聚六亚甲基双胍盐酸盐的合成及应用
2011年第2期精细化工原料及中间体
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聚六亚甲基双胍盐酸盐的合成及应用
李杨李付刚
（沈阳化工研究院有限公司110021）
胍基聚合物是具有生物活性的聚合物之一，是一种很强的有机碱, 在许多反应中被用作碱性催化剂或辅助剂
[1]
乙双胍。第三类为抗病毒药，这类化合物主要通过抑制病毒DNA 或蛋白质的合成起抗病毒作用，代表性的药物有阿苷洛韦、更苷洛韦和盐酸吗啉胍[6]。
。早在1861年，Streeker 就发现了胍
(CH5N 3) ，从结构上看，胍是亚胺脲，又可称作氨基甲
酸脒。在自然界中胍微量存在于甜菜、稻壳，蘑菇和豆类等植物中，人和动物体内也含有微量胍，某些疾病会引起血液或尿中胍的含量增高[2]。
胍为无色吸湿性晶体，熔点约为50℃，加热至
1.2农业及工业领域
胍基化合物中的胍基团是有效的活性基团，可以与生物体中的基团或元素相互作用，破坏其正常的物质和能量代谢。其中长链的烷基单胍和多胍、芳基胍等对很多微生物(包括细菌、真菌、病毒等) 有杀死或抑制作用，具有一定的生物活性。因此，具有生物活性的胍基化合物，用作农业杀菌剂和消毒剂及工业生物杀伤剂的抗微生物剂等，具有重要的经济意义[6]。
烷基双胍同时具有抗菌和杀菌的活性，对引起灰菌、叶斑的微生物有抑制作用。双胍辛乙酸盐是新的广谱杀菌刺，对农业和园艺的主要真菌有很高的生长抑制活性，主要用于防治谷类种子和柑橘贮藏防腐。由ICI 泛美公司开发的多亚己基双胍盐酸盐用作工业广谱杀菌剂，其最重要的用途是用于医院的表面消毒以及食品和酒精饮料工业。
160℃时分解放出氮气、生成三聚氰(酰) 胺，溶于水
和乙醇。胍可由二氰胺与硝酸铵反应或由氰氨化钙与碘化铵反应制得。目前多以脲或硫脲与氨在加压下起缩合反应而得。分离游离的胍比较困难，它易吸收空气中的二氧化碳，生成碳酸胍，一般商品是它的盐，如盐酸胍、硝酸胍、碳酸胍、磷酸胍、硫酸胍、硬脂酸胍等[3]。胍盐是胍基化合物中的一个重要组成部分，能衍生为种类繁多的胍基衍生物，这些衍生物因其强碱性，高稳定性、较好的生物活性等优良特性，应用领域不断扩展，许多胍的衍生物广泛应用于药物、染料、炸药、农用化学品、纺织品和塑料的生产以及生物技术等方面[4]。
1胍类衍生物的应用1.1化学及医药领域
胍作为一种有机碱，具有抗病毒、杀菌、退热、刺激肌肉等功能。在许多应中被用作碱性催化剂或辅助剂。近年来随着合成方法的改进，胍在化学及医药方面的应用越来越多。
目前作为药物的胍基化合物主要分三类：第一类为抗高血压药物，这类药物主要通过交感神经抑制直接或间接地影响心脏及血管而发挥降压作用，代表性药物有胍乙啶、盐酸可乐定、胍氧酚。第二类为降血糖药，这类药物通过增加组织的无氧酵解，促进组织对葡萄糖的摄取，增加机体对葡萄糖的利用来降低血糖，代表性的药物有盐酸二甲基胍、盐酸苯
1.3纺织服装领域
用于纺织品的抗菌整理是胍基抗菌剂应用的新领域，将溶解性良好的胍基聚合物配制成一定浓度的溶液，用以浸渍整理手术衣、床单、袜类、抹布等可获得抗菌产品。与此同时，人们也一直在努力利用弧基抗菌剂直接获得抗菌纤维，以适应更广泛的需求。双胍类对细菌抑制的效力高，对真菌的效力低。，其中ICI 美国公司于上世纪70年代首先制备了聚六亚甲基双胍盐酸盐，其商品名为ArlagardE 和Cos -
mocilCQ ，是化妆品和纺织行业具有广谱杀菌活性
的著名防腐剂[7]。
利用胍基化合物良好的热稳定性和抗菌性能制备的抗菌性能持久的纺织品，能满足人们对衣着的
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制备机理：
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卫生性和舒适性的要求。而且胍盐的急性毒性较低，不会严重影响健康，对人体不存在致癌性、致变性和致畸性的潜在威胁，因此胍盐类抗菌剂具有很大的开发潜力，已经广泛的应用于医疗、农产品防护、食品和日用品等方面。
2聚六亚甲基双胍盐酸盐的合成
聚六亚甲基双胍盐酸盐（Polyhexamethylene
biguanidine hydrochloride ）平均分子量1100～1800，分子式为(C8H 17N 5) n ·xHCl ，n=12-16，分子式如图所示。聚六亚甲基双胍盐酸盐（PHMB ）是一种广谱抗
菌素，对革兰氏阳性菌，革兰氏阴性菌、真菌和酵母菌等均有杀灭作用。一直以来，PHMB 在医药方面被广泛用于杀菌防腐。作为医药产品，用于隐形眼镜、滴眼液、和外科手术的消毒。由于眼睛对PHMB 的耐受性较强，可以作为治疗棘阿米巴角膜炎，预防和治疗其他眼病的药剂，同时PHMB 还广泛应用于化妆品、个人护理产品、纺织品、食品工业等。随着科技的发展，聚六亚甲基双胍盐酸盐又有了许多新的应用。例如用作絮凝剂，在游泳池和工业水处理中用作杀菌灭藻剂，采油注水中作杀菌剂，并可清洁除去玻璃器皿和其他硬表面上的有害物质[8]。
高。
此反应为典型的酸碱中和反应，反应过程中盐酸的滴加不宜过快，以免产生白雾和温度的急剧升
该反应的第一步反应是二氰胺与铵盐发生的加成反应，第二步是自身的缩聚反应，在左侧胍基上的-NH 2与右侧的胺基之间进行的，理论上可生成体聚物，但实际上由于官能团反应活性的差异，控制适当的条件能得到线性的产物。这是因为盐酸胍中的基团-NH ·HCl 是一个离子对，其反应活性低于其所连接的胺基基团。并且在熔融状态下这些离子对易发生聚集，这样官能基团被包围在聚集体内，减少了参加反应的几率。所以生成直线型聚合物。
2.3实验的影响因素
对实验有影响的因素为反应物摩尔比、反应时
图1聚六亚甲基双胍盐酸盐的分子结构式
间、反应温度等因素的影响。
聚六亚甲基双胍盐酸盐一般由己二胺与二氰胺的盐反应制得六亚甲基二胺的二氰胺盐，再用己二胺和36％的盐酸处理制得。
2.3.1反应摩尔比的影响
文献报道在反应温度为170℃和反应时间为12小时，当摩尔比在0.5：1-1.1：1时，转化率随着反应物摩尔比的增大而逐渐升高，可能是己二胺盐酸盐和双氰胺的反应比较充分，产率较高；当反应摩尔比从1.1：1-l.3：l ，己二胺盐酸盐有剩余，产率不再提高。
2.1己二胺盐酸盐的制备
向装有温度计、搅拌转子的三口烧瓶中加入乙醇作为溶剂称取1,6-己二胺，在搅拌下滴加盐酸，反应放热。控制滴加速度，滴加过程中温度保持在
2.3.2反应温度影响
在反应物摩尔比为1.1：l 和反应时间12小时条件下，改变温度进行PHMB 的合成，反应过程中发现，随着反应温度的升高，反应时刺激性气体释放的剧烈程度增大。说明在不同温度下反应进行的剧烈程度也不同。反应温度在147℃-170℃之间，随着反应温度的上升，产物的产率也逐渐升高，高于170℃后，产率基本不变。
28℃以下，直至溶液pH 值至5，滴加完毕后继续反
应l 小时，保证反应完全，然后将温度降低到0℃，过滤，将得到的滤饼烘干。便得到纯净的己二胺盐酸盐。
2.2抗菌剂PHMB 的制备
称取一定量的二氰胺和己二胺盐酸盐，二者摩尔比为1：1.1，加入一定量的正丁醇作为溶剂，在回流的情况下搅拌加热，聚合反应温度为170℃，恒温
2.3.3反应时间的影响
在反应物摩尔比为1.1:1和反应温度
170℃条件下，
改变反应时间进行PHMB 的合成，对不同的
12小时，后将正丁醇蒸出，得到产品。
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产物进行产率测试，反应时间在4～12h 内，随反应时间增大PHMB 的产率逐渐增大，12小时之后产率变化幅度很小，几乎不变。
综上所述，合成抗菌剂的最佳工艺为聚合反应温度170℃，反应物己二胺盐酸盐与双氰胺摩尔比为1.1：1，聚合反应时间为12h [9]。
参考文献
科学技术出版社，1998：5～11，12～28
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