姜黃素類似物席夫堿雜化材料的合成及對霉菌的抗菌性

盧先林 賀軍 彭子律 范思謙 王應紅*

（四川樂山師范學院化學學院，四川樂山614000）

1 引言

姜黃素具有綠色、安全和抗菌等生物活性[1]。姜黃素（如圖1）具有對稱性的不飽和酮的結構，所以能夠進行一定的結構修飾，但姜黃素由于提取成本高，合成較為困難，在光照下和堿液中不穩定，因此設計和合成姜黃素類似物（如圖2）具有一定的理論意義和應用價值。姜黃素類似物也具有不飽和酮，因而可以進行結構的修飾，尋找理想的殺菌材料。

席夫堿是一類含有亞胺基團 (-RC=N-)結構的化合物，而亞胺結構又含有孤對電子，所以可引入各種無機或有機基團使其衍生化，合成各種抗菌材料[2-3]。目前對于納米二氧化硅有機無機希夫堿雜化材料的合成及抑菌活性的研究逐漸得到了較全面的發展，而對改性后的納米二氧化硅與不飽和酮反應得到希夫堿的研究報道的化合物并不多，因此為了尋找抑菌性更好、更安全的雜化材料。本文嘗試用不同的醛合成的不飽和酮（含有姜黃素結構片段的化合物）并與改性納米二氧化硅縮合，得到新型席夫堿雜化材料，并對其抗霉菌活性研究，對于皮革防霉有一定實際意義。

2 實驗部分

2.1 實驗儀器與試劑

對羥基苯甲醛（AR）、茴香醛（AR）、香蘭素（AR）、水楊醛（AR）、沉淀納米二氧化硅（成都科龍化工試劑廠提供）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷（南京立派化工有限公司提供）；面孢霉、青霉、黑曲霉、黑根霉（均由四川大學提供）。

高壓蒸汽滅菌鍋（寧波久興醫療器械有限公司）、恒溫培養箱（上海一恒科技有限公司）、傅里葉變換光譜儀（A gilent technolo gies Cary 630 FTIR）。

2.2 姜黃素類似物的合成

稱取0.033 mol芳香醛于100 m L的裝有磁力攪拌裝置三口瓶中，加入15 mL丙酮，室溫下攪拌混合均勻。向三口瓶中緩緩加入氫氧化鈉溶液 (2.79 g氫氧化鈉溶于l0 ml水中)，滴加完畢后溫度升至50℃。反應時間30 min至1 h。隔夜放置后，60 mL去離子水沖沈瓶內同體，鹽酸酸化至pH=5～6即有固體析出，抽濾，濾餅以乙醇．水(體積比1:2)重結晶，得芳香醛與丙酮的縮合產物A、B、C、D[4]。合成路線如圖 2。

2.3 改性納米二氧化硅（E）的制備

稱取10 g納米二氧化硅于1000 mL圓底燒瓶中，然后在140℃下高溫活化2 h。在500 mL的三頸燒瓶中加入上述已活化了的納米二氧化硅8 g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷60 mL,無水乙醇200 mL,攪拌狀態下緩慢滴加蒸餾水10 mL，78℃下油浴回流48 h。反應結束后，抽濾，用無水乙醇洗滌三次，80℃烘箱干燥12 h，得到改性納米SiO2[5]。合成路線如圖3。

2.4 席夫堿的合成

稱取2 g改性納米SiO2于250 mL三頸燒瓶中，加入無水乙醇35 mL，攪拌，緩慢滴加姜黃素類似物（1 g）無水乙醇溶液，80℃油浴回流6 h。反應結束后，抽濾，產物用適量無水乙醇多次洗滌，40℃下真空干燥，得到F、G、H、I四種席夫堿化合物。合成路線如圖4。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5 E～I紅外圖譜

表1 A～I化合物對霉菌的抑菌圈/mm

2.5 抑菌活性測試

采用抑菌圈測定法[6]。分別將A～I化合物制成直徑為13 mm的藥片，供測試的霉菌選用黑曲霉、青霉、面孢霉和黑根霉，真菌培養液中含霉菌的孢子個數為5.5×106個/mL，分別取試菌培養液0.2 m L，觀察并測量抑菌圈直徑，抑菌數據列于表1中。

3 結果與討論

3.1 席夫堿紅外光譜表征

在紅外圖譜中，在793 cm-1處出現的吸收峰是與Si-O-Si的對稱伸縮振動有關，且在1100 cm-1附近出現的吸收譜帶Si-O-Si的特征吸收峰，是反對稱伸縮振動形成的，說明γ-氨丙基三乙氧基硅烷已經成功接枝在納米二氧化硅的表面，在圖 5中，1690 cm-1～1520 cm-1處的吸收峰代表-C=N-以及-C=C-的伸縮振動，1600 cm-1處是席夫堿結構中-C=N-的伸縮振動峰，說明改性二氧化硅與姜黃素類似物已生成希夫堿。

3.2 A～I化合物對霉菌的抑菌活性

由表1可知，A～I化合物對面孢霉，青霉，黑曲霉，黑根霉的均有不同程度的抑菌活性。分析可知F～I對不同霉菌的抑菌效果差別較大，其中G化合物對黑曲霉的抑菌活性最強，抑菌圈直徑達到42 mm，如圖6。總體上，四種席夫堿對青霉的抑菌效果相對于其它三種霉菌更為明顯，且比A～E化合物對青霉的抑菌效果好。由此可見，席夫堿雜化材料對青霉的抑菌效果最好，對其它霉菌有一定的抑菌效果，這些實驗結果為進一步研究提供有價值的有機無機抗菌材料方面的參考。

4 結論

圖6 A～I化合物對霉菌菌的抑菌圈

本文通過改性納米二氧化硅與姜黃素類似物反應生成的席夫堿化合物，對青霉、黑曲霉、黑根霉和面孢霉都有一定的抗菌效果，尤其是四種雜化材料對青霉的抑菌效果更為明顯，抗菌作用強，為席夫堿無機有機抗菌材料提供了新的方法，也可能對皮革防霉有實際的應用。

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