具有抗菌作用的碘絡(luò)合物研究進展

張寶華，劉勝寶，史蘭香

（1.石家莊學(xué)院化工學(xué)院，河北石家莊050035；2.保定中藥制藥有限公司，河北保定071200）

具有抗菌作用的碘絡(luò)合物研究進展

張寶華1，劉勝寶2，史蘭香1

（1.石家莊學(xué)院化工學(xué)院，河北石家莊050035；2.保定中藥制藥有限公司，河北保定071200）

綜述了具有抑菌作用的碘絡(luò)合物的研究進展，詳細介紹了典型的碘絡(luò)合物的種類、結(jié)構(gòu)特點、制備方法及其在抑菌方面的應(yīng)用，對今后的研究提出了展望.

碘絡(luò)合物；抑菌作用；制備

0 引言

碘是世界公認的最安全可靠的殺菌劑，也是生物必需的微量元素.碘的殺菌消毒范圍涉及臨床、衛(wèi)生、日常生活、農(nóng)牧養(yǎng)殖業(yè)和飲用水等領(lǐng)域，具有許多殺菌劑所沒有的和不能達到的殺菌效果.又由于它對組織毒性小，因此，國際衛(wèi)生組織和世界各個國家已經(jīng)將碘的研究作為21世紀的焦點.但是，因單質(zhì)碘易升華,穩(wěn)定性差,在水中幾乎不溶，使其應(yīng)用受到限制.

為提高碘的穩(wěn)定性，保留其優(yōu)秀的殺菌品質(zhì)，科學(xué)家們采用各種載體，利用碘具有非金屬和金屬的特性，通過分子間具有親和力的部分相互吸引靠攏或以靜電引力，將載體與碘絡(luò)合，制備了各種有機碘.有機碘中的碘處于被載體絡(luò)合或被環(huán)狀物包結(jié)的狀態(tài)，不僅具有與碘相同的高效、速效、廣譜殺菌力，而且具有比碘殺菌作用持久、穩(wěn)定性能好等優(yōu)點.但由于采用的載體和制備工藝不同，碘絡(luò)合物的殺菌作用各有優(yōu)缺點.

1 非離子型表面活性劑絡(luò)合碘

非離子型表面活性劑絡(luò)合碘是非離子型表面活性劑與碘通過氫鍵和范德華力作用形成的碘絡(luò)合物.包括聚乙二醇碘、壬基酚聚氧乙烯醚碘、聚醇醚碘、月桂酰胺聚氧乙烯醚碘和聚維酮碘等.這些有機碘殺菌性能參差不齊，其代表性化合物是聚維酮碘（PVP-I）.PVP-I是以聚維酮與碘形成的活性碘絡(luò)合物，穩(wěn)定性和水溶性較好，抗菌譜廣，在國內(nèi)外應(yīng)用廣泛，中國1990年版藥典開始收載.PVP-I的結(jié)構(gòu)特點是聚維酮分子中的羰基氧原子和氮原子與碘分子或與I3-通過配位鍵作用形成較穩(wěn)定的五元環(huán)結(jié)構(gòu)，使碘絡(luò)合到聚維酮分子上（圖1）.它的制備方法有液相合成和固相合成.液相合成是在氯仿或乙醇溶劑中完成PVP與碘的絡(luò)合反應(yīng)[1].該方法需要大量溶劑，設(shè)備投資大，污染嚴重.固相合成包括在密閉的容器中直接加熱合成法[2]、微波合成法[3]和助劑存在下分段加料合成法.直接加熱合成法工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，但反應(yīng)時間長達14 h，生產(chǎn)效率低.微波合成法反應(yīng)時間短，僅需1.5 h，但大工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜，投資較大.助劑存在下分段加料合成法，是以檸檬酸鈉、氯化鈉和醋酸鈉為助劑，分段式加入小粒徑的碘合成聚維酮碘[4].它的優(yōu)勢是能得到有效碘為20%的產(chǎn)品，生產(chǎn)成本較低.

圖1 PVP-I的結(jié)構(gòu)

2 季銨鹽絡(luò)合碘

季銨鹽絡(luò)合碘是以季銨鹽表面活性劑為載體的碘的絡(luò)合物，分為單鏈季銨鹽絡(luò)合碘和雙鏈季銨鹽絡(luò)合碘，廣泛用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的消毒殺菌，生產(chǎn)成本低，其缺點是載體季銨鹽有一定毒性.季銨鹽絡(luò)合碘是以帶正電荷的季銨為受電體、碘形成的I3-為供電體進行絡(luò)合.單鏈季銨鹽絡(luò)合碘以月桂烷基二甲基甜菜堿碘絡(luò)合物為例（圖2），它是由月桂烷基二甲基甜菜堿與碘在檸檬酸和碘化鉀存在下加熱制備的，對大腸桿菌、金色葡萄球桿菌、綠膿桿菌、甲、乙肝病毒等多種微生物的滅菌和消毒極為有效[5].雙鏈季銨鹽絡(luò)合碘（圖2）因其能持久、有效的殺滅親水性病毒和親脂性病毒更加受歡迎.常見的有雙八/十烷基二甲基氯化銨絡(luò)合碘，它們是由雙八烷基甲基叔胺、雙十烷基甲基叔胺與三甲胺鹽酸鹽、環(huán)氧氯丙烷在十二烷基二甲基氧化胺、椰油酰胺丙基氧化胺催化下制備[6].

圖2 月桂烷基二甲基甜菜堿碘絡(luò)合物和雙八烷基二甲基氯化銨絡(luò)合碘結(jié)構(gòu)

3 氨基酸絡(luò)合碘

氨基酸絡(luò)合碘是一種營養(yǎng)型的殺菌劑,殺菌譜廣、無毒、可以增強機體的免疫力.它的結(jié)構(gòu)特點是兩個或多個氨基酸與碘絡(luò)合（圖3）.曾雄飛等以鹽酸、硫酸和磷酸為催化劑，在酸性環(huán)境下實現(xiàn)了氨基酸和碘的絡(luò)合，制備了氨基酸碘[7].氨基酸以NH3+與I2或I3-絡(luò)合.但生產(chǎn)過程用到酸，有腐蝕問題.另外，氨基酸的氨基孤對電子也可以與碘的空軌道配位形成氨基酸碘絡(luò)合物.

圖3 氨基酸碘絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)

4 殼聚糖絡(luò)合碘

殼聚糖絡(luò)合碘（圖4）主要是以低分子量的改性殼聚糖與碘絡(luò)合制備.改性殼聚糖碘絡(luò)合物均有不同程度的殺菌作用.例如，季銨化殼聚糖絡(luò)合碘是通過在殼聚糖結(jié)構(gòu)單元的羥基或氨基上接入季銨鹽，然后再與碘絡(luò)合制成[8]，具有抗真菌作用.氨基脲殼聚糖絡(luò)合碘是由殼聚糖與硫氰酸銨反應(yīng)，得到氨基脲殼聚糖，氨基脲結(jié)構(gòu)再與碘絡(luò)合制備[9].這種抗菌劑對大腸桿菌和金黃色葡糖球菌高度敏感.

圖4 季銨化殼聚糖絡(luò)合碘和氨基脲殼聚糖絡(luò)合碘的結(jié)構(gòu)

5 卵磷脂碘絡(luò)合物

卵磷脂碘絡(luò)合物由日本第一藥品產(chǎn)業(yè)株式會社開發(fā)，主要用于碘引起的甲狀腺腫，兒童甲狀腺機能減退和增進視網(wǎng)膜新陳代謝等的治療，具有療效確切的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于臨床.卵磷脂碘絡(luò)合物也是由卵磷脂結(jié)構(gòu)中的帶正電荷的季銨基團與碘配位而成（圖5）.是由卵磷脂與碘在乙醚或氫氧化鉀的乙醇溶液中反應(yīng)制備的[10].

6 結(jié)語

目前，絡(luò)合碘的種類很多，但抑菌作用參差不齊，抑菌效果好、毒性低的碘絡(luò)合物品種仍然較少.進一步豐富絡(luò)合碘的品種、改進制備工藝、提高碘的絡(luò)合率、拓寬絡(luò)合碘的用途，是今后努力的方向.

圖5 卵磷脂碘絡(luò)合物結(jié)構(gòu)

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（責(zé)任編輯 李健飛）

Progress on Antimicrobial Effect of Iodine Complex

ZHANG Bao-hua1，LIU Sheng-bao2，SHI Lan-xiang1
（1.School of Chemical Engineering，Shijiazhuang University，Shijiazhuang，Hebei 050035，China；2.Baoding Traditional Chinese Medicine Pharmaceutical Co.，Ltd.，Baoding，Hebei 071200，China）

The progress on developing iodine complex with antimicrobial effect is reviewed.Some types of typical iodine complex，structure characteristics，preparation method and its application in the field of bacteriostasis are summarized.Some perspectives are made for the future directions of research.

iodine complex；antimicrobial effect；preparation

O621.3

：A

：1673-1972（2015）06-0030-03

2015-06-29

河北省科技支撐項目（15226601D）；石家莊學(xué)院平臺基金（XJPT007）

張寶華（1963-），男，河北石家莊人，副教授，主要從事有機化工和精細化學(xué)品研究.