腰果酚类季铵盐及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种腰果酚类季铵盐及其用途，所述腰果酚类季铵盐其为式I所示化合物。本发明专利技术提供的腰果酚类季铵盐可作为阳离子表面活性剂和/或抗金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌或大肠杆菌的抗菌剂的应用。

Cashew Nut Phenolic Quaternary Ammonium Salts and Their Applications

【技术实现步骤摘要】
腰果酚类季铵盐及其用途
本专利技术涉及一种腰果酚类季铵盐及其用途，具体地说，涉及一种腰果酚类含氮杂环型季铵盐及其作为阳离子表面活性剂和/或抗菌剂的应用。
技术介绍
腰果酚(Cardanol)由天然腰果壳油中提炼获得，是一种可再生且生物降解性能良好的天然资源。由于腰果酚的单体分子具有多种可用于化学衍生的功能基团，如酚羟基、苯环以及碳长链上的碳碳双键，因此腰果酚是一个非常具有衍生潜力的分子骨架结构。迄今，以腰果酚作为起始原料合成的表面活性剂多为非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂(鲜见阳离子表面活性剂)。因此，有必要开发一种新型的能够改善表面活性剂的表面性能和抗菌性能的腰果酚衍生得到的阳离子表面活性剂(这也成为本专利技术需要解决的技术问题)。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人经广泛且深入的研究，设计并制备一种腰果酚类季铵盐化合物。经测试发现，本专利技术公开的腰果酚类季铵盐化合物具有良好的表面性能，可作为阳离子表面活性剂。此外，经抗菌测试发现，本专利技术腰果酚类季铵盐具有杀菌(特别是革兰氏阳性菌)活性，可作为杀菌剂(或抗菌剂)。本专利技术的一个目的在于，提供一种结构新颖的腰果酚类季铵盐。本专利技术所述的腰果酚类季铵盐为式I所示化合物：式I中，R为取代的C3～C6链状烃基；X为卤(F、Cl、Br或I)阴离子；m与R中所带正电荷数相同(即使整个分子为电中性)；所述取代的C3～C6链状烃基的取代基选自：羟基(OH)，5～6元含氮(N)杂环季铵盐基或取代的5～6元含氮(N)杂环季铵盐基中一种或两种以上(含两种)，且所述取代基(取代的C3～C6链状烃基的取代基)至少含一个5～6元含氮(N)杂环季铵盐基或取代的5～6元含氮(N)杂环季铵盐基；其中，所述的取代的5～6元含氮(N)杂环季铵盐基的取代基为C1～C6的直链或支链的烷基。本专利技术的另一个目的在于，揭示上述腰果酚类季铵盐(式I所示化合物)的一种用途，即上述腰果酚类季铵盐(式I所示化合物)作为阳离子表面活性剂和/或抗菌剂的应用。此外，本专利技术还有一个目的在于，提供一种制备上述腰果酚类季铵盐(式I所示化合物)的方法，所述方法包括如下步骤：(1)由腰果酚(式II所示化合物)与相应的卤代烃(YAY)或卤代环氧化合物反应，得到中间体(式III或IV所示化合物)的步骤；(2)由中间体(式III或IV所示化合物)与相应的季铵盐或含氮杂环盐反应，制得目标物(式I所示化合物)的步骤。其中，A为二价的C3～C6链状烃基，Y为卤素(F、Cl、Br或I)，n为1～4的整数。所用的起始原料(腰果酚，式II所示化合物)、卤代烃(YAY)和卤代环氧化合物均为已知化合物，可直接市购获得或按现有文献报道的方法制得。附图说明图1.为本专利技术公开的腰果酚类季铵盐(式Ia～Ie所示化合物)的水接触角的示意图；图2为是本专利技术的腰果酚类季铵盐(式Ia～Ie所示化合物)的表面张力-浓度曲线。具体实施方式在本专利技术一个优选的技术方案中，R为取代的C3～C6链状烃基；m为1～4的整数；所述取代的C3～C6链状烃基的取代基选自：下列基团中一种或两种以上(含两种)：且所述取代基至少含一个式A、B、C或D所示基团：羟基(OH)，其中，R1,R2和R3分别独立选自C1～C6的直链或支链的烷基中一种，曲线标记处为取代位(下同)。在更优选的技术方案中，R为取代的C3～C6链烯基或取代的C3～C6烷基，所述取代的C3～C6链烯基或取代的C3～C6烷基的取代基选自：下列基团中一种或两种以上(含两种)，且所述取代基至少含一个式A、B、C或D所示基团：羟基(OH)，其中，R1,R2和R3分别独立选自C1～C3的直链或支链的烷基中一种。在本专利技术另一个优选的技术方案中，式I所示化合物作为阳离子表面活性剂和/或抗菌剂(革兰氏阳性菌(如金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌等)和部分革兰氏阴性菌(大肠杆菌等))的应用。此外，本专利技术提供的制备式I所示化合物的方法，具体包括如下步骤：(1)在有惰性气体存在条件下，由腰果酚(式II所示化合物)与相应的卤代烃(YAY)于40℃～80℃反应，得到式III所示化合物；或，在有惰性气体存在条件下，由式II所示化合物与卤代环氧化合物于70℃～100℃反应，得到式IV所示化合物；(2)在无水无氧或有惰性气体存在条件下，由式III所示化合物与相应的含氮杂环盐或季铵盐于60℃～120℃反应，得到部分目标物；或，在pH值为7-8及有惰性气体存在条件下，首先由式IV所示化合物与相应的含氮杂环盐于0℃～5℃反应0.1小时至24小时，然后再于30℃～50℃反应1小时至24小时，得到剩余目标物。为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。实施例1式Ia所示化合物的制备：(1)在有氩气存在条件下，将反式1,4-二溴-2-丁烯(30mmol，3equiv)置于100mL耐压管中，加入30mL丙酮，等完全溶解在丙酮中，再加入碳酸钾(60mmol，6equiv)搅拌，缓慢加入用丙酮溶解的腰果酚(10mmol，1equiv)混合液，56℃下反应12小时，将反应液倒入布什漏斗中，过滤掉碳酸钾固体，得到有机溶液，然后制干样，硅胶柱柱层析(洗脱剂为石油醚)，得到中间体(式IIIa所示化合物)；(2)将1-甲基吡唑(6mmol，1.2equiv)加入schlenk反应管中，无水无氧条件下加入由式IIIa所示化合物(5mmol，1equiv)和乙腈(CH3CN)组成的混合物，在有氩气存在条件下，于80℃～100℃反应至少24小时，用正己烷研磨，离心出去液相(如此操作至少重复三次)，所得白色固体经干燥后即为目标物(式Ia所示化合物)，式Ia所示化合物熔点为40.9℃～41.3℃。1HNMR(400MHz,DMSO)δ8.54(d,J＝2.5Hz,1H),8.51(d,J＝2.9Hz,1H),7.22–7.12(m,1H),6.90(t,J＝2.9Hz,1H),6.84–6.68(m,3H),6.11–5.86(m,2H),5.23(d,J＝5.3Hz,2H),4.59(d,J＝3.8Hz,2H),4.11(s,3H),2.51(t,2H),1.54(dd,J＝13.4,6.6Hz,2H),1.23(m,24H),0.85(t,J＝6.8Hz,3H).13CNMR(101MHz,DMSO)δ157.97,149.53,144.11,138.52,137.23,132.37,129.31,123.93,120.97,114.73,111.74,107.34,66.48,50.50,36.87,35.22,31.34,30.93,29.05,28.89,28.75,22.14,14.01.HRMS(ESI-TOF)m/z:[M+H]+理论值(Calcdfor)C29H48N2OBr519.2950；实验值(Found)519.2958。实施例2式Ib所示化合物的制备：(1)将三乙烯二胺(10mmol，5equiv)加入schlenk反应管中，在无水无氧条件下，加入由溴丁烷(2mmol，1equiv)和乙腈(溶剂)组成的混合物，82℃下反应至少24小时。将乙腈旋干。加入甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种腰果酚类季铵盐，其为式I所示化合物：

【技术特征摘要】
1.一种腰果酚类季铵盐，其为式I所示化合物：式I中，m为1～4的整数；X为卤阴离子；R为取代的C3～C6链状烃基；所述取代的C3～C6链状烃基的取代基选自：下列基团中一种或两种以上，且所述取代基至少含一个式A、B、C或D所示基团：羟基其中，R1,R2和R3分别独立选自C1～C6的直链或支链的烷基中一种。2.如权利要求1所述的腰果酚类季铵盐，其特征在于，其中R为取代的C3～C6链烯基或取代的C3～C6烷基；所述取代的C3～C6链...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利民，马静怡，刘娜，车飞，黄蒙恩，韩建伟，张景清，
申请(专利权)人：上海邦高化学有限公司，华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31