作为广谱抗微生物剂的烷基氨基烷基低聚物的制作方法
【专利摘要】本申请涉及低聚的抗微生物化合物和包含该化合物的组合物。低聚物是通过聚合(甲基)丙烯酸氨基烷基酯或氨基烷基(甲基)丙烯酰胺单体形成的。除了赋予材料广谱抗微生物活性之外，低聚物可以赋予底物例如毛发和皮肤以抗微生物活性。
【专利说明】作为广谱抗微生物剂的烷基氨基烷基低聚物
[0001]本申请要求于2011年6月23日提交的美国临时申请61/500385的35USC119 (e)的权益，并且将其整体并入本文作为参考。
【技术领域】
[0002]本申请涉及包含用或含有通过聚合(甲基)丙烯酸氨基烷基酯或氨基烷基(甲基)丙烯酰胺单体形成的低聚物处理的材料或物质的组合物。所述的材料是例如涂料、墨汁、粘合剂、润滑剂、纺织品、膜、聚合物、塑料、橡胶、蜡、金属、玻璃、陶瓷制品、木材或纤维素底物、凝胶、纸、药物、包装材料、家庭或个人护理配制物和化妆品。低聚物使材料具有广谱抗微生物保护，包括抗真菌性质。因此，本申请不仅描述了低聚物和制备它们的方法，而且还描述了使多种材料具有抗微生物活性的方法。硅橡胶、PVC和TPU材料是特别感兴趣的。除了使材料具有广谱抗微生物活性外，低聚物还可以使底物例如毛发、皮肤和创伤具有抗微生物活性。
[0003]背景
[0004]已知细菌和真菌污垢导致损伤或引起例如医疗装置、医院手术室、牙齿和炊具表面、游泳池、工业管道、建筑结构和船体的表面的污染。这类污染会导致微生物感染并且仍是与生物材料相关的最严重问题之一。应用从整形针、板和心脏植入物到创伤敷料和尿管的医疗装置和器械的患者必须不断防止细菌感染。还已知侵入的真菌感染的数量在世界范围内不断增加。因此仍强烈需要改善的抗微生物剂，其提供不仅对抗细菌污染而且对抗真菌污染的有效性，并且易于掺入到包括生物材料的材料内或表面，以提供所需的抗微生物功效，同时对材料的物理性质(例如外观、强度和冲击抵抗力)产生很小不利作用或没有不利作用。
[0005]特别的聚合物用作抗微生物剂是本领域已知的。此外已知甲基丙烯酸叔丁基氨基乙基酯(tBAEMA)的聚合物具有抗微生物活性。
[0006]例如，欧洲申请0204312公开了具有氨基烷基(甲基)丙烯酸单体的丙烯酸共聚物的耐久的(non-fugitive)抗微生物活性,所述的单体包括甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸二乙基氨基乙基酯(DEAEMA)和甲基丙烯酸叔丁基氨基乙基酯(质子化形式)。
[0007]美国专利5209922公开了乙烯基内酰胺和季铵化的氨基烷基丙烯酰胺的抗真菌嵌段共聚物。
[0008]美国专利3，592，805公开了制备杀真菌化合物，其是通过复合全卤化的丙酮衍生物和胺化合物(包括tBAEMA)获得的。
[0009]美国专利5，967，714公开了通过在塑料底物上接枝共聚甲基丙烯酸叔丁基氨基乙基酯和一种或多种脂肪族不饱和单体制备的抗微生物聚合物。美国专利6，096，800公开了通过在塑料物品的存在下进行甲基丙烯酸叔丁基氨基乙基酯(tBAEMA)聚合来制备抗微生物塑料的方法。
[0010]美国专利6，790，910公开了具有抗微生物活性的不溶于水的甲基丙烯酸氨基烷基酯(例如tBAEMA和DEAEMA)的均聚物。
[0011]然而上面的参考存在某些不足。例如，上述高分子量甲基丙烯酸氨基烷基酯聚合物不易于掺入到材料中，特别是聚合的材料中。高分子量聚合物通常很粘稠，并且因此可能需要在掺入到材料表面或其中前通过溶剂增溶。聚合物接枝到材料上需要额外的接枝步骤。接枝可能使其具有抗微生物活性并且防止浸出(leaching)时，接枝步骤可能对接枝的材料的物理性质产生不利影响。
[0012]当上面参考教导甲基丙烯酸氨基烷基酯的聚合物具有使其具有对抗细菌的抗微生物作用时，上面聚合物无法提供对抗多细胞霉菌真菌(特别是黑曲霉菌(Aspergillusniger))的有效抗真菌保护。
[0013]发明概述
[0014]发明人已经发现很多上面的困难可以通过应用聚(甲基)丙烯酸氨基烷基酯或聚氨基烷基(甲基)丙烯酰胺的低聚物来解决。发明人已经确定低分子量聚合物(低聚物)更易于掺入到材料或底物中或表面。例如，它们可以易于以熔化的混合物掺入到热塑性底物中。特别的是，低聚的聚(甲基)丙烯酸氨基烷基酯或低聚的聚氨基烷基(甲基)丙烯酰胺易于掺入到聚合物中或表面，所述的聚合物例如硅橡胶、聚氯乙烯(PVC)和热塑性聚氨基甲酸乙酯(TPU)。其意想不到之处在于硅氧烷或硅橡胶是非极性的而聚(甲基)丙烯酸氨基烷基酯或聚氨基烷基(甲基)丙烯酰胺是相对极性的，并且因此本发明的低聚物可以以相对高水平掺入。
[0015]此外，低聚物略溶于常规极性溶剂中，例如乙醇和甲醇。这提供了加工优点，该优点在于低聚物可以以溶液的形式容易地应用于表面或底物，无需均匀应用的特殊辅助剂，例如表面活性剂。
[0016]另外，即使低聚物 是低分子量的，其一旦掺入到聚合物中，低聚物不会浸出到周围环境中。这种无浸出不仅对于例如在潮湿环境中维持组合物或底物的抗微生物活性是至关重要的，而且低分子量添加剂从人体环境中所用的任何生物材料浸出被认为非常不利。
[0017]另外并且最意想不到的是，本发明的低聚物不仅提供对抗细菌(革兰氏阳性和革兰氏阴性)和酵母的抗微生物保护，而且相比更高分子量的类似聚合物，本发明的低聚物具有意想不到的更高的对抗真菌的功效。而且，低聚物也是更有效的并且需要更低的载量。
[0018]因此，本申请涉及含有下面定义的式(I)形成的低聚物的组合物，使所述的材料或物质具有抗微生物性质的方法，以及抗微生物低聚物在使所述的材料具有抗微生物和降低气味功效中的用途。
[0019]组合物是抗微生物组合物，包括
[0020]选自涂料、墨汁、粘合剂、润滑剂、纺织品、聚合物、塑料、超级吸收剂(superabsorbers)、橡胶、腊、金属、陶瓷制品、玻璃、木材或纤维素底物、膜、凝胶、纸、药物、水、家庭和个人护理配制物、包装材料和化妆品
[0021]该材料用式(I)的单体形成的抗微生物低聚物处理或掺入式(I)的单体形成的抗
微生物低聚物
[0022]
【权利要求】
1.抗微生物组合物，该组合物包含选自涂料、墨汁、粘合剂、润滑剂、纺织品、聚合物、塑料、橡胶、超级吸收剂、金属、陶瓷制品、蜡、木材或纤维素底物、膜、凝胶、纸、药物、水、家庭和个人护理配制物、包装材料和化妆品的材料，优选材料是聚合物、纺织品、包装材料、家庭和个人护理配制物或超级吸收剂，该材料用式(I)的单体形成的抗微生物低聚物处理或掺入式(I)的单体形成的抗微生物低聚物
2.权利要求1的抗微生物组合物，其中式(I)的单体选自(甲基)丙烯酸2-叔丁基氨基乙基酯(tBAEMA)、(甲基)丙烯酸2- 二甲基氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸2- 二乙基氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸3-二甲基氨基丙基酯、N-3-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺和N-3-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺。
3.权利要求1或2的抗微生物组合物，其中式(I)的单体是(甲基)丙烯酸2-叔丁基氨基乙基酯(tBAEMA)，并且优选形成的低聚物是均-低聚物。
4.权利要求3的抗微生物组合物，其中式(I)的单体聚合形成式(II)表示的低聚物
5.权利要求4的抗微生物组合物，其中A和G衍生自聚合引发剂，所述的聚合引发剂选自自由基聚合引发剂、原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂、氮氧化物介导的自由基聚合(NMP)引发剂、可逆加成-片段链转移聚合(RAFT)或通过黄原酸酯交换的大分子设计(MADIX)，优选原子转移自由基聚合(ATRP)，优选聚合引发剂是具有A和G的自由基聚合引发剂，所述的A和G衍生自选自偶氮和过氧化物引发剂的引发剂和任选链转移剂的残基。
6.权利要求4的抗微生物组合物，其中引发剂是原子转移自由基聚合引发剂，并且G是卤素。
7.权利要求1的抗微生物组合物，其中材料是聚合物，并且聚合物选自包含聚硅氧烷、硅橡胶、聚烯烃、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚四氟乙烯、聚酰胺、天然橡胶、聚缩醛、聚砜、聚氨基甲酸乙酯、聚醚、聚碳酸酯及其混合物的聚合物。
8.使材料具有抗微生物和降低气味性质的方法，该方法包括以下步骤 将权利要求1的低聚物掺入到所述材料中或处理所述材料，其中材料选自涂料、墨汁、粘合剂、润滑剂、凝胶、纺织品、膜(例如防止脱盐膜的生物污垢)、超级吸收剂、聚合物、塑料、橡胶、蜡、陶瓷制品、金属、玻璃、木材或纤维素底物、纸、药物、水(抑制生物污垢)、家庭或个人护理配制物、包装材料和化妆品。
9.形成抗微生物硅橡胶组合物的方法，该方法包括以下步骤 1.)向硅橡胶组合物中加入权利要求1的低聚物，该组合物包含聚硅氧烷， 任选交联剂和/或填充剂， 和 催化剂， ii.)和固化。
10.权利要求1的组合物的用途，其中材料是纺织品，并且纺织品是非织造物、卫生物品、绷带、创伤敷料、膜敷料、胶布垫、支持物、床单、手帕、擦布、手术单或手术衣形式。
11.形成权利要求1的抗微生物低聚物或权利要求4的低聚物的方法，其中式(I)的单体是聚合的，或式(II)的低聚物是通过自由基聚合形成的，并且应用偶氮化合物作为自由基引发剂进行，并且聚合方法包括将式(I)的单体和偶氮化合物同时进料，其中式(I)与偶氮化合物的摩尔比范围为20:1至5:1，优选15:1至10:1。
12.式(II)的抗微生物低聚物
13.权利要求12的式(II)的抗微生物低聚物，其中抗微生物低聚物的特征在于Tg=〈30°C，优选 Tg=〈25°C。
【文档编号】A61L101/32GK103619359SQ201280030765
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2011年6月23日
【发明者】Z·宋, T·戴森罗斯 申请人:巴斯夫欧洲公司