中國季(jì)铵鹽消毒(du)殺菌劑現(xiàn)狀及發展(zhan)方向

      2020年初(chu)新型冠狀(zhuang)病毒肺炎(yan)疫情爆發(fā)，“消毒殺菌(jun)”幾乎成了(le)每天必備(bei)的工作，而(ér)消毒殺菌(jun)劑産品一(yī)時間也供(gong)不應求。消(xiao)毒殺菌劑(jì)是一類能(neng)有效控制(zhi)或殺滅細(xi)菌、真菌、病(bing)毒、藻類等(děng)微生物的(de)化學制劑(jì)，按其作用(yòng)機制可分(fèn)爲氧化性(xing)殺菌劑和(hé)非氧化性(xing)殺菌劑。

 

      氧(yang)化性殺菌(jun1)劑是通過(guò)使細菌内(nei)活性酶失(shī)活或者其(qí)🈚強氧化性(xìng)🏃🏻‍♂️直接氧化(huà)殺滅細菌(jun)，主要産品(pǐn)一般爲🌈含(hán)氯和過氧(yǎng)化物制劑(ji)，具有殺菌(jun)力強，原料(liao)易得，使用(yong)簡單的優(yōu)點；但這類(lei)制劑在生(sheng)産和使用(yong)過程中會(huì)對人體的(de)皮膚、呼吸(xi)道黏膜和(hé)眼睛産🌈生(shēng)強烈的☁️刺(cì)激作用和(he)氧化腐蝕(shi)性，且在貯(zhu)存和運輸(shū)過程中易(yi)發生燃燒(shao)、爆炸事故(gu)；此類制🌈劑(ji)一般單獨(dú)使用，難以(yi)用于配制(zhì)具有☀️殺菌(jun)功能的洗(xi)滌用品。非(fēi)氧化性殺(sha)💃菌劑包括(kuo)氯酚類、有(yǒu)機醛類、季(ji)铵鹽類、雙(shuang)胍類等非(fēi)氧化性化(hua)合物，其中(zhong)季铵鹽是(shi)重要的一(yī)類🏃，此類殺(shā)菌劑是一(yi)類廣譜高(gao)效且低毒(du)的殺菌‼️劑(ji)，廣泛用于(yu)日常生活(huo)和工業領(ling)域的殺菌(jun1)消毒。在抗(kàng)擊此次✉️疫(yi)情中爲廣(guǎng)大醫護人(rén)員和人民(mín)群衆提供(gòng)洗滌、消毒(dú)、殺菌保障(zhang)的殺菌洗(xǐ)衣液、殺菌(jun1)⭐洗手液等(deng)洗滌産品(pin)中，季铵鹽(yan)類消毒殺(sha)菌劑起到(dao)了關鍵的(de)作用。

 

     一、季(jì)铵鹽的發(fa)展曆程和(hé)殺菌機理(li)

 

     早在20世紀(jì)三十年代(dài)，季铵鹽作(zuo)爲殺菌劑(ji)開始逐漸(jian)引起人💞們(men)的關注，然(ran)而直到20世(shi)紀八十年(nian)代中期前(qián)季铵鹽産(chan)品的開發(fa)在國内一(yi)直未得到(dào)規模發展(zhǎn)，主要原因(yin)是由于制(zhi)備季铵鹽(yan)的原料——烷(wan)基叔胺未(wèi)能實現國(guó)😍産化。“七五(wǔ)”期間，中國(guó)日化院承(chéng)擔的科技(ji)攻關項目(mu)成功開發(fā)了國際領(ling)先的“脂肪(fang)醇一步法(fa)制叔胺”工(gong)藝，打破了(le)國外的壟(lǒng)斷，之後季(jì)铵鹽在國(guó)内才得以(yǐ)快速發👌展(zhan)。

 

     季铵鹽類(lèi)殺菌劑發(fā)展到現在(zai)衍生了七(qi)代産品，第(di)一代殺菌(jun1)劑苯紮氯(lǜ)/溴铵（潔爾(er)滅/新潔爾(er)滅）；第二代(dai)爲第一代(dài)的衍生品(pin)；三代殺菌(jun1)劑爲雙長(zhang)鏈季铵鹽(yan)（DDAC）；四代殺菌(jun)劑爲一、三(san)代的複合(hé)物；五代殺(shā)菌劑爲雙(shuāng)子季铵鹽(yán)；六代殺菌(jun)劑爲聚季(ji)🐆铵鹽；七代(dai)殺菌劑爲(wèi)三、六代複(fú)合🔞物。這類(lei)殺菌劑的(de)作用機理(li)主要是帶(dài)👣正電荷的(de)陽離🏃子吸(xi)附帶負電(dian)♍的細菌體(ti)并聚集在(zai)細胞壁上(shàng)，産生室阻(zu)效應，導緻(zhì)細菌生長(zhang)受抑而死(si)亡；同時其(qí)疏水基與(yǔ)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻細菌的親(qin)水基作用(yòng)，改變膜的(de)🐪通透性，繼(ji)而發生溶(rong)胞作用，破(pò)🙇‍♀️壞細胞結(jie)構，引起細(xì)🍓胞的溶解(jie)和死亡🏒（圖(tu)1）。具有高效(xiao)、低毒、不易(yi)受pH值變化(huà)的影響、持(chí)續時間長(zhang)的殺菌活(huó)性，且對粘(zhān)液層有較(jiào)❓強的剝離(li)作用、化學(xué)性能穩定(ding)、分散及緩(huǎn)蝕作用較(jiào)好，還具有(yǒu)滅藻、絮凝(ning)等特點。

圖(tú)1 季铵鹽類(lei)殺菌劑殺(shā)菌機理

 

     二(èr)、季铵鹽殺(shā)菌劑産品(pǐn)現狀

 

     季铵(ǎn)鹽作爲殺(shā)菌劑應用(yong)已具有近(jìn)百年曆史(shǐ)，經過研究(jiu)🥰開發，現已(yi)有多種季(jì)铵鹽類（單(dan)鏈和雙鏈(liàn)化合物）殺(sha)❤️菌劑❓和衛(wei)生産㊙️品問(wèn)世。由于其(qí)低濃度有(you)效、副作用(yong)小、無色、無(wu)氣味、低毒(du)安全，被廣(guǎng)泛用作外(wài)科手術和(he)醫療器械(xie)的殺菌消(xiao)毒劑🌈，工業(ye)循環水處(chu)理的殺菌(jun1)滅藻劑，油(yóu)田水回注(zhù)的處理劑(ji)，林業和建(jian)築行☎️業的(de)防腐劑✌️，家(jiā)庭個人、公(gong)共衛生和(hé)硬表面的(de)洗滌🈲消毒(dú)劑，家畜的(de)消📱毒洗淨(jing)劑，肉類、蛋(dan)類和其他(tā)食品加工(gong)設備的洗(xi)淨殺菌劑(jì)，以及用于(yu)配制具有(yǒu)殺菌功能(neng)的洗衣液(yè)、洗手液等(deng)洗滌産品(pǐn)。

 

     目前國内(nei)市場上成(cheng)熟的季铵(an)鹽殺菌劑(jì)包括：單鏈(liàn)類（烷基三(sān)甲基氯/溴(xiù)化铵1231-1831），含苄(biàn)基類（烷基(ji)二甲基苄(bian)基氯/溴化(huà)♻️铵1227、1427等），雙鏈(liàn)類（雙癸基(jī)二甲基氯(lǜ)/溴化铵DDAC/B），吡(bǐ)💛啶類（十四(sì)烷基❓-2-甲基(jī)吡啶溴化(hua)📱铵等）等。

 

     三(sān)、季铵鹽殺(shā)菌劑新品(pǐn)種開發

 

     一(yi)些傳統季(jì)铵鹽類抗(kang)菌劑由于(yu)長期使用(yong)會使細菌(jun1)🌈産👄生一定(dìng)的抗藥性(xing)，通過改變(bian)疏水基、親(qin)水基以及(jí)反離子的(de)結構，可以(yi)衍⭐生出很(hen)多新型的(de)季铵鹽。近(jin)年來，研究(jiū)人員不斷(duan)開發研🈲制(zhi)出一些季(jì)铵鹽新品(pǐn)種，并通過(guò)不同殺菌(jun)劑的複方(fāng)增效來提(ti)高殺菌效(xiào)果和避免(miǎn)細菌産生(sheng)耐藥性。

 

     （1）新(xīn)型反離子(zi)季铵鹽

     此(cǐ)類季铵鹽(yán)是利用綠(lü)色化工原(yuán)料“碳酸二(èr)甲酯”作爲(wèi)季铵化劑(ji)得到的，其(qi)陰離子部(bu)分不再局(ju)限于鹵素(su)離子，幾乎(hū)所有無機(jī)酸和有機(jī)酸根均可(ke)作爲季☎️铵(ǎn)鹽的✏️反離(li)子，極大豐(feng)富了季铵(an)鹽的品種(zhǒng)，新型反🏃🏻‍♂️離(li)子季铵鹽(yan)與傳統季(ji)铵鹽相比(bi)，具有更強(qiang)的殺菌🔞效(xiao)果（如雙癸(gui)基二甲基(jī)甲/乙/丙酸(suān)铵在5 ppm的濃(nóng)度下對金(jīn)黃色葡萄(táo)球菌和大(dà)腸杆菌的(de)抑菌率可(kě)達100%），毒性和(hé)刺激性🌈更(gèng)低，解決了(le)傳統季铵(ǎn)鹽長期使(shi)用而産生(sheng)的細菌耐(nai)藥性問題(tí)。中國日化(huà)院率先開(kai)發了該🧑🏽‍🤝‍🧑🏻工(gong)藝技術并(bing)已具備規(guī)✏️模化生産(chan)的能力。

 

     （2）含(han)羟乙基或(huò)羟丙基季(jì)铵鹽

 

     羟乙(yi)基/羟丙基(jī)季铵鹽（雙(shuang)癸基甲基(ji)羟乙基/羟(qiǎng)丙基氯化(huà)铵DEQ/DPQ）爲新型(xing)結構的季(ji)铵鹽，屬于(yu)典型的功(gōng)能性品種(zhǒng)，是傳💃統季(ji)铵鹽♋的升(sheng)級換代産(chan)品。具有優(yōu)良的消毒(dú)殺菌性能(neng)（10 ppm的濃度下(xià)對金黃色(se)葡🈲萄球菌(jun)和大腸杆(gǎn)菌的抑菌(jun)率可達100%），生(shēng)态毒性低(di)，和環境具(ju)有良好的(de)相容性，且(qie)配伍性能(neng)💯良好。中國(guó)日化院開(kāi)發了🔴綠色(se)高效的制(zhì)備工藝技(ji)術，該技術(shù)無三廢排(pai)放，反♉應時(shí)間短，溫度(dù)、壓力低，目(mù)前羟乙基(ji)🛀季铵鹽已(yǐ)實現🏃‍♀️産業(ye)化生産。

 

     （3）雙(shuang)子季铵鹽(yán)

 

     雙子季铵(an)鹽的分子(zǐ)結構中有(yǒu)兩個帶正(zheng)電荷的氮(dàn)✂️離子以及(jí)兩✉️個長鏈(lian)的疏水基(ji)團，由于1個(ge)分子中有(yǒu)2個季铵正(zheng)離子，電荷(hé)密度更高(gāo)，增強了其(qi)對細菌細(xi)胞表面的(de)有效吸附(fù)，從而改變(biàn)細胞壁的(de)滲透性，比(bi)典型的單(dan)季铵鹽有(yǒu)更強的抗(kang)細菌和抗(kang)💞黴菌活性(xing)。傳統烷基(ji)雙🈲子季铵(ǎn)鹽由于生(sheng)物降解性(xìng)差，使用受(shou)限，中國日(ri)化院的研(yán)究人員在(zai)烷基鏈中(zhong)引入了酰(xiān)胺基團，不(bu)僅提高了(le)生物降解(jie)性，同時提(ti)高了殺菌(jun1)抑菌性（10 ppm的(de)濃度下對(duì)金黃色葡(pú)萄球菌和(hé)大腸杆菌(jun1)的抑菌率(lǜ)可達100%），該工(gong)藝✉️也已實(shi)現産業化(huà)生産。

 

     （4）聚季(jì)铵鹽

 

     聚季(jì)铵鹽類殺(shā)菌劑是通(tong)過将帶有(yǒu)殺菌活性(xìng)官能團♈的(de)單體聚🍉合(he)，或是通過(guo)在高分子(zi)聚合物基(jī)體上接枝(zhī)具有🔞殺菌(jun)功能的小(xiǎo)分子而獲(huo)得的，可分(fèn)爲水溶性(xing)和水不溶(rong)性聚季铵(an)鹽殺菌劑(ji)，與普通季(jì)铵鹽相比(bi)，延長💛了抗(kang)菌劑的作(zuo)用時效，減(jiǎn)少了對環(huán)境的污染(ran)，同時還具(ju)有絮凝、緩(huǎn)蝕等作用(yòng)。避免了在(zài)使用過程(chéng)中的毒性(xing)、餘毒、刺激(jī)性及使用(yong)安全性等(deng)問題，是一(yi)類具🐆有很(hěn)好前景的(de)消毒殺菌(jun)劑。

 

     （5）季铵鹽(yan)複方産品(pin)

由于單一(yi)的季铵鹽(yán)殺菌劑在(zài)某些使用(yòng)環境下殺(shā)菌效♍果會(huì)受🏃🏻到限制(zhì)，且長期單(dan)獨使用會(hui)産生耐藥(yao)性，研究人(rén)員發現複(fú)配型的季(ji)铵鹽協同(tong)作用會具(jù)有更優異(yi)的廣🐪譜殺(sha)菌效果和(he)許多别的(de)優點，如：延(yán)長殺菌周(zhou)期、擴大抗(kang)菌譜和抗(kang)菌範圍、降(jiàng)低了使用(yòng)濃度、防止(zhi)細菌産生(shēng)抗藥性等(deng)。有研究表(biǎo)明，第一、三(san)代的複合(he)物💋即第四(sì)代殺菌劑(jì)比前3代提(tí)高了4-20倍。相(xiang)✏️信通過傳(chuán)統季铵🌈鹽(yan)與新型季(ji)铵鹽以及(jí)其它類型(xíng)表面活性(xing)劑或殺菌(jun)劑的複配(pèi)同樣可達(dá)到協同增(zēng)🈲效提高殺(shā)菌效果的(de)作用。

 

     四、結(jié)束語

     經過(guo)近一個世(shi)紀的發展(zhǎn)，季铵鹽類(lèi)消毒殺菌(jun)劑已成❤️爲(wèi)一個重要(yao)的品種，未(wei)來的發展(zhǎn)方向有：（1）開(kāi)發應用廣(guang)譜、高✍️效低(di)🚶毒、适用範(fàn)⭐圍廣并對(dui)環境安全(quan)的新型結(jie)構季铵鹽(yán)消殺産🐪品(pin)；（2）加強複合(he)配方技術(shu)的開發，使(shi)不同成分(fèn)能發揮協(xié)同增效和(he)互補🔞滅菌(jun1)作用，克服(fú)單一組分(fèn)的殺菌弱(ruò)點，同時降(jiàng)低🥵成本；（3）加(jiā)強老藥劑(jì)新用及複(fú)配型殺菌(jun1)機理的研(yan)究，指導新(xīn)産品開發(fa)。

 

     同泰化學(xué)提供季铵(an)鹽殺菌劑(ji)BIO-22産品，可用(yòng)于消毒液(ye)、電🏃‍♀️鍍藥水(shuǐ)、清洗劑、塗(tu)料等多種(zhǒng)用途。

 

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