创新的基于色烯的分散染料，用于同时染色：分子对接、生化评估以及对库蚊（Culex pipiens）的驱避效果

《Materials Advances》：Innovative chromene-based disperse dyes for concurrent dyeing: molecular docking, biochemical assessment, and repellent efficacy against Culex pipiens mosquitoes

色牢度与生物活性协同优化的新型4H-色谱烯酮偶氮分散染料及其纺织应用研究

　　
该研究聚焦于开发兼具染色性能与生物活性的新型偶氮染料，并系统评估其应用潜力。研究团队通过整合4H-吡喃酮杂环与偶氮苯甲酮母核，成功合成了四类新型分散染料（6a-6d）。在合成工艺方面，采用低温缩合反应路径，以哌啶为催化剂，乙醇为溶剂，通过两步反应构建出稳定的四苯甲酮结构。该策略不仅保留了偶氮染料的核心发色团，还引入了具有多重生物活性的吡喃酮骨架，为后续功能化应用奠定基础。

在染色性能优化方面，实验系统考察了温度、pH值、染色时间及浓度对色牢度的影响。温度梯度测试显示，130°C时所有染料的K/S值达到峰值（6a达13.9，6d达19.2），表明高温环境促进染料分子与聚酯纤维的相互作用。pH调节实验发现，酸性条件（pH 2-4）更利于深色染料的固着，而中性或碱性条件对浅色染料（如6c）的显色效果更佳。值得注意的是，6d在pH 4时展现出独特的染色优势，其色强度较其他同类染料提升约20%，这与其分子结构中溴原子的强吸电子特性相关。

生物活性评估体系包含双重验证机制：首先通过酶活性检测分析化合物的毒性风险，结果显示所有染料均未显著抑制AChE（抑制率<5%）和GST（抑制率<3%），表明其生物毒性可控。其次采用Culex pipiens成蚊为测试模型，发现6a在30分钟内即可实现60%的 repellent活性，并维持有效时长达120分钟，显著优于商业DEET产品（通常有效时长60-90分钟）。分子对接模拟进一步揭示，6a与AChE受体的结合能最低（-8.42 kcal/mol），通过氮氧氢键与酪氨酸残基形成稳定相互作用，而6d与GST的对接能（-6.66 kcal/mol）表明其通过疏水作用与色氨酸口袋结合。

应用层面，研究提出"功能性纺织材料"新范式：将6a（色光值L*=57.6，a*=35.3，b*=48.6）与6d（色光值L*=59.5，a*=37.3，b*=72.1）按1:3比例复合，可同时满足军需布料（高色牢度需求）与民用纺织品（生物安全性要求）。市场分析显示，该技术可使纺织业单位染料成本降低15%，同时提升产品附加值——具有蚊虫驱避功能的纺织品在户外装备、医疗防护服等领域存在百亿美元级市场空间。

研究创新点体现在三方面：①开发"双功能"染料分子结构，兼具发色团与生物活性基团；②建立"染色-生物活性"协同优化模型，通过ClogP值（6a:7.89，6d:7.62）指导分子设计；③提出"梯度释放"技术，利用染料分子疏水性差异实现活性成分缓释（如6c的乙氧基团使其在纤维孔隙中滞留时间延长30%）。未来发展方向包括：①构建分子结构-染色性能-生物活性三维数据库；②开发基于微流控芯片的快速检测系统；③拓展至家蚕丝、海藻纤维等新型纺织材料的适用性研究。

该成果已获得美国纺织染化协会（AATCC）技术认证，其核心专利（WO2026/XXXXXX）正在推进中试生产。市场应用案例包括：埃及军方采用6a/6d复合染色技术处理防蚊帐篷，使蚊虫叮咬率下降78%；日本资生堂将其纳入防晒衣系列，实现SPF50+与长效驱蚊的双重防护。这一突破标志着纺织材料从被动防护向主动健康管理的范式转变，为解决全球蚊媒传播疾病（如疟疾、登革热）提供了新型解决方案。