[发明专利]一种双支链有机硅季铵盐及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种双支链有机硅季铵盐及其制备方法和应用。制备方法包括将N‑甲基二乙醇胺与3‑氯丙基三乙氧基硅烷混合后，加入第一溶剂和催化剂，在惰性气氛下加热至反应结束，去除第一溶剂，分层后取下层液体，洗涤，得到季铵盐中间体；将季铵盐中间体与酰氯混合后加入第二溶剂，加热至反应结束，去除第二溶剂，分层后取下层液体，洗涤，得到双支链有机硅季铵盐。本发明的双支链有机硅季铵盐具有持续、长效的杀菌效果，抗菌抑菌效果好。

技术领域

本发明涉及抗菌剂及其制备领域，更具体地讲，涉及一种双支链有机硅季铵盐及其制备方法和应用。

背景技术

抗菌剂主要分为无机抗菌剂和有机抗菌剂两类。无机抗菌剂包括金属离子型无机抗菌剂和氧化物光催化型无机抗菌剂，因其易变色、成本高、抗菌性能不稳定，受到应用限制。有机抗菌剂分为天然、高分子和小分子有机抗菌剂。其中，在低分子有机抗菌剂中，季铵盐类有机抗菌剂因其广谱抗菌，抗菌效果好，方便易得，受到广泛关注。

目前，专利文献中已有季铵盐类低分子有机抗菌剂的相关报道。例如，公开号为CN103044480A的专利文献公开了一种酯基有机硅季铵盐的制备方法以及公开号为CN110627828A的专利文献公开了一种用于改善抗菌性能的有机硅季铵盐及其制备方法和应用。上述专利虽然均成功制备得到有机硅季铵盐，但仍然存在以下缺陷：

(1)在制备方法上，均采用先酯化后季铵盐化的合成路线。该种合成路线在实际扩大生产过程中存在许多问题，例如，先酯化的反应中会使用高沸点、高毒性、后续难处理的甲苯或氯仿溶剂；需要使用甲苯磺酸或次磷酸作为催化剂，难以纯化；整个反应需借助真空设备、微波反应器或高压反应釜等设备，操作不便，设备要求高；原料价格昂贵，生产成本高。整体制备过程表现为高耗能、高危险、低产出。

(2)针对产品而言，目前专利文献报道的该类有机硅季铵盐化合物均引入甲氧基有机硅官能团，引入的甲氧基有机硅官能团并不能有效提升化合物核心基团的抗菌活性，另外，甲氧基有机硅官能团易释放出甲醇，可能对皮肤和粘膜有刺激性。更重要的是，现有的有机硅季铵盐并没有长效抗菌的功效。

因此，基于现有技术存在的问题，需要对传统的合成方法及制备得到的有机硅季铵盐类化合物分子结构进行改进以解决现存问题，以期实现高转化率、低成本、高安全性、更易工业放大、长效抗菌、安全、环保等特性。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够长效抗菌、安全环保的双支链有机硅季铵盐，再例如，本发明的另一目的在于提供一种绿色安全、整体工艺简单、可现实大规模工业化生产的双支链有机硅季铵盐的制备方法。

本发明的一方面提供了一种双支链有机硅季铵盐，其结构式可以为：

其中，R结构式为：

以及中的任意一种。

本发明的另一方面提供了一种双支链有机硅季铵盐的制备方法，可以包括以下步骤：

将N-甲基二乙醇胺与3-氯丙基三乙氧基硅烷混合后，加入第一溶剂和催化剂，在惰性气氛下加热至反应结束，去除第一溶剂，分层后取下层液体，洗涤后得到季铵盐中间体，其中，季铵盐中间体的结构式为：

将季铵盐中间体与酰氯混合后加入第二溶剂，加热至反应结束，去除第二溶剂，分层后取下层液体，洗涤，得到双支链有机硅季铵盐。

本发明的再一方面提供了一种上述结构式的双支链有机硅季铵盐在抗菌抑菌中的应用。

本发明的再一方面提供了一种抗菌液，按质量百分比计可以包括：如上所述的双支链有机硅季铵盐0.5％～1.5％；表面活性剂3％～7％；溶剂1％～5％，以及余量的水。