Síntese, caracterização e aplicação de compostos silano-quaternários

Abstract

Um novo processo mais rápido para a produção de antimicrobianos silano-quaternários foi desenvolvido utilizando solventes atóxicos e não inflamáveis em reações do tipo SN2. Verificou-se que quanto maior a polaridade e quantidade do solvente utilizado, maior foi a velocidade de formação do produto em até 12 horas de reação. O tamanho da cadeia alifática da amina (nucleófilo) não alterou a velocidade da reação, enquanto que a utilização de silanos (eletrófilo) com grupos etóxi ao invés de metóxi reduziu a velocidade de conversão do silano-quaternário. Os tecidos de algodão funcionalizados com os antimicrobianos sintetizados nas concentrações de 0,5 e 5,0 g/L apresentaram redução bacteriana >90% mesmo após submetidos a cinco ciclos de lavagens. Identificou-se que o antimicrobiano SiQuat C18 é mais eficaz no combate à bactéria S. aureus ATCC 6538 frente a norma AATCC 100 do que o SiQuat C12 e que ambos ficam mais aderidos ao tecido após as lavagens do que o quaternário comercial cloreto de benzalcônio. O antimicrobiano desenvolvido por este método tem potencial para aplicação industrial devido à baixa periculosidade e diminuição de custo energético em relação ao processo patenteado, possibilitando a aplicação deste produto em materiais têxteis com o objetivo de proteger as fibras contra degradações, formação de mau odor e infecções causadas por microrganismos.

Abstract: A novel and faster process to produce silane quaternary antmicrobials was developed using atoxic and non inflamable solvents through SN2 reactions. It was observed that the increase in solvent polarity and quantity leads to higher convertion rates in less than 12 hours. The chain lenght of the amine reactant (nucleophile) did not influenced the reaction rate, however the trade from the methoxy group for the ethoxy substituint slowed down the silane quaternary formation. Cotton fabrics finished with the synthesized antimicrobials at concentrations of 0,5 and 5,0 g/L showed bacterial reduction higher than 90% even after five washing cylcles. The SiQuat C18 antimicrobial was more efficient than the SiQuat C12 in the AATCC 100 assay against S. aureus ATCC 6538, and both presented better washing durability after five washing cylces the the comercialy available benzalkonium chloride. The antimicrobial developed by this method has high potential of industrial application due to its low hazard and energetic cost reduction in comparison with the first patented process. It enables the application in textiles to protect fiber from degradation, bad odor and infection caused by microorganisms.