[发明专利]一种含有季鏻盐改性刺槐豆胶的抗菌成分

说明书

本发明涉及一种季鏻盐改性刺槐豆胶的抗菌成分，该季鏻盐改性刺槐豆胶采用氧化法和酰胺化法制备，利用高碘酸钠将天然刺槐豆胶中半乳甘露聚糖链C2和C3位氧化开环得到二醛结构，并与胺类化合物生成希夫碱得到含有末端氨基的中间体，进一步与季鏻盐在引发剂条件下发生酰胺化；得到季鏻盐改性刺槐豆胶的抗菌活性高，可作为絮凝剂抗菌成分用于污水处理。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种季鏻盐改性刺槐豆胶的抗菌成分。

技术背景

季铵盐改性天然可降解生物材料是目前常用的抗菌材料改性手段之一，但其存在抗菌持续时间较短，药用剂量大，然而随着季铵盐抗菌剂的大量使用容易产生耐药性，抗菌效果日渐趋弱。其同族产品-季鏻盐，其负电性较弱，更容易形成阳离子，能较易地作用于带负电的细菌细胞壁和细胞膜，破坏细菌的膜完整性，促使细菌死亡，且相比于季铵盐季鏻盐具有良好的化学稳定性，广泛的pH使用范围等优点。目前，天然可降解生物材料中以纤维素的改性和应用最为广泛，但其结晶度极高，水溶性差，也导致其生物降解性差，因此天然刺槐豆胶作为一种分子量大、几乎不存在结晶区、生物降解性高的材料，对其进行季鏻盐改性后可赋予其抗菌活性，同时保持良好的生物降解性，具有广泛的应用价值。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的一个目的在于提供一种季鏻盐改性刺槐豆胶的结构，另一个目的在于提供一种季鏻盐改性刺槐豆胶的抗菌成分的制备方法。

所述的季鏻盐改性刺槐豆胶结构式如(I)所示：

式中R为m＝3～5。

所述的季鏻盐改性刺槐豆胶的制备步骤为：

1)O-LBG的制备

将0.1～1.0g天然刺槐豆胶和0.5～2.0g的高碘酸钠加入10％(w/v)氢氧化钠和5％(w/v)尿素溶液中，在圆底烧瓶中进行反应，用锡箔纸包裹遮光，避免高碘酸钠分解，在室温下磁力搅拌3～5h；将乙二醇加入混合液中搅拌0.5～1.0h，以消除未反应的高碘酸钠，得到O-LBG；

2)季鏻盐改性刺槐豆胶的制备

在烧瓶中加入30mL二甲基亚砜水溶液，称取0.5～1.0g O-LBG、1-羟基苯并三唑引发剂依次加入DMSO水溶液中，室温下搅拌水化，调节pH调至4.8～5.5后继续搅拌30min，滴加溶于10mL DMSO水溶液的季鏻盐(0.12～0.20M)搅拌30min后，缓慢滴加9mL 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸的DMSO水溶液，继续搅拌反应12～48h，反应结束后倒入丙酮/乙醚混合液进行沉淀，离心，固体产物真空干燥过夜，得到化合物(I)；

其总反应流程如(II)所示：

式中R为m＝3～5，X为卤素。

所述步骤中(2)的季鏻盐为2-羧乙基三苯基溴化鏻、3-羧丙基三苯基溴化鏻，4-羧丁基三苯基溴化鏻中的一种；

所述步骤(1)中的天然刺槐豆胶、高碘酸钠、尿素的添加量比可为0.5～2.5:3:3，优选为2:3:3；

优选地，所述步骤(2)中的季鏻盐添加浓度为0.16M。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明O-LBG以及季鏻盐改性刺槐豆胶均具有抗菌活性，其中季鏻盐改性刺槐豆胶对革兰氏阴性菌和阳性菌抑菌圈分别达到12.5mm、16.5mm，表明能很好的抑制细菌生长。

附图说明

图1为3-羧丙基三苯基溴化鏻改性刺槐豆胶、3-羧丙基三苯基溴化鏻、天然刺槐豆胶(LBG)的傅里叶红外光谱图。

具体实施方式