具有抗菌作用的碘络合物研究进展

张宝华，刘胜宝，史兰香

（1.石家庄学院化工学院，河北石家庄050035；2.保定中药制药有限公司，河北保定071200）

具有抗菌作用的碘络合物研究进展

张宝华1，刘胜宝2，史兰香1

（1.石家庄学院化工学院，河北石家庄050035；2.保定中药制药有限公司，河北保定071200）

综述了具有抑菌作用的碘络合物的研究进展，详细介绍了典型的碘络合物的种类、结构特点、制备方法及其在抑菌方面的应用，对今后的研究提出了展望.

碘络合物；抑菌作用；制备

0 引言

碘是世界公认的最安全可靠的杀菌剂，也是生物必需的微量元素.碘的杀菌消毒范围涉及临床、卫生、日常生活、农牧养殖业和饮用水等领域，具有许多杀菌剂所没有的和不能达到的杀菌效果.又由于它对组织毒性小，因此，国际卫生组织和世界各个国家已经将碘的研究作为21世纪的焦点.但是，因单质碘易升华,稳定性差,在水中几乎不溶，使其应用受到限制.

为提高碘的稳定性，保留其优秀的杀菌品质，科学家们采用各种载体，利用碘具有非金属和金属的特性，通过分子间具有亲和力的部分相互吸引靠拢或以静电引力，将载体与碘络合，制备了各种有机碘.有机碘中的碘处于被载体络合或被环状物包结的状态，不仅具有与碘相同的高效、速效、广谱杀菌力，而且具有比碘杀菌作用持久、稳定性能好等优点.但由于采用的载体和制备工艺不同，碘络合物的杀菌作用各有优缺点.

1 非离子型表面活性剂络合碘

非离子型表面活性剂络合碘是非离子型表面活性剂与碘通过氢键和范德华力作用形成的碘络合物.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维酮碘等.这些有机碘杀菌性能参差不齐，其代表性化合物是聚维酮碘（PVP-I）.PVP-I是以聚维酮与碘形成的活性碘络合物，稳定性和水溶性较好，抗菌谱广，在国内外应用广泛，中国1990年版药典开始收载.PVP-I的结构特点是聚维酮分子中的羰基氧原子和氮原子与碘分子或与I3-通过配位键作用形成较稳定的五元环结构，使碘络合到聚维酮分子上（图1）.它的制备方法有液相合成和固相合成.液相合成是在氯仿或乙醇溶剂中完成PVP与碘的络合反应[1].该方法需要大量溶剂，设备投资大，污染严重.固相合成包括在密闭的容器中直接加热合成法[2]、微波合成法[3]和助剂存在下分段加料合成法.直接加热合成法工艺简单、产品质量稳定，但反应时间长达14 h，生产效率低.微波合成法反应时间短，仅需1.5 h，但大工业生产设备复杂，投资较大.助剂存在下分段加料合成法，是以柠檬酸钠、氯化钠和醋酸钠为助剂，分段式加入小粒径的碘合成聚维酮碘[4].它的优势是能得到有效碘为20%的产品，生产成本较低.

图1 PVP-I的结构

2 季铵盐络合碘

季铵盐络合碘是以季铵盐表面活性剂为载体的碘的络合物，分为单链季铵盐络合碘和双链季铵盐络合碘，广泛用于水产养殖业的消毒杀菌，生产成本低，其缺点是载体季铵盐有一定毒性.季铵盐络合碘是以带正电荷的季铵为受电体、碘形成的I3-为供电体进行络合.单链季铵盐络合碘以月桂烷基二甲基甜菜碱碘络合物为例（图2），它是由月桂烷基二甲基甜菜碱与碘在柠檬酸和碘化钾存在下加热制备的，对大肠杆菌、金色葡萄球杆菌、绿脓杆菌、甲、乙肝病毒等多种微生物的灭菌和消毒极为有效[5].双链季铵盐络合碘（图2）因其能持久、有效的杀灭亲水性病毒和亲脂性病毒更加受欢迎.常见的有双八/十烷基二甲基氯化铵络合碘，它们是由双八烷基甲基叔胺、双十烷基甲基叔胺与三甲胺盐酸盐、环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备[6].

图2 月桂烷基二甲基甜菜碱碘络合物和双八烷基二甲基氯化铵络合碘结构

3 氨基酸络合碘

氨基酸络合碘是一种营养型的杀菌剂,杀菌谱广、无毒、可以增强机体的免疫力.它的结构特点是两个或多个氨基酸与碘络合（图3）.曾雄飞等以盐酸、硫酸和磷酸为催化剂，在酸性环境下实现了氨基酸和碘的络合，制备了氨基酸碘[7].氨基酸以NH3+与I2或I3-络合.但生产过程用到酸，有腐蚀问题.另外，氨基酸的氨基孤对电子也可以与碘的空轨道配位形成氨基酸碘络合物.

图3 氨基酸碘络合物的结构

4 壳聚糖络合碘

壳聚糖络合碘（图4）主要是以低分子量的改性壳聚糖与碘络合制备.改性壳聚糖碘络合物均有不同程度的杀菌作用.例如，季铵化壳聚糖络合碘是通过在壳聚糖结构单元的羟基或氨基上接入季铵盐，然后再与碘络合制成[8]，具有抗真菌作用.氨基脲壳聚糖络合碘是由壳聚糖与硫氰酸铵反应，得到氨基脲壳聚糖，氨基脲结构再与碘络合制备[9].这种抗菌剂对大肠杆菌和金黄色葡糖球菌高度敏感.

图4 季铵化壳聚糖络合碘和氨基脲壳聚糖络合碘的结构

5 卵磷脂碘络合物

卵磷脂碘络合物由日本第一药品产业株式会社开发，主要用于碘引起的甲状腺肿，儿童甲状腺机能减退和增进视网膜新陈代谢等的治疗，具有疗效确切的优点，广泛应用于临床.卵磷脂碘络合物也是由卵磷脂结构中的带正电荷的季铵基团与碘配位而成（图5）.是由卵磷脂与碘在乙醚或氢氧化钾的乙醇溶液中反应制备的[10].

6 结语

目前，络合碘的种类很多，但抑菌作用参差不齐，抑菌效果好、毒性低的碘络合物品种仍然较少.进一步丰富络合碘的品种、改进制备工艺、提高碘的络合率、拓宽络合碘的用途，是今后努力的方向.

图5 卵磷脂碘络合物结构

[1]范文元.聚维酮碘的溶剂法制备[J].医药工业，1988，19（6）：268-269.

[2]张正凯，范和桥.聚维酮碘合成工艺研究[J].安徽化工，1992，（2）：13-16.

[3]吕鉴泉，何晓燕，曹倩雯，等.微波法合成聚维酮碘的研究[J].湖北师范学院学报，2013，33（1）：86-89.

[4]王宇，刘薇，陈占.20%有效碘含量的均聚N-乙烯基丁内酰胺碘的制备方法：WO，2013/166782A1[P],2013-11-14.

[5]唐青，冀红珍，唐铖.月桂烷基二甲基甜菜碱碘络合物：CN，201210107552.2[P]，2012-04-13.

[6]郑超斌，郑红超，张小文.双阳离子季铵盐络合碘消毒剂、其制备方法及应用：CN，201110161961.7[P],2011-06-16.

[7]ZengXiongfei,ZengJiang,ZengYan.Amino-acidIodineComplex：US，7195772B2[P],2007-05-27.

[8]丁德润.一种制备季铵化壳聚糖络合碘的抗菌膜的方法：CN，201210050268.7[P]，2012-02-29.

[9]陈峰，徐清泉，张爱迪，等.氨基硫脲壳聚糖与碘的配合物抑菌性之研究[J].化学世界，2010，（7）：392-394.

[10]魏芳弟，胡琴.卵磷脂络合碘的制备及电位法测定碘的含量[J].药学与临床研究，2008，16（1）：24-26.

（责任编辑 李健飞）

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

河北省科技支撑项目（15226601D）；石家庄学院平台基金（XJPT007）

张宝华（1963-），男，河北石家庄人，副教授，主要从事有机化工和精细化学品研究.