KR101285301B1 - Antibacterial coating compound and composition comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코팅력을 갖는 카테콜기를 포함한 도파민(Dopamine) 유도체와 유효성분으로 지방족 알킬 사슬을 갖는 제4급 암모늄염을 포함하는 항균 코팅 화합물에 관한 것으로, 다양한 표면에 대한 코팅력을 보유하고 항균 활성이 우수한 장점이 있다.The present invention relates to an antimicrobial coating compound comprising a dopamine derivative including a catechol group having a coating power and a quaternary ammonium salt having an aliphatic alkyl chain as an active ingredient. This has an excellent advantage.

Description

항균 코팅 화합물 및 이를 포함하는 코팅 조성물{Antibacterial coating compound and composition comprising the same}Antibacterial coating compound and composition comprising the same

본 발명은 코팅력을 갖는 카테콜기를 포함한 도파민(Dopamine) 유도체와 유효성분으로 지방족 알킬 사슬을 갖는 제4급 암모늄염을 포함하는 항균 코팅 화합물 및 그의 제조 방법, 그리고 항균 코팅 화합물을 포함하는 항균 코팅 조성물에 관한 것이다. The present invention provides an antimicrobial coating compound comprising a dopamine derivative including a catechol group having a coating power and a quaternary ammonium salt having an aliphatic alkyl chain as an active ingredient, a method for preparing the same, and an antimicrobial coating composition comprising an antimicrobial coating compound. It is about.

일반적으로 유리나 건물의 내외장재, 휴대폰, 모니터, 카메라, 에어컨 등 전자 제품은 사용상태상 쉽게 지저분해지는데, 주로 먼지, 타액, 지문, 기름기, 담배 연기 등에 의해 오염이 잘 되고 세균이 발생하기 쉽다. In general, electronic products such as interior and exterior materials of glass or buildings, mobile phones, monitors, cameras, air conditioners, etc. are easily messed up in use, and are mainly contaminated by dust, saliva, fingerprints, grease, tobacco smoke, and bacteria.

이와 같은 문제점을 보완하고자 최근에는 상기 제품들의 제조시나 유통 후에 상기 유리나 건물의 내외장재, 전자 제품 등의 표면을 코팅하는 경우가 많다. Recently, in order to compensate for such problems, the surface of the interior or exterior materials of the glass or building, electronic products, etc. is often coated during the manufacture or distribution of the products.

기존의 표면 코팅의 경우, 표면을 활성화하기 위한 표면처리인 플라즈마, 프라이머 등에 의한 전처리 과정이 필요하다. 표면에 프라이머로 실란 처리시 낮은 pH 조건에서 가수분해가 일어나 표면이 활성화 되어 결합력이 늘어나게 된다. 그러나 이러한 전처리 과정은 다양한 코팅 소재를 개발할 때 공정 과정이 늘어나 번거로울 뿐만 아니라 공정 비용이 추가되는 단점이 있다. 또한 기존의 코팅 소재는 시간의 경과, 가혹 조건(60℃, 24h 보관)하에서 항균 물질의 방출이 일어나 코팅력을 잃게 되는 경우가 발생하는 문제점이 있다.In the case of the existing surface coating, a pretreatment process using a plasma, a primer, or the like, which is a surface treatment for activating the surface, is required. When the silane treatment with a primer on the surface is hydrolyzed at low pH conditions, the surface is activated to increase the binding force. However, this pretreatment process is not only cumbersome as the process is increased when developing various coating materials, but also has the disadvantage of adding process cost. In addition, the existing coating material has a problem that the coating power is lost due to the release of antimicrobial material under time, harsh conditions (60 ℃, 24h storage) occurs.

이에, 본 발명은 다양한 표면에 대해 우수한 코팅력을 갖는 항균 코팅 화합물 및 그 제조방법, 그리고 이를 포함하는 항균 코팅 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an antimicrobial coating compound and a method for producing the same, and an antimicrobial coating composition having excellent coating power on various surfaces.

또한 본 발명은 플라즈마 또는 프라이머에 의한 전처리 과정이 필요없이 간단하게 코팅이 가능한 항균 코팅 화합물 및 이를 이용한 코팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide an antimicrobial coating compound and a coating method using the same that can be easily coated without the need for pretreatment by plasma or primer.

또한 본 발명은 항균력이 우수할 뿐만 아니라 항균 물질의 고정력이 우수하여 항균 활성의 지속력이 우수한 항균 코팅 화합물 및 이를 이용한 코팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide an antimicrobial coating compound and a coating method using the same, which is excellent in antimicrobial activity as well as excellent in the fixing force of the antimicrobial material.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 카테콜기를 포함한 도파민 유도체와 유효성분으로 지방족 알킬 사슬을 갖는 제4급 암모늄염을 포함하는 하기 화학식 1의 항균 코팅 화합물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an antimicrobial coating compound of Formula 1 comprising a dopamine derivative including a catechol group and a quaternary ammonium salt having an aliphatic alkyl chain as an active ingredient.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112011080951571-pat00001
Figure 112011080951571-pat00001

상기 식에서, m은 1 내지 6의 정수이고, n은 2 내지 20의 정수이다. Wherein m is an integer from 1 to 6 and n is an integer from 2 to 20.

또한 본 발명은 카테콜기를 지닌 도파민(Dopamine) 유도체와 제4급 암모늄염이 1:1의 몰비로 결합된 항균 코팅 화합물을 제공한다.The present invention also provides an antimicrobial coating compound in which a dopamine derivative having a catechol group and a quaternary ammonium salt are combined in a molar ratio of 1: 1.

또한 본 발명은 대장균(Escherichia coli), 살모넬라 파라티피(Salmonella paratyphi), 클레브실라 뉴모니아(Klebsilla pneumoniae), 프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris), 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae) 및 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri), 시겔라 디센테리아(Shigella dysenteriae)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 그람 음성균에 대하여 항균 활성을 갖는 항균 코팅 화합물을 제공한다.In addition, the present invention is Escherichia coli, Salmonella paratyphi (Salmonella paratyphi), Klebsilla pneumoniae, Proteus vulgaris, Vibrio cholerae (Vibrio cholerae) and Shigella flexneri ), Shigella dysenteriae provides an antimicrobial coating compound having antimicrobial activity against at least one Gram-negative bacterium selected from the group consisting of.

또한 본 발명은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 안트라시스(Bacillus anthracis), 미코박테리움 스메그마티스(Mycobacterium smegmatis), 미코박테리움 투베르쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis),미코박테리움 칸사시(Mycobacterium kansasii), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus) 및 스트렙토코커스 피오게네스(Streptococcus pyogenes)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 그람 양성균에 대하여 항균 활성을 갖는 항균 코팅 화합물을 제공한다.In addition, the present invention is Bacillus subtilis (Bacillus subtilis), Bacillus anthracis (Bacillus anthracis), Mycobacterium smegmatis, Mycobacterium tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis), Mycobacterium Kansashi ( It provides an antimicrobial coating compound having antimicrobial activity against at least one Gram-positive bacteria selected from the group consisting of Mycobacterium kansasii), Staphylococcus aureus and Streptococcus pyogenes.

또한 본 발명은 곰팡이, 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger), 페니실륨(penicillium), 클라도스 포리움(Cladosporium), 아르터나리아(Arternaria) 및 푸자륨(Fusarium)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 진균에 대하여 항균 활성을 갖는 항균 코팅 화합물을 제공한다.In addition, the present invention is one or more fungi selected from the group consisting of fungi, Aspergillus niger, penicillium, penicillium, Cladosporium, Arternaria and Fusarium It provides an antimicrobial coating compound having antimicrobial activity against.

또한 본 발명은 -70℃ 내지 100℃의 온도에서 보관 후에도 그람 양성균, 그람 음성균 및 진균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균에 대하여 항균 활성을 갖는 항균 코팅 화합물을 제공한다. The present invention also provides an antimicrobial coating compound having antimicrobial activity against at least one bacterium selected from the group consisting of Gram-positive bacteria, Gram-negative bacteria and fungi after storage at a temperature of -70 ° C to 100 ° C.

또한 본 발명은 습도 100%에서 보관 후에도 그람 양성균, 그람 음성균 및 진균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균에 대하여 항균 활성을 갖는 항균 코팅 화합물을 제공한다. The present invention also provides an antimicrobial coating compound having antimicrobial activity against at least one bacterium selected from the group consisting of Gram-positive bacteria, Gram-negative bacteria and fungi after storage at 100% humidity.

또한 본 발명은 카테콜기 함유 도파민 화합물과 아실할라이드 화합물을 용매 하에 반응시켜 도파민 유도체 화합물을 얻는 단계 1; 및 얻어진 도파민 유도체와 제4급 암모늄염을 용매 하에서 반응시키는 단계 2를 포함하는 항균 코팅 화합물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the step 1 to obtain a dopamine derivative compound by reacting a catechol group-containing dopamine compound and an acyl halide compound in a solvent; And a step 2 of reacting the obtained dopamine derivative with a quaternary ammonium salt in a solvent.

또한 본 발명은 카테콜기를 포함한 도파민 유도체를 함유하는 항균 코팅 화합물을 수용액 또는 유기 용매 중에서 기판을 상온에서 20 ~ 28시간 보관하여 딥코팅하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for deep coating the antimicrobial coating compound containing a dopamine derivative containing a catechol group in an aqueous solution or an organic solvent for 20 to 28 hours at room temperature.

또한 본 발명은 Si, Ti 또는 Au 기판과 같은 금속 기판, PP, PET, PVC, PDMS 또는 PS와 같은 범용성 고분자 필름에 항균 코팅 화합물을 딥코팅하는 코팅 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a coating method for deep coating the antimicrobial coating compound on a metal substrate such as Si, Ti or Au substrate, a universal polymer film such as PP, PET, PVC, PDMS or PS.

또한 본 발명은 상기 수용액 중에 NaIO4를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 코팅 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a coating method characterized in that the NaIO 4 further added to the aqueous solution.

또한 본 발명은 상기 유기 용매가 에탄올, 메탄올, 톨루엔, 메틸렌 클로라이드(MC),디메틸포름아마이드(DMF) 또는 테트라하이드로퓨란(THF)인 코팅 방법을 제공한다. The present invention also provides a coating method wherein the organic solvent is ethanol, methanol, toluene, methylene chloride (MC), dimethylformamide (DMF) or tetrahydrofuran (THF).

또한 본 발명은 위에 언급한 항균 코팅 화합물을 포함하는 항균 코팅 조성물을 제공한다.The present invention also provides an antimicrobial coating composition comprising the antimicrobial coating compound mentioned above.

본 발명에 따른 항균 코팅 화합물은 코팅력을 갖는 카테콜기를 지닌 도파민(Dopamine) 유도체에 유효 성분으로 제4급 암모늄염을 포함하고 있어 항균력이 매우 우수한 장점이 있다. 즉 본 발명의 항균 코팅 화합물은 우수한 항균력을 지니고 있어, 그람 양성균 및 그람 음성균의 세균류뿐만 아니라 진균에 대해서도 항균 활성을 가진다. The antimicrobial coating compound according to the present invention includes a quaternary ammonium salt as an active ingredient in a dopamine derivative having a catechol group having a coating power, and thus has an excellent antibacterial activity. That is, the antimicrobial coating compound of the present invention has excellent antimicrobial activity, and has antimicrobial activity against fungi as well as gram positive bacteria and gram negative bacteria.

본 발명의 항균 코팅 화합물은 습식 조건에서 매우 용이하게 딥코팅 방법을 통해 금속이나 고분자 필름 표면에 코팅할 수 있는 장점이 있다. 즉 본 발명의 항균 코팅 화합물은 카테콜기의 가교 결합을 통한 간단한 코팅 제조 공정으로 코팅이 가능할 뿐만 아니라 항균 물질의 고정화가 가능하여, 건물의 내외장재, 휴대폰, 에어컨 등 다양한 전자 제품에 기생하여 질병을 일으키는 그람 양성균, 그람 음성균 및 곰팡이에 대해 매우 우수한 항균 활성 및 바이오 필름 형성 억제 기능을 나타내는 효과가 있다.The antimicrobial coating compound of the present invention has the advantage of being able to coat a metal or polymer film surface through a dip coating method very easily in wet conditions. In other words, the antimicrobial coating compound of the present invention can be coated with a simple coating manufacturing process through crosslinking of catechol groups, and can also be immobilized with antimicrobial substances, causing parasitic diseases in various electronic products such as interior and exterior materials of buildings, mobile phones, and air conditioners. It has the effect of showing very good antimicrobial activity and biofilm formation inhibiting function against Gram-positive bacteria, Gram-negative bacteria and fungi.

도 1은 본 발명의 항균 코팅 화합물이 코팅되어 있는 항균 코팅 필름의 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 항균 코팅 화합물의 1H NMR 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 항균 코팅 화합물에 의해 코팅된 표면을 ATR-IR로 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 항균 코팅 화합물에 의해 코팅된 표면을 XPS로 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 항균 코팅 화합물이 코팅된 표면의 대장균(E.coli)에 대한 항균성 시험 결과를 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 항균 코팅 화합물이 코팅된 표면의 황색포도상구균(Straphylococcus aureus)에 대한 항균성 시험 결과를 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 항균 코팅 화합물이 코팅된 PVC 필름 표면의 살모넬라(Salmonella)에 대한 항균력 시험 결과를 나타낸 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 항균 코팅 화합물이 코팅된 PVC 필름 표면의 대장균(E.coli)에 대한 항균력 시험 결과를 나타낸 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 항균 코팅 화합물이 코팅된 PVC 필름 표면의 황색포도상구균(Straphylococcus aureus)에 대한 항균력 시험 결과를 나타낸 사진이다.
1 is a view showing a state of the antimicrobial coating film is coated with the antimicrobial coating compound of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the 1 H NMR analysis of the antimicrobial coating compound according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph showing the results measured by ATR-IR surface coated with an antimicrobial coating compound according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the results of measuring the surface coated with the antimicrobial coating compound according to an embodiment of the present invention by XPS.
Figure 5 is a photograph showing the antimicrobial test results for E. coli of the surface coated with the antimicrobial coating compound according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a photograph showing the results of the antimicrobial test against Staphylococcus aureus on the surface coated with the antimicrobial coating compound according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a photograph showing the results of the antimicrobial test for Salmonella (Salmonella) on the surface of the PVC film coated with the antimicrobial coating compound according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a photograph showing the antimicrobial activity test results for E. coli (E. coli) on the surface of the PVC film coated with an antimicrobial coating compound according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a photograph showing the antimicrobial activity test results for S. aureus (Straphylococcus aureus) on the surface of the PVC film coated with an antimicrobial coating compound according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 도면과 함께 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with the drawings.

본 발명의 항균 코팅 화합물은 하기 화학식 1과 같이 카테콜기를 포함한 도파민 유도체와 유효성분으로 탄소원자수 2 내지 20의 지방족 알킬 사슬을 갖는 제4급 암모늄염으로 이루어진다. The antimicrobial coating compound of the present invention is composed of a dopamine derivative including a catechol group and a quaternary ammonium salt having an aliphatic alkyl chain having 2 to 20 carbon atoms as an active ingredient, as shown in Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112011080951571-pat00002
Figure 112011080951571-pat00002

상기 식에서, m은 1 내지 6의 정수이고, n은 2 내지 20의 정수이다. Wherein m is an integer from 1 to 6 and n is an integer from 2 to 20.

본 발명의 항균 코팅 화합물의 구성 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.The component of the antimicrobial coating compound of this invention is demonstrated concretely.

본 발명의 카테콜기를 포함한 도파민 유도체는 하기 화학식 2의 카테콜아민인 도파민(3,4-dihydroxyphenethylamine)에 하기 화학식 3의 브로모아실할라이드 화합물을 반응시키면 얻어진다.The dopamine derivative including the catechol group of the present invention is obtained by reacting a bromoacyl halide compound of formula (3) with dopamine (3,4-dihydroxyphenethylamine), which is a catecholamine of formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112011080951571-pat00003
Figure 112011080951571-pat00003

[화학식 3](3)

Figure 112011080951571-pat00004
Figure 112011080951571-pat00004

상기 식에서, m은 1 내지 6의 정수를 나타낸다.In the formula, m represents an integer of 1 to 6.

본 발명의 도파민 유도체 화합물에 적용되는 상기 화학식 3의 화합물은 브로모아실할라이드(Bromoacyl halide)계 화합물이면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있으나, 3-브로모 프로피오닐 클로라이드(3-Bromopropionyl chloride), 4-브로모 부티로일 클로라이드(4-Bromobutyroyl chloride), 5-브로모 발레로일 클로라이드(5-Bromovaleroyl chloride) 또는 6-브로모 헥사노일 클로라이드(6-Bromohexanoyl chloride)가 바람직하게 사용될 수 있으며, 특히 바람직하게는 4-브로모 부티로일 클로라이드(4-Bromobutyroyl chloride)가 사용될 수 있다.The compound of Formula 3 applied to the dopamine derivative compound of the present invention may be used without particular limitation as long as it is a bromoacyl halide-based compound, 3-bromopropionyl chloride, 4-bromopropionyl chloride, 4- Bromobutyroyl chloride, 5-Bromovaleroyl chloride or 6-bromohexanoyl chloride may be preferably used, with particular preference. For example, 4-bromobutyroyl chloride may be used.

본 발명의 항균 코팅 화합물의 항균성 유효 성분인 제4급 암모늄염은 탄소원자수 2 내지 20의 지방족 알킬 사슬을 가지는 제4급 암모늄염이면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 바람직하게는 C2-C16 범위의 알킬 사슬을 갖는 제4급 암모늄염이 사용될 수 있다. 이러한 제4급 암모늄염 중에서, 구체적으로 N,N'-디메틸에틸아민(N,N'-Dimethylethylamine), N,N'-디메틸부틸아민(N,N'-Dimethylbutylamine), N,N'-디메틸헥실아민(N,N'-Dimethylhexylamine), N,N'-디메틸헵틸아민(N,N-Dimethylheptylamine), N,N'-디메틸옥틸아민(N,N-Dimethyloctylamine), N,N'-디메틸노닐아민(N,N-Dimethylnonylamine), N,N'-디메틸데실아민(N,N'-Dimethyldecylamine), N,N'-디메틸운데실아민(N,N-Dimethylundecylamine), N,N'-디메틸도데실아민(N,N'-Dimethyldodecylamine), N,N'-디메틸테트라데실아민(N,N'-Dimethyltetradecylamine) 또는 N,N'-디메틸헥사데실아민(N,N-Dimethylhexadecylamine)이 보다 바람직하게 사용될 수 있다.The quaternary ammonium salt, which is an antimicrobial active ingredient of the antimicrobial coating compound of the present invention, may be used without particular limitation as long as it is a quaternary ammonium salt having an aliphatic alkyl chain having 2 to 20 carbon atoms, but preferably C 2 -C 16 Quaternary ammonium salts with alkyl chains can be used. Among these quaternary ammonium salts, specifically, N, N'-dimethylethylamine, N, N'-dimethylbutylamine, N, N'-dimethylhexyl Amine (N, N'-Dimethylhexylamine), N, N'-dimethylheptylamine, N, N'-dimethyloctylamine, N, N'-dimethylnonylamine (N, N-Dimethylnonylamine), N, N'-dimethyldecylamine, N, N'-dimethylundecylamine, N, N'-dimethyldodecyl Amine (N, N'-Dimethyldodecylamine), N, N'-dimethyltetradecylamine or N, N'-dimethylhexadecylamine (N, N-Dimethylhexadecylamine) may be more preferably used. have.

본 발명의 항균 코팅 화합물은 도파민 유도체와 제4급 암모늄염 화합물이 1:1의 몰비로 결합되는 것이 바람직하다.In the antimicrobial coating compound of the present invention, the dopamine derivative and the quaternary ammonium salt compound are preferably combined in a molar ratio of 1: 1.

다음으로, 본 발명의 항균 코팅 화합물의 제조방법에 대하여 설명한다.Next, the manufacturing method of the antimicrobial coating compound of this invention is demonstrated.

본 발명의 항균 코팅 화합물의 제조방법은 도파민 화합물과 아실할라이드 화합물을 용매 하에 반응시켜 도파민 유도체 화합물을 얻는 단계 1; 및 얻어진 도파민 유도체와 제4급 암모늄염을 용매 하에서 반응시키는 단계 2를 포함한다. 상기 방법의 단계 1에서 사용될 수 있는 용매는 무극성 용매이면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF)이 특히 바람직하게 사용될 수 있다. 단계 1의 반응을 위해 0 ~ 5℃의 온도에서 4 ~ 6시간 동안 교반한 후, 상온에서 20 ~ 48시간 동안, 바람직하게는 22 ~ 24시간 동안 교반하는 것이 바람직하다. 상기 방법의 단계 2의 반응을 위해서, 용매로는 도파민 유도체를 용해할 수 있는 용매이면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 메탄올이 특히 바람직하게 사용될 수 있다. 단계 2의 반응을 위해 50~90℃, 바람직하게는 70 ~ 80℃의 온도에서 20 내지 72 시간동안, 바람직하게는 22 ~ 24시간 동안 교반하는 것이 바람직하다.Method for producing an antimicrobial coating compound of the present invention step 1 to obtain a dopamine derivative compound by reacting a dopamine compound and an acyl halide compound in a solvent; And reacting the obtained dopamine derivative with the quaternary ammonium salt in a solvent. The solvent that can be used in step 1 of the above method is not particularly limited as long as it is a nonpolar solvent, but tetrahydrofuran (THF) may be particularly preferably used. After stirring for 4-6 hours at a temperature of 0 ~ 5 ℃ for the reaction of step 1, it is preferable to stir at room temperature for 20 to 48 hours, preferably 22 to 24 hours. For the reaction of step 2 of the above method, as the solvent, any solvent capable of dissolving the dopamine derivative may be used without particular limitation, but methanol may be particularly preferably used. It is preferable to stir for 20 to 72 hours, preferably 22 to 24 hours at a temperature of 50 ~ 90 ℃, preferably 70 ~ 80 ℃ for the reaction of step 2.

다음으로, 본 발명의 항균 코팅 화합물을 사용한 코팅 방법에 대하여 설명한Next, the coating method using the antimicrobial coating compound of the present invention

다. 도 1은 본 발명의 항균 코팅 화합물이 코팅된 코팅 필름의 상태를 나타낸 도면이다. 도 1에 따르면, 본 발명의 항균 코팅 화합물은 코팅 기재에 대하여 코팅력이 있는 도파민 유도체 부분이 가교 결합을 통해 밀착력 있게 접착되어 있는 것을 알 수 있다. 본 발명의 항균 코팅 화합물을 이용한 코팅은 기존의 항균 코팅 과정에서 필요한 플라즈마 또는 프라이머를 이용한 전처리 공정과 같은 번거로운 공정 과정을 거치지 않아도 되는 장점이 있다.All. 1 is a view showing a state of a coating film coated with an antimicrobial coating compound of the present invention. According to Figure 1, the antimicrobial coating compound of the present invention can be seen that the dopamine derivative portion having a coating power to the coating substrate is adhered tightly through crosslinking. Coating using the antimicrobial coating compound of the present invention has the advantage that does not have to go through a cumbersome process such as a pretreatment process using a plasma or primer required in the conventional antimicrobial coating process.

코팅력을 가지는 카테콜기를 함유한 도파민 함유 항균 코팅 화합물을 염기성 조건하, 수용액, 또는 에탄올, 메탄올, 톨루엔, MC, DMF 또는 THF 등의 유기 용매하에 코팅 기재를 상온에서 20 ~ 28시간 보관하여 딥코팅시키는 과정을 통해, 카테콜기 함유 도파민 유도체 성분의 가교 결합이 이루어져 코팅이 이루어진다. 코팅 기재에 딥코팅된 항균 코팅 화합물에 함유된 항균력을 가지는 유효 성분인 제4급 암모늄염은 코팅된 표면에서 고정화되며, 가혹 조건(60℃, 습도 100%, 24h 보관) 하에서도 고정화가 잘 되어 항균 물질의 방출 없이 항균성을 나타낼 수 있다.Dopamine-containing antimicrobial coating compound containing a catechol group having a coating power is dip under basic conditions in an aqueous solution or an organic solvent such as ethanol, methanol, toluene, MC, DMF or THF for 20 to 28 hours at room temperature. Through the coating process, the catechol group-containing dopamine derivative component is cross-linked to form a coating. The quaternary ammonium salt, an active ingredient with antimicrobial activity contained in the antimicrobial coating compound coated on the coated substrate, is immobilized on the coated surface and is well immobilized even under harsh conditions (60 ° C, 100% humidity, 24h storage). Antimicrobial properties can be exhibited without release of the substance.

본 발명은 딥코팅 방법에 의한 코팅에 대해 구체적으로 설명하였으나, 스핀코팅이나 스프레이 코팅 등 일반적인 코팅 방법에 의해서도 코팅이 가능하다.The present invention has been described in detail with respect to the coating by the dip coating method, it is also possible to coat by a general coating method such as spin coating or spray coating.

본 발명에 따른 항균 코팅 화합물은 우수한 코팅력을 가지고 있어, 코팅 기재의 표면 성상이 금속이든 고분자 필름이든 제한되지 않고 다양한 표면에 코팅될 수 있다. 바람직한 코팅 기재로, 금속 표면은 Si, Ti 또는 Au가 될 수 있으며, 고분자 필름으로는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS) 또는 폴리디메틸실록산(PDMS)이 될 수 있다.The antimicrobial coating compound according to the present invention has excellent coating power, and can be coated on various surfaces without being limited whether the surface properties of the coating substrate are a metal or a polymer film. As a preferred coating substrate, the metal surface may be Si, Ti or Au, and the polymer film may be polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS) or polydimethylsiloxane. (PDMS).

한편 본 발명에 따르면, 상기한 항균 코팅 화합물은 항균 기능, 적외선 흡수 기능, 자외선 흡수 기능, 대전 방지 기능, 친수 기능 또는 발수 기능 등을 보유한 기능성 물질과 함께 항균 코팅 조성물로 제조될 수 있다. Meanwhile, according to the present invention, the antimicrobial coating compound may be prepared as an antimicrobial coating composition together with a functional material having an antibacterial function, an infrared absorption function, an ultraviolet absorption function, an antistatic function, a hydrophilic function or a water repellent function, and the like.

이하, 본 발명을 실시예와 함께 상세히 설명한다. 하기에서 설명하는 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with examples. The embodiments described below are intended to help the understanding of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예] 항균 코팅 화합물의 제조EXAMPLES Preparation of Antimicrobial Coating Compound

도파민(dopamine) 5g을 35ml의 THF에 넣어 녹였다. 위 용액에 TEA(트리에틸아민) 2.63g을 넣은 후, 적하 깔대기(dropping funnel)에 15ml의 THF(테트라하이드로퓨란)와 4-브로모부티로일 클로라이드(4-Bromobutyroyl chloride) 4.89g을 녹여 0℃ 조건하에서 1시간 동안 천천히 첨가한 후 5시간 교반하여 준 뒤 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 이 후 염을 제거하기 위하여 여과하고, 걸러진 용액을 헥산에 침전시켜 생기는 용액을 제외한 나머지 용액을 제거하고 드라이 오븐에서 건조시켰다. 건조 후에 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride, MC)를 이용하여 재침전시킨 후 침전물을 건조하였다. 건조되어 얻어진 생성물을 메탄올에 모두 녹인 후, N,N'-디메틸데실아민(N,N'-Dimethyldecylamine)을 넣고 24시간 동안 80℃ 조건하에서 교반하였다. 그런 후 헥산을 이용하여 침전시킨 뒤에 헥산을 제거하고, 드라이 오븐에서 건조시켜 메틸렌 클로라이드를 넣어 녹인 후, 메틸렌 클로라이드를 제거하여 하기 화학식 4의 화합물을 얻었다. 실시예의 반응을 하기 화학반응식으로 나타내었다. 5 g of dopamine was dissolved in 35 ml of THF. 2.63 g of TEA (triethylamine) was added to the gastric solution, and 15 ml of THF (tetrahydrofuran) and 4.89 g of 4-bromobutyroyl chloride were dissolved in a dropping funnel. The mixture was slowly added under 1 ° C. for 1 hour, and then stirred for 5 hours, followed by stirring at room temperature for 24 hours. Thereafter, to remove salt, it was filtered, and the remaining solution except for the solution caused by precipitation of the filtered solution in hexane was removed and dried in a dry oven. After drying, the precipitate was reprecipitated using methylene chloride (MC) and dried. After drying, the obtained product was dissolved in methanol, and N, N'-dimethyldecylamine (N, N'-Dimethyldecylamine) was added thereto, and the mixture was stirred at 80 ° C for 24 hours. Thereafter, the precipitate was precipitated using hexane, and then hexane was removed, dried in a dry oven, dissolved in methylene chloride, and then methylene chloride was removed to obtain a compound of Chemical Formula 4 below. The reaction of the examples is shown by the following chemical scheme.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112011080951571-pat00005
Figure 112011080951571-pat00005

[화학반응식][Chemical Reaction Formula]

Figure 112011080951571-pat00006

Figure 112011080951571-pat00006

본 실시예에서 얻어진 상기 화학식 4의 화합물을 1H NMR을 통한 구조 분석을 하고 그 결과를 도 2에 나타내었다. The compound of Chemical Formula 4 obtained in this Example was subjected to structural analysis through 1H NMR, and the results are shown in FIG. 2.

[시험예 1] 코팅성 시험 Test Example 1 Coating Test

본 발명에 따른 항균 코팅 화합물의 코팅성을 평가하기 위하여 다음과 같은 실험을 진행하였다. In order to evaluate the coating properties of the antimicrobial coating compound according to the present invention was carried out the following experiment.

(1) 수용액 상태에서의 딥코팅 (1) Dip coating in aqueous solution

실시예에서 수득된 항균 코팅 화합물 샘플을 수용액 용매에 50mg/ml로 녹였다. 이 용액 중에 Si, Ti 및 Au로 된 금속 표면과 범용성 고분자 필름인 PDMS, PET, PVC, PS 및 PP를 넣어 상온하 pH 8.5 이상의 염기성 조건에서 24시간 동안 보관하여 딥코팅하였다. 이 때 산화제인 NaIO4를 항균 코팅 화합물 샘플 1당량에 대해 2 ~ 10당량의 양으로 코팅 시간을 단축하기 위하여 첨가하는 것이 가능하며, 본 시험에서는 2당량을 첨가하였다.The antimicrobial coating compound sample obtained in the example was dissolved at 50 mg / ml in an aqueous solution solvent. The metal surface of Si, Ti and Au and PDMS, PET, PVC, PS, and PP, which were universal polymer films, were added to the solution, and stored in a basic condition of pH 8.5 or above at room temperature for 24 hours for deep coating. At this time, it is possible to add the oxidizing agent NaIO 4 in order to shorten the coating time in an amount of 2 to 10 equivalents to 1 equivalent of the antimicrobial coating compound sample, 2 equivalents was added in this test.

먼저, 금속 표면 및 고분자 필름 표면에 대한 코팅 여부를 확인하기 위하여, 접촉각을 측정하였으며, 접촉각의 변화 유무를 근거로 하여 코팅 여부를 판단하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 코팅되지 않은 상태의 표면(Bare로 표시)의 접촉각을 측정한 결과값, 단계 1에서 생성된 도파민 유도체에서 수득된 샘플, 그리고 실시예에서 수득된 샘플을 이용하여 코팅된 표면의 접촉각을 측정한 결과값을 비교하여 보면, Bare 상태와 코팅된 상태들의 접촉각이 달라지는 것으로 나타났다. 구체적으로 코팅된 경우에는 모두 접촉각이 금속 표면에서는 커지고, 범용성 고분자 필름에서는 접촉각이 작아지는 것으로 확인되었다. First, in order to confirm the coating on the metal surface and the surface of the polymer film, the contact angle was measured, and the coating was determined based on the change of the contact angle. The results are shown in Table 1 below. The result of measuring the contact angle of the uncoated surface (indicated by Bare), the sample obtained from the dopamine derivative produced in step 1, and the contact angle of the coated surface using the sample obtained in Example Comparing the values, it was found that the contact angles of the bare and coated states varied. In the case of coating, it was confirmed that the contact angle became large on the metal surface and the contact angle decreased on the general-purpose polymer film.

Figure 112011080951571-pat00007
Figure 112011080951571-pat00007

한편, 위와 동일한 방법으로 코팅된 표면의 코팅 두께를 엘립소미터(Elipsometer)를 이용하여 측정하였다. 그 결과 코팅되지 않은 Bare 상태와 실시예에서 수득된 샘플을 이용하여 코팅된 표면의 두께의 차이를 확인하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 표 2에 따르면, 코팅 시간을 단축하기 위해 사용된 NaIO4 첨가 후에 코팅 두께가 더 두꺼워진 것을 알 수 있다.On the other hand, the coating thickness of the surface coated in the same manner as above was measured using an ellipsometer (Elipsometer). As a result, the difference of the thickness of the coated surface was confirmed using the uncoated Bare state and the sample obtained in the Example, and the results are shown in Table 2. According to Table 2, it can be seen that the coating thickness became thicker after the addition of NaIO 4 used to shorten the coating time.

Si표면Si surface Ti표면Ti surface Au표면Au surface 실시예Example NaIO4NaIO 4 Ex 87.3987.39 59.1559.15 56.9656.96 NaIO4After NaIO 4 109.78109.78 990.77990.77 689.82689.82

또한, 위와 동일한 방법을 통하여 코팅된 Si 금속 표면을 ATR-IR로 측정하여 표면의 작용기를 확인하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에 따르면, 실시예에서 수득된 샘플을 이용하여 코팅된 표면을 측정하였을 때, 2800cm-1의 범위에서 샘플에 포함된 알킬 사슬과 3000-3500cm-1의 범위에서 나타나는 방향족(aromatic) 작용기가 확인되었다. In addition, the coated Si metal surface was measured by ATR-IR through the same method as above, and the functional groups of the surface were confirmed. The results are shown in FIG. 3. Aromatic (aromatic) appears in the range according to FIG. 3, when using the samples obtained in Examples measured by the coated surface, 2800cm -1 The alkyl chain and 3000-3500cm -1 in the sample in the range of functional groups Confirmed.

마지막으로 위와 동일한 방법을 통하여 코팅된 표면의 표면 분석을 위해 XPS를 측정하였으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에 따르면, 표면 분석 결과 284-285 eV에서 C (1s), 531 eV 에서 O (1s) 그리고 399 eV에서 N (1s)와 같은 원소를 확인 하였다.Finally, XPS was measured for surface analysis of the coated surface through the same method as above, and the results are shown in FIG. 4. According to Figure 4, the surface analysis confirmed the elements such as C (1s) at 284-285 eV, O (1s) at 531 eV and N (1s) at 399 eV.

(2) 유기 용매 상태에서의 딥코팅 과정(2) Dip Coating Process in Organic Solvent State

실시예에서 수득된 항균 코팅 화합물 샘플을 유기 용매인 메탄올에 50mg/ml로 녹였다. 이때, 유기 용매와 수용액의 비율을 조절하여 다양하게 진행하였다. 이 용액 중에 Si, Ti 및 Au로 된 금속 표면을 넣어 상온하에서 24시간 동안 보관하여 딥코팅하였다. 코팅된 표면의 접촉각을 측정하고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 코팅된 경우 접촉각이 금속 표면에서는 커지고, 범용성 고분자 필름에서는 접촉각이 작아지는 것으로 확인되었다.The antimicrobial coating compound sample obtained in the example was dissolved at 50 mg / ml in methanol as an organic solvent. At this time, the ratio of the organic solvent and the aqueous solution was adjusted in various ways. In this solution, a metal surface of Si, Ti, and Au was added and stored at room temperature for 24 hours for deep coating. The contact angle of the coated surface was measured and the results are shown in Table 3 below. When coated, it was found that the contact angle became large on the metal surface and the contact angle decreased on the general-purpose polymer film.

Figure 112011080951571-pat00008
Figure 112011080951571-pat00008

(3) 가혹 조건 (-70℃, 60℃, 그리고 100℃)에서의 딥코팅 과정(3) Dip coating process under harsh conditions (-70 ℃, 60 ℃, and 100 ℃)

실시예에서 수득된 항균 코팅 화합물 샘플을 수용액에 50mg/ml로 녹였다. 이 용액 중에 Si 금속표면을 넣어 -70℃, 60℃, 그리고 100℃의 가혹 조건 하에 24시간 동안 보관하여 딥코팅하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었다. 가혹 조건하에서도 접촉각의 큰 변화가 없는 것을 확인 하여 가혹 조건하에서도 코팅 물질의 고정화가 가능하다는 것을 확인 하였다. The antimicrobial coating compound sample obtained in the example was dissolved in an aqueous solution at 50 mg / ml. The Si metal surface was placed in this solution and stored for 24 hours under harsh conditions of -70 ° C, 60 ° C, and 100 ° C, and then dip coated. The results are shown in Table 4. It was confirmed that there was no significant change in contact angle even under harsh conditions, and it was confirmed that the coating material could be immobilized even under severe conditions.

Figure 112011080951571-pat00009
Figure 112011080951571-pat00009

[시험예2] 항미생물 효과 시험Test Example 2 Antimicrobial Effect Test

본 발명에 따른 항균 코팅 조성물의 항균성에 관한 실용성을 평가하기 위하여 다음과 같은 실험을 진행하였다. In order to evaluate the practicality of the antimicrobial properties of the antimicrobial coating composition according to the present invention, the following experiment was conducted.

(1) 고체 아가 플레이트 상에서의 실험(1) Experiment on solid agar plate

다양한 세균에 대한 항미생물 효과를 시험하기 위해, 대표적으로 사용되는 그람 양성 및 그람 음성 시험 미생물을 선발하였다. 선발된 미생물은 그람 음성균으로 대장균(Escherichia coli)과 살모넬라 파라티피(Salmonella paratyphi), 그람 양성균으로 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus)를 각각 선별하였다. 항균력을 배양된 콜로니수로 계산하여 육안측정이 가능한 한천 플레이트 도말방법 (Agar Plate Smear Mathod)과 코팅된 금속 또는 범용성 고분자 필름 표면의 주변에 나타나는 억제대(inhibition zone)를 관찰하는 전형적인 항균 스크리닝 시스템을 이용하여, 각각 균주에 따른 고체 LB, NB 그리고 MRS 아가 플레이트 상에서의 항균성을 측정하였다. 구체적으로는 아래와 같이 실험을 진행하였다. To test the antimicrobial effects on various bacteria, representative Gram positive and Gram negative test microorganisms were selected. The selected microorganisms were selected as Escherichia coli, Salmonella paratyphi as Gram-negative bacteria, and Staphylococcus aureus as Gram-positive bacteria. Agar Plate Smear Mathod, which can be measured visually by counting the antimicrobial activity in cultured colonies, and a typical antimicrobial screening system that observes the inhibition zone that appears around the surface of a coated metal or universal polymer film The antimicrobial activity on solid LB, NB and MRS agar plates, respectively, was determined according to the strain. Specifically, the experiment was performed as follows.

(1) 살모넬라(Salmonella)의 NB 아가 플레이트 상에서의 한천 플레이트 도말 방법 시험(1) Agar plate smearing method test on NB agar plate of Salmonella

그람 음성균으로 대표적인 살모넬라에 대해서 NB 아가 플레이트에서의 항균성 시험을 수행하였다. 살모넬라의 싱글 콜로니(single colony)를 5ml NB 액체 배지 내로 접종하였고, 150rpm으로 교반하면서 37℃ 쉐이킹 인큐베이터에서 하룻밤 동안 배양하였다. 배양된 세포 현탁액의 50ul를 액체 NB 배지 5ml에 접종 하였다. 이 용액의 100ul를 900ul의 펩톤(peptone)수에 접종 하는, 이러한 방법을 반복하여 최종 균주를 102 개 까지 희석하였다. 상기 실시예에서 수득된 샘플을 50mg/ml의 농도로 딥코팅한 범용성 PVC 및 PS 필름을 플레이트에 얹고, 그 위에 고체 NB 아가 플레이트를 형성시켰다. 그 다음 희석된 세포 배양액 100ul를 NB 아가 플레이트 상에 플레이팅한 다음 37℃ 인큐베이터에서 하룻밤 동안 배양하였다. Antimicrobial tests on NB agar plates were performed on Salmonella, representative of Gram-negative bacteria. A single colony of Salmonella was inoculated into 5 ml NB liquid medium and incubated overnight in a 37 ° C. shaking incubator with stirring at 150 rpm. 50ul of the cultured cell suspension was inoculated in 5ml of liquid NB medium. 100 ul of this solution was inoculated in 900 ul of peptone water to repeat this method to dilute the final strain to 10 2 . A universal PVC and PS film, dip-coated with the sample obtained in this example at a concentration of 50 mg / ml, was placed on a plate, and a solid NB agar plate was formed thereon. 100 ul of diluted cell culture was then plated onto NB agar plates and incubated overnight in a 37 ° C. incubator.

그 결과, 위 실시예에서 코팅된 PVC 및 PS 필름 표면에서는 콜로니가 전혀 성장하지 않아 나타나지 않았지만, 코팅되지 않은 표면에서는 수많은 콜로니가 관찰되었다. 결과를 표 5에 나타내었다. 표 5에 따르면, 본 발명의 실시예에서 수득된 샘플로 코팅된 경우 가혹조건하에서도 항균성의 변화가 없는 것을 알 수 있다.As a result, colonies did not grow at all on the coated PVC and PS film surfaces in the above examples, but numerous colonies were observed on the uncoated surfaces. The results are shown in Table 5. According to Table 5, it can be seen that when coated with the sample obtained in the embodiment of the present invention there is no change in antimicrobial properties even under severe conditions.

PVC표면PVC surface PS표면PS surface 가혹조건(60℃, 습도 100%, 24h 보관)Severe conditions (60 ℃, 100% humidity, 24h storage) ControlControl 실시예Example ControlControl 실시예Example ControlControl 실시예Example Log10CFU
(ml)
Log 10 CFU
(ml)
3.53.5 00 3.693.69 00 3.513.51 00
Bacteria Kill
(%)
Bacteria Kill
(%)
-- 100100 -- 100100 -- 100100

(2) 대장균(E. coli)의 LB 아가 플레이트 상에서의 한천 플레이트 도말 방법 시험(2) Test of agar plate smearing method on LB agar plate of E. coli

그람 음성균으로 대표적인 이셔리키아 콜라이에 대해서도 LB 아가 플레이트에서의 항균성 시험을 수행하였다. 위의 살모넬라의 방법과 동일하게 진행하였다. Antimicrobial tests on LB agar plates were also performed on the Escherichia coli, a representative Gram-negative bacterium. Proceed as in Salmonella method above.

그 결과, 동일 결과가 나타났다. 즉, 실시예에서 수득된 샘플로 코팅된 표면에서는 콜로니가 전혀 성장하지 않아 나타나지 않았지만, 코팅되지 않은 표면에서는 수많은 콜로니가 관찰되었다. 그 결과를 도 5 및 표 6에 나타내었다. 표 6에 따르면, 본 발명의 실시예에서 수득된 샘플로 코팅된 경우 가혹조건하에서도 항균성의 변화가 없는 것을 알 수 있다.As a result, the same result was found. That is, colonies did not grow at all on the surface coated with the sample obtained in the example, but numerous colonies were observed on the uncoated surface. The results are shown in FIG. 5 and Table 6. According to Table 6, it can be seen that when coated with the sample obtained in the embodiment of the present invention there is no change in antimicrobial properties even under severe conditions.

PVC표면PVC surface PS표면PS surface 가혹조건(60℃, 습도 100%, 24h 보관)Severe conditions (60 ℃, 100% humidity, 24h storage) ControlControl 실시예Example ControlControl 실시예Example ControlControl 실시예Example Log10CFU
(ml)
Log 10 CFU
(ml)
3.783.78 00 3.363.36 00 3.543.54 00
Bacteria Kill
(%)
Bacteria Kill
(%)
-- 100100 -- 100100 -- 100100

(3) 황색포도상구균(S.(3) Staphylococcus aureus (S. aureusaureus )의 )of MRSMRS 아가 플레이트 상에서의 한천 플레이트 도말 방법 시험 Agar plate smearing method test on agar plate

S.aureus의 싱글 콜로니(single colony)를 5ml MRS 액체 배지 내로 접종하였고, 37℃ 인큐베이터에서 하룻밤 동안 배양하였다. 배양된 세포 현탁액의 50ul를 액체 MRS 배지 5ml에 접종 하였다. 이 용액의 100ul를 900ul의 펩톤(peptone)수에 접종하는, 이와 같은 방법을 반복하여 최종 균주를 102 개 까지 희석하였다. 상기 실시예에서 수득된 샘플을 50mg/ml의 농도로 딥코팅한 범용성 PVC 및 PS 필름을 플레이트에 얹고, 그 위에 고체 MRS 아가 플레이트를 형성하였다. 그 다음 희석된 세포 배양액 100ul를 MRS 아가 플레이트 상에 플레이팅한 다음 37℃ 인큐베이터에서 하룻밤 동안 배양하였다.Single colonies of S. aureus were inoculated into 5 ml MRS liquid medium and incubated overnight in a 37 ° C. incubator. 50ul of the cultured cell suspension was inoculated in 5ml of liquid MRS medium. This procedure was repeated, inoculating 100 ul of this solution in 900 ul of peptone water to dilute the final strain to 10 2 . General purpose PVC and PS films were dip-coated with the sample obtained in this example at a concentration of 50 mg / ml, and a solid MRS agar plate was formed thereon. 100 ul of diluted cell culture was then plated onto MRS agar plates and incubated overnight in a 37 ° C. incubator.

스타필로코쿠스 아우레우스의 경우, 실시예에서 수득된 샘플로 코팅되지 않은 필름에서는 수많은 콜로니가 관찰되었지만, 실시예에서 수득된 샘플로 코팅된 표면은 상기 스타필로코쿠스 아우레우스의 콜로니가 전혀 성장하지 않았다. 그 결과를 도 6 및 표 7에 나타내었다. 표 7에 따르면, 본 발명의 실시예에서 수득된 샘플로 코팅된 경우 가혹조건하에서도 항균성의 변화가 없는 것을 알 수 있다.In the case of Staphylococcus aureus, numerous colonies were observed in the film that was not coated with the sample obtained in the example, but the surface coated with the sample obtained in the example showed that the colony of Staphylococcus aureus Didn't grow at all The results are shown in FIG. 6 and Table 7. According to Table 7, it can be seen that when coated with the sample obtained in the embodiment of the present invention there is no change in antimicrobial properties even under severe conditions.

PVC표면PVC surface PS표면PS surface 가혹조건(60℃, 습도 100%, 24h 보관)Severe conditions (60 ℃, 100% humidity, 24h storage) ControlControl 실시예Example ControlControl 실시예Example ControlControl 실시예Example Log10CFU
(ml)
Log 10 CFU
(ml)
3.883.88 00 3.433.43 00 3.793.79 00
Bacteria Kill
(%)
Bacteria Kill
(%)
-- 100100 -- 100100 -- 100100

(4) 살모넬라((4) Salmonella ( SalmonellaSalmonella )의 )of NBNB 아가 플레이트 상에서의 억제대( Restraining band on agar plate ( inhibitioninhibition zone) 시험 zone test

살모넬라의 싱글 콜로니(single colony)를 5ml NB 액체 배지 내로 접종하였고, 37℃ 인큐베이터에서 하룻밤 동안 배양하였다. 배양된 세포 현탁액의 50ul를 녹인 고체 NB 배지 5ml에 접종 하였다. 상기 실시예에서 수득된 샘플을 50mg/ml의 농도로 하여 코팅된 PVC 표면이 균주와 맞닿도록 하여 고체 NB 플레이트에 얹어 놓았다. 그 다음 균주를 접종한 녹인 고체 NB 배지를 그 위에 전체적으로 덮일 수 있도록 플레이팅한 다음 37℃ 인큐베이터에서 하룻밤 동안 배양하였다. Single colonies of Salmonella were inoculated into 5 ml NB liquid medium and incubated overnight in a 37 ° C. incubator. 50ul of the cultured cell suspension was inoculated in 5ml of dissolved solid NB medium. The sample obtained in the above example was placed on a solid NB plate at a concentration of 50 mg / ml so that the coated PVC surface was in contact with the strain. The inoculated strained solid NB medium was then plated so as to be entirely covered thereon and incubated overnight in a 37 ° C. incubator.

그 결과, 실시예에서 수득된 샘플을 코팅하지 않은 표면에서는 균주가 모두 자란 것을 확인 할 수 있었으나, 실시예에서 수득된 샘플을 통해 코팅된 표면은 균주의 성장이 억제되어 자라지 못하여 육안으로 비교적 확인이 확실한 투명한 억제대(inhibition zone)를 형성 하였다. 그 결과를 도 7에 나타내었다.As a result, it was confirmed that all strains were grown on the surface which was not coated with the sample obtained in the example, but the surface coated with the sample obtained in the example was relatively suppressed by the naked eye because growth of the strain was suppressed. A clear transparent inhibition zone was formed. The results are shown in Fig.

(5) E.coli의 LB 아가 플레이트 상에서의 억제대(inhibition zone) 시험(5) Inhibition zone test on LB agar plate of E. coli

E.coli에 대해서도 LB 아가 플레이트에서의 항균성 시험이 수행되었다. 위의 살모넬라의 방법과 동일하게 진행하였다. 그 결과, 실시예에서 수득된 샘플을 코팅하지 않은 PVC 표면에서는 균주가 모두 자란 것을 확인할 수 있었으나, 실시예에서 수득된 샘플을 통해 코팅된 표면은 균주의 성장이 억제되어 자라지 못하여 투명한 억제대(inhibition zone)를 작게 형성 하였다. 그 결과를 도 8에 나타내었다.Antimicrobial testing on LB agar plates was also performed on E. coli. Proceed as in Salmonella method above. As a result, it was confirmed that all strains were grown on the PVC surface which was not coated with the sample obtained in the example, but the surface coated with the sample obtained in the example was inhibited from the growth of the strain, so that the growth was not possible. ) Formed small. The results are shown in Fig.

(6) S.aureus의 MRS 아가 플레이트 상에서의 억제대(inhibition zone) 시험(6) Inhibition zone test on MRS agar plate of S. aureus

S.aureus의 싱글 콜로니(single colony)를 5ml MRS 액체 배지 내로 접종하였고, 37℃ 인큐베이터에서 하룻밤 동안 배양하였다. 배양된 세포 현탁액의 50ul를 녹인 고체 MRS 배지 5ml에 접종 하였다. 상기 실시예에서 수득된 샘플을 50mg/ml의 농도로 딥코팅한 PVC 필름의 코팅된 면이 균주와 맞닿도록 하여 고체 MRS 플레이트에 얹어 놓았다. 그 다음 균주를 접종한 녹인 고체 MRS 배지를 그 위에 전체적으로 덮일 수 있도록 플레이팅 한 다음 37℃ 인큐베이터에서 하룻밤 동안 배양하였다. 그 결과, 실시예에서 수득된 샘플을 코팅하지 않은 표면에서는 균주가 모두 자란 것을 확인할 수 있었으나, 실시예에서 수득된 샘플로 코팅된 표면은 균주의 성장이 억제되어 자라지 못하여 투명한 억제대(inhibition zone)를 작게 형성하였다. 그 결과를 도 9에 나타내었다.Single colonies of S. aureus were inoculated into 5 ml MRS liquid medium and incubated overnight in a 37 ° C. incubator. 50ul of the cultured cell suspension was inoculated in 5ml of dissolved solid MRS medium. The sample obtained in this example was placed on a solid MRS plate with the coated side of the PVC film dip-coated at a concentration of 50 mg / ml contacting the strain. The inoculated strained solid MRS medium was then plated so as to be entirely covered thereon and incubated overnight in a 37 ° C. incubator. As a result, it was confirmed that all strains were grown on the surface which was not coated with the sample obtained in the example, but the surface coated with the sample obtained in the example did not grow because the growth of the strain was inhibited and thus a transparent inhibition zone was created. It was formed small. The results are shown in FIG.

Claims (22)

카테콜기를 지닌 도파민(Dopamine) 유도체 및 지방족 알킬 사슬을 갖는 제4급 암모늄염으로 이루어진 하기 화학식 1의 항균 코팅 화합물.
[화학식 1]
Figure 112011080951571-pat00010

상기 식에서, m은 1 내지 6의 정수이고, n은 2 내지 20의 정수이다.
An antimicrobial coating compound of formula 1 consisting of a dopamine derivative having a catechol group and a quaternary ammonium salt having an aliphatic alkyl chain.
[Formula 1]
Figure 112011080951571-pat00010

Wherein m is an integer from 1 to 6 and n is an integer from 2 to 20.
제1항에 있어서,
상기 카테콜기를 지닌 도파민 유도체는 도파민과 아실할라이드계 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물.
The method of claim 1,
Dopamine derivative having a catechol group is an antimicrobial coating compound, characterized in that consisting of dopamine and acyl halide-based compounds.
제2항에 있어서,
상기 아실할라이드계 화합물은 3-브로모 프로피오닐 클로라이드(3-Bromopropionyl chloride), 4-브로모 부티로일 클로라이드(4-Bromobutyroyl chloride), 5-브로모 발레로일 클로라이드(5-Bromovaleroyl chloride) 및 6-브로모 헥사노일 클로라이드(6-Bromohexanoyl chloride)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물.
The method of claim 2,
The acyl halide compounds include 3-bromopropionyl chloride, 4-bromobutyroyl chloride, 5-bromo valeroyl chloride, and 5-bromoleroyl chloride. 6-Bromo hexanoyl chloride (6-Bromohexanoyl chloride) is an antimicrobial coating compound, characterized in that any one compound selected from the group consisting of.
제1항에 있어서,
상기 제4급 암모늄염은 C2-C16 범위의 알킬 사슬을 갖는 제4급 암모늄염인 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물.
The method of claim 1,
The quaternary ammonium salt is an antimicrobial coating compound, characterized in that the quaternary ammonium salt having an alkyl chain in the C 2 -C 16 range.
제1항에 있어서,
상기 제4급 암모늄염은 N,N'-디메틸에틸아민(N,N'-Dimethylethylamine), N,N'-디메틸부틸아민(N,N'-Dimethylbutylamine), N,N'-디메틸헥실아민(N,N'-Dimethylhexylamine), N,N'-디메틸헵틸아민(N,N-Dimethylheptylamine), N,N'-디메틸옥틸아민(N,N-Dimethyloctylamine), N,N'-디메틸노닐아민(N,N-Dimethylnonylamine), N,N'-디메틸데실아민(N,N'-Dimethyldecylamine), N,N'-디메틸운데실아민(N,N-Dimethylundecylamine), N,N'-디메틸도데실아민(N,N'-Dimethyldodecylamine), N,N'-디메틸테트라데실아민(N,N'-Dimethyltetradecylamine) 및 N,N'-디메틸헥사데실아민(N,N-Dimethylhexadecylamine)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물.
The method of claim 1,
The quaternary ammonium salts include N, N'-dimethylethylamine, N, N'-dimethylbutylamine, N, N'-dimethylhexylamine (N , N'-Dimethylhexylamine), N, N'-dimethylheptylamine, N, N'-dimethyloctylamine, N, N'-dimethylnonylamine (N, N-Dimethylnonylamine), N, N'-Dimethyldecylamine, N, N'-Dimethylundecylamine, N, N'-Dimethyldodecylamine, Any one selected from the group consisting of N, N'-Dimethyldodecylamine, N, N'-Dimethyltetradecylamine, and N, N'-dimethylhexadecylamine Antimicrobial coating compound, characterized in that the compound.
제1항에 있어서,
상기 카테콜기를 지닌 도파민(Dopamine) 유도체와 제4급 암모늄염은 1:1의 몰비로 결합된 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물.
The method of claim 1,
Dopamine (Dopamine) derivative having a catechol group and the quaternary ammonium salt is an antimicrobial coating compound, characterized in that combined in a molar ratio of 1: 1.
제 1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 항균 코팅 화합물이 대장균(Escherichia coli), 살모넬라 파라티피(Salmonella paratyphi), 클레브실라 뉴모니아(Klebsilla pneumoniae), 프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris), 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae) 및 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri), 시겔라 디센테리아(Shigella dysenteriae)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 그람 음성균에 대하여 항균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물.The antimicrobial coating compound according to any one of claims 1 to 6 is Escherichia coli, Salmonella paratyphi, Klebsilla pneumoniae, Proteus vulgaris, An antimicrobial coating compound characterized by having antimicrobial activity against at least one Gram-negative bacterium selected from the group consisting of Vibrio cholerae, Shigella flexneri, and Shigella dysenteriae. 제 1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 항균 코팅 화합물이 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 안트라시스(Bacillus anthracis), 미코박테리움 스메그마티스(Mycobacterium smegmatis), 미코박테리움 투베르쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis),미코박테리움 칸사시(Mycobacterium kansasii), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus) 및 스트렙토코커스 피오게네스(Streptococcus pyogenes)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 그람 양성균에 대하여 항균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물.The antimicrobial coating compound according to any one of claims 1 to 6 is Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Mycobacterium smegmatis, Mycobacterium two One or more Gram-positive bacteria selected from the group consisting of Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium kansasii, Staphylococcus aureus, and Streptococcus pyogenes Antimicrobial coating compound, characterized in that it has an antimicrobial activity against. 제 1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 항균 코팅 화합물이 곰팡이, 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger), 페니실륨(penicillium), 클라도스 포리움(Cladosporium), 아르터나리아(Arternaria) 및 푸자륨(Fusarium)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 진균에 대하여 항균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물.The antimicrobial coating compound according to any one of claims 1 to 6 is selected from fungi, Aspergillus niger, penicillium, Cladosporium, Arternaria and An antimicrobial coating compound characterized by having antimicrobial activity against one or more fungi selected from the group consisting of Fusarium. 제 1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 항균 코팅 화합물은 -70℃ 내지 100℃의 온도에서 보관 후에도 그람 양성균, 그람 음성균 및 진균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균에 대하여 항균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물. The antimicrobial coating compound according to any one of claims 1 to 6 has an antimicrobial activity against at least one bacterium selected from the group consisting of Gram-positive bacteria, Gram-negative bacteria and fungi even after storage at a temperature of -70 ° C to 100 ° C. Antimicrobial coating compound, characterized in that having a. 제 1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 항균 코팅 화합물은 습도 100%에서 보관 후에도 그람 양성균, 그람 음성균 및 진균으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균에 대하여 항균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물. The antimicrobial coating compound according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it has an antimicrobial activity against one or more bacteria selected from the group consisting of Gram-positive bacteria, Gram-negative bacteria and fungi even after storage at 100% humidity. Antibacterial coating compound. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 항균 코팅 화합물의 제조방법에 있어서,
카테콜기 함유 도파민 화합물과 아실할라이드 화합물을 용매 하에 반응시켜 도파민 유도체 화합물을 얻는 단계 1; 및
얻어진 상기 도파민 유도체와 지방족 알킬 사슬을 갖는 제4급 암모늄염을 용매 하에서 반응시키는 단계 2를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물의 제조방법.
In the method for producing an antimicrobial coating compound according to any one of claims 1 to 6,
Step 1, reacting the catechol group-containing dopamine compound and the acyl halide compound in a solvent to obtain a dopamine derivative compound; And
Method for producing an antimicrobial coating compound comprising the step 2 of reacting the obtained dopamine derivatives with a quaternary ammonium salt having an aliphatic alkyl chain in a solvent.
제12항에 있어서,
상기 단계 1의 용매는 테트라하이드로퓨란인 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물의 제조방법.
The method of claim 12,
The solvent of step 1 is a method for producing an antimicrobial coating compound, characterized in that tetrahydrofuran.
제12항에 있어서,
상기 단계 1은 0 ~ 5℃의 온도에서 4 ~ 6시간 동안 교반한 후, 상온에서 20 ~ 48시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물의 제조방법.
The method of claim 12,
Step 1 is a method for producing an antimicrobial coating compound, characterized in that the reaction for 4 to 6 hours at a temperature of 0 ~ 5 ℃, the reaction for 20 to 48 hours at room temperature.
제12항에 있어서,
상기 단계 2의 용매는 메탄올인 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물의 제조방법.
The method of claim 12,
The solvent of step 2 is a method for producing an antimicrobial coating compound, characterized in that methanol.
제12항에 있어서,
상기 단계 2는 70 ~ 80℃의 온도에서 22 ~ 72시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물의 제조방법.
The method of claim 12,
Step 2 is a method for producing an antimicrobial coating compound, characterized in that the reaction for 22 to 72 hours at a temperature of 70 ~ 80 ℃.
제 1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 항균 코팅 화합물을 수용액 또는 유기 용매에 녹인 후, 기판을 넣고 상온에서 20 ~ 28시간 동안 딥코팅하는 것을 특징으로 하는 항균 코팅 화합물의 코팅 방법.A method for coating an antimicrobial coating compound, characterized in that the antimicrobial coating compound according to any one of claims 1 to 6 is dissolved in an aqueous solution or an organic solvent, followed by dip coating for 20 to 28 hours at room temperature. 제 17항에 있어서,
상기 기판은 Si, Ti 또는 Au 기판인 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
18. The method of claim 17,
The substrate is a coating method, characterized in that the Si, Ti or Au substrate.
제 17항에 있어서,
상기 기판은 범용성 고분자 필름인 PP, PET, PVC, PDMS 또는 PS인 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
18. The method of claim 17,
The substrate is a coating method, characterized in that the universal polymer film PP, PET, PVC, PDMS or PS.
제17항에 있어서,
상기 수용액 중에 NaIO4를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
18. The method of claim 17,
Coating method characterized by further adding NaIO 4 to the aqueous solution.
제17항에 있어서,
상기 유기 용매는 에탄올, 메탄올, 톨루엔, 클로로메탄(MC), 디메틸포름아마이드(DMF) 또는 테트라하이드로퓨란(THF)인 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
18. The method of claim 17,
The organic solvent is ethanol, methanol, toluene, chloromethane (MC), dimethylformamide (DMF) or tetrahydrofuran (THF).
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 항균 코팅 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 코팅 조성물.An antimicrobial coating composition comprising an antimicrobial coating compound according to any one of claims 1 to 6.
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