[发明专利]一种阳离子型线性氯胺抗菌剂及其合成方法

说明书

本发明属于氯胺抗菌剂的合成与应用技术领域，提供了一种阳离子型线性氯胺抗菌剂的合成方法，以N‑叔丁基‑氯烷基酰胺Ⅱ和化合物Ⅳ为原料，制得氯胺前体化合物Ⅲ，再与次氯酸叔丁酯在常温条件下反应制得氯胺化合物Ⅰ；其中化合物Ⅳ为携不同烷基链的叔胺化合物Ⅳ₁、携不同烷基链的吡啶化合物Ⅳ₂及三丁基膦中的一种。本发明的制备方法，在规避氰化钾使用的同时，向线性氯胺分子中引入不同阳离子结构以改善水溶性并提高抗菌活性；而且向阳离子中心引入的长烷基链的结构与氯胺结构可产生强大的协同抗菌作用，抗菌活性较海因类氯胺有显著的提高；其有望对高效阳离子型氯胺抗菌材料的制备提供理论基础。

技术领域

本发明属于氯胺抗菌剂的合成与应用技术领域，具体涉及到一类阳离子型线性氯胺抗菌剂的合成。

背景技术

随着社会发展及人们生活水平的提高，由病原体引起的传染病越来越成为人类健康和社会福祉的重大威胁。诸多病原微生物已经对现代抗生素表现出较强的耐药性，如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌及大肠埃希菌等,所以高效广谱抗菌剂的研发使用迫在眉睫。抗菌剂可在在一定时间内抑制细菌、真菌等微生物繁殖或杀死微生物，主要可分为无机类抗菌剂、有机类抗菌剂和天然类抗菌剂。其中有机类抗菌剂种类繁多，抗菌性能突出，主要有季铵盐类、季鏻盐类、氯胺类和酚类等，其中季铵盐和氯胺抗菌剂是研究较多应用较广的两类。

氯胺一般指结构中含有一个或多个N-Cl键的有机化合物，拥有杀菌速度快、稳定性好等优点，是一种高效广谱可再生的绿色抗菌剂。普遍认为其与菌体接触后氧化态的活性氯会迅速氧化/氯化细菌的胞内受体，从而破坏细菌酶催化体系和代谢进程进而致死细菌微生物。为改善氯胺抗菌分子水溶性，几类阳离子单元被引入到海因类氯胺化合物骨架中，从而制备了一系列阳离子型氯胺抗菌剂：季铵盐型氯胺化合物(Adv.Healthc.Mater.2012,1,609-620)(CN 104968655 A)、吡啶盐型氯胺化合物(Tetrahedron Lett.2017,58,321-325)(CN 104926787 A)和季鏻盐型氯胺化合物(RSCAdv.2017,7,13244-13249)(CN 104910208 A)。研究表明阳离子结构的引入改善了氯胺亲水性，同时亦显著提升了氯胺结构的抗菌性能。然而，海因化合物合成需要剧毒的氰化钾，这对环境危害极大。为此，制备不依赖于氰化钾的线性氯胺结构抗菌剂是一个非常好的选择。氯胺结构中α-H存在会脱除HCl成席夫碱结构造成分解，故本项目拟采用、多步化学合成策略制备一系列基于叔丁基胺的阳离子型线性氯胺抗菌剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于叔丁基胺的线性阳离子型氯胺抗菌剂及其合成方法。

本发明的技术方案：

一种阳离子型线性氯胺抗菌剂，采用化学合成将基于叔丁基的氯胺单元和阳离子单元整合到一个分子中，分子的结构式为(Ⅰ)：

式(I)中，n＝1-8；R为其中R₁为C₁-C₁₂烷基；R₂，R₃不存在或为(-OCH₃)-(OC₁₂H₂₅)。

一种阳离子型线性氯胺抗菌剂的合成方法，以N-叔丁基-氯烷基酰胺(Ⅱ) 和(Ⅳ)为原料，制得氯胺前体化合物(Ⅲ)，再与次氯酸叔丁酯在常温条件下反应制得氯胺化合物(Ⅰ)；其中(Ⅳ)为携不同烷基链的叔胺化合物(Ⅳ₁)、携不同烷基链的吡啶化合物(Ⅳ₂)及三丁基膦中的一种；

具体步骤如下：

(1)将N-叔丁基-氯烷基酰胺Ⅱ溶于适量有机溶剂，再加入化合物Ⅳ，100℃回流12～18h，反应结束后经柱层析分离得到阳离子型氯胺前体化合物Ⅲ；