NH_(2)-ZIF-7 MOFs负载羧基化苯并异噻唑啉酮防污剂的制备和抗菌防污性能研究

目的开发长效缓释且具有生物相容的绿色环保防污剂,消除防污剂在涂层中初期“爆释”、后期无法释放的弊端,实现新型缓释剂长效防污的功效。方法通过简单的浸渍法负载防污剂分子,实现有效且缓慢释放;通过SEM、TEM观察负载前后纳米粒子的形貌;通过FT-IR、XRD、TGA、XPS、BET探究客体分子与纳米容器间的耦合作用,利用UV-Vis测试其释放性能;通过抑菌圈、平板菌落计数法、浊度法测试其抑菌性能;通过激光共聚焦观察涂层表面防细菌/藻类贴附性能。结果氨基ZIF-7(NH_(2)-ZIF-7)成功负载羧基化1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT-COOH),实现了有效封装和稳定释放,并且金属有机框架材料负载后(NH_(2)-ZIF-7@BIT-COOH),革兰氏阴性菌(E.coli)和革兰氏阳性菌(S.aureus)的抑菌圈直径分别提高至(21.7±0.2)和(21.7±0.3)mm。进一步利用激光共聚焦观察涂层表面的细菌/藻类贴附情况,表明添加质量分数4%NH_(2)-ZIF-7@BIT-COOH的混合树脂涂层具有优异的防细菌/藻类贴附性能。结论利用NH_(2)-ZIF-7封装BIT-COOH防污剂,可有效捕获、稳定释放并具有优异的抗菌性能,另外在丙烯酸树脂涂层中加入NH_(2)-ZIF-7@BIT-COOH新型缓释防污剂能够有效抑制细菌/海藻的贴附,为新型缓释长效广谱低毒的防污剂开发提供了新的思路。

抑菌剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)的合成研究

研究了一种以2,2’-二硫代苯甲酸为原料,用双(三氯甲基)碳酸酯替代氯化亚砜进行酰氯化反应制得2,2’-二硫代苯甲酰氯,然后在氨溶液中通空气进行歧化环合制得抑菌剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)的合成方法,该方法操作方便,具有工业化应用前景。研究讨论了影响反应的多种因素并得到比较合理的工艺条件,总收率达78.2%。对产品结构进行了1 H NMR表征确认。

3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙法测乙二醇醛含量方法的改进

乙二醇是一种重要的有机化工原料。国标使用3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙(MBTH)与乙二醇中醛进行反应,检测其中的醛含量。经过实验发现,乙二醇醛含量测定结果与MBTH质量有关。根据液相色谱技术等分析表明,若试剂中存在有杂质,则可能导致醛含量测试结果不准确。基于上述发现,提出了需控制MBTH质量的要求。在实验前检查MBTH溶液在350,375,400 mm波长处的吸光度值,建议应不大于0.020,0.010,0.010 A。如果该溶液的吸光度值超过控制的上限,则应停止使用,并购买新MBTH试剂,以保证实验结果准确性。

紫外分光光度法用于杀菌剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的分析

运用紫外分光光度法测定了杀菌剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)的含量,采用水作溶剂,在225 nm处测定BIT的含量.结果表明BIT在6.755×10-6～4.728×10-5mol/L范围内吸光度和浓度呈良好的线性关系(R=0.999 9),平均回收率为103.25%.该方法操作简单,重现性好,结果准确.

1,2-苯并异噻唑啉-3-酮-壳聚糖缓释微球的制备及其性能研究

利用乳化交联法制备了1,2-苯并异噻唑啉-3-酮-壳聚糖缓释微球,通过扫描电子显微镜（SEM）、动态光散射（DLS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射和热重-差热分析等检测手段考察分析了微球的性能,并通过体外模拟释放探讨了其控释性能。结果表明：所制备的微球表面光滑,成球性好,分散性能优异,微球粒径主要集中在3~8μm范围内,BIT分子以物理包埋的方式与壳聚糖分子之间相结合,并被壳聚糖分子完全包裹;模拟释放实验表明,BIT-CSM可实现BIT的长期稳定释放,具有一定的控释效果。

N-取代苯基-2-(苯并异噻唑啉-3-酮-2-基)甲酰胺的合成及抑菌活性

通过取代苯异氰酸酯与1,2-苯并异噻唑啉-2(3H)-酮(BIT)反应,制备了13个2-(苯并异噻唑啉-3-酮-2-基)甲酰胺类化合物,其中9个未见文献报道。所有化合物的结构均经IR、1H NMR和元素分析确认。初步的抑菌活性测定结果表明,部分目标化合物对供试病原菌具有很好的抑菌活性,尤其对于枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis和芒果蒂腐病菌Botryodiplodia theobromae,大部分化合物在50 mg/L下的抑制率在80%～100%之间。

2-(N-苯基甲酰胺基)苯并异噻唑啉-3-酮类化合物的合成及生物活性测试

以苯并异噻唑啉-3-酮和取代异氰酸苯酯类化合物为原料,合成了7种新的2-(N-苯基甲酰胺基)苯并异噻唑啉-3-酮类化合物,目标化合物的结构经1HNMR,MS,IR确证;并对新合成的化合物进行了水生菌杀菌活性测试.

2-(苯并异噻唑啉-3-酮-2-基)芳香酯类化合物的合成及生物活性

通过取代苯甲酸与N-羟乙基苯并异噻唑啉-3-酮反应,制备了6个未见文献报道的2-(苯并异噻唑啉-3-酮-2-基)芳香酯类化合物,其结构均经红外光谱、核磁共振氢谱、质谱及元素分析确认。采用比浊法测定了目标化合物对革兰氏阳性菌(枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、白色葡萄球菌Staphylococcus albus)及革兰氏阴性菌(大肠杆菌Escherichia coli、肺炎克雷伯菌Klebsiella pneumoniae及绿脓杆菌Pseudomonas aeruginosa)的抑菌能力。结果表明,绝大多数化合物对金黄色葡萄球菌和白色葡萄球菌表现出优良的生长抑制活性,其半数抑菌浓度(MIC50)约为4 mg/L。

1,2-苯并-异噻唑啉-3-酮与锌(Ⅱ)、铜(Ⅱ)配合物的合成及其抑菌性

1,2-苯并-异噻唑啉-3-酮(BIT)与醋酸锌、醋酸铜反应得到配合物[Zn(BIT-H)2](1)及[Cu(BIT)(BIT-H)(CH3COO)](2);通过元素分析、核磁共振、红外光谱和紫外可见分析等手段对配合物结构进行表征。将配合物1和配合物2分别做抑菌实验,它们对大肠杆菌的最小抑菌质量浓度分别为2.344×10-3、1.172×10-3 g/L,对金黄色葡萄球菌的最小抑菌质量浓度分别为5.86×10-4、5.86×10-4 g/L,配合物的抑菌性能很好。

氧化法制备1,2-苯并异噻唑啉-3-酮

以二硫化二苯甲酸为起始原料，经酰胺化后以双氧水为氧化剂，制备1，2-苯并异噻唑啉-3-酮。结果表明，在氧化剂与酰胺的摩尔比为1.2：1，反应时间为3 h，反应温度60℃条件下，反应总收率可达67.7%，产物熔点156~158℃。加入催化剂三乙胺，可加速反应，使得反应时间缩短为2 h，同时氧化反应产率提高为79.2%。

N-甲基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的合成研究

N-甲基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮是一种广谱高效的杀菌剂,以邻氨基苯甲酸为原料,经重氮二硫代、酰氯化、氮酰化、Zincke二硫化物分裂以及碱性条件下环合五步反应制得目标产物,总收率为53.5%,产品含量≥99%,产品结构经红外、核磁得到确认。

羧基修饰的吸附树脂对1,2-苯并异噻唑-3-酮(BIT)的吸附研究

采用偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐修饰氯甲基化的低交联大孔聚苯乙烯-二乙烯苯制备的超高交联吸附树脂(分别命名为ZT3和ZT4),通过比表面及孔径分析对其结构进行表征。以Amberlite XAD-4树脂作参照,通过等温吸附实验和吸附动力学实验探讨了修饰后的树脂对水溶液中BIT的吸附性能和机理。结果表明:ZT3、ZT4修饰的树脂比Amberlite XAD-4树脂对水溶液中BIT具有更好的吸附效果,这主要归因于树脂的微孔面积、高比表面积和树脂表面的羧基,Langmuir和Freundlich方程均能较好拟合修饰树脂对BIT的吸附等温线。BIT在ZT3和ZT4树脂上的吸附量都是随着溶液pH的增大而减小。

新型杀菌剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的杀菌效力的测定和杀菌机理的研究

主要阐述了工业防腐防霉剂1,2-苯并异噻唑啉-3-酮在农业生产中的应用。根据主要成分不同配方的杀菌剂对棉花枯萎病病原菌进行室内毒力实验和进行筛选,以筛选出来的杀菌剂为目标杀菌剂进行杀菌机理及无毒性的研究。

4,5-二氯-2-甲氧丙基-4-异噻唑啉-3-酮的合成及杀藻性能研究

合成了异噻唑啉酮衍生物4,5-二氯-2-甲氧丙基-4-异噻唑啉-3-酮(MOP-DCI),通过红外光谱(FT-IR)和核磁波谱(1HNMR)对其结构进行了表征。探讨了MOP-DCI对藻类生长的抑制作用,得出MOP-DCI对4种藻的24 h和48 h的半致死浓度,并对三角褐指藻的反应方程进行了χ2检验,结果表明符合精度要求,同时以该化合物为防污剂制备了海洋防污涂料,5个月的实海挂板几乎没有附着海洋污损生物。

Ti/SnO_2+Sb_2O_3/β-PbO_2阳极电化学氧化异噻唑啉酮

采用提拉法和电沉积法制作Ti/SnO2+Sb2O3/β-PbO2阳极,通过SEM扫描、XRD分析和极化曲线测定表征具有良好结构和催化性能.利用该电极氧化异噻唑啉酮水溶液,研究运行参数(电化学氧化时间、电流密度和水溶液pH值)的变化对异噻唑啉酮和化学耗氧量(ChemicalOxygenDemand,CODcr)降解效果的影响,降解过程符合一级动力学方程.在异噻唑啉酮水溶液初始浓度200mg/L、电流密度15mA/cm2、电化学氧化180min时,异噻唑啉酮、CODcr去除率可分别达到98%和43%.通过紫外光谱图分析了异噻唑啉酮氧化过程为先开环,再生成低分子有机酸,最后矿化为CO2和H2O.

4,5-二氯-2-甲氧基丙基-4-异噻唑啉-3-酮的合成及其防污性能的研究

以丙烯酸甲酯为原料,经过二硫代反应、酯的氨解反应、关环反应三个反应步骤,合成了未见文献报道的异噻唑啉酮衍生物4,5-二氯-2-甲氧基丙基-4-异噻唑啉-3-酮(MOP-DC I),并通过红外光谱(IR)和核磁波谱(1HNMR)对其结构进行了表征。初步研究了该化合物在海洋防污涂料中的防污性能。

2-(5-取代苯氧甲基-1,3,4-噻二唑-2-亚胺基)-5-(取代苯基亚甲基)-4-噻唑啉酮的合成

以2-氨基-5-取代苯氧甲基-1,3,4-噻二唑(1)为起始原料,合成了中间体2-氯乙酰氨基-5-取代苯氧甲基-1,3,4-噻二唑)-2-乙酰亚胺(2)和2-(5-取代苯氧甲基-1,3,4-噻二唑-2-亚胺基)-4-噻唑啉酮(3),化合物3进一步与取代苯甲醛发生类Knoevenagle缩合反应,得到了一系列2-(5-取代苯氧甲基-1,3,4-噻二唑-2-亚胺基)-5-(取代苯基亚甲基)-4-噻唑啉酮类化合物4a～4p.目标化合物4a～4p的结构经IR,1H NMR和元素分析确证.

吡啶衍生物研究(VI):3-异烟酰胺基-2-烃基噻唑啉-4-酮的合成及生物活性

通过巯基乙酸与异烟酰腙的亲核加成 ,再经分子内酰胺化反应合成了一系列 3-异烟酰胺基 -2 -烃基噻唑啉 - 4-酮类化合物 ,其结构经元素分析和 1H NMR确认。室内生物活性研究表明 ,化合物IIc和 IIh在 5 0 mg/L浓度下对葡萄白腐病 Coniothyrium diplodiella(Speg.) Sace离体相对抑制百分数达 80 %。

新型Caspase-3抑制剂1,2–苯并异噻唑–3–酮–1,4–二取代–1,2,3–三唑类衍生物的合成

为探究对Caspase-3有更高抑制活性的非肽类小分子抑制剂,用"点击反应"合成了一系列1,2–苯并异噻唑–3–酮–1,4–二取代–1,2,3–三唑类衍生物.通过体外Caspase-3和Caspase-7抑制活性测试发现,化合物7c对Caspase-3有最好的抑制活性,IC50达到11.0±1.2,nmol/L.为了更好的理解这些化合物与Caspase-3蛋白的相互作用模式,进行了分子对接实验.结果表明,化合物7c与蛋白作用位点具有很好的结合模式,验证了该化合物具有很好的体外Caspase-3抑制活性.

新型2-羟乙基苯并[d]异噻唑-3(2H)-酮脂肪酸酯的合成及其抑菌活性

以苯并[d]异噻唑-3(2H)-酮为原料,通过取代与酯化反应合成了9个未见文献报道的了2-{3-氧代苯并[d]异噻唑-2(3H)-基}乙醇脂肪酸酯(4a～4i),其结构经1H NMR,IR和元素分析表征。初步体外抑菌活性测试结果表明,4对六种实验菌均表现出不同程度的抑菌活性,尤其对革兰氏阳性菌,用药量32μg.mL-1时抑菌率在90%以上。