一種含氟烷基季銨鹽的抗菌劑、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含氟烷基季銨鹽抗菌劑、制備方法及其應(yīng)用。先通過取代反應(yīng)制備含氟烷基叔胺，再經(jīng)季銨化反應(yīng)得到N-三烷氧基硅丙基-N，N-二烷基十三氟辛基鹵化銨。制備得到的含氟烷基季銨鹽，作為抗菌整理劑具有比非含氟烷基季銨鹽更優(yōu)越的抗菌效率；產(chǎn)品制備反應(yīng)條件溫和、制備工藝簡(jiǎn)便，原材料易得，易于工業(yè)化生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。產(chǎn)物用于織物抗菌整理具有非常高效的抗菌效果，及優(yōu)越的綜合整理性能。
【專利說明】一種含氟烷基季銨鹽的抗菌劑、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含氟烷基季銨鹽抗菌劑、制備方法及其應(yīng)用，特別涉及一種含氟烷基季銨鹽硅烷、制備方法及對(duì)織物的抗菌整理應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在獲得廣泛研究與應(yīng)用的有機(jī)類抗菌劑中，季銨鹽類抗菌劑是最為人熟知品種，它包括從單烷基季銨鹽到雙烷基鏈季銨鹽，到Gemini型季銨鹽，以及各種改性季銨鹽和聚合物型季銨鹽等眾多種類。季銨鹽抗菌劑通過帶正電荷的氮陽(yáng)離子吸附到帶負(fù)電荷的細(xì)菌細(xì)胞表面，再將其長(zhǎng)烷基鏈深入到疏水性的細(xì)胞膜內(nèi)部干擾膜表面以及細(xì)胞質(zhì)中的酶活性，導(dǎo)致細(xì)胞代謝受阻而凋亡。
[0003]目前，季銨鹽抗菌整理劑已成功應(yīng)用于棉、聚酯等織物抗菌整理。這些用于織物整理的抗菌季銨鹽整理劑除了要求具有良好的抗菌性能以外，還要求不影響整理織物的服用性能，且具有耐水洗性等。含季銨官能團(tuán)的硅烷就是具有良好綜合性能的抗菌整理劑品種。其中，應(yīng)用最為廣泛的烷氧基硅季銨鹽是三甲氧基硅丙基十八烷基二甲基季銨鹽和三乙氧基硅丙基十八烷基二甲基季銨鹽，這兩種產(chǎn)品利用長(zhǎng)碳鏈季銨官能團(tuán)提供良好的抗菌活性，且由于烷氧基硅能與纖維反應(yīng)鍵合而具有非常優(yōu)越的耐水洗性。
[0004]為了追求更高效的抗菌性能，目前很多研究工作主要集中于對(duì)季銨鹽抗菌劑進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變以增強(qiáng)其抗菌活性，如在季銨鹽烷基鏈中引入不飽和烷基鏈時(shí)，可提供比單純含有飽和烷基鏈的季銨鹽更高的抗菌活性；而合成帶有季銨鹽的高分子化合物可使抗菌表面電荷密度增加而獲得更好的抗菌性能。在烷氧基硅季銨鹽中弓I入含氟烷基可以提供更高效的抗菌效果，如Qin Fenling等公開的三甲氧基硅丙酯基含氟烷基季銨鹽，以全氟碘烷為原料，經(jīng)加成、還原、氧化合成全氟烷基羧酸，再通過酯化、季銨化共五步反應(yīng)制備得到含氟燒基季銨鹽產(chǎn)物(參見文獻(xiàn):Hui Shao, We1-Dong Meng, Feng-Ling Qing.Synthesisand surface antimicrobial activity of a novel per uorooctylated quaternaryammonium silane coupling agent.Journal of Fluorine Chemistry.125,2004:721 -724)，這一含氟烷基季銨鹽具有良好的抗菌活性，但合成步驟多，合成難度大，且所采用的原料部分難以得到，因此推廣應(yīng)用存在一定的難度。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)廣泛使用非含氟烷基化的三烷氧基硅丙基長(zhǎng)鏈烷基季銨鹽作為紡織品抗菌整理劑，是因?yàn)樵摦a(chǎn)品能提供較好的抗菌效果，以及良好的耐久性等綜合性能。研究發(fā)現(xiàn)，硅烷季銨鹽中引入含氟烷基可提供更高效的抗菌效果。但目前所公開的含氟烷基季銨鹽整理劑制備步驟多，工藝復(fù)雜不易工業(yè)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的制備工藝復(fù)雜的不足，提供一種抗菌效率高、綜合性能優(yōu)越的含氟烷基季銨鹽抗菌整理劑、制備方法及其應(yīng)用，所制備的抗菌劑具有制備工藝簡(jiǎn)便，原材料易得，適合于工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。[0007]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種含氟烷基季銨鹽抗菌劑，它為N-三烷氧基硅丙基-N，N- 二烷基十三氟辛基鹵化銨，具有如下結(jié)構(gòu):
【權(quán)利要求】
1.一種含氟烷基季銨鹽抗菌劑，其特征在于它為於三烷氧基硅丙基-見Λ/-二烷基十三氟辛基鹵化銨，具有如下結(jié)構(gòu):
2.一種如權(quán)利要求1所述的含氟烷基季銨鹽抗菌劑的制備方法，其特征在于具體步驟包括如下制備含氟烷基叔胺和季銨化兩步: (1)制備含氟烷基叔胺 ①取代反應(yīng):按重量計(jì)，在反應(yīng)器中投入10~20份二烷基胺，6~7份氫氧化鈉，在溫度為50°C~90°C的條件下，滴加20~35份十三氟辛基溴，I~5小時(shí)內(nèi)滴加完畢后，保溫條件下取代反應(yīng)2~48小時(shí)；②萃取操作:取代反應(yīng)完成后，加入萃取劑萃取，合并萃取液，水洗、干燥得萃取液； ③后處理:萃取液過濾后，濾液減壓蒸餾除去萃取劑，得到含氟烷基叔胺產(chǎn)物； (2)季銨化處理 ①季銨化反應(yīng):按重量計(jì)，在反應(yīng)器中投入8~15份步驟(1)中得到的含氟烷基叔胺產(chǎn)物和20份乙腈，在溫度為55°C~95°C的條件下，滴加3~8份鹵丙基三烷氧基硅烷，2~12小時(shí)內(nèi)滴加完畢后，保溫條件下季銨化反應(yīng)2~48小時(shí)，得到混合物； ②蒸餾操作:將季銨化反應(yīng)后得到的混合物減壓蒸餾除去溶劑，得到黃色粘稠液體狀含氟烷基季銨鹽產(chǎn)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含氟烷基季銨鹽抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述的取代反應(yīng)中，二烷基胺為二甲胺、二乙胺或二正丁胺中的任意一種；滴加時(shí)間為2小時(shí)內(nèi)；取代反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含氟烷基季銨鹽抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述的萃取操作中，萃取劑為乙酸乙酯、乙酸甲酯或乙酸丁酯中的任意一種，或任意兩種的混合物；干燥處理時(shí)間為8~12小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含氟烷基季銨鹽抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述的后處理中，濾液減壓蒸餾除去萃取劑的蒸餾條件為真空度I~5mmHg，溫度為25~75°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含氟烷基季銨鹽抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述的季按化反應(yīng)中，齒丙基二烷氧基硅烷為氣丙基二甲氧基硅烷、氣丙基二乙氧基硅烷、漠丙基二甲氧基硅烷或漠丙基二乙氧基硅烷中的任意一種；滴加時(shí)間為2小時(shí)內(nèi)；季按化反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含氟烷基季銨鹽抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述的蒸餾操作中，混合物減壓蒸餾除去溶劑的減壓蒸餾條件為真空度I~5mmHg，溫度為25~85°C，蒸餾時(shí)間為0.5~3小時(shí)。
8.一種含氟烷基季銨抗菌劑的應(yīng)用，其特征在于:將含氟烷基季銨鹽抗菌劑配制成水溶液作為整理劑，用于對(duì)織物進(jìn)行抗菌整理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種含氟烷基季銨抗菌劑的應(yīng)用， 其特征在于:將所述的抗菌整理劑配制成浸軋液，在室溫條件下，將織物置于浸軋液中，采用二浸二軋工藝，軋余率為90%~100% ;再經(jīng)預(yù)烘、焙烘，對(duì)織物進(jìn)行抗菌整理。
【文檔編號(hào)】C07F7/18GK103572594SQ201310589419
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】李戰(zhàn)雄, 蔡露, 袁艷華 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)