一种低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物及其应用制造技术

技术编号：40493650 阅读：12 留言：0更新日期：2024-02-26 19:23

本发明专利技术公开了一种低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物及其应用，涉及抑菌剂领域，将具有抑菌活性的烟酸(VPP)、2‑氯烟酸(2‑CNA)和2‑氨基烟酸(2‑ANA)等烟酸类化合物接枝到低分子量壳聚糖上，制得新型低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物；采用菌丝生长速率法，测定了衍生物对辣椒疫霉病菌、小麦赤霉病菌、甘薯间座核菌和番茄早疫病菌的抑制效果，结果表明，本发明专利技术衍生物的抑真菌效果均明显高于壳聚糖原料。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及抑菌剂领域，特别涉及一种低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物及其应用。

技术介绍

1、植物病害是造成农作物损失的重要原因之一，而真菌是引起各类植物病害的重要病原物之一。近年来，直接应用天然产物或结构修饰已成为发现和创造新农药的有效途径。壳聚糖是一种天然的高分子多糖，具有生物相容性、安全无毒、抗氧化及抗菌等特点，使得壳聚糖广泛应用于食品、医药、化妆品等领域，但其生物活性较弱，作为抑菌剂效果较差。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物及其应用，将具有抑菌活性的烟酸(vpp)、2-氯烟酸(2-cna)和2-氨基烟酸(2-ana)等烟酸类化合物接枝到低分子量壳聚糖上，制得新型低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物；采用菌丝生长速率法，测定了衍生物对辣椒疫霉病菌、小麦赤霉病菌、甘薯间座核菌和番茄早疫病菌的抑制效果，结果表明，本专利技术衍生物的抑真菌效果均明显高于壳聚糖原料。

2、为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：

3、根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，所述低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物的结构通式如式i所示：

4、

5、

6、其中，n为选自13-23的整数，r为以下结构式中的任意一种：

7、

8、进一步的，上述低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物的制备方法为：由烟酸类化合物上的羧基与低分子量壳聚糖c2位的氨基发生酰化反应制得。

<p>9、进一步的，上述低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物的制备方法包括如下步骤：将烟酸类化合物溶于2-吗啉乙磺酸缓冲溶液中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和n-羟基丁二酰亚胺搅拌活化；接着加入低分子量壳聚糖搅拌反应，低分子量壳聚糖氨基与烟酸类化合物羧基反应形成酰胺；之后用透析袋在蒸馏水中透析，最后将透析袋内的溶液浓缩、冷冻干燥制得低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物。本专利技术中采用蒸馏水透析的目的是让小分子杂质去除的更加彻底；采用浓缩工艺可以除去多余的水分，缩小体积；因为本专利技术获得的化合物高温易分解，所以通过低温冷冻干燥彻底除去水分，液态变固态粉末，就是成品。

10、进一步的，所述烟酸类化合物为烟酸、2-氯烟酸、2-氨基烟酸中的任一一种。

11、进一步的，壳聚糖溶于ph<6.5的稀酸，不溶于水和碱溶液；因此，优选的本专利技术所用2-吗啉乙磺酸缓冲溶液的ph＝5.5-6.5，浓度为0.1mol/l。

12、进一步的，烟酸类化合物：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐：n-羟基丁二酰亚胺的摩尔比为1:3:3为实验的理论投料比，而实际过程中需要略高于理论值，但是为了防止浪费，最高值一般为1:5:5；因此，优选的烟酸类化合物：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐：n-羟基丁二酰亚胺的摩尔比为1:3:3-1:5:5。

13、进一步的，所用低分子量壳聚糖的分子量为n＝13-23，低分子量壳聚糖的氨基与烟酸类化合物的羧基的摩尔比略小于1:1，使反应体系中羧基略微过量；有利于低分子壳聚糖氨基充分发生酰胺反应。

14、进一步的，所用透析袋的截留分子量为1500da，用于除去未参与反应的部分烟酸类化合物、edc·hcl和nhs，低分子量壳聚糖本身属于大分子，mn>2000da，反应后目标低分子量壳聚糖衍生物分子量只会增大不会减少。

15、根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种上述低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物的应用，用作辣椒疫霉病菌、小麦赤霉病菌、甘薯间座核菌、番茄早疫病菌的抑菌剂。

16、根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种上述低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物的应用，用作圣女果保鲜。

17、本专利技术部分工艺原理的补充说明如下：

18、本专利技术中，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐，简称edc·hcl，是水溶性碳二亚胺，分子呈线性结构，用于羧基与伯胺的缩合反应。edc·hcl通过与氨基反应形成可与氨基反应的o-酰基脲中间体。如果该中间体不与氨基反应，则会很快水解并重新释放出羧基基团。在n-羟基丁二酰亚胺(nhs)存在的情况下，edc·hcl可以将羧基转变为氨基反应活性的nhs酯。这步反应通过将edc·hcl、含羧基的分子以及nhs混合即可实现。edc·hcl在本专利技术中作为缩合剂，可实现快速脱水缩合。

19、n-羟基丁二酰亚胺，简称nhs，存在edc的条件下在羧酸中通过脱水反应合成nhs酯。nhs的存在使edc介导偶联的效率提高，可以使用任何含羧基的分子制备胺反应性nhs酯。本专利技术中nhs可控制与壳寡糖氨基偶联的羧酸盐活化的碳二亚胺交联反应。

20、本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物及其应用，本专利技术将具有抑菌活性的烟酸(vpp)、2-氯烟酸(2-cna)、2-氨基烟酸(2-ana)等烟酸类化合物接枝到低分子量壳聚糖上，生成新型低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物；采用菌丝生长速率法，测定了衍生物对辣椒疫霉病菌、小麦赤霉病菌、甘薯间座核菌和番茄早疫病菌的抑制效果，结果表明，本专利技术衍生物的抑真菌效果均明显高于壳聚糖原料。此外，本专利技术测定了几种衍生物的细胞毒性，结果表明衍生物具有良好的细胞相容性。最后将制备的化合物应用到圣女果保鲜上，研究表明经过壳聚糖烟酰胺类衍生物处理后，可以显著降低圣女果的失重率，延缓vc含量和可滴定酸含量的下降，可以有效延长圣女果的货架期。

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【技术保护点】

1.一种低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于，所述低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物的结构通式如式I所示：

2.根据权利要求1所述的低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于：其制备方法为：由烟酸类化合物上的羧基与低分子量壳聚糖C2位的氨基发生酰化反应制得。

3.根据权利要求2所述的低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：将烟酸类化合物溶于2-吗啉乙磺酸缓冲溶液中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺搅拌活化；接着加入低分子量壳聚糖搅拌反应；之后用透析袋在蒸馏水中透析，最后将透析袋内的溶液浓缩、冷冻干燥制得低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物。

4.根据权利要求3所述的低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于：所述烟酸类化合物为烟酸、2-氯烟酸、2-氨基烟酸中的任一一种。

5.根据权利要求3所述的低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于：所用2-吗啉乙磺酸缓冲溶液的pH＝5.5-6.5，浓度为0.1mol/L。

6.根据权利要求3所述的低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征

7.根据权利要求3所述的低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于：所用低分子量壳聚糖的分子量为n＝13-23，低分子量壳聚糖的氨基与烟酸类化合物的羧基的摩尔比为略小于1:1。

8.根据权利要求3所述的低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于：所用透析袋的平均截留分子量为1500Da。

9.一种权利要求1-8任一项所述低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物的应用，其特征在于：用作辣椒疫霉病菌、小麦赤霉病菌、甘薯间座核菌、番茄早疫病菌的抑菌剂。

10.一种权利要求1-8任一项所述低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物的应用，其特征在于：用作圣女果保鲜。

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【技术特征摘要】

1.一种低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于，所述低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物的结构通式如式i所示：

2.根据权利要求1所述的低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于：其制备方法为：由烟酸类化合物上的羧基与低分子量壳聚糖c2位的氨基发生酰化反应制得。

3.根据权利要求2所述的低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：将烟酸类化合物溶于2-吗啉乙磺酸缓冲溶液中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和n-羟基丁二酰亚胺搅拌活化；接着加入低分子量壳聚糖搅拌反应；之后用透析袋在蒸馏水中透析，最后将透析袋内的溶液浓缩、冷冻干燥制得低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物。

4.根据权利要求3所述的低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于：所述烟酸类化合物为烟酸、2-氯烟酸、2-氨基烟酸中的任一一种。

5.根据权利要求3所述的低分子量壳聚糖烟酰胺类衍生物，其特征在于：所用...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟志梅，杨贺贺，刘瑶，
申请(专利权)人：内蒙古农业大学，
类型：发明
国别省市：

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