CN102603964B - 水溶性聚合物铁螯合剂及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水溶性聚合物铁螯合剂，结构通式为：

式中：R为C_1-3的烃基、(CH₂)_2-6OH、(CH₂)_2-6OCH₃、(CH₂CH₂O)_1-3H或多羟基基团，R’为H或CH₃，n为2～8中的任意一个整数，X为O或NH；x为5～200，y为50～2000。本发明还同时公开了上述水溶性聚合物铁螯合剂的制备方法及用途；该水溶性聚合物铁螯合剂能制备用于治疗与铁过多相关的疾病的药物，或者制备外用抗菌药；还能用于化妆品或食品的保鲜。

Description

水溶性聚合物铁螯合剂及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及一类水溶性聚合物螯合剂及其制备方法和用途，该螯合剂对三价铁具有很高的亲合性和选择性。

背景技术

聚合物螯合剂已被广泛应用于水处理、污染控制、金属回收和分析化学领域。最近聚合物螯合剂在生物医学领域的应用也已有报道。铁是所有生物的生命过程所必需的元素，然而当它过多存在于生物体内时，却会产生毒性。因此，铁螯合剂已被用于治疗与铁过多相关的疾病(如地中海贫血、血色病等遗传性血液病)。而以铁为靶点是治疗微生物感染的有效方法，同时在治疗疟疾、肿瘤、神经退行性疾病(如老年痴呆症、帕金森疾病等)等方面也具有良好的前景。大分子铁螯合剂在治疗急性和慢性与铁过多相关的疾病中具有重要作用。尽管目前大多数用于临床的铁螯合剂是小分子化合物，但大分子药物已显示了传统的小分子药物所不具备的优点。例如，作为口服药，大分子螯合剂由于分子量大，且通常亲脂性较差，可避免在胃肠道被吸收，而作为外用药也能避免进入组织和血液等，从而降低了毒性。

所有的微生物都有一套有效的机制从周围环境中摄取铁。这些机制涉及到铁载体(siderophores)的合成及分泌。铁载体是一种低分子量、对铁有极高亲和力的三价铁螯合剂，它可以与宿主竞争自由态的三价铁，或从储铁蛋白、乳铁蛋白或铁传递蛋白中，将铁萃取出，再将铁送至细菌体内，供其利用。因此，作为抗菌剂的铁螯合剂必须具有极高亲合性和选择性，才能与铁载体竞争跟铁络合，使铁载体络合不到铁，细菌得不到铁便不能生长。有几篇专利间接提到了铁螯合剂作为抗菌剂的概念，但他们所使用是一些铁亲合力较弱的络合剂。这些络合剂并不能够与微生物分泌的大多数铁载体竞争铁。

3-羟基吡啶-4-酮是一类在临床上有广泛应用前景的螯合剂，由于其配位原子氧原子是硬碱，对硬酸型的金属离子如Fe³⁺的亲合性较高。其二齿配体(Deferiprone)已被用于治疗与铁过多相关的疾病(如地中海贫血等)，其六齿配体对Fe³⁺的亲合性和选择性比二齿配体高得多。因此将3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体与另一个水溶性的单体聚合得到的聚合物螯合剂对Fe³⁺有很高亲合性和选择性。其在医药领域、化妆品和食品保鲜中具有广泛的潜在应用，尤其是作为治疗与铁过多相关的疾病(如地中海贫血等)的药物和外用抗菌药(尤其是用于慢性伤口的细菌感染的治疗)具有良好的开发前景。

已有文献报道基于羟基吡啶酮二齿配体和六齿配体的不溶性聚合物铁螯合剂树脂(M.H.Feng，et al.Iron(III)chelating resins.4.Cross-linked copolymer beads of1-(beta-acrylamidoethyl)-3-hydroxy-2-methyl-4(1h)-pyridinone(AHMP)with 2-hydroxyethylmethacrylate(HEMA).Eur.Polym.J.1994，30，941-947；T.Zhou et al.Synthesis andiron(III)-chelating properties of novel 3-hydroxypyridin-4-one hexadentate ligand-containingcopolymers.Biomacromolecules 2008，9，1372-1380.)。在二齿配体聚合物铁螯合剂中，由于分子链的牵制作用，很难使聚合物中的每个二齿配体都能与铁配位形成理想的的八面体构型，因此有可能出现部分螯合的情况，即只有二个二齿配体与铁的螯合，所以二齿配体聚合物铁螯合剂的铁亲合力远远小于六齿配体聚合物铁螯合剂。但与可溶性的聚合物铁螯合剂相比，不溶性聚合物铁螯合剂与铁的螯合速度相对较慢。关于水溶性的聚合物铁螯合剂则鲜见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于3-羟基吡啶-4-酮六齿配体的可溶性聚合物螯合剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种水溶性聚合物铁螯合剂，其结构通式为：

式中：R为C_1-3的烃基、(CH₂)_2-6OH、(CH₂)_2-6OCH₃、(CH₂CH₂O)_1-3H或多羟基基团，R’为H或CH₃，n为2～8中的任意一个整数，X为O或NH；x为5～200，y为50～2000。

作为本发明的水溶性聚合物铁螯合剂的改进：多羟基基团为C(CH₂OH)₃或糖类结构。

作为本发明的水溶性聚合物铁螯合剂的进一步改进：x为15～100，y为60～1000。

本发明还同时提供了上述水溶性聚合物铁螯合剂的制备方法，依次包括以下步骤：

1)、以麦芽酚为原料合成含有游离氨基的苄基保护的3-羟基吡啶-4-酮二齿配体：

2)、通过酰胺键将含有游离氨基的苄基保护的3-羟基吡啶-4-酮二齿配体偶联于的三羧酸骨架上，得到苄基保护的3-羟基吡啶-4-酮六齿配体；再将所述苄基保护的3-羟基吡啶-4-酮六齿配体用三氯化硼脱去苄基，得到含碳-碳双键的3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体；

含碳-碳双键的3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体的分子结构式为：

式中：R为C_1-3的烃基、(CH₂)_2-6OH、(CH₂)_2-6OCH₃、(CH₂CH₂O)_1-3H、多羟基基团(为C(CH₂OH)₃或糖类等结构)，n为2～8中的任意一个整数；

3)、以AIBN为自由基引发剂，将含碳-碳双键的3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体与一个含碳-碳双键的单体聚合得到水溶性的聚合物铁螯合剂。

作为本发明的水溶性聚合物铁螯合剂的制备方法的改进：含碳-碳双键的单体为甲基丙烯酸羟基乙酯。

本发明还同时提供了上述水溶性聚合物铁螯合剂的用途：制备用于治疗与铁过多相关的疾病的药物，或者制备外用抗菌药。

作为本发明的水溶性聚合物铁螯合剂的用途的改进：与铁过多相关的疾病为地中海贫血或血色病。

本发明还同时提供了上述水溶性聚合物铁螯合剂的另一种用途：用于化妆品或食品的保鲜。

本发明的聚合物螯合剂能应用于医药领域、化妆品和食品保鲜，尤其是可作为治疗与铁过多相关的疾病(如地中海贫血等)的药物和外用抗菌药(尤其是用于慢性伤口的细菌感染的治疗)。

本发明的基于3-羟基吡啶-4-酮六齿配体的可溶性聚合物螯合剂具有如下结构通式1：

其中R＝C_1-3的烃基、(CH₂)_2-6OH、(CH₂)_2-6OCH₃、(CH₂CH₂O)_1-3H、多羟基基团(包括：C(CH₂OH)₃、糖类等)；R’＝H、CH₃；n＝2-8；X＝O、NH。

本发明的水溶性聚合物铁螯合剂作为外用抗菌药，可制成喷剂、药贴等形式。作为治疗与铁过多相关的疾病的药物在用餐时服用，这样可减少食物中铁的吸收，从而起到辅助治疗作用，由于其对三价金属离子选择性高，而对二价离子的螯合能力很弱，因此对其它人体必需的一些金属离子如锌、钙、镁等的吸收影响很小。每日三次共可口服300-600mg。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是南美白对虾感在贮藏过程中感官评分的变化对比图；

图2是南美白对虾在储藏过程中的细菌总数的变化对比图；

图3为南美白对虾在经过不同处理后在贮藏过程中挥发性盐基氮的变化对比图。

具体实施方式

实施例1、一种聚合物螯合剂(1a)的制备方法，该聚合物螯合剂的结构式如下；

依次进行以下步骤：

1)、含游离氨基的苄基保护的3-羟基吡啶-4-酮二齿配体(8)的合成(合成路线如下)：

A、合成苄基麦芽酚(4)：

以麦芽酚(3)为原料，按照文献方法(Y.Ma，W.Luo，P.J.Quinn，Z.Liu，and R.C.Hider，Design，Synthesis，Physicochemical Properties，and Evaluation of Novel Iron Chelators withFluorescent Sensors，J.Med.Chem.2004，47，6349-6362)进行合成；

B、3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)-2-甲基吡啶-4(1氢)-酮(5)的合成：

取苄基麦芽酚(4)(10g，46.3mmol)溶于100ml的乙醇中，接着加入150ml的蒸馏水、2-苄氧基乙胺(17.5g，116mol)，将所得的混合液在130℃加热回流16小时。在70℃水浴旋转蒸发除去乙醇，然后用CH₂Cl₂萃取3次(每次的用量为150ml)，合并位于下层的有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经旋转蒸发除去CH₂Cl₂后，残留物用硅胶柱进行分离纯化。

分离纯化的方法具体如下：采用200-300目的硅胶400g，用乙酸乙酯/甲醇(10∶1的体积比)作流动相，收集R_f为0.35洗脱液；蒸去溶剂，得到棕色的油状液体，即3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)-2-甲基吡啶-4(1氢)-酮15.5g(产率95.9％)。

C、3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)-4-氧-1，4-二氢吡啶-2-甲醛(6)的合成：

取3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)-2-甲基吡啶-4(1氢)-酮(5)(10g，28.65mmol)溶于75ml的乙酸酐和75ml的乙酸中，接着加入SeO₂(6.5g，58.56mmol)，所得的混合液在100℃加热6h，反应完成之后加水淬灭反应，接着过滤得到红色液体，用乙酸乙酯萃取3次(每次的用量为100ml)，合并有机相(位于上层)，用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经旋转蒸发除去乙酸乙酯，得到的油状物用硅胶柱进行分离纯化，分离纯化方法具体为：采用200-300目的硅胶400g，，以乙酸乙酯/甲醇(20∶1的体积比)作流动相；收集R_f为0.4的洗脱液；蒸去溶剂，得到淡黄色油状物，即3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)-4-氧-1，4-二氢吡啶-2-甲醛7g(产率67.3％)。

D、3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)-2-羟甲基吡啶-4(1氢)-酮(7)的合成：

将3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)-4-氧-1，4-二氢吡啶-2-甲醛(6)(7g，19.3mmol)溶解于80ml乙醇，加入NaBH₄(0.55g，14.5mmol)，室温搅拌3h，旋转蒸发除去乙醇，接着加入CH₂Cl₂100ml，用蒸馏水洗涤，CH₂Cl₂层(位于下层)用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经旋转蒸发除去CH₂Cl₂后，得到的油状物用硅胶柱进行分离纯化，分离纯化方法具体为：采用200-300目的硅胶300g，，以乙酸乙酯/甲醇(20∶1的体积比)作流动相；收集R_f为0.35的洗脱液；蒸去溶剂，得到白色固体，即3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)-2-羟甲基吡啶-4(1氢)-酮6.5g(产率92.3％)。

E、2-氨甲基-3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)吡啶-4(1氢)-酮(8)(即含游离氨基的苄基保护的3-羟基吡啶-4-酮二齿配体(8))的合成：

在盛有3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)-2-羟甲基吡啶-4(1氢)-酮(7)(6.5g，17.8mmol)的烧瓶中小心加入氯化亚砜(50ml)，室温搅拌16h，旋转蒸发除去氯化亚砜后，得到淡黄色的油状物，接着加入甲醇50ml溶解，加入质量浓度为37％氨水40ml，用100℃油浴加热反应5h后，冷却到室温，用10M的NaOH溶液调节pH至11，然后旋转蒸发除去甲醇，用CH₂Cl₂萃取5次，合并有机相(位于下层)，再用饱和NaCl溶液洗涤，所得的洗涤后有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经旋转蒸发除去CH₂Cl₂，得到的油状物用硅胶柱进行分离纯化，分离纯化方法具体为：采用200-300目的硅胶300g，以二氯甲烷/甲醇(10∶1的体积比)作流动相；收集R_f为0.4的洗脱液；蒸去溶剂，得到淡黄色油状物，即2-氨甲基-3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)吡啶-4(1氢)-酮3.5g(产率54％)。

2)、3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体(2a)的合成，按如下合成路线进行：

A、三羧酸(9)的合成：

按照文献方法(T.Zhou，H.Neubert，D.Y.Liu，Z.D.Liu，Y.M.Ma，X.L.Kong，W.Luo，S.Mark，and R.C.Hider，Iron Binding Dendrimers：A Novel Approach for the Treatmentof Haemochromatosis，J.Med.Chem.2006，49，4171-4182)以β-丙氨酸为原料经过多步反应得三羧酸(9)。

B、N¹，N⁷-双((3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)-4-氧-2-(1，4-二氢吡啶基)甲基)-4-(3-((3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)-4-氧-2-(1，4-二氢吡啶基)甲胺基-3-氧丙基)-4-(3-(2-1，3-二氧异吲哚基)庚二酰胺(10)(以下简称化合物(10))的合成：

将2-氨甲基-3-苄氧基-1-(2-苄氧基乙基)吡啶-4(1氢)-酮(8)(1.5g，4.1mmol)、三羧酸(9)(0.448g，1mmol)溶于10ml的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，接着加入二异丙基乙基胺(1.5ml，8.2mmol)，把6-氯苯并三氮唑-1，1，3，3-四甲基脲六氟磷酸酯(HCTU)(1.7g，4.1mmol)分成三份，每隔10分钟加入一份。室温反应24h后，旋转蒸发除去DMF，接着用硅胶柱进行分离纯化，分离纯化方法具体为：采用200-300目的硅胶150g，以二氯甲烷/甲醇(10∶1的体积比)作流动相；收集R_f为0.25的洗脱液；蒸去溶剂，得到白色泡沫状的固体，即化合物(10)(1.45g，产率97.6％)。

C、4-(3-氨基丙酰胺基)-N¹，N⁷-双((3-苄氧基-1-(2-苄氧乙基-4-氧-(2-(1，4-二氢吡啶基)甲基)-4-(3-((3-苄氧基-1-(2-苄氧乙基-4-氧-2-(1，4-二氢吡啶基)甲胺基-3-氧丙基)庚二酰胺(11)(以下简称化合物(11))的合成：

将化合物(10)(1.45g，0.976mmol)溶于10ml的乙醇，接着加入水合联氨溶液(8ml，质量浓度5％)，110℃加热回流7h。然后冷却到室温后，冰浴冷却到0℃，加入浓盐酸调节pH至1，过滤，滤液用旋转蒸发除去乙醇，残留物用20ml蒸馏水溶解。然后用10M的NaOH溶液调节pH至12，然后用CH₂Cl₂萃取5次(每次的用量为40ml)，合并有机相(位于下层)，用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经旋转蒸发至干，得到固体状的化合物(11)(1.05g，产率79.4％)。

D、4-(3-丙烯酰胺基丙酰胺基)-N¹，N⁷-双((3-苄氧基-1-(2-苄氧乙基-4-氧-(2-(1，4-二氢吡啶基)甲基)-4-(3-((3-苄氧基-1-(2-苄氧乙基-4-氧-2-(1，4-二氢吡啶基)甲胺基-3-氧丙基)庚二酰胺(12)(以下简称化合物(12))的合成：

将化合物(11)(1.05g，0.774mmol)溶于10ml的CH₂Cl₂中，再加入三乙胺(0.3ml)，所述混合液用冰浴冷却，接着加入丙烯酰氯(0.070ml，0.86mmol)，反应混合液于0℃搅拌3小时，室温继续搅拌过夜(约12小时)后，旋转蒸发浓缩反应液，得到的残留物用硅胶柱分离纯化，分离纯化方法具体为：采用200-300目的硅胶150g，以甲醇/二氯甲烷(1∶10的体积比，待产物开始从柱中流出，换成1∶5的体积比)作流动相；收集R_f为0.3(甲醇/二氯甲烷1∶5)的洗脱液；蒸去溶剂，得到白色泡沫状的化合物(12)(0.80g，73.3％)。

E、3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体(2a)的合成：

在N₂气氛中，将化合物(12)(0.8g，0.567mmol)溶于CH₂Cl₂(5ml)，溶液用冰浴冷却，接着滴加三氯化硼溶液(5ml，以CH₂Cl₂作为溶剂，三氯化硼的浓度为1M)，室温搅拌48h后，小心加入甲醇(5ml)以消耗过量的三氯化硼，过滤，滤液经旋转蒸发至干，接着加入1ml的甲醇使残留物溶解，加入20ml丙酮后出现大量白色沉淀，收集沉淀，干燥，得到白色的粉末固体，即3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体(2a)(以下简称六齿配体单体2a，或螯合剂单体2a)(0.45g，产率91.2％)。

3)、聚合物螯合剂(1a)的制备

将螯合剂单体2a和甲基丙烯酸羟基乙酯分别按照5种不同的摩尔比(0％，2.5％，5％，7.5％，10％，两种单体的总量为2.5mmol)加入50mL三颈烧瓶中参加反应，然后加入10mL的无水乙醇溶解，加入偶氮二异丁腈(AIBN)10mg，充满氮气，然后65℃反应过夜。然后转移到透析袋(截留分子量3500)中，透析5-7天，把透析袋中的溶液转移到离心管中，而后进行冷冻(-30--50℃)干燥至干燥完全，分别对应的得到聚合物1a-1至1a-5。其铁螯合容量和六齿配体单体的利用率用紫外分光度法测定，结果见表1。

表1不同摩尔比单体得到的聚合物螯合剂

其结构式如下：

在1a-1中：x为0，y为100～1800；

在1a-2中：x为5～50，y为80～1500；

在1a-3中：x为10～80，y为70～1200；

在1a-4中：x为15～100，y为60～1000；

在1a-5中：x为20～150，y为50～800。

实验1、聚合物螯合剂(1a)的抗菌活性：

综合考虑聚合物螯合剂的铁螯合容量和螯合剂单体2a(即3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体2a)的利用率，我们对上述聚合物螯合剂进一步研究。测定了上述聚合物螯合剂对二种革兰氏阳性菌(枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌)和三种革兰氏阴性菌(大肠杆菌、弗氏柠檬酸菌和沙门氏菌)的最小抑制浓度，结果表明聚合物螯合剂1a-4对这5种菌都具有明显的抑制作用，结果见表2。

表2聚合物螯合剂的抗菌活性

实验2：3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体(2a)及聚合物铁螯合剂的铁亲合性

铁-配体螯合物的稳定性是配体的螯合效率的重要因素。3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体2a与铁形成的螯合物的稳定常数K按文献方法用光谱滴定法测定。结果表明2a-Fe螯合物的稳定性很高，其logK为32.7。pFe³⁺值，即在一定条件(铁的总浓度10^-6mol/L，配体的总浓度10^-5mol/L)下，游离铁离子浓度的负对数。在生理条件下，用pFe³⁺值来表示配体对铁的亲合性比稳定常数更为合适，因为它综合考虑了配体的碱性、齿合度、质子化程度的影响。根据2a-Fe螯合物的稳定常数和单体2a的pKa值，计算得到pFe³⁺值很高，为29.6，表明单体2a对三价铁具有很高的亲合性。

铁-聚合物螯合物对聚合物在pH为7.46时的条件稳定常数(logK’)的测定：

采用配体竞争的方法测定了聚合物螯合剂1a-2～1a-5与三价铁形成的螯合物在pH为7.46时的条件稳定常数进行的测定，结果表明它们的条件稳定常数没有明显的差别。Fe-1a-2～Fe-1a-5的的条件稳定常数(logK’)分别为28.25、28.18、28.47、28.39。而单体2a在7.46时的条件稳定常数为28.12，仅仅略低于聚合物螯合剂。表明聚合物中的每个六齿配体结构单元与六齿配体单体2a一样，都能很有效的螯合铁。

实验3、南美白对虾的保鲜实验(以聚合物螯合剂1a-4为例)：

空白组南美白对虾的样品处理

鲜活对虾侵入到冰水中(1∶2(w/v))30min。用蒸馏水洗净并沥干，后浸于4℃的蒸馏水中10min后，沥干后装入无菌的灭菌袋中，置于4℃的冰箱中冷藏。每两天取样，为了消除个体差异，每次取虾5～6只。

实验组南美白对虾的处理

鲜活对虾侵入到冰水中(1∶2(w/v))30min。用蒸馏水洗净并沥干，后浸于4℃100mg/L的聚合物螯合剂的水溶液中10min后，沥干后装入无菌的灭菌袋中，置于4℃的冰箱中冷藏。每两天取样，为了消除个体差异，每次取虾5～6只。

1、感官检验

根据虾的气味、外观、组织由20名具有感评定经验的评定人员按照10分法的评分标准经行感官评分。评分结果以样品平均分显示(样品平均分＝样品评分的总和/参与评分的评定人员)。若综合评分在5分以下，则表明对虾不能食用。

由图1可见，经过聚合物螯合剂处理的南美白对虾的感官品质得到了改善，具有更可接受性。实验组和空白组最初的感官品质没有多大差异，均为10分。随着冷藏时间的增加，空白组和实验组的感官得分差异逐渐拉大，空白组在第2d就开始发生较明显的变化，感官得分为9分，到第8d感官得分变为了5分，已经不能食用了；而实验组在第4d感官得分才开始发生变化，与空白组的第2d的得分相同同为9分，感官得分直到第12d变为5分，才不能食用。

2 细菌总数的测定

参照《食品卫生微生物学检验菌落总数测定》GB4789.2-2010，利用平板培养计数法分别对空白组和实验组的对虾样品在0d、2d、4d、6d、8d、10d、12d、14d进行细菌菌落总数的测定。

图2是南美白对虾在冷藏过程总细菌总数的变化趋势，在冷藏初期，实验组对虾的细菌总数下降速度明显大于空白组的下降速度，空白组的细菌总数在第2d时到达到最低点，而实验组对虾的细菌总数则延长了2d在第4d时才到达最低点。在冷藏中期，由于腐败菌对其所处环境的适应，导致腐败菌大量生长繁殖，细菌总数不断变大，空白组的腐败菌在第2d就开始进入增长阶段，而实验组在第4d才慢慢开始经行增长。在冷藏的后期，细菌总数增加的趋势变缓，最后稳定在一定的范围之内。空白组在第8d达到腐败，实验组在第8d仍处于一级鲜的程度，到了第12d才开始腐败，较空白组延长了4d。因此，在对虾冷藏时期，其细菌总数的变化也说明了螯合剂能够起到有效抑制微生物的生长，延缓其腐烂变质。

3 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定

利用KJELTEC2300型全自动定氮仪对虾样品中的挥发性盐基氮(TVB-N值)进行测定。具体方法如下：用称量纸称取10g虾样品至750mL的蒸馏管中，向蒸馏管中加入50mL蒸馏水，并用手摇晃混合均匀。而后加入1g MgO，将蒸馏管连接到蒸馏器上。设定仪器为1％的硼酸接收液30mL，蒸馏时间为300s，然后用0.1M盐酸标准滴定液。每批样品均做空白实验，TVB-N值用mgN/100g来表示。

图3为南美白对虾在经过不同处理后在贮藏过程中挥发性盐基氮的变化情况，由图3可以发现，空白组和实验组的鲜虾的初始TVB-N值在9mg/100g左右，随着冷藏时间的延长，实验组和空白组的TVB-N值均呈上升趋势，但是空白组的上升趋势明显高于实验组。空白组在第8d达到25.42mg/100g，超过了NY5008-2001标准的规定，而实验组在第12天才超过此标准.因此，冷藏期间对虾的TVB-N的变化趋势能够说明铁螯合剂具有延缓南美白对虾的腐败、延长其货架期的作用。

结果表明，铁螯合剂溶液能够有效地抑制南美白对虾中细菌的滋生，降低其细菌总数；有效的延缓了对虾的pH值和挥发性盐基氮(TVB-N)的增加，提高了南美白对虾的感官品质；起到了良好的保鲜效果。

对比实验1(实验过程参照实验1)、

羟基吡啶酮二齿配体单体的抗菌活性研究表明，抑制大肠杆菌的最低抑制浓度(MIC)为5mmol/L(M.H.Feng，et al.Iron(III)chelating resins.3.Synthesis，iron(III)-chelationgproperties，and in vitro antibacterial activity of compounds containing 3-hydroxy-2-methyl-4(1H)-pyridinone ligand.J.Med.Chem.J.1993，36，2822-2827.)，其抑菌活性比本发明的聚合物铁螯合剂1a-4(MIC为3.5μmol/L)弱得多。羟基吡啶酮二齿配体和六齿配体的不溶性聚合物铁螯合剂树脂的抗菌活性则未见报道。

对比实验2(实验过程参照实验2)、

不溶性的聚合物铁螯合剂树脂上羟基吡啶酮六齿配体与铁的螯合物在pH为7.46时的条件稳定常数(logK’)为26.55，低于本发明的聚合物铁螯合剂1a-2～1a-5(logK’约为28)，表明本发明的聚合物螯合剂具有更高的铁亲合性。螯合铁的动力学研究表明，本发明的聚合物铁螯合剂在1分钟内即可达到最大螯合容量，而不溶性的聚合物铁螯合剂则在5小时达到最大螯合容量的96％，表明本发明的聚合物螯合剂螯合铁的速度快得多。

对比实验3、羟基吡啶酮二齿配体和六齿配体的不溶性聚合物铁螯合剂树脂用于虾保鲜研究未见报道，因为不溶性聚合物铁螯合剂不适合此应用。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.水溶性聚合物铁螯合剂，其特征是：结构通式为：

式中：R为C_1-3的烃基、(CH₂)_2-6OH、(CH₂)_2-6OCH₃、(CH₂CH₂O)_1-3H或多羟基基团，R’为H或CH₃，n为2～8中的任意一个整数，X为O或NH；x为5～200，y为50～2000。

2.根据权利要求1所述的水溶性聚合物铁螯合剂，其特征是：所述多羟基基团为C(CH₂OH)₃或糖类。

3.根据权利要求1或2所述的水溶性聚合物铁螯合剂，其特征是：所述x为15～100，所述y为60～1000。

4.如权利要求1、2或3所述的水溶性聚合物铁螯合剂的制备方法，其特征是依次包括以下步骤：

1）、以麦芽酚为原料合成含有游离氨基的苄基保护的3-羟基吡啶-4-酮二齿配体：

2）、通过酰胺键将含有游离氨基的苄基保护的3-羟基吡啶-4-酮二齿配体偶联于三羧酸的骨架上，得到苄基保护的3-羟基吡啶-4-酮六齿配体；再将所述苄基保护的3-羟基吡啶-4-酮六齿配体用三氯化硼脱去苄基，得到含碳-碳双键的3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体；

所述含碳-碳双键的3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体的分子结构式为：

式中：R为C_1-3的烃基、(CH₂)_2-6OH、(CH₂)_2-6OCH₃、(CH₂CH₂O)_1-3H或多羟基基团，n为2～8中的任意一个整数；

3）、以AIBN为自由基引发剂，将含碳-碳双键的3-羟基吡啶-4-酮六齿配体单体与一个含碳-碳双键的单体聚合，得到水溶性的聚合物铁螯合剂。

5.根据权利要求4所述的水溶性聚合物铁螯合剂的制备方法，其特征是：所述含碳-碳双键的单体为甲基丙烯酸羟基乙酯。

6.如权利要求1、2或3所述的水溶性聚合物铁螯合剂的用途，其特征是：制备用于治疗与铁过多相关的疾病的药物，或者制备外用抗菌药。

7.根据权利要求6所述的水溶性聚合物铁螯合剂的用途，其特征是：所述与铁过多相关的疾病为地中海贫血或血色病。

8.如权利要求1、2或3所述的水溶性聚合物铁螯合剂的用途，其特征是：用于化妆品或食品的保鲜。

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