[发明专利]一种含硫脲结构的壳聚糖衍生物及其制备方法

说明书

本发明属于海洋化工工程技术，具体涉及一种含硫脲结构的壳聚糖衍生物及其制备方法。结构通式如式Ⅰ所示，其中，n＝4‑100，R＝‑CH₃或本发明中，首先由壳聚糖与1,2‑二溴乙烷反应生成溴乙基壳聚糖衍生物，然后与水合肼反应，即得到含有肼乙基壳聚糖衍生物，最后再与异硫氰酸酯类物质反应，得到含有硫脲结构的壳聚糖衍生物。所得衍生物经红外光谱分析确定其结构，壳聚糖与接入的基团有效地结合生成含硫脲结构的壳聚糖衍生物，提高了壳聚糖的生物活性。

技术领域

本发明属于海洋化工工程技术，具体涉及一种含硫脲结构的壳聚糖衍生物及其制备方法。

背景技术

在农业生产中，农作物常易受到植物病原菌的侵害，造成农作物死亡或减产，为解决这一问题，农用药物的使用是必不可少的，但随着化学农药越来越多的使用，其给自然环境和生态也带来了较为严重的影响，农残问题也越来越受到人们的重视。因此，研制低毒、高效、环境相容性好的绿色农药是当务之急。

壳聚糖是一种天然高分子多糖，由几丁质脱乙酰而来。壳聚糖无毒无害、可降解、环境相容性好。且众多研究表明，壳聚糖具有良好的抑菌活性，原因可能是其独特的阳离子特性使其可以与菌体表面的阴离子相结合，从而破坏细胞膜的功能性，抑制菌体生长。但其抑菌活性与传统农药相比，仍存在一定差距。对壳聚糖进行结构修饰，增强其生物活性，是国内外研究的热点。

硫脲类农药是现代农药的组成种类之一，主要作为杀菌剂、杀虫剂等应用于农业生产，效果显著，典型的如甲基硫菌灵、螟蛉畏等。但和大多数农药一样，硫脲类的农药存在对环境污染严重的问题，因此在保证其效力的同时降低其危害性，是丞待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供了一种结构新颖、抑菌活性好的的含硫脲结构的壳聚糖衍生物及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种含硫脲结构的壳聚糖衍生物，其结构式如式Ⅰ所示，

式中，n＝4-100，R＝-CH₃或

一种含硫脲结构的壳聚糖衍生物的制备方法：

将肼乙基壳聚糖衍生物溶胀于无水乙醇中，在60-70℃条件下，与异硫氰酸酯反应9-18h，得到含硫脲结构的壳聚糖衍生物。其中，以壳聚糖单糖为基准，肼乙基壳聚糖与异硫氰酸酯摩尔比为1:1-3；反应结束后抽滤，以无水乙醇洗涤滤饼，收集滤饼于50-60℃下干燥。

所述肼乙基壳聚糖衍生物的获得为将溴乙基壳聚糖衍生物溶胀于无水乙醇中，在60℃条件下，与85％水合肼反应12-18h，得到肼乙基壳聚糖衍生物；其中，以壳聚糖单糖为基准，溴乙基壳聚糖与水合肼摩尔比为1:3-7；反应结束后抽滤，以无水乙醇洗涤滤饼，收集滤饼于50-60℃下干燥。

所述溴乙基壳聚糖衍生物的获得为将壳聚糖溶胀于N,N-二甲基甲酰胺中，在缚酸剂三乙胺存在下，与1,2-二溴乙烷在50-60℃下反应12h，生成溴乙基壳聚糖衍生物；其中，以壳聚糖单糖为基准，壳聚糖与1，2-二溴乙烷、三乙胺摩尔比为1:1-3:1-3；反应结束后抽滤，以无水乙醇洗涤滤饼，收集滤饼于50-60℃下干燥。

一种含硫脲结构的壳聚糖衍生物的应用，所述式Ⅰ所示含硫脲结构的壳聚糖衍生物在作为防治植物病害的药物中应用。

原理：在缚酸剂存在下，1,2-二溴乙烷可以与壳聚糖上-OH和-NH₂发生取代反应，溴乙基上溴原子容易离去，可以水合肼发生取代反应，异硫氰酸酯中含有不稳定的N＝C＝S累积双键，可与壳聚糖上所连接的肼基发生加成反应，生成含硫脲结构的壳聚糖衍生物。