CN111303021A - 一种磺胺类胆碱离子液体及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磺胺类胆碱离子液体及其制备方法与应用，所述离子液体的结构式如下：
其中，R为任意取代基。本发明方案的离子液体在性质上具有避免结晶、水溶性强等功能，且与磺胺类单体相比，还具有增强的抗菌效果；该离子液体属于氢键作用的离子液体类化合物且兼具磺胺和胆碱的性质，胆碱属于碱性物质，更好地保证了磺胺类化合物在碱性环境中的应用，解决了磺胺类药物易结晶的问题，同时提升了其抑菌效果。
Description
技术领域
本发明涉及药物技术领域，具体涉及一种磺胺类胆碱离子液体及其制备方法与应用。
背景技术
抗菌药物通常是指具有杀菌或抑菌活性的药物，包括各种抗生素、磺胺类、咪唑类等化学合成药物。其中，磺胺类抗菌药物(Sulfonamides，SAs)是指具有对氨基苯磺酰胺结构的一类药物的总称，是一类用于预防和治疗细菌感染性疾病的化学治疗药物，其抗菌谱较广、性质稳定，能抑制大多数革兰氏阳性菌和一些阴性菌。磺胺类药因化学结构与对氨苯甲酸相似，能与细菌利用对苯甲酸的酶相结合，导致细菌的核蛋白不能合成，达到抑菌杀菌的目的。然而，磺胺类药物在酸性环境中容易发生结晶现象从而引起尿道堵塞等副作用，通过注射或静滴给药时，易因沉淀并结晶，给输液带来困难，因此，通常在服用磺胺类药物时，还需服用乳酸钠、碳酸氢钠等碱性物质。
胆碱属于季铵碱类，是生物膜组成成分和乙酰胆碱的前驱体。胆碱主要来自于蛋类、动物大脑、心脏、肝脏、绿叶蔬菜、大豆卵磷脂、麦芽、啤酒酵母等，其具有促进脑发育和提高记忆力的作用，促进体内转甲基代谢，降低血清胆固醇等作用。但期热稳定性较差，且尚未有将其于抑菌领域中的报道。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种磺胺类胆碱离子液体，能够具有较好地水溶性且抗菌效果相较于磺胺类单体更佳。
本发明还提出上述离子液体的制备方法。
本发明还提出上述离子液体的应用。
根据本发明的第一方面实施例的磺胺类胆碱离子液体，所述离子液体的结构式如下：
其中，R为任意取代基；优选地，所述R为杂环取代基；更优选为嘧啶基、异噁唑基或甲噁唑基。
根据本发明的一些实施方式，所述离子液体中包含阴离子和阳离子，所述阴离子的前体为磺胺类化合物，阳离子前体为胆碱。
根据本发明的一些实施方式，所述磺胺类化合物选自磺胺嘧啶、磺胺异噁唑或磺胺甲噁唑。
根据本发明实施例的离子液体，至少具有如下有益效果：本发明方案的离子液体在性质上具有避免结晶、水溶性强等功能，且与磺胺类单体相比，还具有增强的抗菌效果；该离子液体属于氢键作用的离子液体类化合物且兼具磺胺和胆碱的性质，胆碱属于碱性物质，更好地保证了磺胺类化合物在碱性环境中的应用，解决了磺胺类药物易结晶的问题，同时提升了其抑菌效果。
根据本发明的第二方面实施例的制备方法，包括以下步骤：
向含有水的胆碱中加入磺胺类化合物，反应2～4h后即得所述磺胺类胆碱离子液体。
根据本发明实施例的制备方法，至少具有如下有益效果：该制备方法，操作简便，无需后处理，所得产品纯度高，收率好；制备过程中，无需添加溶剂，水作为反应物，同时作为氢键的供体和受体，胆碱作为氢键供体，磺胺类化合物作为氢键受体，形成氢键作用的离子液体类化合物，以解决磺胺类化合物易结晶问题。
根据本发明的一些实施方式，所述水的质量为反应体系总质量的8～12％；优选地，所述水的质量为反应体系总质量的9～11％；进一步优选地，所述水的质量为反应体系总质量的9.5～10％。
根据本发明的一些实施方式，所述磺胺类化合物的摩尔数不高于胆碱的摩尔数；优选地，所述磺胺类化合物的摩尔数与胆碱的摩尔数相等。
根据本发明的一些实施方式，所述磺胺类化合物选自磺胺嘧啶、磺胺异噁唑或磺胺甲噁唑。
根据本发明的一些实施方式，所述反应在搅拌下进行。
根据本发明的一些实施方式，所述反应在常温常压下进行；优选地，所述常温是指15～40℃；优选为15～35℃；更优选为20～30℃。常温常压下即可进行，反应条件温和，无需使用精密仪器，易于产业化。
根据本发明的第三方面实施例的应用，将上述磺胺类胆碱离子液体用于制备抑菌剂中。
根据本发明的一些实施方式，所述抑菌剂能够用于抑制以下细菌中的至少一种：链球菌、肺炎于球菌或沙门氏菌。
根据本发明实施例的应用，至少具有如下有益效果：本发明方案的离子液体在酸碱环境下均具有良好的抑菌效果，在碱性环境下的抑菌效果还优于磺胺类化合物单体。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例1中的磺胺类胆碱离子液体的DSC测试结果图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明的实施例一为：一种磺胺类胆碱离子液体，其结构式如下：
可通过如下步骤制备而得，称取12.12g胆碱(0.1mol)，加入去离子水4g，搅拌混合后，在常温(25℃)常压下，加入25.03磺胺嘧啶中，反应约3小时。
差示扫描量热法(differential scanning calorimetry，DSC)是指在程序控温下，测量物质的物理性质随温度变化的一类技术。通过检测样品本身的热物理性质随温度或时间的变化，可研究物质的分子结构、分子运动变化。DSC测定的是维持样品和参比物处于相同温度所需要的能量差，能够反映样品焓的变化。取上述操作制得的磺胺嘧啶胆碱离子液体，将其放入DSC扫描仪，设置扫描温度为-80℃到400℃，扫描速度为10℃/min，所得曲线如图1所示，从图1中可以看出，该离子液体熔点在-20℃左右，在400℃内稳定性良好。
取上述操作制得的离子液体进行抑菌效果测试，制作接种7种菌(大肠杆菌、肺炎球菌、沙门氏菌、葡萄球菌、链球菌、布氏杆菌和结核杆菌)的试验平板，每种菌种重复5次。在试验平板中，用灭菌小刀在试验平板上切割正方形(0.5cm×0.5cm)，用镊子将中间培养基挑去成正方形，向正方形中加入10μL、20μL和40μL浓度为10μg/mL的磺胺嘧啶胆碱离子液体样品，细菌在37℃培养箱中培养24h；对照组使用的是空白溶剂，即去离子水。抑菌圈测试结果如下表1所示：
表1为抑菌效果测试结果统计表
从表1可以看出，磺胺嘧啶胆碱离子液体对于链球菌、肺炎球菌、沙门氏菌有着高度敏感抑制效果；对结核杆菌基本无效；对其它菌中度敏感。且测试量范围内，添加量对抑菌效果差异不太明显，取20μL 10μg/mL磺胺嘧啶的水溶液(用碳酸氢钠调节其pH为8.0)进行对照，结果发现测得对于链球菌、肺炎球菌、沙门氏菌的抑菌圈为10mm、12mm和13mm，由此表明即使在碱性环境下，本发明实施例制得的离子液体的抑菌效果也比磺胺嘧啶单体更优。
本发明实施例二为：一种磺胺类胆碱离子液体，其阳离子体前体为胆碱，阴离子前体为磺胺异噁唑。其制备过程除阴离子前体不同外，其他均与实施例1类似。取制得的离子液体，测试其熔点为-19℃，且在400℃下具有良好的稳定性。
参照上述实施例中抑菌效果测试，分别取20μL 10μg/mL磺胺异噁唑胆碱离子液体与磺胺磺胺异噁唑的水溶液(用碳酸氢钠调节其pH为8.0)进行对照，结果如下表2所示：
表2为抑菌效果测试结果统计表
| 供试菌 | 空白对照(mm) | 磺胺异噁唑(mm) | 离子液体(mm) |
| 大肠杆菌 | 5 | 6 | 6 |
| 肺炎球菌 | 5 | 10 | 19 |
| 沙门氏菌 | 5 | 13 | 20 |
| 葡萄球菌 | 5 | 6 | 8 |
| 链球菌 | 5 | 12 | 21 |
| 布氏杆菌 | 5 | 7 | 9 |
| 结核杆菌 | 5 | 6 | 7 |
从表2可以看出，该离子液体的抑菌效果与磺胺嘧啶胆碱离子液体类似，且对照其与前体的结果可以看出，使在碱性环境下，本发明实施例制得的离子液体的抑菌效果也比磺胺异噁唑更优。
本发明实施例三为：一种磺胺类胆碱离子液体，其阳离子体前体为胆碱，阴离子前体为磺胺甲噁唑。其制备过程除阴离子前体不同外，其他均与实施例1类似。取制得的离子液体，测试其熔点为-15℃，且在400℃下具有良好的稳定性。
参照上述实施例中抑菌效果测试，分别取20μL 10μg/mL磺胺甲噁唑胆碱离子液体与磺胺磺胺甲噁唑的水溶液(用碳酸氢钠调节其pH为8.0)进行对照，结果如下表2所示：
表3为抑菌效果测试结果统计表
| 供试菌 | 空白对照(mm) | 磺胺甲噁唑(mm) | 离子液体(mm) |
| 大肠杆菌 | 5 | 6 | 7 |
| 肺炎球菌 | 5 | 11 | 18 |
| 沙门氏菌 | 5 | 12 | 19 |
| 葡萄球菌 | 5 | 6 | 7 |
| 链球菌 | 5 | 12 | 19 |
| 布氏杆菌 | 5 | 8 | 10 |
| 结核杆菌 | 5 | 7 | 8 |
从表3可以看出，该离子液体的抑菌效果与磺胺嘧啶胆碱离子液体类似，且对照其与前体的结果可以看出，使在碱性环境下，本发明实施例制得的离子液体的抑菌效果也比磺胺甲噁唑更优。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种磺胺类胆碱离子液体，其特征在于：所述离子液体的结构式如下：
其中，R为任意取代基。
2.根据权利要求1所述的磺胺类胆碱离子液体，其特征在于：所述R为杂环取代基；优选为嘧啶基、异噁唑基或甲噁唑基。
3.一种如权利要求1或2所述的磺胺类胆碱离子液体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
向含有水的胆碱中加入磺胺类化合物，反应2～4h后即得所述磺胺类胆碱离子液体。
4.根据权利要求3所述的磺胺类胆碱离子液体的制备方法，其特征在于：所述水的质量为反应体系总质量的8～12％；优选地，所述水的质量为反应体系总质量的9～11％；进一步优选地，所述水的质量为反应体系总质量的9.5～10％。
5.根据权利要求3所述的磺胺类胆碱离子液体的制备方法，其特征在于：所述磺胺类化合物的摩尔数不高于胆碱的摩尔数；优选地，所述磺胺类化合物的摩尔数与胆碱的摩尔数相等。
6.根据权利要求3所述的磺胺类胆碱离子液体的制备方法，其特征在于：所述磺胺类化合物选自磺胺嘧啶、磺胺异噁唑或磺胺甲噁唑。
7.根据权利要求3所述的磺胺类胆碱离子液体的制备方法，其特征在于：所述反应在搅拌下进行。
8.根据权利要求3所述的磺胺类胆碱离子液体的制备方法，其特征在于：所述反应在常温常压下进行；所述常温是指15～40℃；优选为15～35℃；更优选为20～30℃。
9.如权利要求1或2所述的磺胺类胆碱离子液体在抑菌剂制备中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述抑菌剂能够用于抑制以下细菌中的至少一种：链球菌、肺炎于球菌或沙门氏菌。
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