一种生物基双子季铵盐及其制备方法和应用

本发明属于消毒剂制备，具体涉及一种生物基双子季铵盐及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前，为加强个人日常卫生防护，减少病毒感染，开发高效、安全、绿色的消毒剂产品是社会普遍关心的问题。季铵盐类型消毒剂，相较于传统含氯消毒剂和过氧化物消毒剂，具有低毒、气味较小、使用方便、易于储存等优点，非常适合作为居家消毒产品进行使用。

2、上世纪jacobs等人首次制备得到季铵盐类化合物，并发现该类化合物具有良好的消毒优势，经过近一百年的发展，该类消毒产品大致可分为七代，具体种类已高达上百种，例如代表性产品苯扎氯铵、苯扎溴铵、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵、复合双烷基苄基氯化铵盐、辛基癸基二甲基氯化铵和一些复合类季铵盐消毒液等。然而这些季铵盐类消杀剂均为单子季铵盐类化合物，其消杀能力有限。

3、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

4、(1)传统消毒剂刺激性强，长期使用有损人体健康；

5、(2)市场上已知的季铵盐类消毒剂多为单子季铵盐类化合物，其消杀性能有限。

6、为进一步提高季铵盐类消杀剂的消毒性能，本发明以从果糖等生物质资源中水解得到的生物基平台化合物5-羟甲基糠醛为原料，开发了一类生物基双子季铵盐消杀剂，以进一步提升季铵盐类消杀剂的消毒性能。

7、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种生物基双子季铵盐及其制备方法，原料来自于生物基小分子5-羟甲基糠醛，原料来源广泛、绿色环保、可再生。

2、本发明还提供所述的生物基双子季铵盐作为有机消毒剂的应用，本发明的生物基双子季铵盐消毒剂对微生物表现出了极强的消毒杀菌效果。双子季铵盐化合物作为有机消毒剂对金黄色葡萄球的灭杀对数值为8.33。

3、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

4、一种生物基双子季铵盐，其结构式如式1所示

5、

6、本发明所述的生物基双子季铵盐的制备方法，包括以下步骤：在溶剂和碱性物存在下，向其中加入5-羟甲基糠醛2和2-辛酮3，30℃～70℃反应制备化合物4；随后利用二氯亚砜将化合物4中的羟基进行氯代，制备氯代化合物5；最后利用亲核试剂三乙胺对氯代化合物5进行亲核取代，制备得到化合物1，反应路线如下所示：

7、

8、进一步，所述的生物基双子季铵盐的制备方法，包括以下具体步骤：

9、(1)将5-羟甲基糠醛和2-辛酮加入溶剂和碱性物中，30℃～70℃搅拌反应即可得到中间产物化合物4；

10、(2)向步骤(1)所得化合物4中加入二氯甲烷得到混合液，向混合液中缓慢滴加二氯亚砜，室温搅拌20-30min，得到氯代化合物5，直接用于下一步反应；

11、(3)向步骤(2)所得到的氯代化合物5中加入乙腈溶剂和三乙胺，80℃反应3小时，得到目标产物生物基双子季铵盐1。

12、进一步，所述步骤(1)5-羟甲基糠醛和2-辛酮的摩尔比为4:1。

13、进一步，所述步骤(1)中反应温度为30℃～70℃。

14、进一步，所述步骤(1)中反应时长为12～24小时。

15、进一步，所述步骤(1)中的碱性物选自浓度为0.5m的氢氧化钠naoh水溶液或氧化钙。

16、进一步，所述步骤(1)中的溶剂选自甲醇/水(1：1)混合溶液或无水乙醇；

17、进一步，所述步骤(2)中化合物4和二氯亚砜的摩尔比为1:2.1。

18、进一步，所述步骤(3)中氯代物粗品5与三乙胺的摩尔比为1:2.2。

19、本发明还提供生物基双子季铵盐作为有机消毒剂的应用。本发明所述的生物基双子季铵盐化合物作为有机消毒剂对金黄色葡萄球的灭杀对数值为8.33，而市售的单子季铵盐苯扎氯氨在相同条件下对金黄色葡萄球菌的灭杀对数值为7.25，两者相比，所述的生物基双子季铵盐化合物灭杀性能更优。所述市售单子季铵盐苯扎氯铵具有式ii所示结构式。

20、

21、本发明的有益效果：本发明所涉及的生物基双子季铵盐化合物作为消毒剂具有以下特点：

22、(1)本发明中的生物基双子季铵盐消毒剂具有对金黄色葡萄球菌灭杀性能高效的特点；

23、(2)本发明中的季铵盐消毒剂原料来自于生物基小分子5-羟甲基糠醛，5-羟甲基糠醛从果糖等生物质资源水解制得，原料来源广泛、绿色环保、可再生。

24、本发明的生物基双子季铵盐消毒剂对微生物表现出了极强的消毒杀菌效果。

技术特征：

1.一种生物基双子季铵盐，其结构式如式1所示

2.根据权利要求1所述的生物基双子季铵盐的制备方法，其特征在于包括以下步骤：在甲醇和氢氧化钠水溶液存在下，向其中加入5-羟甲基糠醛2和2-辛酮3，室温反应制备化合物4；随后利用二氯亚砜将化合物4中的羟基进行氯代，制备氯代化合物5；最后利用亲核试剂三乙胺对氯代化合物5进行亲核取代，制备得到化合物1，反应路线如下所示：

3.根据权利要求2所述的生物基双子季铵盐的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：

4.根据权利要求3所述的生物基双子季铵盐的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)5-羟甲基糠醛和2-辛酮的摩尔比为4:1。

5.根据权利要求3所述的生物基双子季铵盐的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中反应温度为30℃～70℃；所述步骤(1)中反应时长为12～24小时。

6.根据权利要求3所述的生物基双子季铵盐的制备方法，其特征在于：

7.根据权利要求3所述的生物基双子季铵盐的制备方法，其特征在于：

8.根据权利要求3所述的生物基双子季铵盐的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中氯代物粗品5与三乙胺的摩尔比为1:2.2。

9.权利要求1所述的生物基双子季铵盐作为有机消毒剂的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述的生物基双子季铵盐化合物作为有机消毒剂对金黄色葡萄球的灭杀对数值为8.33。

技术总结
本发明公开了一种生物基双子季铵盐及其制备方法和应用，生物基双子季铵盐的结构式如式1所示：本发明中的生物基双子季铵盐消毒剂具有对金黄色葡萄球菌灭杀性能高效的特点；本发明中的季铵盐消毒剂原料来自于生物基小分子5‑羟甲基糠醛，5‑羟甲基糠醛从果糖等生物质资源水解制得，原料来源广泛、绿色环保、可再生。本发明的生物基双子季铵盐消毒剂对微生物表现出了极强的消毒杀菌效果。

技术研发人员：刘国群,艾文英
受保护的技术使用者：中原工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15