CN110818624B - 吡啶季铵盐腙类化合物及制备方法与在抗菌或香料缓释中的应用 - Google Patents

吡啶季铵盐腙类化合物及制备方法与在抗菌或香料缓释中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110818624B
CN110818624B CN201911152808.0A CN201911152808A CN110818624B CN 110818624 B CN110818624 B CN 110818624B CN 201911152808 A CN201911152808 A CN 201911152808A CN 110818624 B CN110818624 B CN 110818624B
Authority
CN
China
Prior art keywords
compound
ammonium salt
quaternary ammonium
quaternary
pyridine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911152808.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110818624A (zh
Inventor
朱为宏
纪梦帆
韩建伟
王利民
肖作兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China University of Science and Technology
Original Assignee
East China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China University of Science and Technology filed Critical East China University of Science and Technology
Priority to CN201911152808.0A priority Critical patent/CN110818624B/zh
Publication of CN110818624A publication Critical patent/CN110818624A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110818624B publication Critical patent/CN110818624B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/04—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D213/60—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D213/62—Oxygen or sulfur atoms
    • C07D213/63—One oxygen atom
    • C07D213/65—One oxygen atom attached in position 3 or 5
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
    • A01N43/34—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • A01N43/40—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom six-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/02—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings
    • C07D405/12—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/50—Perfumes
    • C11D3/502—Protected perfumes
    • C11D3/507—Compounds releasing perfumes by thermal or chemical activation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Pyridine Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种吡啶季铵盐型腙类化合物，具有以下所示结构：
Figure DDA0002284010920000011
式中各取代基定义详见说明书。本发明带有长碳链的吡啶季铵盐腙类化合物，具有良好的水溶性，可在酸性水溶液中水解释放芳香醛酮物质，通过动态平衡达到实现香料缓慢释放的目的。同时，水解之后留在溶液体系中的吡啶季铵盐型酰肼化合物依然具有良好的表面活性及抗菌能力，是一种多功能的表面活性剂，这在实际应用中具有一定的积极意义。

Description

吡啶季铵盐腙类化合物及制备方法与在抗菌或香料缓释中的 应用
技术领域
本发明属于新型吡啶季铵盐腙类化合物的合成技术领域，具体的说，涉及一种吡啶季铵盐腙类化合物及制备方法与在抗菌或香料缓释中的应用。
背景技术
随着社会不断发展，科技不断进步，人民的生活水平也在不断提高，在满足基本的物质生活需求后开始追求更高品质的生活。香精香料广泛存在于日常生活中，如食品添加剂、日化用品加香等，香精香料无处不在。近年来，芳香壁纸、芳香高档座椅、芳香纺织品的不断出现印证了人民群众对传统香料已经不再满足，人们渴望更加功能性、香味更持久的加香品。同时，香精的作用也不仅限于释放香气令人心情愉悦，同时还会起到许多诸如杀菌抗菌及疾病治疗的作用。香精具有如此广泛的使用价值，对它的研究也是一个极具经济价值与社会意义的课题。但由于香料分子本身具有饱和蒸气压比较高易挥发和易氧化不稳定的特点，致使其不能保持持久的留香时间。为了解决这个问题，近年来也提出了多种方法(综述：Quellet,C,Schudel,M,Ringgenberg,R.Chimia 2001；55:421-428)，包括微胶囊包裹法(综述：Ciriminna,R,Pagliaro,M.Chem.Soc.Rev.2013；42:9243-9250；He L,Hu J,Deng W.Polym.Chem.2018,9:4926-4946)、有机金属框架材料吸附法(Liu Y,Wang Y,HuangJ,Zhou Z,Zhao D,Jiang L,Shen Y.AIChE J.2019；65:491-499)和化学潜香体法(Herrmann A.Angew.Chem.Int.Ed.2007；46:5836-5863)等等；其中，设计和制备高效的化学潜香体的研究受到广泛的关注和研究。
香气缓释目前有多种方法，采用潜香体延缓香料释放的方法即用化学手段将易挥发的香料分子与不易挥发的前体通过共价键结合在一起，在特定的条件下选择性的发生化学键断裂从而释放出香料活性分子，该过程是可控并且连续发生的。化学键断裂的条件包括光照、氧化、加热、水解、改变pH及酶催化等，均广泛存在于自然界及人类日常生活当中。水作为一种常见溶剂，常用于各种加香产品中，而通过水解或者改变pH的方式来控制香料分子的释放已被许多文献所报道。腙类化合物与席夫碱类似，可在酸性水溶液中水解释放出醛酮类香料分子。同时相较于席夫碱，腙类化合物的稳定性更好，不会快速发生水解。吡啶季铵盐酰肼化合物与芳香醛酮反应得到吡啶季铵盐腙类化合物，可在酸性条件下水解释放出芳香醛酮分子。潜香体在水解释放香料分子后留在水溶液体系中的化合物大多无用，因此，合成一种水溶性较好，释放香料后留在溶液体系中的物质同样具有多种作用的潜香体化合物成为需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种吡啶季铵盐腙类化合物。
本发明的第二个目的是提供一种所述吡啶季铵盐腙类化合物的制备方法。
本发明的第三个目的是提供一种所述吡啶季铵盐腙类化合物在抗菌或香料缓释中的应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的第一个方面提供了一种吡啶季铵盐型腙类化合物，具有以下所示结构：
Figure BDA0002284010900000021
R1选自氢、C1-C20烷基；
R2选自氢、取代或未取代的芳基、C1-C20链烯基取代的芳基、取代或未取代的环烷基或杂环基；
R3选自氢、C1-C20烷基；
R4选自氢、C1-C20烷基；
X为卤素(F、Cl、Br或I)。
较优选的，所述吡啶季铵盐型腙类化合物中，
R1选自氢、C5-C18烷基；
R2选自氢、取代或未取代的苯基、取代或未取代的苯并杂环、C1-C20链烯基取代的苯基、取代或未取代的环己烯、取代或未取代的环烷基；
R3选自氢、C5-C18烷基；
R4选自氢、C5-C18烷基；
X为Cl、Br。
更优选的，所述吡啶季铵盐型腙类化合物中，
R1选自氢、C5-C18烷基；
R2选自氢、
Figure BDA0002284010900000031
R3选自氢、甲基；
R4选自氢、甲基；
X为Br。
最优选的，所述吡啶季铵盐型腙类化合物为以下结构中的一种：
Figure BDA0002284010900000032
本发明的第二个方面提供了一种所述吡啶季铵盐型腙类化合物的制备方法，包括以下步骤：
将3-羟基吡啶溶于溶剂中，加入碱，温度为20～60℃的条件下反应0.1～48h，滴加卤代烷，3-羟基吡啶、碱、溴代烷的摩尔比为1:(2～30):1，反应完全后获得中间体吡啶化合物；
将中间体吡啶化合物溶于溶剂中，加入卤代乙酸乙酯，中间体吡啶化合物与卤代乙酸乙酯的摩尔比为1:(1.1～2)，温度为20～60℃的条件下反应0.1～48h，得到吡啶季铵盐化合物；
将水合肼溶于溶剂中，将吡啶季铵盐化合物溶于溶剂中，缓慢加入到上述水合肼的溶液中，水合肼与吡啶季铵盐化合物的摩尔比为(5～15):1，温度为20～60℃的条件下反应0.1～48h，得到吡啶季铵盐酰肼化合物；
将摩尔比为1:(1.1～2)的吡啶季铵盐型酰肼化合物与醛或酮类香料溶于溶剂中，回流反应，获得所述吡啶季铵盐型腙类化合物。
所述溶剂为二甲基亚砜、乙酸乙酯、乙醇。
所述碱为氢氧化钾、氢氧化钠。
所述卤代烷为溴代十二烷、溴代辛烷、溴代癸烷、溴代十四烷、溴代十六烷、溴代乙烷、溴代丙烷、溴代丁烷、溴代戊烷、溴代己烷、溴代庚烷、溴代壬烷。
所述卤代乙酸乙酯为溴乙酸乙酯。
所述醛或酮类香料为肉桂醛、新洋茉莉醛、β-紫罗兰酮、兔耳草醛、苯甲醛、茴香醛、香草醛、香茅醛、紫罗兰酮、甲基紫罗兰酮、香芹酮、大马酮。
本发明的第三个方面提供了一种所述吡啶季铵盐型腙类化合物在抗菌或香料缓释中的应用。
本发明的第四个方面提供了一种所述吡啶季铵盐型腙类化合物作为抗菌剂或香料缓释剂的用途。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明带有长碳链的吡啶季铵盐腙类化合物，对它进行了一系列的性能测试及表征，具有良好的水溶性，可在酸性水溶液中水解释放芳香醛酮物质，通过动态平衡达到实现香料缓慢释放的目的。同时，水解之后留在溶液体系中的吡啶季铵盐型酰肼化合物依然具有良好的表面活性及抗菌能力，是一种多功能的表面活性剂，这在实际应用中具有一定的积极意义。
附图说明
图1是吡啶季铵盐酰肼化合物的表面张力-浓度曲线示意图。
图2是吡啶季铵盐腙类化合物A和纯香料物质释放芳香物质的时间-峰面积曲线示意图。
图3是吡啶季铵盐腙类化合物B和纯香料物质释放芳香物质的时间-峰面积曲线示意图。
图4是吡啶季铵盐腙类化合物C和纯香料物质释放芳香物质的时间-峰面积曲线示意图。
图5是吡啶季铵盐腙类化合物D和纯香料物质释放芳香物质的时间-峰面积曲线示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
吡啶季铵盐腙类化合物的制备方法包括以下步骤：
(1)将10mmol 3-羟基吡啶置于烧瓶中，加入10mL二甲基亚砜溶解。将2.7g KOH加入到烧瓶中，温度为35℃的条件下搅拌30分钟，滴加10mmol溴代十二烷，反应过夜，反应结束后加入饱和氯化铵水溶液水洗，用二氯甲烷萃取，合并萃取液，以石油醚/乙酸乙酯作为洗脱剂，柱层析后得到浅黄色固体中间体吡啶化合物，产率为53％。
(2)将1mmol上述中间体吡啶化合物置于烧瓶中，加入10mL乙酸乙酯溶解，加入1.2mmol溴乙酸乙酯，温度为50℃的条件下回流24小时，反应结束后冷却有固体析出，过滤并用正己烷重结晶，得白色固体产物吡啶季铵盐化合物，产率为96％。
(3)将10mmol水合肼置于烧瓶中，加入15mL无水乙醇溶解。将1mmol上述吡啶季铵盐化合物溶于10mL无水乙醇中，缓慢加入到上述水合肼的乙醇溶液中，温度为50℃的条件下反应四个小时。反应结束后，减压蒸馏旋掉部分乙醇，放入冰箱中冷却过夜，析出结晶，过滤晶体并用冰乙醇进行洗涤，得吡啶季铵盐酰肼化合物，白色固体，产率为63％。
(4)向圆底烧瓶中加入0.8mmol吡啶季铵盐酰肼化合物，加入1.2mmol肉桂醛，加入15mL乙醇作为溶剂回流4h，反应结束后冷却至室温，以二氯甲烷/甲醇作为洗脱剂，经柱层析后得到浅黄色目标产物(结构如式A所示)，产率为50％。
Figure BDA0002284010900000051
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ12.40(s,1H),9.03(s,1H),8.82(d,J＝5.4Hz,1H),8.19(d,J＝8.7Hz,1H),7.82(dd,J＝13.9,8.3Hz,2H),7.34–7.29(m,2H),7.24(d,J＝7.5Hz,3H),6.82(m,J＝16.0,12.4Hz,2H),5.90(s,2H),4.12(t,J＝6.3Hz,2H),1.75–1.68(m,2H),1.18(s,18H),0.80(t,J＝6.8Hz,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ159.29,157.07,151.59,140.81,137.39,134.58,131.27,131.21,128.28,127.81,127.01,126.27,123.45,76.39,76.07,75.75,70.36,60.55,30.89,28.63,28.61,28.56,28.47,28.33,28.27,27.67,24.73,21.67,13.12.
HRMS(ESI-TOF)m/z:[M-Br]+Calcd for C28H40N3O2 450.3115；Found 450.3120.
实施例2
吡啶季铵盐腙类化合物的制备方法包括以下步骤：
除将实施例1步骤(4)中的肉桂醛改为新洋茉莉醛外，其余条件均与实施例1中相同，得式B所示化合物。
Figure BDA0002284010900000061
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ12.28(s,1H),9.07(s,1H),8.83(s,1H),7.87(d,J＝2.3Hz,2H),7.83(d,J＝6.2Hz,1H),6.67(d,J＝7.8Hz,1H),6.60(d,J＝1.4Hz,1H),6.56(m,J＝7.9,1.5Hz,1H),5.87(s,2H),5.82(d,J＝6.9Hz,2H),4.21(t,J＝6.2Hz,3H),2.81(m,J＝13.5,5.9Hz,2H),2.70–2.59(m,2H),2.44(m,J＝13.6,8.7Hz,2H),1.80(m,J＝14.6,6.6Hz,2H),1.23(s,18H),1.01–0.98(d,3H),0.85(t,J＝6.8Hz,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ158.92,158.24,157.14,146.50,144.87,137.17,132.28,131.95,131.24,131.17,126.94,121.15,108.46,107.14,99.78,76.40,76.08,75.76,70.38,60.47,38.88,37.97,30.89,28.63,28.61,28.55,28.47,28.33,28.25,27.67,24.74,21.67,15.85,13.12.
HRMS(ESI-TOF)m/z:[M-Br]+Calcd for C30H44N3O4 510.3326；Found 510.3333.
实施例3
吡啶季铵盐腙类化合物的制备方法包括以下步骤：
除将实施例1步骤(4)中的肉桂醛改为β-紫罗兰酮外，其余条件均与实施例1中相同，得式C所示化合物。
Figure BDA0002284010900000062
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ11.29(s,1H),9.29(s,1H),8.93(s,1H),7.89–7.80(d2H),6.62(d,J＝16.5Hz,1H),6.23(d,J＝16.5Hz,1H),6.13(s,2H),4.22(t,J＝6.3Hz,2H),2.33(s,3H),1.97(t,J＝6.1Hz,2H),1.85–1.76(m,3H),1.63(s,3H),1.60–1.54(m,2H),1.44–1.42(m,2H),1.23(s,18H),0.97(s,6H),0.84(t,J＝6.8Hz,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ159.89,157.61,157.13,137.25,135.62,134.76,131.45,131.31,131.17,130.89,126.79,76.41,76.09,75.77,70.44,60.34,38.52,33.09,32.06,30.90,28.63,28.61,28.55,28.47,28.33,28.24,27.81,27.67,24.74,21.67,20.67,18.02.
HRMS(ESI-TOF)m/z:[M-Br]+Calcd for C32H52N3O2 510.4054；Found510.4059.
实施例4
吡啶季铵盐腙类化合物的制备方法包括以下步骤：
除将实施例1步骤(4)中的肉桂醛改为兔耳草醛外，其余条件均与实施例1中相同，得式D所示化合物。
Figure BDA0002284010900000071
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ12.29(s,1H),9.10(s,1H),8.84(s,J＝2.8Hz,1H),7.87(d,J＝6.5Hz,2H),7.85(d,J＝0.9Hz,1H),7.11(d,J＝8.0Hz,2H),7.04(d,J＝8.1Hz,2H),5.85(d,J＝6.7Hz,2H),4.22(t,J＝6.3Hz,2H),2.92–2.78(m,3H),2.74–2.65(m,1H),2.47(m,J＝13.5,9.1Hz,1H),1.81(m,J＝14.7,6.6Hz,2H),1.24(s,18H),1.20(d,J＝6.9Hz,6H),1.00(d,J＝6.8Hz,3H),0.86(t,J＝6.8Hz,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ158.87,158.54,157.16,145.67,137.11,135.45,131.25,131.14,128.10,126.91,125.40,76.40,76.08,75.76,70.40,60.46,38.70,37.78,32.65,30.89,28.63,28.61,28.55,28.47,28.33,28.24,27.66,24.74,23.00,21.67,15.85,13.12.
HRMS(ESI-TOF)m/z:[M-Br]+Calcd for C32H50N3O2 508.3898；Found 508.3904.
实施例5
吡啶季铵盐腙类化合物的制备方法包括以下步骤：
除将实施例1步骤(1)中的溴代十二烷改为溴代辛烷，实施例1步骤(4)中的肉桂醛改为新洋茉莉醛外，其余条件均与实施例1中相同，得式E所示化合物。
Figure BDA0002284010900000072
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ12.32(s,1H),9.10(s,1H),8.83(s,1H),7.86(d,J＝3.0Hz,2H),7.83(d,J＝6.2Hz,1H),6.67(d,J＝7.8Hz,1H),6.60(d,J＝1.4Hz,1H),6.56(dd,J＝7.9,1.5Hz,1H),5.87(s,2H),5.82(d,J＝7.3Hz,2H),4.21(t,J＝6.2Hz,2H),2.81(m,J＝13.6,5.8Hz,1H),2.65(m,J＝10.6,4.2Hz,1H),2.43(m,J＝13.6,8.7Hz,2H),1.80(m,J＝14.7,6.6Hz,2H),1.25(s,J＝1.8Hz,10H),0.99(d,J＝6.8Hz,3H),0.89–0.76(t,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ158.88,158.24,157.16,146.50,144.87,137.09,131.94,131.24,131.17,126.94,121.14,108.45,107.14,99.77,76.40,76.08,75.77,70.40,60.45,38.88,37.96,30.72,28.68,28.17,28.11,27.65,24.72,21.61,15.85,13.08.
HRMS(ESI-TOF)m/z:[M-Br]+Calcd for C26H36N3O4 454.2700；Found 454.2707.
实施例6
吡啶季铵盐腙类化合物的制备方法包括以下步骤：
除将实施例1步骤(1)中的溴代十二烷改为溴代癸烷，实施例1步骤(4)中的肉桂醛改为新洋茉莉醛外，其余条件均与实施例1中相同，得式F所示化合物。
Figure BDA0002284010900000081
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ12.30(s,1H),9.09(s,1H),8.83(s,1H),7.86(d,J＝3.1Hz,2H),7.83(d,J＝6.2Hz,1H),6.67(d,J＝7.8Hz,1H),6.60(d,J＝1.4Hz,1H),6.56(m,J＝7.9,1.5Hz,1H),5.87(s,2H),5.83(d,J＝7.3Hz,2H),4.22(t,J＝6.2Hz,3H),2.82(m,J＝13.6,5.9Hz,1H),2.64(m,J＝13.9,7.3Hz,1H),2.44(m,J＝13.6,8.7Hz,1H),1.87–1.75(m,2H),1.24(s,14H),1.00(d,J＝6.8Hz,3H),0.85(t,J＝6.8Hz,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ158.88,158.25,157.16,146.51,144.87,137.11,131.94,131.24,131.17,126.92,121.15,108.46,107.14,99.78,76.40,76.08,75.76,70.40,60.46,38.88,37.97,30.85,28.49,28.46,28.28,28.23,27.66,24.73,21.65,15.86,13.11.
HRMS(ESI-TOF)m/z:[M-Br]+Calcd for C28H40N3O4 482.3013；Found 482.3020.
实施例7
吡啶季铵盐腙类化合物的制备方法包括以下步骤：
除将实施例1步骤(1)中的溴代十二烷改为溴代十四烷，实施例1步骤(4)中的肉桂醛改为新洋茉莉醛外，其余条件均与实施例1中相同，得式G所示化合物。
Figure BDA0002284010900000082
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ12.28(s,1H),9.08(s,1H),8.83(s,1H),7.86(d,J＝3.1Hz,2H),7.83(d,J＝6.2Hz,1H),6.67(d,J＝7.8Hz,1H),6.59(d,J＝1.5Hz,1H),6.55(m,J＝7.9,1.6Hz,1H),5.87(s,2H),5.83(d,J＝7.2Hz,2H),4.21(t,J＝6.2Hz,3H),2.81(m,J＝13.5,5.9Hz,1H),2.64(m,J＝19.3,6.4Hz,1H),2.43(m,J＝13.6,8.7Hz,1H),1.87–1.67(m,2H),1.23(s,22H),0.99(d,J＝6.8Hz,3H),0.85(t,J＝6.8Hz,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ158.92,158.20,157.13,146.50,144.87,137.15,131.94,131.23,131.18,126.93,121.15,108.45,107.14,99.78,76.41,76.09,75.78,70.39,60.45,38.88,37.97,30.90,28.67,28.64,28.56,28.48,28.34,28.25,27.67,24.74,21.67,15.86,13.12.
HRMS(ESI-TOF)m/z:[M-Br]+Calcd for C32H48N3O4 538.3639；Found 538.3646.
实施例8
吡啶季铵盐腙类化合物的制备方法包括以下步骤：
除将实施例1步骤(1)中的溴代十二烷改为溴代十六烷，实施例1步骤(4)中的肉桂醛改为新洋茉莉醛外，其余条件均与实施例1中相同，得式H所示化合物。
Figure BDA0002284010900000091
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ12.29(s,1H),9.09(s,1H),8.83(s,1H),7.86(d,J＝3.1Hz,2H),7.83(d,J＝6.2Hz,1H),6.67(d,J＝7.8Hz,1H),6.60(d,J＝1.4Hz,1H),6.56(dd,J＝7.9,1.5Hz,1H),5.88(s,2H),5.83(d,J＝7.4Hz,2H),4.22(t,J＝6.2Hz,3H),2.82(m,J＝13.5,5.9Hz,1H),2.65(m,J＝12.9,6.4Hz,1H),2.44(m,J＝13.6,8.7Hz,1H),1.87–1.76(m,2H),1.23(s,26H),1.00(d,J＝6.8Hz,3H),0.85(t,J＝6.8Hz,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ160.01,159.35,158.25,147.59,145.96,138.21,133.02,132.33,132.24,127.99,122.24,109.54,108.23,100.86,77.48,77.16,76.84,71.44,61.55,39.97,39.06,31.99,29.77,29.73,29.65,29.57,29.43,29.34,28.76,25.83,22.76,16.95,14.20.
HRMS(ESI-TOF)m/z:[M-Br]+Calcd for C34H52N3O4 566.3952；Found 566.3959.
实施例9
吡啶季铵盐酰肼化合物表面张力的测试：
按照实施例1中(1)、(2)和(3)的方法合成了碳链长度为8(结构如式4a所示)、10(结构如式4b所示)、12(结构如式4c所示)、14(结构如式4d所示)、16(结构如式4e所示)的吡啶季铵盐酰肼化合物，这些化合物在水中均具有良好的溶解性。测试表面张力过程中以20mL水为基准，逐渐加入配置好浓度为0.005mol/L的待测样品溶液，最后以加入样品浓度的logC为横坐标，水的表面张力值为纵坐标作图，得到表面张力-浓度曲线示意图。具体的测试结果如图1所示。
Figure BDA0002284010900000101
具体的测试结果如图1所示，图1是吡啶季铵盐酰肼化合物的表面张力-浓度曲线示意图。由图中可以看出，当碳链长度为8-16时，加入待测样品后水的表面张力均有所下降，说明该吡啶季铵盐酰肼化合物均能有效地降低水的表面张力。当碳链长度从8增加到12时，化合物降低水表面张力的作用逐渐增强，但继续增加碳链的长度为14和16时，其表面活性反而减弱。当碳链长度为12时，它能使水的表面张力降低到25.5mN/m左右，说明其是一个十分良好的表面活性剂。以下以它为基体和各种不同香料醛酮进行反应生成相应的腙类化合物，再对其进行抗菌及释放香料的性能进行测试。
实施例10
吡啶季铵盐腙类化合物及吡啶季铵盐酰肼化合物的抑菌性能测试：
将实施例1至8制备的8个吡啶季铵盐腙类化合物及实施例9制备的吡啶季铵盐酰肼化合物：碳链长度为8(结构如式4a所示)、碳链长度为10(结构如式4b所示)、碳链长度为12(结构如式4c所示)、碳链长度为14(结构如式4d所示)、碳链长度为16(结构如式4e所示)，分别称取上述化合物12.8mg置于容量瓶中，加水稀释至浓度为1280μg/mL，用0.45μm有机相滤头过滤，确保产物水溶液中无细菌存在。随后依次将上述水溶液稀释至浓度为：640,320,160,80,40,20,10,5,2.5,1.25μg/mL。移液枪移取10μL不同浓度的上述溶液至96孔板中，并在每个孔板中添加90μL浓度为105cfu/mL的细菌培养基，添加完毕后，将96孔板在37℃恒温箱中放置24小时，观察细菌生长情况，以获得抑制细菌生长的最低浓度，即为MIC值。MIC值越低，化合物的抑菌性能就越好，具体的数据结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002284010900000111
从表1中可以看出，吡啶季铵盐腙类化合物或者吡啶季铵盐酰肼化合物对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有广谱的抗菌性，在一定浓度下均可杀死抑制细菌细胞的生长。吡啶季铵盐腙类化合物发挥作用的前提是：带有正电极性头基的化合物通过与表面呈负电荷的细菌细胞膜发生静电相互作用，选择性的吸附在细菌表面，细菌细胞质膜的通透性发生改变，细菌中的重要酶及营养物质流出，细菌细胞死亡从而达到杀菌的目的。因此，碳链长度越长抗菌性能就越好，而当碳链长度增加到一定程度时，吸附力下降，直接影响吡啶季铵盐腙类化合物与细菌接触的决定性条件从而影响抗菌效果。从表1的数据可以看出，无论是吡啶季铵盐腙类化合物亦或是吡啶季铵盐酰肼化合物，结构中含有12或14个碳的化合物抑菌效果比含有8、10或16个碳的化合物要更好。同样，由于革兰氏阳性菌只有一层细胞壁与细胞膜没有密切联系，因此，大多数化合物对于革兰氏阳性菌的抑菌效果要强于革兰氏阴性菌。
观察表1中A、B、C、D这四种含有相同长碳链，却与不同芳香醛酮反应所得的吡啶季铵盐腙类化合物的MIC值可以发现，该系列化合物对细菌细胞的抑菌性不止和长碳链有关。这是由于吡啶季铵盐腙类化合物中含有亚胺键(-CONHN＝CH-)这一活性官能团，其中含有的氧、氮原子可以参与生物中氢键的形成，抑制许多生化过程的发生，从而具备良好的抗菌活性。
实施例11
吡啶季铵盐腙类化合物水解释放醛酮类香料物质的检测：
利用固相微萃取-气相色谱法检测吡啶季铵盐腙类化合物在酸性水溶液中的水解，以及等摩尔量纯香料分子在相同实验条件下的挥发，通过对这两组峰面积数据进行对比，说明吡啶季铵盐腙类化合物具有控制和延缓香料物质释放的作用。
具体的测试方法为：将0.04mmol吡啶季铵盐腙类化合物添加到密封的顶空瓶中，加入0.5mL无水乙醇(利用水和乙醇的互溶性以更好的溶解样品)和0.5mL柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，随后将顶空瓶置于油浴锅中并在60℃下加热。加热10分钟后，将萃取纤维***到顶空瓶上部空间内进行萃取10分钟。将针头迅速***GC的后进样口，在高温下吸附在纤维上的香料成分发生解吸，并顺利进入气相进行分析。解吸时间为5分钟，同时启动气相色谱仪进行数据采集。作为参考，需将纯香料分子进行同样处理。
固相微萃取操作条件：通过固相微萃取(SPME)测评醛/酮香料的释放性能，该固相微萃取由SPME固定器和带纤维的针组成。该纤维涂有羧基/聚二甲基硅氧烷(CAR/PDMS)吸附涂层，其直径为75μm。在使用之前，将带有萃取纤维的SPME针***到GC的后进样口中，并于250℃下进行30分钟的预处理，载气(氦气)的流量保持在1.0mL/min。
图2～5显示了各类吡啶季铵盐腙类化合物的顶空释放性能，以时间为横坐标，释放出香气物质的峰面积为纵坐标得到时间-峰面积曲线，图2是吡啶季铵盐腙类化合物A和纯香料物质释放芳香物质的时间-峰面积曲线示意图，图3是吡啶季铵盐腙类化合物B和纯香料物质释放芳香物质的时间-峰面积曲线示意图，图4是吡啶季铵盐腙类化合物C和纯香料物质释放芳香物质的时间-峰面积曲线示意图，图5是吡啶季铵盐腙类化合物D和纯香料物质释放芳香物质的时间-峰面积曲线示意图。
由图中可以看出，所有纯香料物质的释放量均大于吡啶季铵盐腙类化合物的水解释放量。这是由于在酸性水溶液条件下，吡啶季铵盐腙类化合物的亚胺键发生断裂，水解形成酰肼和芳香醛酮。随着反应的进行，水解逐渐趋于动态平衡，在加热条件下挥发到顶空瓶上层空间中的芳香气相组分逐渐变得稳定，而纯香料物质则由于没有化学作用力束缚的原因，呈现出随时间快速、大量释放的趋势。
通过对比几张图可以发现，不同的芳香醛酮分子具有不同的释放速率及释放量。其中，以化合物C及其对应的β-紫罗兰酮释放量最大，这是由于β-紫罗兰酮的沸点仅为126℃，低于其他三种芳香醛。此外，具有不同化学结构的四种吡啶季铵盐腙类化合物的释放情况也显著不同。肉桂醛及β-紫罗兰酮的纯样释放量与各自形成的吡啶季铵盐腙类化合物水解释放出的芳香物质量的比值大于新洋茉莉醛及兔耳草醛(A:18倍、C:17倍对比B:8倍、D:6倍)，这归因于化合物A、C中共轭结构的存在使得化学结构更加稳定。由此可以得出，吡啶季铵盐腙类化合物具有控制和延缓香气释放的作用，化合物的不同结构以及芳香物质的不同沸点均可导致香气释放行为的不同。
本申请合成的吡啶季铵盐腙类化合物在水溶液中可水解释放醛酮香料物质，而且水解后留在溶液体系中的吡啶季铵盐酰肼化合物还具有良好的表面活性及抗菌能力。如果将其应用于一些弱酸性的洗涤产品，既可以降低水的表面张力，又可对衣物进行杀菌抑菌，同时还能使洗涤产品中的香气留香更久，因此具有一定的市场应用前景。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (3)

1.一种吡啶季铵盐型腙类化合物，其特征在于，所述吡啶季铵盐型腙类化合物为以下结构中的一种：
Figure FDA0003842137710000011
2.一种权利要求1所述吡啶季铵盐型腙类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将3-羟基吡啶溶于溶剂中，加入碱，温度为20～60℃的条件下反应0.1～48h，滴加卤代烷，3-羟基吡啶、碱、卤代烷的摩尔比为1:(2～30):1，反应完全后获得中间体吡啶化合物；
将中间体吡啶化合物溶于溶剂中，加入卤代乙酸乙酯，中间体吡啶化合物与卤代乙酸乙酯的摩尔比为1:(1.1～2)，温度为20～60℃的条件下反应0.1～48h，得到吡啶季铵盐化合物；
将水合肼溶于溶剂中，将吡啶季铵盐化合物溶于溶剂中，缓慢加入到上述水合肼的溶液中，水合肼与吡啶季铵盐化合物的摩尔比为(5～15):1，温度为20～60℃的条件下反应0.1～48h，得到吡啶季铵盐酰肼化合物；
将摩尔比为1:(1.1～2)的吡啶季铵盐型酰肼化合物与醛或酮类香料溶于溶剂中，回流反应，获得所述吡啶季铵盐型腙类化合物；
其中，所述溶剂为二甲基亚砜，乙酸乙酯或乙醇；所述碱为氢氧化钾或氢氧化钠；所述卤代烷为溴代十二烷或溴代十四烷；所述卤代乙酸乙酯为溴乙酸乙酯；所述醛或酮类香料为肉桂醛、新洋茉莉醛、β-紫罗兰酮或兔耳草醛。
3.一种权利要求1所述的吡啶季铵盐型腙类化合物在制备抗菌剂或香料缓释剂中的应用。
CN201911152808.0A 2019-11-22 2019-11-22 吡啶季铵盐腙类化合物及制备方法与在抗菌或香料缓释中的应用 Active CN110818624B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911152808.0A CN110818624B (zh) 2019-11-22 2019-11-22 吡啶季铵盐腙类化合物及制备方法与在抗菌或香料缓释中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911152808.0A CN110818624B (zh) 2019-11-22 2019-11-22 吡啶季铵盐腙类化合物及制备方法与在抗菌或香料缓释中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110818624A CN110818624A (zh) 2020-02-21
CN110818624B true CN110818624B (zh) 2022-11-22

Family

ID=69558197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911152808.0A Active CN110818624B (zh) 2019-11-22 2019-11-22 吡啶季铵盐腙类化合物及制备方法与在抗菌或香料缓释中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110818624B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5750088A (en) * 1993-03-30 1998-05-12 The Dupont Merck Pharmaceutical Company Stable hydrazones linked to a peptide moiety as reagents for the preparation of radiopharmaceuticals
CN1373747A (zh) * 1999-07-09 2002-10-09 宝洁公司 制备胺化合物的方法
WO2006100647A1 (en) * 2005-03-24 2006-09-28 Firmenich Sa Hydrogels for the controlled release of bioactive materials
CN101001832A (zh) * 2004-08-05 2007-07-18 弗门尼舍有限公司 动态混合物在香味受控释放上的应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1534660A1 (en) * 2002-08-02 2005-06-01 Aromagen Corporation Ketocampholenic acid derivatives and their use in fragrance and flavor applications
DE102016223412A1 (de) * 2016-11-25 2018-05-30 Henkel Ag & Co. Kgaa Cyclische Ketale als Duftstoffvorläuferverbindungen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5750088A (en) * 1993-03-30 1998-05-12 The Dupont Merck Pharmaceutical Company Stable hydrazones linked to a peptide moiety as reagents for the preparation of radiopharmaceuticals
CN1373747A (zh) * 1999-07-09 2002-10-09 宝洁公司 制备胺化合物的方法
CN101001832A (zh) * 2004-08-05 2007-07-18 弗门尼舍有限公司 动态混合物在香味受控释放上的应用
WO2006100647A1 (en) * 2005-03-24 2006-09-28 Firmenich Sa Hydrogels for the controlled release of bioactive materials

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Controlled Release of Volatile Aldehydes and Ketones from Dynamic Mixtures Generated by Reversible Hydrazone Formation;Barbara Levrand,et al;《Helvetica Chimica Acta》;20071231;第90卷;第2281-2314页 *
吡啶季铵盐表面活性剂的杀菌活性研究;李银涛;《长治医学院学报》;20100228;第24卷(第01期);第10-12页 *
基于纳米尺寸低聚硅倍半氧烷潜香体的合成、表征及其香料醛分子缓释性能研究;韩建伟 等;《中国科学: 化学》;20190118;第49卷(第4期);第597-606页 *
香草醛缩2,4-二硝基苯腙的合成和抑菌性研究;许同桃等;《化工时刊》;20080303;第22卷(第03期);第44-46页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110818624A (zh) 2020-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gu et al. Chiral chemistry of metal–camphorate frameworks
CN109651621B (zh) 一种锆基金属有机框架复合材料及其制备方法和应用
Hess et al. Inversion of enantioselectivity in the platinum-catalyzed hydrogenation of substituted acetophenones
Kobayashi et al. Vapor-controlled linkage isomerization of a vapochromic bis (thiocyanato) platinum (II) complex: new external stimuli to control isomerization behavior
CN109232781A (zh) 一种含氮多孔有机聚合物的制备方法
CN105385439A (zh) 检测汞离子的反应型罗丹明类荧光探针及其制备与应用
CN102559520A (zh) 一种利用微生物催化制备(s)-(4-氯苯基)-(吡啶-2-基)-甲醇的方法
CN110511259B (zh) 环二核苷酸人工金属酶及其制备和催化不对称Friedel-Crafts反应的应用
CN110818624B (zh) 吡啶季铵盐腙类化合物及制备方法与在抗菌或香料缓释中的应用
Schmitt et al. 2, 4, 6, 8‐Tetracyanoazulene: A New Building Block for “Organic Metals”
CN113087698A (zh) 一种尼古丁苯甲酸盐固体的制备方法及抗真菌应用
CN108456188A (zh) 一种7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素衍生物、制备方法及作为纳米香料前体的应用
IL155869A (en) Process for hydrogenation of carbonyl and iminocarbonyl compounds using ruthenium catalysts comprising tetradentate diimino-diphosphine ligands
CN104650358A (zh) 卟啉基异核双金属聚合物及其制备方法和应用
CN113248437A (zh) 一种四苯乙烯基多吡唑含氮杂环化合物及其制备方法和应用
CN109096314A (zh) (–)-4,5-蒎烯-2,2′-联吡啶硝酸铜单核手性配合物及其制备方法
JP2012000593A (ja) 遷移金属超微粒子からなるクロスカップリング用触媒およびそれを用いたクロスカップリング法
Fantin et al. Stereochemical Control in Bakers' Yeast Redox Biotransformations of Aryl Methyl Ketones and Carbinols
CN111848441A (zh) 一种n-取代苯甲酰腙类化合物及其制备方法与应用
CN108084442B (zh) 含多面体低聚半倍硅氧烷基硫脲衍生物及其在制备纳米缓释香料中的应用
Wang et al. Imide-functionalized Cu-MOF: Biomimetic peroxidase activity and detection of hydrogen peroxide and ascorbic acid
CN114478317B (zh) 一种臭氧荧光探针及其制备方法和应用
CN110845357B (zh) 季铵盐型酰肼化合物及由其制备的季铵盐型腙类化合物与应用
Taniguchi et al. Solvent control of optical resolution of 2-amino-1-phenylethanol using dehydroabietic acid
CN102417917B (zh) 一种直接使用氰盐为氰源的酶催化合成手性乙酸氰醇酯的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant