一种结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种季铵盐抗菌剂，特别是指一种结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌 剂，本发明还涉及一种结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 抗菌剂是常添加至其他材料中，增加材料的抑制或杀死细菌等微生物特性的一类 制剂。常规抗菌剂可分为无机类、有机类以及复合类抗菌剂。无机类抗菌剂具有价格贵、 易溶出、耐久性能不好等缺点；复合类抗菌剂的研宄在国内刚刚起步，而且制备方法相对复 杂；有机抗菌剂如天然有机抗菌剂，它的耐热性较差，易挥发，易产生耐药性，且分解的产物 有毒，而季铵盐有机类抗菌剂具有高杀菌能力、低毒、谱广、价廉等优异特性。但由于市场上 季铵盐类抗菌剂品类较少，结构单一，主要有单季铵盐、双季铵盐和三季铵盐。
【发明内容】
[0003] 本发明提出一种结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂，克服了市场上双季铵盐和 三季铵盐的难水溶性问题。
[0004] 本发明提出一种结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂的制备方法，克服了现有技 术中的抗菌剂制备方法复杂的问题。
[0005] 本发明的技术方案是这样实现的：一种结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂，其 结构式如下：
[0008] 优选的，100%季铵化度的结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂的结构式为：
[0010] 优选的，50%季铵化度的结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂的结构式为：
[0011]
[0012] 一种结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：
[0013] 步骤一：在反应器中加入4, 4' -二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺（AG80)和二乙醇 胺，在50-100°C温度下，反应时间为3-8h，最终合成改性AG80,经过减压蒸馏、干燥等工序 后得到纯的改性AG80 ;
[0014] 步骤二：在反应器中加入步骤一得到的改性AG80和氯化苄，在50-120°C温度下， 反应时间为10-20h，合成最终产物刷型结构多季铵盐抗菌剂，经过减压蒸馏、干燥等工序后 得到纯的刷型结构多季铵盐抗菌剂。
[0015] 优选的，结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂的制备方法，所述步骤一中所述 AG80与所述二乙醇胺的物质的量比为1 : (4~6.5);所述步骤二中所述改性AG80和所述氯 化苄的物质的量为：1 : (1~13)。
[0016]本发明的有益效果为：本发明的结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂，结构可控， 具有良好的抗菌性和一定的助洗性，分子结构中带有多个季铵盐阳离子，其阳离子电荷密 度可通过调控反应原料配比得以控制，能够表现出的高密度正电荷性，可以强力地吸附或 吸附更多带负电荷的细菌，破坏细菌细胞结构，防止细菌生长，达到高杀菌性。此外，本发明 的刷型结构多季铵盐具有良好的水溶性，使其能够广泛应用于日化消毒剂、织物整理剂、金 属器械消毒剂、医疗用品消毒剂、水性涂料杀菌剂、水性油墨杀菌剂、水性胶黏剂杀菌剂等 领域。本发明提出一种结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂的制备方法简单。
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0018] 图1为本发明实施例1中的所得的改性AG80和最终所得的刷型结构多季铵盐抗 菌剂S-1的分子结构通过红外光谱测试表征；
[0019] 图2为本发明实施例1得到的刷型结构多季铵盐抗菌剂S-1对大肠杆菌的MIC测 试图；
[0020] 图3为本发明实施例1得到的刷型结构多季铵盐抗菌剂S-1对金黄色葡萄球菌的 MIC测试图；
[0021] 图4为本发明实施例1得到的刷型结构多季铵盐抗菌剂S-1、实施例2得到的刷型 结构多季铵盐抗菌剂S-2、实施例3得到的刷型结构多季铵盐抗菌剂S-3的表面张力随浓度 的变化曲线图。
【具体实施方式】
[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023] 实施例1
[0024] 在250ml圆底烧瓶中加入40. 0g(0. 095摩尔）AG80及60g(0. 57摩尔）二乙醇胺， 在反应温度为90°C条件下，反应时间为5h，得到第一步产物-改性AG80,经过减压蒸馏、真 空箱干燥得到纯的改性AG80;
[0025] 取5. 6g(0. 0066摩尔）改性AG80加入10g(0. 08摩尔）氯化苄，在80°C温度下逐 滴反应12h，得到最终产物刷型结构多季铵盐抗菌剂，经过减压蒸馏、干燥等工序后得到纯 的刷型结构多季铵盐抗菌剂S-1，其季铵化度为98. 9%。
[0026] 实施例2
[0027] 在250ml圆底烧瓶中加入40. 0g(0. 095摩尔）AG80及60g(0. 57摩尔）二乙醇胺， 在反应温度为80°C条件下，反应时间为4h，得到第一步产物-改性AG80,经过减压蒸馏、真 空箱干燥得到纯的改性AG80;
[0028] 取llg(0. 013摩尔）改性AG80加入10g(0. 08摩尔）氯化节，在90°C温度下逐滴 反应14h，得到最终产物-刷型结构多季铵盐抗菌剂，经过减压蒸馏、干燥等工序后得到纯 的刷型结构多季铵盐抗菌剂S-2,其季铵化度为80. 5%。
[0029] 实施例3
[0030] 在250ml圆底烧瓶中加入40. 0g(0. 095摩尔）AG80及60g(0. 57摩尔）二乙醇胺， 在反应温度为100°c条件下，反应时间为7h，得到第一步产物-改性AG80,经过减压蒸馏、真 空箱干燥得到纯的改性AG80;
[0031] 取14g(0. 017摩尔）改性AG80加入10g(0. 08摩尔）氯化节，在95°C温度下逐滴 反应13h，得到最终产物-刷型结构多季铵盐抗菌剂，经过减压蒸馏、干燥等工序后得到纯 的刷型结构多季铵盐抗菌剂S-3。其季铵化度为63. 8%。
[0032] 通过以上方法制备得到的刷型结构多季铵盐抗菌剂都具有良好的水溶性。
[0033] 以上实施例1中的所得的改性AG80和最终所得的刷型结构多季铵盐抗菌剂S-1 的分子结构通过红外光谱测试表征如附件图1所示，图中两者都在3307CHT1，是缔合-0H振 动吸收峰；3036CHT1出现苯环-CH吸收峰，在ZgeScnT^gSScnT1和2873CHT1是烷基-CH吸收 峰；此外，从图中还可以看出98. 9%季铵盐图在1700CHT1左右出现明显的季铵盐吸收峰；而 1618CHT1为烷基-CH2_吸收峰，1390CHT1为-CH2-0H吸收峰，650CHT1为-C-OH吸收峰，这三个 吸收峰明显都比改性AG80图的强烈。
[0034] 实例1所得的刷型结构多季铵盐抗菌剂S-1对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗 菌性通过进行最小抑菌浓度（MIC)和最低杀菌浓度（MBC)测试测定给予说明，测试结果如 下：
[0035] 如图2所示为刷型结构多季铵盐抗菌剂S-1对大肠杆菌的MIC测试图，其MIC值 *7.813yg/mL;
[0036] 图3所示为刷型结构多季铵盐抗菌剂S-1对金黄色葡萄球菌的抗菌情况，其MIC 值为7. 813yg/mL。刷型结构多季铵盐抗菌剂S-1对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均表现出 较强的抗菌性。
[0037] 图 2 中，a= 3. 906yg/mL，b= 7. 813yg/mL，c= 15. 625yg/mL，d= 31. 25yg/ mL,e= 62. 5yg/mL,f= 125. 0yg/mL,g= 250. 0yg/mL,h= 500. 0yg/mL,i= 1000. 0yg/mL。刷型结构多季铵盐抗菌剂S-1用生理盐水配成以上梯度。
[0038] 图3中，注：a=1. 953yg/mL，b=3. 906yg/mL，c=7. 813yg/mL，d= 15. 625yg/mL,e=31. 25yg/mL,f=62. 5yg/mL,g=125. 0yg/mL,h=250. 0yg/mL,i =500. 0yg/mL。刷型结构多季按盐抗菌剂S-1用生理盐水配成以上梯度。
[0039] 以上实例中所得的刷型结构多季铵盐抗菌剂S-l、S-2、S-3的水溶液表面张力的 测定结果如附图4所示，图4为S-l、S-2和S-3平衡表面张力随浓度的变化曲线图，由图 得知：刷型结构多季铵盐抗菌剂S-1、刷型结构多季铵盐抗菌剂S-2和刷型结构多季铵盐抗 菌剂S-3的最低表面张力分别达到38. 3mN/m，41.OmN/m，44. 3mN/m，说明具有一定助洗涤性 能。且季铵化度越高，表面张力越低，具有更好的表面活性。
[0040] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂，其特征在于其结构式如下：2. 如权利要求1所述的结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂，其特征在于其结构式如 下：3. 如权利要求1所述的结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂，其特征在于其结构式如 下：4. 一种如权利要求1所述的结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂的制备方法，其特征 在于包括如下步骤： 步骤一：在反应器中加入4, 4'-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺（AG80)和二乙醇胺，在 50-100°C温度下，反应时间为3-8h，最终合成改性AG80,经过减压蒸馏、干燥等工序后得到 纯的改性AG80 ; 步骤二：在反应器中加入步骤一得到的改性AG80和氯化苄，在50-120°C温度下，反应 时间为10_20h，合成最终产物刷型结构多季铵盐抗菌剂，经过减压蒸馏、干燥等工序后得到 纯的刷型结构多季铵盐抗菌剂。5. 如权利要求4所述的结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂的制备方法，其特征在 于：所述步骤一中所述AG80与所述二乙醇胺的物质的量比为1 : (4~6. 5);所述步骤二中 所述改性AG80和所述氯化苄的物质的量比为：1 : (1~13)。
【专利摘要】本发明提出了一种结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂，其结构式为：式中R1为N或R2为N或R3为N或R4为N或R5为N或R6为N或且R1、R2、R3、R4、R5、R6至少有一个为本发明的结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂，结构可控，具有良好的抗菌性和一定的助洗性，分子结构中带有多个季铵盐阳离子，其阳离子电荷密度可通过调控反应原料配比得以控制，能够表现出的高密度正电荷性，可以强力地吸附或吸附更多带负电荷的细菌，破坏细菌细胞结构，防止细菌生长，达到高杀菌性。本发明还提出一种结构可控的刷型结构多季铵盐抗菌剂的制备方法简单。
【IPC分类】C07C215/40, A01P1/00, A01N33/12, C07C213/02
【公开号】CN104957133
【申请号】CN201510404863
【发明人】林璟, 周俏婷, 李丽华, 吕宛孺, 何倩莹, 陈晓红
【申请人】广州大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月10日