摘要
去氢木香内酯(Dehydrocostus lactone)存在于天然植物木香中，属于倍半萜内酯家族，具有抑菌、抗炎、抗肿瘤等生物活性。郁金香素A(Tulipalin A)存在于天然植物郁金香花中，也属于倍半萜内酯家族，在医药领域中用作防腐剂和杀菌剂，它也被广泛用作化妆品中的调味剂和防腐剂。然而，去氢木香内酯和郁金香素A这类天然产物却有生物利用度低、活性低的缺点，因此需要对其结构进行优化调整和优势骨架重新组合，以创造出生物活性较高的衍生物，这对于天然产物研究具有重要的科研价值。 本文采用了优势骨架重新组合的方法，在去氢木香内酯和郁金香素A骨架中引入氧化吲哚、吡咯类双螺环、恶嗪啉烷等活性骨架和基团，制备了去氢木香内酯衍生物库和郁金香素A衍生物库。研究了去氢木香内酯衍生物库和郁金香素A衍生物库的抗菌活性及其相关机理和保鲜功效，为这些衍生物在食品、化妆品以及医药行业的产品研发提供科学理论支持。本文主要研究内容如下： 1.本文首先通过对木香药材的提取、分离和纯化处理，成功获得了去氢木香内酯这一天然产物。然后利用去氢木香内酯或郁金香素A作为起始原料，与靛红、脯氨酸发生1,3-偶极环加成反应生成中间体3，然后利用氧化剂对中间体3进行N-氧化反应，并通过分子内1,2-迁移引发扩环反应，分别制备了14个去氢木香内酯拼接恶嗪啉吡咯双螺环氧化吲哚衍生物库4和12个郁金香素A拼接恶嗪啉吡咯双螺环氧化吲哚衍生物库5。 2.通过抑菌圈定性分析和微量稀释法定量分析，对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、变形杆菌、粪肠球菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌这6种测试菌进行抗菌活性实验，目的是挑选出去氢木香内酯拼接恶嗪啉吡咯双螺环氧化吲哚衍生物库4和郁金香素A拼接恶嗪啉吡咯双螺环氧化吲哚衍生物库5中具有抑菌活性的衍生物。定性和定量实验结果表明，去氢木香内酯衍生物4ac、4ak、4ae有显著的抑菌效果。在这6种测试菌中，衍生物4ac的抑菌活性整体上优于其他衍生物，并且对枯草芽孢杆菌的抗菌作用最为显著，因此后续选用衍生物4ac对枯草芽孢杆菌开展抑菌机理实验探究。 3.以核酸、蛋白质大分子物质外泄，胞内蛋白的合成以及分泌实验研究衍生物4ac抗菌机理，发现4ac衍生物溶液对枯草芽孢杆菌的生长繁殖有一定的抑制作用，主要通过对细菌细胞膜通透性的破坏以及对抑制其合成蛋白的能力导致菌株生长受到抑制，甚至致其死亡。 4.将鲜切的土豆片和苹果片分别置于衍生物4ac溶液、熊果苷溶液、纯水以及纯水+DMSO中浸泡，然后测定它们在贮存前和贮存后的失重率，并观察其颜色变化。结果显示，与浸泡于纯水组和纯水+DMSO组的土豆片和苹果片相比，浸泡于衍生物4ac溶液后的样品失重率下降速度减慢，并且褐化程度较轻。使用色差仪每两天测量土豆片和苹果片的L*、a*、b*值，明显观察到随着时间的推移，经过衍生物4ac处理后的土豆片和苹果片的L*值下降速度较慢，且a*值和b*值上升的速度也较慢。因此可以推断，衍生物4ac对果蔬具有一定的防止褐变效果。 本论文主要致力于新类型去氢木香内酯衍生物库和郁金香素A衍生物库的制备及其抑菌与保鲜活性评价，研究成果对后续开发高效的新类型化学保鲜剂具有重要意义。
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