一種葉綠酸衍生物及其制備方法、抑菌及殺蟲的應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種葉綠素衍生物，特別是涉及一種葉綠酸衍生物、其制備方法及作 為光敏抑菌劑、光敏殺蟲劑的應用。
【背景技術】
[0002] 人類生存所需的葉綠素屬于鎂卟啉化合物，將葉綠素卟啉環中心的鎂離子用其它 金屬離子取代后得到葉綠素衍生物產品，如銅葉綠酸鈉鹽、鈣葉綠酸鈉鹽、鈷葉綠酸鈉鹽、 鐵葉綠酸鈉鹽等，具有優良著色效果，促進造血、保肝、抗微生物、促進創傷和潰瘍愈合及抗 突變等生物特性和獨特的藥理功能，易于被人體吸收，且無毒副作用，被廣泛地用于醫藥、 食品、日用化工及臨床。葉綠素某些衍生物還是有效的光敏劑，例如在光動力腫瘤療法中作 為光敏劑。已證明卟啉在腫瘤組織中會發生蓄積，當照射腫瘤組織時，由于卟啉就地吸光， 所以確定其熒光位置就成為腫瘤檢測的一種方法。
[0003] 光動力抗菌化學療法(Photodynamic Antimicrobial Chemotherapy，PACT)，是結 合光敏劑分子和可見光產生的活性氧物種對病原微生物進行滅活的一種抗菌方法，其作用 機制與癌癥的光動力療法類似，但對PACT的研究和應用因抗生素的發現而逐漸被人們遺 忘，沒有得到很好的應用。光敏劑在光動力抗菌化學療法中占據相當重要的地位。光敏劑在 有氧和光照條件下，會吸收光子，首先躍迀到單重態，然后系間竄到三重態，和底物發生電 子或氫原子轉移，產生自由基或自由基離子，繼而通過對底物的氧化作用殺死目標分子。
[0004] 近年來，由于濫用抗生素所引起的毒副作用、自然微生物群落的破壞以及耐藥菌 的出現，使抗生素的藥效逐漸降低，并正在直接和間接地嚴重危害人體健康和環境。因而， 若能以天然植物為原料，提取葉綠素，并對其改性，制得新型可降解葉綠素基光敏劑，并將 其應用于抗菌、殺蟲領域，則顯得尤為重要。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的旨在提供一種葉綠酸衍生物、其制備方法及作為光敏抑菌劑、光敏 殺蟲劑的應用。本發明采用從蠶砂中提取葉綠素，在濃堿條件下加熱水解，然后在酸性條件 下脫去金屬鎂離子，同時通過水解去除疏水性葉綠植醇側鏈，并進而對其改性而得到葉綠 酸衍生物。該葉綠酸衍生物光敏性高、量子產率高，同時擁有2-3個波長可供選擇，提高了光 敏劑抗病原微生物的選擇性。
[0006] 為了實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：
[0007] 本發明的葉綠酸衍生物，其化學結構通式如下所示，
[0008
[0009] 其中，R1、!?2、!?3選自氫原子、烷基、羧基、-OH或-NH 2基團，R1、!?2、!?3可以相同也可以 不同。
[0010]優選的，R1 為 0CH3，R2 為0CH3，R3 為 CH3;或 R1 為NH2，R2 為NH2，R3 為H。
[0011] 本發明的葉綠酸衍生物的制備方法，包括如下步驟：
[0012] (1)以蠶砂為原料，提取葉綠素 a，在溶劑中充分溶解后，加入濃堿溶液，置于一定 溫度的恒溫水浴中攪拌一定時間，待其充分水解后，靜置；
[0013] (2)將從步驟（1)中得到的沉淀物抽濾，溶解于水中，用石油醚萃取3-5次;再用一 定濃度的酸調整溶液的pH=l左右，室溫放置2小時，有沉淀析出，過濾取沉淀，用蒸餾水洗 滌沉淀1-2次，干燥得墨綠色葉綠酸固體；
[0014] (3)將步驟(2)所得的葉綠酸進一步酯化或酰胺化，得到相應的葉綠酸衍生物。
[0015] 優選的，所述步驟⑶中，所述葉綠酸與甲醇在酸催化下反應，得到R1為OCH3，R2為 0CH 3，R3為CH3的葉綠酸酯衍生物。
[0016] 優選的，所述步驟⑶中，所述葉綠酸與氨水反應，得到R1為NH2，R 2為NH2，，R3為Η的 葉綠酸酰胺衍生物。
[0017] 本發明的葉綠酸衍生物作為光敏抑菌劑、光敏殺蟲劑的用途，優選的，該葉綠酸衍 生物用于治療局部細菌感染，防治林業病原菌、森林病蟲害，也可用于涂料內，以減少微生 物負載敏感的環境。
[0018] 本發明的有益效果在于：
[0019] 1.本發明以蠶砂為原料，制得葉綠酸衍生物，該葉綠酸衍生物是比較理想的光敏 抑菌劑、殺蟲劑，它光敏性高、量子產率高，同時擁有2-3個波長可供選擇，提高了光敏劑抗 病原微生物、森林蟲害的選擇性；
[0020] 2.葉綠酸衍生物對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、林業病原菌(尖孢鐮刀菌)和森林害 蟲(舞毒蛾)等均有明顯的抑制效果；
[0021] 3.葉綠酸衍生物在環境中可降解，不會污染環境，是真正意義上的環保型植物源 抑菌、殺蟲劑，為一些病菌、害蟲對現有抗菌劑、殺蟲劑的抗藥性問題，找到一種新的解決辦 法；
[0022] 4.合成路線比較簡單，最終產率較高，可以大大降低成本。
【具體實施方式】
[0023]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀本發明講授的內容之后，本領域技術人員 可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的 范圍。
[0024]具體實施例1:葉綠酸的合成
[0025] (1)稱取蠶砂葉綠素初提物lg，加入10mL丙酮溶解，攪拌30min，加入濃NaOH溶液 20ml，置于50°C的恒溫水浴中攪拌2h，待其充分水解后，靜置2h;
[0026] (2)將從步驟（1)中得到的沉淀物抽濾，溶解于30mL水，用30mL石油醚萃取三次;再 用18%的HC1調整溶液的pH= 1左右，室溫放置2小時，有沉淀析出，過濾取沉淀，用蒸餾水洗 滌沉淀，干燥得墨綠色固體。通過高效液相色譜分析，通過與標準品的比對，可測得產物中 葉綠酸的含量為62.60 %。
[0027] 具體實施例2:葉綠酸酯衍生物的合成
[0028] (1)稱取蠶砂葉綠素初提物2g，加入25mL丙酮溶解，攪拌30min，加入濃NaOH溶液 40ml，置于50°C的恒溫水浴中攪拌2h，待其充分水解后，靜置2h;
[0029] (2)將從步驟（1)中得到的沉淀物抽濾，溶解于60mL水，用石油醚萃取三次；再用 18%的HC1調整溶液的pH= 1左右，室溫放置2小時，有沉淀析出，過濾取沉淀，用蒸餾水洗滌 沉淀，干燥得墨綠色葉綠酸固體；
[0030] (3)稱取步驟(2)中的葉綠酸固體lg，加入40mL甲醇