一种可降解的双子季铵盐及其制备方法、杀菌剂技术

本发明专利技术属于环境友好型杀菌消毒剂领域，具体涉及一种可降解的双子季铵盐，其特征在于，具有如式Ⅰ所示的结构通式：式Ⅰ中，R1、R2为C6‑

【技术实现步骤摘要】
一种可降解的双子季铵盐及其制备方法、杀菌剂


[0001]本专利技术属于环境友好型杀菌消毒剂领域，具体涉及一种可降解的双子季铵盐及其制备方法、杀菌剂。

技术介绍

[0002]季铵盐型表面活性剂由于其优异的性质和低廉的成本，在制药、造纸、浮选矿、化妆品及油田等多个领域得到广泛的应用，同时季铵盐型表面活性剂具有广谱的杀菌效果，在环境消毒、皮肤消毒等领域也具有广泛的应用。市面上常用的季铵盐如苯扎氯铵和双癸基二甲基氯化铵等结构稳定，容易在环境中富集，导致细菌产生耐药性，对生态和人类具有潜在的风险。
[0003]随着杀菌剂行业的发展及民众环保意识的增强，探索合成性能优良、环境友好的新型表面活性剂愈来愈成为研究的热点。双子季铵盐类杀菌剂是所有季铵盐杀菌剂中被研究最多的一类，研究者们通过将不同的官能团包括酯基、羟基、羧基、酰胺基团和醚等引入到这类杀菌剂的疏水烷基链或联结基中以提高其在某些方面的性能。双子季铵盐杀菌剂中引入酯基或酰胺基团后具有更好的生物降解性、温和性以及热稳定性，在一定程度上更加符合绿色化学的发展理念。
[0004]现有报道中，通常将季铵盐的疏水基团先酯化或酰胺化，然后再季铵化得到设定结构的化合物。然而该过程操作步骤繁琐，且通常存在后处理复杂，产率低等问题。刘学民等以脂肪酸、N,N
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二胺、环氧氯丙烷为原料成功合成了酰胺型双子季铵盐：第一步：将等摩尔的脂肪酸和N,N
‑
二甲基
‑
1,3
>‑
丙二胺混合反应生成脂肪酰胺丙基二甲胺；第二步：在脂肪酰胺丙基二甲胺中不断通入HCl气体，反应获得脂肪酰胺丙基二甲胺盐酸盐中间体；第三步：将脂肪酰胺丙基二甲胺、脂肪酰胺丙基二甲胺盐酸盐和环氧氯丙烷混合反应可获得白色膏状固体，即为酰胺型双子季铵盐。以环氧氯丙烷为原料合成双子季铵盐存在以下问题：1、纯化困难：反应体系通常需要加入部分过量环氧氯丙烷来提高转化率，这将导致后续产品纯化存在困难，同时残留的未反应环氧氯丙烷存在极大毒性，这都严重影响了产品的实际应用；2、反应工艺中HCl的使用对设备腐蚀性较大，不利于大规模工业化应用。本专利技术中提供了一种一锅法合成路线，且无需加入其它参与反应的试剂，反应产率更高，后处理简单，工艺更绿色化。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种可降解的双子季铵盐及其制备方法、杀菌剂，该分子引入硫醚键和酯键并且拥有更多的电荷，能够更好的和细菌结合，杀菌效率高；并且硫醚键和酯键在水中的重金属离子和氢氧根的作用下，快速降解，降解产物对环境无害。本专利技术的原料廉价易得，且反应条件简单，通过一步合成法即可制得双子季铵盐，且反应后不需复杂提纯工艺即可得到产物，产率高。
[0006]本专利技术提供了如下的技术方案：
[0007]一种可降解的双子季铵盐，具有如式Ⅰ所示的结构通式：
[0008][0009]式Ⅰ中，R1、R2为C6‑
C
12
饱和长链烷烃，X为Cl、Br或I中的一种，R3为以下结构中的的任意一种：
[0010][0011]优选的，具有如式Ⅱ所示的结构式：
[0012][0013]本专利技术还提供一种可降解的双子季铵盐的制备方法，将丙烯酸二甲氨基乙酯、长链硫醇、卤代桥接基团、溶剂混合，加热加压搅拌反应，待反应完成，进行后处理得到双子季铵盐。
[0014]优选的，所述长链硫醇选自1
‑
己硫醇、1
‑
辛硫醇、1
‑
癸硫醇、正十二硫醇中的任意一种。
[0015]优选的，所述卤代桥接基团选自以下结构中的任意一种：
[0016][0017]X为Cl、Br或I中的一种。
[0018]优选的，所述溶剂选自异丙醇、正丙醇、乙醇、乙腈中的任意一种或几种。
[0019]优选的，所述反应条件具体为：加热温度为60
‑
150℃，时间4
‑
12h，压力为100kPa
‑
600kPa。
[0020]优选的，所述后处理的步骤为先减压蒸馏除去溶剂，然后用丙酮洗涤，真空干燥得到双子季铵盐。
[0021]本专利技术还提供一种杀菌剂，所述杀菌剂的有效杀菌成分包括如权利要求1所述的双子季铵盐。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]1、本专利技术提供的双子季铵盐通过迈克尔加成和季铵化一步合成法即可制得所需产物，原料廉价易得，且反应条件简单，通过一步合成法即可制得所需产物，产率高。
[0024]2、本专利技术中提供的双子季铵盐具有酯基和硫醚键，能够对自然水体中的氢氧根离子和重金属离子的双重响应，在水体中能够快速降解，降解产物对环境无毒害作用，能够大大降低其生物毒性和环境富集性，是一种绿色环保的新型季铵盐。
[0025]3、本专利技术制备的双子季铵盐化合物具有高效广谱抑菌作用，对大肠杆菌、金黄葡萄球菌、白色念珠菌、绿脓杆菌和黑曲霉菌均产生了明显的抑制作用，而且具有很低的溶血活性，安全稳定性好。
[0026]本专利技术的双子季铵盐化合物在碱性条件下可以快速的降解，且降解产物无毒害作用，避免细菌产生生理适应，发生基因表达增加或突变，降低细菌的耐药性。
[0027]4、本专利技术还提供了一种杀菌剂，该杀菌剂的有效杀菌成分包括双子季铵盐，安全高效，适用面广。
附图说明
[0028]图1实施例1所得化合物的质谱图。
[0029]图2实施例1所得化合物的核磁图。
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施例对本专利技术做具体说明。
[0031]双子季铵盐的合成路线
[0032][0033]实施例1
[0034]在单口烧瓶中加入丙烯酸二甲氨基乙酯0.02mol、1
‑
己硫醇0.02mol、1,3
‑
二溴丙烷0.01mol、乙醇10mL，60℃常压搅拌12h，然后减压蒸馏除去溶剂，用丙酮洗涤2
‑
3次后冻干得到双子季铵盐化合物1，产率为98.0％。
[0035]实施例2
[0036]在单口烧瓶中加入丙烯酸二甲氨基乙酯0.02mol、辛硫醇0.02mol、1,4
‑
二溴丁烷0.01mol、乙醇10mL，60℃常压搅拌12h，然后减压蒸馏除去溶剂，用丙酮洗涤2
‑
3次后冻干得到双子季铵盐化合物2，产率为97.5％。
[0037]实施例3
[0038]在单口烧瓶中加入丙烯酸二甲氨基乙酯0.02mol、癸硫醇0.02mol、1,5
‑
二溴戊烷0.01mol、乙醇10mL，60℃常压搅拌12h，然后减压蒸馏除去溶剂，用丙酮洗涤2
‑
3次后冻干得到双子季铵盐化合物3，产率为98.2％。
[0039]实施例4
[0040]在单口烧瓶中加入丙烯酸二甲氨基乙酯0.02mol、正十本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解的双子季铵盐，其特征在于，具有如式Ⅰ所示的结构通式：式Ⅰ中，R1、R2为C6‑
C
12
饱和长链烷烃，X为Cl、Br或I中的一种，R3为以下结构中的的任意一种：2.根据权利要求1所述的一种可降解的双子季铵盐，其特征在于，具有如式Ⅱ所示的结构式：3.一种可降解的双子季铵盐的制备方法，其特征在于，将丙烯酸二甲氨基乙酯、长链硫醇、卤代桥接基团、溶剂混合，加热加压搅拌反应，待反应完成，进行后处理得到双子季铵盐。4.根据权利要求3所述的一种可降解的双子季铵盐的制备方法，其特征在于，所述长链硫醇选自1
‑
己硫醇、1
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辛硫醇、1
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癸硫醇、正十二硫醇中的任意一种。5.根据权利要求3所述的一种可降解的双子季铵盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔洪涛，许相川，刘哲，王瑞侠，刘玲玲，
申请(专利权)人：安徽启威生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：