侧链衍生季铵盐型氯胺的合成及抗菌应用

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.230394

摘要/Abstract

摘要：

以5，5-二甲基海因（DMH）为原料，设计合成了一系列侧链衍生的季铵盐型氯胺抗菌剂（10-14），表征了前体和氯胺结构。以大肠杆菌（E.coli）和金黄葡萄球菌（S.aureus）为模式菌株，以三甲基季铵盐氯胺1为对照，初步测试了氯胺10-14的抗菌活性。结果表明，氯胺10-13抗菌能力随侧链变长先增强后减弱，其中三丁基季铵盐氯胺12对S.aureus和E.coli的杀灭对数（KL）值分别为1.07±0.09和6.49，表现出这一系列中相对更优的抗菌活性，这可能是12达到了分子触杀所需的最佳亲疏水平衡状态，与菌体细胞膜作用更强所致。此外，携羟乙基侧链氯胺14实现了对S.aureus和E.coli全杀，展现了10-14中最出色的抗菌性能，这可能和氯胺分子更易穿透菌体细胞膜有关。本工作制备的一系列高活性季铵盐氯胺抗菌剂，为更高效离子型氯胺抗菌剂的设计研发提供了参考借鉴。

关键词: 季铵盐型氯胺, 多步合成, 抗菌活性, 亲疏水平衡, 侧链衍生物

Abstract:

A series of side-chain derived quaternary ammonium （QA） N-chloramines （10-14） were designed and synthesized using commercial 5，5-dimethylhydantoin （DMH） as raw matesial， and the structures of precursors and corresponding N-chloramines were characterized. The antibacterial activity of chloramines 10-14 was preliminarily tested using Escherichia coli （E.coli） and Staphylococcus aureus （S.aureus） as model strains， and N-chloramine 1 as control. The results showed that antibacterial ability of 10-13 increased and then declined with the length of side chain increased. Namely， tributyl QA N-chloramine 12 with KL of 1.07±0.09 and 6.49 against S.aureus and E.coli， exhibited relatively higher antibacterial efficacy， possibly due to the preferable hydrophilic-lipophilic characteristic required for efficient contact killing. Furthermore， hydroxyethyl counterpart 14 achieved total killing of S.aureus and E.coli， demonstrating the towering antibacterial capability among N-chloramines 10-14， which may be attributed to its facile transportation across bacterial cell membrane. The series of efficacious N-chloramine disinfectants prepared in this work provide reference for the development of more efficient ionic N-chloramine antibacterial agents.

Key words: Quaternary ammonium N-chloramine, Multi-step chemical synthesis, Antibacterial ability, Hydrophilic-lipophilic balance, Side chain derivative

中图分类号:

O626.2

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图/表 6

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Bacteria	Compound	c（active chloramine）/ （ mmol·L^－1）	5 min contact time		10 min contact time
Bacteria	Compound	c（active chloramine）/ （ mmol·L^－1）	KR/%	KL	KR/%	KL
S.aureus	1^a	0.56	22.61±2.22	0.11±0.01	62.33±3.32	0.42±0.04
	10a ^a	0	0	0	0	0
	10^a	0.56	25.21±1.39	0.13±0.01	63.71±1.39	0.44±0.02
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	11^a	0.56	30.47±2.77	0.16±0.01	77.29±4.99	0.64±0.10
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	14a ^b	0	0	0	0	0
	14^b	0.56	100	6.92	100	6.92
E.coli	1^a	0.56	48.37±1.96	0.29±0.02	84.97±3.27	0.82±0.09
	10a ^a	0	0	0	0	0
	10^a	0.56	60.13±5.23	0.40±0.04	96.73±0.65	1.49±0.08
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	14^b	0.56	100	6.59	100	6.59

Bacteria	Compound	c（active chloramine）/ （ mmol·L^－1）	5 min contact time		10 min contact time
Bacteria	Compound	c（active chloramine）/ （ mmol·L^－1）	KR/%	KL	KR/%	KL
S.aureus	1^a	0.56	22.61±2.22	0.11±0.01	62.33±3.32	0.42±0.04
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