氨基酸酯類衍生物的合成及活性研究

蒙超

摘 要： 尋找安全、高效、活性優(yōu)良的食品防腐劑和食品抗氧化劑一直都是化學(xué)研究的熱點(diǎn)。本文主要結(jié)合實(shí)際情況，以馬來酸苷和氨基酸酯為原料，進(jìn)過氨化處理后生成了幾種氨基酸衍生物，然后對(duì)衍生物的活性進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，發(fā)現(xiàn)本次合成的衍生物不會(huì)出現(xiàn)過敏現(xiàn)象，而富馬酸二甲酯具有很強(qiáng)的致敏作用，衍生物和富馬酸二甲酯抑菌效果相當(dāng)。

關(guān)鍵詞：氨基酸衍生物 合成 活性研究

中圖分類號(hào)：O62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）02-0282-01

富馬酸二甲酯是一種常見的防腐劑，具有高效、低毒、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，曾被認(rèn)為是低毒類物質(zhì)。但是最近研究部發(fā)現(xiàn)，當(dāng)富馬酸二甲酯作為防腐劑在食品中應(yīng)用時(shí)會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生強(qiáng)烈的致敏作用。富馬酸存在不飽和羰基，可以合成出具有抑菌作用的富馬酸脂類衍生物，基于此本次研究利用富馬酸和氨基酸合成富馬酸氨基酸脂類衍生物，就其活性進(jìn)行了分析。

一、試驗(yàn)材料和方法

1.實(shí)驗(yàn)材料和儀器

順丁烯二酸酐、富馬酸二甲酯、甘氨酸、苯丙氨酸、吡啶、二氯亞砜、無水氯化鋁、DMEM培養(yǎng)基、磷酸鹽緩沖液、MTT、DMSO、胎牛血清、青霉素-鏈霉素溶液、大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌、乳酸菌、枯草芽孢桿菌。儀器為低速離心機(jī)、凈化工作臺(tái)、二氧化碳培養(yǎng)箱、熒光顯微鏡。

2.試驗(yàn)方法

2.1富馬酸氨基酸脂類衍生物合成

按照相應(yīng)文獻(xiàn)方法，用氨基酸和醇反應(yīng)生成氨基酸脂鹽酸鹽，然后將0.02mol氨基酸脂鹽酸鹽和順丁醇二酸酐在吡啶中進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，溫度55度，作用5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后向其中添加1.0g的無水氯化鋁，進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng)，升溫到95度充分反應(yīng)2小時(shí)。然后將溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，除去吡啶，得到綜合固體，用乙醇溶解，在飽和碳酸鈉，離心后取上層清液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到固體和液體混合物，用乙醇萃取，去除混合物中的鹽和不容物，再次蒸發(fā)，得到富馬酸氨基酸脂類衍生物。

2.2抑菌濃度測(cè)定

采用標(biāo)準(zhǔn)方法培養(yǎng)細(xì)菌，制成濃度為104～106的細(xì)菌懸濁液。然后稱取一定量的富馬酸氨基酸脂類衍生物，用無水乙醇將其配成不同濃度的稀釋液，分別為0.01%，0.05%，0.10%，0.12%和0.15%，倒入到各個(gè)培養(yǎng)皿中，并設(shè)置相同濃度的酥麻酸二甲酯作對(duì)照。等待富馬酸氨基酸脂類衍生物凝固之后，在每個(gè)培養(yǎng)皿中添加10微升的細(xì)菌懸濁液，37度培養(yǎng)24小時(shí)，以不長(zhǎng)細(xì)菌的濃度作為最低抑菌濃度。

2.3皮膚敏感測(cè)試

將得到的八種經(jīng)過純化后的富馬酸氨基酸脂類衍生物和富馬酸二甲酯用無水乙醇配成5g/L的溶液，在棉簽上蘸取適量溶液，分別涂在健康實(shí)驗(yàn)者的兩個(gè)手背上，觀察2小時(shí)后的過敏反應(yīng)情況。

二、結(jié)果

1.富馬酸氨基酸脂類衍生物種類分析

通過試驗(yàn)后得到了八種富馬酸氨基酸脂類衍生物，分別為富馬酸單氨基酸甲酯、富馬酸單氨基酸乙酯、富馬酸單氨基酸異丙酯、富馬酸單氨基酸丙酯、富馬酸單氨基酸異丙酯、富馬酸單苯丙氨基酸甲酯、富馬酸單苯丙氨基酸乙酯、富馬酸單苯丙氨基酸異丙酯和富馬酸單苯丙氨基酸丙酯，通過對(duì)上述八種富馬酸氨基酸脂類衍生物的核磁數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，雙鍵的耦合常數(shù)都是在18Hz左右，合成八種富馬酸氨基酸脂類衍生物都成功的進(jìn)行了異構(gòu)化，都是反式結(jié)構(gòu)的富馬酸氨基酸脂類衍生物。

2.富馬酸氨基酸脂類衍生物抑菌活性試驗(yàn)

通過表1數(shù)據(jù)我們可以看出，富馬酸氨基酸脂類衍生物對(duì)大腸桿菌、葡萄球菌、沙門氏菌、乳酸菌、枯草芽孢桿菌均有一定的抑制作用，但是不同濃度的富馬酸氨基酸脂類衍生物對(duì)上述細(xì)菌的抑菌作用是不同的，如第一個(gè)濃度的最低抑菌濃度為6.41mmol/L，第二個(gè)濃度的最低抑菌濃度我5.96mmol/L，第三個(gè)和第四個(gè)濃度最低的抑菌濃度為5.57mmol/L。而剩下的富馬酸氨基酸脂類衍生物不同濃度的抑菌標(biāo)準(zhǔn)分別為4.42mmol/L、4.11mmol/L和3.92mmol/L，對(duì)比抑菌試驗(yàn)結(jié)果可以看出，第一、第二、第三、第四和DMF對(duì)試驗(yàn)所有細(xì)菌的抑菌活性稍差，而第五、第六是對(duì)試驗(yàn)所有細(xì)菌的抑菌活性和DMF相當(dāng)，第七、第八所細(xì)菌抑菌活性要稍高于DMF。

3.皮膚過敏試驗(yàn)結(jié)果分析

通過對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，合成的所有富馬酸氨基酸脂類衍生物對(duì)皮膚無致敏性，而富馬酸二甲酯在試驗(yàn)進(jìn)行到5分鐘后出現(xiàn)了過敏現(xiàn)象，由此可以說明富馬酸羰基和氨基酸值發(fā)生了酰胺化反應(yīng)后，通過結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，消除了富馬酸氨基酸脂類衍生物的致敏現(xiàn)象，所得到的衍生物安全。

三、結(jié)論

本次研究以氨基酸酯和馬來酸酐作為原料合成了8種富馬酸氨基酸脂類衍生物，采用的合成方法改善了傳統(tǒng)合成過程存在腐蝕和三廢污染嚴(yán)重的缺陷，能夠顯著提升生產(chǎn)效率，同時(shí)利用無水乙醇進(jìn)行萃取，優(yōu)化了純化方法。通過最低抑制濃度和過敏試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，富馬酸氨基酸脂類衍生物能夠有效抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，不會(huì)造成人過敏現(xiàn)象，為富馬酸氨基酸脂類衍生物的更好應(yīng)用奠定了理論研究基礎(chǔ)。

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