[发明专利]一种含β-环糊精的卤胺类抗菌剂共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于卤胺类抗菌剂合成技术领域，具体涉及一种含有β-环糊精的将卤胺类抗菌剂共聚物及其制备方法，以及该抗菌剂共聚物在制备抗菌纳米纤维材料中的应用。

背景技术

人类生存环境中存在大量致病细菌，而抗菌剂和具有抗菌功能的物品的使用，不仅可以有效阻止人与人、人与物、物与物之间的细菌交叉传染，还可以启发人们将事后处理的防病模式转变为事前防范。

理想的抗菌剂应当具备以下特点：原料廉价易得，合成容易，便于存储，有效期长，不易分解或者不易转变成有毒物质，可反复杀菌等。目前常用的抗菌剂主要包括无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂等，这些抗菌剂在实际应用中呈现出诸多问题，如抗菌速度慢，不能反复杀菌，易使细菌产生耐药性，甚至具有生物毒性等。

卤胺类化合物是一类新型绿色有机抗菌剂，具有广谱杀菌、杀菌速度快、杀菌效率高、稳定、长效、抗菌功能可再生、不会产生有毒副产物等优点。卤胺化合物抗菌剂水解后氯正离子具有氧化作用，可杀死病原菌，化合物经氯水（有效成分为次氯酸盐）漂洗后，其中的N-H键又可被氧化为N-Cl键，重新获得杀菌功能。经实际测试，其抗菌性能优异，可以在很短的时间内杀死绝大部分葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓假单胞菌等常见病菌，甚至对某些病毒也有杀灭作用。

然而，上述卤胺类抗菌剂在实际应用中也存在一些问题，如：合成原料昂贵；合成反应温度高，条件较为苛刻，工艺复杂；部分氯胺类抗菌剂以N-羟甲基为活性基团，在使用过程中仍存在甲醛释放问题；应用范围窄等。综合考虑目前已有的各种用于抗菌整理的卤胺类抗菌剂存在的问题，开发一款综合性能优越的新型卤胺类抗菌剂具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有卤胺类抗菌剂及其制备工艺存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种含β-环糊精的卤胺类抗菌剂共聚物，该抗菌剂共聚物分子量大，具有优越的抗菌性能。

一种含β-环糊精的卤胺类抗菌剂共聚物，为式（Ⅰ）所示结构的化合物：

式中，R选自C₁～C₈烷基，苯基衍生物或酰胺衍生物；具体地，R可根据使用溶剂的不同来选择：如使用溶剂为水，则R可选自C₁～C₄的烷基或者酰胺衍生物；如使用溶剂为有机溶剂，则R可选择C₅～C₈的烷基或者苯基衍生物，其中苯基衍生物可优先选择乙烯基苯、丙烯基苯、以及含有双键的联苯化合物；

R₁选自氟、氯或溴；

m和n分别代表所述共聚物中两种单体的聚合度；

代表

本发明的另一目的在于提供上述含β-环糊精的卤胺类抗菌剂共聚物的制备方法：首先将质量比为1:5～5:1的含有双键的马来酸酐改性β-环糊精和含有双键的卤胺类化合物溶于乙醇和水的混合溶液，充分搅拌溶解；加入氧化还原引发剂体系，在氮气保护下于35～70℃反应3～10h；反应结束，减压蒸馏，过滤，提纯并烘干，得到含β-环糊精的卤胺类抗菌剂共聚物前驱体；将该前驱体溶于质量百分浓度为1～5%的次氯酸钠、次溴酸钠或次氟酸钠溶液中，于室温静置反应1h，过滤并烘干，得到含β-环糊精的卤胺类抗菌剂共聚物成品；所述含有双键的卤胺类化合物化学结构式如式（II）所示：

其中n=1～8。

其进一步的技术方案为：

所述乙醇和水的混合溶液中，乙醇和水的体积比为1：1～4:1。

所述氧化还原引发剂体系为过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系或过硫酸钠-亚硫酸氢钠体系。

所述卤胺类抗菌剂共聚物前驱体为（III）所示结构的化合物：

式中，R选自C₁～C₈烷基，苯基衍生物或酰胺衍生物；

m和n分别代表所述共聚物中两种单体的聚合度；

代表

本发明的再一目的在于提供上述含β-环糊精的卤胺类抗菌剂共聚物在制备抗菌纳米纤维材料中的应用：将所述含有β-环糊精的卤胺类抗菌剂共聚物前驱体与易于纺丝的高分子材料在适当的溶剂中按比例混合，所述含有β-环糊精的卤胺类抗菌剂共聚物前驱体的用量为所述高分子材料重量的1～10%；调节纺丝条件，通过静电纺丝制得纳米纤维材料；最后将其浸渍于含有活性卤素的溶液中进行卤化反应，取出并烘干，即得抗菌纳米纤维材料。

其进一步的技术方案为：