中國季(jì)铵鹽消毒殺菌(jun1)劑現狀及發展(zhan)方向

2020年初新型(xíng)冠狀病毒肺炎(yan)疫情爆發，“消毒(dú)殺菌”幾乎成了(le)每♋天必備的工(gong)作，而消毒殺菌(jun)劑産品一時間(jiān)也供🐆不應求。消(xiāo)♈毒殺菌劑是一(yi)類能有效控制(zhì)或殺滅細菌、真(zhen)菌、病毒、藻類等(děng)微生物的化學(xué)制劑，按其作用(yòng)機制可分爲氧(yǎng)⛷️化性殺菌劑和(he)非氧化性殺菌(jun1)☀️劑。

氧(yǎng)化性殺菌劑是(shi)通過使細菌内(nèi)活性酶失活或(huo)者其強氧化性(xing)🙇‍♀️直接氧化殺滅(miè)細菌，主要産品(pin)一般爲含氯和(he)過氧化物制劑(ji)，具有殺菌力強(qiáng)，原料易得，使用(yong)簡單的優點🧑🏽‍🤝‍🧑🏻；但(dan)這類制劑在生(shēng)産和使用過程(chéng)中會對人體的(de)皮膚、呼吸道黏(nian)膜和眼睛産生(shēng)強烈的刺激作(zuò)用和氧化腐蝕(shi)性🌈，且在貯存和(he)👨‍❤️‍👨運輸過程中易(yi)發生燃燒、爆炸(zha)事故；此類制劑(jì)一般單獨使㊙️用(yong)，難以用于配制(zhi)具有殺菌功能(néng)的洗滌用品。非(fēi)氧化性殺菌劑(ji)包括氯酚類、有(yǒu)機醛類、季铵鹽(yan)類🌍、雙胍類等非(fei)氧化性化合物(wu)，其中季铵鹽🛀是(shi)重要的一類，此(cǐ)類殺菌劑是一(yī)類廣🌐譜高效且(qie)低毒的殺菌劑(jì)，廣泛用于日常(chang)生活和工業領(ling)域的殺菌消毒(dú)。在抗擊此次🤞疫(yi)情中爲廣大醫(yī)護人員和人☁️民(min)群衆提供洗滌(dí)、消毒、殺菌保障(zhang)的殺菌洗衣液(yè)、殺菌洗手液💰等(deng)洗滌産品中，季(jì)铵鹽類消毒📞殺(sha)菌劑起到了關(guān)鍵的作用。

一、季(ji)铵鹽的發展曆(li)程和殺菌機理(lǐ)

早在20世紀三十(shi)年代，季铵鹽作(zuò)爲殺菌劑開始(shǐ)逐漸引♉起人們(men)的關注，然而直(zhí)到20世紀八十年(nian)代中期前季铵(an)🌈鹽産品的開發(fā)在國内一直未(wèi)得到規模發展(zhǎn)，主要原因是由(you)于制備❓季铵鹽(yán)的原料——烷基叔(shū)胺未能實現國(guó)産化。“七五”期間(jiān)，中國日化院承(cheng)擔的科技攻關(guan)項目成功開發(fa)了國際領先的(de)“脂肪醇一步法(fǎ)🈚制叔胺”工藝⛷️，打(da)破了國外的壟(lǒng)斷，之後季铵鹽(yán)在國💛内才得以(yǐ)快速發展。

季铵(an)鹽類殺菌劑發(fa)展到現在衍生(shēng)了七代産品，第(di)一代殺♻️菌劑苯(běn)紮氯/溴铵（潔爾(ěr)滅/新潔爾滅）；第(di)二代爲第♋一代(dai)♌的衍生品㊙️；三代(dai)殺菌劑爲雙長(zhang)鏈季铵鹽（DDAC）；四代(dài)殺菌劑爲一、三(san)代🔞的複合❗物；五(wu)代殺菌劑爲雙(shuang)子季铵鹽；六代(dai)殺菌🙇‍♀️劑爲聚季(ji)铵鹽；七代殺菌(jun)劑爲三、六代複(fú)合物。這類殺菌(jun1)劑的作用機理(lǐ)主要是帶正電(dian)荷的陽離子吸(xī)附帶負電的細(xì)菌體并聚集在(zài)細胞壁上🛀，産生(shēng)室阻效應，導緻(zhi)細菌生長受抑(yì)而死亡☂️；同時其(qi)疏水基與✌️細菌(jun1)的親水基作用(yòng)㊙️，改變膜的通透(tou)性，繼而發生溶(róng)胞作用，破🌈壞細(xi)胞結構，引起細(xi)胞的溶解和死(si)亡（圖1）。具有❗高效(xiao)、低毒、不易受pH值(zhi)變化的影響、持(chí)續時間長的殺(shā)菌活性，且對粘(zhān)液層有較強的(de)剝離作用、化學(xué)性能穩定、分散(sàn)及緩蝕作用較(jiào)好，還具有滅藻(zao)、絮凝等特點。

圖(tú)1 季铵鹽類殺菌(jun1)劑殺菌機理

二(èr)、季铵鹽殺菌劑(ji)産品現狀

季铵(ǎn)鹽作爲殺菌劑(ji)應用已具有近(jin)百年曆史，經過(guo)研究開發，現已(yǐ)有多種季铵鹽(yán)類（單鏈和雙鏈(liàn)化合⭐物）殺菌劑(jì)和衛生産品問(wèn)世。由于其低濃(nóng)度有效、副作用(yong)小、無色、無氣味(wei)、低毒安全，被廣(guang)泛用作外科手(shou)術和醫療器械(xiè)的殺🈲菌消毒劑(ji)✨，工業循環水處(chu)理的殺菌滅藻(zǎo)劑，油田水回注(zhù)的處理劑，林業(yè)和建築行業的(de)防腐劑，家庭個(ge)人、公共衛生和(he)硬表面的洗滌(dí)消毒劑，家畜的(de)消毒洗淨劑，肉(ròu)類、蛋類和其他(ta)食品加工設備(bei)的洗淨殺菌劑(ji)，以及用于配🌈制(zhi)✔️具有殺菌功能(neng)的洗🈲衣液、洗手(shou)液等洗滌産品(pin)。

目前國内市場(chǎng)上成熟的季铵(an)鹽殺菌劑包括(kuo)：單鏈類（烷基三(sān)甲基氯/溴化铵(ǎn)1231-1831），含苄基類（烷基(ji)二甲基苄基氯(lǜ)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼/溴化铵1227、1427等），雙鏈(liàn)⛹🏻‍♀️類（雙癸基二甲(jia)基氯/溴化铵DDAC/B），吡(bi)啶類（十四烷基(jī)😄-2-甲基吡🍓啶溴化(hua)铵等）等。

三、季铵(an)鹽殺菌劑新品(pǐn)種開發

一些傳(chuan)統季铵鹽類抗(kang)菌劑由于長期(qī)使用會使細菌(jun)産生一定的抗(kàng)藥性，通過改變(biàn)疏水基、親水基(ji)以及反離子的(de)結構，可😘以衍💰生(shēng)出很多新型的(de)季铵鹽。近年來(lái)，研究人員不斷(duan)開發研👈制出一(yi)些季铵鹽新品(pǐn)種，并通過不同(tóng)殺菌劑的複方(fāng)增效來提高殺(shā)菌效果和避免(mian)細菌産生耐藥(yào)性。

（1）新型反離子(zǐ)季铵鹽

此類季(jì)铵鹽是利用綠(lü)色化工原料“碳(tan)酸二甲酯”作爲(wèi)季铵化劑得到(dao)的，其陰離子部(bu)分不再局限于(yú)鹵素離子，幾🧡乎(hu)所有無機酸📐和(he)有機酸根均可(ke)作爲季铵鹽的(de)反離子，極大豐(fēng)富了季铵鹽的(de)⁉️品種，新型反離(li)子季铵鹽與傳(chuán)統🤞季铵鹽相比(bi)，具有更強的殺(shā)菌㊙️效果（如雙癸(gui)基二甲基甲/乙(yǐ)/丙酸铵在5 ppm的濃(nong)度下對🚩金黃色(sè)葡萄球菌和大(dà)腸杆菌的抑菌(jun)率可達100%），毒性📱和(hé)刺激性更低，解(jie)決了傳統季铵(an)鹽長期使用而(ér)産生的細菌耐(nài)藥性問💃題。中國(guo)日化院率先開(kai)發了該💁工藝技(ji)術并已具備規(gui)模化生産的能(néng)力。

（2）含羟乙基或(huò)羟丙基季铵鹽(yán)

羟乙基/羟丙基(jī)季铵鹽（雙癸基(jī)甲基羟乙基/羟(qiang)丙基氯化铵DEQ/DPQ）爲(wei)新型結構的季(jì)铵鹽，屬于典型(xíng)的功能性🤞品種(zhong)，是傳統季铵鹽(yán)的升級換代産(chǎn)品。具有優良的(de)消毒殺菌性能(néng)（10 ppm的濃度🥰下對金(jīn)黃色葡⭐萄球菌(jun)和大腸杆菌的(de)抑菌率可達100%），生(shēng)态毒性低，和環(huan)境具有良好的(de)相容性，且配伍(wǔ)性能良好。中國(guó)日💘化院開發了(le)🍓綠色高效的制(zhì)✏️備工藝技術，該(gāi)技術無三廢排(pai)🔴放，反應時間短(duan)，溫度、壓力低，目(mù)前羟乙基季铵(ǎn)鹽已實現産業(yè)化生産。

（3）雙子季(jì)铵鹽

雙子季铵(ǎn)鹽的分子結構(gou)中有兩個帶正(zhèng)電荷的氮離子(zǐ)以及兩個長鏈(liàn)的疏水基團，由(yóu)于1個分子中有(you)🔴2個季铵正💋離子(zǐ)，電荷密度更高(gāo)，增強了其對細(xi)菌細胞表面的(de)有效吸附，從而(ér)改變🚶細胞壁的(de)滲透性，比典型(xíng)的單🈲季铵鹽有(yǒu)更強的抗細菌(jun)和抗💘黴菌活性(xìng)。傳統烷基雙子(zi)季铵鹽由于生(sheng)物降解📐性差，使(shi)用受限，中國日(ri)化院的研究人(ren)員在🧡烷基鏈中(zhōng)引入了酰胺基(jī)團，不🌏僅提高了(le)生物降解性，同(tóng)時提高了殺菌(jun1)抑⚽菌性（10 ppm的濃度(dù)下對金黃色葡(pu)萄球菌和大腸(cháng)杆菌的抑菌率(lü)可達100%），該工藝也(yě)已實🥵現産業化(huà)生産。

聚季铵鹽類殺(shā)菌劑是通過将(jiang)帶有殺菌活性(xing)官能團的⁉️單體(tǐ)聚❗合，或是通過(guo)在高分子聚合(he)物基體上接枝(zhi)具有殺菌功能(neng)的小分子而獲(huo)得的，可分爲水(shuǐ)溶性和水不溶(róng)性聚季🚶‍♀️铵鹽殺(shā)菌劑，與普通季(ji)铵鹽相比，延長(zhǎng)❌了抗菌劑🏃的作(zuò)用時效，減少了(le)對環境的污染(ran)，同時還㊙️具有絮(xu)凝、緩🎯蝕等作用(yong)。避免了在使用(yong)♊過程中的毒性(xing)、餘毒、刺激性及(jí)使用安全性等(deng)🐉問題，是一類具(jù)有很好前景的(de)消毒殺菌劑。

（5）季(jì)铵鹽複方産品(pǐn)

由于單一的季(jì)铵鹽殺菌劑在(zai)某些使用環境(jing)下殺菌效果會(hui)受到限制，且長(zhǎng)期單獨使用會(huì)産生耐藥性，研(yan)究人員發現複(fu)🤩配型的季铵鹽(yan)協同作用會具(jù)有更優異的廣(guǎng)譜殺菌效果和(hé)許多别的優點(diǎn)，如：延長殺菌周(zhōu)期、擴大抗菌譜(pǔ)和抗菌範圍、降(jiàng)低了使用濃度(dù)、防止細菌産生(sheng)抗藥性等。有研(yan)究表明，第一、三(sān)代的複合物🤩即(ji)🏃‍♀️第四代殺菌劑(ji)比前3代提高了(le)4-20倍。相信通過傳(chuan)統季铵鹽與新(xin)型季铵鹽⭐以及(jí)其它類型表面(mian)活性劑或殺菌(jun1)❤️劑的複配同樣(yàng)可達到協同增(zēng)效提高殺菌效(xiao)果的作用。

四、結(jié)束語

經過近一(yī)個世紀的發展(zhan)，季铵鹽類消毒(du)殺菌劑已成♻️爲(wei)一個重要的品(pin)種，未來的發展(zhan)方向有：（1）開發應(yīng)用廣譜、高效低(di)毒、适用範圍廣(guǎng)并對環境安全(quán)的新型結構季(ji)铵鹽消殺産品(pin)；（2）加強複合配🔞方(fāng)技術的開發，使(shi)不同成分能發(fa)揮協同增效和(hé)互補滅菌作用(yòng)，克服單一組分(fèn)的殺菌弱點，同(tóng)時降低成本；（3）加(jiā)強老藥劑新用(yong)及複配型殺菌(jun1)機理的研究，指(zhi)導新❤️産品開發(fā)。

同泰化學提供(gòng)季铵鹽殺菌劑(jì)BIO-22産品，可用于消(xiao)毒液、電㊙️鍍♈藥水(shuǐ)、清洗劑、塗料等(děng)多種用途。

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