[发明专利]季膦盐型卤胺抗菌剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗菌试剂，特别涉及到一类季膦盐型卤胺抗菌剂分子及其制备方法，属于抗菌技术领域。

背景技术

随着时代和科技的进步，人们对环境和健康的要求也越来越高。抗菌剂作为一种对抗致病菌、病毒的有效手段，已被广泛地应用于医疗卫生、食品加工、服装加工、环境治理等诸多方面。

抗菌剂是指一类可以杀死微生物或者抑制微生物生长繁殖的化学物质，对细菌、真菌、孢子等都具有一定的灭活或抑制其生长的作用。其功能分为抗菌和杀菌两种，抗菌即为延缓阻碍微生物的生长，杀菌即为直接杀死微生物。以上两种功能可以随目标菌种、使用浓度、与细菌接触时间、温度、湿度等条件的不同而相互转化，并无严的格界定。

抗菌剂包含的种类众多，大致可分为无机、有机、天然三大类。无机类抗菌剂虽然具有耐热性好、持久性强、连续性高和安全性好等优点，但也存在诸多缺点，如铜离子易使材料变色，银离子型抗菌剂价格昂贵，防霉效果不好，而且添加量较大。上述缺点使得传统无机类抗菌剂的发展空间较为狭窄。天然类抗菌剂虽然有较好的生物相容性，但是它存在原料来源有限、加工难度大、高温易失活等缺点，大大限制了其应用范围。有机类抗菌剂包含种类繁多，如胍类、酚类、卤素取代类、季铵盐季膦盐类等等，其中很多都具有原料廉价易得、容易制备、杀菌效率高、效果持久等特点，正越来越多地被人们发现并加以利用。

季膦盐结构与季铵盐相似，但由于季膦离子半径较季铵离子大，所以季膦盐的极化作用更强，对菌体膜表面的负电荷具有更强的吸引作用，故其杀菌效果比季铵盐更好。但是如果长期使用，会产生微生物耐药性问题，同时也促成了这类抗菌分子在环境中的二次污染问题。

卤胺分子中带有正电荷的卤素原子具有强氧化性，与菌体接触后，会氧化菌体细胞内的一系列受体，从而抑制甚至破坏菌体的代谢过程和酶催化体系，从而导致菌体死亡。由于分子内含有强氧化性卤原子，所以卤胺抗菌剂一般不会使菌体产生耐药性。

发明内容

本发明的目的是制备一种新型抗菌剂：采用化学合成策略将卤胺基团和季膦盐基团整合到同一小分子中，一方面解决了卤胺抗菌剂水溶性不好的问题，另一方面得到活性更高的抗菌分子；本发明的另一目的是提供上述季膦盐型卤胺抗菌剂的制备方法。

本发明的具体技术方案为：本发明提供的一种季膦盐型卤胺抗菌剂，具有以下化学结构式：

其中，n选自2～10的整数，A选自脂肪族三级基膦或芳香族三级基膦。

进一步地，在上述技术方案中，所述的脂肪族三级基膦含有三个C₁～C₁₈烷基链和一个磷原子。

进一步地，在上述技术方案中，所述芳香族三级基膦含有三个苯基和一个磷原子。

本发明还提供了上述季膦盐型卤胺抗菌剂的制备方法，包括3-(n-卤烷基)-5,5-二甲基海因的制备、海因基季膦盐的制备、海因基季膦盐的离子交换和季膦盐的氯化几个步骤：

(1)3-(n-卤烷基)-5,5-二甲基海因的合成：

先将5,5-二甲基海因溶于丙酮中，加入碳酸钾，加热回流0.5h，再向混合物中加入二卤代烷烃，继续回流4～12h，冷却至室温，除去无机盐类后在真空条件下浓缩可得溴烷基海因化合物，柱色谱分离可进一步提高纯度；

(2)季膦盐的合成：

将(1)中所得的溴烷基海因化合物溶于适量乙腈，溶解充分后，加入等摩尔量脂肪族三级基膦或芳香族三级基膦，加热回流12～24h，冷却至室温，真空条件下除去溶剂可得溴化季膦盐型海因类化合物；

(3)季膦盐的离子交换：

将步骤(2)所得的溴化季膦盐型海因类化合物用NaOH、NaCl溶液预处理，再将所述季膦盐配制成饱和溶液，过氯离子型阴离子交换树脂，收集相对淋洗液，真空条件下浓缩，可得到氯化季膦盐型海因类化合物；

(4)季膦盐的氯化：

将(3)中制得的氯化季膦盐型海因类化合物用体积比为4：1的叔丁醇水溶液(叔丁醇:水＝4:1)完全溶解，在避光条件下加入次氯酸叔丁酯，常温避光条件下搅拌12～24h，将反应后的混合溶液浓缩即得到通式Ⅰ化合物。

进一步地，在上述技术方案中，步骤(1)中，碳酸钾与5,5-二甲基海因的摩尔比为3～5:1。

进一步地，在上述技术方案中，步骤(1)中，二卤代烷烃与5,5-二甲基海因的摩尔比为2～4:1。

进一步地，在上述技术方案中，步骤(4)中，次氯酸叔丁酯与氯化季膦盐型海因类化合物的摩尔比为3～5:1。