CN107254045B - 一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法 - Google Patents

一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107254045B
CN107254045B CN201710395420.8A CN201710395420A CN107254045B CN 107254045 B CN107254045 B CN 107254045B CN 201710395420 A CN201710395420 A CN 201710395420A CN 107254045 B CN107254045 B CN 107254045B
Authority
CN
China
Prior art keywords
guanidine
polymer
nitrogen
protection
reflux reaction
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.)
Active
Application number
CN201710395420.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107254045A (zh
Inventor
赵颂
王志
高勇强
王纪孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201710395420.8A priority Critical patent/CN107254045B/zh
Publication of CN107254045A publication Critical patent/CN107254045A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107254045B publication Critical patent/CN107254045B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法，制备过程采用本体聚合，聚合反应分为预聚和缩聚两个阶段。将胍盐和端胺基聚合物放入反应釜中，混合均匀；胍盐和端胺基聚合物的质量比为1:10～1:1；在氮气保护下，升温至70～100℃搅拌下回流反应，得到含胍基低聚物；向反应釜中加入多胺小分子，混合均匀；多胺小分子与胍盐质量比为1:4～2:1；在氮气保护下，升温至120～200℃搅拌下回流反应，得到胍类聚合物。该杀菌剂制备过程简单易行，产率高，本发明所制备的胍类聚合物在保留杀菌基团胍基的基础上，还含有大量的具有反应活性的伯氨基，便于后续步骤中将其接枝到各类产品的表面，是一种具有良好实用性和应用前景的抗菌剂。

Description

一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法
技术领域
本发明为聚合物杀菌剂领域，具体涉及一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法。
背景技术
细菌在自然界分布广泛，由细菌传播感染产生的疾病对人们的健康生活造成很大困扰。随着安全健康意识和环境保护意识的不断增强，人们对抗菌材料提出了更高的要求。目前的抗菌材料从结构性质上可分为无机类和有机类，从抗菌机理上可分为抗细菌粘附、接触式杀菌和释放式杀菌。无机抗菌材料主要以银、铜、锌等金属或其离子，利用金属离子的抗菌能力，通过缓释作用达到杀菌抑菌的目的。其中，银离子的抗菌能力远强于锌、铜等其他金属离子。采用载体开发出的银系抗菌剂，如沸石载银、活性炭载银、羟基磷灰石载银等，也均具有良好的杀菌性能。但是，银系抗菌剂的释放容易引起银离子的流失和二次污染问题。有机抗菌剂主要有卤化物、醛类化合物和季铵盐等。这类抗菌剂初始杀菌力强，杀菌时效性和广谱性好。但是，有机抗菌剂的水溶性使其化学稳定性较差，容易在使用中流失。
近年来，胍盐及其衍生物作为一种安全、无毒、稳定的杀菌剂受到人们的广泛关注。胍盐类高分子的抗菌机理在于，胍基所带的正电荷与细菌接触，破坏细胞膜中酶的代谢功能，阻断其物质能量代谢，从而起到杀菌或抑菌作用。然而，目前市场上存在的胍盐及其衍生物在应用中存在两个问题：(1)分子量小且含有的活性基团少，难以稳定负载在产品基体中或接枝改性到产品表面；(2)容易溶解在水中而在清洗或长期使用中流失，使产品失去长效的抗菌性能。专利CN101747363公开了一种有机硅胍盐杀菌剂的制备方法，有效改善了胍基抗菌剂的稳定性。为进一步拓展胍基类抗菌剂的应用，克服其存在的上述两个问题，本发明提出一种胍类聚合物杀菌剂的设计思路及制备方法，获得含活性基团的高分子量胍基聚合物，其活性基团将有助于胍基聚合物在固体表面的后续接枝，从而拓展这一类杀菌剂的应用领域。
发明内容
本发明目的在于提供一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法。该杀菌剂具有抗菌性能持久高效、易于接枝改性、稳定性好、实用性强、应用范围广等优点。
本发明所需要解决的技术问题，可以通过下述技术方案来实现：
一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法，制备过程采用本体熔融聚合，聚合反应分为预聚和缩聚两个阶段，其特征在于包括以下过程：
(1)预聚过程：将胍盐和端胺基聚合物放入反应釜中，混合均匀；胍盐和端胺基聚合物的质量比为1:10～1:1；在氮气保护下，升温至70～100℃搅拌下回流反应，得到含胍基低聚物；
(2)缩聚过程：向反应釜中加入多胺小分子，混合均匀；多胺小分子与步骤(1)中加入的胍盐质量比为1:4～2:1；在氮气保护下，升温至120～200℃搅拌下回流反应，聚合反应完全后所得产物即为胍类聚合物。
所述的胍盐包括无机酸胍盐和有机胍盐，为盐酸胍盐、硝酸胍盐、氨基胍盐酸盐、三氨基胍盐酸盐或缩二胍盐酸盐。
所述的端胺基聚合物为聚乙烯亚胺、聚氧乙烯二胺或聚醚胺。
所述的多胺小分子为1,6-己二胺、三甲基己二胺、亚精胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或1,8-辛二胺。
所述的所述的步骤(1)中回流反应1～4小时。
所述的所述的步骤(2)中回流反应2～10小时。
本发明所述的一种胍类聚合物具有以下化学结构特征：
Figure BDA0001306402970000021
其中，X为Cl或NO3，R/R’为CaHbNcOd(a≥4，b≥11，c≥0，d≥0)，制备得到的胍类聚合物的分子量约为1.0×104～3.0×104。
从其结构式中可看出，胍类聚合物中的胍基带有正电荷，可通过非特异性(静电)相互作用与细菌细胞膜中带负电的羧酸根、磷酸根及硫酸根形成牢固的双氢键，形成磷酸脂的镶嵌式聚集，破坏细胞膜中酶的代谢功能，阻断其物质能量代谢，导致细胞膜的破裂，从而起到杀菌或抑菌作用。
此外，本发明所述的胍类聚合物的制备过程简单易行，产率高，具有良好的广谱抗菌性能，并且与现有技术相比，此发明的制备工艺及产品具有以下优点：
(1)本发明采用本体熔融聚合法，分为预聚和缩聚两个阶段，可以通过分别改变预聚和缩聚阶段的反应条件调节聚合物的分子量和组分，反应产率高，纯度高。
(2)本发明所制备的胍类聚合物不仅含有大量具有抗菌性能的胍基，并且聚合物链段的荷正电性将进一步提高聚合物的杀菌活性。同时，聚合物结构还起到固定胍基，防止胍基在产品中流失的问题，使其杀菌性能得以长效稳定的保持。
(3)本发明所制备的胍类聚合物在保留胍基的基础上，还含有大量的具有反应活性的伯氨基，便于后续接枝到各类产品的表面，在抗菌领域具有广阔的实用性和应用前景。
附图说明
图1.实施例1合成的胍类聚合物的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1：
取盐酸胍盐5g，聚乙烯亚胺(分子量约600)50g，加入三口烧瓶中，混合均匀，在氮气保护下，升温至70℃，搅拌下回流反应2小时后，加入1,6-己二胺2.5g，氮气保护下继续升温至120℃，搅拌下回流反应5小时后停止，得到胍类聚合物，其分子量约为1.2×104，采用琼脂稀释法检测其最低杀菌浓度为12ppm。
实施例2：
取硝酸胍盐5g，聚乙烯亚胺(分子量约1800)10g，加入三口烧瓶中，混合均匀，在氮气保护下，升温至90℃，搅拌下回流反应1小时后，加入三乙烯四胺10g，氮气保护下继续升温至160℃，搅拌下回流反应6小时后停止，得到胍类聚合物，其分子量约为1.0×104，采用琼脂稀释法检测其最低抑菌浓度为25ppm。
实施例3：
取氨基胍盐酸盐5g，聚氧乙烯二胺(分子量约1000)25g，加入三口烧瓶中，混合均匀，在氮气保护下，升温至100℃，搅拌下回流反应2小时后，加入三甲基己二胺5g，氮气保护下继续升温至150℃，搅拌下回流反应8小时后停止，得到含胍基聚合物，其分子量约为2.2×104，采用琼脂稀释法检测其最低抑菌浓度为45ppm。
实施例4：
取三氨基胍盐酸盐5g，聚醚胺(分子量约230)10g，加入三口烧瓶中，混合均匀，在氮气保护下，升温至80℃，搅拌下回流反应4小时后，加入亚精胺20g，氮气保护下继续升温至200℃，搅拌下回流反应10小时后停止，得到含胍基聚合物，其分子量约为1.4×104，采用琼脂稀释法检测其最低抑菌浓度为25ppm。
实施例5：
取缩二胍盐酸盐5g，聚醚胺(分子量约440)15g，加入三口烧瓶中，混合均匀，在氮气保护下，升温至100℃，搅拌下回流反应4小时后，加入二乙烯三胺10g，氮气保护下继续升温至160℃，搅拌下回流反应2小时后停止，得到含胍基聚合物，其分子量约为1.8×104，采用琼脂稀释法检测其最低抑菌浓度为25ppm。
实施例6：
取盐酸胍盐5g，聚氧乙烯二胺(分子量约2000)10g，加入三口烧瓶中，混合均匀，在氮气保护下，升温至80℃，搅拌下回流反应2小时后，加入四乙烯五胺10g，氮气保护下继续升温至160℃，搅拌下回流反应4小时后停止，得到含胍基聚合物，其分子量约为3.0×104，采用琼脂稀释法检测其最低抑菌浓度为50ppm。
实施例7：
取盐酸胍盐5g，聚乙烯亚胺(分子量约1800)5g，加入三口烧瓶中，混合均匀，在氮气保护下，升温至70℃，搅拌下回流反应1小时后，加入1,8-辛二胺20g，氮气保护下继续升温至160℃，搅拌下回流反应10小时后停止，得到含胍基聚合物，其分子量约为2.5×104，采用琼脂稀释法检测其最低抑菌浓度为50ppm。

Claims (2)

1.一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法，制备过程采用本体熔融聚合，聚合反应分为预聚和缩聚两个阶段，其特征在于，包括以下过程：
（1）预聚过程：将胍盐和聚乙烯亚胺、聚氧乙烯二胺或聚醚胺放入反应釜中，混合均匀；胍盐和上述聚合物的质量比为1：10~1：1；在氮气保护下，升温至70~100℃搅拌下回流反应1~4小时，得到含胍基低聚物；
（2）缩聚过程：向反应釜中加入多胺小分子，混合均匀；多胺小分子与步骤（1）中加入的胍盐质量比为1：4~2：1；在氮气保护下，升温至120~200℃搅拌下回流反应2~10小时，得到胍类聚合物；其中，所述多胺小分子为：三甲基己二胺、亚精胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或1,8-辛二胺。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤（1）中的胍盐为盐酸胍盐、硝酸胍盐、氨基胍盐酸盐、三氨基胍盐酸盐或缩二胍盐酸盐。
CN201710395420.8A 2017-05-26 2017-05-26 一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法 Active CN107254045B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710395420.8A CN107254045B (zh) 2017-05-26 2017-05-26 一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710395420.8A CN107254045B (zh) 2017-05-26 2017-05-26 一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107254045A CN107254045A (zh) 2017-10-17
CN107254045B true CN107254045B (zh) 2021-05-18

Family

ID=60027783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710395420.8A Active CN107254045B (zh) 2017-05-26 2017-05-26 一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107254045B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107824167B (zh) * 2017-11-09 2020-11-03 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种抗菌高分子提铀材料及其制备方法
CN109535418B (zh) * 2018-10-10 2019-08-30 桂林新先立抗菌材料有限公司 一种抗菌织物材料及其制备方法
CN109650507A (zh) * 2019-01-10 2019-04-19 华南农业大学 一种抗菌废水絮凝剂及其制备方法和应用
JP7305158B2 (ja) * 2019-05-13 2023-07-10 国立大学法人滋賀医科大学 修飾ポリエチレンイミン及びその製造方法
CN110615886A (zh) * 2019-09-05 2019-12-27 哈尔滨工程大学 一种双胍衍生物抗菌型环氧树脂固化剂及其制备方法
CN112521600A (zh) * 2020-11-13 2021-03-19 上海明涌新材料有限公司 一种胍盐聚合物及其制备方法与用途
CN113336675B (zh) * 2021-04-14 2022-09-30 湖南大学 具有抗耐药性的抗菌胍类低聚物及其制作方法和用途
CN114181389B (zh) * 2021-05-31 2023-07-04 杭州聚合顺新材料股份有限公司 含胍基基团的抗菌尼龙6及其制备方法
CN114342950A (zh) * 2021-12-31 2022-04-15 上海明涌新材料有限公司 一种大分子型胍盐消毒剂及其制备方法与制剂
CN114479746B (zh) * 2022-01-27 2023-08-11 万华化学集团股份有限公司 用于粘结软木颗粒的抗菌聚氨酯胶粘剂的制备方法、胶粘剂及其应用
CN116440320B (zh) * 2023-06-14 2023-08-29 天津大学 一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001258021B2 (en) * 2000-05-11 2006-02-23 Poc Polymer Produktions Gmbh Biocidal polymers based on guanidine salts
CN1111556C (zh) * 2000-10-19 2003-06-18 上海塑杰科技有限公司 一种多元胺与胍盐聚合物及其制备方法
CN1282698C (zh) * 2002-03-15 2006-11-01 上海塑杰科技有限公司 一种聚烯烃功能化母粒及其制备方法和应用
CN100406496C (zh) * 2003-07-23 2008-07-30 上海塑杰科技有限公司 一种多元胺与胍盐聚合物及其在抗菌聚酯和聚酰胺材料中的应用
CN100579997C (zh) * 2007-09-11 2010-01-13 东华大学 功能化聚丙烯腈树脂及制备和在纤维中的应用
CN101173041A (zh) * 2007-10-19 2008-05-07 华南理工大学 高分子量胍盐和多元胺抗菌型聚合物及其制备方法与应用
CN102464821B (zh) * 2010-11-18 2014-03-19 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 一种抗菌耐老化抗静电塑料母料及其制备方法
WO2013005215A2 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Strauss Water Ltd. Phmg modified antimicrobial agents

Also Published As

Publication number Publication date
CN107254045A (zh) 2017-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107254045B (zh) 一种胍类聚合物杀菌剂的制备方法
Jung et al. Preparation of amphiphilic chitosan and their antimicrobial activities
CN100554296C (zh) 可反应性高分子抗菌剂及其制备方法和应用
CN109232953B (zh) 一种聚乙烯亚胺基氯胺型抗菌纤维素膜、制备方法及应用
KR20130133691A (ko) 접착특성을 갖는 항균 유기 공중합체, 그 유기 공중합체의 제조방법, 그 유기 공중합체가 코팅된 항균 코팅필름 및 그 코팅필름의 코팅방법
US20200368270A1 (en) Branched polyamino acid bacteriostatic agent and application thereof
CN107759104B (zh) 一种基于Si-ATRP法的季铵化聚合物刷抗菌材料及其制备方法
CN105820333B (zh) 一种盐酸聚六亚甲基胍的制备方法
CN113444211B (zh) 一种基于pisa的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法和应用
Sand et al. Synthesis and characterization of alginate‐g‐vinyl sulfonic acid with a potassium peroxydiphosphate/thiourea system
Tran et al. CO 2‐responsive swelling behavior and metal‐ion adsorption properties in novel histamine‐conjugated polyaspartamide hydrogel
CN116019125B (zh) 一种二氧化氯缓释凝胶及其制备方法
CN116019124B (zh) 高效二氧化氯消毒剂及其生产方法
CN106561711A (zh) 一种封闭网络结构大分子稳定的纳米银水溶液及制备方法
CN101245141A (zh) 盐酸聚六亚甲基胍及其制备方法
US20060128017A1 (en) Process for the production of an active molecule vector used to diffuse active substances and vector thus obtained
CN113136040B (zh) 一种阳离子淀粉凝胶及其制备方法和应用
CN116440320B (zh) 一种胍类聚合物抗菌凝胶敷料及其制备方法
CN107304233B (zh) 一种无细胞毒性高分子抗菌剂及其制备方法
KR20170036989A (ko) 신규한 폴리머, 이를 포함하는 하이드로겔 및 이의 제조 방법
CN115340627B (zh) 一种具有抗菌功能的含季鏻盐聚丙烯酸乳液及其制备方法与应用
WO1996001231A1 (en) Water treatment
Wu et al. A Simple Strategy to Achieve Mussel‐Inspired Highly Effective Antibacterial Coating
US20100015338A1 (en) Process for preparing a metal styrene polymer composite having nano metallic particles deposited thereon
CN110937676A (zh) 一种超支化二硫代氨基甲酸盐型重金属脱除剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant