以制备持久抗菌功能皮革为主要应用对象,根据植-金属结合鞣的反应机理,采用活性结构叠加原理进行分子设计,合成了一系列能通过与鞣制金属(铬、铝)发生配位反应,从而与皮纤维发生牢固化学结合的没食子酸类抗菌化合物,而且,采用紫外光谱、荧光光谱、园二色谱和差示扫描量热法等分析方法,系统研究了合成并筛选出来的没食子酸类抗菌化合物分别与鞣制金属(铬、铝)和皮胶原,以及三者之间的相互作用机理,并考察了发生这些相互作用后,没食子酸类化合物抗菌性能的变化规律。通过本项目的研究,将会为持久抗菌功能皮革的制备,以及解决胶原基功能材料的抗菌问题提供一条可行的新途径,并为抗菌皮革生产工艺的制定提供理论依据。
Leather;Antimicrobial property;Gallates;Benzimidazole;Combination of active structures
本项目按照研究计划完成了各项研究内容。采用活性结构叠加原理设计并合成了两个系列的含苯并咪唑抗菌结构的没食子酸酯类化合物连苯三酚结构位于苯并咪唑含氮杂环的1位(N位)和2位的没食子酸酯类化合物;采用元素分析、IR、1H NMR、13C NMR、MS和单晶X射线衍射等方法对化合物进行了系统的结构表征;采用滤纸抑菌圈等方法测定并比较了合成的没食子酸酯类化合物及部分中间产物的抗菌性能,系统研究了两个系列化合物的分子结构与抗菌性能的关系,优选出了一种抗菌效果较好的化合物——1-没食子酸乙酯-2-(对溴)苯氧甲基苯并咪唑(BG-Br)用于制备抗菌皮革。研究了BG-Br与鞣制金属(铬)的相互作用,并采用红外、元素分析、1H NMR、13C NMR和热重分析等方法,表征了二者之间的配位模式和铬配合物的结构;分别采用明胶、白皮粉、铬皮粉和铬鞣皮块为模拟物,研究了分别用BG-Br乳液和二甲亚砜溶液处理后皮革的抗菌性能和湿热稳定性的变化规律,发现BG-Br确实能够赋予皮革抗菌性能,能够在皮革中缓慢渗透,可以与铬鞣剂发生强烈的配位作用,但其与皮胶原基本没有结合作用或结合作用较弱。另外,本项目还建立了一种适用于皮革抗菌性能评价的新方法——改良晕圈法,该方法具有很高的可重复性和可信度,且操作简单。本项目的研究达到了预期研究目标,取得了丰富的研究成果,发表期刊论文10篇(其中SCI收录4篇),会议论文2篇,申请国家发明专利3项。