一种锍盐类阳离子聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于抗菌高分子聚合物的技术领域，涉及一种锍盐类阳离子聚合物，包括式Ⅰ所示的无规单元：所述式Ⅰ中，R

【技术实现步骤摘要】
一种锍盐类阳离子聚合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于抗菌高分子聚合物的
，涉及一种锍盐类阳离子聚合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]微生物感染是世界范围内人类健康面临的重大挑战。致病性微生物，包括细菌、病毒和真菌，在医院和其他卫生保健设施中特别受关注，对医疗设备、药品、手术设备、牙齿修复和骨修复的最佳功能产生不利影响。由于近年来抗生素的滥用，导致了全球范围内耐药细菌感染不断加剧。在实际应用上，越来越需要为生物医学应用探索更高效、广谱和持久的抗菌药物。
[0003]为了探索更多的抗菌药物，研究者开始合成锍盐聚合物作为抗菌类产品使用。中国专利技术专利CN113416309A公开了一种具有抗菌性能的锍盐类阳离子聚合物、制备方法及应用，包括锍盐类阳离子重复单元：该专利技术设计了主链中含有锍盐结构的锍盐类阳离子聚合物，其利用分子结构中锍盐阳离子与细菌细胞膜表面的电负性结构相互作用，同时配合分子结构中其余的亲疏水基团作用于细菌细胞膜，导致细菌细胞膜解体，进而杀死细菌；其杀菌速度快，抗菌效果优异，在聚合物浓度为100ug/mL时，即可对革兰氏阳性类细菌及革兰氏阴性类细菌均有99.9％的杀菌率，杀菌活性高，具有广谱抗菌性能。此外，按照本专利技术制备的锍盐类阳离子聚合物具有优越的生物相容性，毒性低，在聚合物浓度≥5300μg/mL时，红细胞溶血率仍能≤50％。
[0004]在深入研究锍盐聚合物抗菌作用的过程中，发现锍盐聚合物的获取难度与抗菌效果无法兼顾，例如，使用长链聚合物时，其抗菌效果更好，但是其合成难度及合成成本却很高。如何在特定的结构范围内，使锍盐聚合物具有更好的抗菌效果就成为限制锍盐聚合物在抗菌领域应用的技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种锍盐类阳离子聚合物及其制备方法和应用，其原料易得，合成难度低，且具有更好的抗菌效果和更优越的生物相容性。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的目的通过下述技术方案得以实现：
[0007]一种锍盐类阳离子聚合物，包括式Ⅰ所示的无规单元：
[0008][0009]所述式Ⅰ中，R
x
为
‑
(CH2)4‑
，其中烷基为直链烷基；R
y
为
‑
CH2‑
CH(OH)
‑
CH2‑
O
‑
C4H8‑
O
‑
CH2‑
CH(OH)
‑
CH2‑
，其中烷基为直链烷基；a、b、c、d分别为所对应单元的百分比，且a+b+c+d＝
100％；
[0010]所述式Ⅰ中，锍盐化率大于0且小于100％；
[0011]所述锍盐化率的定义为：若镏盐化率为0时,a为100％,b＝c＝d＝0；若镏盐化率为100％时,a＝b＝c＝0,d＝100％。
[0012]在上述的一种锍盐类阳离子聚合物中，优选的，所述锍盐化率≥20％且≤50％。
[0013]在上述的一种锍盐类阳离子聚合物中，更优选的，所述锍盐化率≥26％且≤34％。
[0014]在上述的一种锍盐类阳离子聚合物中，所述锍盐类阳离子聚合物的重均分子量为6300
‑
30100g/mol。
[0015]本专利技术还提供了一种锍盐类阳离子聚合物的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0016]步骤一：将式Ⅱ所示的单体1，4
‑
丁二硫醇与式Ⅲ所示单体1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚在催化剂的作用下进行聚合反应，得到聚合物；
[0017][0018]步骤二：将步骤一中得到的聚合物采用亲核试剂对硫醚进行烷基化反应，得到所述锍盐类阳离子聚合物。
[0019]合成的锍盐类阳离子聚合物及其前体结构式均如式ⅠV
‑
1及式ⅠV
‑1‑
a所示。
[0020][0021]在上述的一种锍盐类阳离子聚合物的制备方法中，式Ⅲ中含有环氧丙基，采用催化剂进行开环聚合反应，所述聚合反应的催化剂为三乙胺。
[0022]在上述的一种锍盐类阳离子聚合物的制备方法中，优选的，所述1，4
‑
丁二硫醇、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚与三乙胺的摩尔比为1：1：1.5。
[0023]在上述的一种锍盐类阳离子聚合物的制备方法中，所述烷基化反应的亲核试剂为碘甲烷。
[0024]在上述的一种锍盐类阳离子聚合物的制备方法中，所述步骤一中得到的聚合物与碘甲烷的摩尔比为1：3
‑
1：0.6。
[0025]在上述的一种锍盐类阳离子聚合物的制备方法中，所述步骤一中所用的反应溶剂为四氢呋喃和去离子水的混合溶剂，所述四氢呋喃与去离子水的体积比为9：1；所述步骤二中所用的反应溶剂为N，N
‑
二甲基甲酰胺。
[0026]在上述的一种锍盐类阳离子聚合物的制备方法中，所述步骤二中，将烷基化反应
后的产物依次经过沉淀，过氯离子交换树脂及冷冻干燥进行提纯。
[0027]本专利技术还提供了所述锍盐类阳离子聚合物或包含其的盐在抗菌上的应用。
[0028]本专利技术和现有技术相比，具有如下有益效果：
[0029]1、本专利技术合成了一种新的锍盐类无规阳离子聚合物，通过抗菌试验发现，锍盐类阳离子聚合物的抗菌效果与锍盐化程度有关，锍盐化程度越低，抗菌效果越好，通过控制锍盐类阳离子聚合物的锍盐化程度，可以在改变电荷密度的同时，改变聚合物的亲疏水平衡，进而改变锍盐类阳离子聚合物的抗菌效果。从而解决了在特定的结构范围内，使锍盐聚合物具有更好的抗菌效果的技术难题。
[0030]2、本专利技术采用1，4
‑
丁二硫醇与1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚为原料合成聚合物，再对硫醚进行烷基化反应，其反应路线简单且原料易于获取，具有很好的工业应用前景。进一步的，本专利技术通过控制硫醚前体与碘甲烷的投料比，可以控制锍盐类阳离子聚合物的锍盐化程度。从而更好的保证产品质量。
[0031]3、本专利技术锍盐类阳离子聚合物中的烷基均为直链结构，确保聚合物的分子链结构为直链，使其能更好的与细菌细胞膜接触，提高抗菌效果。
附图说明
[0032]图1中1a为本专利技术实施例1中阳离子聚合物核磁共振氢谱图；
[0033]图1中1b为本专利技术实施例2中阳离子聚合物核磁共振氢谱图；
[0034]图1中1c为本专利技术实施例3中阳离子聚合物核磁共振氢谱图；
[0035]图1中1d为本专利技术实施例4中阳离子聚合物核磁共振氢谱图；
[0036]图1中1e为本专利技术实施例5中阳离子聚合物核磁共振氢谱图；
[0037]图1中1f为本专利技术实施例1
‑
5中阳离子聚合物前体核磁共振氢谱图；
[0038]图2中2a为本专利技术实施例6中阳离子聚合物前体核磁共振氢谱图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锍盐类阳离子聚合物，其特征在于，包括式Ⅰ所示的无规单元：所述式Ⅰ中，R
x
为
‑
(CH2)4‑
，其中烷基为直链烷基；R
y
为
‑
CH2‑
CH(OH)
‑
CH2‑
O
‑
C4H8‑
O
‑
CH2‑
CH(OH)
‑
CH2‑
，其中烷基为直链烷基；a、b、c、d分别为所对应单元的百分比，且a+b+c+d＝100％；所述式Ⅰ中，锍盐化率大于0且小于100％；所述锍盐化率的定义为：2.根据权利要求1所述的一种锍盐类阳离子聚合物，其特征在于，所锍盐化率≥20％且≤50％。3.根据权利要求1所述的一种锍盐类阳离子聚合物，其特征在于，所述锍盐化率≥26％且≤34％。4.根据权利要求1所述的一种锍盐类阳离子聚合物，其特征在于，所述锍盐类阳离子聚合物的重均分子量为6300
‑
30100g/mol。5.一种权利要求1
‑
4中任一项所述的锍盐类阳离子聚合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：严国祥，诸致远，
申请(专利权)人：南方科技大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：