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一种二苯甲酮类离子液、抗菌材料及其制备方法技术

技术编号:15817070 阅读:38 留言:0更新日期:2017-07-15 00:29
本发明专利技术属于材料领域,公开了一种二苯甲酮类离子液、抗菌材料及其制备方法。本发明专利技术所述二苯甲酮类离子液化合物具有式Ⅰ所示结构,该离子液制备过程反应条件温和,操作简单。本发明专利技术所述抗菌材料为基材表面经式Ⅰ所示化合物改性,基材表面共价接枝抗菌涂层。本发明专利技术所述抗菌材料的制备方法操作简单且普适性高、工艺参数易控制,对材料的种类及外形要求低,可方便地在高分子材料及金属材料表面构建抗菌涂层,制备抗菌材料。实验表明基材经该式Ⅰ所示化合物浸没或喷涂,并经紫外光固化后,亲水性得到明显改善,杀菌效果显著。

Two phenyl ketone ionic liquid, antibacterial material and preparation method thereof

The invention belongs to the field of materials, and discloses a two phenyl ketone ionic liquid, an antibacterial material and a preparation method thereof. The two benzophenone ionic liquid compound has the structure of formula I. the preparation process of the ionic liquid is mild and the operation is simple. The antibacterial material of the invention is a base material surface, modified by the formula of formula I, and the surface of the base material is covalently grafted with an antibacterial coating. The preparation method of the antibacterial material has the advantages of simple operation and high universality, easy control of process parameters, the type and shape the material requirements low, can conveniently construct antibacterial coating on the surface of polymer materials and metal materials, preparation of antibacterial materials. The experiment showed that the base material was immersed or sprayed by the compound, and the hydrophilicity was improved obviously after UV curing, and the bactericidal effect was remarkable.

【技术实现步骤摘要】
一种二苯甲酮类离子液、抗菌材料及其制备方法
本专利技术属于材料领域,具体涉及一种二苯甲酮类离子液、抗菌材料及其制备方法。
技术介绍
细菌、真菌和病毒等病原微生物能引发机体组织发生病变,严重威胁着人类健康。2011年,美国发生72.2万例院内感染,导致近7.5万病人死亡。每年增加医疗费用45~110亿美元。医疗器械在介(植)入体内后,在其表面滋生细菌是引发体内感染的最主要原因,给病患带来巨大的痛苦,甚至会导致残疾,危及生命安全。细菌在生物医用材料表面粘附是引起感染的第一步,细菌先要粘附于物质表面,然后通过信号分子进行相互间的信息交流,引来同类细菌聚集,从而形成完整的生物膜结构(PavithraD.,etal..Biofilmformation,bacterialadhesionandhostresponseonpolymericimplants—issuesandprevention.BiomedicalMaterials2008;3:034003)。生物膜一旦形成,膜内细菌抵抗抗生素等杀菌药物及对抗机体免疫系统清除的能力将大大加强,从而引起细菌持续性感染。因此,针对医疗器械的感染,开展医用材料抗菌性能研究具有非常重要的意义(HardingJ.L.,etal..Combatingmedicaldevicefouling.TrendsinBiotechnology2014;32:140-146)。赋予材料表面抗菌性能,需要依据细菌感染发生机制,有针对性地进行抗菌表面的构建,目前已发展的主要有抗细菌粘附、杀菌、抗细菌粘附-杀菌(抗-杀)结合和抗细菌粘附-杀菌转化等策略(YuQ.,etal..Dual-functionantibacterialsurfacesforbiomedicalapplications.ActaBiomaterialia2015;16:1–13)。其中在材料表面引入抗菌剂杀菌是一种构建抗菌表面非常有效的方法,目前主要有两类方法:第一类是利用物理方法,例如,旋涂、沉积、在表面构建拓扑结构、等离子体注入等在表面修饰上如抗菌肽、抗生素、银离子和季铵盐类化合物等抗菌剂(ShiH.,etal..Antibacterialandbiocompatiblepropertiesofpolyurethanenanofibercompositeswithintegratedantifoulingandbactericidalcomponents.CompositesScienceandTechnology2016;127:28-35);第二类是通过化学共价键在材料表面键合上抗菌剂,包括表面聚合接枝法、本体添加法、层层自组装法等(SchlenoffJ.B.Zwitteration:Coatingsurfaceswithzwitterionicfunctionalitytoreducenonspecificadsorption.Langmuir2014;30:9625-9636)。物理方法虽然操作简单,但由于抗菌涂层与基材的结合力较弱,抗菌涂层具有易脱落、使用寿命较短的缺点(DesmetT.,etal..Nonthermalplasmatechnologyasaversatilestrategyforpolymericbiomaterialssurfacemodification:Areview.Biomacromolecules2009;10:2351-2378)。与物理方法相比,化学方法由于抗菌涂层与基材利用共价键结合,因而抗菌涂层具有更好的稳定性,较长的使用寿命等特点。但目前已有的化学制备方法往往操作相对较复杂,制备周期较长,且有些只能在特定的基材上进行,普适性较差(WeiT.,etal..Asmartantibacterialsurfacefortheon-demandkillingandreleasingofbacteria.AdvancedHealthcareMaterials2016;5:449-456)。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于针对现有技术中抗菌表面制备繁琐、基材种类有限的不足,提供一种抗菌材料及其制备方法,所述抗菌涂层稳定性高,使用寿命长,且制备方法简单。为实现本专利技术的目的,本专利技术采用如下技术方案:一种式Ⅰ所示化合物,为二苯甲酮类离子液化合物,其中,n为1-6的整数。在一些实施方案中,n为3,所述化合物结构式如式Ⅱ所示。本专利技术还提供了式Ⅰ所示化合物的制备方法,式Ⅲ所示化合物与4-苯甲酰基苯甲酰氯进行反应,其中,n为1-6的整数。式Ⅲ所示化合物为末端为羟基的咪唑类衍生物。在一些实施方案中,n为3,所述化合物结构式如式Ⅳ所示优选的,所述式Ⅲ所示化合物与4-苯甲酰基苯甲酰氯的摩尔比为1:1-1:3。在一些实施方案中,所述反应具体为式Ⅲ所示化合物用溶剂溶解,加入缚酸剂,然后在冰浴条件下加入的4-苯甲酰苯甲酰氯的二氯甲烷溶液,室温反应1-6h。本领域技术人员可以理解,所述溶剂包括但不限于丙酮、三氯甲烷或甲苯,所述缚酸剂包括但不限于三乙胺。本专利技术还提供了一种抗菌材料,为基材表面经式Ⅰ所示化合物改性,基材表面共价接枝抗菌涂层。本领域技术人员可以理解,本专利技术所述抗菌材料的基材可以为高分子材料如聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯-乙烯醇、聚砜、聚酰胺、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或醋酸纤维素等,也可以为烷基化的金属材料,如钛片,或无机非金属材料,如硅片等。本专利技术还提供了所述抗菌材料的制备方法,为式Ⅰ所示化合物与溶剂混合配制成涂层溶液,将预处理的基材与所述涂层溶液相接触,紫外光照射固化,溶剂清洗获得基材表面改性的抗菌材料。作为优选,所述溶剂为丙酮、三氯甲烷、甲醇、乙醇或甲苯。作为优选,所述涂层溶液中式Ⅰ所示化合物的浓度为1mg/ml-20mg/ml。在一些实施例中,所述涂层溶液中式Ⅰ所示化合物的浓度为10mg/ml。在一些实施方案中,将预处理的基材浸没于所述涂层溶液,取出后紫外光照射固化,溶剂清洗获得基材表面改性的抗菌材料。在一些实施方案中,也可采用喷涂的方式,将涂层溶液喷涂于基材表面后紫外光照射固化,溶剂清洗获得基材表面改性的抗菌材料。本领域技术人员可以理解大部分的高分子材料的预处理为使用去离子水和乙醇清洗干燥。而金属材料如钛片,或无机非金属材料如硅片,则需在表面修饰上一层烷基层才可进行下一步的改性。在一些实施方案中,本专利技术所述制备方法中金属钛片的预处理为用“piranha”溶液(硫酸:双氧水=7:3,体积比)清洗,然后置于十二烷基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中反应18小时,以使金属钛片表面修饰上一层烷基层。本专利技术所述制备方法对基材的外形没有要求,可以为片状、粒状、薄膜、管状、棒状或其它形状的固态材料。如聚氨酯片状材料,聚氯乙烯膜片状材料等。作为优选,本专利技术所述制备方法中,所述基材浸没于所述涂层溶液的浸没时间为1-2min。本专利技术所述制备方法通过紫外光照射使涂层溶液在预处理的基材表面固化,从而在基材表面构建具有高效杀菌效率的抗菌功能涂层,形成抗菌材料。作为优选,所述紫外光波长为365nm。作为优选,所述紫外光波长照射固化时间为1~5m本文档来自技高网
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一种二苯甲酮类离子液、抗菌材料及其制备方法

【技术保护点】
一种式Ⅰ所示化合物,

【技术特征摘要】
1.一种式Ⅰ所示化合物,其中,n为1-6的整数。2.权利要求1所述式Ⅰ所示化合物的制备方法,其特征在于,式Ⅲ所示化合物与4-苯甲酰基苯甲酰氯进行反应,其中,n为1-6的整数。3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述式Ⅲ所示化合物与4-苯甲酰基苯甲酰氯的摩尔比为1:1-1:3。4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述反应具体为式Ⅲ所示化合物用溶剂溶解,加入缚酸剂,然后在冰浴条件下加入的4-苯甲酰苯甲酰氯的二氯甲烷溶液,室温反应1-6h。5.一种抗菌材料,其特征在于,基材表面经权利要求1所述式Ⅰ所示化合物改性。6.权利要求5所述抗菌材料,其特征在于,所述基材为聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员:董亦诗武照强陈红
申请(专利权)人:苏州大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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