简介
聚季铵盐-1(polyquaternium-1,以下简称PQ-1)又名POLYQUAD，是一种新型的聚季铵盐抗菌剂，属于强阳离子化合物，由Alcon公司于20世纪90年代初最先研发并申请了专利。目前Alcon公司已将其用作隐形眼镜护理液和滴眼液产品的防腐剂。聚季铵盐-1是由四甲基-2-丁烯-1,4-二胺和1,4-二氯-2-丁烯在一定条件下聚合反应，终端以三-β-羟乙基胺覆盖合成，分子式为(C46N)nC16H36N2O6。聚季铵盐-1为琥珀色到深褐色的透明黏性液体，完全溶于水;味淡，无刺激性;其中固体含量为40%，氯化物含量10%，游离胺含量1.5%，pH7.3;毒性较小，对皮肤无明显刺激，为非皮肤致敏剂及诱变剂，具有较好的杀菌性能。聚季铵盐-1在医药卫生中的抗菌消毒，尤其是作为眼用制剂中的防腐剂应用已得到较为广泛的研究[1]。
目前,聚季铵盐-1的生产方式都是在传统反应器中间歇式生产,产品收率低,生产周期较长,能耗需求大,无法实现连续生产,生产效率较低,产生废水较多。
作用机制
聚季铵盐-1抗菌剂的抗菌机制目前尚不十分清楚，但一般认为聚季铵盐-1的抗菌作用过程与小分子季铵盐类抗菌剂类似，也是靶向定位至细菌胞质膜和真菌原生质膜，从而起到抗菌作用。
Codling等采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)技术对聚季铵盐-1的抗菌机制进行了进一步的验证。几种常见的眼部致病菌经聚季铵盐-1处理之后，用SEM和TEM对细胞膜、细胞内容物以及细胞形态学变化进行观察和分析发现，聚季铵盐-1使菌体细胞质膜发生了破裂，细胞内容物大量泄漏，同时还观察到有细胞质凝结物产生。研究再次表明，聚季铵盐-1的作用靶点可能就是菌体细胞质膜[1]。
制备方法
将N,N,N,N-四甲基-2-丁烯-1,4-二胺、三乙醇胺和盐酸水溶液以物质的量比例为5:2:2的比例混合均匀,得到原料混合液,其中,盐酸水溶液的当量浓度为6N。然后将4mol/L的原料混合液(以N,N,N,N-四甲基-2-丁烯-1,4-二胺计)和1,4-二氯-2-丁烯溶液各自预热到20℃。选择内径为11mm,长度16m的微通道反应器进行反应,设定恒温箱反应温度为55℃,反应停留时间为2min,按照原料混合液和1,4-二氯-2-丁烯溶液的物质的量比为1:1.2进料。依照以上参数，调节计量泵将分别将原料混合液和1,4-二氯-2-丁烯溶液打入微混合器,原料混合液和1,4-二氯-2-丁烯溶液充分混合后,进入微通道反应器内反应,得到聚季铵盐-1的水溶液。聚季铵盐-1的水溶液经冻干机冻干处理,即得琥珀色固体产品,收率98%,Mw=13000-15000[2]。
参考文献
[1] 贾瑞,张祚顺,贺艳丽. 聚季铵盐-1作为眼用制剂防腐剂的研究与展望[J]. 食品与药品,2011,13(3):202-205. DOI:10.3969/j.issn.1672-979X.2011.03.016.
[2] 苏州亚科科技股份有限公司. 一种利用微通道反应器制备聚季铵盐-1的方法:CN201610225021.2[P]. 2016-07-27.