具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一類具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽及其制備方法，屬于抗菌材料及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】。制備方法：通過N-R1-二乙醇胺與鹵代烴（R2-X）在有機(jī)溶劑反應(yīng)，沉淀劑沉淀后，反復(fù)重結(jié)晶得到雙羥基季銨鹽（N-R1-N-R2-N,N-二羥乙基鹵化銨）。本發(fā)明的季銨鹽合成簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、反應(yīng)快、成本低、提純方法簡(jiǎn)便。本發(fā)明的雙羥基季銨鹽對(duì)大腸桿菌等各種細(xì)菌和蘋果輪紋病菌等各種真菌均具有較好的抗菌能力，具有很好的應(yīng)用前景。
【專利說明】具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一類具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽及其制備方法與應(yīng)用，屬于抗菌材料及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]季銨鹽(quaternary ammonium salt, QAS,又稱四級(jí)銨鹽)是指銨離子中的四個(gè)氫原子都被烴基取代形成的一類有機(jī)銨鹽化合物，通式R4N+F,其中四個(gè)烴基R可以相同，也可以不同，X多為鹵素負(fù)離子(F-、Cl' Br' i)，也可以是酸根(HS04_、RC00—等)[1]。季銨鹽的性質(zhì)與無機(jī)銨鹽相似，易溶于水，水溶液導(dǎo)電，并且具有高效低毒、殺菌能力強(qiáng)、粘泥剝離能力強(qiáng)和寬的PH值適用范圍等特點(diǎn)[2]。季銨鹽類抗菌劑由于價(jià)格低廉，殺菌速度快，刺激性小，不會(huì)引起過敏反應(yīng)等特點(diǎn)，已廣泛的被應(yīng)用到水處理、造紙、抗菌織物、抗菌陶瓷、抗菌玻璃、抗菌聚氨酯及制品和抗菌家電等領(lǐng)域，有效地阻止了致病菌的繁殖和傳播，從而減少了疾病的發(fā)生和傳播[3’4]。國(guó)際上已經(jīng)開發(fā)出烷基季銨鹽、雙鏈季銨鹽、季銨鹽碘和雙季銨鹽四代具有典型意義的季銨鹽抗菌劑[5，6]。Franklin發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)鏈烷基季銨鹽基團(tuán)就具有很強(qiáng)的抗菌性能，作為季銨鹽類的一個(gè)主要品種，這類抗菌劑的抗菌能力和毒性隨結(jié)構(gòu)變化的一般規(guī)律是:同類季銨鹽抗菌劑含短烷基鏈的毒性要比含長(zhǎng)烷基鏈的大；在烷基鏈長(zhǎng)相同時(shí)，帶芐基的毒性要比帶甲基的?。粏瓮榛亩拘砸入p烷基的大。烷基鏈長(zhǎng)短對(duì)抗菌力影響較大，隨著烷基鏈的增長(zhǎng)，抗菌能力增強(qiáng)；但到一定長(zhǎng)度后，抗菌力反而會(huì)下降[7’8]。[0003]N-甲基二乙醇胺中含有親水性的雙羥基，水溶性增強(qiáng)，如果將其與鹵代烷反應(yīng)，能夠得到具有雙羥基和季銨基團(tuán)的親水基團(tuán)，以及烷基親脂基團(tuán)，表現(xiàn)出雙親性能(親水性和親脂性)，與吡啶季銨鹽和Gemini季銨鹽相比，更容易破壞菌類的細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，使細(xì)胞酶鈍化、破壞，發(fā)生蛋白質(zhì)變性，達(dá)到殺死細(xì)菌作用。另外，將長(zhǎng)鏈烷基鹵代烷接到N-甲基二乙醇胺上，得到具有長(zhǎng)鏈烷基(C12、C14、C16、C18烷基)季銨鹽，通過羥基衍生化，制成各種纖維，顯示其柔軟性、抗靜電、殺菌的優(yōu)勢(shì)，亦可制成氨綸、聚氨酯、殼聚糖衍生物作為抗菌材料、藥物緩釋材料等?；谝陨显?，我們發(fā)明了一類具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一在于提供一類具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽，它能用于抑制細(xì)菌及真菌生長(zhǎng)；本發(fā)明的目的之二在于提供該類具有抗菌活性的雙羥基委銨鹽的制備方法；本發(fā)明的目的之三在于提供該類具有抗菌活性的雙羥基委銨鹽的應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽，命名為N-R1-N-R2-N，N- 二羥乙基鹵化銨，結(jié)構(gòu)如下:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽，命名為N-R1-N-R2-N，N-二羥乙基鹵化銨，結(jié)構(gòu)如下:
2.如權(quán)利要求1所述具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽，其特征在于 所述Rl和R2是下列基團(tuán)之一:烷基、烯基、炔基、酸基、芳香基、擬基、燒擬基、芳香擬基、羥基烷基、氣基烷基、釀烷基、硫代基、硫代烷基、燒硫代基、取代橫酸基； 所述X指氟、氯、溴、碘、砹中的一種； 所述雙羥基活性基團(tuán)的季銨鹽指所述Rl與R2的任意組合。
3.具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽的制備方法，特征在于 其制備流程如下: 將N-Rl-二乙醇胺和有機(jī)溶劑混合均勻后滴加鹵代烷，控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間，用沉淀劑沉淀，反復(fù)重結(jié)晶得到高產(chǎn)率的雙羥基季銨鹽。
4.如權(quán)利要求3所述具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽的制備方法，特征在于 所述N-Rl-二乙醇胺中的取代基Rl是下列基團(tuán)之一:烷基、烯基、炔基、?；?、芳香基、擬基、燒擬基、芳香擬基、羥基烷基、氣基烷基、釀烷基、硫代基、硫代烷基、燒硫代基、取代橫?；?。
5.如權(quán)利要求3所述具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽的制備方法，特征在于 所述加入的有機(jī)溶劑是指N，N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰胺、丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇、氯仿、二氯甲烷、乙醚中的一種，所述有機(jī)溶劑的加入量為每0.01mol的N-Rl-二乙醇胺原料加入3-8mL的有機(jī)溶劑。
6.如權(quán)利要求3所述具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽的制備方法，特征在于 所述鹵代烷與所述N-Rl-二乙醇胺的摩爾比大于等于I。
7.如權(quán)利要求3所述具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽的制備方法，特征在于 所述的反應(yīng)溫度控制在30-100°C，所述的反應(yīng)時(shí)間控制在4-14小時(shí)。
8.如權(quán)利要求3所述具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽的制備方法，特征在于 所述沉淀劑是指乙醚、苯、丙酮、石油醚中的一種。
9.如權(quán)利要求3所述具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽的制備方法，特征在于 所述反復(fù)重結(jié)晶選擇的溶劑包括N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺、丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇、氯仿、二氯甲烷、乙醚中的一種，重結(jié)晶時(shí)選擇乙醚、苯、丙酮或石油醚作為沉淀劑。
10.具有抗菌活性的雙羥基季銨鹽用于抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌以及蘋果輪紋病菌 ，蘋果干腐病菌，蘋果腐爛病菌，蘋果炭疽病菌。
【文檔編號(hào)】C07C323/25GK103709049SQ201410018507
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】王春華, 侯桂革, 孫居鋒, 劉文帥 申請(qǐng)人:濱州醫(yī)學(xué)院