本發(fā)明屬于有機(jī)化合物抗菌劑的合成與應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種陽離子酞菁-二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、人們在日常生活中不可避免地會接觸到各種各樣的微生物，對人體健康造成危害。因此，近年來，對抗菌劑及抗菌材料的研究受到了廣泛的關(guān)注。利用太陽光能進(jìn)行抗菌，與傳統(tǒng)的化學(xué)抗菌劑相比，具有一系列優(yōu)勢。傳統(tǒng)化學(xué)抗菌劑具有抗菌譜窄、用量大、不安全等一系列問題。利用光動力在材料表面產(chǎn)生活性氧可以高效地抗菌，是抗菌功能產(chǎn)品開發(fā)的重要方向。其優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下幾個方面：①高效性：光動力抗菌能夠在較短時間內(nèi)殺死多種病原微生物，包括細(xì)菌、真菌和病毒。傳統(tǒng)無機(jī)化合物抗菌劑通常需要較大用量較長時間才能起效，且抗菌譜窄。②低耐藥性：細(xì)菌對光動力抗菌的耐藥性較低。傳統(tǒng)抗菌劑，如銀離子，季銨鹽等，長期使用可能導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性。③可控性：通過調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度和照射時間，可以精確控制光動力抗菌效果，減少副作用。傳統(tǒng)抗菌劑在劑量控制方面相對較難。④環(huán)境友好：光動力抗菌技術(shù)使用的光敏劑通常是有機(jī)分子，相對于某些無機(jī)抗菌劑如重金屬化合物，對環(huán)境的污染較小?？偟膩碚f，光動力抗菌技術(shù)利用光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能進(jìn)行抗菌，結(jié)合了物理和化學(xué)的雙重作用機(jī)制，具有高效、安全、可控和環(huán)保等多方面的優(yōu)勢，在抗菌治療中具有廣闊的應(yīng)用前景。

2、目前研究的光動力抗菌主要是采用光觸媒在紫外線作用下抗菌消毒。在該領(lǐng)域，日本為領(lǐng)先國家，日本東芝開發(fā)了具有領(lǐng)先水平的新一代光觸媒產(chǎn)品，即光動力功能纖維，提出了“只要有光，哪里都可以除菌”的宣傳語，產(chǎn)生了巨大影響。我國從2000年才逐漸起步，以二氧化鈦為代表的光動力材料因其具有優(yōu)異的光催化氧化性能，而被廣泛應(yīng)用于研究抗菌和室內(nèi)環(huán)境的凈化。但是，以二氧化鈦為代表的光觸媒主要用于紫外區(qū)域(254-380nm)，光譜很窄，抗菌效率低。酞菁及其衍生物作為一種具有大π共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物，廣泛應(yīng)用于光動力治療和抗菌領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)酞菁化合物通常存在水溶性差、吸收波段單一等問題，限制了其在抗菌領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種陽離子酞菁-二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑及其制備方法，該抗菌劑化學(xué)結(jié)構(gòu)新穎，反應(yīng)條件溫和，制備得到的抗菌劑具有光熱轉(zhuǎn)換、光動力的協(xié)同作用，具有高效、持久、廣譜的抗菌性能。

2、本發(fā)明的一種陽離子酞菁-二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑的制備方法，包括：

3、(1)室溫條件下，向反應(yīng)瓶中依次加入有機(jī)溶劑、氨基苯酚、無水碳酸鈉，氮氣保護(hù)下攪拌反應(yīng)1小時后，加入4-硝基鄰苯二甲腈，室溫反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液倒入去離子水中，抽濾，水洗濾餅，烘干。

4、(2)取干凈反應(yīng)瓶，依次加入n,n-二甲基甲酰胺、步驟(1)中所得產(chǎn)物、3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐，冰浴攪拌反應(yīng)2小時后升溫至60℃，依次加入乙酸酐、吡啶，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液倒入去離子水，抽濾，水洗濾餅，再經(jīng)重結(jié)晶后烘干。

5、(3)在另一反應(yīng)瓶中依次加入n,n-二甲基甲酰胺、4-硝基鄰苯二甲腈、n，n-二甲基乙醇胺、碳酸鉀，氮氣保護(hù)下室溫反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后萃取，收集有機(jī)相，用無水硫酸鈉除水，抽濾，旋蒸濾液。

6、(4)在反應(yīng)瓶中依次加入步驟(2)所得產(chǎn)物、步驟(3)所得產(chǎn)物、正戊醇、dbu、二水合醋酸鋅，氮氣保護(hù)下升溫至50℃反應(yīng)，攪拌反應(yīng)2h后升溫至137℃繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)完成后，將產(chǎn)物滴入正己烷中并攪拌，有固體析出，抽濾，依次對濾餅進(jìn)行乙醇洗滌、n,n-二甲基甲酰胺熱洗除去雜質(zhì)，得到濾液，向濾液中加入乙酸乙酯，有固體析出，抽濾，烘干。

7、(5)在反應(yīng)瓶中依次加入n,n-二甲基甲酰胺、步驟(4)中所得產(chǎn)物、溴丁烷，升溫至100℃反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)液中加入乙酸乙酯析出產(chǎn)物，重結(jié)晶后得到抗菌劑。

8、所述步驟(1)中的有機(jī)溶劑優(yōu)選n,n-二甲基甲酰胺，反應(yīng)時間3～5小時。

9、所述步驟(1)中的氨基苯酚優(yōu)選對氨基苯酚或間氨基苯酚。

10、所述步驟(2)中的反應(yīng)時間為3～5小時，重結(jié)晶溶劑優(yōu)選乙醇。

11、所述步驟(3)中的萃取劑為二氯甲烷/水(v/v＝1～3:1)。

12、所述步驟(5)中的重結(jié)晶溶劑優(yōu)選水。

13、所述抗菌劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下所示：

14、

15、所述抗菌劑的合成路線為：

16、

17、本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種陽離子酞菁-二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑及其制備方法，具有以下幾點優(yōu)勢：

18、(1)本發(fā)明的化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)新穎、合成制備方法簡單，易于操作，反應(yīng)條件溫和，在溫度、氣壓、ph值等反應(yīng)條件及反應(yīng)設(shè)備上沒有特殊要求，易于達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的要求，且制備過程中所采用的原材料均為常規(guī)使用，成本較低；

19、(2)本發(fā)明制備的抗菌劑具有較好的水溶性；

20、(3)本發(fā)明制備的抗菌劑在紫外光、可見光及近紅外光照射下均可產(chǎn)生大量活性氧自由基，能夠高效持久殺菌，且不會產(chǎn)生耐藥性，有望應(yīng)用于新型醫(yī)衛(wèi)材料的設(shè)計開發(fā)。

21、(4)本發(fā)明制備的抗菌劑具有良好的光熱轉(zhuǎn)換性能，具有光熱光動力協(xié)同抗菌效應(yīng)。

技術(shù)特征：

1.一種陽離子酞菁-二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑，其特征在于，所述抗菌劑的結(jié)構(gòu)式如下：

2.一種陽離子酞菁-二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑的制備方法，其特征在于，所述抗菌劑的合成路線如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種陽離子酞菁-二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中的有機(jī)溶劑為n,n-二甲基甲酰胺，反應(yīng)時間3～5小時。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種陽離子酞菁-二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中的氨基苯酚為對氨基苯酚或間氨基苯酚。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種陽離子酞菁-二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中的反應(yīng)時間為3～5小時，重結(jié)晶溶劑為乙醇。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種陽離子酞菁-二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑的制備方法，其特征在于：所述步驟3)中的萃取劑為二氯甲烷/水，v/v＝1～3:1。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種陽離子酞菁-二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑的制備方法，其特征在于：所述步驟5)中的重結(jié)晶溶劑為水。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種陽離子酞菁?二苯甲酮光熱光動力協(xié)同抗菌劑及其制備方法，該類化合物具有優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換性能和光動力抗菌性能。該抗菌整理劑的結(jié)構(gòu)式如下所示：抗菌劑的制備方法：通過在酞菁上引入3,3′,4,4′?二苯甲酮四羧酸二酐和季銨鹽基團(tuán)，合成陽離子型酞菁?二苯甲酮化合物。該化合物在紅光、紫外光及可見光照射下，均表現(xiàn)出優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換性能。以金黃色葡萄球菌和大腸桿菌為模式菌株，抗菌測試結(jié)果表明所制備的陽離子酞菁化合物能夠在不同光源下對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌表現(xiàn)出高效的殺菌效果。此外，本發(fā)明的化合物具有良好的水溶性和多波段光吸收能力，適用于各種抗菌應(yīng)用場景。

技術(shù)研發(fā)人員：吳惠萍,劉宏東,謝孔良,徐鴻,張韻超,郭玲玲,侯愛芹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江嘉欣絲綢股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23