CN114560778B - 双子季铵盐及其制备方法与应用 - Google Patents

双子季铵盐及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种双子季铵盐，其结构如式(1)所示，其中：n1＝4、6或8；n2＝2、3、4或6；n3＝11、13或15；m＝4、5、6、7、8、9或10；X‑ 1和X‑ 2分别独立地选自Cl‑或Br‑。该双子季铵盐聚合物通过将两个疏水碳氢链、两个季铵极性头基和高电荷密度的联接基团整合到一个分子中，其富含阳离子键的联接基团具有极高的电荷密度，能够增强它在细菌膜上的吸附能力，改变细胞壁的渗透性，与长疏水碳链的协同作用起到更好的抗菌作用。

Description

双子季铵盐及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及抗菌剂领域，特别是涉及一种双子季铵盐及其制备方法与应用。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对生活环境的要求越来越高，目前自然界存在大量的微生物，有的微生物对生命体有着极大的危害，影响健康甚至危及生命。对于一些生活中常接触的材料，微生物的存在也会引起材料的腐败和变质，由此具有抗菌功能的产品越来越受到关注。
在这些抗菌材料中，季铵盐具有抗菌性强、广谱抗菌与简便易得的特点，在医疗、水处理以及食品处理中应用广泛。季铵盐化合物是一种阳离子表面活性剂的代表，季铵盐化合物能吸附带负电荷的细菌，具有良好的杀菌作用。但是传统的季铵盐类在长期使用中普遍存在易洗脱、易挥发、不易加工以及化学稳定性差等缺点，因此有研究者提出双季铵盐化合物。
传统方法公开了一种四酯基型双子季铵盐的皮革杀菌防霉剂及其制备工艺，然而其杀菌防霉效果较为一般，并且制备方法非常复杂。还有传统方法公开了一种含有双子季铵盐的表面活性剂组合物，其包含0.2％-25％的双子季铵盐化合物、2％-45％的表面活性剂和余量的溶剂，但是这种含有双子季铵盐的表面活性剂组合物仅具有表面活性作用，基本上不具备抗菌能力。
发明内容
基于此，本发明提供了一种双子季铵盐，其将两个疏水碳氢链、两个季铵极性头基和高电荷密度的联接基团整合到一个分子中，利用高电荷密度和长疏水碳链的协同作用使化合物起到优越的抗菌效果。
本发明通过如下技术方案实现。
一种双子季铵盐，其结构如式(1)所示：
其中：
n1＝4、6或8；n2＝2、3、4或6；n3＝11、13或15；
m＝4、5、6、7、8、9或10；
X- 1和X- 2分别独立地选自Cl-或Br-。
在其中一个实施例中，所述双子季铵盐的分子量为3500～4500。
本发明还提供如上所述的双子季铵盐在制备抗菌剂中的应用。
本发明还提供一种如上所述的双子季铵盐的制备方法，包括如下步骤：
将N,N,N',N'-四甲基烷基胺与二卤代烷烃进行聚合反应，制备季铵盐前体聚合物；所述二卤代烷烃的结构式为/>所述季铵盐前体聚合物的结构如式(2)所示：
将所述季铵盐前体聚合物与单卤代直链烷烃进行封端反应，制备所述双子季铵盐；所述单卤代直链烷烃的结构式为
其中，n1、n2、n3与m的定义与如上所述一致。
在其中一个实施例中，聚合反应的温度为70摄氏度～80摄氏度；聚合反应的时间为3小时～5小时。
在其中一个实施例中，所述N,N,N',N'-四甲基烷基胺与所述二卤代烷烃的摩尔比为(1～2):1。
在其中一个实施例中，聚合反应在醇类溶剂中进行。
在其中一个实施例中，所述醇类溶剂选自甲醇、乙醇与异丙醇中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述醇类溶剂的质量为所述N,N,N',N'-四甲基烷基胺与所述二卤代烷烃的质量之和的2倍～3倍。
在其中一个实施例中，封端反应的温度为70摄氏度～80摄氏度；封端反应的时间为2小时～3小时。
与现有技术相比较，本发明的双子季铵盐具有如下有益效果：
本发明所述的双子季铵盐聚合物通过将两个疏水碳氢链、两个季铵极性头基和高电荷密度的联接基团整合到一个分子中，其富含阳离子键的联接基团具有极高的电荷密度，能够增强它在细菌膜上的吸附能力，改变细胞壁的渗透性，与长疏水碳链的协同作用起到更好的抗菌作用。
进一步地，本发明所述的双子季铵盐所需制备工艺简单，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明实施例1制得抗菌剂的红外表征图；
图2为本发明实施例1制得抗菌剂的不同浓度抑菌效果图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
本发明中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种双子季铵盐，其结构如式(1)所示：
其中：
n1＝4、6或8；n2＝2、3、4或6；n3＝11、13或15；
m＝4、5、6、7、8、9或10；
X- 1和X- 2分别独立地选自Cl-或Br-。
本发明提供的双子季铵盐化合物采用一个联接基或称链桥将两个传统的季铵盐分子联接起来。它不仅拥有更强的表面活性，而且分子中有两个带正电荷的N+，更有利于杀菌剂分子在细菌表面的吸附，从而改变细胞壁的渗透性，使菌体破裂。本发明提供的双子季铵盐化合物用于抗菌剂吸附到菌体表面后，有利于疏水基与亲水基分别深入菌体细胞的类脂层与蛋白层，具有更强的杀菌能力。更具体地，本发明提供的双子季铵盐化合物通过将两个疏水碳氢链、两个季铵极性头基和高电荷密度的联接基团整合到一个分子中，利用高电荷密度和长疏水碳链的协同作用使化合物起到更好的抗菌效果。
在一个具体的示例中，双子季铵盐的分子量为3500～4500。可以理解地，在本发明中，双子季铵盐的分子量包括但不限于3500、3600、3700、3800、3900、4000、4100、4200、4300、4400、4500。
本发明还提供双子季铵盐在制备抗菌剂中的应用。
本发明还提供一种抗菌剂，其组分包括上述双子季铵盐与药学上可接受的载体。“药学上可接受的载体”指药学上可接受的材料、组合物或媒剂，例如液体或固体填充剂、稀释剂、赋形剂、溶剂或囊封材料。如本文所用，语言“药学上可接受的载体”包括与药物施用相容的缓冲剂、注射用无菌水、溶剂、分散介质、包衣、抗细菌剂及抗真菌剂、等渗剂及吸收延迟剂及诸如此类。在与配制物中其他成分兼容且对患者无害的意义上，每种载体必须为“药学上可接受的”。合适的实例包括但不限于：(1)糖，例如乳糖、葡萄糖及蔗糖；(2)淀粉，例如玉米淀粉、马铃薯淀粉及经取代或未经取代的β-环糊精；(3)纤维素及其衍生物，例如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素及乙酸纤维素；(4)粉状黄蓍胶；(5)麦芽；(6)明胶；(7)滑石；(8)赋形剂，例如可可脂及栓剂蜡；(9)油类，例如花生油、棉籽油、红花油、芝麻油、橄榄油、玉米油及大豆油；(10)二醇，例如丙二醇；(11)多元醇，例如甘油、山梨醇、甘露醇及聚乙二醇；(12)酯类，例如油酸乙酯及月桂酸乙酯；(13)琼脂；(14)缓冲剂，例如氢氧化镁及氢氧化铝；(15)海藻酸；(16)无热原水；(17)等渗盐水；(18)林格氏溶液；(19)乙醇；(20)磷酸盐缓冲液；及(21)药物配制物中所采用的其他无毒兼容物质。
本发明还提供一种上述双子季铵盐的制备方法，包括如下步骤：
将N,N,N',N'-四甲基烷基胺与二卤代烷烃进行聚合反应，制备季铵盐前体聚合物；二卤代烷烃的结构式为/> 季铵盐前体聚合物的结构如式(2)所示：
将季铵盐前体聚合物与单卤代直链烷烃进行封端反应，制备双子季铵盐；单卤代直链烷烃的结构式为
其中，n1、n2、n3与m定义与上述一致。
在一个具体的示例中，单卤代直链烷烃选自溴代十二烷、氯代十二烷、氯代十四烷、溴代十四烷、氯代十八烷与溴代十八烷中一种或两种以上。
在一个具体的示例中，聚合反应的温度为70摄氏度～80摄氏度。可以理解地，在本发明中，聚合反应的温度包括但不限于70摄氏度、71摄氏度、72摄氏度、73摄氏度、74摄氏度、75摄氏度、76摄氏度、77摄氏度、78摄氏度、79摄氏度、80摄氏度。
在本发明中，当聚合反应的温度较低，或者当原料比例的不同，会直接造成实验得到的产物的产率不高，且残余大量叔胺基团，毒性较大。
在一个具体的示例中，聚合反应的时间为3小时～5小时。可以理解地，在本发明中，聚合反应的时间包括但不限于3小时、3.2小时、3.4小时、3.6小时、3.8小时、3.9小时、4.0小时、4.1小时、4.2小时、4.4小时、4.6小时、4.8小时、5.0小时。
在一个具体的示例中，N,N,N',N'-四甲基烷基胺与二卤代烷烃的摩尔比为(1～2):1。可以理解地，在本发明中，N,N,N',N'-四甲基烷基胺与二卤代烷烃的摩尔比包括但不限于1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2.0:1。
在一个具体的示例中，聚合反应在醇类溶剂中进行。
在一个具体的示例中，醇类溶剂选自甲醇、乙醇与异丙醇中的一种或多种。可以理解地，醇类溶剂可以选自甲醇，或乙醇，或异丙醇，或甲醇与乙醇的混合溶剂，或甲醇与异丙醇的混合溶剂，或乙醇与异丙醇的混合溶剂，或甲醇、乙醇与异丙醇的混合溶剂。
在一个具体的示例中，醇类溶剂的质量为N,N,N',N'-四甲基烷基胺与二卤代烷烃的质量之和的2倍～3倍。可以理解地，在本发明中，醇类溶剂的质量为N,N,N',N'-四甲基烷基胺与二卤代烷烃的质量之和的2倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、2.5倍、2.6倍、2.7倍、2.8倍、2.9倍、3.0倍。
在一个具体的示例中，封端反应的温度为70摄氏度～80摄氏度。可以理解地，在本发明中，封端反应的温度包括但不限于70摄氏度、71摄氏度、72摄氏度、73摄氏度、74摄氏度、75摄氏度、76摄氏度、77摄氏度、78摄氏度、79摄氏度、80摄氏度。
在一个具体的示例中，封端反应的时间为2小时～3小时。可以理解地，在本发明中，封端反应的时间包括但不限于2小时、2.1小时、2.2小时、2.3小时、2.4小时、2.5小时、2.6小时、2.7小时、2.8小时、2.9小时、3.0小时。
在一个具体的示例中，封端反应后还包括如下步骤：
冷却后干燥，得到黄色粉末，然后对黄色粉末进行洗涤、抽滤、干燥与研磨。
在一个具体的示例中，洗涤采用醇类溶剂。更具体地，醇类溶剂选自甲醇、乙醇与异丙醇中的一种或多种。可以理解地，醇类溶剂可以选自甲醇，或乙醇，或异丙醇，或甲醇与乙醇的混合溶剂，或甲醇与异丙醇的混合溶剂，或乙醇与异丙醇的混合溶剂，或甲醇、乙醇与异丙醇的混合溶剂。
在一个具体的示例中，干燥的温度为40摄氏度～60摄氏度。可以理解地，在本发明中，干燥的温度包括但不限于40摄氏度、41摄氏度、42摄氏度、43摄氏度、44摄氏度、45摄氏度、46摄氏度、47摄氏度、48摄氏度、49摄氏度、50摄氏度、51摄氏度、52摄氏度、53摄氏度、54摄氏度、55摄氏度、56摄氏度、57摄氏度、58摄氏度、59摄氏度、60摄氏度。优选地，干燥的温度为50摄氏度。
在一个更为具体的示例中，双子季铵盐的制备方法包括如下步骤：
将N,N,N',N'-四甲基烷基胺与二卤代烷烃在醇中进行聚合反应，聚合反应的温度为70摄氏度～80摄氏度；聚合反应的时间为3小时～5小时，制备季铵盐前体聚合物；二卤代烷烃的结构式为/>
将季铵盐前体聚合物与单卤代直链烷烃进行封端反应，封端反应的温度为70摄氏度～80摄氏度；封端反应的时间为2小时～3小时，得到淡黄色透明液体溶液；单卤代直链烷烃的结构式为
将淡黄色透明液体溶液降温冷却后进行干燥得到黄色粉末，然后对得到的黄色粉末进行醇类溶剂洗涤、抽滤、干燥、研磨处理。
上述制备方法所获得的双子季铵盐不仅拥有更强的表面活性，而且分子中有两个带正电荷的N+，更有利于杀菌剂分子在细菌表面的吸附，从而改变细胞壁的渗透性，使菌体破裂，将其应用于抗菌剂吸附到菌体表面后，有利于疏水基与亲水基分别深入菌体细胞的类脂层与蛋白层，具有更强的杀菌能力。这是因为上述制备方法所获得的双子季铵盐化合物通过将两个疏水碳氢链、两个季铵极性头基和高电荷密度的联接基团整合到一个分子中，利用高电荷密度和长疏水碳链的协同作用使化合物起到更好的抗菌效果。
以下结合具体实施例对本发明的双子季铵盐及其制备方法做进一步详细的说明。以下实施例中所用的原料，如无特别说明，均为市售产品。
实施例1
本实施例提供一种双子季铵盐化合物及其制备方法，具体如下：
称取3.45g(0.02mol)的(H3C)2N(CH2)6N(CH3)2、4.39g(0.018mol)的Br(CH2)6Br、20g无水乙醇在75摄氏度条件下回流搅拌3小时，然后加入1.00g(0.004mol)溴代十二烷在75摄氏度条件下进行封端反应2小时，随后降至室温析出固体，50摄氏度干燥后将产物用无水乙醇洗涤和抽滤，洗去杂质后干燥研磨得到抗菌剂。
通过红外对实施例1中各原料以及产物抗菌剂进行表征，所得结果如图1所示。原料中(H3C)2N(CH2)6N(CH3)2的叔胺官能团上C-N键的吸收峰位于1030-1230cm-1处，经过反应后叔胺形成季铵盐，因此红外谱图上C-N键的特殊吸收峰消失，在产物实施例1红外谱图上吸收峰消失，同时原料中C-Br在指纹区500-700-1处的尖峰消失进一步表明产物的成功合成。
对实施例1制得抗菌剂抑菌效果如图2所示。
实施例2
本实施例提供一种双子季铵盐化合物及其制备方法，具体如下：
称取2.32g(0.02mol)的四甲基乙二胺、4.90g(0.018mol)的Br(CH2)8Br、20g无水乙醇在70摄氏度条件下回流搅拌3小时，然后加入1g(0.004mol)溴代十二烷在70摄氏度条件下进行封端反应2小时，随后降至室温析出固体，50摄氏度干燥后将产物用无水乙醇洗涤和抽滤，洗去杂质后干燥研磨得到抗菌剂。
实施例3
本实施例提供一种双子季铵盐化合物及其制备方法，具体如下：
称取2.60g(0.02mol)的四甲基丙二胺、2.29g(0.018mol)的Cl(CH2)4Cl、15g无水乙醇在80摄氏度条件下回流搅拌3小时，然后加入1.05g(0.004mol)溴代十六烷在80摄氏度条件下进行封端反应2小时，随后降至室温析出固体，50摄氏度干燥后将产物用无水乙醇洗涤和抽滤，洗去杂质后干燥研磨得到抗菌剂。
实施例4
本实施例提供一种双子季铵盐化合物及其制备方法，具体如下：
称取3.45g(0.02mol)的(H3C)2N(CH2)6N(CH3)2、2.29g(0.018mol)的Cl(CH2)4Cl、15g异丙醇在75摄氏度条件下回流搅拌3小时，然后加入0.93g(0.004mol)氯代十四烷在75摄氏度条件下进行封端反应2小时，随后降至室温析出固体，50摄氏度干燥后将产物用异丙醇洗涤和抽滤，洗去杂质后干燥研磨得到抗菌剂。
对比例1
本对比例提供一种双子季铵盐化合物及其制备方法，与实施例1相比，区别在于加热温度为60摄氏度。具体如下：
称取3.45g(0.02mol)的(H3C)2N(CH2)6N(CH3)2、4.39g(0.018mol)的Br(CH2)6Br、20g无水乙醇在60摄氏度条件下回流搅拌3小时，然后加入0.82g(0.004mol)氯代十二烷在60摄氏度条件下进行封端反应2小时，随后降至室温析出固体，50摄氏度干燥后将产物用无水乙醇洗涤和抽滤，洗去杂质后干燥研磨得到抗菌剂。
对比例2
本对比例提供一种双子季铵盐化合物及其制备方法，与实施例1相比，区别在于用等摩尔量氯丁烷替代氯代十二烷。具体如下：
称取3.45g(0.02mol)的(H3C)2N(CH2)6N(CH3)2、4.39g(0.018mol)的Br(CH2)6Br、20g无水乙醇在75摄氏度条件下回流搅拌3小时，然后加入0.004mol氯丁烷在75摄氏度条件下进行封端反应2小时，随后降至室温析出固体，50摄氏度干燥后将产物用无水乙醇洗涤和抽滤，洗去杂质后干燥研磨得到抗菌剂。
对比例3
本对比例提供一种双子季铵盐化合物及其制备方法，与实施例1相比，区别在于反应物(H3C)2N(CH2)6N(CH3)2与Br(CH2)6Br的摩尔比为3:1。具体如下：
称取10.35g(0.06mol)的(H3C)2N(CH2)6N(CH3)2、4.88g(0.02mol)的Br(CH2)6Br、20g无水乙醇在75摄氏度条件下回流搅拌3小时，然后加入0.82g(0.004mol)氯代十二烷在75摄氏度条件下进行封端反应2小时，随后降至室温析出固体，50摄氏度干燥后将产物用无水乙醇洗涤和抽滤，洗去杂质后干燥研磨得到抗菌剂。
效果验证试验
(1)对上述实施例1-4与对比例1-3进行效果验证实验，包括对产率和分子量进行测量，产品数均分子量通过乌氏粘度计测量粘度并计算得到。
实施例1-4与对比例1-3的工艺参数与效果验证实验结果如表1所示。
表1
对比例1和对比例3由于制备温度较低或原料比例的不同，造成实验得到的产物产率不高，且残余大量叔胺基团，毒性较大。
(2)以大肠杆菌和金黄色葡萄菌为模式菌株，以单季铵盐(十二烷基三甲基溴化铵)和对比例2为对照测试所制备实施例1～4抗菌剂的抗菌性能。具体方法为：取20μL0.1mol/L的十二烷基三甲基溴化铵与10mL菌液混合(约107CFU/mL)，为保证抗菌剂浓度相同，实施例1～4抗菌剂分别取20μL0.1mol/L与10mL菌液混合(约107CFU/mL)，振荡5min、10min后，分别取出1mL混合液与1mL硫代硫酸钠溶液混合均匀，然后逐级稀释并涂覆于营养琼脂平板上培养16～24h，最后以平板计数法确定活菌的数量。其中大肠杆菌菌浓度为3.25×107CFU/mL，金黄色葡萄球菌菌浓度为3.43×107CFU/mL。
表2
表2中测试数据表明，本发明制备的双子季铵盐抗菌剂较单季铵盐有更优的抗菌活性：在抗菌剂浓度(0.1％)条件下，实施例1抗菌剂在5min内即可实现对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的全杀，而单季铵盐在5min时仅杀死95％的大肠杆菌和94％的金黄色葡萄球菌，延长杀菌时间至10min时才几乎能将细菌全部杀死。
(3)对实施例与对比例获得的产物进行抗菌性(抑菌环实验)测试：使用抑菌圈实验对实施例1-4、空白样、单季铵盐、对比例2的抗菌性能进行定性分析。简述其实验步骤如下：首先将S.aureus和E.coli复苏后培养至对数期状态，离心去除培养基后重悬于PBS中，调节细菌浓度为1×105CFU/mL后待用。在无菌玻璃培养皿中加入15mL 50摄氏度的LB琼脂固体培养基，冷却至室温凝固后，将处于上述菌液均匀涂布在固体琼脂表面。然后将灭过菌的牛津杯慢慢放置培养皿适当位置。将实施例和对比例配置为0.1％的溶液加入至牛津杯中,移入恒温培养箱中继续孵育。过夜后，标准游标卡尺测定各个材料的抑菌圈直径大小，从而定性评价不同材料对S.aureus和E.coli的抑菌能力。所得结果见表3。
表3
抑菌环实验结果表明，同浓度实施例抗菌剂的抑菌效果比单季铵盐更强，且单卤代直链烷烃的长度对抑菌效果影响较大，单卤代直链烷烃碳链越长，抑菌效果越好。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种双子季铵盐，其特征在于，其结构如式(1)所示：
其中：
n1＝4、6或8；n2＝2、3、4或6；n3＝11、13或15；
m＝4、5、6、7、8、9或10；
X- 1和X- 2分别独立地选自Cl-或Br-。
2.根据权利要求1所述的双子季铵盐，其特征在于，所述双子季铵盐的分子量为3500～4500。
3.权利要求1～2任一项所述的双子季铵盐在制备抗菌剂中的应用。
4.一种权利要求1～2任一项所述的双子季铵盐的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将N,N,N',N'-四甲基烷基胺与二卤代烷烃进行聚合反应，制备季铵盐前体聚合物；所述二卤代烷烃的结构式为/>所述季铵盐前体聚合物的结构如式(2)所示：
将所述季铵盐前体聚合物与单卤代直链烷烃进行封端反应，制备所述双子季铵盐；所述单卤代直链烷烃的结构式为
其中，n1、n2、n3与m的定义与权利要求1～2任一项一致。
5.根据权利要求4所述的双子季铵盐的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为70摄氏度～80摄氏度；所述聚合反应的时间为3小时～5小时。
6.根据权利要求4所述的双子季铵盐的制备方法，其特征在于，所述N,N,N',N'-四甲基烷基胺与所述二卤代烷烃的摩尔比为(1～2):1。
7.根据权利要求4所述的双子季铵盐的制备方法，其特征在于，所述聚合反应在醇类溶剂中进行。
8.根据权利要求7所述的双子季铵盐的制备方法，其特征在于，所述醇类溶剂选自甲醇、乙醇与异丙醇中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的双子季铵盐的制备方法，其特征在于，所述醇类溶剂的质量为所述N,N,N',N'-四甲基烷基胺与所述二卤代烷烃的质量之和的2倍～3倍。
10.根据权利要求4～9任一项所述的双子季铵盐的制备方法，其特征在于，所述封端反应的温度为70摄氏度～80摄氏度；所述封端反应的时间为2小时～3小时。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1546809A (en) * 1975-12-23 1979-05-31 Ciba Geigy Ag Polymeric quaternary ammonuim salts process for their manufacture and their use
JPH02306905A (ja) * 1989-05-19 1990-12-20 Dow Corning Kk 繊維体用抗菌剤
WO1991004668A1 (fr) * 1989-10-09 1991-04-18 Fabricom Air Conditioning S.A. Composition desinfectante et procede de desinfection
CN101279219A (zh) * 2008-01-03 2008-10-08 天津师范大学 双季铵盐阳离子表面活性剂及其制备方法与应用
CN103570561A (zh) * 2013-09-27 2014-02-12 江南大学 一类四聚季铵盐的合成
CN104521960A (zh) * 2015-01-22 2015-04-22 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 海水用季铵盐杀菌剂及其制备方法和应用
CN110724260A (zh) * 2019-10-18 2020-01-24 华南理工大学 一种超亲水的主链型季铵盐及其制备方法与应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1546809A (en) * 1975-12-23 1979-05-31 Ciba Geigy Ag Polymeric quaternary ammonuim salts process for their manufacture and their use
JPH02306905A (ja) * 1989-05-19 1990-12-20 Dow Corning Kk 繊維体用抗菌剤
WO1991004668A1 (fr) * 1989-10-09 1991-04-18 Fabricom Air Conditioning S.A. Composition desinfectante et procede de desinfection
CN101279219A (zh) * 2008-01-03 2008-10-08 天津师范大学 双季铵盐阳离子表面活性剂及其制备方法与应用
CN103570561A (zh) * 2013-09-27 2014-02-12 江南大学 一类四聚季铵盐的合成
CN104521960A (zh) * 2015-01-22 2015-04-22 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 海水用季铵盐杀菌剂及其制备方法和应用
CN110724260A (zh) * 2019-10-18 2020-01-24 华南理工大学 一种超亲水的主链型季铵盐及其制备方法与应用

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