CN104957168B - 卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂及制备方法、应用 - Google Patents
卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂及制备方法、应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104957168B CN104957168B CN201510076106.4A CN201510076106A CN104957168B CN 104957168 B CN104957168 B CN 104957168B CN 201510076106 A CN201510076106 A CN 201510076106A CN 104957168 B CN104957168 B CN 104957168B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bactericide
- preparation
- pyridiniujm
- parts
- halogen amine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 title claims abstract description 63
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 55
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical group C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 31
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims description 23
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 10
- NUKYPUAOHBNCPY-UHFFFAOYSA-N 4-aminopyridine Chemical compound NC1=CC=NC=C1 NUKYPUAOHBNCPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 6
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 230000026030 halogenation Effects 0.000 claims description 3
- 238000005658 halogenation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000003053 piperidines Chemical class 0.000 claims 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 abstract description 18
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 abstract description 15
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 abstract description 3
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 abstract 1
- 230000002140 halogenating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 abstract 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 48
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 16
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 12
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 11
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Substances CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- 230000034994 death Effects 0.000 description 8
- 231100000517 death Toxicity 0.000 description 8
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000002070 germicidal effect Effects 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 6
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- FFRBMBIXVSCUFS-UHFFFAOYSA-N 2,4-dinitro-1-naphthol Chemical compound C1=CC=C2C(O)=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C2=C1 FFRBMBIXVSCUFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 4
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 150000003928 4-aminopyridines Chemical class 0.000 description 3
- QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N Chloramine Chemical class ClN QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 3
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 229960004979 fampridine Drugs 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- SODQFLRLAOALCF-UHFFFAOYSA-N 1lambda3-bromacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound Br1=CC=CC=C1 SODQFLRLAOALCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGJLGPCXUGIXRQ-UHFFFAOYSA-N 3-methylpyridin-4-amine Chemical class CC1=CN=CC=C1N VGJLGPCXUGIXRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 2
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 2
- 239000004902 Softening Agent Substances 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical class OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- FNXLCIKXHOPCKH-UHFFFAOYSA-N bromamine Chemical compound BrN FNXLCIKXHOPCKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000031709 bromination Effects 0.000 description 2
- 238000005893 bromination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- MAWLKRJXJGHDRD-UHFFFAOYSA-N ethene;platinum Chemical compound [Pt].C=C MAWLKRJXJGHDRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QEWYKACRFQMRMB-UHFFFAOYSA-N fluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)CF QEWYKACRFQMRMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- IODUDVQDMKBOJC-UHFFFAOYSA-N tert-butyl hypobromite Chemical compound CC(C)(C)OBr IODUDVQDMKBOJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003613 toluenes Chemical class 0.000 description 2
- WAUGGYPDCQZJKK-UHFFFAOYSA-N 1h-pyrrol-3-amine Chemical class NC=1C=CNC=1 WAUGGYPDCQZJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MSFSPUZXLOGKHJ-PGYHGBPZSA-N 2-amino-3-O-[(R)-1-carboxyethyl]-2-deoxy-D-glucopyranose Chemical compound OC(=O)[C@@H](C)O[C@@H]1[C@@H](N)C(O)O[C@H](CO)[C@H]1O MSFSPUZXLOGKHJ-PGYHGBPZSA-N 0.000 description 1
- ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N Calcium hypochlorite Chemical compound [Ca+2].Cl[O-].Cl[O-] ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 241000192125 Firmicutes Species 0.000 description 1
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical class COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MSFSPUZXLOGKHJ-UHFFFAOYSA-N Muraminsaeure Natural products OC(=O)C(C)OC1C(N)C(O)OC(CO)C1O MSFSPUZXLOGKHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000009754 Vitis X bourquina Nutrition 0.000 description 1
- 235000012333 Vitis X labruscana Nutrition 0.000 description 1
- 240000006365 Vitis vinifera Species 0.000 description 1
- 235000014787 Vitis vinifera Nutrition 0.000 description 1
- DDFGTVSLZJLQEV-UHFFFAOYSA-N [C](C1CCCCC1)C1CCCCC1 Chemical compound [C](C1CCCCC1)C1CCCCC1 DDFGTVSLZJLQEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 238000011938 amidation process Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008049 biological aging Effects 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N diazene Chemical compound N=N RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000071 diazene Inorganic materials 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- HIHIPCDUFKZOSL-UHFFFAOYSA-N ethenyl(methyl)silicon Chemical compound C[Si]C=C HIHIPCDUFKZOSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008233 hard water Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000002068 microbial inoculum Substances 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种同时携带卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂，所述杀菌剂具有通式(Ⅰ)所述的结构；本发明还涉及了该杀菌剂的制备方法：以含氢硅油为反应物，通过硅氢化反应键接上脂键，脂键水解为羧基。然后羧基与含氨基的吡啶衍生物反应，生成酰胺键。使用卤代化合物对吡啶环进行季铵盐化处理生成吡啶盐，最后对酰胺键进行卤化生成卤胺键。本发明聚硅氧烷杀菌剂具有杀菌效率高、毒性小、选择性高、杀菌性能持久、可利用多种方式和基材牢固结合的优点。
Description
技术领域
本发明属于高分子合成领域，具体地说，涉及一种同时携带卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂及制备方法和应用。
背景技术
以病菌为代表的致病微生物极易在各种表面上生存繁殖，严重威胁人类的健康和生命。医院中新生儿集中死亡、野外士兵疾病缠身、灾区疫病爆发都是病菌感染引发的灾难，保持日常的清洁卫生则是人类每天面临的难题。从根本上解决病菌的危害，最有效、最直接的对策是合成高效的广谱杀菌剂，并用其生产具有杀菌能力的器材和产品。这方面的研究不仅具有重大的社会和经济效益，而且具有重要的科学意义，一直是材料科学、生物学、和化学等学科的研究热点。
具有杀菌功能的基团，例如卤胺、季铵盐、醛类、银、抗生素等，都是小分子化合物。直接使用这些小分子化合物生产杀菌材料，由于小分子化合物和基材结合力小，容易脱落。这带来一系列的负面效应，比如脱落的小分子杀菌剂易渗入人体，引起环境中的病菌产生抗药性，也使得基材失去杀菌性能。目前，除了银添加到塑料等制品外，其他小分子杀菌剂不常用来生产杀菌产品。
目前已工业应用的杀菌产品主要是采用季铵盐和银离子为主，现有的发明专利也主要和这两种杀菌基团有关。细菌的细胞壁和细胞膜所含蛋白质、磷脂、磷壁酸及胞壁酸等分子于碱性、中性或弱酸性环境下带阴电荷，季铵盐在溶液中则带正电荷。带正电荷的季铵盐由于正负电荷吸引的作用切入细菌的细胞壁，导致细菌内部的成分流出而死亡。季铵盐杀菌效率较低，虽然杀菌时候不消耗，杀菌性能持久，但是随洗涤脱落和日光中紫外线照射分解后，难以恢复。另外，季铵盐对革兰氏阴性菌的杀菌效率欠佳，在硬水环境中消毒效果不好。
银离子的杀菌原理为凝固菌体蛋白质。银离子可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基，迅速与其结合在一起，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡。当细菌被银离子杀灭后，银离子又由细菌尸体中游离出来，再与其它细菌的蛋白质结合而杀菌，这也是银杀菌持久性的原因。但是银离子的体积小，和基材的结合不易，而且有些细菌已经有了一定的抗药性。
含多个杀菌基团的产品，多为属于同一类型的基团。比如含有两个季铵盐的杀菌剂。由于它们类型相同，所以杀菌能力提高有限。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种同时携带卤胺和吡啶盐杀菌基团的高分子杀菌剂，该两种杀菌基团的种类、杀菌机理、杀菌持久性、和杀菌能力的再生性均不相同，二者的协同作用可以扩大杀菌范围、兼顾杀菌持久性和再生性，从而取得优异的综合性能。
本发明的技术方案是：一种卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂，杀菌剂的具有通式(Ⅰ)：
其中，R1为甲基或乙基中的任意一种；
R2为直链或含支链的C1-C18烷基中的任意一种；
R3为H，C(CH3)3，CH3，或OCH3中的任意一种；
X为Cl或Br中的任意一种；
m为大于0的整数。
本发明同时提供了一种上述卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂的制备方法，包括：
(1)将通式(Ⅱ)所述的物质与丙烯酸烷基酯通过硅氧化反应，将脂键键接到通式(Ⅱ)所述的物质的主链上，再进行水解反应；
(2)将步骤(1)得到的产物与含氨基的吡啶衍生物反应；
(3)使用卤代化合物对吡啶环进行季铵盐化处理生成吡啶盐；
(4)将步骤(3)所得的产物用卤化试剂进行卤化，所述卤化试剂为次氯酸叔丁酯或次溴酸叔丁酯中的任意一种，得到侧链含有卤胺和吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂；
其中，R1为甲基或乙基中的任意一种；
R3为H，C(CH3)3，CH3，或OCH3中的任意一种；
m为大于0的整数。
优选地，含氨基的吡啶衍生物为对氨基吡啶或4-氨基-3-甲基吡啶中的任意一种。
优选地，所述步骤(3)中吡啶盐具有如下通式：
其中，n为整数，n＝1～18。
优选地，所述制备工艺反应温度为20～110℃；反应时间为3～30小时。
一种如上述的卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂的应用，杀菌剂以溶液形式应用，按质量计，杀菌基团占溶液总质量的2～10％。
本发明还提供了一种含有如通式(Ⅰ)所述的杀菌剂的表面涂层。
本发明制备卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂的原理为：
以含氢硅油为反应物为例，通过硅氢化反应键接上脂键，脂键水解为羧基。然后羧基与含氨基的吡啶衍生物反应，以对氨基吡啶为例，生成酰胺键。使用卤代化合物对吡啶环进行季铵盐化处理生成吡啶盐，最后对酰胺键进行卤化生成卤胺键。最终的高分子杀菌剂同时含有吡啶盐和卤胺杀菌基团。
1)通过Si-H键与C＝C双键的硅氢化反应，把脂键键接到含氢硅油的主链上：
其中，R1为甲基或乙基中的任意一种；
R3为H，C(CH3)3，CH3，或OCH3中的任意一种；
R4为烷基中的任意一种；
m为大于0的整数。
2)脂键水解为羧基：
3)羧基与对氨基吡啶的酰胺化反应：
4)吡啶环成盐反应：
其中：R2为直链或含支链的C1-C18烷基中的任意一种；
X＝Cl或Br；
5)卤胺的生成
X＝Cl或Br。
卤胺的杀菌效率高、易消耗但可再生、不易引起抗药性；季铵盐在杀菌时不消耗、稳定性好，但是杀菌效率较低、且对革兰氏阴性菌不敏感，二者的杀菌机理和范围均不相同。卤胺是依靠带正电荷的强氧化性卤离子杀菌，它杀菌效率极高，可以在短时间内杀死所有细菌，对革兰氏阳性和阴性菌均有效。虽然杀菌过程中消耗带正电荷的卤离子，但是极容易再生。比如在洗涤时加入漂白粉，即可以恢复消耗的卤素离子；吡啶盐是季铵盐中的性能好的一种，因而组合卤胺和吡啶盐可以形成协同作用扩大杀菌范围、提升杀菌效率，保持持久的杀菌能力。本发明合成同时含有卤胺和吡啶盐的杀菌基团，通过二者的协同作用，取得杀菌的效率、杀菌种类、和杀菌持久性优化的高分子杀菌剂，并验证其在不同领域中的使用情况。
除了杀菌基团外，高分子杀菌剂主链的选择也是提高其综合性能的保证。理想的主链能在使用环境下与基材牢固地结合，不易脱落而致使基材失去杀菌能力。而且主链应该安全、无毒本。聚硅氧烷广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业。因为具有如下的特点被选为本发明的主链：
1.聚硅氧烷具有透气、耐温范围广、难燃、耐生物老化、与动物机体无排异反应、可提升纤维强度和洗涤性能，已经用做整理剂和柔软剂，应用风险极小。
2.聚硅氧烷主链的低表面张力可以使它牢固地附着到纤维的表面，优异的拒水性可以保证它耐洗涤，可形成持久的杀菌能力。
综上所述，以重复硅氧键为主链，同时含有卤胺和吡啶盐杀菌基团的高分子杀菌剂，是一种综合性能极佳的新型产品。
把杀菌基团键接到高分子主链上，合成高分子杀菌剂，具有杀菌效率高、毒性小、选择性高、杀菌性能持久、可利用多种方式和基材牢固结合的优点。另外，高分子链可以通过不同化学反应，键接上多种效能互补的杀菌基团，从而进一步优化高分子杀菌剂的综合性能。
本发明创造卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂高分子杀菌剂具有以下特性：
1)实现了一个产品含杀菌效率、杀菌范围、和杀菌持久性和再生性互补的两种杀菌基团。
2)卤胺、吡啶盐复合杀菌基团对革兰氏阳性菌和阴性菌都有强大的杀灭效果。
3)发明的产品与基材结合牢固度高、耐洗涤、耐紫外老化，处理纤维时兼有软化剂和整理剂的功效。
4)产品在基材上形成的杀菌层致密均匀，对基材的保护完善。
5)不含重金属等有害物质。
具体实施方式
以下结合附图和实施例具体说明本发明。
实施例1
在装有搅拌磁子与冷凝管的250mL三口瓶中，加入60份R1＝CH3，R3＝H的全含氢硅油、0.005份氯铂酸、300份甲苯、和153丙烯酸叔丁酯。该体系用干燥氮气除去水和空气，在110℃的条件下反应20～24小时，然后减压蒸馏除去甲苯，加入140份三氟乙酸，在20℃进行水解反应1～1.2小时，将脂键水解为羧基。然后生成的含有羧基的硅油加入118份4-氨基吡啶，以甲苯为溶剂，加入0.01份2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪为催化剂，在20℃反应8～9小时，硅油中的羧基和4-氨基吡啶中的氨基反应生成酰胺键。然后在室温下滴加200份1-溴正己烷，反应20～24小时，此后减压蒸馏除去溶剂和未反应的1-溴正己烷。最后使用正丙醇为溶剂，加入140份次氯酸叔丁酯反应3～3.5小时，将酰胺键氯化为氯胺键。减压正丙醇等小分子化合物，得到同时含有卤胺和吡啶盐的粘稠聚硅氧烷高分子杀菌剂。
实施例2
在装有搅拌磁子与冷凝管的100mL三口瓶中，加入25份的R1＝CH2CH3，R3＝H含氢硅油、0.003份氯铂酸、100份甲苯、和65份丙烯酸叔丁酯。该体系用干燥氮气除去水和空气，在110℃的条件下反应24小时，然后减压蒸馏除去甲苯，加入60份三氟乙酸载室温下进行水解反应1小时，将脂键水解为羧基。然后加入50份甲苯、50份4-氨基吡啶和0.02份二环己基碳二亚胺到三口瓶，升温到60℃将羧基按氨基反应生成酰胺键。然后在室温下用滴液漏斗加入180份1-氯正癸烷，反应24小时，此后减压蒸馏除去甲苯溶剂和未反应的1-氯正癸烷。最后在三口瓶中加入100份正丙醇和100份次氯酸叔丁酯在室温下反应3小时，将酰胺键氯化为氯胺键。减压蒸馏出正丙醇和过量的次氯酸叔丁酯等小分子化合物，得到同时含有卤胺和吡啶盐的粘稠聚硅氧烷高分子杀菌剂。
实施例3
在装有搅拌磁子与冷凝管的250mL三口瓶中，加入50份R1＝CH2CH3，R3＝C(CH3)3的含氢硅油、0.01份甲基乙烯基硅氧烷配位铂、150份甲苯、和120份丙烯酸甲酯。该体系用干燥氮气除去水和空气，在100℃的条件下反应24小时，然后减压蒸馏除去甲苯，加入125份三氟乙酸在室温下进行水解反应6小时，将脂键水解为羧基。然后生成的含有羧基的硅油加入100份4-氨基吡啶，80份甲苯和0.03份2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪，在30℃下反应8小时，硅油中的羧基和4-氨基吡啶中的氨基反应生成酰胺键。然后在室温下滴加200份1-溴正己烷，反应24小时，此后减压蒸馏除去溶剂和未反应的1-溴正己烷。最后使用100份正丙醇为溶剂，加入120份次氯酸叔丁酯反应3小时，将酰胺键氯化为氯胺键。减压蒸馏得到同时含有卤胺和吡啶盐的粘稠聚硅氧烷高分子杀菌剂。
实施例4
在装有搅拌磁子与冷凝管的250mL三口瓶中，加入100份的R1＝CH3，R3＝OCH3的含氢硅油、0.05份铂乙烯基络合物、200份甲苯、和300份丙烯酸叔丁酯。反应装置被放入手套箱中，利用真空装置除去三口瓶中的氧气，在110℃的条件下反应24小时，然后减压蒸馏除去甲苯，加入50份乙酸，降低反应温度至50℃进行水解反应6小时，将脂键水解为羧基。然后生成的含有羧基中的硅油加入200份4-氨基吡啶，和150份溶剂甲苯，和0.05份2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪为催化剂，50℃下反应8小时，硅油中的羧基和4-氨基吡啶中的氨基反应生成酰胺键。然后在室温下滴加300份1-溴正己烷，反应24小时，此后减压蒸馏除去溶剂和未反应的1-溴正己烷。最后加入150份正丙醇为溶剂，加入140份次溴酸叔丁酯，室温下反应3小时，将酰胺键溴化为溴胺键。减压正丙醇等小分子化合物，得到同时含有卤胺和吡啶盐的粘稠聚硅氧烷高分子杀菌剂。
实施例5
在装有搅拌磁子与冷凝管的250mL三口瓶中，加入100份的R1＝CH3，R3＝C(CH3)3的含氢硅油、0.05份铂乙烯基络合物、200份甲苯、和300份丙烯酸叔丁酯。反应装置被放入手套箱中，利用真空装置除去三口瓶中的氧气，在110℃的条件下反应24小时，然后减压蒸馏除去甲苯，加入50份乙酸，降低反应温度至50℃进行水解反应6小时，将脂键水解为羧基。然后生成的含有羧基中的硅油加入220份4-氨基-3-甲基吡啶，和150份溶剂甲苯，和0.05份2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪为催化剂，50℃下反应8小时，硅油中的羧基和4-氨基-3-甲基吡啶中的氨基反应生成酰胺键。然后在室温下滴加360份1-溴正辛烷，反应24小时，此后减压蒸馏除去溶剂和未反应的1-溴正辛烷。最后加入150份正丙醇为溶剂，加入140份次溴酸叔丁酯，室温下反应3小时，将酰胺键溴化为溴胺键。减压正丙醇等小分子化合物，得到同时含有卤胺和吡啶盐的粘稠聚硅氧烷高分子杀菌剂。
本发明合成的卤胺、吡啶盐复合型聚硅氧烷杀菌剂的应用实施例如下：
实施例1：
在烧杯中加入50mL甲苯，然后加入1g具体实施方式中实施例1制备的聚硅氧烷杀菌剂和30g平均直径为10微米的聚苯乙烯微球，搅拌30分钟，然后减压除去甲苯，制得杀菌聚苯乙烯微球。将微球装入直径为0.5cm，高为20cm的玻璃管中制成过滤柱，过滤金黄葡萄菌和大肠杆菌浓度为106-107CFU/mL的水溶液，在流速为4mL/min下，能杀死水中99.99％的细菌。
实施例2：
将5g具体实施方式中实施例3制备的聚硅氧烷杀菌剂、1000g直径为1mm的尼龙丝加到压力容器中，然后于50℃充入二氧化碳至15MPa，保压1h，然后释放二氧化碳。将此尼龙纤维放入水温为20℃的开放海域中，15天内无藻类等水生植物附着在尼龙丝上。该尼龙丝制备的渔网和网箱有很好的防止水生植物繁殖的作用，能大大减少渔民除去网上植物的次数和降低劳动强度。
实施例3：
配制浓度为0.1g/mL的具体实施方式中实施例4制备的聚硅氧烷杀菌剂的丙酮溶液，将棉布在该溶液中浸泡10min。浸泡完毕后，棉布取出晾干。取金黄葡萄菌和大肠杆菌各100μL，浓度为1.2×106CFU/mL的溶液，滴加在两块2cm2涂覆上聚硅氧烷杀菌剂的棉布上，接触20min后，大肠杆菌的死亡率为99.9％，金黄葡萄菌的死亡率为99％。使用未涂覆的棉布作为对照组，大肠杆菌的死亡率为6％，金黄葡萄菌的死亡率为8％，这些死亡率是自然死亡引起的。
随洗涤次数的增加，杀菌效率逐步下降，但是杀菌能力保持良好。普通机洗50次后，棉布在与细菌溶液接触1个小时后，依然可以杀灭99.9％的大肠杆菌和金黄葡萄菌，而对照组的纯棉布的细菌数量因为自然死亡只降低了10％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
Claims (8)
1.一种卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂，其特征在于：所述杀菌剂具有通式(Ⅰ)：
其中，R1为甲基或乙基中的任意一种；
R2为直链或含支链的C1-C18烷基中的任意一种；
R3为H，C(CH3)3，CH3，或OCH3中的任意一种；
X为Cl或Br中的任意一种；
m为大于0的整数。
2.一种如权利要求1所述的杀菌剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)将通式(Ⅱ)所述的物质与丙烯酸烷基酯通过硅氧化反应，再进行水解反应；
(2)将步骤(1)得到的产物与含氨基的吡啶衍生物反应；
(3)使用卤代化合物对吡啶环进行季铵盐化处理生成吡啶盐；
(4)将步骤(3)所得的产物用卤化试剂进行卤化，所述卤化试剂为次氯酸叔丁酯或次溴酸叔丁酯中的任意一种，得到侧链含有卤胺和吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂；
其中，R1为甲基或乙基中的任意一种；
R3为H，C(CH3)3，CH3，或OCH3中的任意一种；
m为大于0的整数。
3.根据权利要求2所述的杀菌剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中含氨基的吡啶衍生物为对氨基吡啶。
4.根据权利要求2所述的杀菌剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中吡啶盐具有如下通式：
其中，
n为整数，n＝1～18。
5.根据权利要求2所述的杀菌剂的制备方法，其特征在于，所述制备工艺反应温度为20～110℃。
6.根据权利要求2所述的杀菌剂的制备方法，其特征在于，所述制备工艺反应时间为3～30小时。
7.一种如权利要求1所述的卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂的应用，其特征在于，杀菌剂以溶液形式应用，按质量计，杀菌基团占溶液总质量的2～10％。
8.一种含有如权利要求1所述的通式(Ⅰ)的杀菌剂的表面涂层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510076106.4A CN104957168B (zh) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | 卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂及制备方法、应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510076106.4A CN104957168B (zh) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | 卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂及制备方法、应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104957168A CN104957168A (zh) | 2015-10-07 |
| CN104957168B true CN104957168B (zh) | 2017-05-10 |
Family
ID=54211407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510076106.4A Expired - Fee Related CN104957168B (zh) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | 卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂及制备方法、应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104957168B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105669979A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-06-15 | 山东科技大学 | 一种界面定向、双官能团的含氟聚硅氧烷杀菌剂及其制备方法和应用 |
| CN109135004A (zh) * | 2018-07-16 | 2019-01-04 | 江苏东方电缆材料有限公司 | 一种耐寒抗开裂无卤阻燃护套料 |
| CN109944073B (zh) * | 2019-03-14 | 2021-11-09 | 东华大学 | 一种溶剂致变色光子晶体织物及其制备和应用 |
| CN112239513B (zh) * | 2019-07-18 | 2022-09-20 | 南京理工大学 | 本征自修复型杀菌聚合物及其制备方法 |
| CN114085447A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-02-25 | 北京北环之星智能环保科技有限公司 | 一种玄武岩纤维增强塑料箱及其生产工艺 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE152747T1 (de) * | 1990-11-06 | 1997-05-15 | Sagami Chem Res | An einem kettenende mit einem quaternären salz abgeschlossenes polyorganosiloxan und mittel zur förderung der perkutanen absorption |
| EP2040550A2 (en) * | 2006-07-14 | 2009-04-01 | Ciba Holding Inc. | Polysiloxane antimicrobials |
| CN102875814B (zh) * | 2012-09-19 | 2016-02-03 | 光景生物科技(苏州)有限公司 | 聚硅氧烷及制备方法、用途以及含有该聚硅氧烷的杀菌剂 |
| CN103212384B (zh) * | 2013-04-01 | 2015-04-22 | 上海师范大学 | 聚硅氧烷季铵盐改性沸石的制备方法和应用 |
-
2015
- 2015-02-13 CN CN201510076106.4A patent/CN104957168B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104957168A (zh) | 2015-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104957168B (zh) | 卤胺吡啶盐双官能团聚硅氧烷杀菌剂及制备方法、应用 | |
| KR102165235B1 (ko) | 중합체 기반된 항생 물질 구성 요소 및 이의 사용 방법 | |
| US10212932B2 (en) | Antimicrobial photoreactive composition comprising organic and inorganic multijunction composite | |
| CN102786477B (zh) | 一种含有季铵盐官能团的羟基卤胺类化合物及其制备方法和应用 | |
| JP2017178947A (ja) | 殺生物化合物及びその使用方法 | |
| CN1671831A (zh) | 消毒组合物 | |
| Chang et al. | Alkyl substituted hydantoin-based n-halamine: preparation, characterization, and structure–antibacterial efficacy relationship | |
| CN106359383A (zh) | 一种含双键、季铵盐和卤胺双官能杀菌剂及其制备方法和应用 | |
| CN103373933A (zh) | 月桂烷基二甲基甜菜碱碘络合物 | |
| CN1173822A (zh) | 通过在表面使用催化剂清洁表面的制品,组合物和方法 | |
| Sun | Antibacterial textile materials for medical applications | |
| CA3034286C (en) | Preparation of sulfonamide-containing antimicrobials and substrate treating compositions of sulfonamide-containing antimicrobials | |
| JP2000159608A (ja) | 抗菌性組成物 | |
| CN113197220B (zh) | 一种用于无纺布的除螨消毒剂及其制备方法 | |
| CN104710563B (zh) | 一种长效离子型抗菌复合膜及其制备方法 | |
| CN105669979A (zh) | 一种界面定向、双官能团的含氟聚硅氧烷杀菌剂及其制备方法和应用 | |
| CN102453256A (zh) | 一种制备具水溶性及生物可分解性抗菌剂的方法 | |
| CN102349543A (zh) | 一种煅烧贝壳/纳米Cu2O复合材料的应用 | |
| CN114672998B (zh) | 一种抗菌防霉聚丙烯的制备方法 | |
| CN114606767B (zh) | 一种广谱抗菌聚丙烯无纺布的制备方法 | |
| US20090191137A1 (en) | Method and Material for Controlling or Eliminating Potentially Harmful, Contaminating or Nuisance Micro-Organisms or Cells | |
| CN107568208A (zh) | 一种含有锌和二氧化氯的缓释凝胶组合物 | |
| Kou | Preparation and Application of Regenerable N-Halamine Biocidal Materials | |
| CN110338146A (zh) | 一种抗病能力强和大幅降低抗生素残留的家禽养殖工艺 | |
| Barnes | The synthesis and practical applications of novel N-Halamine biocides |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170510 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |