CN110122494A - 一种聚咪唑盐抗菌剂及其制备方法 - Google Patents

一种聚咪唑盐抗菌剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子技术领域，尤其涉及一种聚咪唑盐抗菌剂及其制备方法；其化学通式如下：在250mL烧瓶中，依次加入0.1mol胺、0.2～1mol酸和10mL水，在0℃下反应10～120分钟后，向上述反应溶液里滴加0.1mol单醛和0.1mol二醛或二酮的混合溶液，滴加时间为30～120分钟；80～120℃油浴锅中反应12～72小时；反应结束后，透析24～72小时，冷冻干燥得到聚咪唑盐抗菌剂；本发明提供了一种抗菌聚咪唑盐制备方法，合成步骤简单、单体便宜、无需使用有机溶剂和金属催化剂、产率高。

Description

一种聚咪唑盐抗菌剂及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子技术领域，尤其涉及一种聚咪唑盐抗菌剂及其制备方法。
背景技术
有害病原体的快速增长严重的影响了人类健康和相关的卫生场所，例如在医院、牙科设备、食品包装、水净化和家庭卫生。最近，世界卫生组织(WHO)公布了世界上影响人类健康的最危险和最致命的超级细菌耐碳青霉烯不动杆菌(CRAB),耐碳青霉烯绿脓杆菌(CRPA)和耐碳青霉烯肠杆菌(CRE)，开发抗此类耐药性菌的新抗生素或抗菌药物收到工业界和学术界广泛关注。
抗菌高分子(AMPs)自1950年被发现后，由于其良好的抗菌活性和生物相容性，受到人们的广泛认可。抗菌高分子主要包括季铵盐类高分子、硫鎓盐类高分子、季鏻盐类高分子、聚吡咯鎓盐、聚咪唑盐、聚碳酸酯、聚冰片烯、壳聚糖、聚乙烯基亚胺、聚氮卤烷、聚胍盐和聚氨基酸等。大部分聚合物的制备都是由自由基聚合、开环聚合或后功能化得到，容易金属离子和有机溶剂残留无法大规模的应用在工业生产上。另一方面，传统的抗菌高分子对耐药性细菌效果不明显且对正常的哺乳细胞有毒性。
发明内容
本发明的目的是：提供一种基于聚咪唑盐和透明质酸层层自组装抗菌表面的制备方法，是利用缩聚反应和层层静电自组装的方法，能有效杀死粘附于表面的细菌，并且具有不错的生物相容性，减少细菌感染的风险，这对于医疗卫生事业来说，是可用于临床的抗菌剂。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种聚咪唑盐抗菌剂，其化学通式如下：
其中，R1为C1～C30的烷基、C1～C30的卤代烷基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷巯基、C1～C30的烯基、C1～C30的炔基、C1～C30的苯基、C1～C30的取代苯基、C1～C30的环烷基或C1～C30的硅氧烷基中的一种；
R2为氢、C1～C30的氢烷基、C1～C30的卤代烷基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷巯基、C1～C30的烯基、C1～C30的炔基、C1～C30的苯基、C1～C30的取代苯基、C1～C30的环烷基；
R3为氢、C1～C30的烷基、C1～C30的卤代烷基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷巯基、C1～C30的烯基、C1～C30的炔基、C1～C30的苯基、C1～C30的取代苯基或C1～C30的环烷基中的一种；
R4为氢、C1～C30的烷基、C1～C30的卤代烷基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷巯基、C1～C30的烯基、C1～C30的炔基、C1～C30的苯基、C1～C30的取代苯基或C1～C30的环烷基中的一种；
X为卤素、BF4 -、PF6 -、NO3 -、CF3SO3 -、CH3COO-、HCOO-、N(CF3SO2)2 -、N(CN)2 -或ClO4 -中的一种。
一种聚咪唑盐抗菌剂的制备方法，在250mL烧瓶中，依次加入0.1mol胺、0.2～1mol酸和10mL水，在0℃下反应10～120分钟后，向上述反应溶液里滴加0.1mol单醛和0.1mol二醛或二酮的混合溶液，滴加时间为50～90分钟；80～120℃油浴锅中反应12～48小时；反应结束后，透析24～72小时，冷冻干燥得到聚咪唑盐抗菌剂。
优选的，所述聚咪唑盐抗菌剂的分子量为5000～100000g/mol，分子量分布在1.5～2.5之间。
优选的，所述聚咪唑盐抗菌剂对细菌的最小抑菌浓度不超过2μg/mL，
优选的，所述细菌的种类包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌、白色念珠菌、肺炎球菌或耐药性的鲍氏不动杆菌、屎肠球菌、幽门螺杆菌、弯曲杆菌、沙门氏菌、淋球菌和分支杆菌。
优选的，所述胺选自：对苯二胺、己二胺、丁二胺、赖氨酸中的一种。
优选的，所述酸选自：醋酸、丙烯酸、氢溴酸、丙炔酸、苯甲酸中的一种。
优选的，所述混合溶液中单醛和二醛或二酮的摩尔比为1:1。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1.本发明提供了一种抗菌聚咪唑盐制备方法，合成步骤简单、单体便宜、无需使用有机溶剂和金属催化剂、产率高。
2.本发明中的聚咪唑盐对细菌的最小抑菌浓度不超过2μg/mL，细菌种类包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌、白色念珠菌、肺炎球菌或耐药性的鲍氏不动杆菌、屎肠球菌、幽门螺杆菌、弯曲杆菌、沙门氏菌、淋球菌和分支杆菌等。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是抗菌聚咪唑盐对绿脓杆菌的冷冻透射电镜。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
本实施例中，抗菌聚咪唑盐制备方法，包括如下步骤：
在250mL烧瓶中，依次加入0.1mol对苯二胺、0.2mol醋酸和10mL水，在0℃下反应60分钟后，向上述反应溶液里滴加0.1mol甲醛和0.1mol乙二醛的混合溶液，滴加时间为60分钟。100℃油浴锅中反应24小时；反应结束后，透析48小时，冷冻干燥得到聚咪唑盐抗菌剂，所得聚合物分子量在20000g/mol，分子量分布在2.0。所得聚咪唑盐对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的最小抑菌浓度分别是0.5，1，2μg/mL。
实施例2
在250mL烧瓶中，依次加入0.1mol己二胺、0.2mol丙烯酸和15mL水，在0℃下反应30分钟后，向上述反应溶液里滴加0.1mol甲醛和0.1mol乙二醛的混合溶液，滴加时间为70分钟。80℃油浴锅中反应72小时；反应结束后，透析72小时，冷冻干燥得到聚咪唑盐抗菌剂，所得聚合物分子量为80000g/mol，分子量分布在1.6。所得聚咪唑盐对耐药性的鲍氏不动杆菌、屎肠球菌、淋球菌的最小抑菌浓度分别是1，1，1μg/mL。
实施例3
在250mL烧瓶中，依次加入0.1mol丁二胺、0.2mol氢溴酸和15mL水，在0℃下反应30分钟后，向上述反应溶液里滴加0.1mol甲醛和0.1mol二甲基丁二酮的混合溶液，滴加时间为50分钟。80℃油浴锅中反应72小时；反应结束后，透析72小时，冷冻干燥得到聚咪唑盐抗菌剂，所得聚合物分子量为9000g/mol，分子量分布在1.9。所得聚咪唑盐对耐药性的鲍氏不动杆菌、屎肠球菌、幽门螺杆菌的最小抑菌浓度分别是0.5，1，2μg/mL。
实施例4
在250mL烧瓶中，依次加入0.1mol赖氨酸、0.2mol丙炔酸和15mL水，在0℃下反应120分钟后，向上述反应溶液里滴加0.1mol多聚甲醛和0.1mol二丙基丁二酮的混合溶液，滴加时间为90分钟。80℃油浴锅中反应48小时；反应结束后，透析72小时，冷冻干燥得到聚咪唑盐抗菌剂，所得聚合物分子量为10000g/mol，分子量分布在2.5。所得聚咪唑盐对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和耐药性的鲍氏不动杆菌的最小抑菌浓度分别是2，2，2μg/mL。
实施例5
在250mL烧瓶中，依次加入0.1mol己二胺、0.2mol苯甲酸和15mL水，在0℃下反应60分钟后，向上述反应溶液里滴加0.1mol苯甲醛和0.1mol二乙基丁二酮的混合溶液，滴加时间为80分钟。80℃油浴锅中反应72小时；反应结束后，透析48小时，冷冻干燥得到聚咪唑盐抗菌剂，所得聚合物分子量为100000g/mol，分子量分布在1.5。所得聚咪唑盐对的最小抑菌浓度耐药性的鲍氏不动杆菌、弯曲杆菌、沙门氏菌分别是0.5，1，1μg/mL。
如图1所示，可以看出，抗菌聚咪唑盐作用后的绿脓杆菌的内外膜发生了破坏和分解。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种聚咪唑盐抗菌剂，其特征在于：其化学通式如下：
其中，R1为C1～C30的烷基、C1～C30的卤代烷基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷巯基、C1～C30的烯基、C1～C30的炔基、C1～C30的苯基、C1～C30的取代苯基、C1～C30的环烷基或C1～C30的硅氧烷基中的一种；
R2为氢、C1～C30的氢烷基、C1～C30的卤代烷基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷巯基、C1～C30的烯基、C1～C30的炔基、C1～C30的苯基、C1～C30的取代苯基、C1～C30的环烷基；
R3为氢、C1～C30的烷基、C1～C30的卤代烷基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷巯基、C1～C30的烯基、C1～C30的炔基、C1～C30的苯基、C1～C30的取代苯基或C1～C30的环烷基中的一种；
R4为氢、C1～C30的烷基、C1～C30的卤代烷基、C1～C30的烷氧基、C1～C30的烷巯基、C1～C30的烯基、C1～C30的炔基、C1～C30的苯基、C1～C30的取代苯基或C1～C30的环烷基中的一种；
X为卤素、BF4 -、PF6 -、NO3 -、CF3SO3 -、CH3COO-、HCOO-、N(CF3SO2)2 -、N(CN)2 -或ClO4 -中的一种。
2.一种聚咪唑盐抗菌剂的制备方法，其特征在于：在250mL烧瓶中，依次加入0.1mol胺、0.2～1mol酸和10mL水，在0℃下反应10～120分钟后，向上述反应溶液里滴加0.1mol单醛和0.1mol二醛或二酮的混合溶液，滴加时间为50～90分钟；80～120℃油浴锅中反应12～72小时；反应结束后，透析24～72小时，冷冻干燥得到聚咪唑盐抗菌剂。
3.根据权利要求1所述的一种聚咪唑盐抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述聚咪唑盐抗菌剂的分子量为5000～100000g/mol，分子量分布在1.5～2.5之间。
4.根据权利要求2所述的一种聚咪唑盐抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述聚咪唑盐抗菌剂对细菌的最小抑菌浓度不超过2μg/mL，
5.根据权利要求2所述的一种聚咪唑盐抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述细菌的种类包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、绿脓杆菌、白色念珠菌、肺炎球菌或耐药性的鲍氏不动杆菌、屎肠球菌、幽门螺杆菌、弯曲杆菌、沙门氏菌、淋球菌和分支杆菌。
6.根据权利要求2所述的一种聚咪唑盐抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述胺选自：对苯二胺、己二胺、丁二胺、赖氨酸中的一种。
7.根据权利要求2所述的一种聚咪唑盐抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述酸选自：醋酸、丙烯酸、氢溴酸、丙炔酸、苯甲酸中的一种。
8.根据权利要求2所述的一种聚咪唑盐抗菌剂的制备方法，其特征在于：所述混合溶液中单醛和二醛或二酮的摩尔比为1:1。
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