2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺合成与应用

发布日期:2023/7/12 9:41:24

介绍

2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺（DBNPA）可有效杀灭引起植物枯萎的真菌，是一种常见的广谱杀菌剂，用于工业的防霉杀菌。因为它的非氧化性质，杀菌时不容易损害膜元件，对精密度较高的膜元件非常友好。其显著特点是具有在环境中快速水解，在低剂量下发挥高效作用的双重优点。DBNPA通常用来防止细菌和藻类在造纸、工业循环冷却水、金属加工用润滑油、纸浆、木材、涂料和胶合板中的生长繁殖，同时可做黏泥控制剂，广泛用于造纸厂纸浆和循环冷却水系统。作为广谱高效的杀菌剂，能迅速穿透微生物的细胞膜，并作用于一定的蛋白基团，使细胞的正常氧化还原中止，从而引起细胞死亡。同时，它的分支还可以选择性地溴化或氧化微生物的特殊酶代谢物，最终导致微生物死亡。此外，2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺具有良好的剥离性能，使用时无泡沫，液体产品与水可任意比互溶，低毒[1]。

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图一 2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺

杀菌应用

罗文姬等人[1]研究以2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺为主要杀菌成分复合微量凯松作为复合杀菌剂，常规中和剂不能有效地中和该复合杀菌剂的作用，为此需要筛选出对本复合杀菌剂的有效中和剂，为杀菌效果评价提供有效的中和方法。实验探究根据主要杀菌成分结构选择不同中和剂组合，筛选有效的中和剂，探究不同作用时间和作用浓度的杀菌效果。

通过作用基团入手筛选，最终得到了可以有效抵消复合膜杀菌剂消毒作用的中和剂，1%硫代硫酸钠+0.5%卵黄卵磷脂+1%甘氨酸+8%吐温-80的PBS溶液。通过不同作用时间的悬液定量杀菌试验，比较不同浓度下杀菌效果。实验结果表明，作用时间为90 min时，复合膜杀菌剂浓度0.05‰以上，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的KL>5.0，对白色念珠菌KL>4.0。结合工艺流程，现场实验结果显示，复合膜杀菌剂浓度0.05‰对水处理自然菌落有明显杀灭效果[1]。

合成

2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺的合成方法很多，可以用氯乙酸、氰乙酸、二烷基氨基丙烯醛、氨基缩醛二醇和氰乙酸甲酯为起始反应原料，先制取氰乙酰胺，然后用溴素为溴化剂进行溴化反应制得。在用溴素进行溴化反应的同时生成溴化氢，溴素的利用率仅50%。随着溴素价格不断上涨，积极研究在溴化过程中加入氧化剂，提高溴素的利用率的方法。常用的氧化剂包括溴酸钾、氯酸钠、次氯酸钠、氯气和过氧化氢。用溴酸钠作氧化剂，在10-40℃下溴化制备DBNPA。用过氧化氢作氧化剂溴化制备二溴次氮基丙酰胺的方法。用溴酸钠作氧化剂反应速度快，但原料成本高；用过氧化氢作氧化剂反应温度高，产物容易分解，反应过程不易控制，需要研究成本低廉和反应速度快的氧化剂。

李建生等人[2]克服现有二溴次氮基丙酰胺制备方法的不足，提供一种用原料成本低廉和反应速度快的氧化剂，使溴素全部利用的二溴次氮氯基丙酰胺制备方法。具体合成步骤如下：

在500m1四口瓶中加入16.8克氰乙酰胺，加实施例1结晶母液200m1,水浴冷却至20℃以下，在搅拌下加溴素32克，约20分钟加完，滴加10%次氯酸钠溶液179克，加完后继续搅拌15分钟，过滤沉淀，用50m1水洗涤沉淀二次，60℃下烘干得成品45.5克，收率94.0%,母液循环使用。

该方法的有益效果体现在采用廉价的次氯酸钠作氧化剂，使溴素得到完全利用，降低了原料成本；溴化反应几乎定量进行，产品合成收率提高，母液可循环使用。