为什么说杀菌剂的化学结构决定了其活性和在生产上的应用价值

一般认为杀菌剂分子本身具有毒力作用，杀菌剂的毒力实际上是其化学分子与病菌生化靶标相互作用的结果，属于一种化合物对某种病菌活性的固有性质。所以，杀菌剂毒力是评价其活性的重要参数。大多数情况下，杀菌剂分子结构上必须同时具有毒力基团和辅助基团或成型基团。毒力基团是指杀菌剂分子结构上与作用靶标发生亲和互作的部分，毒力基团与精细结构的靶标互作的亲和性是杀菌剂毒力的决定性因素，往往具有质量性状的生物学性质。一般情况下，具有相同毒力基团的杀菌剂具有相同的作用机理，常常归属一类。如多菌灵、苯菌灵和硫菌灵等分子含有或经过生物转化形成苯并咪唑基团的杀菌剂都称为苯并咪唑类杀菌剂；氯苯嘧啶醇、咪鲜胺、己唑醇等含有N杂环结构，并作用于Cyt.P450加单氧酶（C14α-脱甲基酶）的杀菌剂都称为麦角甾醇生物合成抑制剂。
辅助基团或成型基团是利于杀菌剂分子到达作用靶标发挥作用的分子部分。辅助基团决定药剂到达作用位点的途径、速度和数量，具有数量性状的生物学性质。有些分子结构比较简单的杀菌剂，毒力基团也同时具有辅助基团的生物学性质。杀菌剂分子要到达作用靶标的部位需要通过菌体或植物的细胞壁和双分子层的生物膜或植物非极性强的凯氏带等障碍，这就需要杀菌剂分子具有较强的非极性和适当的极性。药剂的非极性和极性分配以脂/水（油/水）系数表示。改变辅助基团可以改善杀菌剂分子的脂/水（油/水）系数，在一定范围内增加药剂分子的脂溶性有利于提高活性。一般情况下，对卵菌表现高活性的杀菌剂脂/水（油/水）系数小于对子囊菌、半知菌和胆子菌表现高活性的杀菌剂，因为卵菌的细胞壁主要成分是非极性相对较低的纤维素，而高等真菌的细胞壁主要组分是非极性很强的几丁质。

首先要明确初中化学的精髓：结构决定性质，性质决定应用。
杀菌剂我不太知道具体是什么，因为我是高中生。但结构决定活性还是能解释的。
就拿酶来说，某些酶也是杀菌剂。高温、强酸碱等条件下，大家常说的酶失活其实就是酶的结构在高温下或在强酸碱的催化下发生了变化。

如果这种杀菌剂的化学结构很简单，那在工厂中制作起来就比较简单；而如果这种杀菌剂的结构很复杂，那么工厂中做起来就很复杂，这样成本就高了，应用价值就低了。另外一种解释：结构决定性质，如果这种杀菌剂的结构不仅表现出了杀菌性，还表现出了比方说酸性，那么工厂中生产的时候就要特别注意，既要防止碱性条件下使杀菌剂失效，又要防止杀菌剂酸腐蚀工厂设备。如果同样的两种效果的杀菌剂放在这里，一个中性，一个酸性，相信生产的时候一定会选择中性的吧。

杀菌剂的机理可归纳为抑制或感扰病菌能量的生成，抑制或干扰病菌的生物合成，和对病菌的间接作用三类。
这三类机理其实都是生物化学反应，化学物质的结构决定了化学反应能否进行，以及进行的程度。
所以说 杀菌剂的化学结构决定了其活性和在生产上的应用

生物表面活性剂分类及应用
微生物在一定条件下可将某些特定物质转化为具有表面活性的代谢产物，即生物表面活性剂。生物表面活性剂具有降低表面张力和界面张力的能力，加上它的无毒，生物降解性能好等，使其在一些特殊工业领域和环境保护中受到重视，并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。本文主要介绍生物表面活性剂在石油工业中如何提高石油采收率、清除油渣、乳化、工业W／O或O／W乳状液的破乳等方面的应用。
1 生物表面活性剂分类
生物表面活性剂具有合成表面活性剂特性，生物表面活性剂根据其亲水基的类别可分为以下五种类型 ：�
(1) 糖脂系生物表面活性剂�
糖脂与磷脂形成复合脂成为连接脂和糖的桥梁，从化学结构看，它们由脂肪醇或脂肪酸形成的复杂脂。根据这种糖脂的结构可分为四类：存在于动物体内的鞘氨糖脂类；存在于植物体内植物糖脂类；存在于植物与微生物体内的甘油糖脂类；作为构成单位不具有鞘氨醇、甘油的其它糖脂类。
(2) 酰基缩氨酸系生物表面活性剂�
大致分为硫放线菌素类和脂氨基酸类，以氨基酸或低聚缩氨酚作亲水基，它广泛存在于各种微生物、植物、无脊椎动物的消化液中。
(3) 磷脂系生物表面活性剂�
这是磷脂与糖脂在复合脂中形成的一大领域，大致有甘油磷脂和鞘氨磷脂两大类。甘油磷脂以磷脂肪酸为骨架，由具有羟基的各种化合物组成。�
(4) 其它生物表面活性剂�
它由包括所有脂肪酸的脂肪酸系生物表面活性剂和离子系生物表面活性剂两类。其中前者主要成分为多糖蛋白质—脂质，后者为多糖脂类。�
2 生物表面活性剂在油气田的应用
目前，用于EOR（提高原油采收率）的表面活性剂主要有石油磺酸盐和木质素磺酸盐，由于其应用成本问题，故寻找一种经济便宜的替代品势在必行，现在世界各大石油公司都致力于微生物法生产表面活性剂，助表面活性剂及其在MEOR中的应用。�
1） MEOR（微生物采油）中的应用�
微生物采油是将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入地层，或单纯注入营养液激活油层内微生物，使其在油层中生长繁殖，产生有利于提高采收率的代谢产物，以提高油田采收率的采油方法。MEOR的概念由BecRman1926首先提出，但是一直到20世纪50年才由Bell进行了一系列实验，证明微生物能产生生物表面活性剂等产物提高原油采收率。
A MEOR机理�
MEOR的核心机理就是微生物产生的生物表面活性剂会降低油水界面张力，减小水驱油毛细管力，提高驱替毛细管数，同时生物表面活性剂会改变油藏岩石润湿性，从亲油变成亲水，使吸附在岩石表面上的油膜脱落，并使油藏的残余饱和度降低，从而提高原油采收率。
B MEOR的优点�
根据平均估算，世界范围内的油田经过二次和三次采油之和仍有约60％的原油未能采出，地层中剩余的原油总量远超过能够发现的新储量〔10〕。故这巨大的剩余油潜力是强化采油技术包括用微生物提高采收率在内的目标，MEOR有明显的优势，微生物以水为介质，以糖蜜作营养成本低，实施方便，以吞吐方式对单井进行处理，可解决远井，枯竭井的生产问题，提高孤立井产量和边远油田采收率。运用不同菌种，微生物或微生物产品可解决油井生产中许多问题，如降粘、防蜡、解堵、调部、封堵等。
C MEOR方法�
将生物表面活性剂应用于EOR，有两种可能被采用的方法。将浓度低并能产生表面活性剂的活微生物连同合适营养基质注入油层，促其在储层中传播，微生物在储集层内细胞－油界面上产生表面活性剂，关井一段时间后，水驱替采收油层中滞留的原油，该方法称地下法MEOR。驱油用生物表面活性剂用生物法在地面的工厂培养生产，经过分离纯化后，以与水驱一样的方式注入地层，此即地面法MEOR。这两种方法都基于同一原理，即降低储层油－水界面张力，不同之处在于将生物表面活性剂引入油层的方式。从已有文献报道的现场实验结果看：地下法MEOR投资小，经济，能耗低；地面法MEOR耗能大，但较灵活，技术上困难大，二者各有缺点，只有对具体油层的特性和原油价格作出正确判定后，才能决定采用哪种方法。�
D MEOR面临的困难�
MEOR在理论上和实践已取得了一些效果，但也有其自身的缺点，MEOR技术推广应用难度大的主要原因之一就是这些方法特别是对于高温（＞89℃）或含盐量高（＞10％）的油层不见效，原因可能是对该特定油层的最佳微生物选择有误，高温时有的微生物已失活或活性剂效果不好，此外，表面活性剂在盐水中不能沉淀也可能是原因之一。由于微生物或活性剂注入前需进行配伍性测试，及合理工程设计，若做的不够，导致地层堵塞，有可能得不偿失，目前困扰MEOR的关键问题之一是作用机理尚不完全探明，可靠的预测现场过程的地层模拟技术还未开发，特别在国内，我国从60年代开始微生物采油技术研究，进展较慢。上世纪80年代末90年代初国外微生物采油公司进入中国市场，客观上推动了国内该项技术的发展，也取得了长足的的进步，但与世界先进水平相比还存在很大差距，如菌种单一，理论研究不够，室内机理研究不全面等。
E MEOR展望�
目前，MEOR成为一个热门的研究课题，机理研究等正逐步加强，现在人们认识到，由于水的利用率低，高温高压和高矿化度的条件对细菌生长不利，为此石油微生物学家试图寻找既能抑制不利于采油的细菌又能促使采油菌生长和繁殖的方法〔4〕。找出油藏中适合采油的细菌，采用MEOR新方法使其生成生物表面活性剂，改变常规水驱作业中注入水波及状态。激活本源微生物，并找出合适的营养物使其旺盛生长，以获得高原油采收率，此外寻找合适细菌对深井海上油田进行开采。
2) 乳化用生物表面活性剂�
生物表面活性代谢物本分国两类：低分子量表面活性剂，如糖脂中鼠李糖脂，槐糖脂，海藻糖脂等，它们可将油水界面的Y1降至1～2mN／m，可以形成乳状液，故生物表面活性剂可用于EOR。其外在处理炼油废水的活性污泥处理池中，若加入鼠李糖脂，污泥中正构烷烃可在两天内完全分解，另外一类是两亲多糖生物乳化剂。其主要特征是对油水界面有很强亲合力，形成乳状液，故其常作乳状液稳定剂，会使油滴周围形成一层稳定膜，阻止油滴聚结。如清洗石油贮槽和油库，另外可使稠油乳化在水中，这时重油的运输和重油乳化后作燃料以节约能源方面均有重要意义。当然，乳化作用生物表面活性剂也有值得改进和研究的地方，很多产品未能形成工业化水平，目前已知的工业品除Emulsan外还不是很多。研究的深度也不够，也许出于工业保密的原因，目前这方面文献不是很多。
3) 生物破乳用表面活性剂
在石油收和加工中，可能会出现乳状液（w/o或o/w）这些乳状液破乳很重要。不管采取何种EOR方法,从油层中抽出的基本上都是复杂的乳状液，且很稳定。另外处理焦油砂时，往往形成o/w乳状液。已经经过实验证明了，经过汰洗的微生物具有模型烃／水乳状液和复杂的w/o和o/w油田石油乳状液破乳的活性。破乳活性与细胞表面有关，细胞表面的功能团和其亲水／憎水平衡起着决定性作用。在此基础上，根据聚要选择微生物作乳化剂或破乳剂或者作一般用途的生物表面活性剂。
生活破乳剂成功的与化学合成破乳剂竞争。两者活性相近，从生产生物破乳剂的经济性和破乳方面上应用出发，我们期待更好的破乳剂以及更全面的应用。
微生物生长繁殖的代谢产物－生物表面活性剂，可应用于提高原油采收率、乳化、破乳等方面。但在作用机理、工业化等方面略有欠缺，由于其独特的特征和经济性，我们有理由相信，未来它在油气田开发中将会更广泛的应用。