[发明专利]携有烷基链的吡啶季铵盐型氯胺抗菌剂及其合成方法

说明书

本发明提供携有烷基链的吡啶季铵盐型氯胺抗菌剂及其合成方法，属于氯胺抗菌剂化学合成和技术应用领域。以溴烷基5，5‑二甲基海因为原料，经不同的化学合成路线制得两种吡啶季铵盐型氯胺前体，氯化后得到两种吡啶季铵盐型氯胺化合物。本发明将烷基长链吡啶季铵盐单元与氯胺单元共价结合到同一分子中，制得两种不同连接方式的吡啶季铵盐型氯胺，并测试其抗菌性能。在氯胺化合物中引入吡啶季铵盐基团可有效改善整个氯胺化合物的水溶性，可兼顾氯胺和烷基长链吡啶季铵盐两类基团各自特有的抗菌能力；同时在吡啶季铵盐基团连接烷基长链可与氯胺基团实现两类基团的协同杀菌作用，为制备氯胺复合抗菌剂及探索复合抗菌剂详细的抗菌机制提供材料基础。

技术领域

本发明涉及携有烷基链的吡啶季铵盐型氯胺抗菌剂及其合成方法，属于氯 胺抗菌剂的化学合成和技术应用领域。

背景技术

目前已报道的抗菌剂主要分为天然类抗菌剂、无机类抗菌剂及有机类抗菌 剂等三类。相比于天然类和无机类抗菌剂，有机类抗菌剂因其种类繁多、杀菌 速度快、高效稳定及抗菌广谱等优点备受青睐，季铵盐和氯胺是有机抗菌剂中 研究最为广泛的两类。然而，季铵盐类抗菌剂大量长期使用容易造成细菌耐药 性和二次污染，吡啶季铵盐类化合物对哺乳动物细胞毒性则相对较小(J.Med. Microbiol.,2013,62,241-248)。氯胺抗菌剂通过其结构中N-Cl键(主要是酰胺 N-H键氯化而得)氧化胞内受体使细菌失活，这种独特的抗菌机制使氯胺类抗菌 剂不易产生耐药性，成为了抗菌剂领域的研究热点。但氯胺前体中N-H键转化 成N-Cl键后，亲水性和抗菌效率均大为降低。本组近期开发了一系列离子型氯 胺抗菌剂，包括季铵盐型氯胺(Adv Healthcare Mater.,2012,1,609-620)(RSC Adv., 2015,5,93877-93887)、季鏻盐型氯胺(RSC Adv.,2017,7,13244-13249)(CN 104910208 A)、锍盐型氯胺(New J.Chem.,2020,44,303-307)(CN 108752279A)、 吡啶季铵盐型氯胺(Tetrahedron Lett.,2017,58,321-325)(CN 104926787 A)、磺酸 甜菜碱和羧酸甜菜碱型氯胺(Bioorg.Med.Chem.Lett.,2018,28, 3665-3669)(ChemistrySelect,2019,4,11455-11459)(CN 108378039 A)等。其中， 季铵盐型氯胺被成功整合至聚氨酯上(Can.J.Chem.,2018,96,939-948)，吡啶盐 型氯胺也被整合至棉织物(J.Appl.Polym.Sci.,2017,38,45323)(CN 106518904 A) 表面，制得了相应的氯胺基高效抗菌材料。

发明内容

本发明目的是提供两种携有烷基链的吡啶季铵盐型氯胺抗菌剂及其合成路 线，采用化学合成方法将携烷基链的吡啶季铵盐和氯胺结合在同一分子中，不 仅解决了氯胺水溶性问题，也有望借助长链吡啶季铵盐的杀菌作用进一步提升 抗菌效率。本发明原料易得，合成方法简单，易于操作。

本发明的技术方案：

携有烷基链的吡啶季铵盐型氯胺抗菌剂，该吡啶季铵盐型氯胺抗菌剂的结 构式为：

式中n₁和n₂均选自5-11中的整数。

携有烷基链的吡啶季铵盐型氯胺抗菌剂的合成方法，步骤如下：

以溴丙烷基5，5-二甲基海因(II)为起始原料，经醚化，季铵化及氯化制 备产物，合成路线如下：

具体过程如下：

(1a)合成烷基吡啶醚类化合物(III)；