一种呋喃基季铵盐化合物、制备方法及应用与流程

本技术涉及一种呋喃基季铵盐化合物、制备方法及应用，属于消杀单体制备。

背景技术：

1、公共场合以及家庭等场所对空气以及各类物体表面进行消毒已成为全球公共卫生日常问题，市面上常见的消毒剂的主要成分通常为酒精及次氯酸钠，其主要目的在于消杀病毒等病原微生物。酒精易燃易爆，容易引发火灾等事故，不适用于大面积消杀，次氯酸钠消毒剂对呼吸道与皮肤黏膜具有刺激性以及对金属具有强腐蚀性，如稀释或使用不当，容易产生氯气等有毒有害物质，造成人员损伤。

2、季铵盐最早是于1915年发现的，具有消毒作用的化合物。季铵盐类消毒剂经过一个世纪的发展，已经具备了毒性较低、无腐蚀和漂白作用、气味小、水溶性好等优点。但现在季铵盐类消毒剂还无法满足即效、长效、安全、广谱等杀菌要求。

技术实现思路

1、本技术提供了一种呋喃基季铵盐化合物及其制备方法和应用，所述呋喃基季铵盐化合物以呋喃类化合物为原料，结构中具有呋喃环、季铵盐取代基及长烷基链，可作为消毒剂使用，通过在结构中构建季铵盐官能团和烷基长链，分别充当亲水官能团和疏水官能团，当季铵盐消毒剂与细菌接触时，可以汇聚在菌体表面，影响细胞的渗透性，从而使水分进入菌体，发生肿胀破裂，杀灭细菌。同时，该类消毒剂还具有使蛋白质变性、影响细菌新陈代谢、使菌体内脱氢酶/氧化酶等失活、分解葡萄糖等酶系统的作用。这些性能使该季铵盐消毒剂表现出了优异的抑菌杀菌的效果。

2、根据本技术的一个方面，提供了一种呋喃基季铵盐化合物，所述呋喃基季铵盐化合物为具有式i所示结构式的化合物；

3、

4、其中，r1选自醛基、羟甲基、羧基中的一种；

5、r2选自c4～c24的烷基；

6、r3、r4独立地选自甲基、乙基、苄基中的一种；

7、x为卤素，所述卤素选自cl、br、i中的至少一种。

8、根据本技术的另一个方面，提供了一种呋喃基季铵盐化合物的制备方法，所述制备方法至少包括：

9、(1)将含有呋喃醇类化合物、卤代试剂、溶剂1的混合物，反应，得到卤代中间产物；

10、(2)将含有卤代中间产物、含有r2、r3、r4官能团的胺类化合物、溶剂2的混合物，反应i，得到所述呋喃基季铵盐化合物。

11、可选地，所述呋喃醇类化合物选自5-羟甲基糠醛、2,5-呋喃二甲醇、5-羟甲基-2-糠酸中的至少一种。

12、可选地，所述卤代试剂选自二氯亚砜、三氯氧磷、浓盐酸、三溴化磷中的至少一种。

13、可选地，所述含有r2、r3、r4官能团的胺类化合物选自n,n-二甲基丁胺、十四烷基二甲基叔胺、二十四烷基二甲基叔胺、n-甲基-n-乙基十四胺、n,n-二乙基十四胺中的至少一种。

14、可选地，所述溶剂1为二氯甲烷。

15、可选地，所述溶剂2选自乙腈、二氯乙烷、甲苯中的至少一种。

16、可选地，所述呋喃醇类化合物：含有r2、r3、r4官能团的叔胺化合物的摩尔比为1：1：1。

17、可选地，所述反应的温度为0℃～25℃，反应的时间为0.5～10h。

18、可选地，所述反应的温度选自0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。

19、可选地，所述反应的时间选自0.5h、1h、2h、5h、7h、10h中的任意值或上述任意两点间的范围值。

20、可选地，所述反应i的温度为60～100℃，反应i的时间为0.5～12h。

21、可选地，所述反应i的温度选自60℃、70℃、80℃、90℃、100℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。

22、可选地，所述反应i的时间选自0.5h、1h、2h、5h、7h、10h中的任意值或上述任意两点间的范围值。

23、可选地，所述制备方法至少包括：

24、(1)将含有呋喃醇类化合物、卤代试剂、溶剂1的混合物，反应，得到卤代中间产物；

25、(2)将含有卤代中间产物、含有r2、r3官能团的胺类化合物、溶剂2的混合物，反应i，再与含有r4官能团的卤代物，反应ii，得到所述呋喃基季铵盐化合物。

26、可选地，所述含有r2、r3官能团的胺类化合物选自n-甲基十四胺、n-乙基十四胺、n-甲基-1-十八胺中的至少一种。

27、可选地，所述含有r4官能团的卤代物选自溴乙烷、碘乙烷、溴化苄中的至少一种。

28、可选地，所述呋喃醇类化合物：含有r2、r3官能团的胺类化合物：含有r4官能团的卤代物的摩尔比为1:1:1。

29、可选地，所述反应i的温度为60～100℃，反应i的时间为0.5～12h。

30、可选地，所述反应i的温度选自60℃、70℃、80℃、90℃、100℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。

31、可选地，所述反应i的时间选自0.5h、1h、2h、5h、7h、10h、12h中的任意值或上述任意两点间的范围值。

32、可选地，所述反应ii的温度为60～100℃，反应ii的时间为0.5～12h。

33、可选地，所述反应ii的温度选自60℃、70℃、80℃、90℃、100℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。

34、可选地，所述反应ii的时间选自0.5h、1h、2h、5h、7h、10h、12h中的任意值或上述任意两点间的范围值。

35、可选地，所述制备方法至少包括：

36、(1)将含有呋喃醇类化合物、卤代试剂、溶剂1的混合物，反应，得到卤代中间产物；

37、(2)将含有卤代中间产物、含有r2官能团的胺类化合物、溶剂2的混合物，反应i，加入含有r3官能团的卤代物，反应ii，再与含有r4官能团的卤代物，反应iii，得到所述呋喃基季铵盐化合物。

38、可选地，所述含有r2官能团的胺类化合物选自c4～c24的胺中的至少一种；

39、可选地，所述含有r3官能团的卤代物选自溴甲烷、溴乙烷、碘甲烷中的至少一种；

40、可选地，所述含有r4官能团的卤代物选自溴乙烷、碘乙烷、溴化苄中的至少一种。

41、可选地，所述呋喃醇类化合物：含有r2官能团的胺类化合物：含有r3官能团的卤代物：含有r4官能团的卤代物的摩尔比为1:1:1:1。

42、可选地，所述反应i的温度为60～100℃，反应i的时间为0.5～12h。

43、可选地，所述反应i的温度选自60℃、70℃、80℃、90℃、100℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。

44、可选地，所述反应i的时间选自0.5h、1h、2h、5h、7h、10h中的任意值或上述任意两点间的范围值。

45、可选地，所述反应ii的时间为0.5～12h。

46、可选地，所述反应ii的时间选自0.5h、1h、2h、5h、7h、10h中的任意值或上述任意两点间的范围值。

47、可选地，所述反应iii的温度为60～100℃，反应iii的时间为0.5～12h。

48、根据本技术的又一个方面，提供上述所述的呋喃基季铵盐化合物、上述所述的制备方法制备的呋喃基季铵盐化合物中的至少一种在消毒剂中的应用。

49、作为一个具体的实施方式，本发明通过下述技术方案实现：

50、方法一

51、(a)步骤一：0℃～25℃，0.5～10h，将所述呋喃醇类化合物a与卤代试剂与溶剂1混合，得到卤代的中间产物b；

52、(b)步骤二，60～80℃，0.5～12h，将所述卤代的中间产物b与含有r2、r3、r4官能团的胺类在溶剂2作用下，即可得到所述呋喃基季铵盐化合物c。

53、

54、方法二

55、(a)步骤一：0℃～25℃，0.5～10h，将所述呋喃醇类化合物a与卤代试剂与溶剂1混合，得到卤代的中间产物b；

56、(b)步骤二：60～80℃，将所述卤代的中间产物b与含有r2、r3官能团的胺类化合物，在溶剂2作用下反应0.5～12h，再加入含有r4官能团的卤代物反应0.5～12h，即可得到所述呋喃基季铵盐化合物c。

57、

58、方法三

59、(a)步骤一：0℃～25℃，0.5～10h，将所述呋喃醇类化合物a与卤代试剂与溶剂1混合，得到卤代的中间产物b；

60、(b)步骤二：60～80℃，将所述卤代的中间产物b与含有r2官能团的胺类化合物，在溶剂2作用下反应0.5～12h，随后加入含有r3官能团的卤代物反应0.5～12h，再加入含有r4官能团的卤代物反应0.5～12h，即可得到所述呋喃基季铵盐化合物c。

61、

62、可选地，所述溶剂1为二氯甲烷、二乙氧基甲烷、乙醚中的任一种。

63、可选地，所述溶剂2为乙腈、二氯乙烷、甲苯中的任一种。

64、本发明所用的术语“c4～c24的烷基”是指直链或支链的具有4～24个碳原子的烷基。

65、本技术能产生的有益效果包括：

66、1)本发明的呋喃基季铵盐化合物以呋喃醇类化合物为原料，减低复配浓度，杀菌谱会更广且更为持久、稳定和安全，更新型、环保。

67、2)本发明的呋喃基季铵盐化合物以呋喃类化合物为原料，结构中具有呋喃环、季铵盐取代基及长烷基链，可作为消毒剂使用，通过在结构中构建季铵盐官能团和烷基长链，分别充当亲水官能团和疏水官能团，当季铵盐消毒剂与细菌接触时，可以汇聚在菌体表面，影响细胞的渗透性，从而使水分进入菌体，发生肿胀破裂，杀灭细菌。同时，该类消毒剂还具有使蛋白质变性、影响细菌新陈代谢、使菌体内脱氢酶/氧化酶等失活、分解葡萄糖等酶系统的作用。这些性能使该季铵盐消毒剂表现出了优异的抑菌杀菌的效果。