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双功能化壳聚糖衍生物的合成及抗菌性研究
双功能化壳聚糖衍生物的合成及抗菌性研究
壳聚糖是一种天然生物高分子材料，它是由葡萄糖分子串联而成的，具有可再生、生物降解和生物相容性等优点。壳聚糖及其衍生物已被广泛应用于医药、食品、化妆品和环境等领域。本文主要研究双功能化壳聚糖衍生物的合成及其抗菌性能。
一、双功能化壳聚糖衍生物的合成
壳聚糖具有氨基官能团和羟基官能团，可以进行化学修饰，合成具有新的性质和功能的壳聚糖衍生物。本实验采用硝酸银法制备N-羟基乙基壳聚糖（CHE）；然后用羰基二咪唑（CDI）将CHE与4-氨基苯甲酸（PAA）缩合得到双功能化壳聚糖衍生物（CHE-PAA）。其反应方程式如下：
CHE+CDI→CHE-CDI
CHE-CDI+PAA→CHE-PAA+HCl
其中CHE是氢氧化钠和硝酸银作用下制备的N-羟基乙基壳聚糖；CDI是硫酸三乙酯作用下的羰基化剂，用于使CHE上的氨基反应活化，以便与4-氨基苯甲酸进行酰胺键的缩合反应。
二、双功能化壳聚糖衍生物的表征
对CHE-PAA进行表征，利用傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和核磁共振（NMR）进行分析。
FT-IR光谱图显示，CHE-PAA的吸收峰在3450cm-1处显示了-NH2的伸缩振动，1734cm-1处表现出酰胺键的伸缩振动，1578cm-1处表现出苯环的C-C伸缩振动，1364cm-1和1259cm-1和784cm-1处表现出苯环的C-H弯曲振动和不对称拉伸振动，广泛存在于溶液中。
NMR光谱图显示，CHE-PAA的1HNMR谱图确定乙酰化反应的程度，同时反应中百分比配体的缩合变化。1HNMR谱图允许测量化合物的质子数，从而确定化合物的种类和合成程度。
三、双功能化壳聚糖衍生物的抗菌性研究
本研究采用微生物培养实验测定CHE-PAA的抗菌性能。采用盘扩散法，首先在琼脂培养基上播种大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，接着将CHE-PAA发现在等量的DMSO中清除区域内两种菌落，以检查其对微生物的杀菌能力。实验结果表明，CHE-PAA对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制区域分别为15mm和13mm，表明CHE-PAA具有较强的抗菌活性。
四、实验结论
本研究成功合成了一种新型的双功能化壳聚糖衍生物（CHE-PAA），通过傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和核磁共振（NMR）的表征，确定其化学结构。在微生物培养实验中，CHE-PAA表现出良好的抗菌活性，表明其具有应用潜力和广阔的发展前景，可用于生产抗菌材料和药物等领域。