[发明专利]一种吡啶类化合物在作为杀菌剂中的应用

说明书

技术领域

本发明属于金属防腐蚀技术领域，涉及一种吡啶类化合物在作为杀菌剂中的应用，具体涉及氯化N-(9-蒽甲基)R-吡啶季铵盐在制备杀菌剂中的应用，该氯化N-(9-蒽甲基)R-吡啶季铵盐可用于油田集、输、注水体系以及工业循环水中微生物腐蚀控制。

背景技术

油田注水系统中，微生物的存在引起管线腐蚀破坏及油层和管线堵塞，导致注水率下降，影响石油采收率，同时微生物还会造成三次采油用聚合物等发生降解，造成巨大的经济损失。美国生产油井中发生的腐蚀77％以上是由于硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria，SRB)、腐生菌(Total General Bacteria，TGB)和铁细菌(Iron Bacteria，IB)造成的。美国每年因微生物腐蚀的损失达300-500亿美元，LOST HILLS油田在没有对SRB进行控制时每年花费的设备更新费用达$1,795,000，后来使用杀菌剂将费用降到$800,000，这种状况仍不能彻底解决，主要原因之一是杀菌剂的渗透性能及长效性不够。而我国各油田也存在程度不一由SRB、TGB、IB引起的腐蚀，但防护措施单一，杀菌剂品种单一，且对生物膜的剥离能力差，导致抗药细菌的产生，使得水处理成本增加。

在相对封闭水环境体系中形成的一层微生物膜(Biofilm)。该膜主要由微生物体同水体中的盐及无机离子形成的一层有机质膜。在生物膜中，微生物生活在一个与自由悬浮状态完全不同的微生态环境中，微生物大体上是不动的，被包藏与水化的有机质中。生物膜中的细胞密度比悬浮状态要高，有时甚至高出5～6个数量级，相邻位置细胞之间通过长时间接触可能产生生理相互作用，导致协同微生物作用。微生物不仅能将水中组分转化成不溶性的生物质，使之沉积在表面，而且还将水中其他杂质带到表面形成污垢，内部可成为适合厌氧菌生存的环境。生物膜中可存在多种菌属，与腐蚀相关有SRB、IB、TGB，细菌密度在10⁷～10¹⁰菌落单位/cm²生物膜范围内波动。在管道系统的一些结瘤中细菌密度很高，结瘤对细菌起到一定的保护作用，难以杀死或去除瘤内的微生物。此外，生物膜会因为老化、水流速度改变等原因造成的脱落会恶化水质，使用户水色度和浊度上升，使水中的细菌数量增加。

杀菌剂是一种以适当的浓度和不同的杀菌机理存在于环境(介质)中，防止和减缓微生物腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。水处理领域要求杀菌剂具有高效、低毒、速效、广谱、稳定性好、配伍性强、来源丰富、价格便宜、使用方便等优点。

但是，现有的杀菌剂因施用时间长，细菌对其耐药性较高，已达不到控制水中微生物腐蚀的目的，目前亟需一种能对油田水系统、工业循环水、城市管网污水系统有害细菌如硫酸盐还原菌、腐生菌、铁细菌具有高效杀灭作用的新产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种吡啶类化合物在作为杀菌剂中的应用，具体涉及氯化N-(9-蒽甲基)R-吡啶季铵盐在制备杀菌剂中的应用，该化合物对不同细菌如SRB、IB、TGB等具有广谱抗菌性能。

本发明另一目的是提供一种具有杀菌作用的组合物。

本发明的目的是通过以下方式实现的：通式(I)化合物在制备杀菌剂中的应用；

式I

其中，R为H或甲基，n为1，2或3。

发明人经大量实验发现，氯化N-(9-蒽甲基)R-吡啶季铵盐在氮原子上带正电荷，而细菌表面带负电，能吸附在细胞膜上。烷基等具有疏水性能。破坏细菌蛋白质的合成，从而杀灭细菌，抑制生物膜的形成。因此，通式(I)化合物可在制备杀菌剂中应用，特别是在制备硫酸盐还原菌、腐生菌、铁细菌杀菌剂中应用具有显著效果。

通式(I)化合物还可以加入多种辅料以组合物的形式施用。利用所述的化合物制备得到的杀菌剂包括以下组分：

通式(I)化合物1～35重量份，表面活性剂1～6重量份，溶剂35～70重量份。

该杀菌剂还包括不大于18重量份的二硫氰基甲烷和不大于12重量份的甲醛。

该杀菌剂采用的溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺或其任意混合物；优选溶剂为异丙醇、二甲基甲酰胺、水或其任意混合物。所述的表面活性剂优选吐温-20或吐温-80。

通式(I)化合物的制备方法包括以下步骤：将9-氯甲基蒽和吡啶或者吡啶衍生物在温度130～180℃条件下反应3～6小时；其中，R为H或甲基，n为1，2或3；反应式为：