β-环糊精包合皮革防霉剂TCMTB的研究.doc

1、-环糊精包合皮革防霉剂 TCMTB 的研究摘要：本文通过单因素实验与正交实验研究了用 -环糊精包合皮革防霉剂 2-(硫氰基甲基硫代) 苯并噻唑（ TCMTB）的工艺。当 -环糊精投入量为 4.00 克时，通过改变 TCMTB 的加入量、包合时间、包合温度，得到作为皮革缓释长效防霉剂的最佳包合条件： TCMTB 加入量为1.00 克、包合时间为 2 小时、包合温度为 55，此条件下可获得较高的包合率产物，并对产物进行了表征。应用实验表明，防霉剂包合物的防霉性能优良，且防霉时间比原药明显延长。关键词：-环糊精； 2-(硫氰基甲基硫代)苯并噻唑；包合物；皮革；防霉剂Study on the anti

2、fungal agent of leather about -cyclodextrin inclusion technology for TCMTBAbstract: This paper takes a research on -cyclodextrin inclusion technology for 2-(benzothiazolylthio)methyl ester through single factor experiment and orthogonal experiment. When the adding amount of -cyclodextrin is 4.0000g,

3、 by changing the adding amount of TCMTB, inclusion time and inclusion temperature, we got the optimal conditions about the slow-release antifungal agent of leather as follows: the adding amount of TCMTB was 1.0000g, inclusion time was 2 h and inclusion temperature was 55. It has high inclusive ratio

4、 under these conditions. Application experiments indicate that the inclusion complex has an excellent performance in mildewproof and the time of mildewproof by inclusion complex was obviously longer than original carboplatin.Key words: -cyclodextrin; 2-(benzothiazolylthio)methyl ester; Inclusion com

5、plex; Leather; Antifungal agent我国是皮革生产大国，据 2005 年统计，皮革工业每年可为国家出口创汇达 120 多亿美元。然而在制革生产中使用的原料皮富含蛋白质，脂肪等营养物质，具备微生物的生长条件，因而在保存过程中易发生霉变。因此需要进行防霉处理。皮革上常用的防霉剂如五氯酚钠、乙萘酚、对硝基苯酚等，因毒性太大而逐渐被淘汰和禁用。目前在国外，以 2-(硫氰基甲基硫代)苯并噻唑（TCMTB）为有效成分的皮革防霉剂被广泛使用 1，它与酚类物质相比，TCMTB 防霉性能极佳，且用量少，是一种高效、广谱、低毒、性价比高的防霉剂 2。但如果直接使用，则药效散发快，持续时间

6、短，产生局部毒性大。环糊精是一种中空的桶状化合物 3，外表面亲水而内表面疏水，这种憎水性内腔可与很多油溶性物质结合成复合物，增大油溶性物质在水中的溶解性，形成具有缓释作用的微囊，它已在医药、食品、农药、化肥的缓释上得到较好的应用 456，但是可用于皮革的缓释型防霉剂很少见有报到。本文研究利用 -环糊精对药品的优良包合与缓释作用，对皮革防霉剂 TCMTB 进行包合，研制使用方便、安全，可用于皮革的缓释型防霉剂。1 实验1.1 主要仪器与试剂主要仪器：JJ-1 型定时电动搅拌器，金坛市华峰仪器有限公司；真空旋转蒸发仪 SHZ-C,巩仪市英峪予华仪器厂；超净工作台 YJ875A,苏州三兴净化科技有限

7、公司；电热恒温培养箱 DHP350，武汉瑞华仪器设备有限责任公司。主要试剂：-环糊精 (-CD)，陕西礼泉化工有限实业公司； 2-(硫氰基甲基硫代)苯并噻唑（TCMTB） ，江苏宏阳化工有限公司。 1.2 包合率的测定在万分之一的赛多利斯分析天平上准确称取上述一定质量的 -环糊精包合物，加50mL 二氯甲烷溶解，放入超声波清洗器冷凝回流震荡 30min，静置冷却，抽滤，将所得滤液放入旋转蒸发仪中蒸出二氯甲烷，称出剩下的 TCMTB 重量，即为包合物中所包合的TCMTB 的重量。TCMB10包 合 物 中 的 含 量包 合 率 加 入 总 量1.3 TCMTB 包合物制备方法将去离子水按实验设定

8、条件加热至实验温度，再加入 4 克 -环糊精制成饱和溶液，用尽可能少的二氯甲烷溶解一定量的 TCMTB，缓慢滴加到 -环糊精饱和溶液中，搅拌反应至实验时间，趁热取出，放置至室温，在冰箱 35下冷藏 24h，抽滤，沉淀物用少量去离子水洗涤，再用二氯甲烷淋洗两次，于 40真空干燥得淡黄色粉末状包合物。1.4 单因素影响实验1.4.1 不同 TCMTB 投入量对包合率的影响固定 -环糊精加入量为 4.00g,反应温度为 50，反应时间为 2h,分别考察 TCMTB 加入量为 0.60g、0.80g、1.00g、1.20g、1.40g、1.60g、1.80g 时得到包合物的包合率，结果见图1。1.4.

9、2 不同反应时间对包合率的影响固定 -环糊精加入量为 4.00g, TCMTB 加入量为 1.00g,反应温度为 50，分别考察反应时间为 0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h、3.5h 时得到包合物的包合率，结果见图 2。1.4.3 不同温度对包合率的影响固定 -环糊精加入量为 4.00g, TCMTB 加入量为 1.00g,反应时间为 2h，分别考察反应温度为 40、 45、50、55 、60 、65、70时得到包合物的包合率，结果见图 3。1.5 正交实验设计依据单因素实验得出的初步实验结果，考察 TCMTB 加入量、反应时间、反应温度 3个因素对包合率的影响，各取

10、 3 个水平设计 L9(34)正交实验，见表 1.1.6 应用实验由于皮革上霉菌的种类，随皮革种类和环境的不同而有所不同，故本防霉效果实验选用的测试菌种为皮革行业较常出现的黑曲霉、黄曲霉、青霉、根霉、毛霉 5 种霉菌为代表，用无菌移液管移取 5mL 上述五种霉菌的孢子悬浮液于锥形瓶中，塞上棉塞，在超声波清洗机中震荡 10min,使霉菌孢子充分分散，然后放入冰箱中保存。采用平板菌落计数法进行计数，使 1mL 菌液中含霉菌孢子数为 2.0106个。将防霉剂原药和包合物分别与几种表面活性剂及溶剂混合均匀，加水配成含 TCMTB 都为 0.3%的乳液。将经防霉剂处理后的皮片（包括空白对照） ，每个样品

11、做两组平行样，喷洒上述供试菌孢子悬浮液，然后悬挂在恒温恒湿箱中，每四天观察其霉变情况，由皮片表面长霉程度判断防霉剂防霉性能的高低 910。评价标准及防霉结果分别见表 3 和表 4。表 1 因素水平表因素水平 TCMTB 加入量/g 包合时间/h 包合温度/A B C1 0.80 1.5 502 1.00 2 553 1.20 2.5 602 结果与讨论2.1 单因素影响实验分析环糊精可以包接油性客体物质的原因是：在水溶液中，环糊精亲脂腔体中的水分子形成氢键的倾向得不到满足，因而比溶液中的水分子具有更高的热焓。所以，亲脂性药物整个分子能通过置换环糊精腔体内的水分子来降低体系能量，这是形成包合物的

12、原因。因此环糊精可以在水溶液中选择性地与有机小分子结合，借范德华力、氢键、偶极互相作用而形成具有不同稳定性的包合物。结合包合原理，为了提高反应活性，提高结合常数,使包合过程向正方向进行，需找出合适的反应条件，选择了 TCMTB 投入量、包合时间、包合温度这 3 种主要影响因素进行讨论。2.1.1 TCMTB 加入量的影响分析TCMTB 的用量影响到所得产品的包合率和成本。因为 -CD的空腔最大容纳 TCMTB有一饱和量。TCMTB 加入量的影响如图 1 所示，当 TCMTB 加入量从 0.60g 到 1.00g 时，随着 TCMTB 投入量的增加，包合率基本保持不变，都在 70%以上，此后，再

13、增加TCMTB 投入量，包合率不断减少。这是由于提高 TCMTB 的投入量，虽然可以使包合物中 TCMTB 的绝对量稍有提高，但同时有大量的药物游离在外，所以 TCMTB 投入量为1.0000g 为最佳。0.40.60.81.01.21.41.61.82.04550560657075包合率/%TCMB加 入 量 /g图 1 TCMTB 加入量对包合率的影响2.1.2 包合时间的影响分析-CD包合 TCMTB 的过程，实际就是水分子与 TCMTB 分子在范德华力的作用下，相互置换的重排和移去过程，会有一个时间的平衡过程。包合时间的影响如图 2 所示，包合时间由 0.5h 提高到 2h 时，包合率

14、增加很快，但是在 2h 以后，再延长包合时间，包合率提高不再明显。这是因为增加包合时间能为 -环糊精和 TCMTB 提供更多的相互碰撞机会，有利于包合物的生成，提高包合率。但当包合物充分形成后，-CD 的空腔已经饱和，再增加包合时间，对促进包合物的生成效果甚微，故选择 2h 包合时间最佳。0.51.01.52.02.53.03.55056065707580包合率/%包 合 时 间 /h图 2 包合时间对包合率的影响2.1.3 包合温度的影响影响分析通过对包合物形成过程的热力学分析，环糊精分子空腔无论是在固相还是在水溶液中并非是空着的而是结合有水分子。由于范德华力和疏水键互相作用、氢键和释放能量

15、，电荷转移和 -堆积都是包合物形成和稳定的驱动力。伴随包合物的形成会有明显的热量变化，因此温度也是影响包合过程的重要因素。包合温度过低，则 -环糊精在水中溶解度较小，不利于包结络合过程，此时 ka 迅速下降，影响包合向产物方向进行。随温度的升高 -环糊精溶解度增加，包合温度的影响如图 3 所示，由图 3 可知，在 4055之间，包合率随温度的升高而增加，在 55包合率最高。但是当包合温度上升至 70时，包合率反而急剧降低。 这是因为在一定温度范围内，提高包合温度能增加 -环糊精的溶解度，并为TCMTB 的络合提供动能，促进二者的相互碰撞几率，有利于包合物的生成。但当包合达到平衡后，过高的温度又

16、促进了已形成的包合物中的 TCMTB 的分子热运动，导致包合物的解络，故温度为 55为宜。4045505606570455056065707580包合率/%温 度 /图 3 包合温度对包合率的影响2.2 正交试验结果与分析表 2 均匀试验结果因素试验号 包合率(%)A B C1 1 1 1 71.45 2 1 2 2 78.37 3 1 3 3 76.54 4 2 1 2 75.48 5 2 2 3 77.14 6 2 3 1 75.37 7 3 1 3 63.79 8 3 2 1 68.74 9 3 3 2 71.52 k1 75.45 70.24 71.85k2 76.00 74.75 7

17、5.12k3 68.02 74.48 72.49R 7.98 4.51 3.27通过单因素实验和正交实验得出的结果表明，在制备防霉剂 TCMTB 包合物的过程中，TCMTB 加入量、包合时间、包合温度都是影响包合率的显著因素，在这 3 个影响因素中，TCMTB 加入量是最主要的影响因素，而包合时间和包合温度是次要条件，包合的最佳工艺条件为 A2B2C2，即 TCMTB 加入量为 1.00g，包合时间 2h，包合温度 55。在此最佳条件下包合率可达 78.76%。2.3 应用实验评价 表 3 挂片法实验评价标准样品上霉菌的生长情况 霉菌抗性表示 防霉力评定等级 样品表面霉菌不生长 - 0 级试样

18、表面有微量菌丝（10%） + 1 级霉菌少量生长（10%30%） + 2 级 霉菌大量生长（30%60%） + 3 级试样表面布满霉菌（60%） + 4 级表 4 挂片法加速实验结果（天） （温度 28）4 天 8 天 12 天 16 天 20 天 24 天 28 天 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 TCMTB 原药 - - - - - - - - - - + + + + TCMTB 包合物 - - - - - - - - - - - - - -空白对照 + + + + + + + + + + + + + + 从表 4 中可以看出，防霉剂进行包合后，其对霉菌的抑制时间相

19、较于原药大大延长，这是由于 TCMTB 防霉剂原药在防霉抑菌时会很快释放，抗菌效果难以持久，最终导致失效。而 TCMTB 被包合进入 -环糊精空腔成为微胶囊后，它通过微胶囊的缓慢释放而延长防霉时间，防霉剂由于高分子物质的保护作用而使药剂性能更为稳定。所以防霉剂包合物比原药药效散发慢，持续时间长，相应降低了毒性和腐蚀性。3 结 论通过单因素实验和正交实验，得到 -环糊精包合皮革防霉剂 TCMTB 的最佳工艺条件为：TCMTB 加入量为 1.0000g、包合时间为 2h、包合温度为 55。然后对反应产物进行了热重分析，证明 -CD-TCMTB包合物已经形成。最后将 TCMTB 包合物与 TCMTB

20、 原药进行皮革防霉实验对比，证明了包合后的 TCMTB 防霉剂比原药的药效散发慢，对霉菌的抑制持续时间长。参考文献：1辜海彬，陈武勇.皮革防霉及防霉剂的研究进展J.中国皮革.2005，33（1）:12-15.2李志坚，杨伟和，邱美坚.皮革防霉剂的现状与发展J.广东化工.2002， （2）:14-15.3程霜.-环糊精和染料木黄酮包合作用的研究J.食品科学.2006， （ 2）：94-99.4周立斌，陈莉等. - 环糊精对芳香族氨基酸的包合作用研究J.离子交换与吸附 .2005， （2）：159-167.5陈洪燕，万明.- 环糊精包合缬草挥发油的工艺研究J.中国医院药学杂志 .2005， （4）

21、:336-337.6Park CW, Kim SJ, Park SJ, et al. Inclusion complex of Conjugated Linoleic Acid(CLA) with CyclodextrinsJ.JagriFoodChem.2002， （50）:2977-2983.7葛艳蕊，王奎涛等.- 环糊精玫瑰香精微胶囊的制备J.河北科技大学学报 .2004， （4）：14-16.8程霜，杜凌云.- 环糊精和染料木黄酮包合作用的研究J.食品科学 .2006， （2）：94-99.9李志坚等.皮革防霉剂 TCMTB 乳油的评价试验J. 广州化工.2002 ， （2）：34-3

22、6.10文武等.新型皮革防霉剂 3 号药效的研究J.中国皮革.2002， （13）：29-32.【责任编辑 王文深】（英文版 ） Two regulations promulgated for implementation is in the party in power for a long time and the rule of law conditions, the implementation of comprehensive strictly strategic plan, implementation in accordance with the rules and discip

23、line to manage the party, strengthen inner-party supervision of major initiatives. The two regulations supporting each other, the adhere to a positive advocate, focusing on morality is of Party members and Party leading cadres can see, enough to get a high standard; around the party discipline, disc

24、iplinary ruler requirements, listed as “negative list, focusing on vertical gauge, draw the party organizations and Party members do not touch the“ bottom line “. Here, the main from four square face two party rules of interpretation: the first part introduces two party Revised regulations the neces

25、sity and the revision process; the second part is the interpretation of the two fundamental principles of the revision of laws and regulations in the party; the third part introduces two party regulations modified the main changes and needs to grasp several key problems; the fourth part on how to gr

26、asp the implementation of the two regulations of the party. and revised the necessity and revised history of the CPC Central Committee the amendment to the Chinese Communist Party members and leading cadres honest politics several guidelines and column 1 by 2015 to strengthen party laws and regulati

27、ons focus. Two party regulations revision work lasted a Years, pooling the wisdom of the whole party, ideological consensus, draw historical experience, respect for the wisdom of our predecessors, which reflects the unity of inheritance and innovation; follow the correct direction, grasp the limited

28、 goals, adhere to the partys leadership, to solve the masses of the people reflect a focus on the problem. The new revision of the and , reflects the partys 18 and the eighth session of the third, the spirit of the fourth plenary session, reflecting the experience of studying and implementing the Ge

29、neral Secretary Xi Jinping series of important speech, reflects the partys eighteen years comprehensive strictly practice. (a) revised two regulations of the party need of in based on revised, the promulgation and implementation of January 2010, to strengthen the construction of the contingent of le

30、ading cadres play an important role. But with the party to manage the party strictly administering the deepening, has not been able to fully meet the actual needs. Content is too complicated, “eight prohibition, 52 are not allowed to“ hard to remember, and also difficult to put into practice; the se

31、cond is concisely positive advocated by the lack of prohibited provisions excessive, no autonomy requirements; the third is banned terms and discipline law, both with the party discipline, disciplinary regulations repeat and Criminal law and other laws and regulations repeat; the fourth is to “clean

32、“ the theme is not prominent, not for the existing problems, and is narrow, only needle of county-level leading cadres above. is in 1997 based on revision, in December 2003 the promulgation and implementation, to strengthen the construction of the party play very important role. Along with the development of the situation, which many provisions have been unable to fully meet the comprehensive strictly administering the practice