一种PGA用抗菌剂及其制备方法与流程

本发明涉及抗菌剂制备，具体涉及一种pga用抗菌剂及其制备方法。

背景技术：

1、聚乙醇酸是一种单元碳数最少、具有可完全分解的酯结构、降解速度最快的脂肪族聚酯类高分子材料，是世界公认保护地球环境和生命的材料。pga具有很好的性能优势：绝佳的气体阻隔性，优良的力学性能，以及出色的可降解性。由于pga具有良好的生物相容性，已被广泛应用在医用可吸收手术缝合线、药物缓控释放、模拟人体组织材料、生物降解聚合物支架、高强度纤维等的高附加值产品，由于pga的优异性能，使得部分条件下使用需要具有抗菌效果，传统的工艺是将抗菌剂在pga制备过程中加入，但长时间使用后抗菌成分会出现析出，进而影响了正常使用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种pga用抗菌剂及其制备方法，现阶段的pga用抗菌剂，在使用过程中抗菌效果一般，且长时间使用后会出现抗菌性消失的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种pga用抗菌剂的制备方法，具体包括如下步骤：

4、步骤a1：将壳聚糖分散在去离子水中，加入交联剂，在转速为120-150r/min，温度为45-50℃，ph值为9-10的条件下，进行反应4-6h后，过滤去除滤液，将底物洗涤至中性并烘干，制得预处理壳聚糖；

5、步骤a2：将对羧基苯酚、碳酸钾和dmf混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为20-25℃的条件下，搅拌1-1.5h，加入4-硝基吡咯，进行反应20-25h后，调节ph值为4-5，制得改性剂；

6、步骤a3：将预处理壳聚糖、改性剂、对甲基苯磺酸和dmf混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为110-120℃的条件下，进行反应8-10h，制得改性壳聚糖，将改性壳聚糖、硝酸银、甲醇和dmf混合，在转速为150-200r/min，温度为120-125℃的条件下，进行反应25-30h，制得抗菌剂。

7、进一步，步骤a1所述的交联剂的用量为壳聚糖质量的1-1.5％。

8、进一步，步骤a2所述的对羧基苯酚、碳酸钾和4-硝基吡咯的摩尔比为1:1.1:1。

9、进一步，步骤a3所述的预处理壳聚糖和改性剂的质量比为1:1.5，对甲基苯磺酸的质量为改性剂质量的3％，改性壳聚糖、硝酸银、甲醇和dmf的用量比为5.5g:10.5g:60ml:60ml。

10、进一步，所述的交联剂由如下步骤制成：

11、步骤b1：将1,3-二氨基-2-丙醇和乙醇混合均匀，通入氮气保护，在转速为200-300r/min，温度为40-45℃的条件下，搅拌并加入4-羟基苯甲醛，进行反应4-6h，制得中间体1，将中间体1、丙烯酸、对甲基苯磺酸和甲苯混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为100-110℃的条件下，进行反应6-8h，制得中间体2；

12、步骤b2：将中间体2、巯基丙酸和dmf混合均匀，在转速为60-80r/min，365nm紫外光照的条件下，进行反应1-1.5h，制得中间体3，将中间体3、4-氨基吡啶、n,n'-二环己基碳酰亚胺和dmf混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为25-30℃的条件下，进行反应6-8h，制得中间体4；

13、步骤b3：将中间体4、溴代十二烷和dmf混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为120-125℃的条件下，进行反应30-40min后，加入环氧氯丙烷和苄基三乙基氯化铵，通入氮气保护，在转速为150-200r/min，温度为100-105℃的条件下，进行反应2-4h，降温至70-75℃，加入氢氧化钠溶液，继续反应15-20h，制得交联剂。

14、进一步，步骤b1所述的1,3-二氨基-2-丙醇和4-羟基苯甲醛的摩尔比为1:2，中间体1和丙烯酸的摩尔比为1:1，对甲基苯磺酸的用量为中间体1和丙烯酸质量和3-5％。

15、进一步，步骤b2所述的中间体2和巯基丙酸的摩尔比为1:1，中间体3、4-氨基吡啶和n,n'-二环己基碳酰亚胺的摩尔比为1:1:1.1。

16、进一步，步骤b3所述的中间体4、溴代十二烷、环氧氯丙烷和苄基三乙基氯化铵和氢氧化钠溶液的摩尔比为1:1:2:6.75:250，氢氧化钠溶液的质量分数为30％。

17、本发明的有益效果：本发明制备的一种pga用抗菌剂以壳聚糖和交联剂为原料，壳聚糖上的氨基和交联剂上的环氧基在碱性条件下，进行反应制得预处理壳聚糖，将对羧基苯酚和4-硝基吡咯在碳酸钾的作用下，进行反应，使得对羧基苯酚上的酚羟基和对硝基吡咯上的硝基反应，再将ph调节至酸性，制得改性剂，将预处理壳聚糖和改性剂在对甲基苯磺酸的作用下，改性剂上的羧基和预处理壳聚糖上的部分羟基酯化，制得改性壳聚糖，将改性壳聚糖和硝酸银反应，使得改性壳聚糖的咪唑基团与银离子配位，形成金属银负载，交联剂以1,3-二氨基-2-丙醇和4-羟基苯甲醛为原料，进行反应，使得1,3-二氨基-2-丙醇上的氨基和4-醛基苯甲醛上的醛基反应，制得中间体1，将中间体1和丙烯酸在对甲基苯磺酸的作用下，使得中间体1上的羟基和丙烯酸上的羧基酯化，制得中间体2，将中间体2和巯基丙酸在光照条件下反应，使得中间体2上的双键和巯基丙酸上的巯基反应，制得中间体3，将中间体3和4-氨基吡啶反应，使得中间体3上的羧基和4-氨基吡啶上的氨基脱水缩合，制得中间体4，将中间体4和溴代十二烷反应，形成吡啶盐，再与环氧氯丙烷反应，使得环氧氯丙烷与酚羟基反应，最后在碱性条件下闭环，形成新的环氧基，制得交联剂，该抗菌剂中含有羟基能够参与到pga的反应中，增加了抗菌剂和pga的配合，同时含有季铵盐结构、金属银和壳聚糖多种抗菌成分，能够快速吸附细菌，改变细菌细胞膜的电极分布并破坏细胞膜，使内容物漏出，使得细菌无法正常生长，达到杀死细菌的效果，且不会出现抗菌成分析出的问题。

技术特征：

1.一种pga用抗菌剂的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种pga用抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤a1所述的交联剂的用量为壳聚糖质量的1-1.5%。

3.根据权利要求1所述的一种pga用抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤a2所述的对羧基苯酚、碳酸钾和4-硝基吡咯的摩尔比为1:1.1:1。

4.根据权利要求1所述的一种pga用抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤a3所述的预处理壳聚糖和改性剂的质量比为1:1.5，对甲基苯磺酸的质量为改性剂质量的3%，改性壳聚糖、硝酸银、甲醇和dmf的用量比为5.5g:10.5g:60ml:60ml。

5.根据权利要求1所述的一种pga用抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述的交联剂由如下步骤制成：

6.根据权利要求7所述的一种pga用抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤b1所述的1,3-二氨基-2-丙醇和4-羟基苯甲醛的摩尔比为1:2，中间体1和丙烯酸的摩尔比为1:1，对甲基苯磺酸的用量为中间体1和丙烯酸质量和3-5%。

7.根据权利要求7所述的一种pga用抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤b2所述的中间体2和巯基丙酸的摩尔比为1:1，中间体3、4-氨基吡啶和n,n'-二环己基碳酰亚胺的摩尔比为1:1:1.1。

8.根据权利要求7所述的一种pga用抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤b3所述的中间体4、溴代十二烷、环氧氯丙烷和苄基三乙基氯化铵和氢氧化钠溶液的摩尔比为1:1:2:6.75:250，氢氧化钠溶液的质量分数为30%。

9.一种pga用抗菌剂，其特征在于：根据权利要求1-8任一所述制备方法制备而成。

技术总结
本发明公开了一种PGA用抗菌剂及其制备方法，以壳聚糖和交联剂为原料，壳聚糖上的氨基和交联剂上的环氧基在碱性条件下，进行反应制得预处理壳聚糖，将对羧基苯酚和4‑硝基吡咯在碳酸钾的作用下，进行反应，制得改性剂，将预处理壳聚糖和改性剂在对甲基苯磺酸的作用下，制得改性壳聚糖，将改性壳聚糖和硝酸银反应，使得改性壳聚糖的咪唑基团与银离子配位，形成金属银负载，该抗菌剂中含有羟基能够参与到PGA的反应中，增加了抗菌剂和PGA的配合，同时含有季铵盐结构、金属银和壳聚糖多种抗菌成分，能够快速吸附细菌，改变细菌细胞膜的电极分布并破坏细胞膜，使内容物漏出，使得细菌无法正常生长，达到杀死细菌的效果，且不会出现抗菌成分析出的问题。

技术研发人员：高成涛,秦舒浩,张黎,罗珊珊,李娟,孙静,李剑,武晓
受保护的技术使用者：贵州省材料产业技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16