[发明专利]一种杂环壳寡糖衍生物及其合成方法

说明书

本发明提出了一种杂环壳寡糖衍生物及其合成方法，具体步骤如下：（1）将杂环类化合物加入到乙醇中溶解，待溶液至澄清时加入十六烷基三甲基溴化铵和氢氧化钠，常温搅拌后滴加环氧氯丙烷，搅拌1.5‑3h，直至出现白色固体且白色固体不再增加时停止反应，得到固液混合物；（2）将壳寡糖加入到蒸馏水中溶解，加入步骤（1）的固液混合物，在60‑80℃下恒温搅拌3‑5h，冷却至室温后加入乙醇，静置12‑15h，减压过滤得到固体，固体用乙醇洗两次，于干燥箱中干燥。本发明制备的杂环壳寡糖衍生物的抗菌活性好，对烟草黑胫和玉米青枯有一定的抑制效果。杂环壳寡糖衍生物的脂溶性和水溶性好，容易被动植物吸收，活性高。

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种杂环壳寡糖衍生物及其合成方法。

背景技术

壳寡糖的研究和利用是生命科学中的一个重要领域——糖科学的范畴。糖化学、糖生物学和糖工程学等多个大板块都属于糖化学的。此外，糖类是在自然界中最广泛地存在的数量庞大的生物质，主要是结构百般、分子量复杂的糖复合物和多糖。壳寡糖等诸多的寡糖主要来源于多糖和糖复合物。人们把从蟹，虾壳中提取得到的N-乙酰基多糖，被称为甲壳素，它是自然界中丰富存在的天然聚合物之一，甲壳素经化学方法处理得到的大分子聚合物——壳聚糖，壳聚糖经过酶处理可以得到壳寡糖，壳寡糖分子量低，易被植物体吸收利用；在医药、农药等方面应用广泛，其用途是壳聚糖的十四倍。壳寡糖不仅功能多、用处广，可大量减少甚至消灭动物体氧负离子自由基，而且能够提高人体免疫力，增加人体有益菌群。壳寡糖的水溶性非常好，而且对多种真菌均有抑制作用，是性能优良的植物抗菌剂和食品防腐剂。

壳寡糖的结构式

壳寡糖的无毒性，生物相溶性，生物降解性，成膜性等优点，以及抗癌、抗氧化、增强免疫、促生长、降血脂、降血糖、止血、消炎、抗菌等多种生物活性，促使其近年来被广泛用于食品营养学，医药，保健，轻工业，和环境保护等方面。尤其是抗菌活性，壳寡糖对多种植物致病菌包括辣椒疫霉，烟草黑胫，番茄早疫，棉花枯萎，玉米青枯，玉米弯孢等均有一定的抗性。但与传统的化学抗菌剂相比，壳寡糖的抗菌活性较低，限制了它在农业方面的广泛应用。壳寡糖的表面含有很多活泼的羟基和氨基，可以对其进行多种化学改性，以改善其理化性质，增强其抗菌活性。

壳寡糖及其衍生物的抗菌机理主要可能有以下三方面：(1)壳寡糖上的正电荷与细胞表面的负电荷相互作用，通过影响细胞代谢而达到抑菌效果；(2)壳寡糖穿透细胞壁和细胞膜进入细胞内部，与DNA结合阻止了DNA的转录；(3)壳寡糖及其衍生物与金属离子螯合，抑制微量元素的摄取以及与细胞所需的营养物质结合，从而达到抑菌效果。

杂环类化合物多数具有优良的生物活性，如咪唑或三唑类杀菌剂因高效、广谱、长效、强内吸性、安全低毒的特性在近些年特别引人瞩目。咪唑或三唑类杀菌剂中的活性基团为咪唑环。含氮唑环是对菌产生活性的一个首要条件，就是能够进入到菌里面去，和菌中铁卟啉的中心铁原子进行配位来阻碍铁卟啉铁氧络合物的形成，抑制麦角甾醇的合成，从而达到杀菌的目的。市售的杀菌剂中，咪唑或三唑类化合物占有很大的比例。

发明内容

针对上述问题，本发明在壳寡糖上引入杂环类化合物，杂环类化合物含有咪唑基或三唑基，通过环氧氯丙烷作连接体，环氧氯丙烷含氯一端与咪唑反应，去掉一分子氯化氢，环氧氯丙烷另一端的三元氧环与氨基反应，把杂环类化合物和壳寡糖连接起来，合成出的杂环壳寡糖衍生物是一种新型物质部分化合物具有高于壳寡糖的抗菌活性，可以进一步开发成用于农业生产的新型农药。

实现本发明的技术方案是：一种杂环壳寡糖衍生物，结构式如下：

其中R为以下结构式中的任意一种：

其中n为2-10中的任意整数。

所述的杂环壳寡糖衍生物的合成方法，具体步骤如下：