專利名稱：鹵胺類抗菌劑及其合成方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鹵胺類化合物的合成和抗菌技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鹵胺雜環(huán)抗菌劑及其合成方法和該抗菌劑在制備抗菌材料中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
人類生存環(huán)境中存在大量致病性和致使材料霉變腐爛的有害微生物，尤其是在纖維、塑料、橡膠、紙張等各種材料和制品表面污染和滋生的細(xì)菌，對人類的健康構(gòu)成很大威脅。要有效防止有害微生物的生長、繁殖、蔓延和傳播，減少其造成的危害，使用長效的抗菌材料是最為簡單、安全和有效的方法，而抗菌材料的核心是其上加載的抗菌劑，因此，一 直以來科研工作者致力于各類抗菌劑的研制工作。目前市場上常見的抗菌劑有重金屬類、季銨鹽類和納米材料類等，但存在抗菌能力弱、殺菌速度慢、會產(chǎn)生對人體有害的毒副產(chǎn)物、不可再生等諸多缺點。為彌補上述傳統(tǒng)抗菌劑的不足，近二十年來美國奧本大學(xué)的Worley教授和加州大學(xué)的Gang Sun教授開發(fā)了大量鹵胺類抗菌劑，其優(yōu)點總結(jié)如下(I)抗菌性強、抗菌譜廣，極短的時間內(nèi)即可殺死材料表面的各種微生物；(2)其具有抗菌性能的酰胺雜環(huán)可通過化學(xué)鍵與材料結(jié)合，抗菌耐久性優(yōu)良；(3)可再生，當(dāng)有效鹵素釋放完后，可用活性鹵素溶液處理使之恢復(fù)抗菌性；(4)不會產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物，對人體和環(huán)境安全。上述兩個科研團(tuán)隊就開發(fā)的鹵胺類抗菌劑所申請的多達(dá)幾十項專利中，以海因衍生物抗菌劑最具代表性，如美國專利US200701592、US7335373B2和US5882357。然而，上述鹵胺類抗菌劑在實際應(yīng)用中也存在一些問題(1)合成原料如氯乙基三乙氧基硅烷價格昂貴；(2)合成反應(yīng)需要在無水的有機體系中進(jìn)行高溫反應(yīng)，反應(yīng)能耗大、反應(yīng)時間長、生產(chǎn)成本較高；(3)絕大部分合成產(chǎn)物水溶性較差，在配制工作液進(jìn)行材料的抗菌整理時必須加入大量的助溶劑助溶，增加了整理成本和廢水處理成本，而且這些易燃的有機溶劑在整理過程中還存在危險性；(4)部分氯胺類抗菌劑在使用過程中仍存在甲醛釋放的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本申請人針對上述現(xiàn)有技術(shù)中抗菌劑及其合成方法存在不足，提供一種鹵胺類抗菌劑。該抗菌劑具有優(yōu)越的抗菌性能。本發(fā)明的另一目的在于提供上述鹵胺類抗菌劑的合成方法。該合成方法反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時間短、工藝簡單、原料廉價易得、生產(chǎn)成本低，由該方法合成的鹵胺類抗菌劑及其前驅(qū)體均為水溶性、產(chǎn)品收率高、安全無毒。本發(fā)明的再一目的在于提供上述鹵胺類抗菌劑在制備抗菌材料中的應(yīng)用。將本發(fā)明抗菌劑應(yīng)用于制備抗菌材料，所得抗菌劑紡織品具有優(yōu)異的抗菌性能，抗菌效率高。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種鹵胺類抗菌劑，其特征在于為式(I )或式(II)所示結(jié)構(gòu)的化合物
權(quán)利要求
1.一種鹵胺類抗菌劑，其特征在于為式(I )或式(II)所示結(jié)構(gòu)的化合物
2.權(quán)利要求I所述鹵胺類抗菌劑的合成方法，其特征在于將氰尿酸或氰尿酸衍生物溶于堿液，待完全溶解后，緩慢加入環(huán)氧氯丙烷，于5 50°C下充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)6 12h ;調(diào)節(jié)反應(yīng)后溶液PH值至6. 5 7. 5，蒸干其中水分，并將所得固體溶解于有機溶劑中，過濾除雜，再蒸干濾液中的所述有機溶劑，得到齒胺類抗菌劑前驅(qū)體；最后將所述前驅(qū)體加入質(zhì)量百分濃度為O. 01 5%的次氯酸鈉或次溴酸鈉溶液中，于室溫靜置反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束，過濾并烘干，得到鹵胺類抗菌劑成品；所述氰尿酸衍生物為其一個氫原子被羥甲基取代的化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鹵胺類抗菌劑的合成方法，其特征在于所述環(huán)氧氯丙烷以及氰尿酸或其衍生物的摩爾比為I :1 3 :1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述鹵胺類抗菌劑的合成方法，其特征在于所述堿液選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸鉀，其質(zhì)量百分濃度為I 30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述鹵胺類抗菌劑的合成方法，其特征在于所述有機溶劑選自乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亞砜。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述鹵胺類抗菌劑的合成方法，其特征在于所述鹵胺類抗菌劑前驅(qū)體為式(III)或式(IV)所示結(jié)構(gòu)的化合物
7.權(quán)利要求I所述鹵胺類抗菌劑在制備抗菌材料中的應(yīng)用，其特征在于將式(III)或式(IV)所述結(jié)構(gòu)的鹵胺類抗菌劑前驅(qū)體或二者的任意混合物分別配制成質(zhì)量百分濃度為I 20%的工作液；將待處理材料浸潰于所述工作液，或?qū)⑺龉ぷ饕簢姙?涂抹于待處理材料上，以濕透材料為準(zhǔn)；取出材料并烘干，于80 200°C高溫處理3min 60min ;將高溫處理后的材料浸潰于含有活性鹵素的溶液中進(jìn)行鹵化反應(yīng)，取出水洗并烘干，制得抗菌材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述鹵胺類抗菌劑在制備抗菌材料中的應(yīng)用，其特征在于為提高所述抗菌劑前驅(qū)體在所述紡織品上的連接率，可在所述工作液中加入堿劑或交聯(lián)性物質(zhì)；所述堿劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸鉀，其在所述工作液中的質(zhì)量百分濃度為O.I 10%，所述交聯(lián)性物質(zhì)選自多元羧酸、環(huán)氧樹脂、酰胺類樹脂、聚氨酯、硅氧烷、醛類或聚硅氧烷類化合物，其在所述工作液中的質(zhì)量百分濃度為I 20%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述鹵胺類抗菌劑在制備抗菌材料中的應(yīng)用，其特征在于所述待處理材料包括天然纖維或合成纖維紡織品、塑料、海綿、天然橡膠、合成橡膠、木材、紙張、涂料、殼聚糖或幾丁質(zhì)中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述鹵胺類抗菌劑在制備抗菌材料中的應(yīng)用，其特征在于所述含有活性鹵素的溶液選自次氯酸鈉、次溴酸鈉或次氯酸鈣溶液，其質(zhì)量百分濃度為0.01 5%，pH 值為 4. O 12. O。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鹵胺類抗菌劑及其合成方法和應(yīng)用。該鹵胺類抗菌劑為式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示結(jié)構(gòu)的化合物；合成方法以環(huán)氧氯丙烷、氰尿酸或其衍生物為合成原料，于5～50℃下反應(yīng)6～12h，經(jīng)過過濾除雜，得到式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示結(jié)構(gòu)的鹵胺類抗菌劑前驅(qū)體，最后經(jīng)鹵化反應(yīng)得到鹵胺類抗菌劑成品；在制備抗菌材料中的應(yīng)用將所述鹵胺類抗菌劑前驅(qū)體配制成工作液對待處理材料進(jìn)行整理，取出并烘干，于80～200℃高溫處理3min～60min，最后經(jīng)鹵化反應(yīng)制得抗菌材料。本發(fā)明方法反應(yīng)條件溫和、工藝簡單、原料廉價易得，由該法合成的鹵胺類抗菌劑及其前驅(qū)體均為水溶性、產(chǎn)品收率高、安全無毒，可制備出具有優(yōu)異抗菌性能的抗菌紡織品。
文檔編號A01N43/88GK102875536SQ20121036248
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者任學(xué)宏, 馬凱凱 申請人:江南大學(xué)