[发明专利]一种壳聚糖1,2,3-三唑类衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋化工工程技术，具体涉及一种新型壳聚糖1，2，3-三唑类衍生物及其制备方法。 

背景技术

传统化学农药在控制农业病虫害、提高粮食产量方面作用很大，但是由于多数化学农药存在着高毒、高残留、生物相容性差的问题，严重影响了农业的可持续发展和人类健康。因此开发新型高效、低毒、生物相容性高、与环境友好的生物农药来替代部分化学农药，提高粮食、蔬菜的品质和质量，对于我国农业的可持续发展和保障食品安全具有重要意义。 

壳聚糖是自然界存在的唯一碱性多糖，本身易生物降解，具有较好的生物相容性，而且以其独特的各种功能性质，在废水处理、食品工业、纺织、化工、日用化学品、农业、生物工程和医药等方面具有广泛的用途。壳聚糖对植物病原真菌有抑制作用，能增强植物对病害的防御能力。但由于壳聚糖的抑菌活性与化学杀菌剂还有一定差距，因此在农作物上的使用有一定的局限性。壳聚糖结构中含有活泼的羟基、氨基，有较大的化学改性和结构修饰空间，因此通过改性提高其抑菌活性目前一直是研究者们较为关注的问题。 

1，2，3-三唑类衍生物是一类具有广泛生物活性的物质，它具有抗细菌、抗真菌、抗病毒等生物活性，现有杀菌剂有很多具有三唑类结构。 

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种水溶性好、结构新颖、抑菌活性提高的壳聚糖1，2，3-三唑类及其制备方法。 

为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案为： 

壳聚糖1，2，3-三唑类衍生物，其通式如式I所示， 

式I中，R为甲基、氯甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、取代苯基、吡啶基或取代的吡啶基；n＝4-4000。 

所述的壳聚糖1，2，3-三唑类衍生物的制备方法： 

(1)以氯乙酰化壳聚糖为母体，将其溶于溶剂中，与叠氮化钠在20-100℃，反应6-10小时生成壳聚糖叠氮衍生物；其中，溶剂的体积与氯乙酰化壳聚糖质量比为10-100∶1；氯乙酰化壳聚糖与叠氮化钠的摩尔比为1∶1-5。 

(2)上述所得壳聚糖叠氮衍生物溶于溶剂中，与取代的炔丙酯在抗坏血酸、硫酸铜在20-100℃，反应6-12小时；反应物抽滤，滤饼洗涤，干燥后得到壳聚糖1，2，3-三唑类衍生物；其中，溶剂的体积与壳聚糖叠氮衍生物质量比为10-100∶1；壳聚糖叠氮衍生物与取代的炔丙酯的摩尔比为1∶1-5；抗坏血酸、硫酸铜与壳聚糖叠氮衍生物的摩尔比分别为1∶1-5。在50-60℃下进行干燥，干燥后得到壳聚糖1，2，3-三唑类衍生物。 

所述的壳聚糖1，2，3-三唑类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的溶剂为水、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺的一种或多种溶剂混合。所述的壳聚糖1，2，3-三唑类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的取代的炔丙酯为苯甲酸炔丙酯或烟酸炔丙酯。所述的壳聚糖1，2，3-三唑类衍生物的制备方法，其特征在于，步骤2)壳聚糖叠氮衍生物溶于溶剂中，所述溶剂为乙醇、水、N，N-二甲基甲酰胺中的一种或两种以上。所述的壳聚糖1，2，3-三唑类的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的反应终产物洗涤溶剂为甲醇、乙醇中的一种或两种。 

原理：壳聚糖叠氮化合物在一价铜的催化下可与取代炔丙酯发生Click反应引入1，2，3-三唑类基团，进而与壳聚糖产生协同作用，显著提高衍生物的生物活性。 

本发明的优点： 

1.本发明中氯乙酰化壳聚糖为O-氯乙酰化和N-氯乙酰化双取代的壳聚糖氯乙酰化衍生物。反应生成的壳聚糖1，2，3-三唑类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1，2，3-三唑类衍生物。 

2、本发明壳聚糖结构中引入1，2，3-三唑类基团，两者产生协同增效作用，可显著提高了壳聚糖的抑菌活性。 

3、本发明制备的壳聚糖1，2，3-三唑类衍生物具有较好的溶解性，可溶于多种溶剂，改善了壳聚糖溶解性差的缺点，扩大了其应用领域，在控制农作物病害方面有着潜在的应用价值。 

附图说明

图1为本发明实施例提供的氯乙酰化壳聚糖的红外光谱图，其红外特征吸收(cm^-1)：3444，2902，1753，1648，896。 

图2为本发明实施例提供的壳聚糖叠氮衍生物的红外光谱图，其红外特征吸收(cm^-1)：3446，2873，2110，1650。