亞硫酸酯甜菜堿殺菌劑及其合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及四種水處理殺菌劑及其合成方法，特別設(shè)及石油工業(yè)油田注入水和油 田污水用殺菌劑及其合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技水平的提高，人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，對(duì)生活環(huán)境質(zhì) 量提出了更高的要求。因此，具有殺生功能的化學(xué)藥劑受到人們關(guān)注，已廣泛用于能源開 采、醫(yī)療衛(wèi)生和日常生活等諸多領(lǐng)域。在現(xiàn)階段，石油仍是推動(dòng)社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的支柱能源，在石 油開采中，通過注水、注入聚合物溶液等方式提高原油采收率。而油田注水中往往有多種微 生物滋生，主要有硫酸鹽還原菌（SRB)、腐生菌（TGB)、鐵細(xì)菌（IB)等。該些細(xì)菌，可造成設(shè) 備的腐蝕損壞，管道和注水井的堵塞；使油層孔隙滲透率下降，降低原油采收率；削弱其它 油田化學(xué)品的使用效能，甚至使化學(xué)品降解。同時(shí)，在石油開采過程中，油田污水不可避免 地排入±壤，嚴(yán)重影響了環(huán)境。
[0003] 水處理殺菌劑是指用于控制或殺滅水中細(xì)菌的一類化學(xué)試劑。常用的水處理殺 菌劑種類較多，有氧化性殺菌劑，如氯基殺菌劑、漠基殺菌劑、過氧化物等；非氧化性殺菌 劑，如季錠鹽類、有機(jī)硫化合物類等。在種類繁多、功能各異的殺菌劑中，季錠鹽化合物W其 廣譜高效的殺生性能，W及使用范圍廣、水溶性好、安全低毒等優(yōu)點(diǎn)在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng) 用。1915年，Jacobs W A等發(fā)現(xiàn)季錠鹽化合物有一定的殺菌能力。1935年，Doma址G發(fā)現(xiàn) 烷基二甲基芐基氯化錠的殺菌作用，并進(jìn)一步研究其殺菌性能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系。同年，Wetzel R將季錠鹽殺菌劑用于臨床消毒中。季錠鹽的殺菌機(jī)理主要為：季錠鹽吸附到菌體表面， 疏水基插入類脂層，改變細(xì)胞壁、膜的通透性，胞內(nèi)物質(zhì)泄漏，酶或蛋白質(zhì)變性，最后菌體死 亡。
[0004] 目前，季錠鹽殺菌劑研究重點(diǎn)主要是改性季錠鹽、雙烷基季錠、聚季錠鹽W及多種 季錠鹽類殺菌劑組合。國內(nèi)常使用的殺菌劑為十二烷基二甲基芐基氯化錠（潔爾滅）和 十二烷基二甲基芐基漠化錠（新潔爾滅），它們是廣譜殺生劑，對(duì)藻類、真菌和異養(yǎng)菌等均 有較好的殺生效果，還能對(duì)污泥有剝離作用。但由于其使用較為廣泛，時(shí)間較長，產(chǎn)生了抗 藥性。近年來，褚兵等人合成了亞硫酸醋甜菜堿型殺菌劑十四（六）烷基二甲基（2-亞硫 酸）己基錠，其殺菌效果是十二烷基二甲基芐基氯化錠（1227)的2-5倍，且粘泥剝離能力 較好。它是一種兩性離子，有很好的水溶性，且含有有機(jī)硫基團(tuán)，進(jìn)而增強(qiáng)了季錠鹽的殺菌 效果。但對(duì)此類亞硫酸醋甜菜堿殺菌劑的報(bào)道較少，對(duì)其殺菌性能研究也較少?；赪上 觀點(diǎn)，本發(fā)明合成四種含亞硫酸的新型季錠內(nèi)鹽兩性離子化合物殺菌劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供四種含亞硫酸醋甜菜堿結(jié)構(gòu)的兩性離子殺菌劑。
[0006] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供四種含亞硫酸醋甜菜堿結(jié)構(gòu)的兩性離子殺菌劑的制 備方法，該方法原理可靠，操作簡便，產(chǎn)率較高，且綠色環(huán)保。
[0007] 為達(dá)到W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供W下技術(shù)方案。
[000引本專利提供的四種殺菌劑的陰離子為一種亞硫酸醋離子，陽離子為四種含環(huán)的錠 鹽離子，四種殺菌劑含有W下通用表達(dá)式（I ):
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 四種含亞硫酸酯甜菜堿結(jié)構(gòu)的兩性離子殺菌劑，其結(jié)構(gòu)特征為殺菌劑的陰離子為一 種亞硫酸酯離子，陽離子為四種含環(huán)的銨鹽離子，四種殺菌劑含有以下通用表達(dá)式（I ):
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四種殺菌劑的陽離子分別含有以下結(jié)構(gòu)，如表達(dá)式（II ):
含有表達(dá)式（II )中（1)、（2)、（3)和（4)的四種殺菌劑分別為2-(1-甲基咪唑）乙基 亞硫酸酯鹽、2-(4-甲基嗎啉）乙基亞硫酸酯鹽、2-(芐基二甲基氨基）乙基亞硫酸酯鹽和 2-((3-吲哚基）甲基二甲基氨基）乙基亞硫酸酯鹽，代號(hào)分別為IAES、MLES、BDES和IDES。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的四種含亞硫酸酯甜菜堿結(jié)構(gòu)的兩性離子殺菌劑的合成方法， 其特征在于依次包括以下步驟：（1)在三口燒瓶加入指定量1-甲基咪唑（或4-甲基嗎啉、 或N，N-二甲基芐胺、或3-二甲氨基甲基吲哚），一定量1，4-二氧六環(huán)；（2)加熱至回流，在 不斷攪拌下緩慢滴加一定量亞硫酸乙烯酯，滴加完后，反應(yīng)2-5h ; (3)除去溶劑，用乙腈進(jìn) 行重結(jié)晶，真空干燥后即得白色粉末狀固體殺菌劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的亞硫酸乙烯酯與1-甲基咪唑（或4-甲基嗎啉、或N，N-二甲 基芐胺、或3-二甲氨基甲基吲哚）的摩爾比為1~1. 2 :1 ; 所述的1，4-二氧六環(huán)作為溶劑，其中1-甲基咪唑（或4-甲基嗎啉、或N，N-二甲基芐 胺、或3-二甲氨基甲基吲哚）與1，4-二氧六環(huán)的體積比為1 :1~2。
【專利摘要】本發(fā)明公開了四種含亞硫酸酯甜菜堿結(jié)構(gòu)的兩性離子殺菌劑及其合成方法，其特征在于依次包括以下步驟：(1)在三口燒瓶加1-甲基咪唑(或4-甲基嗎啉、或N,N-二甲基芐胺、或3-二甲氨基甲基吲哚)，用1,4-二氧六環(huán)充分溶解；(2)加熱至回流后，在攪拌下緩慢滴加一定量亞硫酸乙烯酯，滴加完后，反應(yīng)2-5h；(3)除去溶劑，用乙腈進(jìn)行重結(jié)晶，真空干燥后即得白色粉末狀固體殺菌劑。所述殺菌劑具有良好的水溶性、對(duì)硫酸鹽還原菌(SRB)和腐生菌(TGB)有較好的殺菌能力、其殺菌效果持續(xù)時(shí)間較長等特點(diǎn)。所述殺菌劑能較好地對(duì)油田注入水和油田污水進(jìn)行殺菌處理，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
【IPC分類】C07C41-02, C07D295-088, A01N43-38, C07D209-14, C07D233-60, C07C301-00, A01N43-50, C02F1-50, A01P3-00, A01P1-00
【公開號(hào)】CN104725320
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510002848
【發(fā)明人】茍紹華, 何楊, 周利華, 羅珊, 張勤, 趙鵬, 敬東
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月5日