[发明专利]含糖聚离子液体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含糖聚离子液体及其制备方法和应用。所述制备方法采用含叔胺杂环类单体聚合形成聚合物主链，作为离子液体前驱体，再将离子液体前驱体与溴醇或溴糖混合，叔胺基团与溴基发生季铵化反应，得到含溴的含糖聚离子液体，含溴的含糖聚离子液体再进行阴离子交换，得到含相应阴离子的含糖聚离子液体。本发明制备方法简单易行，合成的含糖聚离子液体另具有杀菌谱广、杀菌效率高、不易产生抗药性的特点。

技术领域

本发明属于杀菌剂领域，涉及一种含糖聚离子液体及其制备方法和应用。

背景技术

聚离子液体(PIL)是由聚合物主链和重复单元中的离子液体(IL)物质组成的材料，同时具有离子液体和聚合物的优点，具有带有正负电荷且对外不显电性的特点。

由于细菌表面带有的负电荷，因此杀菌剂必须带有阳离子基团去吸引细菌。另外杀 菌的关键是聚合物带有的疏水链段，由于磷脂双分子层是疏水的，因此疏水链段可以插入到磷脂双分子层，破坏细胞壁使细胞泄露，导致细胞的死亡。这就说明聚合物结构中 阳离子和疏水组分之间需要某种“平衡”。但过度疏水性会导致对人体红细胞的高毒性。 综上所述，现有的聚离子液体型抗菌剂仍然存在一些问题，例如疏水型的聚离子液体抗 菌剂杀菌效果好但对人体有害，而亲水型的聚离子液体抗菌剂对人体无害但杀菌效果 差。因此人们试着在聚合物中加入亲水性链段来平衡聚合物“亲水-疏水”的关系，以 求满足杀菌目的的同时尽可能的减少对人体的危害(Biomacromolecules,2019,20, 4096-4106)。目前，尚未有文献报道既能保持抗菌剂的亲水型亦能有较好的杀菌性能且 对人体无毒性的聚离子液体型抗菌剂。

众所周知，糖类是人体不可或缺的物质之一，在聚合物中加入糖基链段会大幅度提 高与人体血液的亲和力，减少对人体的毒性(AngewChemInt Edit 2018,57,12707-12710)。 但现有文献报道中，由于糖类物质含有多个羟基的醛或酮类物质，在制备相关的单体和 聚合物时，它们经常干扰反应。在糖化学中开发出保护-去保护过程来消除这种干扰。 但是这种保护-脱保护的方式需要用保护剂先保护起来，然后用碱性物质来脱保护，在工业生产过程中增加了流程和成本(Macromolecules 2015,48,3705-3712)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含糖聚离子液体及其制备方法，以及其作为杀菌剂的应 用。所述的含糖聚离子液体通过在聚合物链段中引入含糖基团，极大地降低材料对人体血红细胞的毒性，提高生物相容性。由于糖的引入大大的降低了调整结构与抗菌活性之 间关系的难度，保持亲水性的同时降低了生物毒性。

实现本发明目的的技术方案如下：

含糖聚离子液体，其结构式如下所示：

本发明还提供上述含糖聚离子液体的制备方法，采用含叔胺杂环类单体聚合形成聚 合物主链，作为离子液体前驱体，再将离子液体前驱体与溴糖混合，叔胺基团与溴基发生季铵化反应，得到含溴的含糖聚离子液体，含溴的含糖聚离子液体再进行阴离子交换，得到含相应阴离子的含糖聚离子液体，具体包括如下步骤：

将离子液体前驱体和溴糖溶于二甲基亚砜中，60～80℃下反应，反应结束后，在N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)中纯化，干燥得到含溴的含糖聚离子液体；或将含溴的含 糖聚离子液体与可溶性金属盐混合溶于水中，进行阴离子交换，得到含相应阴离子的含 糖聚离子液体；所述的离子液体前驱体由含叔胺杂环类单体形成的聚合物。

优选地，所述的含叔胺杂环类单体选自乙烯基吡啶、甲基乙烯基吡啶、乙烯基咪唑、 甲基乙烯基咪唑、乙烯基-1,2,4-三唑、1-(丙-1-烯-2-基)-1,2,4-三唑、5-乙烯基噻唑、 甲基5-乙烯基噻唑等。