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专利名称：一种壳寡糖有机酸衍生物及其制备和应用

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411076515.X

专利申请（专利权）人：中国科学院烟台海岸带研究所,烟台富慧农业开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：山东省烟台市莱山区春晖路17号

专利发明（设计）人：董方,孙艳,郭占勇,隋晓慧,唐红霞,贾常平,崔小菊

专利摘要：本发明属于农业生产、农药制备领域，具体涉及一种壳寡糖有机酸衍生物及其制备和应用。壳寡糖有机酸衍生物为式一所示化合物。本发明衍生物具有突出的灰葡萄孢菌抑制活性，相较于苯甲酸类原料，衍生物的水溶性也有明显提升，在农业领域具有较大应用价值。#imgabs0#式一。

主权利要求：
1.一种壳寡糖有机酸衍生物，其特征在于：壳寡糖有机酸衍生物为式一所示化合物，式一，式中，R为 、 、 或 ；n的取值范围为2?20之间。
2.一种权利要求1所述的壳寡糖有机酸衍生物的制备方法，其特征在于：将壳寡糖与有机酸发生离子反应，制备得到式一所示壳寡糖有机酸衍生物；壳寡糖与有机酸反应的摩尔比为1:1?1:4。
3.根据权利要求2所述的壳寡糖有机酸衍生物的制备方法，其特征在于：所述壳寡糖分子量范围为1000?8000Da。
4.根据权利要求2所述的壳寡糖有机酸衍生物的制备方法，其特征在于：所述有机酸为苯甲酸、对氟苯甲酸、对氯苯甲酸或对溴苯甲酸。
5.一种权利要求1所述的壳寡糖有机酸衍生物的应用，其特征在于：式一所示化合物在制备抑菌生物材料中的应用。
6.根据权利要求5所述的壳寡糖有机酸衍生物的应用，其特征在于：式一所示化合物在制备抑制植物致病真菌的抑菌生物材料中的应用。
7.根据权利要求6所述的壳寡糖有机酸衍生物的应用，其特征在于：所述植物致病真菌为灰葡萄孢菌。 说明书 : 一种壳寡糖有机酸衍生物及其制备和应用技术领域[0001] 本发明涉及农业生产、农药制备领域，具体为一种壳寡糖有机酸衍生物及其制备和应用。背景技术[0002] 壳寡糖是壳聚糖的降解产物，其基本组成单位是D?脱氧?D?氨基葡萄糖及少量的乙酰氨基葡萄糖，聚合度在2?20之间，是一种低分子量的可溶性寡糖。作为一种天然来源的生物性寡糖，壳寡糖具有良好的生物相容性和生物降解性，同时还具有抗氧化、抑菌、抗炎等生物活性，是一种极具开发和利用价值的生物可再生资源。但单一壳寡糖的生物活性较低，很难直接满足生产应用需要。为提高壳寡糖的生物活性，基于壳寡糖的化学结构特点，研究者们常采用化学修饰方法，选取活性化合物与壳寡糖发生特定化学反应，在壳寡糖分子中引入活性基团，实现活性叠加，以期在保留壳寡糖原有优势的同时进一步提高其生物活性，从而达到生产应用要求，提高壳寡糖的附加值和利用价值。[0003] 壳寡糖具有一定的抑真菌活性，但实验证明其抑真菌活性较低，抑菌谱窄，对其进行化学修饰后是否仍具有活性有待考量。发明内容[0004] 本发明旨在提供一种新型壳寡糖有机酸衍生物、其制备方法及能够良好抑制灰葡萄孢菌生长的真菌抑制剂。[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：[0006] 一种壳寡糖有机酸衍生物，壳寡糖有机酸衍生物为式一所示化合物，式一，[0007] 式中，R为 、 、 或 ；n的取值范围为2?20之间。[0008] 一种所述的壳寡糖有机酸衍生物的制备方法，将壳寡糖与有机酸发生离子反应，制备得到式一所示壳寡糖有机酸衍生物，壳寡糖与有机酸反应的摩尔比为1:1?1:4。[0009] 所述壳寡糖分子量范围为1000?8000w。[0010] 所述有机酸为苯甲酸、对氟苯甲酸、对氯苯甲酸或对溴苯甲酸。[0011] 一种所述的壳寡糖有机酸衍生物的应用，式一所示化合物在制备抑菌生物材料中的应用。[0012] 式一所示化合物在制备抑制植物致病真菌的抑菌生物材料中的应用。[0013] 所述植物致病真菌为灰葡萄孢菌。[0014] 本发明所具有的优点：[0015] 本发明通过化学修饰使壳寡糖与活性化合物发生特定化学反应，制备得到抑真菌活性提高的壳寡糖衍生物。本发明所选用的活性化合物为卤素苯甲酸类化合物，该类化合物的结构特点是苯环上同时接有卤素基团和羧基基团，羧基基团与壳寡糖中氨基可通过正负电荷相互吸引制备得到壳寡糖芳香酸盐衍生物。本发明设计实验路线，使壳寡糖与酸类化合物发生离子反应得到壳寡糖有机酸衍生物，通过抑真菌实验证实，其抑真菌活性明显增强。附图说明[0016] 图1为本发明实施例提供的壳寡糖有机酸衍生物的合成路线图。[0017] 图2为本发明所用壳寡糖原料的红外光谱图，根据谱图上的出峰位置及壳寡糖的?1结构特点，可将特征峰作如下归属：3395cm 处为壳寡糖上6位?OH基团的伸缩振动吸收峰，?1 ?12924cm 处为甲基、亚甲基的伸缩振动吸收峰，1582cm 处为壳寡糖2位氨基的特征峰，?1 ?11415cm 处为CH2的弯曲振动吸收峰，1084cm 处为糖环C?O的伸缩振动吸收峰。[0018] 图3为本发明实施例中所得壳寡糖苯甲酸盐的红外光谱图。[0019] 图4为本发明实施例中所得壳寡糖对氟苯甲酸盐的红外光谱图。[0020] 图5为本发明实施例中所得壳寡糖对氯苯甲酸盐的红外光谱图。[0021] 图6为本发明实施例中所得壳寡糖对溴苯甲酸盐的红外光谱图。具体实施方式[0022] 以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明不局限于本实施方式中的组合物和用途。[0023] 下述实施例按照图1所述流程制备式一所示化合物。实施例1[0024] 准确称取0.01mol苯甲酸置于8mL去离子水中，加入0.01mol氢氧化钠固体，搅拌反应1h，随后称取0.01mol壳寡糖（参见图2，分子量约为M=6000?8000Da），加入2mL去离子水，待其溶解完全后逐滴加入上述反应体系中，室温下搅拌反应4h。反应结束后，旋蒸去除多余液体，随后将剩余液体倒入过量乙醇中，得到产物沉淀，将沉淀经多次洗涤抽滤后，放入冷冻干燥机中冻干24 h，即得到式一所示壳寡糖苯甲酸盐（参见图3）。实施例2[0025] 称取0.02mol对氟苯甲酸置于9mL去离子水中，称取0.02mol氢氧化钠固体加入其中，搅拌反应1.5h，随后称取0.01mol壳寡糖（分子量约为M=4000?6000Da），加入2mL去离子水，待其溶解完全后逐滴加入上述反应体系中，室温下搅拌反应4h。反应结束后，旋蒸去除多余液体，随后将剩余液体倒入过量乙醇中，得到产物沉淀，将沉淀经多次洗涤抽滤后，放入冷冻干燥机中冻干24h，即得到式一所示壳寡糖对氟苯甲酸盐（参见图4）。实施例3[0026] 称取0.03mol对氯苯甲酸置于10mL去离子水中，加入0.03mol氢氧化钠固体，搅拌反应1.5h，随后称取0.01mol壳寡糖（分子量约为M=2000?4000Da），加入2mL去离子水，待其溶解完全后逐滴加入上述反应体系中，室温下搅拌反应4h。反应结束后，旋蒸去除多余液体，随后将剩余液体倒入过量乙醇中，得到产物沉淀，将沉淀经多次洗涤抽滤后，放入冷冻干燥机中冻干24 h，即得到式一所示壳寡糖对氯苯甲酸盐（参见图5）。实施例4[0027] 称取0.03mol对溴苯甲酸置于10mL去离子水中，加入0.03mol氢氧化钠固体，搅拌反应1.5h，随后称取0.01mol壳寡糖（分子量约为M=1000?2000Da），加入2mL去离子水，待其溶解完全后逐滴加入上述反应体系中，室温下搅拌反应4h。反应结束后，旋蒸去除多余液体，随后将剩余液体倒入过量乙醇中，得到产物沉淀，将沉淀经多次洗涤抽滤后，放入冷冻干燥机中冻干24 h，即得到式一所示壳寡糖对溴苯甲酸盐（参见图6）。实施例5[0028] 称取0.04mol对溴苯甲酸置于12mL去离子水中，加入0.04mol氢氧化钠固体，搅拌反应2h，随后称取0.01mol壳寡糖（分子量约为M=6000?8000Da），加入2mL去离子水，待其溶解完全后逐滴加入上述反应体系中，室温下搅拌反应4h。反应结束后，旋蒸去除多余液体，随后将剩余液体倒入过量乙醇中，得到产物沉淀，将沉淀经多次洗涤抽滤后，放入冷冻干燥机中冻干24h，即得到壳寡糖对溴苯甲酸盐（参见图6）。[0029] 如图3?图6所示，本发明制备所得的衍生物红外图谱中，除保留有壳寡糖的特征峰?1外，衍生物还出现了新的卤素苯甲酸化合物的特征峰，如在600?900cm 内出现的苯环C?H?1 ?1面外弯曲振动的吸收峰，1400?1650cm 内的苯环骨架振动的特征峰，在图4中1154cm 处?1 ?1C?F键的特征吸收峰，图5中623cm 处C?Cl键的特征峰，图6中619cm 处C?Br键的特征峰，证明了壳寡糖苯甲酸盐、壳寡糖对氟苯甲酸盐、壳寡糖对氯苯甲酸盐及壳寡糖对溴苯甲酸盐的成功合成。[0030] 灰葡萄孢菌抑制活性测试[0031] 1）菌种培养及菌饼准备[0032] 从?20℃取出冻存的灰葡萄孢菌菌种，加入20mL液体培养基中，随后在真菌摇床中培养，其间传代2次，挑选生长状态良好的真菌，涂布到固体培养基中，放在真菌培养箱中培养，48h后，挑选生长状态良好的菌板，用打孔器在新鲜菌落中打孔，得到直径为5mm的菌饼备用。[0033] 2）样品准备[0034] 将实施例中实验用壳寡糖及制备得到的4种壳寡糖有机酸衍生物分别真空冷冻干燥至恒重后作为测试样品，准确称取0.06g待测化合物溶于6mL去离子水中，得到初始浓度为10mg/mL的待测样品溶液。[0035] 3）抑真菌活性测试[0036] 制备真菌固体培养基（分别称取28.5g真菌培养基，18g琼脂溶于1000mL水中），经高温灭菌后趁热分装于锥形瓶中，体积分别为17.5mL、19.0mL和19.8mL，然后二次灭菌。灭菌后分别对应加入2.5、1.0、和0.2mL待测样品溶液，混合均匀后倒入培养皿中，冷却凝固后即得到浓度分别为2.5、0.5和0.1mg/mL的样品固体培养基，然后将准备好的菌饼接种在样品培养基上，放入真菌培养箱中培养。上述所有操作均在超净台中进行，所用实验器具及培养基均提前经过高温灭菌或紫外灯照射灭菌。本实验中空白对照是将样品溶液换成等量灭菌的去离子水。注意观察，待空白组的真菌菌丝长到培养皿的内边沿时，采用十字交叉法测量各培养皿中菌丝生长区域的直径，并通过以下公式计算得到各待测样品在不同浓度时的抑菌率：[0037] 其中D空白指空白组的菌丝直径，D样品指样品组的菌丝直径。[0038] 经实验测试，壳寡糖及各衍生物的抑菌实验结果统计如下：[0039] 表1壳寡糖及壳寡糖衍生物对灰葡萄孢菌的抑制率[0040][0041] 从表1数据可以看出，壳寡糖原料对灰葡萄孢菌的抑制活性较差，在0.1mg/mL时，抑制率为4.87%，随着浓度的增加其抑菌率有所提高，但在最高测试浓度时的抑制活性也仅为31.27%。而在与有机酸反应后，生成的衍生物抑菌活性显著增强，抑菌率具有浓度依赖性，随浓度提升而增强，在2.5mg/mL时，衍生物的抑菌率均超过35%，其中除壳寡糖对氟苯甲酸盐外其它衍生物的抑菌率均超过50%，壳寡糖对溴苯甲酸盐的抑菌率甚至达到80%以上。实验结果表明，本发明设计合成的壳寡糖衍生物相较于壳寡糖具有显著增强的抑真菌活性，且水溶性相较于卤素苯甲酸原料也有很大提高，证明本发明的壳寡糖衍生物是一种具备应用潜力的农用化合物，在农业抑菌方面有较高应用价值。

专利地区：山东

专利申请日期：2024-08-07

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118580396B