[发明专利]羧酸卤胺类抗菌剂及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成领域，为一类高效的羧酸卤胺类杀菌剂的合成和应用。具体涉及用于抗菌涂层、接枝的羧酸卤胺类化合物的合成和应用。 

技术背景

随着人们对环境和自身健康的重视程度不断提高，带有抗菌功能的服装、卫生用品、日用品、食品包装材料等愈来愈受到人们的关注，因为这些材料能有效地控制或消除有害微生物的生长和繁殖。所以开发具有抗菌、灭菌功能的抗菌材料并有效的应用成为当前高技术、新材料研究和开发热点之一。 

卤胺化合物抗菌剂是一种新型的抗菌剂，其中，具有杂环结构的卤胺化合物被证明具有杀菌速度快、稳定、长效、杀菌效率高、抗菌功能可再生等优点。相对于季铵盐类抗菌剂而言，卤胺化合物抗菌剂具有明显的优势。因为季铵盐抗菌剂的抗菌速度慢，且抗菌作用只是一次性的，不能反复杀菌。而卤胺化合物对人体安全，不会生产有毒副产物；对环境无污染，可以说是一种绿色的广谱抗菌剂。该类型抗菌剂有望在医疗、卫生、服装面料、功能纤维、水处理、日常抗菌用品以及非织造布等用品上得到应用。 

另一方面，由于卤胺化合物具有较强的氧化能力，能够将一些农药转化为无毒物质，比如卤胺产生的氯可使农药化学结构中的叔胺分解，使农药的毒性降低或消失。基于卤胺的这种性质，就可以开发用于工人在农药喷洒时穿的防护服，而且服装的透气性和舒适性得以保持。尽管卤胺类抗菌剂在纤维和织物抗菌改性上的研究和应用时间还不长，但由于其优异的性能，已经展现出良好的发展势头。美国Halosource公司已经率先将卤胺化合物抗菌剂应用于纤维织物、非织造布和硬物质表面的抗菌处理，以及除臭和饮用水净化等方面。目前我国在卤胺抗菌改性纤维方面的研究开发还很少，距工业化生产应用更远。可以预见，在不远的将来，卤胺化合物类抗菌剂必将在纤维和织物的抗菌改性上获得更广泛的应用。 

抗菌材料可以通过混合方法，或者通过共价键的方法把具有抗菌功能的基团接枝到需要抗菌的材料和涂层上。从抗菌功效的耐久性和减少环境污染方面来考虑，共价键接枝的方法具有很明显的优势，美国专利US20060265815公开了一种通过硅烷等键合基团的季铵盐和表面含有羟基的官能团材料如棉纤维等的共价缩合反应来制备抗菌棉纤维的产品的方法。卤胺化合物中含N—X键(X常为Cl、Br)，具有杀菌速度快、抗菌性能持久以及抗菌功能可再生等优点，可用于织物的抗菌改性。它的作用机 

理如下： 

在有机小分子卤胺化合物方面，一些五元杂环和六元杂环有机小分子卤胺化合物由于具有稳定性强、杀菌广谱高效、易降解、毒性低等特点而受到广泛关注。5，5-二甲基海因是一种含有酰胺和亚酰胺官能团的五元杂环化合物，其酰胺和亚酰胺官能团很容易和氯、溴、次氯酸钠、次溴酸钠等卤化试剂发生反应生成1，3-二氯-5，5-二甲基海因(DCDMH)、1，3-二溴-5，5-二甲基海因(DBDMH)、1-溴-3-氯-5，5-二甲基海因(BCDMH)。 

异氰脲酸是一种含有3个亚酰胺官能团的六元杂环卤胺前置体，通过简单的氯化反应可制备三氯异氰脲酸(TCCA)、二氯异氰脲酸(DCCA)和二氯异氰脲酸钠(DCCNa)，氯化异氰脲酸的化学结构见化学式。 

氯化异氰脲酸与卤化的5，5-二甲基海因相似，具有有效氯含量高、贮存稳定性好、毒性低、杀菌力强、在水中释放游离氯时间稳定等特点，是非常良好的消毒剂。 

发明内容

本发明目的在于提供一种含有羧酸卤胺类杀菌剂的化合物。 

本发明还提供了上述化合物的制备方法。 

本发明另一个目的是将该化合物用于制备抗菌剂和抗菌材料。 

本发明克服了现用于抗菌涂层和接枝的抗菌剂存在的一些缺点，提供一类化学结构新颖、抗菌高效广谱长久、抗菌功能可再生、能够用于抗菌涂层和接枝的系列羧酸卤胺类杀菌剂的合成方法及抗菌材料的制备方法和技术。 

本发明通过下述技术方案来实现： 

一种含有羧酸卤胺类杀菌剂，其特征在于：式Ⅰ或式Ⅱ所示结构的化合物： 

其中，X₁、X₂选自氯、溴等卤素元素，且X₁、X₂中至少有一个选自氯或者溴； 

其中，X₃选自氯或溴