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本文在查阅大量文献基础上,对化学杀菌剂和化纤油剂及其防腐杀菌问题进行了详细的介绍,并对胍类化合物的应用与烷基胍的合成方法作重点论述。
在纺织品加工生产当中,化纤油剂的防腐杀菌问题是生产中急需解决的问题。目前,在国内外生产化纤油剂的企业当中,大部分企业都是向化纤油剂中加入化纤油剂防腐杀菌剂,以保证生产质量优异的化纤油剂。现在市场上使用的化纤油剂防腐杀菌剂主要有:有机氮硫类、环状氮硫类、氯化无环酰胺、活化脱氢醋酸类、有机氮卤素化合物、有机氮硫卤素化合物等,它们具有副作用或耐高温性能差等缺点,然而胍类杀菌剂具有耐高温、无毒无害、广谱杀菌、无刺激性气味和腐蚀性、有效时间长、不燃不爆、使用方便等性能,是理想的化纤油剂防腐杀菌剂。
本文先以硫脲、双氧水为原料,经过一步反应生成二氧化硫脲,然后二氧化硫脲再进一步与双氧水反应生成三氧化硫脲;再以N-甲基吡咯烷酮为原料,在10%HC1条件下水解生成4-(1-甲基氨基)丁酸盐酸盐。通过三氧化硫脲、4-(1-甲基氨基)丁酸盐酸盐的亲核取代反应合成了目标产物4-(1-甲基胍基)丁酸。用FTIR、1HNMR、13CNMR对各中间体和目标产物的结构进行了确认。研究结果如下:
(1)二氧化硫脲的合成条件为:反应温度0℃~2℃,反应时间是75min,n(硫脲):n(双氧水)=1:2.15,陈化时间60min,混合溶剂50%乙醇-水,3%丙酮,3%碳酸氢铵,此时中间体二氧化硫脲收率为91.02%。
(2)三氧化硫脲的合成条件为:n(二氧化硫脲):n(双氧水)=1:2,反应温度为50℃,反应时间60min,此时中间体三氧化硫脲的收率为81.23%。
(3)4-(1-甲基氨基)丁酸盐酸盐的合成条件为:n(N-甲基吡咯烷酮):n(HC1)=1:2.5,反应温度135℃,反应时间6h,此时中间体4-(1甲基氨基)丁酸盐酸盐的收率72.31%。
(4)4-(1-甲基胍基)丁酸的合成条件为:n(4-(1-甲基氨基)丁酸盐酸盐):n(三氧化硫脲)=1:1.2,反应温度25℃,反应时间12h,此时目标产物4-(1-甲基胍基)丁酸的收率79.45%。
将1g4-(1-甲基胍基)丁酸、1g胍基乙酸、7.14g14%卡松应用在20g长丝油剂TF-270710%上,进行防腐杀菌和耐高温实验。每1000mL水中加入琼脂45g、蛋白胨10g。实验基质为长丝油剂TF-270710%稀释液,于培养皿37℃恒温培养24h。对胍基乙酸(A)、胍基乙酸(B)(90℃,恒温1h)、4-(1-甲基胍基)丁酸(C)、4-(1-甲基胍基)丁酸(D)(90℃,恒温1h)、14%卡松(E),稀释10000倍,加量分别为:100,200,300,400,500ppm,进行对比实验,分12h、24h两组。研究结果如下:
(1)在12h时,细菌不再生长,A、B、C、D加量是100ppm,而E的加量是500ppm,因此,4-(1-甲基胍基)丁酸和胍基乙酸杀菌效果相同,但是它们的杀菌效果优于14%卡松。且4-(1-甲基胍基)丁酸、胍基乙酸两个产品具有一定的耐高温能力。
(2)在24h时,细菌微量生长,A、B加量是400ppm,C、D加量是300ppm,而E的加量是500ppm时,长菌量依然较多,因此,4-(1-甲基胍基)丁酸的杀菌效果优于胍基乙酸,而胍基乙酸的杀菌效果优于14%卡松。且4-(1-甲基胍基)丁酸、胍基乙酸两个产品具有一定的耐高温能力。
(3)12h杀菌和抑菌效果优于24h。