[发明专利]一种三苯基膦改性的聚乙烯亚胺抗菌材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三苯基膦改性的聚乙烯亚胺抗菌材料，其制备方法为：将5‑三苯基膦‑戊酸和4‑二甲氨基吡啶溶解于二氯甲烷中，活化后向其中加入支化聚乙烯亚胺的N,N‑二甲基甲酰胺溶液并混合均匀，然后向其中滴加二环己基碳二亚胺的N,N‑二甲基甲酰胺溶液，25～35℃反应24h‑48h，经纯化处理得到三苯基膦改性的聚乙烯亚胺。本发明的三苯基膦改性的聚乙烯亚胺抗菌纳米粒子表现出抗菌性能的同时，也与细菌表面结构具有相互作用，因此该抗菌材料不仅对革兰氏阳性菌具有较强的杀伤作用，其可通过与细菌原生质膜之间的相互作用更快地穿透具有完整表面结构的革兰氏阴性菌，并在细菌内部实现相对富集，表现出对细菌的有效抑制作用。

技术领域

本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及一种三苯基膦改性的聚乙烯亚胺抗菌材料及其制备方法。

背景技术

微生物为自然界生物组成重要的一部分，但微生物中也包含了很多对人类健康造成巨大威胁的致病细菌、真菌，然而近年来，不断出现的耐药性细菌株对人类的健康造成了巨大的威胁，常规抗生素对耐药细菌的杀伤力持续降低，在医学治疗过程中无差别的抗生素滥用使得这种情势更加严峻，因此非常有必要去发展一种有潜力的抗菌新策略。

抗菌新方法探索中，人们发现了一类对于致病菌具有高效广谱杀伤作用的天然聚合物——阳离子抗菌肽，其作用机理一般是通过静电作用破坏原生质体的膜。带正电的阳离子抗菌肽通过与带负电的磷脂分子间的相互作用可吸附到微生物的原生质体膜上，进而对其膜层结构造成破坏，达到杀灭致病菌的效果。然而天然阳离子抗菌肽在生产中更多依赖动植物体内提纯，其生产过程较为复杂，成本也较高，限制了其在医药领域的大规模应用。因此，开发出一种安全高效、可人工合成并大规模生产的阳离子聚合物抗菌试剂十分必要。

发明内容

本发明为了克服现有技术的上述缺点，提供了一种三苯基膦改性的聚乙烯亚胺抗菌材料及其制备方法；本发明根据阳离子抗菌肽的抗菌原理，设计了一种改性的支化聚乙烯亚胺的衍生物，通过将强正电基团三苯基膦修饰到支化聚乙烯亚胺主链，使阳离子聚合物聚乙烯亚胺的带有更强的正电荷，赋予了聚合物本体较强的在细菌细胞膜处富集的能力，得到了极佳的杀菌效果。

因此，本发明的第一个目的是提供一种三苯基膦改性的聚乙烯亚胺抗菌材料，其结构式如式I所示，重均分子量为17K da，数均分子量为12K da；

本发明的第二个目的是提供所述的三苯基膦改性的聚乙烯亚胺抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：

将5-三苯基膦-戊酸和4-二甲氨基吡啶溶解于二氯甲烷中，活化后向其中加入支化聚乙烯亚胺的N,N-二甲基甲酰胺溶液并混合均匀，然后向其中滴加二环己基碳二亚胺的N,N-二甲基甲酰胺溶液，25～35℃反应24h-48h，经纯化处理得到三苯基膦改性的聚乙烯亚胺。

优选，所述的5-三苯基膦-戊酸与4-二甲氨基吡啶的质量比为33～37：1，5-三苯基膦-戊酸与支化聚乙烯亚胺质量比为2～2.5：1，支化聚乙烯亚胺的重均分子量为10K da，5-三苯基膦-戊酸与二环己基碳二亚胺质量比为2～2.5：1。

所述的三苯基膦改性的聚乙烯亚胺的纯化处理为：将反应溶液过滤除去其中的白色沉淀，将上层清液转入截留分子量为3500Da的透析袋中，使用超纯水纯化透析24～48h，透析过程中每3～6h更换一次超纯水，透析水体积为上层清液体积的100～400倍，将所得水溶液冻干，所得膨松状白色固体即为三苯基膦改性的聚乙烯亚胺。

所述的5-三苯基膦-戊酸的结构式如式II所示，其制备方法如下：取5-溴戊酸与三苯基膦溶于乙腈中，5-溴戊酸与三苯基膦的质量比为1：1.4～2，80～100℃回流反应24～36h，经纯化处理得到5-三苯基膦-戊酸；