结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物，属于有机化合物领域。本发明专利技术提供的化合物同时具备了季铵盐和过氧化物的特性，既可以持续使用，腐蚀性小又具有高效消毒剂的消毒性能，当结构中的过氧酸消毒分解以后，还可以作为普通季铵盐消毒剂使用，季铵盐基团上亲脂性烷基的存在，增加了分子穿过细菌细胞壁的能力，使得该消毒剂不仅可以作用于细胞外表面，破坏细胞壁达到消毒的目的，而且可以快速穿过细胞壁，进入细胞内部破坏细胞质，从而大大加快了过氧化物的消毒速度，达到完全灭菌的效果。

Compound containing quaternary ammonium salt and peroxy carboxylic acid group and its preparation method and Application

The invention provides compounds containing quaternary ammonium salt ions and peroxycarboxylic acid groups in the structure, belonging to the field of organic compounds. The compound provided by the present invention has the characteristics of both quaternary ammonium salt and peroxide, can be used continuously, has little corrosiveness and high disinfection performance of disinfectant. When the peroxide acid in the structure is disinfected and decomposed, it can also be used as a common quaternary ammonium salt disinfectant, and the lipophilic alkyl group on the quaternary ammonium salt group exists, thus increasing the disinfection efficiency. The ability of molecule passing through the cell wall of bacteria makes the disinfectant not only act on the outer surface of bacteria and destroy the cell wall to achieve the purpose of disinfection, but also can quickly pass through the cell wall and enter the inner cell to destroy the cytoplasm, thus greatly accelerating the disinfection speed of peroxide and achieving the effect of complete sterilization.

【技术实现步骤摘要】
结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物及其制备方法和应用
本专利技术有机化学
，尤其涉及一种结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物及其制备方法和应用。
技术介绍
过氧化物消毒剂一直是消毒剂领域的一个主要研究对象，目前已经用于消毒灭菌的过氧化物消毒剂有过氧乙酸、过氧化戊二酸、过一硫酸氢钾、过碳酸钠、过氧化邻笨二甲酸镁及过氧化氢等。过氧化物以其高效、低毒及基本无残留而得到了广泛的使用。但是一般的过氧化物渗透性不好，在好多领域的应用都受到了很大限制，比如在医疗领域，对于受血污污染的手术服的消毒，一般的过氧化物消毒剂如过氧乙酸都很难实现。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物及其制备方法和应用。本专利技术提供的化合物结构中同时含有季铵盐离子和过氧羧酸基团，渗透作用强，季铵盐离子可以协助过氧化物穿过污染的表面进入内部，达到彻底消毒的作用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物，具有式I所示结构，当M为一价酸根离子时，n＝1；当M为二价酸根离子时，n＝2；R1、R2和R3独立地为氢原子、烃基或者烃基衍生物，R1、R2和R3中所含碳原子总和为1～100；R4为碳链结构，R4所含碳原子数为1～36。优选地，所述烃基为脂肪烃基或芳香烃基。优选地，所述R1、R2和R3独立地为含有-OH的烃基衍生物。优选地，所述R4碳链结构含有羟基、硝基或卤素取代基。优选地，所述一价酸根离子为卤素阴离子、NO3-或HCO3-，所述二价酸根离子为SO42-或CO3-。本专利技术还提供了上述技术方案所述化合物的制备方法，包括以下步骤：将具有式II所示结构的胺类化合物与具有式III所示结构的化合物在溶剂中反应，得到具有式IV所示结构的化合物；R1、R2和R3为氢原子、烃基或者烃基衍生物，R1、R2和R3中所含碳原子总和为1～100；R4为碳链结构，R4所含碳原子数为1～36；将无机酸滴加到含有具有式IV所示结构化合物的水溶液中进行酸化，得到具有式V所示结构的化合物；当M为一价酸根离子时，n＝1；当M为二价酸根离子时，n＝2；将具有式V所示结构的化合物与过氧化氢发生氧化反应，得到具有式I所示结构的化合物。优选地，所述具有式II所示结构的胺类化合物与具有式III所示结构的化合物的摩尔比为1～1.5:1。本专利技术还提供了另一种所述化合物的制备方法，包括以下步骤：将具有式a所示结构的化合物与R1X、R2X和R3X以及水发生取代反应，得到具有式b所示结构的化合物，R1、R2和R3为氢原子、烃基或者烃基衍生物，R1、R2和R3中所含碳原子总和为1～100；R4为碳链结构，R4所含碳原子数为1～36；X为卤素；将无机酸滴加到含有具有式b所示结构化合物的水溶液中进行酸化，得到具有式V所示结构的化合物；将具有式V所示结构的化合物与过氧化氢发生氧化反应，得到具有式I所示结构的化合物。本专利技术还提供了上述技术方案所述化合物或上述技术方案所述制备方法制得的化合物作为消毒剂或灭菌消毒剂的应用。优选地，所述化合物以水剂、粉剂、颗粒剂、片剂、凝胶、乳液或膏状的形式使用。本专利技术提供了一种结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物，具有式I所示结构，当M为一价酸根离子时，n＝1；当M为二价酸根离子时，n＝2；R1、R2和R3为氢原子、烃基或者烃基衍生物，R1、R2和R3中所含碳原子总和为1～100；R4为碳链结构，R4所含碳原子数为1～36。本专利技术提供的化合物同时具备了季铵盐消毒剂和过氧化物消毒剂的特性，既可以持续使用，腐蚀性小又具有高效消毒剂的消毒性能，当结构中的过氧酸消毒分解以后，还可以作为普通季铵盐消毒剂使用，季铵盐基团上亲脂性烷基的存在，增加了分子穿过细菌细胞壁的能力，使得该消毒剂不仅可以作用于细胞外表面，破坏细胞壁达到消毒的目的，而且可以快速穿过细胞壁，进入细胞内部破坏细胞质，从而大大加快了过氧化物的消毒速度；由于一般细菌表面带的是负电荷，在过氧化物分子中引入季铵盐基团还可以通过季铵盐阳离子和细菌表面的阴离子的电荷引力，使得消毒剂分子可以快速接近细菌，定向消毒，提高过氧化物的消毒速度，增加消毒剂分子和细菌接触的几率，达到完全灭菌的效果。同时，本专利技术提供的化合物由于分子内同时具备了阴离子和阳离子，属于两性化合物，从而能够大大降低化合物本身对金属的腐蚀性；化合物的两性结构同时也大大改善了其使用性能，可以用与阴离子、阳离子、非离子和两性的表面活性剂及助剂共同使用。实施例的数据表明，本专利技术提供的化合物对大肠杆菌(ATCC8099)、金黄色葡萄球菌(ATCC6538)、白色念珠菌(ATCC10231)作用1分钟，杀灭对数值均＞5；对枯草芽孢杆菌(ATCC6633)作用5分钟，可达到灭菌水平；对金属铜铝碳钢是轻度腐蚀；且无毒，贮存有效期高达2年。具体实施方式本专利技术提供了一种结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物，具有式I所示结构，当M为一价酸根离子时，n＝1；当M为二价酸根离子时，n＝2；R1、R2和R3为氢原子、烃基或者烃基衍生物，R1、R2和R3中所含碳原子总和为1～100；R4为碳链结构，R4所含碳原子数为1～36。在本专利技术中，所述烃基优选为脂肪烃基或芳香烃基，更优选为乙基。在本专利技术中，所述R1、R2和R3独立地优选为含有-OH的烃基衍生物。在本专利技术中，当所述R1、R2和R3独立地优选为含有-OH的烃基衍生物时，所述结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物的结构如下式所示：在本专利技术中，所述R4碳链结构优选含有羟基、硝基或卤素取代基。本专利技术对所述取代基的种类以及个数没有特殊的限定，R4上可以有结构允许的任意个数的任何取代基，具体的，如含有硝基或卤素的烃基衍生物。在本专利技术中，所述一价酸根离子优选为卤素阴离子、NO3-或HCO3-等。所述二价酸根离子优选为SO42-或CO3-等。在本专利技术中，所述卤素阴离子优选为氯离子。在本专利技术中，当所述M为一价酸根离子时，结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物的结构如下式所示：当所述M为二价酸根离子时，结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物的结构如下式所示：本专利技术还提供了上述技术方案所述化合物的制备方法，包括以下步骤：将具有式II所示结构的胺类化合物与具有式III所示结构的化合物以及溶剂发生反应，得到具有式IV所示结构的化合物；R1、R2和R3为氢原子、烃基或者烃基衍生物，R1、R2和R3中所含碳原子总和为1～100；R4为碳链结构，R4所含碳原子数为1～36；将无机酸滴加到含有具有式IV所示结构化合物的水溶液中进行酸化，得到具有式V所示结构的化合物；当M为一价酸根离子时，n＝1；当M为二价酸根离子时，n＝2；将具有式V所示结构的化合物与过氧化氢发生氧化反应，得到具有式I所示结构的化合物。在本专利技术中，以M为氯离子为例，所述制备方法反应过程如下式所示：本专利技术将具有式II所示结构的胺类化合物与具有式III所示结构的化合物在溶剂中反应，得到具有式IV所示结构的化合物；R1、R2和R3为氢原子、烃基或者烃基衍生物，R1、R2和R3中所含碳原子总和为1～100；R4为碳链结构，其上可以带有任意个数、任何结构允许的取代基，R4所含碳原子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物，具有式I所示结构，

【技术特征摘要】
1.结构中含有季铵盐离子和过氧羧酸基团的化合物，具有式I所示结构，当M为一价酸根离子时，n＝1；当M为二价酸根离子时，n＝2；R1、R2和R3为氢原子、烃基或者烃基衍生物，R1、R2和R3中所含碳原子总和为1～100；R4为碳链结构，R4所含碳原子数为1～36。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述烃基为脂肪烃基或芳香烃基。3.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述R1、R2和R3独立地为含有-OH的烃基衍生物。4.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述R4碳链结构含有羟基、硝基或卤素取代基。5.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述一价酸根离子为卤素阴离子或NO3-，HCO3-，所述二价酸根离子为SO42-或CO3-。6.权利要求1～5任意一项所述化合物的制备方法，包括以下步骤：将具有式II所示结构的胺类化合物与具有式III所示结构的化合物在溶剂中进行反应，得到具有式IV所示结构的化合物；R1、R2和R3为氢原子、烃基或者烃基衍生物，R1、R2和R3中所含碳原子总和为1～100；R4为碳链结构，R4所含碳原子数为1～36；将无机酸滴加到含有具有式IV所示结构化合物的水溶液中...

【专利技术属性】
技术研发人员：史清元，
申请(专利权)人：史清元，
类型：发明
国别省市：北京,11