姜黄素类似物席夫碱杂化材料的合成及对霉菌的抗菌性

卢先林 贺军 彭子律 范思谦 王应红*

（四川乐山师范学院化学学院，四川乐山614000）

1 引言

姜黄素具有绿色、安全和抗菌等生物活性[1]。姜黄素（如图1）具有对称性的不饱和酮的结构，所以能够进行一定的结构修饰，但姜黄素由于提取成本高，合成较为困难，在光照下和碱液中不稳定，因此设计和合成姜黄素类似物（如图2）具有一定的理论意义和应用价值。姜黄素类似物也具有不饱和酮，因而可以进行结构的修饰，寻找理想的杀菌材料。

席夫碱是一类含有亚胺基团 (-RC=N-)结构的化合物，而亚胺结构又含有孤对电子，所以可引入各种无机或有机基团使其衍生化，合成各种抗菌材料[2-3]。目前对于纳米二氧化硅有机无机希夫碱杂化材料的合成及抑菌活性的研究逐渐得到了较全面的发展，而对改性后的纳米二氧化硅与不饱和酮反应得到希夫碱的研究报道的化合物并不多，因此为了寻找抑菌性更好、更安全的杂化材料。本文尝试用不同的醛合成的不饱和酮（含有姜黄素结构片段的化合物）并与改性纳米二氧化硅缩合，得到新型席夫碱杂化材料，并对其抗霉菌活性研究，对于皮革防霉有一定实际意义。

2 实验部分

2.1 实验仪器与试剂

对羟基苯甲醛（AR）、茴香醛（AR）、香兰素（AR）、水杨醛（AR）、沉淀纳米二氧化硅（成都科龙化工试剂厂提供）、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（均由四川大学提供）。

高压蒸汽灭菌锅（宁波久兴医疗器械有限公司）、恒温培养箱（上海一恒科技有限公司）、傅里叶变换光谱仪（A gilent technolo gies Cary 630 FTIR）。

2.2 姜黄素类似物的合成

称取0.033 mol芳香醛于100 m L的装有磁力搅拌装置三口瓶中，加入15 mL丙酮，室温下搅拌混合均匀。向三口瓶中缓缓加入氢氧化钠溶液 (2.79 g氢氧化钠溶于l0 ml水中)，滴加完毕后温度升至50℃。反应时间30 min至1 h。隔夜放置后，60 mL去离子水冲沈瓶内同体，盐酸酸化至pH=5～6即有固体析出，抽滤，滤饼以乙醇．水(体积比1:2)重结晶，得芳香醛与丙酮的缩合产物A、B、C、D[4]。合成路线如图 2。

2.3 改性纳米二氧化硅（E）的制备

称取10 g纳米二氧化硅于1000 mL圆底烧瓶中，然后在140℃下高温活化2 h。在500 mL的三颈烧瓶中加入上述已活化了的纳米二氧化硅8 g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷60 mL,无水乙醇200 mL,搅拌状态下缓慢滴加蒸馏水10 mL，78℃下油浴回流48 h。反应结束后，抽滤，用无水乙醇洗涤三次，80℃烘箱干燥12 h，得到改性纳米SiO2[5]。合成路线如图3。

2.4 席夫碱的合成

称取2 g改性纳米SiO2于250 mL三颈烧瓶中，加入无水乙醇35 mL，搅拌，缓慢滴加姜黄素类似物（1 g）无水乙醇溶液，80℃油浴回流6 h。反应结束后，抽滤，产物用适量无水乙醇多次洗涤，40℃下真空干燥，得到F、G、H、I四种席夫碱化合物。合成路线如图4。

图1

图2

图3

图4

图5 E～I红外图谱

表1 A～I化合物对霉菌的抑菌圈/mm

2.5 抑菌活性测试

采用抑菌圈测定法[6]。分别将A～I化合物制成直径为13 mm的药片，供测试的霉菌选用黑曲霉、青霉、面孢霉和黑根霉，真菌培养液中含霉菌的孢子个数为5.5×106个/mL，分别取试菌培养液0.2 m L，观察并测量抑菌圈直径，抑菌数据列于表1中。

3 结果与讨论

3.1 席夫碱红外光谱表征

在红外图谱中，在793 cm-1处出现的吸收峰是与Si-O-Si的对称伸缩振动有关，且在1100 cm-1附近出现的吸收谱带Si-O-Si的特征吸收峰，是反对称伸缩振动形成的，说明γ-氨丙基三乙氧基硅烷已经成功接枝在纳米二氧化硅的表面，在图 5中，1690 cm-1～1520 cm-1处的吸收峰代表-C=N-以及-C=C-的伸缩振动，1600 cm-1处是席夫碱结构中-C=N-的伸缩振动峰，说明改性二氧化硅与姜黄素类似物已生成希夫碱。

3.2 A～I化合物对霉菌的抑菌活性

由表1可知，A～I化合物对面孢霉，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对不同霉菌的抑菌效果差别较大，其中G化合物对黑曲霉的抑菌活性最强，抑菌圈直径达到42 mm，如图6。总体上，四种席夫碱对青霉的抑菌效果相对于其它三种霉菌更为明显，且比A～E化合物对青霉的抑菌效果好。由此可见，席夫碱杂化材料对青霉的抑菌效果最好，对其它霉菌有一定的抑菌效果，这些实验结果为进一步研究提供有价值的有机无机抗菌材料方面的参考。

4 结论

图6 A～I化合物对霉菌菌的抑菌圈

本文通过改性纳米二氧化硅与姜黄素类似物反应生成的席夫碱化合物，对青霉、黑曲霉、黑根霉和面孢霉都有一定的抗菌效果，尤其是四种杂化材料对青霉的抑菌效果更为明显，抗菌作用强，为席夫碱无机有机抗菌材料提供了新的方法，也可能对皮革防霉有实际的应用。

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