[发明专利]一种寡聚苯乙炔化合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于寡聚苯乙炔类化合物制备技术领域，具体涉及一种寡聚苯乙炔化合物及其其制备方法以及它们在光诱导抗菌过程中作为光敏剂的应用。

背景技术

寡聚苯乙炔（OPE）是一类苯基和乙炔基交替构成的，具有大π共轭电子结构化合物。该类化合物具有很独特的光化学、光物理、生物物理及生物化学性质， 合成方法简便。

Whitten研究组2009年合成了2个非对称的OPE和2个对称结构的OPE（Tang, Zhou, et al., J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry, 2009,207, 4-6.），并详细研究了其超分子自组装性质。他们发现，带正电的OPE分子在羧甲基纤维素钠（CMC）和羧甲基淀粉钠（CMA）的作用下较容易发生超分子自组装，并使得气吸收光谱和发射光谱产生明显的红移，同时，放射光谱的强度大大增强；圆二色谱研究发现，OPE分子能诱导CMA产生双螺旋结构；然而，带负电的OPE却不能与CMA或CMC产生超分子自组装，相应的也没有明显的光谱变化。进一步的研究发现，带正电的OPE分子与其他的负电高分子材料也能产生相似的作用（Tang, Zhou, et al., Langmuir, 2009, 25 (1), 21-25; Tang, Zhou, et al., Langmuir, 2011, 27, 4945-4955.），比如，在OPE的水溶液中加入不同长度的DNA，也能发现明显的光谱变化（Tang, Achyuthan, et al., Langmuir, 2010, 26(9), 6832-6837）。

利用带正电的OPE分子可以与DNA可以相互作用从而产生明显光谱变化，Whitten课题组尝试了OPE作为生物传感器的应用潜力（Tang, Achyuthan, et al., Langmuir, 2010, 26(9), 6832-6837）。通过合成完全匹配和DNA和部分错配的DNA，他们发现，OPE与上述DNA相互作用后产生明显不同的光谱特征。光谱的变化还与DNA的错配位置，错配的碱基对数量等有直接关系。因此，通过分析OPE与DNA相互作用后光谱的变化，得到DNA碱基相互匹配的正确度。该方法对于研究DNA的突变（如辐射条件下发生的DNA断裂，DNA错配，甲基化等）具有潜在的应用价值。

光物理研究表明， OPE分子在光照条件下，可以激发基态氧气产生单线态氧，因此具有较强的细胞毒性。这也是光动力治疗的基础。通过对不同的细菌的毒性实验可以看出，非光照条件下OPE的细菌毒性（无论是革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌）很小（Wang, Zhou, et al., Polymers, 2011, 3, 1199-1214.），然而，光照条件下，OPE的细菌毒性迅速增加（Tang, Corbitt, et al., Langmuir, 2011, 27(8), 4956-4962.）。研究发现，重复单元越多，OPE的细菌毒性越强，且OPE对革兰氏阳性菌具有更强的毒性；光源的波长对OPE的细菌毒性也有明显的影响，可见光照（波长> 400 nm）OPE产生的细菌毒性要远小于紫外光照（UV 365 nm）。通过光谱分析可以发现，OPE的最大吸收峰（2个）在360纳米和420纳米附近，更加接近紫外区，因此，紫外光更容易激发OPE。因此，紫外光照下其三线态产率将更高，从而通过能量转移激发基态氧气（三线态）产生氧化性较强的单线态氧。OPE的细菌毒性不仅与苯乙炔的重复单元多少有关，也与支链有非常密切的关系。研究发现，不带支链且苯基上直接连接铵盐的EO-OPE具有更强的细胞毒性，甚至，非光照条件下也具有一定程度的细菌毒性。对病毒，真菌也有一定的毒性（Zhou, Corbitt, et al., J.Phy.Chem.Lett. 2010, 1, 3207-3212.）。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种寡聚苯乙炔化合物；

本发明要解决的另一技术问题是提供一种寡聚苯乙炔化合物的制备方法；

本发明要解决的再一技术问题是提供一种寡聚苯乙炔化合物作为光活抗菌剂在抗菌方面的用途；

本发明的寡聚苯乙炔化合物，其化学结构式如（I）和（II）：