体系中，60℃反应6小时，冷却至室温，加入无水乙醇沉淀，沉淀抽滤，无水乙醇洗涤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋生物多糖铜复合物，其特征在于：复合物如式I所示，式I中，X为吡啶基；n＝4‑4000。

【技术特征摘要】
1.一种海洋生物多糖铜复合物，其特征在于：复合物如式I所示，
式I中，X为吡啶基；n＝4-4000。
2.根据权利要求1所述的海洋生物多糖铜复合物，其特征在于：所述X为3-吡啶基或4-
吡啶基。
3.一种根据权利要求1所述的海洋生物多糖铜复合物的制备方法，其特征在于：
1)将烟酰胺溶于过量的溶剂中，而后再加入乙酰丙酮在加热回流下进行反应生成单季
胺配体；其中，烟酰胺与乙酰丙酮的摩尔比为1:1-3；
2)全脱乙酰壳聚糖溶于过量的溶剂中，而后再加入步骤1)的单季胺配体在酸催化的条
件下进行反应，反应物与氯乙酸反应生成O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱衍生物；
3)将上述获得O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱衍生物溶于过量溶剂中，再加入
一水乙酸铜在60-80℃搅拌下反应即得式I所示复合物O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席
夫碱铜复合物；其中，O-羧甲基壳聚糖乙酰丙酮烟酰胺席夫碱衍生物与一水乙酸铜的质量
比为1:3-5。
4.根据权利要求3所述的根据权利要求1所述的海洋生物多糖铜复合物的制备方法，其
特征在于：所述步骤1)烟酰胺溶于溶剂中，而后再加入乙酰丙酮在60-80℃回流下反应6-12
小时生成单季胺配体；其中，溶剂的体积与烟酰胺质量比为10-100:1；所述烟酰胺为烟酰胺
或异烟酰胺；溶剂为甲醇和/或乙醇。
5.根据权利要求3所述的根据权利要求1所述的海洋生物多糖铜复合物的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏程，刘卫翔，秦玉坤，刘松，邢荣娥，于华华，李克成，杨悦，孙雨豪，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37