新型有机抗菌剂及抗菌高分子材料的合成、制备及表征

摘要

氮-卤代胺类化合物（N-halamines）作为一类含有一个或多个氮-卤键的有机抗菌剂，其抗菌性能高效持久、低毒、广谱、稳定性好，且具有可再生的特点。研究者们在该类抗菌剂及相关材料的设计与合成、抗菌机理，以及应用等方面做了大量的研究，而该类化合物抗菌性能与结构之间构效关系的研究则相对较少。此外，基于该类化合物制备的抗菌高分子材料，在水处理、纤维织物、聚合物等领域也得到了广泛的研究及应用，然而通过氮-卤代胺赋予材料的单一抗菌性能，难以满足人们对材料多功能性的需求。　　为进一步探究有机氮-卤代胺的抗菌性能与其结构之间的构效关系，本文以5,5-二甲基乙内酰脲和具有不同烷基链长度的二溴烷烃（C2到C12）为原料，合成了一系列的氮-氯代双（二甲基乙内酰脲）取代的烷基衍生物（Cl-B(DMH)A），并通过核磁共振氢谱（1HNMR）、傅里叶变换红外光谱法（FTIR）、紫外可见光谱法（Uv-vis）、热分析（DSC&TG）等对它们的化学结构进行了表征。抗菌性能测试表明，活性氯含量为500ppm，1000ppm的该系列衍生物水分散液，与金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌菌（E. coli）在接触的1～2h内即可以将细菌全部杀死。此外，它们的抗菌性能随结构中亚烷基链的增长而呈现出减弱的趋势，我们对这一规律的原因进行了探讨。　　针对目前通过氮-卤代胺赋予高分子材料的单一抗菌性能，难以满足人们对材料多功能性的实际生活需求，我们以2-氨基-4，6-二氯三嗪（ADCT）和氰甲基磷酸二乙酯(DCMP)为原料，合成了含有三嗪-磷酸酯基团的氮-卤代胺前体AEP-ADCT，并通过核磁共振氢谱（1HNMR）、傅里叶变换红外光谱法（FTIR）、热分析（TG&DSC）等对其化学结构及性能进行了表征。进而通过化学接枝，以及氯代处理，制备了Cl-AEP-ADCT改性的多功能织物。抗菌性能测试和织物燃烧性能测试表明，该改性后的织物具有一定的抗菌、阻燃双重性能：在与金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌菌（E. coli）接触的15s内即可杀死90％的细菌；阴燃时间为2～5s，远小于原始织物。

目录

声明

第一章绪 论

1.1引言

1.2 抗菌剂的种类及研究现状

1.3 氮-卤代胺抗菌剂

1.3.1结构和性能

1.3.2 抗菌机理及毒性

1.3.3 应用

1.4 论文的目的及意义

第二章 双(二甲基乙内酰脲)烷基衍生物的合成及表征

2.1引 言

2.2 实验部分

2.2.1实验原料及试剂

2.2.2测试及表征方法

2.2.3 样品合成

2.3结果与讨论

2.3.1核磁共振氢谱（1HNMR）分析

2.3.2 傅里叶变换红外光谱（FTIR）解析

2.3.3紫外可见光谱（UV/vis）解析

2.3.4 热重（TG）和差示扫描量热法(DSC)解析

2.3.5抗菌性能

2.4本章小结

第三章三嗪-磷酸酯抗菌防火多功能织物的制备及表征

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验原料及试剂

3.2.2 测试及表征方法

3.2.3 样品合成

3.3实验结果与讨论

3.3.1核磁共振氢谱（1HNMR）解析

3.3.2 傅里叶红外变换红外光谱（FTIR）解析

3.3.3热失重（TG）和差示扫描量热法（DSC）分析

3.3.4 织物燃烧性能

3.3.5 织物抗菌性能

3.4 本章小结

第四章 结 论

致谢

参考文献