基于3-巯基-4-氨基三氮唑衍生物多元抗菌剂的合成、结构及性能研究

With the emergence of disease-causing microorganisms, antibacterial materials or products will continued to rise ever higher and higher, so the current study is focused on the new multi-component antibacterial materials with effective, nonpoisonous, sustained antibacterial properties. In the project, we try to develop the new and effective antibacterial materials constructed by the inorganic metal cations with good antibacterial activity, for example, Ag+, Cu2+ and Zn2+, etc., and the derivatives of 4-amido-1,2,4-triazole-3-thiol with biological activities and antibacterial properties. In order to make the best of the synergistic antibacterial effect of organic-inorganic materials and obtain some effective and broad-spectrum antibacterial materials, we in detail investigated the factors that influence antibacterial properties, including organic linkers, metal ions, morphology, structure, crystallite size of the coordination complexes. Finally, combined with the obtained data, the relation among components, structures and antibacterial activities will be summarized, and the corresponding antibacterial mechanism will be proposed. It's worth to note, the diversities of metal ions and organic linkers result in diversities and flexibilities of antibacterial materials, and this will be helpful to synthesize some new antibacterial materials.

致病性微生物的肆虐使得人们对抗菌材料、抗菌制品的需求将会不断增加，研究和开发新型、高效、无毒和抗菌性能持久的抗菌材料，成为当前的研究热点。本项目拟以具有抗菌活性的银、铜、锌等无机金属阳离子为节点、以具有生物活性和抗菌性能的3-氨基-4-巯基三氮唑衍生物为有机连接体，合成、开发新型、高效的具有多元抗菌活性的抗菌剂。通过研究抗菌剂的有机连接体、金属离子、形貌、结构、晶粒大小等因素对抗菌性能的影响，以期能充分利用有机无机材料的协同杀菌作用，得到广谱、高效的抗菌材料。归纳总结结构、组成及抗菌性质的关系，并提出相应的抗菌机理。金属离子和有机连接体的多样性导致了抗菌材料的选择多样性和可调性，这对合成新型抗菌材料提供了更多的思路。

金属有机骨架不仅具有丰富多彩的新颖拓扑结构，而且在催化、气体储存和分离、光学、磁性、半导体材料等方面存在广阔的应用前景，是近年来化学与材料学学科的研究前沿与热点。基于功能导向原理，本项目旨在通过分子设计，利用有机氮杂环硫醇与过渡金属离子结构基元构筑具有抗菌活性的有机无机配合物。通过调控氮杂环硫醇，低价阴离子，反应条件（如反应温度、pH值、反应时间、反应溶剂）实现配合物抗菌材料的结构及性能调控。研究结果将丰富人们对有机硫配合物骨架材料的合成规律、结构与性能关联的认识，有效地拓展有机硫配位化学的研究。项目基本完成并取得了良好的结果。项目的主要研究内容如下：（1）完成了有机硫类配体如巯基三氮唑，巯基四氮唑，巯基嘧啶及过渡金属离子配合物的设计与组装；（2）对所合成的各系列配合物进行单晶生长条件的摸索、晶体结构的表征、常规组成表征及其热稳定性、磁性、荧光、抗菌性质的研究；（3）通过实验结果分析，发现了多种有机硫配体原位反应，如巯基四氮唑的原位转化甲基四氮唑，甲基巯基嘧啶的二聚反应，脱硫反应等等。（4）利用咪唑二羧酸及其衍生物构筑了系列配合物，并研究其热稳定性、磁性、荧光性质的研究。.在科学研究方面，共发表标注资助的研究论文和综述论文11篇。其中SCI研究论文6篇，包括Dalton Transaction. 1篇，RSC Advances 1篇，Journal of Coordination Chemistry. 3篇，Progress in Chemistry 1篇，其他核心论文5篇，会议论文5篇。申请4项专利。相关研究成果还申请省部级奖1项。在人才培养和队伍建设方面，本人成功申请山西省青年学术带头人和131领军人才工程支持，获山西省优秀硕士学位论文1名，获中北大学优秀硕士学位论文3名。在国际交流与合作方面，本人参加国内学术会议3次，并做分组报告1次。本人获得教师优秀学术带头人出国进修项目资助。