[发明专利]一种可紫外光交联的咪唑盐型高分子抗菌剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌剂及其制备方法，特别是涉及一种可紫外光交联的咪唑盐型高分子抗菌剂及其制备方法。

背景技术

微生物在自然界中普遍存在，与人类存在着复杂而密切的关系。一些致病性微生物对人类健康危害很大，影响到人类生产生活的各个方面。为对抗致病性微生物对人类健康的危害，各类抗菌剂应运而生。

现有抗菌剂的类型，主要有无机抗菌剂、有机抗菌剂和高分子抗菌剂等三种。

无机抗菌剂具有耐热性能好、抗菌谱宽、有效期长、毒性低等优点，应用范围比较广，在许多专利文献的报道中，如CN1741742A、CN1723778、CN1721004A、CN1706884A等，都涉及到无机抗菌剂的应用。但无机抗菌剂也存在明显缺点，如大量普遍使用的含银抗菌剂，化学性质活泼，易变色，溶出的银离子污染环境等。

有机抗菌剂主要是有机酸、酯、醇、酚等物质，根据有机抗菌剂的化学结构，可以将其分成20余大类，如季铵盐类、季鏻盐类、有机金属类、含卤素类、咪唑类等。其抗菌机理主要是和微生物细胞膜表面阴离子结合逐渐进入细胞，或者与微生物细胞表面的巯基等基团反应，破坏蛋白质和细胞膜的合成系统，从而抑制微生物的繁殖。与溶出型无机抗菌剂相比，有机抗菌剂开发应用较早，生产工艺成熟，且在某些领域中有着不可替代的作用，如有机抗菌剂的抗菌作用比无机抗菌剂发挥得快，在使用过程中不会产生诸如变色等问题，而且对微生物的抑制作用往往具有一定的特异性。但有机小分子抗菌剂存在着毒性较大、耐热性较差、抗菌持续时间短等缺点。无机抗菌剂和有机抗菌剂还存在一个共同的缺点，就是抗菌效能的释放难以有效控制。抗菌剂的无序释放会形成新的污染源，因而使其应用受到很大限制。而且有些小分子抗菌剂，如含金属锡的抗菌剂在国际上已被明令禁止使用。

高分子抗菌剂，是分子量较高的有机抗菌剂，其突出优势在于分子结构的可设计性，它可以通过分子设计和化学合成，引入具有抗菌作用的基团合成的，极大地增强了抗菌剂的作用效能和选择性，在抗菌抑菌领域发挥着非常重要的作用。与无机抗菌剂比较，高分子抗菌剂颜色稳定性好，在塑料等材料中使用，工艺相对简单；与有机小分子抗菌剂对比，高分子抗菌剂具有长效、广谱、安全性高，抗菌性能的释放可得到有效控制等优点。近年来，高分子抗菌剂的研究取得一定进展，如CN1569923A，CN1400355A，CN1670047A等报道的高分子抗菌剂。但现有高分子抗菌剂成膜效率较低，不适用于复杂工件表面，还存在溶剂对环境的污染问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的不足，提供一种成膜效率高，无溶剂污染，适用范围广的可紫外光交联的咪唑盐型高分子抗菌剂及其制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本发明之可紫外光交联的咪唑盐高分子抗菌剂，其单体分子结构式为：

式中，R₁为碳原子数为1~15的直链型长链烷基，R₁ = C₁H₃ ~ C₁₅H₂₅ ；R2为烷基丙烯酸酯基团、烷基环氧乙烷基团或烷基苯乙烯基团等；将所述单体经辐照交联固化，即成。

本发明之咪唑盐高分子抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将咪唑与卤代烃混合，实现咪唑的烷基化：将咪唑与极性溶剂按照摩尔比为1/1~1/1.5的比例混合，配制成咪唑的极性溶剂溶液，再按照咪唑与NaOH固体的摩尔比为1/1~1/2的比例往咪唑的极性溶剂溶液中加入NaOH固体，机械搅拌25～35 min （优选30 min）后，然后超声震荡25～35 min（优选30 min）；接着加入卤代烃的极性溶剂溶液，升温至55～65℃（优选60℃），保持搅拌12-16h；反应液过滤，滤液用旋转蒸发仪旋除溶剂，残余物采用柱层析分离，得到黄色液体，即为烷基化咪唑；

所述咪唑分子结构为“1，3-二氮杂-2，4-环戊二烯”；

所述卤素优选氯、溴或碘；

所述烷基优选直链型，碳原子数为1~15个；

所用极性溶剂优选乙腈、乙苯、四氢呋喃等；

所述柱层析分离的洗脱液为二氯甲烷与甲醇按照体积比为20/1~10/1的混合液；

（2）将步骤（1）所得烷基化咪唑与卤代烷基丙烯酸酯混合，进行反应，得到可紫外光交联的抗菌单体：