目前,微生物感染仍然是临床治疗中的一项极具挑战性的问题。如何开发新的抗菌剂和抗菌材料来解决微生物感染是一项需要不懈努力的任务。水凝胶是一种具有3D网络结构的软质材料,以其优异的生物相容性和生物降解性成为医疗材料领域不可或缺的存在,并广泛应用于人造皮肤、释放药物传递系统等领域。另外,水凝胶在新型抗菌材料中具有良好的应用前景,可以有效丰富抗菌材料,降低细菌耐药风险并调节抗菌药物毒性。天然产物及其衍生物已经被证明是制备水凝胶的良好材料,并且在抗菌材料中具有良好的应用。充分利用天然产物及其衍生物良好的生物活性,开发新的应用途径,能够促进天然产物及其衍生物的发展。研究表明,甘草次酸（GA）衍生物可用作超分子自组装水凝胶的基础材料,并表现出优异的应用前景。但是对于甘草次酸衍生物自身的生物活性利用度不高。因此,充分利用具有生物活性的GA衍生物制备抗菌水凝胶将是解决微生物感染问题的潜在策略。基于此,设计并完成了两种具有抗菌活性的GA衍生物水凝胶,并探究其相对应的应用及性质。首先,合成具有抗菌活性的GA衍生物GA-O-09,其在乙醇和水（0.52/0.48,v/v）的体系中可以快速形成水凝胶。通过紫外、核磁、电镜等相关手段对其凝胶成型机理进行研究,结果表明π-π堆积在形成凝胶的过程中起主要作用。同时,这种超分子水凝胶还表现出优异的热力学稳定性和缓释性能。此外,根据体外抗菌实验可以发现,这种超快速形成GA-O-09水凝胶对革兰氏阳性菌具有良好的抗菌性能,其MIC=3.125-6.25 nmol·m L-1,MBC=12.25-25 nmol·m L-1,表明该凝胶具有作为抗菌材料的潜力。此外,该凝胶在染料吸附方面有很好的应用,可以有效吸附染料。其次,合成具有抗菌活性的GA衍生物GA-O-20,其在乙醇和水（0.50/0.50,0.40/0.60,v/v）的体系中,需要高温刺激形成新型超分子水凝胶。通过紫外、核磁、电镜等相关手段对其凝胶成型机理进行研究,结果表明该水凝胶形成的驱动力是π-π堆积相互作用。并且该新型水凝胶具有更优秀的热力学稳定性和缓释性能。同样,该GA-O-20水凝胶也具有作为抗菌材料的潜力,其MIC=6.25 nmol·m L-1,MBC=12.25-25nmol·m L-1,证明其对革兰氏阳性菌具有良好的抗菌活性。最后,探究GA-O-09及GA-O-20的E/Z异构化对于抗菌活性的影响。结果表明,GA-O-09能够异构化,而GA-O-20不能发生异构化。通过DFT理论计算解释了异构化的原因,结果表明,异构体中心双键扭曲的松弛导致从（E）-GA-O-09转化为（Z）-GA-O-09。通过体外抗菌活性对比GA-O-09异构体的抗菌活性,发现异构后的化合物抗菌活性下降。并通过分子对接对活性差异原因进行解释,结果表明,Z构型似乎更可能阻碍其芳香环与DNA的π-π堆积,从而使结合力下降,导致活性消失。本工作将GA衍生物用于制备抗菌水凝胶,并表现出较好的抗菌性能。实验证明,利用具有抗菌活性的GA衍生物制备水凝胶是一种应对微生物耐药性的不错的方法。并且探究了两种GA衍生物的异构化,其中GA-O-09能发生异构化,尽管异构化后的化合物活性下降,甚至消失,但是该方法为发现新型活性分子提供了一种新思路。