基于苯并噻唑的席夫碱的酶促聚合与氧化聚合的比较研究及其抗菌性能

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Comparative Study of Enzymatic and Oxidative Polymerization of a Benzothiazole-Based Schiff Base and Its Antibacterial Properties

Schiff碱NBTIMN通过有机氧化、碱性水相及酶催化氧化聚合，发现聚合条件显著影响热稳定性（o-(NBTIMN)-O和-A稳定性高）、电化学性能（带隙2.49-3.08 eV）及抗菌活性（-O广谱抑菌）。酶催化方法具环保潜力，材料适用于电子和生物医学领域。

　　

摘要

在本研究中，合成了Schiff碱1-(((6-硝基苯并[d]噻唑-2-基)亚氨基)甲基)萘-2-醇（NBTIMN），并采用两种不同的方法对其进行了聚合。其中一种方法是有机介质（o-(NBTIMN)-O）和水性碱性介质（o-(NBTIMN)-A）中的氧化聚合；另一种方法是酶催化的氧化聚合（o-(NBTIMN)-E），该过程在室温下使用过氧化氢和辣根过氧化物酶（HRP）进行。所得寡聚物的结构通过FT-IR、¹H-¹³C-NMR、UV–Vis、CV和GPC分析进行了表征，其电化学和光学带隙分别为2.68、2.66和2.49 eV（o-(NBTIMN)-O），以及3.08、2.90和3.07 eV（o-(NBTIMN)-A和o-(NBTIMN)-E）。热分析表明，o-(NBTIMN)-O和o-(NBTIMN)-A衍生物具有更高的热稳定性，表现为更高的分解温度和较低的LOI值。扫描电子显微镜（SEM）分析显示，根据聚合条件的不同，表面形态存在显著差异。抗菌实验结果显示，o-(NBTIMN)-O具有最强的广谱抑制作用，而NBTIMN对S. aureus表现出明显的抗菌活性；相比之下，o-(NBTIMN)-A和o-(NBTIMN)-E则无抗菌活性。这些结果突显了聚合条件对合成结构的物理化学性质和生物活性的关键影响。重要的是，酶催化聚合与化学聚合的对比设计展示了环保合成策略的潜力。独特的电化学和热性能表明这些化合物在电子学和传感器相关领域具有应用前景，而o-(NBTIMN)-O显著的抗菌活性则为生物医学和抗菌应用带来了希望。

本研究合成了Schiff碱1-(((6-硝基苯并[d]噻唑-2-基)亚氨基)甲基)萘-2-醇（NBTIMN），并采用两种不同的方法对其进行了聚合。一种方法是在有机介质（o-(NBTIMN)-O）和水性碱性介质（o-(NBTIMN)-A）中进行氧化聚合；另一种方法是酶催化的氧化聚合（o-(NBTIMN)-E），该过程在室温下使用过氧化氢和辣根过氧化物酶（HRP）进行。所得寡聚物的结构通过FT-IR、¹H-¹³C-NMR、UV–Vis、CV和GPC分析进行了表征，其电化学和光学带隙分别为2.68、2.66和2.49 eV（o-(NBTIMN)-O），以及3.08、2.90和3.07 eV（o-(NBTIMN)-A和o-(NBTIMN)-E）。热分析表明，o-(NBTIMN)-O和o-(NBTIMN)-A衍生物具有更高的热稳定性，表现为更高的分解温度和较低的LOI值。扫描电子显微镜（SEM）分析显示，根据聚合条件的不同，表面形态存在显著差异。抗菌实验结果显示，o-(NBTIMN)-O具有最强的广谱抑制作用，而NBTIMN对S. aureus表现出明显的抗菌活性；相比之下，o-(NBTIMN)-A和o-(NBTIMN)-E则无抗菌活性。这些结果突显了聚合条件对合成结构的物理化学性质和生物活性的关键影响。重要的是，酶催化聚合与化学聚合的对比设计展示了环保合成策略的潜力。独特的电化学和热性能表明这些化合物在电子学和传感器相关领域具有应用前景，而o-(NBTIMN)-O显著的抗菌活性则为生物医学和抗菌应用带来了希望。