[发明专利]胍基改性季铵盐及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于一种表面活性剂及其合成方法，具体地说涉及一种胍基改性季铵盐及其合成方法。 

背景技术

自从1935年Domagk发现烷基二甲基氯化铵的杀菌作用至今，季铵盐型杀菌剂先后经历了烷基二甲基卤化铵、双长链季铵盐，Gemini季铵盐以及一些改性产品，其表面活性和杀菌活性均得到明显的改善。例如中国专利CN101165045A报道了双烷基甲基羟乙基季铵盐及其合成方法，CN1973625A报道了吡啶季铵盐及其合成方法，CN1115328C报道了羟基和胺基改性季铵盐及其合成方法。关于改性季铵盐表面活性剂的研究工作在众多文献中得以报道。但即使这样，杀菌剂长期使用，细菌也会产生抗药性，使得药效逐渐下降，投放量不断加大，生产成本上升，对环境也造成极大的影响。因此研制新型高效杀菌剂成为国内外急需解决的问题。 

胍基是精氨酸残体的一部分，是药物设计和药物分子结构改造的首选基团，具有广谱抗菌杀菌活性。已开发的长链烷基单胍和多胍、芳基胍、酰基胍等很多对微生物（包括细菌、真菌、病毒等）有杀死或抑制作用。很多环状胍的衍生物也具有杀菌活性，农药多菌灵和苯菌灵是其代表性化合物。长链烷基胍具有高效的杀抑菌性能，但其水溶性较差，大多制成农药乳剂来使用，限制了其应用领域。 

将胍基引入长链季铵盐表面活性剂分子中，可借助二者强的正电性来加强对细菌的吸附，从而改善细菌的抗药性，同时增强其抗真菌活性。关于此类表面活性剂还未见报道。 

发明内容

本发明是提供一种胍基改性季铵盐及其合成方法。 

胍基改性季铵盐的通式如下： 

  

式中R₁为C₈-C₁₂的饱和直链烷烃；R₂=H或R₁；R₃=H或CH₃。

发明人以N,N-二甲基丙二胺、长链溴代烷为原料，通过调节溴代烷投料比季铵化反应得到单链或双链季铵盐，第二步与氰胺或取代氰胺反应得到胍基化产物。化学反应式如下： 

  

式中R₁为C₈-C₁₂的饱和直链烃基；R₃=H或CH₃。Ⅰ为长链胍基改性季铵盐，Ⅱ为Gemini型胍基改性季铵盐。

具体合成方法如下： 

一、长链胍基改性季铵盐（Ⅰ）的合成：

（1）按与N,N-二甲基丙二胺等摩尔量的长链溴代烃，在室温搅拌的条件下，将长链溴代烃滴加入N,N-二甲基丙二胺与低碳醇溶剂组成的溶液中，滴加时间为20-80min，滴加完毕后，继续反应0.5-2h后，然后升温回流反应4-8h，减压蒸馏溶剂，得到N,N-二甲基-N-胺丙基-N-长链烷基季铵盐中间体（Ⅲ）其中：低碳醇与N,N-二甲基丙二胺的质量比6-20:1;

（2）将中间体（Ⅲ）溶于丙酮溶剂中，室温搅拌下滴加稀氢溴酸，调节pH至酸性，然后滴加相对于中间体（Ⅲ）1.2-1.5倍摩尔量的氰胺或N,N-二甲基氰胺，升温回流反应2-6h，减压蒸馏溶剂，提纯得到产品。

二、Gemini型胍基改性季铵盐（Ⅱ）的合成： 

（1）将N,N-二甲基丙二胺、相对于N,N-二甲基丙二胺2倍摩尔量的长链溴代烃与低碳醇溶剂，搅拌回流反应2-4h后，加入缚酸剂再回流反应4-10h，减压蒸馏溶剂，得到双长链烷基季铵盐中间体（Ⅳ），其中：低碳醇与N,N-二甲基丙二胺的质量比6-20:1，缚酸剂与N,N-二甲基丙二胺的摩尔用量比为：0.4-1.2:1；

（2）在中间体（Ⅳ）的丙酮溶剂中，室温搅拌下慢慢滴加稀氢溴酸，调节pH至酸性，然后滴加入相对于双长链烷基季铵盐中间体（Ⅳ）1.2-1.5倍摩尔量的氰胺或N,N-二甲基氰胺，升温回流反应2-6h，减压蒸馏溶剂，提纯得到产品。

其中长链溴代烃为C₈-C₁₂的饱和直链烃基溴代烃。 

如上所述的低碳醇为甲醇、无水乙醇、正丙醇或异丙醇等。 

如上所述的稀氢溴酸的质量浓度为10%-30%。 

如上所述的pH是指2-6，最好为3-4。 

如上所述的缚酸剂是NaOH、KOH、Na₂CO₃、K₂CO₃。