CN107619478A - 一种聚四氢嘧啶杂环抗菌聚合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有抗菌特性的聚四氢嘧啶杂环聚合物，该聚合物由含炔基的单体、甲醛和含双胺基的单体在乙酸催化下聚合而成；聚合机理为基于多组分反应的逐步聚合。本发明所公开的聚合物在常温下为固体粉末，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌作用，可作为一种抗菌材料。这种多组分聚合一锅法反应节省了反应时间、降低了合成成本、合成途径更加绿色经济。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有抗菌性能的聚合物及其制备方法。
背景技术
细菌感染一直是人类健康的严峻挑战，传统抗生素几乎不可避免地使微生物产生耐药性，因此亟待开发新型抗菌剂。目前使用的抗菌药有很多种类，其抗菌作用机理多样，包括：抑制细胞壁的合成，抑制蛋白质的合成，以及抑制DNA的合成等。近年来包括超级细菌在内的耐药菌、甚至多重耐药菌不断出现，形势严峻。
大量抗菌类的多肽聚合物引起关注并被广泛研究。多肽广泛存在于动物、植物、微生物等各种形式的生命体中，能够抵御细菌、真菌等微生物的入侵，本身具有广谱的抗菌活性和调节免疫功能。但是，多肽类聚合物自身具有结构不稳定(易被蛋白酶水解)、价格昂贵、不易大量制备等缺点，实际应用受到诸多限制。因此，研发一种具有优越抗菌性能的抗菌聚合物具有重要的意义。
含氮杂环化合物具有抗菌、抗肿瘤、消炎等生理和药理活性，其中嘧啶及其衍生物大部分都拥有药理和生理活性，比如舒张血管、强心、以及抗菌抗肿瘤等特性。因此，对嘧啶杂环衍生物的合成一直是有机合成以及医用材料的热点之一。而其中，四氢嘧啶因具有良好的生物活性而受到广泛研究。研究发现，其可作为M1受体治疗阿兹海默病、人类免疫缺陷病毒(HIV)蛋白抑制剂以及结核杆菌抑制剂等。根据已有文献报道，其合成是大多通过炔、胺和甲醛的三组分反应，对其生物活性的研究很少。目前，只有一篇文献报道了基于小分子的四氢嘧啶化合物的抗菌性(Myadaraboina,S.,et al.,Solvent-free one-potsynthesis of polysubstituted tetrahydropyrimidines and their antioxidant andantimicrobial properties.Research on Chemical Intermediates,2015.42(2):p.923-937.)。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种具有低毒性高抗菌活性的聚四氢嘧啶杂环聚合物；本发明的目的之二是提供一种聚四氢嘧啶杂环聚合物的制备方法，该方法具有经济绿色快捷的特点。
本发明将多组分聚合反应引入到四氢嘧啶的三组分合成中，创造性地合成了一种未见报道的新型抗菌高分子暨聚四氢嘧啶杂环聚合物。该合成方法具体为以含炔基的单体、含双胺基的单体以及甲醛为反应原料，以乙酸为催化剂，经过一锅反应合成法制备；其中含炔基的单体结构式为 其中R1为C1-C20的直链或支链烷基或者苯基或取代苯基；R2为甲基或者乙基；
所述的含双胺基的单体结构式为H2N-R3-NH2,
其中R3为C1-C20的直链或支链烷基，或被一个或多个O或N间断的C1-C20的直链或者或支链烷基；C5-C6环烷基，含O,S或N的五元或六元杂环，被一个或多个-OH取代的环己基或C3-C20直链或者支链烷基；或
R3为苯基或被烷基，羟基，卤素，烷氧基，磺酸基，卤代烷基取代的苯基；或
R3为R4-X-R5，其中X为亚甲基，烷基或苯基取代的亚甲基，直键，羰基，砜，O,S或C5-C6亚环烷基；R4，R5分别为苯基或被烷基，羟基，卤素，烷氧基，磺酸基，卤代烷基取代的苯基；
或含双胺基的单体为1,3-环己二甲胺，2-脱氧链霉胺二氢溴酸盐，2,5-二氨甲基-四氢呋喃，异佛尔酮二胺，1,4-环己烷二甲胺，1,4-二胺甲基苯，反式-1,4-环己二胺，L-胱氨酸或L-赖氨酸，3,6-硫代蒽二胺，2,7-二氨基芴，乙胺嘧啶，1,5-萘二胺，环丙氨嗪或苯代三聚氰胺；
所述聚四氢嘧啶杂环聚合物的结构式为
上述制备聚四氢嘧啶杂环聚合物的方法中，反应溶剂优选为甲醇，四氢呋喃。反应温度优选为室温。
上面所公开的聚四氢嘧啶杂环聚合物在常温下为固体粉末，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌作用，可作为一种抗菌材料。上述所公开的这种多组分聚合一锅法合成聚四氢嘧啶杂环聚合物的方法节省了反应时间、降低了合成成本、合成途径更加绿色经济。本发明制备工艺简单，具有很好的商业前景。
附图说明
图1为含双胺基脂肪族单体与丁炔二酸二甲酯和甲醛的多组分聚合反应通式。
图2为含双胺基芳香族单体与丁炔二酸二甲酯和甲醛的多组分聚合反应通式。
图3实施例29所得产物的核磁谱图及其归属。
图4实施例29所得产物的分子量及分子量分布。
图5、6、7为不同聚四氢嘧啶杂环聚合物针对大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌的抑菌圈实验效果图。
具体实施方式
实施例1
称取0.74g 1,3-丙二胺于100mL单口圆底烧瓶中，加入20mL甲醇，进行搅拌。然后称量1.42g的丁炔二酸二甲酯，加入少量甲醇然后将其缓慢滴加到单口烧瓶中，滴加结束后反应30min。然后称量2.43g的37％的甲醛溶液，将其缓慢滴加至反应烧瓶中，反应10min。再称量1.2g冰乙酸，将其一次性加入到反应烧瓶中，室温下反应16h～18h。待反应结束后，将产物进行旋蒸浓缩，然后溶于100mL的二氯甲烷中，使用100mL的饱和碳酸氢钠溶液进行萃取，重复萃取三次后旋蒸掉溶剂，放入真空干燥。如图1中R3为R3-1(m＝3)所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为10.8×103，PDI(聚合物分散性指数)为2.05，其产率为91.7％。
实施例2
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为乙二胺，乙二胺的量为0.6g。室温下反应16小时。如图1中R3为R3-1(m＝2)所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为11.1×103，PDI为1.97，其产率为92.1％。
实施例3
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为甲1,4-丁二胺，1,4-丁二胺的质量为0.88g。室温下反应16小时。如图1中R3为R3-1(m＝4)所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为10.3×103，PDI为2.11，其产率为90.8％。
实施例4
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,5-二氨基戊烷，其质量为1.02g。室温下反应16小时。如图1中R3为R3-1(m＝5)所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.3×103，PDI为2.13，其产率为92.3％。
实施例5
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,6-二氨基己烷，其质量为1.16g。室温下反应16小时。如图1中R3为R3-1(m＝6)所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为17.2×103，PDI为1.91，其产率为93.1％。
实施例6
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,7-二氨基庚烷，其质量为1.30g。室温下反应16小时。如图1中R3为R3-1(m＝7)所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为14.3×103，PDI为2.23，其产率为90.9％。
实施例7
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,8-二氨基辛烷，其质量为1.44g。室温下反应16小时。如图1中R3为R3-1(m＝8)所示最终得到的聚合物的数均相对分子质量为13.2×103，PDI为1.97，其产率为95.1％。
实施例8
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,9-二氨基壬烷，其质量为1.58g。室温下反应16小时。如图1中R3为R3-1(m＝9)所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为13.0×103，PDI为2.25，其产率为90.1％。
实施例9
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,10-二氨基癸烷，其质量为1.72g。室温下反应16小时。如图1中R3为R3-1(m＝10)所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为14.1×103，PDI为2.12，其产率为92.4％。
实施例10
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,11-二氨基十一烷，其质量为1.86g。室温下反应16小时。如图1中R3为R3-1(m＝11)所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为11.5×103，PDI为2.31，其产率为90.0％。
实施例11
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,12-二氨基十二烷，其质量为2.00g。室温下反应16小时。如图1中R3为R3-1(m＝12)所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为12.1×103，PDI为2.34，其产率为91.2％。
实施例12
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,5-二氨基-2-甲基戊烷，其质量为1.16g。室温下反应16小时。如图1中R3-2所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为12.9×103，PDI为1.81，其产率为90.6％。
实施例13
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,3-环己二甲胺，其质量为1.42g。室温下反应16小时。如图1中R3-3所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为11.8×103，PDI为1.91，其产率为97％。
实施例14
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为2-脱氧链霉胺二氢溴酸盐，其质量为3.24g。室温下反应16小时。如图1中R3-4所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为14.1×103，PDI为2.22，其产率为92.1％。
实施例15
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为2,5-二氨甲基-四氢呋喃，其质量为1.30g。室温下反应16小时。如图1中R3-5所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为12.8×103，PDI为2.19，其产率为97.0％。
实施例16
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为2,2'-氧代双(乙胺)，其质量为1.04g。室温下反应16小时。如图1中R3-6所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为13.1×103，PDI为1.96，其产率为91.5％。
实施例17
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为聚醚胺D230，其质量为2.30g。室温下反应16小时。如图1中R3-7所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为17.1×103，PDI为2.25。，其产率为92.9％
实施例18
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为聚醚胺D400，其质量为4.00g。室温下反应16小时。如图1中R3-7所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为16.9×103，PDI为2.18，其产率为92％。
实施例19
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为聚醚胺D2000，其质量为2.00g。室温下反应16小时。如图1中R3-7所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.7×103，PDI为2.32，其产率为94.1％。
实施例20
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,3-二氨基-2-羟基丙烷，其质量为0.90g。室温下反应16小时。如图1中R3-8所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为16.8×103，PDI为2.01，其产率为95.8％。
实施例21
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为异佛尔酮二胺，其质量为1.70g。室温下反应16小时。如图1中R3-9所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为17.1×103，PDI为1.93，其产率为96.0％。
实施例22
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为N,N-双(3-氨丙基)甲胺，其质量为1.45g。室温下反应16小时。如图1中R3-10所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为16.0×103，PDI为1.82，其产率为96.1％。
实施例23
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,4-环己烷二甲胺，其质量为1.42g。室温下反应16小时。如图1中R3-11所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.0×103，PDI为1.93，其产率为93.3％。
实施例24
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,2-丙二胺，其质量为0.74g。室温下反应16小时。如图1中R3-12所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为17.1×103，PDI为1.89，其产率为95.1％。
实施例25
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为二乙烯三胺，其质量为1.03g。室温下反应16小时。如图1中R3-13所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为18.1×103，PDI为1.93，其产率为93.8％。
实施例26
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为反式-1,4-环己二胺，其质量为1.14g。室温下反应16小时。如图1中R3-14所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为17.9×103，PDI为2.15，其产率为95.1％。
实施例27
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为L-胱氨酸，其质量为2.40g。室温下反应16小时。如图1中R3-15所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.6×103，PDI为1.94，其产率为93.8％。
实施例28
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为L-赖氨酸，其质量为1.46g。室温下反应16小时。如图1中R3-16所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.1×103，PDI为1.97，其产率为94.1％。
实施例29
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为对苯二胺，其质量为1.08g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-1所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为5.76×103，PDI为1.75，其产率为97.1％。
实施例30
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为间苯二胺，其质量为1.08g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-2所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为5.81×103，PDI为1.81，其产率为92.0％。
实施例31
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为2,5-二甲基-4-(4-氨基-2,5-二甲基)苄基苯胺，其质量为2.54g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-3所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为16.0×103，PDI为1.87，其产率为97.9％。
实施例32
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为4,4，-二氨基二苯醚，其质量为2.00g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-4所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.9×103，PDI为1.77，其产率为93.8％。
实施例33
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为4,4，-二氨基二苯硫醚，其质量为2.16g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-5所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为16.1×103，PDI为1.80，其产率为93.5％。
实施例34
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为4,4，-二氨基二苯甲酮，其质量为2.12g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-6所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.9×103，PDI为1.86，其产率为98.1％。
实施例35
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为4,4'-亚甲基双(2-甲基-6-乙基苯胺)，其质量为2.82g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-7所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.4×103，PDI为1.87，其产率为95.9％。
实施例36
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为3,6-硫代蒽二胺，其质量为2.60g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-8所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.1×103，PDI为1.87，其产率为96.6％。
实施例37
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,1-双(4-氨基苯基)环己烷，其质量为2.66g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-9所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.3×103，PDI为1.94，其产率为98.1％。
实施例38
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷，其质量为2.67g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-10所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.6×103，PDI为1.79，其产率为93.8％。
实施例39
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为4,4'-亚甲基双(2-异丙基-6-甲基苯胺)，其质量为3.10g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-11所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.1×103，PDI为1.86，其产率为92.1％。
实施例40
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为4,4，-二氨基二苯砜，其质量为2.48g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-12所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为18.9×103，PDI为2.01，其产率为93.8％。
实施例41
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为9,9-二(4-氨基-3-甲苯基)芴，其质量为3.76g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-13所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.2×103，PDI为1.92，其产率为93.7％。
实施例42
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为4,4'-二氨基联苯，其质量为1.84g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-14所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.3×103，PDI为1.88，其产率为96.6％。
实施例43
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为3,3'-二氯联苯胺，其质量为2.53g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-15所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.72×103，PDI为1.92，其产率为94.7％。
实施例44
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为3,3'-二甲氧基联苯胺，其质量为2.44g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-16所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.7×103，PDI为2.02，其产率为92.0％。
实施例45
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为3,3'-二甲基联苯胺，其质量为2.12g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-17所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为16.8×103，PDI为2.19，其产率为93.1％。
实施例46
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为3,3',5,5'-四甲基联苯胺，其质量为2.40g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-18所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为17.2×103，PDI为2.30，其产率为93.9％。
实施例47
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为2,7-二氨基芴，其质量为1.96g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-19所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为17.1×103，PDI为2.25，其产率为93.9％。
实施例48
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为3,3'-二羟基联苯胺，其质量为2.16g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-20所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.0×103，PDI为1.95，其产率为96.9％。
实施例49
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯，其质量为3.20g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-21所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为16.3×103，PDI为2.35，其产率为90.9％。
实施例50
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为2,2',5,5'-四氯二苯胺，其质量为3.22g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-22所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为18.7×103，PDI为2.07，其产率为92％。
实施例51
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,4-二氨甲基苯，其质量为1.36g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图1中R3-Ar-23所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为18.1×103，PDI为1.85，其产率为93.9％。
实施例52
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为乙胺嘧啶，其质量为2.48g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-24所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为16.2×103，PDI为1.90，其产率为97.1％。
实施例53
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为苯代三聚氰胺，其质量为1.87g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-25所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为14.0×103，PDI为2.33，其产率为98.0％。
实施例54
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为2,6-二氨基甲苯，其质量为1.22g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-26所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为16.8×103，PDI为1.78，其产率为97.5％。
实施例55
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为2,4-二氨基甲苯，其质量为1.22g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-27所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为15.4×103，PDI为1.90，其产率为92.0％。
实施例56
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为2,5-二氨基苯磺酸，其质量为1.88g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-28所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为17.1×103，PDI为1.82，其产率为92.3％。
实施例57
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为环丙氨嗪，其质量为1.66g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-29所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为17.9×103，PDI为1.93，其产率为92.0％。
实施例58
同实施例1，区别在于所用的含双胺基的单体为1,5-萘二胺，其质量为1.58g，反应溶剂为四氢呋喃。聚合反应在室温下反应16小时。如图2中R3-Ar-30所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为17.1×103，PDI为2.30，其产率为93.9％。
实施例59
称量2.25g胱氨盐酸盐于100ml的单口圆底烧瓶中，加入30mLDMF做溶剂，放入1cm梭形磁子，然后将单口圆底烧瓶放入集热式恒温加热磁力搅拌器中，进行磁力搅拌。然后称量2.02g的三乙胺加入单口烧瓶中反应10min。然后称量1.42g的丁炔二酸二甲酯于50mL烧杯中，加入少量DMF然后将其缓慢滴加到单口烧瓶中，滴加结束后提高转速并反应30min。然后称量2.43g的37％的甲醛溶液于50mL烧杯中，将其缓慢滴加至单口烧瓶中，反应10min。最后称量1.2g冰乙酸于50ml烧杯中，将其一次性加入到单口烧瓶中，反应16h～18h。待反应结束后，将产物进行旋蒸浓缩，然后将产物溶于DMF后用大量冰乙醚进行沉淀，得到淡黄色固体。图1中R3-17所示。最终得到的聚合物的数均相对分子质量为16.1×103，PDI为2.31，其产率为92.0％。
实施例60
取两支15ml离心管，其中一支中加入0.25g LB肉汤和0.2g琼脂粉以及10ml的双蒸水，另一支中加入0.13g LB肉汤和0.06g琼脂粉以及5ml的双蒸水，将这两支培养基与培养皿一同进行高温灭菌。高温结束后，将10ml培养基倒入培养皿中等待凝固，然后向5ml培养基中加入200μL含有大肠杆菌或者金黄色葡萄球菌的液体培养基，摇晃均匀后，倒在已经凝固的培养基上，等待再次凝固。凝固后，使用直径为6mm的打孔器，将培养基上等距离打4个孔，并将双抗(阳性对照)、DMSO(阴性对照)、实例3所得样品以及实例29所得样品分别滴加20μL在不同的孔中，24h后观察抗菌效果，抑菌圈越大说明抗菌效果越好，结果如图5所示，在培养24h之后体现的抗菌效果，左图使用菌种为大肠杆菌，右图使用菌种为金黄色葡萄球菌。
区域a所示为使用实例3合成的聚合物的样品点；区域b所示为阴性对照(DMSO)的样品点；区域c所示为使用实例29合成的聚合物的样品点；区域d所示为阳性对照(青链霉素混合液)的样品点。从图5可以看出，实施例3及实施例29均有抗菌效果，实例29的抗菌效果更好。
实施例61
取两支15ml离心管，其中一支中加入0.25g LB肉汤和0.2g琼脂粉以及10ml的双蒸水，另一支中加入0.13g LB肉汤和0.06g琼脂粉以及5ml的双蒸水，将这两支培养基与培养皿一同进行高温灭菌。高温结束后，将10ml培养基倒入培养皿中等待凝固，然后向5ml培养基中加入200μL含有大肠杆菌或者金黄色葡萄球菌的液体培养基，摇晃均匀后，倒在已经凝固的培养基上，等待再次凝固。凝固后，使用直径为6mm的打孔器，将培养基上等距离打4孔。并将实例1所得聚合物、实例2所得聚合物、实例3所的聚合物以及实例5所得聚合物分别取20μL加入不同的孔中，培养24h后观察抗菌效果，抑菌圈越大说明抗菌效果越好，结果如图6所示，在培养24h之后体现的抗菌效果，左图使用菌种为大肠杆菌，右图使用菌种为金黄色葡萄球菌。
区域a所示为使用1,3-丙二胺(实例1)合成的聚合物的样品点；区域b所示为使用乙二胺(实例2)合成的聚合物的样品点；区域c所示为使用1,6-二氨基己烷(实例5)合成的聚合物的样品点；区域d所示为使用1,4-丁二胺(实例3)所合成的聚合物的样品点。从图6可以看出，实例1、实例2、实例5、实例3都具有抗菌效果，而其中实例2的抗菌效果最佳。
实施例62
取两支15ml离心管，其中一支中加入0.25g LB肉汤和0.2g琼脂粉以及10ml的双蒸水，另一支中加入0.13g LB肉汤和0.06g琼脂粉以及5ml的双蒸水，将这两支培养基与培养皿一同进行高温灭菌。高温结束后，将10ml培养基倒入培养皿中等待凝固，然后向5ml培养基中加入200μL含有大肠杆菌或者金黄色葡萄球菌的液体培养基，摇晃均匀后，倒在已经凝固的培养基上，等待再次凝固。凝固后，使用直径为6mm的打孔器，将培养基上等距离打3孔。并将实例29所得聚合物、实例30所得聚合物、实例41所的聚合物分别取20μL加入不同的孔中，培养24h后观察抗菌效果，抑菌圈越大抗菌效果越好，结果如图7所示，在培养24h之后体现的抗菌效果，左图使用菌种为大肠杆菌，右图使用菌种为金黄色葡萄球菌。
区域e所示为使用对苯二胺(实例29)合成的聚合物的样品点；区域f所示为使用间苯二胺(实例30)合成的聚合物的样品点；区域g所示为使用联苯二胺(实例42)合成的聚合物的样品点。从图7可以看出，实例29、实例30和实例42都具有良好的抗菌效果。
Claims (4)
1.一种聚四氢嘧啶杂环聚合物的制备方法，以含炔基的单体、含双胺基的单体以及甲醛为反应原料，以乙酸为催化剂，经过一锅反应合成法制备；
所述的含炔基的单体结构式为
其中R1为C1-C20的直链或支链烷基、苯基或取代苯基；R2为甲基或者乙基；
所述的含双胺基的单体结构式为H2N-R3-NH2,
其中R3为C1-C20的直链或支链烷基，或被一个或多个O或N间断的C1-C20的直链或者或支链烷基；C5-C6环烷基，含O,S或N的五元或六元杂环，被一个或多个-OH取代的环己基或C3-C20直链或者支链烷基；或
R3为苯基或被烷基，羟基，卤素，烷氧基，磺酸基，卤代烷基取代的苯基；或
R3为R4-X-R5，其中X为亚甲基，烷基或苯基取代的亚甲基，直键，羰基，砜，O,S或C5-C6亚环烷基；R4，R5分别为苯基或被烷基，羟基，卤素，烷氧基，磺酸基，卤代烷基取代的苯基；
或所述含双胺基的单体为1,3-环己二甲胺，2-脱氧链霉胺二氢溴酸盐，2,5-二氨甲基-四氢呋喃，异佛尔酮二胺，1,4-环己烷二甲胺，1,4-二胺甲基苯，反式-1,4-环己二胺，L-胱氨酸或L-赖氨酸，3,6-硫代蒽二胺，2,7-二氨基芴，乙胺嘧啶，1,5-萘二胺，环丙氨嗪或苯代三聚氰胺；
所述聚四氢嘧啶杂环聚合物的结构式为
2.权利要求1中所述的一种聚四氢嘧啶杂环聚合物的制备方法，其特征在于，反应体系中以醇类或者四氢呋喃为溶剂。
3.权利要求1所述的一种聚四氢嘧啶杂环聚合物的制备方法，其特征在于，反应在室温下进行。
4.一种聚四氢嘧啶杂环聚合物，其结构式为
其中，R1、R2、R3的定义同权利要求1中所述。
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|---|---|---|---|---|
| CN111303413A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-06-19 | 青岛大学 | 一种四氢嘧啶基阳离子抗菌聚合物、其制备方法及应用 |
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| CN106243351A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-21 | 华南理工大学 | 无金属催化多组分聚合制备序列可控的线形/超支化高分子及方法与应用 |
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