CN1331397C

CN1331397C - 双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂

Info

Publication number: CN1331397C
Application number: CNB2004100437236A
Authority: CN
Inventors: 唐冬雁; 闵春英; 穆晗
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2024-07-16
Also published as: CN1593150A

Abstract

双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂，涉及一种消毒杀菌剂。本发明由N，N，N′，N′-四甲基-N，N′-双(十二烷基)-(2-羟基)-丙二铵盐或N，N，N′，N′-四甲基-N，N′-双(十二烷基)-丙二铵盐和I₂复合而成，有效碘含量为6～10wt.%。本发明的杀菌剂是一种有机/无机复合体系，它在双长链双季铵盐有机骨架中与无机型消毒杀菌剂I₂复合，兼具二者优点，且无毒、无异味，尤其是复合后刺激性明显降低而稳定性大为提高，广泛用于手术、卫生器械的消毒、禽畜环境的杀菌消毒及果蔬食具的杀菌消毒等，实现对微生物的双重灭活抑制作用，其独特的复合型杀菌机理可使其具有用量小、效力高、有效周期长、成本低廉、使用安全等特点，可替代目前市售常规消毒杀菌剂。

Description

双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂

技术领域

本发明涉及一种消毒杀菌剂，具体涉及一种双十二烷基双季铵盐碘附复合杀菌剂。

背景技术

季铵盐是阳离子表面活性剂中的重要品种，由于其对带负电荷的物质具有较强的吸附能力，因此具有抗静电、柔软和杀菌作用。自从半个多世纪以前DomagkG发现含有长链烷基季铵盐具有较强的杀菌性能以来，阳离子活性消毒杀菌剂的合成研究一直是消毒杀菌剂研究中比较活跃的领域之一。目前，国外的阳离子活性消毒杀菌剂已经发展到第五代，即双十二烷基双季铵盐(Gemini)。双十二烷基双季铵盐具有独特的分子结构，其分子通常是由两条(或三条)疏水链与两个亲水基和一个连接基组成。经研究发现，此类化合物和相应的单季铵盐化合物比较，具有较好的表面活性和较高的杀菌活性。随着高效低毒的有机化合物的不断发展，无机化合物因其作用时间短以及环境污染等问题导致其使用量在逐渐减少，但某些品种由于具有作用迅速、杀菌力强等特点在许多领域仍占有一席之地。通过引入分子设计思想，在有机骨架中复合无机小分子物质，实现对微生物的双重灭活抑制作用，可大大提高产品的有效使用效力。目前，国内外均未见双长链双季铵盐复合型消毒杀菌剂研究和开发的报道。国内，最先作为复合型消毒杀菌剂产品的是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与碘(I₂)复合，PVP分子内具有O，N等典型的配位原子，能与某些小分子或原子以某种作用力结合在一起生成另外一种新物质，但是PVP分子本身并不具有抑菌消毒作用。开发新型双季铵盐型消毒杀菌剂品种并形成有机/无机复合体系，有望兼备二者优势，更好的发挥抑菌消毒功效。但由于条件的限制，目前开发出的品种并不多，且均未以双长链双季铵盐型品种复合。

发明内容

本发明的目的是研制一种双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂，它无毒、无异味，兼具双季铵盐和碘二者的抑菌消毒功效。本发明的双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂由双十二烷基-γ-双季铵盐(N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-(2-羟基)-丙二铵盐或N，N，N’N’-四甲基-N N’-双(十二烷基)-丙二铵盐)和I2复合而成，有效碘含量为6～10wt.％，其结构式为

或。双十二烷基双季铵盐具有如下突出特点：①极易吸附在气/液表面，而且有很多形态，从而更有效地降低水溶液表面张力，体现高表面活性；②更易聚集生成胶团。临界胶束浓度(cmc)比传统表面活性剂溶液低2～3个数量级，应用时浓度大大降低；③降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向，降低水溶液表面张力的效率相当突出；④具有很低的克拉伏特点(Kraff)；⑤与普通表面活性剂，尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应，可大幅度降低体系的表(界)面张力；⑥具有良好的钙皂分散性生质；⑦是多种场合下的优良润湿剂，洗涤去污能力强；⑧粘度特性较为奇特，传统表面活性剂的浓度和粘度这两个物理参数，没有定性和定量的线性关系，而双十二烷基双季铵盐型表面活性剂的粘度随浓度增加而迅速增大，粘度值大小可相差六个数量级，如12-2-12Br^-1；在1％时会生成巨大的线形胶团，溶液和胶一样具有高粘弹性，当浓度增大到7％或更高时，由于结构变化，粘度又逐渐下降，体现出一种奇特的粘度现象。本发明通过引入分子设计思想，在有机骨架双十二烷基双季铵盐中复合无机小分子物质I₂，实现对微生物的双重灭活抑制作用，可大大提高产品的有效使用效力。本发明的双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂是一种有机/无机复合体系，它在双长链双季铵盐有机骨架中与无机型消毒杀菌剂I₂复合，兼具二者优点，且无毒、无异味，尤其是复合后刺激性明显降低而稳定性大为提高，广泛用于手术、卫生器械的消毒、禽畜环境的杀菌消毒及果蔬食具的杀菌消毒等，实现对微生物的双重灭活抑制作用，其独特的复合型杀菌机理可使其具有用量小(可稀释浓度达近万倍)、效力高(对常规细菌、霉菌、各种畜禽致病微生物均有较强的灭活和抑制作用)、有效周期长、成本低廉、使用安全(对人、畜等动物无毒害，不会带来环境问题)等特点，可替代目前市售常规消毒杀菌剂。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂由双十二烷基-γ-双季铵盐(N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-(2-羟基)-丙二铵盐或N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-丙二铵盐)和I₂复合而成，有效碘含量为6～10wt.％，其结构式为

具体实施方式二：本实施方式中有效碘含量为6.5wt.％。

具体实施方式三：本实施方式中有效碘含量为7wt.％。

具体实施方式四：本实施方式中有效碘含量为8wt.％。

具体实施方式五：本实施方式中有效碘含量为9wt.％。

具体实施方式六：本实施方式中有效碘含量为9.5wt.％。

具体实施方式七：本实施方式的双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂由N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-(2-羟基)-丙二铵盐(1)和I₂复合而成，有效碘含量为9.2wt.％，即碘占杀菌剂总重量的9.2％，其结构式为，它是这样获得的：a、将连接基为羟丙基的双十二烷基二甲基季铵盐阳离子表面活性剂N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-(2-羟基)-丙二铵盐(1)和I₂以质量比10∶2.5的比例倒入乙醇溶剂中，乙醇的用量为8～10L/Kg N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-(2-羟基)-丙二铵盐(1)，使上述原料在250mL四口烧瓶中均匀搅拌；b、在40℃下使碘溶解，然后加热到50℃恒温反应4h；c、再将此溶液倒入旋转蒸发器中，控制温度＜40℃，抽真空蒸去溶剂，得粘稠状褐色液体；d、将该液体置于真空干燥箱中，在真空度为-0.08～-0.09MPa的条件下干燥10～13h，最终获得棕褐色固体；e、复合后的样品中会残存碘单质，因此须将此复合产物加以后处理，使碘单质能从混合物中分离出来，具体过程为：将乙醇溶解后的样品放入恒温水浴锅中，80℃加热12小时，使乙醇挥发，向已经挥发完乙醇的烧杯中加入20～50ml蒸馏水，在真空度为-0.08MPa的条件下抽滤后，80℃加热12小时使水蒸发，得到纯化产物，即N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-(2-羟基)-丙二铵盐-I(1)，其中N，N，N’，N’-四甲基-N’N’-双(十二烷基)-(2-羟基)-丙二铵盐(1)按照文献“池田功，崔正刚.新型Gemini阳离子表面活性剂的合成和性能(1)——从长链烷基二甲基胺及其盐酸盐和环氧氯丙烷合成双烷基双季铵盐阳离子.日用化学工业.2001(3)∶27～30”进行制备。N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-(2-羟基)-丙二铵盐(1)浓渡为30mg/L时，杀灭大肠杆菌的杀菌率为92.1％，杀灭硫酸盐还原菌为60.9％；浓度为50mg/L时，杀灭大肠杆菌的杀菌率为97.1％；N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-(2-羟基)-丙二铵盐-I(1)浓度为30mg/L时，杀灭大肠杆菌的杀菌率为98.9％，杀灭硫酸盐还原菌69.0％；浓度为50mg/L时，杀灭大肠杆菌的杀菌率为99.9％。

具体实施方式八：本实施方式的双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂由N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-丙二铵盐(2)和I₂复合而成，有效碘含量为8.6wt.％，即碘占杀菌剂总重量的8.6％，结构式为

它是这样获得的：a、将连接基为三个亚甲基的双十二烷基二甲基季铵盐阳离子表面活性剂N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-丙二铵盐(2)和I₂以质量比10∶2.5的比例倒入乙醇溶剂中，乙醇的用量为8～10L/KgN，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-丙二铵盐(2)，使上述原料在250mL四口烧瓶中均匀搅拌；b、在40℃下使碘溶解，然后加热到50℃恒温反应4h；c、再将此溶液倒入旋转蒸发器中，控制温度＜40℃，抽真空蒸去溶剂，得粘稠状褐色液体；d、将该液体置于真空干燥箱中，在真空度为-0.08～-0.09MPa的条件下干燥10～13h，最终获得棕褐色固体；e、复合后的样品中会残存碘单质，因此须将此复合产物加以后处理，使碘单质能从混合物中分离出来，具体过程为：将乙醇溶解后的样品放入恒温水浴锅中，80℃加热12小时，使乙醇挥发，向已经挥发完乙醇的烧杯中加入20～50ml蒸馏水，在真空度为-0.08MPa的条件下抽滤后，80℃加热12小时使水蒸发，得到纯化产物，即N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-丙二铵盐-I(2)，其中N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-丙二铵盐(2)按照文献“施云海，陈启斌，童思等.双烷链阳离子表面活性剂的合成与定量分析.分析化学.2003，31(3)∶322～325”进行制备。N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-丙二铵盐(2)浓度为30mg/L时，杀灭大肠杆菌的杀菌率为85.4％；浓度为50mg/L时，杀灭硫酸盐还原菌38.9％。N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-丙二铵盐-I(2)浓度为30mg/L时，杀灭大肠杆菌的杀菌率为96.8％；浓度为50mg/L时，杀灭硫酸盐还原菌57.4％。

Claims

1、双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂，其特征在于它由N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-(2-羟基)-丙二铵盐或N，N，N’，N’-四甲基-N，N’-双(十二烷基)-丙二铵盐和I₂复合而成，有效碘含量为6～10wt.％。

2、根据权利要求1所述的双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂，其特征在于有效碘含量为6.5wt.％。

3、根据权利要求1所述的双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂，其特征在于有效碘含量为7wt.％。

4、根据权利要求1所述的双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂，其特征在于有效碘含量为8wt.％。

5、根据权利要求1所述的双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂，其特征在于有效碘含量为9wt.％。

6、根据权利要求1所述的双十二烷基双季铵盐碘附杀菌剂，其特征在于有效碘含量为9.5wt.％。