一种含双活性基团的卤胺抗菌剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种含双活性基团的卤胺类抗菌剂，所述抗菌剂的结构如通式(1)所示，通式(1)中，R1、R2各自独立地表示为Cl或Br，将5,5‑二甲基海因、2‑氯乙胺盐酸盐与碱，反应制得胺乙基海因，之后再与对(β‑乙基砜硫酸钠)苯胺、三聚氯氰等反应制得卤胺类抗菌前驱体，最后次氯酸钠溶液处理后制得所述卤胺类抗菌剂。本发明专利技术抗菌剂的制作方法简单，原料价格低廉，产物提纯简便，整理步骤简单，且整理后的产品具有良好的抗菌性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种含双活性基团的卤胺抗菌剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及抗菌
，尤其涉及一种含双活性基团的卤胺抗菌剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着我国人民生活水平的显著提高和工业的迅速发展，人们对健康安全和环境卫生的意识日益增强，抗菌在许多领域也变得越来越重要。棉是当前最常用的天然纤维，因其良好的性能广泛被人用于服装，家纺等与人体接触密切的场合。但棉纤维良好的吸湿性和纤维中所含的糖类在一定条件(包括湿度、温度)下为微生物繁殖提供能量，使其能够迅速生长繁殖。这会对人类的健康造成危害，并且影响织物的服用性能。因此，棉织物的抗菌整理受到研究者的广泛关注，涌现出了许多不同种类的抗菌剂，分为无机抗菌剂，有机抗菌剂和天然抗菌剂三类。但是大部分抗菌剂都有其缺点，无机抗菌剂的耐洗性较差，杀菌速率慢；天然抗菌剂提取困难；大部分有机抗菌剂有毒副作用，对人体有害。卤胺类抗菌剂是有机抗菌剂的一种，具有大部分理想抗菌剂具备的特点：原料便宜，合成简便，易于储存，有效期长，杀菌效率高，不易分解或转换为有毒物质，具有广谱杀菌性和抗菌可再生等。卤胺类抗菌剂的结构中含有一个或一个以上的N-X(X表示Cl，F，Br)，与微生物接触释放X+破坏或抑制微生物的新陈代谢从而达到杀菌的目的，在杀菌过程中N-X还原成N-H，并且通过卤化剂(如次氯酸钠)作用能使其再次变成具有抗菌性能的N-X结构。常用的轧烘焙整理技术对棉织物性能影响较大，而棉纤维上含有很多活泼的羟基，能与一些活泼的基团进行反应。这就给抗菌剂的选择和应用指明了方向。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种含双活性基团的卤胺抗菌剂及其制备方法和应用。本专利技术制作方法简单，原料价格低廉，产物提纯简便，整理步骤简单，且整理后的产品具有良好的抗菌性和稳定性。本专利技术的技术方案如下：一种含双活性基团的卤胺类抗菌剂，所述抗菌剂的结构如通式(1)所示：通式(1)中，R1、R2各自独立地表示为Cl或Br。一种含双活性基团的卤胺类抗菌剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将5,5-二甲基海因和2-氯乙胺盐酸盐溶于水或有机溶剂中，然后加入碱，在60～70℃条件下，搅拌回流12～16h，反应结束后减压蒸馏蒸出溶剂，并用丙酮或乙醇清洗初产物，然后过滤，通过减压蒸馏蒸出滤液中丙酮或乙醇，得到胺乙基海因；(2)将对(β-乙基砜硫酸钠)苯胺的悬浊液滴加到含三聚氯氰的水或有机溶剂中，在0～5℃条件下反应2～4h，然后再加入步骤(1)所得的胺乙基海因的水溶液，在30～50℃条件下反应3～5h；滴加缚酸剂调节pH为5.0～6.0，反应结束后盐析抽滤，提纯并烘干，得到卤胺类抗菌前驱体(Ⅱ)；(3)将卤胺类抗菌前驱体(Ⅱ)置于次氯酸钠水溶液中，于20～40℃条件下静置0.5～4h，结束后抽滤并烘干，得到所述卤胺类抗菌剂。步骤(1)中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种混合物；所述5,5-二甲基海因、2-氯乙胺盐酸盐与碱的摩尔比为1:1:2。步骤(1)中所述有机溶剂为乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮中的一种或多种，其用量为使反应原料在溶剂中的浓度达到1～10w/v％。步骤(2)中，所述三聚氯氰、对(β-乙基砜硫酸钠)苯胺与胺乙基海因的摩尔比为1:1:1。步骤(2)中，所述有机溶剂为丙酮、四氯化碳、乙醚、乙醇、二恶烷、氯仿中的一种或多种；所述三聚氯氰在水或有机溶剂中的浓度为1～20w/v％；所述缚酸剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种。所述卤胺类抗菌前驱体(Ⅱ)的结构式如下：一种含双活性基团的卤胺类抗菌剂的应用，所述卤胺类抗菌剂用于纺织品抗菌整理
所述应用的方法包括如下步骤：(1)将卤胺类抗菌前驱体与金属盐溶于水中制得抗菌整理液，将待处理纺织品于室温浸渍于该整理液中10～60min；(2)再加入固体碱剂，于60～80℃浸渍2～5h，取出纺织品，水洗、烘干；(3)最后将该纺织品浸渍于浓度0.1～1wt％的次氯酸钠溶液中进行卤化反应，取出并烘干，制得抗菌纺织品。步骤(1)中所述卤胺类抗菌剂前驱体浓度为0.1～5％(w/v)；所述金属盐为硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、硫酸锌、氯化钠、氯化镁、氯化钙中的一种或多种，终浓度为50～200g/L；步骤(2)中所述固体碱剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种，终浓度为1～5g/L。本专利技术有益的技术效果在于：(1)本专利技术先将5,5-二甲基海因与2-氯乙胺盐酸盐反应生成胺乙基海因，解决了5,5-二甲基海因不能直接与三聚氯氰反应的问题；(2)用对(β-乙基砜硫酸钠)苯胺取代三聚氯氰上第一个氯，解决了胺乙基海因中羟基在低温下不活泼的问题；(3)对(β-乙基砜硫酸钠)苯胺的引入使得卤胺抗菌前驱体具有双活性基团，增加了卤胺抗菌前驱体的上染率稳定性；(4)经测试结果表明，经本专利技术抗菌整理的织物最高氯含量可达0.52％；整个合成工艺操作简单，不产生有毒副产物，合成原料价格低廉；(5)本专利技术抗菌前驱体相较于之前的反应性抗菌剂前驱体，多出了一个活性基团，与织物结合的几率更大，节约了抗菌前驱体的用量，可在较低温度(60～80℃)与植物纤维分子上的羟基发生亲核取代或亲核加成反应与其形成共价键结合在纤维上。反应工艺简单，效率高且不产生有毒或污染物质，符合生态纺织品加工要求。附图说明图1为本专利技术实施例1含双活性基团的卤胺抗菌前驱体合成路线及氯化反应方程式；图2为整理前后棉织物的红外光谱分析图，其中：A为整理前棉织物，B为整理后棉织物；图3为整理前后棉织物的扫描电镜图，其中：A为整理前棉织物，B为整理后棉织物。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例1参照图1，一种含双活性基团的卤胺类抗菌剂，其制备方法包括如下步骤：(1)称取2.34g2-氯乙胺盐酸盐，1.66g氢氧化钠和2.61g5,5-二甲基海因在乙醇中反应12h，结束后过滤去除氯化钠，减压蒸馏，烘干，制得胺乙基海因；(3)称取3.64g三聚氯氰，将其溶于25mL丙酮中，称取5.64g对(β-乙基砜硫酸钠)苯胺和1.06g碳酸钠，将其溶于20mL水中，将两者混合与250mL三口烧瓶中，在0～5℃pH值为2.5～3.5的条件下反应2h，然后将上述得到的25mL胺乙基海因溶于25mL水并倒入反应液中，升温至40℃，在pH值为5.0～6.0的条件下反应4h，结束后加入20％的氯化钠固体(对反应液重)进行盐析，结束后过滤，用乙醇和丙酮清洗，烘干，保存，制得卤胺类抗菌前驱体2-氯-4-(4-(β-乙基砜硫酸钠)苯氨基)-6-胺乙基海因-1,3,5-三嗪。实施例2参照图1，一种含双活性基团的卤胺类抗菌剂，其制备方法包括如下步骤：(1)将2.61g5,5-二甲基海因和0.83g氢氧化钠在乙醇中回流10min，加入到2.34g2-氯乙胺盐酸盐和1.06g碳酸钠粉末的乙醇溶液中，反应14h，然后抽滤除去氯化钠，减压蒸馏并烘干，制得胺乙基海因；(2)称取3.64g三聚氯氰，将其加入25mL水中搅拌，将上述得到的胺乙基海因溶于25mL水中并滴加到三聚氯氰悬浊液中。在冰浴下反应3h后加入5.64g对(β-乙基砜硫酸钠)苯胺和1.06g碳酸钠的水溶液，在40℃下反应2h，全程调节p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含双活性基团的卤胺类抗菌剂，其特征在于，所述抗菌剂的结构如通式(1)所示：

【技术特征摘要】
1.一种含双活性基团的卤胺类抗菌剂，其特征在于，所述抗菌剂的结构如通式(1)所示：通式(1)中，R1、R2各自独立地表示为Cl或Br。2.一种权利要求1所述含双活性基团的卤胺类抗菌剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将5,5-二甲基海因和2-氯乙胺盐酸盐溶于水或有机溶剂中，然后加入碱，在60～70℃条件下，搅拌回流12～16h，反应结束后减压蒸馏蒸出溶剂，并用丙酮或乙醇清洗初产物，然后过滤，通过减压蒸馏蒸出滤液中丙酮或乙醇，得到胺乙基海因；(2)将对(β-乙基砜硫酸钠)苯胺的悬浊液滴加到含三聚氯氰的水或有机溶剂中，在0～5℃条件下反应2～4h，然后再加入步骤(1)所得的胺乙基海因的水溶液，在30～50℃条件下反应3～5h；滴加缚酸剂调节pH为5.0～6.0，反应结束后盐析抽滤，提纯并烘干，得到卤胺类抗菌前驱体(Ⅱ)；(3)将卤胺类抗菌前驱体(Ⅱ)置于次氯酸钠水溶液中，于20～40℃条件下静置0.5～4h，结束后抽滤并烘干，得到所述卤胺类抗菌剂。3.根据权利要2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种混合物；所述5,5-二甲基海因、2-氯乙胺盐酸盐与碱的摩尔比为1:1:2。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述有机溶剂为乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮中的一种或多种，其用量为使反应原料在溶剂中的浓度达到1～10w/v％。5.根据权利要求2所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：任学宏，穆童，刘颖，李蓉，栗志广，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32