專利名稱：雙十二烷基雙季銨鹽碘附殺菌劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種殺菌劑的制備方法，具體涉及一種Gemini-碘附殺菌劑的制備方法。
背景技術(shù)：
季銨鹽是陽離子表面活性劑中的重要品種，由于其對帶負電荷的物質(zhì)具有較強的吸附能力，因此具有抗靜電性、柔軟和殺菌作用。自從半個多世紀以前DomagkG發(fā)現(xiàn)含有長鏈烷基季銨鹽具有較強的殺菌性能以來，陽離子活性消毒殺菌劑的合成研究一直是消毒殺菌劑研究中比較活躍的領(lǐng)域之一。目前，國外的陽離子活性消毒殺菌劑已經(jīng)發(fā)展到第五代，即雙十二烷基雙季銨鹽(Gemini)，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，此類化合物和相應(yīng)的單季銨鹽化合物比較，具有較好的表面活性和較高的殺菌活性。但由于條件的限制，目前開發(fā)出的品種并不多，且均未以雙長鏈雙季銨鹽型品種與無機型殺菌劑復(fù)合。此外，目前生產(chǎn)季銨鹽復(fù)合型殺菌劑的方法有溶劑法和固體法，其中溶劑法包括直接復(fù)合法和旋轉(zhuǎn)復(fù)合法。直接復(fù)合方式由于兩種溶液接觸的時間不充分，且蒸餾過程中不能輔以攪拌，導(dǎo)致與碘的復(fù)合不完全，在后處理的過程中會損失大量的碘。這樣，在滅菌時碘的強殺菌性就不能得到體現(xiàn)，最終致使殺菌率不高。而旋轉(zhuǎn)復(fù)合本身與直接復(fù)合并無本質(zhì)區(qū)別，主要是在復(fù)合過程中采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，雖然兩種溶液接觸的時間也不長，但由于在蒸餾復(fù)合中通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)使兩種溶液能夠充分接觸，導(dǎo)致碘復(fù)合比較完全，殺菌率較高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無污染、雜質(zhì)少的雙十二烷基雙季銨鹽碘附殺菌劑的制備方法，它包括下述步驟a、將Gemini和I2以質(zhì)量比10∶(2～5)的比例倒入溶劑中，溶劑的用量為8～10L/Kg Gemini；b、在30～50℃下使碘溶解，然后加熱到50～60℃恒溫反應(yīng)3～5h；c、再將此溶液倒入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，控制溫度＜40℃，抽真空蒸去溶劑，得粘稠狀褐色液體；d、將該液體置于真空干燥箱中，在真空度為-0.08～-0.09MPa的條件下干燥10～13h，最終獲得棕褐色固體。本發(fā)明通過引入分子設(shè)計思想，在有機骨架Gemini中復(fù)合無機小分子物質(zhì)I2，實現(xiàn)對微生物的雙重滅活抑制作用，可大大提高產(chǎn)品的有效使用效力，所得產(chǎn)品Gemini-碘附殺菌劑是一種有機/無機復(fù)合體系，它在雙長鏈雙季銨鹽有機骨架中與無機型消毒殺菌劑I2復(fù)合，兼具二者優(yōu)點，且無毒、無異味，尤其是復(fù)合后刺激性明顯降低而穩(wěn)定性大為提高，廣泛用于手術(shù)、衛(wèi)生器械的消毒、禽畜環(huán)境的殺菌消毒及果蔬食具的殺菌消毒等，實現(xiàn)對微生物的雙重滅活抑制作用，其獨特的復(fù)合型殺菌機理可使其具有用量小(可稀釋濃度達近萬倍)、效力高(對常規(guī)細菌、霉菌、各種畜禽致病微生物均有較強的滅活和抑制作用，見表1)、有效周期長、成本低廉、使用安全(對人、畜等動物無毒害，不會帶來環(huán)境問題)等特點，可替代目前市售常規(guī)消毒殺菌劑。本發(fā)明中Gemini-碘附殺菌劑的制備方法可稱為溶劑法，還可采用固體法，即將Gemini(1)或(2)與碘置于球磨器中研磨一段時間，使二者復(fù)合。溶劑法與固體法相比，工藝簡單，不需要大量的原料，有效碘含量可達10％；而固體法遠遠低于此值。本發(fā)明的復(fù)合工藝綜合了直接復(fù)合法與旋轉(zhuǎn)復(fù)合法的優(yōu)點，在保證Gemini和I2充分反應(yīng)的同時又保證了溶劑的全部蒸除。充分反應(yīng)使Gemini和I2復(fù)合較好，實驗數(shù)據(jù)表明此時復(fù)合物中有效碘含量較高，而且溶劑蒸除過程中帶走了殘留未進行復(fù)合的碘，為后處理帶來方便。本發(fā)明具有雜質(zhì)少、環(huán)境污染小、有效碘含量高的優(yōu)點。
表1
圖1為Gemini(1)和Gemini-I(1)在25℃下的拉曼光譜圖(0～300波數(shù))，圖2為300cm-1～1000cm-1范圍內(nèi)Gemini(1)與Gemini-I(1)25℃下的對照圖，圖3為Gemini(2)和Gemini-I(2)在25℃下的拉曼光譜圖(0～300波數(shù))，圖4為Gemini(2)和Gemini-I(2)在25℃下的拉曼光譜圖(300～1600波數(shù))。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式是這樣實現(xiàn)的a、將Gemini和I2以質(zhì)量比10∶(2～5)的比例倒入溶劑中，溶劑的用量為8～10L/Kg Gemini；b、在30～50℃下使碘溶解，然后加熱到50～60℃恒溫反應(yīng)3～5h；c、再將此溶液倒入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，控制溫度＜40℃，抽真空蒸去溶劑，得粘稠狀褐色液體；d、將該液體置于真空干燥箱中，在真空度為-0.08～-0.09MPa的條件下干燥10～13h，最終獲得棕褐色固體。
具體實施例方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是，它還包括e步驟將棕褐色固體溶解于乙醇后在60～100℃加熱10～14小時，然后加入20～50ml蒸餾水，真空抽濾后在60～80℃加熱10～14小時，得到純化產(chǎn)物。其他工藝條件和步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
三本實施方式與具體實施方式
一、二不同的是Gemini和I2的質(zhì)量比為10∶2.5。其他工藝條件和步驟與具體實施方式
一、二相同。
具體實施例方式
四本實施方式中Gemini-I(1)是這樣實現(xiàn)的a、將連接基為羥丙基的雙十二烷基二甲基季銨鹽陽離子表面活性劑Gemini(1)和I2以質(zhì)量比10∶2.5的比例倒入乙醇溶劑中，乙醇的用量為8～10L/Kg Gemini(1)，使上述原料在250mL四口燒瓶中均勻攪拌；b、在40℃下使碘溶解，然后加熱到50℃恒溫反應(yīng)4h；c、再將此溶液倒入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，控制溫度＜40℃，抽真空蒸去溶劑，得粘稠狀褐色液體；d、將該液體置于真空干燥箱中，在真空度為-0.08～-0.09MPa的條件下干燥10～13h，最終獲得棕褐色固體；e、復(fù)合后的樣品中會殘存碘單質(zhì)，因此須將此復(fù)合產(chǎn)物加以后處理，使碘單質(zhì)能從混合物中分離出來，具體過程為將乙醇溶解后的樣品放入恒溫水浴鍋中，80℃加熱12小時，使乙醇揮發(fā)，向已經(jīng)揮發(fā)完乙醇的燒杯中加入20～50ml蒸餾水，在真空度為-0.08MPa的條件下抽濾后，80℃加熱12小時使水蒸發(fā)，得到純化產(chǎn)物，即Gemini-I(1)，其結(jié)構(gòu)式為 本實施方式中Gemini(1)按照文獻“池田功，崔正剛.新型Gemini陽離子表面活性劑的合成和性能(1)——從長鏈烷基二甲基胺及其鹽酸鹽和環(huán)氧氯丙烷合成雙烷基雙季銨鹽陽離子.日用化學(xué)工業(yè).2001(3)27～30”進行制備。Gemini(1)和Gemini-I(1)在25℃下的拉曼光譜檢測結(jié)果如圖1，拉曼光譜在632.8nm處被激發(fā)，激光強度為0.7μW，在0～300cm-1范圍內(nèi)檢測可以看出當(dāng)?shù)馀cGemini(1)復(fù)合時，碘的存在導(dǎo)致在20cm-1、120cm-1附近的低頻區(qū)發(fā)生劇烈的變化，出現(xiàn)了2個新的強峰，峰型發(fā)生了較大的變化，這兩個峰是由于I3-的伸縮振動形成的，而在150cm-1處的小峰與文獻資料(D.L.A.deFaria，H.A.C.Gil，A.A.A.de Queiroz.The interaction between polyvinylpyrrolidone and I2asprobed by Raman spectroscopy.Joumal of Molecular Structure.1999，478)上提到的I5-峰一致；由圖2可以看到受碘分子的影響，Gemini(1)的兩個吸收峰發(fā)生了移動很明顯的一個775cm-1移動到了804cm-1處；另外一個是從518cm-1移動到了520cm-1處。綜合圖1和圖2的結(jié)果可說明通過本實施方式獲得了Gemini-I(1)。當(dāng)Gemini-I(1)的濃度為30mg/L時，采用直接復(fù)合方式，大腸桿菌的殺滅率為98.4％；采用旋轉(zhuǎn)復(fù)合方式，大腸桿菌的殺滅率為98.7％，采用改進復(fù)合方式，大腸桿菌的殺滅率為98.9％。
具體實施例方式
五本實施方式中Gemini-I(2)是這樣實現(xiàn)的a、將連接基為三個亞甲基的雙十二烷基二甲基季銨鹽陽離子表面活性劑Gemini(2)和I2以質(zhì)量比10∶2.5的比例倒入乙醇溶劑中，乙醇的用量為8～10L/Kg Gemini(2)，使上述原料在250mL四口燒瓶中均勻攪拌；b、在40℃下使碘溶解，然后加熱到50℃恒溫反應(yīng)4h；c、再將此溶液倒入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，控制溫度＜40℃，抽真空蒸去溶劑，得粘稠狀褐色液體；d、將該液體置于真空干燥箱中，在真空度為-0.08～-0.09MPa的條件下干燥10～13h，最終獲得棕褐色固體；e、復(fù)合后的樣品中會殘存碘單質(zhì)，因此須將此復(fù)合產(chǎn)物加以后處理，使碘單質(zhì)能從混合物中分離出來，具體過程為將乙醇溶解后的樣品放入恒溫水浴鍋中，80℃加熱12小時，使乙醇揮發(fā)，向已經(jīng)揮發(fā)完乙醇的燒杯中加入20～50ml蒸餾水，在真空度為-0.08MPa的條件下抽濾后，80℃加熱12小時使水蒸發(fā)，得到純化產(chǎn)物，即Gemini-I(2)，其結(jié)構(gòu)式為 本實施方式中的Gemini(2)按照文獻“施云海，陳啟斌，童思等.雙烷鏈陽離子表面活性劑的合成與定量分析.分析化學(xué).2003，31(3)322～325”進行制備。Gemini(2)和Gemini-I(2)在25℃下的拉曼光譜檢測結(jié)果如圖3，拉曼光譜在632.8nm處被激發(fā)，激光強度為0.7μW；在0～300cm-1范圍內(nèi)檢測可以看出當(dāng)?shù)馀cGemini(2)復(fù)合時，碘的存在導(dǎo)致在20cm-1，120cm-1附近的低頻區(qū)發(fā)生劇烈的變化，出現(xiàn)了2個新的強峰，峰型發(fā)生了較大的變化，這兩個峰是由于I3-的伸縮振動形成的；而在150cm-1處的小峰與文獻資料(D.L.A.de Faria，H.A.C.Gil，A.A.A.de Queiroz.The interaction between polyvinylpyrrolidone and I2as probed by Ramanspectroscopy.Journal of Molecular Structure.1999，478)上提到的I5-峰一致。圖4為300cm-1～1600cm-1范圍內(nèi)Gemini(2)與Gemini-I(2)25℃下的對照圖，由圖4可以看到受碘分子的影響，Gemini(2)的兩個吸收峰發(fā)生了移動很明顯的一個775cm-1移動到了804cm-1處；另外一個是從518cm-1移動到了520cm-1處。綜合圖3和圖4的結(jié)果可說明通過本實施方式獲得了Gemini-I(2)。當(dāng)Gemini-I(2)濃度為30mg/L時，采用直接復(fù)合方式，大腸桿菌的殺滅率為93.7％；采用旋轉(zhuǎn)復(fù)合方式，大腸桿菌的殺滅率為91.3％；采用改進復(fù)合方式，殺滅大腸桿菌的殺菌率為96.8％。
權(quán)利要求
1.Gemini-碘附殺菌劑的制備方法，其特征在于它包括下述步驟a、將Gemini和I2以質(zhì)量比10∶(2～5)的比例倒入溶劑中，溶劑的用量為8～10L/Kg Gemini；b、在30～50℃下使碘溶解，然后加熱到50～60℃恒溫反應(yīng)3～5h；c、再將此溶液倒入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，控制溫度＜40℃，抽真空蒸去溶劑，得粘稠狀褐色液體；d、將該液體置于真空干燥箱中，在真空度為-0.08～-0.09MPa的條件下干燥10～13h，最終獲得棕褐色固體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Gemini-碘附殺菌劑的制備方法，其特征在于它還包括e步驟將棕褐色固體溶解于乙醇后在60～100℃加熱10～14小時，然后加入20～50ml蒸餾水，真空抽濾后在60～80℃加熱10～14小時，得到純化產(chǎn)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Gemini-碘附殺菌劑的制備方法，其特征在于Gemini和I2的質(zhì)量比為10∶2.5。
全文摘要
雙十二烷基雙季銨鹽碘附殺菌劑的制備方法，涉及一種殺菌劑的制備方法，具體涉及一種Gemini－碘附殺菌劑的制備方法。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的a、將Gemini和I
文檔編號A01N59/12GK1593151SQ20041004372
公開日2005年3月16日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者唐冬雁, 閔春英, 穆晗 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)