目前大量使用的几种抗微生物整理剂 qt20100618-7

  信息来源:中国化工网 2007-6-29 11:11:49

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1、芳香族卤素化合物
    
其中代表性的是汽巴公司最早开发生产的Triclosan,即2,4,4'-三氯-2-羟基二苯醚,或5--2,4-二氯苯氧基)苯酚,商 品名称有:玉洁新DP300CH-3565Lexol 300Irgasan DP300,抗菌剂SFR-lUMS-406CHA等。

Triclosan的合成:
    
文献表明,Triclosan可用如下六条路线制备:(1)2,5-二氯硝基苯和2,4-二氯苯酚为原料,经缩合、硝基还原、重氮化水解反应制 备的路线。(2)3,4-二氯硝基苯和对氯邻烷氧基苯酚为原料,经缩合、脱烷基化、硝基还原和Sangmeyer反应制备的路线。(3)以邻甲氧基苯酚 溴代苯为原料,经缩合、氯化、脱烷基化反应制备的路线。(4)邻烷氧基氯代苯和卤代()为原料,经缩合、氯化、脱烷基化反应制备的路线。(5) 2-氯苯甲酸和2-烷氧基酚为原料,经缩合、脱羧基,脱烷基化反应制备的路线。(6)以异丙基(异丙烯基)苯酚和卤代苯为原料,经缩合、异丙基 (异丙烯 )氧化、酸性分解反应制备的路线。其中(1)(2)(3)(6)四种路线最具有价值。
   
2,5-二氯硝基苯和2,4-二氯苯酚为原料,经碱性缩合、硝基还原、重氮化水解反应制备的路线。其实例为:将38g 24-二氯苯酚、 15.2g Na0H39g 2,5-二氯硝基苯加至200ml丁醇中沸腾作用18h同时蒸除水分,反应后加入活性炭2g、乙醇200ml,加热沸腾 lh后热过滤,滤液经冷却析出、过滤,得58g 2,4,4'-三氯-2'-硝基二苯醚,收率90%
    
该产品的性能类似分散染料,易于做成分散液或乳液,使用方法简单。但该产品的安全性引起了广泛质疑。尽管其本身无毒性,对皮肤也无刺激,但因能与 含氯漂白剂生成三种有毒性的氯化衍生物,并在受热和紫外光作用下生成一种致癌物(四氯二氧杂环已烷)而对人体有害,此外合成很可能会产生Dioxins Dibenzofurans的副产物,尽管含量很低,但毒性很强,有报道称日本已禁止其在接触皮肤的服装纺织品方面的应用。但该产品可用于抗菌防整理, 如不直接接触人体的褥垫、床垫等产品的整理加工。
2
盐类
   
在医用双结构的杀菌剂中,凡水溶性低而对纤维有吸附性能的产品均可用于纺织品的抗菌防臭整理,效果也较好。例如,医疗上广泛应用的洗必泰(氯己定),即1,1'-六甲撑基双[5-(4-氯苯基)]盐酸盐,其杀灭细菌效力很高。

     20世纪80年代,ICI公司将双结构抗菌剂开发用于纺织品的抗菌防臭整理,并组建Zeneca公司推向市场,l9997月起改由 Avecia公司经营,仍沿用原商品名:Reputex 20。它的有效成分为聚六亚甲基双盐酸盐(PHMB),是双类抗菌剂的典型代表。同类产品还 有:Vantocil IBVantocil TC,和AM-020等。化学结构式如下:

聚六亚甲基双盐酸盐(PHMB)的合成:
     
其合成路线是由己二胺和双氰胺的铜盐或锌盐在60加热反应,通二氧化氯使pH值由11降至6.8-7,冷却过滤,先制得已亚甲基二胺的二氰酸 盐,再用已二胺和36%的盐酸处理,然后加热至150-155,搅拌反应4小时,即得产品。H2NC6H12NH2-HN(CN)2  其中n=12-16
     
类整理剂只能用于纤维素纤维,混纺织物中纤维素纤维的含量不应低于30%,其安全性,得到美国FDAEPA的认可。存在的问题,一是洗必泰 类的价格较高,二是双类抗菌剂,通常不耐氯漂和日晒。但是如Avecia公司目前已经解决该问题,并获得相关专利,简单地讲,是在整理之后通过特定强有 机酸或者该强有机酸的水溶性盐处理,结果不但大大提高了耐洗涤性,耐氯漂而且还抑制了吸氯泛黄的问题。

3有机硅季铵盐

其中,R为甲基,X为氯时是DC5700AEM5700,日本信越的Polon MF5O R也为甲基,X用的是溴素;AM101R为乙基,X为氯。
     
其典型代表当属首先由美国Dow Corning公司所开发生产的三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化铵,即DC-5700,现在由从 Dow Corning公司分立出的AEGIS公司专门经营,名称为AEM5700,从其分子结构来看,这大概是唯一一类,如同量身定做用于纺织品抗微生 物整理的抗菌剂,分子当中,具有活性交链和活性杀菌两部分构成,适用产品范围宽泛,适用于各种纤维材料,广谱抗菌,且解决了大部分杀菌剂不耐水洗的问题。 该产品还可用于抗菌防整理,在半自然条件下,经试验室 (P.P.C.Belgium)进行了6周的实验评价,经DC-5700整理的褥垫与未整理的褥垫相比,除掉的尘螨可达98%。该产品属于非溶出性抗菌剂,不会诱导产生耐药性菌。Dow Corning公司从七十年代初开始研发,历时数十年,投入巨 额资金,确认了其安全性,这里不再赘述。此类产品存在的问题有以下几个方面,一是用于高白度漂白产品,如纯棉亚漂针织面料上,对白度是有一定的影响;二是 对高亲水产品如毛巾的亲水性有所降低;另外,是不耐高温。
     
八十年代初,我院与山大合作开发AM-101时,将甲醇溶剂改为乙醇,三甲氧基也改为三乙氧基,是担心甲醇可能对染整工厂的操作工人有所伤害。使用上的差异主要是整理时的热处理温度后者比前者稍高。
     
有人将氨基硅油季铵化用作抗菌剂,我认为不应属于此类产品,其缺点是明显的,有溶出性,耐洗性相对要差一些。
     
有机硅季铵盐的合成路线:主要是采用氯丙基三烷氧基硅烷偶联剂与十八烷基二甲基胺以醇为溶剂进行季铵化反应来制取。其中,DC5700AEM5700等产品中R为甲基,X为氯;Polon MF5O其中R也为甲基,但是X采用的溴,且都为含量42%的甲醇溶液;国产的STU-AM101AM-101其中R为乙基,X为氯,含量为40%的乙醇溶液。

4、银粒子应用

以银沸石络合物或金属银出现的银粒子是无机类抗菌剂的典型代表,特点是耐热性能好,广谱抗菌,耐久性好,不产生耐药性菌,但存在的问题是易变色, 制造难度大,适合的后整理加工工艺有限。通常大多数采用共混法添加到合成纤维聚合物中,制取抗菌合成纤维。在后整理方面,均可应用于涂层工艺,以提高涂层 材料的防腐、防霉性能。日华公司的磺酸银法用于阳离子可染涤纶织物的抗微生物整理。具体是将带有磺酸基的阳离子可染性聚酯织物在0.002%硝酸银溶液中 浸渍处理后,在搅拌下煮沸,20分钟后取出冷却,充分洗涤后干燥。聚酯纤维的可染性残基(SO3-)与银离子结合,银磺酸盐抗菌剂得以在纤维上固定,得到 抗菌纤维或织物。

5、苯并咪唑氨基甲酸甲酯(BCM
     
纯品为无色无味结晶体,水中溶解度为8mg/kg(pH7),可溶于无机酸及乙酸等有机酸,在碱性溶液中缓慢分解。热稳定性良好,化学性质稳定。 大鼠急性口服LD50大于15000mg/kg,属低毒类杀菌剂。但是,由于BCM对皮肤有刺激性,不宜用作与皮肤接触的纺织品的整理,主要用作织物的防 霉或防腐整理加工,可与其他杀菌剂拼混使用。使用时,通常先将其研磨细化处理,使之成为浆状。用量一般0.25-0.5%,粘合剂用量3-5%,工艺为浸 轧法。
     
防霉剂BCM的合成:将氰氨基甲酸甲酯与邻苯二胺按一定比例混合,在pH值为6.0,加热到100,反应1.5h,可得到苯并咪唑基氨基甲酸甲 (BCM)。反应产率主要受氰氨基甲酸甲酯浓度的影响。反应体系中氰氨基甲酸甲酯的浓度在170-180g/L之间时,反应产率可达到90%-95% 最高值。