硫酸盐螯合剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本应用与硫酸盐螯合剂相关，该螯合剂能扩大简单微生物细胞膜孔隙率及其合成 过程。
【背景技术】
[0002] 许多螯合剂已广为人知，且在各行业中有广泛应用。螯合剂是含有配位原子的化 学品，其配位原子能与配位化合物中的金属原子相结合并形成环状结构，称之为螯合物。螯 合技术源于自然形成的化合物，该类化合物含有天然或人工添加的金属离子。螯合剂可用 来控制系统内的金属离子，从而获得预期效果。金属离子与螯合剂形成的螯合物，具备不同 于原有离子或螯合剂的特性。因而，可对其特征或性能加以改变。
[0003] 因此，螯合剂可以非常有效地与金属阳离子及有机盐形成络合物，进而防止其如 同简单水合阳离子一般发生反应。常见的螯合剂有乙烯胺四乙酸及其衍生物，它们可以与 大部分M2+和M3+类阳离子形成化合物。
[0004]
[0005] 另外，葡糖酸及某些羟基酸也具有类似特性。
[0006] 各类应用螯合剂的螯合反应具备众多特性。
[0007] 首先，螯合作用提供了一种机制，该机制可以通过螯合剂和上述金属离子的离解 平衡，来控制自由金属离子的集中度。相关应用如：分离过程，是金属不从现有系统或物相 去除的情况下，抑制其某些特性；增溶是将非溶物转化为可溶物，并溶于上述溶液的过程； 这种情况下，金属离子的增减变化微乎其微，而几种金属离子在上述溶液中的集中度则完 全取决于对螯合剂集中度的精确控制。
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[0009] 上述所有特性已通过化学方式在工业中加以应用。
[0010] 例如，金属离子的分离可以用来控制水硬度。增溶可用于溶解锅炉水垢、热交换设 备水垢以及管道中的水垢。
[0011] 在矿业中，增溶利用螯合剂可提取矿石中的金属，也可用于净化污染区。
[0012] 螯合物还可在低稳浓度下，为生物成长提供金属离子微量营养素
[0013] 其次，用于螯合配位催化剂，其良好的催化活性应用于非对称药物合成。
[0014] 最后，螯合剂也被用于人类药物。例如，使用螯合剂进行净化，包括铅（及其它金 属）中毒的治疗，通过与乙烯胺四乙酸的螯合，几乎所有铅都能从系统中被除掉。
[0015] 在哈克（H.Haque)和拉塞尔（A.D.Russel1)出版的《螯合剂在革兰氏阴性菌株对 某些抗菌剂易感性之效果》（抗菌剂与化疗，1974年8月，200-206页）中，讲到：某些螯合 剂通过从营养液去除金属，可提高铜绿假单胞菌株抑菌中的0 _内酰胺活性；某些螯合剂 能提高细菌对抗生素的敏感性。
[0016] 在另一份由考尔（KaurP)和瓦德拉（VadehraDV)出版的《某些螯合剂在硝酸银 抗菌作用上的效果》（流行病微生物免疫卫生学，1988,32(3) :299-306)中，说到：当乙烯胺 四乙酸及乙二醇二乙醚二胺四乙酸共同与硝酸银结合时，可显著增加其对金黄色葡萄球菌 的抗菌作用；乙烯胺四乙酸和乙二醇二乙醚二胺四乙酸同时也会提高金黄色葡萄球菌对硝 酸银的敏感性。
[0017] 在辛顿（A.HintonJr.)和英格拉姆（K.D.Ingram)出版的《通过琼脂扩散法对螯 合剂的抗菌活性进行比较》（家禽学国际期刊，2010年，9(11) :1023-1026)，说到：在禽肉处 理过程中，作为清洁剂配方的乙稀胺四乙酸螯合剂添加物，能够提高清洁能力，该清洁能力 具备的抗菌活性有助于降低禽类尸体感染。
[0018] 但直到如今，没有任何关于乙烯胺四乙酸自身能作为抗菌剂的论述，而且事实表 明，螯合剂在某些情况下，能够影响简单细胞膜和其它组织膜。
[0019] 在编号为US2003/0055007A1的专利中，表明了某些木质素硫酸盐具备对艾滋病 病毒的抗病毒活性，同时可作为一种抗菌剂，然而该专利并未深入解释上述物质作为抗菌 剂的抑制机制。
[0020] 因此，应大力发展新型螯合剂及其衍生物，它们应无毒或低毒性，对环境应无不良 影响或很少有不良影响，具备上述特点的螯合剂必将得到广泛应用。
[0021] 有发明者竟然已发现一种新型螯合剂，它可单独作为抗菌剂使用。该发明者发明 了一系列硫酸盐螯合剂，这些物质通过提高简单细胞膜和组织膜的孔隙率，来获得抗菌活 性。简单细胞或其他组织膜的孔隙率扩大机制，是由于硫酸盐螯合剂的硫酸盐部分，同蛋白 质或肤聚糖组分的缩氨酸内的羟基（0H)或氨合物（NH2 )发生反应，（其生成物）与简单细 胞壁膜或其他组织膜的主要成分相似。
【发明内容】
[0022] 另外，这些发明物具备的能力，跟普通螯合剂或能扩大简单细胞膜或其它组织膜 膜孔的物质一样；同时，还具备潜在的抑菌性，此外，上述物质对哺乳动物具有极微小的毒 性，而且这些物质在环境中易于降解.这些特征赋予了上述物质广泛的用途。
[0023] 从表现形式来看，当前发明的所有物质均具备化学式I(FormulaI)的结构。
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[0025] 其中：
[0026] X2,X3从下列物质进行选择：氢、羟基、卤化物、亚硫酸盐、硫酸盐、磺酸盐、磷衍 生物、氮衍生物，其中H&可以相似，或为不同的原子、分子或化合物。
[0027] Rx，Rz从下列物质进行选择：氢、羟基、卤化物、烷基C1-20、亚烷基C1-20、烷基醇 C1-20、替代（或非替代）脂肪族、芳香基、替代（或非替代）环烷基、亚硫酸盐、硫酸盐、磺 酸盐、磷衍生物、氮衍生物。
[0028] M为：氢、或化合物I、化合物II、药物上可接受的过渡阳离子化合物。
[0029] n为：0_3的整数；
[0030] a为：整数，
[0031 ] 及其同分异构物、对映异构体、立体异构体、盐、溶化物、水合物。
[0032] 其它情况下，从下列物质进行选择：
[0033] -四羟基乙基硫酸盐
[0034] -四羟基丁基1，2, 3,4硫酸盐
[0035] -三羟基异丁基1，2, 3-硫酸盐
[0036] -四羟基异戊基1，2，3，4-硫酸盐 [0037] 进一步情况下，物质中的M是钠。
[0038] 该情况下，包括同分异构物、对映异构体、立体异构体、盐、溶化物、化学式I的水 合物。
[0039] 进一步情况下，这些物质有：
[0040] -四羟基乙基硫酸钠
[0041] -四羟基丁基1，2, 3, 4硫酸钠
[0042] -三羟基异丁基1，2, 3-硫酸钠
[0043] -四羟基异戊基1，2，3，4-硫酸钠
[0044] 上述化学式I表示的这些硫酸盐螯合剂发明，通过扩大简单细胞或其他组织膜的 膜孔，获得抗菌活性。简单细胞或其他组织膜的孔隙率扩大机制，是由于硫酸盐螯合剂的硫 酸盐部分，同蛋白质或肤聚糖组分的缩氨酸内的羟基（0H)或氨合物（NH2)发生反应，（其 生成物）与简单细胞壁膜或其他组织膜的主要成分相似。
[0045] 另一种情况下，通过上述化学式I表示的一系列硫酸盐螯合剂发明，可用于生物 杀虫剂。
[0046] 进一步情况下，通过上述化学式I表示的硫酸盐螯合剂合成过程包括：
[0047] _化学式II里，酮/乙醛/羧酸盐之间的反应：
[0048]
[0049] 其中：
[0050] XI，X2,X3,Rx，Rz，以及a已在上述化学式I中加以定义。
[0051] 与硫酸（H2S04)、亚硫酸（H2S03)、三氧化硫（S03)、二氧化硫（S02)相聚合，形成高分 子链。
[0052] 在本发明形式中，上述新物质I能与金属形成复合物。
[0053]
[0054] 深入来看，本发明在简单细胞或其它组织膜孔扩大的方法上，发挥了巨大作用。
[0055] 本发明趋势情况下，发现的新物质通过显著扩大膜孔，能获得修改简单细胞或组 织细胞膜的能力。理论上并非完备，需要假设，由于在硫酸盐螯合剂中，硫酸盐部分的电负 性，将会拉紧蛋白质的羟基-羟基、肤聚糖和羟基-氨合物的联络，而细胞膜及组织膜都是 蛋白质组成的。上述物质的性能经以下方式得以证实，即通过对某些微生物简单细胞（如： 细菌细胞、水藻、真菌及其他类似生物）的膜孔扩张，也就是通过对膜从半渗透到全渗透修 改的机制，使得另外一个配位体植入到目标微生物和简单细胞中，同时，由于细胞内部溶解 或目标微生物的静止（隐性）状态，细胞壁膜的全渗透可导致细胞死亡。假定上述机制对 所有带细胞膜的微生物有效。
【附图说明】
[0056] 图1:在PH值为7的条件下，描述四羟基乙基硫酸钠与NH3FeS04&生反应的吸收 率曲线。
[0057] 图2a及2b:滴定曲线，用来表示四羟基乙基硫酸盐和乙烯胺四乙酸之间螯合能力 的比较，图示表明四羟基乙基硫酸盐的浓度需要比乙烯胺四乙酸少一些。
[0058] 图3:在PH7条件下，扫描电子显微镜（SEM)图片显示纯碳酸钙（CaC03)晶体菱形 结构，及与四羟基乙基硫酸钠（THES)螯合后碳酸钙（CaC03)晶体（状态）。
[0059] 图4:金黄色葡萄球菌单细胞（x35, 000)横截面，从左到右：在PH7条件下，正常 细胞、与5%的四羟基乙基硫酸盐接触后、与1 %的四羟基乙基硫酸盐接触后。
[0060] 图5:大肠杆菌单细胞（X25, 000)横截面，从左到右：在PH7条件下，正常细胞、与 5 %的四羟基乙基硫酸盐接触后、与1 %的四羟基乙基硫酸盐接触后。
[0061] 图6:金黄色葡萄球菌细胞壁（膜）外观，从左到右：在PH7条件下，正常细胞、与 1 %的四羟基乙基硫酸盐接触后。
[0062] 图7:大肠杆菌细胞壁（膜）外观，从左到右：在PH7条件下，正常细胞、与1%的 四羟基乙基硫酸盐接触后。
【具体实施方式】
[0063] 本处物质的化学式为：
[0064]
[0065] 其中：
[0066] X2,X3从下列物质进行选择：氢、羟基、卤化物、亚硫酸盐、硫酸盐、磺酸盐、磷衍 生物、氮衍生物，其中Xi，X2, &可以相似，或为不同的原子、分子或化合物。
[0067] Rx，Rz从下列物质进行选择：氢、羟基、卤化物、烷基C12。、亚烷基C12。、烷基醇 C12。、替代（或非替代）脂肪族、芳香基、替代（或非替代）环烷基、亚硫酸盐、硫酸盐、磺酸 盐、磷衍生物、氮衍生物。
[0068] M为：氢、或化合物I、化合物II、药物上可接受的