根皮素(Phloretin),是一种具有二氢查尔酮结构的黄酮类化合物,其主要以糖苷(根皮苷)的形式广泛分布于不同阶段植物的不同部位,尤其以苹果幼果中的含量最为丰富。研究发现,根皮素对一些常见的食源性致病菌以及病原性真菌均具有较强的抑制作用,并且它属于植源性天然产物,毒性低,且兼具抗氧化,免疫调节等其他生物活性,有极大的潜能被开发为天然抑菌剂。目前国内外对根皮素抑菌性的研究主要集中在对其抑菌谱的研究上,而对于其分子结构中影响抑菌活性的官能团及各官能团对于抑菌活性的贡献大小尚不明确。鉴于此,本研究通过化学结构修饰对根皮素分子中不同官能团进行取代反应,合成了8种根皮素衍生物,并对根皮素及所获得的衍生物的抑菌活性进行了测试,参考Free-Wilson方法分别计算出了根皮素母体结构中各活性基团对其抑菌性的贡献值,并利用多元线性回归形式建立起了根皮素的抑菌构效关系模型。旨在探明根皮素母体结构中影响其抑菌活性的官能团、明确各官能团与其抑菌性之间的关联形式,为将根皮素开发成为新型天然抑菌剂以及靶向合成特定的根皮素衍生物提供指导依据。主要研究工作及结果如下:(1)以根皮素为母体,经由还原,缩合,取代等反应分别引入不同的基团,从而获得根皮胺乙基醚、根皮素异烟肼、4’-氯根皮素、4’-硝基根皮素、5,7-二丁氧基根皮素、5-丁氧基根皮素、7-丁氧基根皮素和羰基还原根皮素等8种不同的根皮素衍生物。所有化合物经1HNMR和MS进行了结构表征。(2)运用牛津杯法检测所合成的根皮素衍生物及根皮素对单增李斯特菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和荧光假单胞菌的抑菌活性。结果表明根皮素及其衍生物均对四种试验菌有抑制作用,并且对革兰氏阳性菌(单增李斯特菌和金黄色葡萄球菌)的抑制效果更为明显。同时发现,以根皮素为母体衍生化获得的其衍生物的抑菌活性均不如根皮素本身的抑菌性能强。此外,还分别检测了根皮素及各衍生物对四种试验菌的最小抑菌浓度,结果表明根皮素对四种常见致病菌的最小抑菌浓度分别为:31±0.75ppm,40±0.45ppm,218±0.25ppm和312±0.55ppm,其大小均比其衍生物的最小抑菌浓度小。(3)运用经典的Free-Wilson方法,分别以各化合物对四种试验菌的log 1/MIC为因变量,以根皮素各官能团(5-OH,7-OH,4’-OH,4-C=O)以及衍生化引入的各取代基为自变量,利用Matlab软件,采用多元线性回归方法计算出各取代基的抑菌活性贡献值。计算结果表明根皮素的抑菌性能与其母体结构中的活性基团有着密切的联系。并且根据根皮素母体中的各活性基团贡献值的大小,发现根皮素母体结构中的4-C=O,5-OH,7-OH对其抑菌性能得影响较为显著,而4’-OH的抑菌活性贡献则明显较弱。(4)根皮素定量构效关系的建立:经由前三部分的实验为基础,该部分研究选取根皮素母体结构中的4-C=O,5-OH,7-OH和4’-OH四个活性基团作为结构参数,以其对四种试验菌的最小抑菌浓度作为活性参数,利用SPSS软件,用多元线性回归的方法,针对革兰氏阳性和阴性致病菌分别建立起相对应的根皮素抑菌定量构效关系模型。综上所述:本研究确定了根皮素母体结构中的4-C=O,5-OH,7-OH是影响其抑菌活性的主要结构参数,而4’-OH对其抑菌活性的影响则相对较弱。并且发现根皮素母体中的活性基团对革兰氏阴性菌与革兰氏阳性菌的抑菌性能的作用影响存在着差异,主要表现为:根皮素母体中的4-C=O基团对革兰氏阳性菌的抑菌活性的贡献最为显著,而对于革兰氏阴性菌而言,根皮素母体中5-OH基团对其的抑制能力的影响则更为优越。对所建的根皮素抑菌定量构效关系模型进行分析,结果显示该模型具有较强的拟合度和稳定性,可为后续根皮素抑菌性的研究提供指导依据。