基于柱芳烃和两性离子客体分子构筑的抗菌材料及其制备方法

本发明属于抗菌材料，尤其涉及一种基于柱芳烃和两性离子客体分子构筑抗菌材料及其制备方法。

背景技术：

1、细菌感染已成为威胁人类健康的全球性问题，也是当今人类高发病率和高死亡率的主要原因。然而新型抗生素的研发速度却远远跟不上细菌耐药性的发展速度，因此我们迫切需要开发不同的方法来对抗浮游细菌和破坏生物膜，以解决全球抗菌素耐药性危机。

2、近年来，利用超分子大环构筑新型抗菌材料已经显示出巨大的潜力。大环分子便捷的合成、独特的空腔结构、丰富的主客体络合能力等特性赋予了超分子大环在构筑抗菌材料中得天独厚的优势。两性离子分子具有抑制细菌粘附和防止生物膜形成的作用，其分子结构中含有一对带相反电荷的基团，因此在抗菌领域受到广泛关注。近期研究表明两性离子柱[5]芳烃分子它可以自组装成带弱正电荷的纳米颗粒，表现出优异的抗菌活性和生物膜破坏行为。然而两性离子基团和大环分子在抗菌行为中的作用尚不清楚。

技术实现思路

1、本发明的目的是实现对浮游细节的杀灭，抑制细节生物膜的生成和分散细菌已形成的生物膜，从而弥补传统抗生素的不足以及延缓细菌耐药性的发展。

2、为实现上述目的，本发明提供了基于柱芳烃和两性离子客体分子构筑抗菌材料的制备方法，具体步骤如下：

3、化合物a：将7.93g，40.00mmol的1,4-双(2-羟乙氧基)苯与23.61g，90.00mmol的三苯基磷加入到三颈烧瓶中，再溶解于乙腈中并通过冰浴冷却。向250ml乙腈中缓慢滴加29.85g，90.00mmol的四溴化碳，滴加完毕后撤去冰浴，反应4h。将溶液倒入冰水中，静置沉淀，抽滤后真空干燥获得固体，将得到的固体用甲醇与水的混合溶剂(3：1，v/v)进行洗涤并干燥，得到化合物a。

4、化合物b：将10.37g，32.00mmol化合物a与2.89g，96.00mmol多聚甲醛加入到300ml的1,2-二氯乙烷中，再向其中加入9.37ml，74.00mmol的催化剂三氟化硼乙醚，并置于30℃温度下反应约5h后，加水淬灭反应。萃取有机相后旋干过柱，分离纯化得到白色粉末状化合物b。

5、化合物h：将化合物b(1.00g，0.57mmol)溶解于100ml无水乙醇中，再加入过量的二乙胺(4.00ml，85.21mmol)，90℃加热回流3d。反应结束后将溶液旋干，随后将粗产物溶于二氯甲烷中，加入饱和碳酸钾溶液搅拌3h，萃取有机相，旋干并干燥，产物h为棕红色油状液体。

6、柱[5]芳烃-二乙胺盐主体h的合成路线如下：

7、

8、化合物c：将4.02g，12.41mmol的1,4-二(2-乙氧基溴)苯和5.07g，74.44mmol的咪唑加入三颈烧瓶中，再向烧杯中加入100ml的dmf溶解，再加入10.29g，74.44mmol的无水碳酸钾，加热回流，加热温度为80℃，反应时间约3d。反应完全后，将dmf旋出，加入水和二氯甲烷，萃取分液出有机相，再将有机相中的二氯甲烷旋出，得到淡黄色固体c。

9、化合物g：将化合物c加入到两颈烧瓶中，冰浴冷却后缓慢滴加含有0.73ml的1,4-丁磺酸内酯的50ml丙酮溶液，滴加完毕后撤去冰浴，继续在室温下搅拌5d，将溶液旋干后，粗产物用乙酸乙酯反复超声洗涤5-6次，抽干后获得产物g。

10、两性离子客体g的合成路线如下：

11、

12、主客体复合物hg：将相同摩尔比的主体h和客体g加入到水溶液中，将溶液在常温条件下搅拌3天变为黄色，得到主客体复合物hg的水溶液。

13、本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的柱芳烃和两性离子客体分子构筑的抗菌材料。

14、有益效果：

15、1、利用超分子大环主体分子柱[5]芳烃和两性离子分子构筑的纳米抗菌材料，可以实现杀灭浮游细菌、抑制细菌生物膜的形成和分散已形成的生物膜。通过抗菌机理的研究，两性离子分子可以通过静电和疏水相互作用与细菌相结合，导致细胞生物膜的通透性增加和胞内蛋白质等小分子的泄漏，导致细菌的死亡。与此同时，主客体复合物自组装形成的纳米颗粒会进一步帮助材料与细菌的结合，增强体系的抗菌活性。

16、2、本发明中通过二乙胺修饰的柱芳烃制备了一类基于合成便捷的柱芳烃作为抗菌复合物的主体分子，与抗菌两性壳体分子实现主客体复合物的构筑。利用两性离子的抗菌特性和主客体复合物形成的纳米颗粒，通过与细菌的非共价相互作用提高细菌细胞膜的通透性，实现浮游细菌的杀灭、细菌生物膜的抑制和分散，并兼具良好的生物相容性，为新型抗菌材料的设计提供新的设计思路。

技术特征：

1.基于柱芳烃和两性离子客体分子构筑新型抗菌材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

2.一种由权利要求1所述的基于柱芳烃和两性离子客体分子构筑新型抗菌材料的制备方法制得的基于柱芳烃和两性离子客体分子构筑的抗菌材料。

技术总结本发明提供了基于柱芳烃和两性离子客体分子构筑新型抗菌材料，通过1,4‑双(2‑羟乙氧基)苯、三苯基磷和四溴化碳反应得到化合物A，化合物A与多聚甲醛在催化剂三氟化硼乙醚的作用下生成化合物B，化合物B与二乙胺反应生成产物H；客体G的合成，1,4‑二(2‑乙氧基溴)苯和咪唑反应得到淡黄色固体C，将固体C与含有1,4‑丁磺酸内酯的丙酮溶液反应，获得化合物G，然后将化合物H和化合物G加入到水溶液中，在常温下搅拌3天，得到主客体复合物HG。主客体复合物HG通过与细菌的非共价相互作用提高细菌膜的通透性，实现大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭；主客体复合物HG自组装形成的纳米颗粒可以抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生物膜的形成。技术研发人员：李心芸受保护的技术使用者：杭州医学院技术研发日：技术公布日：2024/6/18