一种高效光动力杀菌的卟啉共价有机骨架材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效光动力杀菌的卟啉共价有机骨架材料及其制备方法，属于广谱性杀菌技术领域。本发明专利技术通过卟啉单体和带不同侧链的单体制备稳定的亚胺类卟啉共价有机骨架，卟啉单体会被限制在共价有机骨架框架中减少其本身的自聚集效应，同时，引入的侧链可调控所得卟啉共价有机骨架的光动力活性，提高其稳定性和光敏性能，构建得到具有高效光动力杀菌、不产生耐药性且材料可重复多次使用的卟啉共价有机骨架材料。价有机骨架材料。价有机骨架材料。

【技术实现步骤摘要】
一种高效光动力杀菌的卟啉共价有机骨架材料及其制备方法


[0001]本专利技术具体涉及一种高效光动力杀菌的卟啉共价有机骨架材料及其制备方法，属于广谱性杀菌


技术介绍

[0002]食品腐败变质造成了巨大的经济损失，同时食源性致病菌对人体健康存在安全隐患。但现有食品保鲜方法多通过抑制微生物生长和防止其增殖，不能灭活其中中微生物。热杀菌可以灭活食品中微生物，但也会对食品品质造成影响。而常用的化学保鲜剂存在潜在的健康危害和环境污染等问题，而抗生素治疗容易导致耐药菌的产生。而光动力方法具有广谱性、高效性、生态友好、无耐药性等优点，引起了人们的广泛关注。其中光敏剂作为光动力方法的核心，目前已经有大量光敏剂用于光动力方法，如卟啉类、酞菁类、酚噻嗪类等。然而，这些光敏剂多数都存在自聚集而猝灭的问题，限制了其光敏效率。因此，设计稳定的不易自聚集而猝灭、能够实现高效光敏杀菌目的的光敏剂对食品领域具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术是针对现有卟啉光敏剂易自聚集而猝灭，光敏效果有限，提供了一种高效、稳定光动力杀菌的卟啉共价有机骨架及其制备方法，该方法通过卟啉单体和带不同侧链的单体制备稳定的在亚胺类卟啉共价有机骨架，卟啉单体会被限制在共价有机骨架框架中减少其本身的自聚集效应，引入的侧链可调控所得卟啉共价有机骨架的光动力活性，提高其稳定性和光敏性能。本专利技术不仅提供一种高稳定性的卟啉共价有机骨架及其制备方法，而且为广谱高效杀菌提供了新的解决方案。
[0004]本专利技术的第一个目的是提供一种高光动力杀菌活性的卟啉共价有机骨架及其制备方法，所述方法包括如下过程：
[0005]在催化剂的作用下，式I
‑
1所示的氨基卟啉化合物和式II
‑
1所示的对二甲醛类化合物进行缩合反应；或者，在催化剂的作用下，式I
‑
2所示的醛基卟啉化合物和式II
‑
2所示的对二甲胺类化合物进行缩合反应，进而制得卟啉共价有机骨架材料；
[0006][0007]其中，R选自C1‑
C8烷氧基。
[0008]在本专利技术的一种实施方法中，R具体可选：甲氧基、乙氧基。
[0009]在本专利技术的一种实施方法中，催化剂为乙酸。
[0010]在本专利技术的一种实施方法中，缩合反应是在有机溶剂中进行的，所述有机溶剂包括二氧六环、均三甲苯、四氢呋喃和N,N
‑
二甲基乙酰胺中的一种或多种混合。
[0011]在本专利技术的一种实施方式中，步骤中的以5，10，15，20
‑
四(4
‑
氨基苯基)卟啉(Tph)和2,5
‑
二乙基
‑
1,4对苯二甲醛(Deta)为单体，制备所述缩合反应形成卟啉共价有机骨架材料(JNU
‑
2)。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中，所述氨基卟啉类化合物与对二甲醛类化合物的摩尔量比为1:(2
‑
4)。
[0013]在本专利技术的一种实施方式中，所述醛基卟啉类化合物与对二氨基类化合物的摩尔量比为1:(2
‑
4)。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，所用催化剂的用量是作为结构单元的两种反应物总质量的5
‑
10％。
[0015]在本专利技术的一种实施方式中，缩合反应的温度为60
‑
180℃；优选100
‑
180℃；进一步120
‑
180℃。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，所用方法使用均三甲苯作为溶剂，在120℃下进行缩合反应。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，所述制备方法采用希夫碱溶剂热的方法制备了高稳定性和结晶度的卟啉共价有机骨架材料，实现了不易聚集猝灭的高效光动力杀菌。具体包括如下步骤：将5，10，15，20
‑
四(4
‑
氨基苯基)卟啉(Tph)、2,5
‑
二乙氧基
‑
1,4
‑
对苯二甲醛(Deta)分别溶于均三甲苯中，加入到35mL侧支管中超声十分钟，加入6M乙酸。经过三次冷冻
‑
泵
‑
解冻循环处理，之后在120℃的油浴锅中加热48h，获得的紫黑色固体用四氢呋喃离
心清洗，再用四氢呋喃索氏提取12h，最后真空干燥得到卟啉共价有机骨架材料JNU
‑
2。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，所述卟啉共价有机骨架材料的结构如下所示
[0019][0020]或者
[0021]其中，R选自C1‑
C4烷氧基。
[0022]本专利技术的第二个目的是提供一种非疾病的诊断与治疗的光动力杀菌方法，所述方法是利用上述的卟啉共价有机骨架作为光敏剂。
[0023]在本专利技术的一种实施方式中，所述非疾病的诊断与治疗的光动力杀菌方法是在加
入上述光敏剂后进行光照。
[0024]具体包括如下步骤：将光敏剂超声溶解在溶剂中，与菌液混合后在适当光源下光照20min，之后梯度稀释涂布与固体培养基上，培养24h后对菌落进行计数，可得到杀菌率。
[0025]在本专利技术的一种实施方式中，光敏剂溶解的溶液为液体培养基。
[0026]在本专利技术的一种实施方式中，所述菌液包括但不限于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。
[0027]在本专利技术的一种实施方式中，所述光源为白色LED灯。
[0028]在本专利技术的一种实施方式中，所述菌液原始浓度为107数量级。
[0029]本专利技术的第四个目的将上述卟啉共价有机骨架材料应用于气体储存、催化、传感和分离等领域中。
[0030]本专利技术的优点
[0031]本专利技术解决了卟啉光敏剂易自聚集而猝灭的难题，制备的卟啉共价有机骨架材料的结晶度和稳定性高，共价有机骨架的有序框架限制了卟啉间的距离，减少自聚集程度，同时通过对单体侧链的调控可获得不同光动力活性的卟啉共价有机骨架。且所制备的卟啉共价有机骨架具有杀菌快速、高效、不会产生耐药性且材料可重复多次使用等优势。
附图说明
[0032]图1为实施例1所制备的一种高效光动力活性的卟啉共价有机骨架JNU
‑
2示意图。
[0033]图2为实施例1所制备的卟啉共价有机骨架JNU
‑
2的实验和模拟X
‑
射线粉末衍射图。
[0034]图3为实施例1所用单体TAPP、OEt以及制得的JNU
‑
2红外光谱图。
[0035]图4为实施例1所制备的JNU
‑
2的扫描电镜图。
[0036]图5为实施例1所制备JNU
‑
2的光动力活性结果趋势图。
[0037]图6为实施例6所制备JNU
‑
2的光动力杀菌；其中，a：JNU
‑
2对大肠杆菌和金黄色葡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备具有光动力杀菌活性的卟啉共价有机骨架材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下过程：在催化剂的作用下，式I
‑
1所示的氨基卟啉化合物和式II
‑
1所示的对二甲醛类化合物进行缩合反应；或者，在催化剂的作用下，式I
‑
2所示的醛基卟啉化合物和式II
‑
2所示的对二甲胺类化合物进行缩合反应，进而制得卟啉共价有机骨架材料；其中，R选自C1‑
C4烷氧基。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨基卟啉类化合物与对二甲醛类化合物的摩尔量比为1：(2
‑
4)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醛基卟啉类化合物与对二氨基类化合物的摩尔量比为1：(2
‑
4)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱海龙，孟范琳，刘雪，严秀平，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：