Микробицидная композиция - RU2654625C2

Описание

Настоящее изобретение относится к микробиоцидным композициям, содержащим цис-1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантанхлорид (СТАС), 4,4-диметилоксазолидин (DMO) или трис(гидроксиметил)нитрометан (трис-нитро) и поверхностно-активное вещество.

Композиция, содержащая 5-хлор-2-метилизотиазолин-3-он, 2-метилизотиазолин-3-он и неионогенное диспергирующее средство, раскрыта в патенте US 4295932. Композиция содержит смесь 5-хлор-2-метилизотиазолин-3-она и 2-метилизотиазолин-3-она состава 3:1 и сополимер этиленоксида с пропиленоксидом, который обладает таким же составом, как и диспергирующее средство PLURONIC L61 или TERGITOL L61. Однако для обеспечения эффективной борьбы с микроорганизмами необходимы комбинации микробиоцидов, обладающие синергетической активностью по отношению к разным штаммам микроорганизмов. Кроме того, для обеспечения экологических и экономических преимуществ необходимы такие комбинации, содержащие отдельные микробиоциды при более низких концентрациях. Задачей настоящего изобретения является получение таких синергетических комбинаций микробиоцидов.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к синергетической микробиоцидной композиции, содержащей: (а) неионогенное поверхностно-активное вещество структуры:

R¹O(CH₂CH(CH₃)O)₅(CH₂CH₂O)₉H

в которой R¹ обозначает C₈-алкильную группу; и (b) цис-1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантанхлорид; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе цис-1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантанхлорида составляет от 1:0,2 до 1:1,1429.

Настоящее изобретение также относится к синергетической микробиоцидной композиции, содержащей: (а) неионогенное поверхностно-активное вещество структуры:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) цис-1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантанхлорид; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе цис-1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантанхлорида составляет от 1:0,04 до 1:0,9143.

Настоящее изобретение также относится к синергетической микробиоцидной композиции, содержащей: (а) неионогенное поверхностно-активное вещество структуры:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₇H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) цис-1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантанхлорид; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе цис-1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантанхлорида составляет от 1:0,016 до 1:0,0571.

Настоящее изобретение также относится к синергетической микробиоцидной композиции, содержащей: (а) неионогенное поверхностно-активное вещество структуры:

R¹O(CH₂CH(CH₃)O)₅(CH₂CH₂O)₉H

в которой R¹ обозначает C₈-алкильную группу; и (b) 4,4-диметилоксазолидин; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе 4,4-диметилоксазолидина составляет от 1:0,0286 до 1:0,1143 или от 1:0,32 до 1:0,9143.

Настоящее изобретение также относится к синергетической микробиоцидной композиции, содержащей: (а) неионогенное поверхностно-активное вещество структуры:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) 4,4-диметилоксазолидин; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе 4,4-диметилоксазолидина составляет от 1:0,06 до 1:0,6857.

Настоящее изобретение также относится к синергетической микробиоцидной композиции, содержащей: (а) неионогенное поверхностно-активное вещество структуры:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₇H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) 4,4-диметилоксазолидин; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе 4,4-диметилоксазолидина составляет от 1:0,024 до 1:0,2743.

Настоящее изобретение также относится к синергетической микробиоцидной композиции, содержащей: (а) неионогенное поверхностно-активное вещество структуры:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₇H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) трис(гидроксиметил)нитрометан; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе трис(гидроксиметил)нитрометана составляет от 1:0,16 до 1:1,8286.

Настоящее изобретение также к способам подавления роста микроорганизмов в водных средах посредством добавления к водной среде неионогенного поверхностно-активного вещества, описанного в настоящем изобретении, и цис-1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантанхлорида, 4,4-диметилоксазолидина или трис(гидроксиметил)нитрометана при отношениях количеств, описанных в настоящем изобретении.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"СТАС" обозначает цис-1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантанхлорид, регистрационный № CAS 51229-78-8, "DMO" обозначает 4,4-диметилоксазолидин, регистрационный № CAS 51200-87-4, и "трис-нитро" обозначает трис(гидроксиметил)нитрометан, регистрационный № CAS 126-11-4. При использовании в настоящем изобретении приведенные ниже термины обладают указанными определениями, если из контекста явно не следует иное. Термин "микробиоцид" означает соединение, обеспечивающее подавление роста или борьбу с ростом микроорганизмов; микробиоциды включают бактерициды, фунгициды и альгициды. Термин "микроорганизм" включает, например, грибы (такие как дрожжи и плесневые грибы), бактерии и водоросли. В настоящем описании используют следующие аббревиатуры: част./млн = массовые части на миллион (мас./мас.), мл = миллилитр. Если не указано иное, температуры указаны в градусах Цельсия (°С), выраженные в процентах значения являются массовыми (мас. %) и количества и отношения количеств указаны в пересчете на количество активного ингредиента, т.е. в пересчете на полную массу СТАС и неионогенного поверхностно-активного вещества. Значения количеств полимеризованных звеньев пропиленоксида или этиленоксида являются среднечисловыми значениями.

Предпочтительно, если отношение массы неионогенного поверхностно-активного вещества, обладающего структурой:

R¹O(CH₂CH(CH₃)O)₅(CH₂CH₂O)₉H

в которой R¹ обозначает C₈-алкильную группу к массе СТАС составляет от 1:0,2857 до 1:1,1429, предпочтительно от 1:0,5714 до 1:1,1429.

Предпочтительно, если отношение массы неионогенного поверхностно-активного вещества, обладающего структурой:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅H

в которой R² обозначает смесь линейных C₈-С₁₄-алкильных групп, к массе СТАС составляет от 1:0,0457 до 1:0,9143.

Настоящее изобретение также относится к способу подавления роста S. aureus, в водной среде посредством добавления: (а) неионогенного поверхностно-активного вещества, обладающего структурой:

R²O(СН₂СН(СН₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅Н

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) СТАС; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе СТАС составляет от 1:0,0457 до 1:0,9143.

Настоящее изобретение также относится к способу подавления роста S. aureus, в водной среде посредством добавления: (а) неионогенного поверхностно-активного вещества, обладающего структурой:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₇H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) трис-нитро; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе трис-нитро составляет от 1:0,16 до 1:1,8286.

R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп. Предпочтительно, если линейные С₈-С₁₄-алкильные группы содержат от 50 до 85 мас. % линейных С₈-С₁₀-алкильных групп и от 15 до 50 мас. % линейных С₁₂-С₁₄-алкильных групп, более предпочтительно от 60 до 75 мас. % линейных С₈-С₁₀-алкильных групп и от 25 до 40 мас. % линейных С₁₂-С₁₄-алкильных групп, более предпочтительно примерно 70 мас. % линейных С₈-С₁₀-алкильных групп и примерно 30 мас. % линейных С₁₂-С₁₄-алкильных групп. Предпочтительно, если линейные алкильные группы получены из растительного масла. Предпочтительно, если R¹ обозначает 2-этилгексил.

Предпочтительно, если каждая из композиций в основном не содержит микробиоцидов, отличающихся от неионогенного поверхностно-активного вещества и СТАС, DMO или трис-нитро, т.е. содержит менее 1 мас. % микробиоцидов, отличающихся от неионогенного поверхностно-активного вещества и СТАС, DMO или трис-нитро, в пересчете на полную массу активных ингредиентов, предпочтительно менее 0,5 мас. %, более предпочтительно менее 0,2 мас. %, более предпочтительно менее 0,1 мас. %. Предпочтительно, что, если неионогенное поверхностно-активное вещество и СТАС, DMO или трис-нитро добавляют к водной среде, то среда в основном не содержит других микробиоцидов, т.е. содержит менее 1 мас. % микробиоцидов, отличающихся от неионогенного поверхностно-активного вещества и СТАС, DMO или трис-нитро, в пересчете на полную массу активных ингредиентов, предпочтительно менее 0,5 мас. %, более предпочтительно менее 0,2 мас. %, более предпочтительно менее 0,1 мас. %.

Композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, могут содержать другие ингредиенты, например, противовспениватели и эмульгаторы. Микробиоцидные композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, можно использовать для подавления роста микроорганизмов или более развитых форм водной флоры и фауны (таких как простейшие, беспозвоночные, мшанки, динофлагеллаты, ракообразные, моллюски и т.п.) путем добавления композиций в подвергающуюся воздействию микробов водную среду в микробиоцидно эффективном количестве. Подходящими водными средами являются, например: промышленная технологическая вода; системы для нанесения электроосаждением; жидкости для градирен; жидкости для воздухоочистителей; жидкости для газоочистителей; взвеси минералов; системы для обработки сточных вод; вода для декоративных фонтанов; системы для фильтрования с использованием обратного осмоса; системы для ультрафильтрования; балластная вода; жидкости для испарительных конденсаторов; жидкости для теплообменников; жидкости и добавки, использующиеся в целлюлозно-бумажной промышленности; крахмал; пластмассы; эмульсии; дисперсии; краски; латексы; покрытия, такие как лаки; строительные материалы, такие как мастики, герметики и изоляционные материалы; строительные клеи, такие как клеи для керамики, клеи для ковровых покрытий и клеи для ламинирования; промышленные или потребительские клеи; фотографические химикаты; жидкости для печати; бытовые изделия, такие как чистящие средства для ванной и кухни; косметические средства; гигиено-косметические средства; шампуни; мыла; средства личной гигиены, такие как жидкости, содержащиеся во влажных салфетках, лосьоны, солнцезащитные средства, кондиционеры, кремы, и другие остающиеся на теле средства; моющие средства; промышленные чистящие средства; мастики для натирки полов; вода, использующаяся для промывки в прачечных; жидкости для обработки металлов; смазывающие вещества, использующиеся для конвейеров; гидравлические жидкости; жидкости для обработки кожи и изделий из кожи; жидкости для обработки текстиля; жидкости для обработки текстильных изделий; жидкости для обработки древесины и изделий из древесины, таких как фанера, картон, древесностружечная плита, дощатоклееная балка, древесностружечная плита с ориентированным расположением стружки, твердый картон и древесностружечная плита; жидкости, использующиеся при переработке нефти; топливо; жидкости, использующиеся при добыче нефти, такие как нагнетаемая вода, жидкости для гидроразрыва пласта и буровые растворы; системы для консервации вспомогательных веществ для сельского хозяйства; системы для консервации поверхностно-активных веществ; жидкости, использующиеся для медицинского оборудования; жидкости, использующиеся для консервации реагентов для диагностики; системы для консервирования пищевых продуктов, такие как пластмассовая или бумажная упаковка для пищевых продуктов; пищевые продукты, напитки и промышленные пастеризаторы; жидкости для унитазов; рекреационная вода; вода плавательных бассейнов; и минеральные воды.

Конкретное количество микробиоцидных композиций, предлагаемых в настоящем изобретении, необходимое для борьбы с ростом микроорганизмов, будет меняться в зависимости от области применения. Обычно количество композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, является достаточным для борьбы с ростом микроорганизмов, если оно обеспечивает от 300 до 10000 част./млн (частей на миллион) активных ингредиентов, включенных в композицию. Предпочтительно, если активные ингредиенты, включенные в композицию (т.е. неионогенное поверхностно-активное вещество и СТАС, DMO или трис-нитро), содержатся в подвергающейся обработке среде в количестве, составляющем не менее 500 част./млн, более предпочтительно не менее 600 част./млн, более предпочтительно не менее 800 част./млн. Предпочтительно, если активные ингредиенты, включенные в композицию, содержатся на обрабатываемом участке в количестве, составляющем не более 6000 част./млн, более предпочтительно не более 5000 част./млн, более предпочтительно не более 4000 част./млн, более предпочтительно не более 3000 част./млн, более предпочтительно не более 2500 част./млн, более предпочтительно не более 2000 част./млн. В способе, предлагаемом в настоящем изобретении, композицию применяют для подавления роста микробов путем совместного или раздельного добавления неионогенного поверхностно-активного вещества и СТАС, DMO или трис-нитро в количествах, которые обеспечивают указанные выше концентрации.

ПРИМЕРЫ

Синергетическое воздействие поверхностно-активных веществ и биоцидов оценивали путем определения показателя синергии (S.I.) для комбинации. Показатель синергии рассчитывали на основании минимальных ингибирующих концентраций (MIC) двух противомикробных соединений (А и В) при их использовании по отдельности и в комбинациях. Исследуемыми микроорганизмами являлись грамотрицательные бактерии (Pseudomonas aeruginosa, АТСС №15442), грамположительные бактерии (Staphylococcus aureus, АТСС №6538), дрожжевые грибки (Candida albicans, АТСС №10203) и плесневые грибы (Aspergillus niger, АТСС №16404). Время взаимодействия для бактерий составляло 24 и 48 ч, для дрожжевых грибков оно составляло 48 и 72 ч, и для плесневых грибов оно составляло 3 и 7 дней. Исследование проводили в 96-луночных планшетах для микротитрования.

Поверхностно-активное вещество A: R¹O(CH₂CH(CH₃)O)₅(CH₂CH₂O)₉H, где R¹ обозначает 2-этилгексил

Поверхностно-активное вещество D: R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅H

Поверхностно-активное вещество Е: R²O(СН₂СН(СН₃)O)₃(CH₂CH₂O)₇Н

В поверхностно-активном веществе D и поверхностно-активном веществе Е R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп (70% линейного C₈-C₁₀-алкила и 30% линейного С₁₂-С₁₄-алкила)

Использующиеся инокуляты

Концентрация микроорганизмов в инокуляте (КОЕ (колониеобразующие единицы)/мл)

Значение pH триптиказо-соевого бульона равнялось 7,3 и значение pH картофельно-декстрозного бульона равнялось 5,1.

Результаты исследования, предназначенного для установления синергии MIC для комбинаций, приведены в представленных ниже таблицах. В каждой таблице приведены результаты, полученные для воздействия комбинаций двух компонентов на исследуемые микроорганизмы в течение времени инкубирования; выраженная в част./млн активность в конечной точке, рассчитанная, как MIC для соединения А, использующегося отдельно (СА), для компонента В, использующегося отдельно (СВ), и для смеси (Ca) и (Cb); рассчитанное значение S.I.; и для каждой исследуемой комбинации диапазон отношений количеств, обеспечивающих синергию. S.I. рассчитывали следующим образом:

Са/СА+Cb/СВ = Показатель синергии ("S.I.")

где:

СА = выраженная в част./млн концентрация соединения А, действующего отдельно, которая получена в конечной точке (MIC соединения А).

Са = выраженная в част./млн концентрация соединения А в смеси, которая получена в конечной точке.

СВ = выраженная в част./млн концентрация соединения В, действующего отдельно, которая получена в конечной точке (MIC соединения В).

Cb = выраженная в част./млн концентрация соединения В в смеси, которая получена в конечной точке.

Если сумма Са/СА и Cb/СВ равна более 1, это свидетельствует об антагонизме. Если сумма равна 1, это свидетельствует об аддитивности, и, если сумма равна менее 1, это свидетельствует о синергизме.

Диапазоны отношений количеств, при которых исследовали СТАС, DMO или трис-нитро и поверхностно-активные вещества, приведены в представленных ниже таблицах:

А: Поверхностно-активное вещество D

В: СТАС

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,156Е+06

А: Поверхностно-активное вещество D

В: СТАС

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 5,726Е + 05 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество D

В: СТАС

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 1,808Е+05

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: СТАС

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 1,8Е+06

А: Поверхностно-активное вещество А

В: Трис-нитро

Отсутствие синергии: S. aureus, A. niger, С. albicans, Ps. aeruginosa

А: Поверхностно-активное вещество D

В: Трис-нитро

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 1,16Е+08

Отсутствие синергии: S. aureus, A. niger, С. albicans

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: Трис-нитро

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 5,727Е+07 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: Трис-нитро

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 1,808Е+06 КОЕ/мл

Отсутствие синергии: A. niger, С. albicans

А: Поверхностно-активное вещество А

В: DMO

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,156Е+06 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество А

В: DMO

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,156Е+06 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество А

В: DMO

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 8,134+07 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество А

В: DMO

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 1,156Е+06 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество D

В: DMO

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,156Е+06

А: Поверхностно-активное вещество D

В: DMO

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 5,726Е+05 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество D

В: 1135

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 1,16Е+08

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: DMO

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,808Е+06

А: Поверхностно-активное вещество E

В: DMO

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,56Е+06 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: DMO

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 1,80Е+06 КОЕ/мл

При исследовании воздействия приведенных ниже биоцидов в паре с приведенными ниже поверхностно-активными веществами на каждый исследуемый микроорганизм наблюдалось отсутствие синергии:

Поверхностно-активное вещество А

Бензоат натрия, трис-нитро

Поверхностно-активное вещество Е

DMDMH (диметилолдиметилгидантоин)

Поверхностно-активное вещество D

CS-1246, OPP (о-фенилфенол), DMDMH

В приведенных ниже комбинациях, для которых наблюдалось синергетическое воздействие, отношение количества поверхностно-активного вещества к количеству биоцида не являлось приемлемым для промышленного применения, т.е. отношение составляло 1:0,2 или более (меньшее количество биоцида в пересчете на количество поверхностно-активного вещества). При этих отношениях количеств концентрация биоцида в готовом продукте является слишком низкой для практического применения:

Поверхностно-активное вещество А

DIDAC (дидецилдиметиламмонийхлорид), IPBC (3-йод-2-пропинилбутилкарбамат)

Поверхностно-активное вещество Е

CMIT/MIT, IPBC, OIT (2-октилизотиазолин-3-он), ТТРС (трибутилтетрадецилфосфонийхлорид), WSCP (поли[оксиэтилен(диметиламино)этилен(диметиламино)этилендихлорид])

Поверхностно-активное вещество D

CMIT/MIT, OIT, DIDAC

(MBIT (N-метил-1,2-бензизотиазолин-3-он), IPBC, WSCP обладали синергетическим воздействием только при отношении количеств, составляющем 1:0,05 или более, за исключением одного из результатов).

Реферат

Изобретение относится к синергетической микробиоцидной композиции, содержащей два компонента. Первым компонентом является неионогенное поверхностно-активное вещество структуры: RO(CHCH(CH)O)(CHCHO)H, в которой Rобозначает С-алкильную группу. Вторым компонентом является цис-1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантанхлорид. Отношение массы неионогенного поверхностно-активного вещества к массе цис-1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантанхлорида составляет от 1:0,2 до 1:1,1429. 5 н. и 5 з.п. ф-лы.

Формула