Page 35 - 《精细化工》2022年第7期

第 7 期 万建升，等: N—Cl 型卤胺抗菌材料紫外稳定性研究进展 ·1321·

谱抗菌、长期稳定、抗菌性能可再生以及对人体和 体与材料基质相结合，再经次氯酸盐氯化得到。当
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环境的安全性等优势得到越来越多的关注 。 N—Cl 型卤胺抗菌材料吸附水分后，N—Cl 键会发
1927 年，GMELIN 首次提出作为氮的卤素衍生 生水解反应，释放出氯正离子，通过氯正离子的强
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物的 N-卤胺化合物 。20 世纪 70 年代初，KOVACIC 氧化作用破坏微生物的细胞膜与新陈代谢，使细胞快
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等 对 N—Cl 和 N—Br 衍生物的化学性质进行了全 速失活，从而达到抗菌效果。病毒失活后，N—Cl
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面讨论。20 世纪 80 年代，BARNELA 等 和 WORLEY 被还原为 N—H 键，但经过次氯酸盐的氯化之后，
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等 合成了具有抗菌性的 N-卤胺化合物。卤胺抗菌 又重新获得 N—Cl 键，给 N—Cl 型卤胺抗菌材料带
剂指含一个或多个 N—X（X 通常为 Cl、Br 或 I） 来可再生的抗菌性能 [11] 。尽管由 N—Cl 型卤胺抗菌
共价键的有机化合物，将含有胺、酰胺或酰亚胺基 剂所开发的抗菌材料具有优异的抗菌以及抗菌再生
团的前驱体化合物经过次卤酸盐（如次氯酸钠）氧 性能，但其 315~400 nm 长波紫外光下的不稳定性会
化后得到 N—X 卤胺抗菌剂。由于 N—Br 键和 N—I 导致活性氯含量在短时间内降低，影响材料的抗菌
键更加活泼、不稳定，很难在实际中应用，故卤胺 性能。通过改变卤胺前驱体结构、引入有机和无机紫
抗菌剂中的卤素通常为氯。 外吸收剂提高材料的抗紫外性能，减缓活性氯含量
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N—Cl型卤胺抗菌材料的制备通常是通过化学 、 的流失，保持材料抗菌性能的持久性。N—Cl 型卤胺
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物理表面改性 以及静电纺丝 [10] 等方法将卤胺前驱 抗菌材料紫外稳定性及其抗菌示意图如图 1 所示。

图 1 N—Cl 型卤胺抗菌材料紫外稳定性及其抗菌示意图
Fig. 1 UV stability and schematic diagram of N—Cl haloamines antibacterial materials

本文归纳了 N—Cl 型卤胺抗菌剂的种类，总结 加稳定、持久 [12-13] 。最常见的包括乙内酰脲（海因）
了 N—Cl 型卤胺抗菌材料在紫外光下不稳定的原因 类（图 2a）、咪唑烷酮类（图 2b）、唑烷酮类（图
并着重介绍了提高 N—Cl 型卤胺抗菌材料紫外稳定 2c）、琥珀酰亚胺类（图 2d）、4-哌啶醇类（图 2e）、
性的方法与途径。 氰尿酸类（图 2f）、1,3,5-三嗪-2,4-二酮类（图 2g）、
巴比妥酸类（图 2h）等。
1 N—Cl 型卤胺抗菌剂的种类及卤胺抗菌
材料的紫外不稳定性原因

1.1 N—Cl 型卤胺抗菌剂的种类
N—Cl 型卤胺抗菌剂根据其分子结构的不同可
以分为环状、非环状、环状/非环状复合型。通过合成
过程中使用的前驱体结构可进一步细分为不同类别。
环状 N—Cl 型卤胺抗菌剂通常为五元环或六元
环结构，同时含有一个或多个 N—Cl 键。环状卤胺

抗菌剂由于其结构中不含 α-H，阻止了脱卤化氢过 图 2 环状卤胺抗菌剂
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程，减少了活性氯含量的损失，因此其抗菌性能更 Fig. 2 Cyclic N-halamines antibacterial agents