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基于席夫碱的新型配合物抑菌材料的合成及性能研究认领

作者：

王元鹏

学位授予单位：

鲁东大学

摘要：

席夫碱基配合物是一类十分重要的晶体材料,长期以来在诸多领域都有着广泛的应用前景。席夫碱基配合物通过具有优越抗菌活性的金属离子与具有优良生物活性的席夫碱配体进行合成。这既可以使化合物的稳定性得到提高,又可使其具备优异的抗菌性能。本研究以合成新型席夫碱基配合物来提高抗菌性能为目的,采用应用较为广泛的水热法、常规溶液法制备了5例具有新型结构的席夫碱基配合物抗菌材料[Zn（L1）(H2O)]1、[Ni（L1）]2、[Co（L2）2（H2O）]·2H2O 3、[Zn（L3）(phen)]34、[Ni（L3）(phen)（Me OH）]5（L1=3,5-二氯水杨醛缩邻苯二胺、L2=3,5-二氯水杨醛缩吖嗪、L3=3,5-二氯水杨醛缩氨基硫脲、phen=1,10-邻菲啰啉）,并将其应用于抗菌领域,具体研究内容如下: 1.首先以3,5-二氯水杨醛和邻苯二胺为原料,通过冷凝回流的方法制备了L1。进一步以L1、Zn（CH3COO）2·2H2O和Ni（CH3COO）2·4H2O为原料,使用常规溶液法制备了两种新型3,5二氯水杨醛缩邻苯二胺类席夫碱配合物,即[Zn（L1）(H2O)]1和[Ni（L1）]2。通过核磁氢谱确定了配体L1的结构,进一步使用密度泛函理论（DFT）对配体L1进行了结构优化,并通过分子静电势图预测了反应活性位点。解析了配合物1-2的结构,进一步使用Hirshfled表面分析研究了结构内的弱相互作用。此外,通过能量框架研究了配合物1-2中的能量组成。抗菌实验结果表明,配合物1对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）具有潜在的抗菌活性（抑菌圈直径:15 mm）。借助离子释放实验评估了配合物1-2的离子释放能力。分子对接结果表明配合物1- 2与细菌中UDP-N-乙酰烯醇丙酮基葡萄糖胺还原酶（Mur B）和二氢叶酸还原酶（DHFR）存在相互作用。配合物1-2的潜在的抗菌机理被研究。 2.由于配合物1-2的抗菌效果有限,因此为了提升配合物的抗菌效果,采用了改变金属离子与引入水热合成的方法进行了配合物[Co（L2）2（H2O）]·2H2O 3的制备。首先,以3,5-二氯水杨醛和氨基硫脲为原料,通过冷凝回流的方法制备席夫碱配体L3,进一步在水热的条件下让L3与Co Cl2·5H2O反应制备具有新型结构的配合物3。单晶解析结果显示L3通过水热原位反应最终生成配体L2参与配位。同样对配体L2和配合物3进行了类似的理论计算与性质表征。抗菌实验结果表明配合物3对两种细菌均具有抑制效果[大肠杆菌（E.coli）:10 mm,MRSA:13 mm],且对于MRSA的抑制效果更明显。与配合物1-2相比,分子对接结果显示配合物3还可以与细菌中DNA发生作用。配合物3潜在的抗菌机理被研究。 3.纯席夫碱作为有机配体制备而来的配合物的抗菌效果是有限的,因此在配合物的合成中引入了抗菌性能优越的phen,使用常规溶液法制备了配合物[Zn（L3）(phen)]3 4和[Ni（L3）(phen)（Me OH）]5。同样对配体L3和配合物4-5进行了类似的理论计算与性质表征。抗菌实验结果表明配合物4-5具有较为优越的抗菌效果（4:E.coli:18 mm,MRSA:17 mm;5:E.coli:15 mm,MRSA:16 mm）。分子对接结果显示配合物4-5与细菌中蛋白质和DNA均可发生作用。此外,在配合物4-5存在下检测到细菌中产生了活性氧（ROS）。配合物4-5潜在的抗菌机理被研究。

摘要译文

关键词：

席夫碱; 配合物; 抗菌材料

学位年度：

2024

学位类型：

硕士

学科专业：

材料科学与工程

导师：

金娟

中图分类号：

O641.4[络合物化学（配位化学）]

学科分类号：

070304[物理化学];081704[应用化学];081706[分子化工]

D O I：

10.27216/d.cnki.gysfc.2024.000270