BR112016003692B1 - Complexo poliéter boro-silano - Google Patents
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Abstract
complexo poliéter boro-silano. a presente revelação descreve complexos de boro e poliéter silanos terminados em éter alquílico. composições incorporando tais complexos também são descritas. em adição ao complexo poliéter boro-silano, tais composições incluem água e uma ou mais enzimas. composições contendo adicionalmente ativos e/ou polióis também são descritas. os usos para tais composições incluem desinfecção.
Description
[001] Este pedido reivindica a prioridade sobre o pedido de patente da Índia n° 3676/CHE/2013, depositado em 20 de agosto de 2013, a revelação do qual está incorporada a título de referência em sua totalidade na presente invenção.
[002] A presente revelação está relacionada a complexos de composto de boro e poliéter silanos com grupos éter alquílico terminais. Composições contendo tais complexos incluindo composições de limpeza enzimáticas também são descritas.Sumário
[003] Em resumo, em um aspecto, a presente revelação fornece um comple-xo de um poliéter silano terminado em éter alquílico e um composto de boro. Em al-gumas modalidades, o poliéter silano terminado em éter alquílico tem a fórmula:
em que m e n são números inteiros independentemente selecionados e variam entre 8 e 30, e R1 e R2 são grupos de alquila linear ou ramificada com 1 a 6 átomos de carbono; e sendo que o composto de boro é selecionado do grupo que consiste em ácido bórico, bórax e combinações dos mesmos.
[004] Em algumas modalidades, R1 e R2 são grupos metila. Em algumas mo-dalidades, m e n são ao menos 12 e não mais que 24, por exemplo, em algumas modalidades, m e n são 18.
[005] Em algumas modalidades, o composto de boro compreende ácido bórico. Em algumas modalidades, o composto de boro compreende bórax.
[006] Em um outro aspecto, a presente revelação fornece uma composição que compreende água, ao menos uma enzima e um complexo de um poliéter silano terminado em éter alquílico e um composto de boro, como descrito na presente revelação. Em algumas modalidades, a razão molar entre o composto de boro e o polié- ter silano é de 90:10 a 30:70. Em algumas modalidades, a composição compreende ao menos 0,5%, em peso, e não mais que 2%, em peso, de poliéter silano, sendo que ao menos uma porção do poliéter silano é complexada com o composto de boro. Em algumas modalidades, a composição compreende ao menos 2%, em peso, e não mais que 5%, em peso, do composto de boro.
[007] Em algumas modalidades, a composição compreende, adicionalmente, um poliol, por exemplo, um poliol selecionado do grupo que consiste em açúcares, álcoois de açúcares, ácidos de açúcar, glicerol e ácido urônico, e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, a composição compreende de 2 a 4%, em peso, do poliol.
[008] Em algumas modalidades, a enzima é selecionada do grupo que consiste em amilases, celulases, lipases, proteases e combinações das mesmas. Em algumas modalidades, a composição compreende uma pluralidade de enzimas selecionadas dentre ao menos três de amilases, celulases, lipases e proteases.
[009] Em algumas modalidades, a composição compreende um ativo, por exemplo, um ativo selecionado do grupo que consiste em peróxido de hidrogênio, aldeídos, sais de amônio quaternário, ácidos e combinações dos mesmos.
[010] O sumário acima da presente revelação não se destina a descrever cada modalidade da presente invenção. Os detalhes de uma ou mais modalidades da invenção são apresentados também na descrição a seguir. Outras características, objetivos e vantagens da invenção ficarão evidentes a partir da descrição, bem como a partir das reivindicações.
[011] A desinfecção de superfícies é um dos métodos fundamentais para evitar infecções em hospitais. A desinfecção de superfícies é particularmente importante em áreas críticas, como a sala de operação, a unidade de terapia intensiva, unidade de diá- lise e o laboratório. Superfícies críticas incluem pisos, bancadas, paredes, equipamentos e áreas de grande contato.
[012] Os desinfetantes de superfície podem ser soluções concentradas que podem ser diluídas para o uso. Em particular, são desejadas soluções aquosas que podem ser diluídas com 100, 200 ou mesmo 300 partes de água por parte de concentrado. Os desinfetantes também podem ser fornecidos em formato pronto para o uso. Os produtos líquidos podem ser fornecidos em atomizadores, lenços ou outras formas, tanto com ou sem diluição.
[013] São particularmente úteis as soluções para desinfecção de superfícies que oferecem proteção eficaz contra bactérias, vírus, fungos e crescimento biológico em uma única formulação. Entretanto, há muitos desafios na formulação de tais desinfetantes multicomponentes e multifuncionais, particularmente em composições aquosas. Por exemplo, os ativos, como os sais quaternários, são conhecidos por perder sua atividade na presença de materiais biológicos. Também é aceito que biocidas de amônio quaternário são instantaneamente desativados por enzimas e outras proteínas, bem como por certos íons como os encontrados em água dura. Portanto, é um desafio preparar uma composição contendo um biocida e uma enzima.
[014] Complexos de bórax (Na2B4O710H2O) ou ácido bórico (B(OH)3) com certos polióis têm sido usados para estabilizar composições que têm enzimas e ativos juntos em uma formulação. Tais polióis incluem açúcares, álcoois de açúcares, ácidos de açúcar, glicerol e ácido urônico. Particularmente, complexos de bórax ou ácido bórico com glicerol têm sido usados para estabilizar enzimas e proteger ativos em composições multicomponentes. Sob diluição, o complexo libera ácido bórico, enzimas e ativos. O complexo poliéter boro-silano atua com “protetor de atividade” para proteger e liberar enzimas para remover o crescimento biológico. Posteriormente, atividades químicas são liberadas para sua ação desinfetante.
[015] Apesar da disponibilidade dessas formulações com base em poliol, existe uma constante necessidade de melhorar os desinfetantes multifuncionais, particularmente os desinfetantes aquosos. As necessidades específicas incluem: (a) melhor espalhamento sobre a superfície alvo; (b) capacidade aprimorada na formação de filme; e (c) formação do complexo otimizado reversível na diluição.
[016] Os presentes inventores descobriram que certos poliéter silanos podem ser complexados com bórax ou ácido bórico. Em particular, os presentes inventores determinaram que os poliéter silanos terminados em éter alquílico (por exemplo, terminados em éter metílico ) podem formar complexos estáveis e reversíveis. Tais complexos fornecem melhoras surpreendentes na eficácia e estabilidade de desinfetantes multicomponentes.
[017] Em algumas modalidades, os poliéter silanos podem ser representados pela seguinte fórmula:
em que m e n são números inteiros independentemente selecionados e variam de 8 a 30, e R1 e R2 são grupos alquila linear ou ramificada. Em algumas modalidades, m e n são ao menos 12, por exemplo, ao menos 16. Em algumas modalidades, m e n não são mais que 24, por exemplo, não mais que 20. Em algumas modalidades, m e n são ao menos 16 e não mais que 20, por exemplo, em algumas modalidades, m e n são 18, por exemplo, o poliéter silano é um bis-(PEG-18 éter alquílico) dimetil silano. Em algumas modalidades, R1 e R2 têm de 1 a 6 átomos de carbono, por exemplo, 1 a 4 átomos de carbono. Em algumas modalidades, R1 e R2 são grupos metila. Em algumas modalidades, o poliéter silano é bis-(PEG-18 éter metílico) dimetil silano.
[018] Em algumas modalidades, o poliéter silano pode ser combinado com ácido bórico para formar um complexo. Em algumas modalidades, o poliéter silano pode ser combinado com bórax (também chamado de borato de sódio, tetraborato de sódio e tetraborato dissódico) para formar um complexo. Em algumas modalidades, ligações de hidrogênio e/ou pares isolados de oxigênio podem contribuir para a formação no complexo.
[019] Os complexos poliéter boro-silano da presente invenção podem ser usados em composições desinfetantes. As composições desinfetantes multicompo- nentes da presente revelação incluem ao menos uma enzima. Enzimas comuns usadas em desinfetantes incluem amilases, celulases, lipases, proteases e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, as composições desinfetantes incluem ao menos uma enzima selecionada dentre ao menos três de amilases, celulases, lipases e proteases. Em algumas modalidades, ao menos uma enzima de cada uma dessas quatro categorias está presente.
[020] Em algumas modalidades, componentes adicionais podem ser incluídos. Em algumas modalidades, ao menos um ativo está presente. Ativos comuns usados para desinfecção incluem peróxido de hidrogênio, aldeídos, sais de amônio quaternário, ácidos e combinações dos mesmos.ExemplosTabela 1: Resumo dos materiais usados na preparação dos exemplos.
[021] Os poliglicóis e os poliéter siloxanos (“SPE”) foram selecionados como agentes complexantes. As formulações da Tabela 2 foram preparadas por combinação de bórax com água e aquecimento a 50°C. Após a dissolução do bórax, a solução foi resfriada para 40 a 45°C. O agente complexante foi, então, adicionado sob agitação, em temperatura ambiente durante 45 minutos. A claridade da composição foi observada. As amostras foram armazenadas a 55°C e a estabilidade, conforme determinada pelo pH da solução, foi medida. Finalmente, após 30 dias de armazenamento, o pH foi medido, as amostras foram diluídas em cerca de 1:300 partes de água e o pH foi novamente medido. Ao todo, uma consistência de pH no dia 1 de armazenamento e no dia 30 s do armazenamento em combinação com um aumento de pH sob diluição - indicativo da formação de um complexo reversível - demonstra uma composição estável. Tabela 2: Avaliação de vários . agentes . complexantes de boro.
[022] Em algumas modalidades, as composições podem conter um poliéter silano terminado em éter alquílico e um poliol. Polióis adequados incluem açúcares, álcoois de açúcares, ácidos de açúcar, glicerol e ácido urônico. Por exemplo, em algumas modalidades, a composição pode incluir glicerol. Em geral, a quantidade de poliol pode depender de uma variedade de fatores, incluindo o poliol específico selecionado. Em algumas modalidades, a composição compreende de 1 a 5%, em peso, por exemplo, de 2 a 4%, em peso, de um ou mais polióis. Composições contendo um composto de boro, um poliéter silano terminado em éter alquílico e um poliol foram preparadas e avaliadas.Tabela 3: Avaliação de várias combinações de agentes complexantes de bo-ro.
[023] A presença, estabilidade e reversibilidade do complexo poliéter sila- no-boro foram avaliadas usando uma variedade de técnicas.
[024] A condutividade elétrica é uma ferramenta quantitativa eficaz para estudar a formação de complexo em água para o sistema de um ácido fraco e uma base fraca. No corrente estudo, o poliéter silano atua como o ácido fraco (pH ao redor 6) e o bórax atua como a base fraca (pH ao redor de 9). As seguintes análises foram conduzidas a 25°C usando 20 mL de uma solução de bórax ou de SPE-1. A condutividade foi medida aos 45 minutos (imediatamente após a complexação). Os resultados são mostrados na Tabela 4a em unidades de microSiemens por centímetro (μS/cm). Tabela 4a: Condutividade de soluções de bórax e poliéter silano.
[025] A condutividade elétrica de soluções 0,025 M do complexo de bórax- SPE foi preparada em várias razões molares entre bórax e poliéter silano (B:S). As seguintes análises foram conduzidas a 25°C usando 20 mL de solução. A conduti- vidade foi medida aos 45 minutos e novamente após 24 horas para avaliar a esta- bilidade do complexo. Esses resultados são sumarizados na Tabela 4b. Tabela 4b: Condutividade de soluções de bórax e poliéter silano.
[026] Conforme mostrado, a estabilidade nas razões molares de B:S que variam de 90:10 a 30:70 foi melhor que em uma razão de 90:10, sem diferença significativa na condutividade em uma razão de 70:30. Em algumas modalidades, as razões molares B:S de 90:10 a 30:70 podem ser desejáveis, por exemplo, 70:30 a 40:60.
[027] Foram preparadas composições contendo várias enzimas além dos complexos de boro-SPE e a estabilidade avaliada, conforme sumarizado na Tabela 5. O efeito da porcentagem em peso do poliéter silano terminado em éter alquílico foi avaliado e comparado a um exemplo comparativo usando glicerol como o agente complexante. Além do poliéter ou do poliol, todas as amostras continham: (a) 3%, em peso, de bórax; (b) 10%, em peso, de protease; (c) 0,2%, em peso, de lipase; (d) 0,11%, em peso, de celulase; e (e) 1,5%, em peso, de alfa-amilase; com o restante em água.Tabela 5: Avaliação de vários agentes complexantes de boro em composições contendo enzima.
*A razão B:S para o CE-6 é a razão molar entre bórax e glicerol.
[028] Conforme mostrado na Tabela 5, na formulação específica usada, pode ser desejável uma concentração mínima de poliéter silano de 0,25 a 0,5. Entretanto, como pode ser reconhecido por aqueles versados na técnica, a quantidade ótima do poliéter, bem como a razão molar B:S podem depender de fatores como as enzimas específicas usadas, o composto de boro específico e o poliéter silano terminado em éter alquílico selecionado e a presença de aditivos adicionais, por exemplo, polióis e aditivos. Os procedimentos e as descrições contidas na presente revelação permitem que tal otimização seja facilmente realizada.
[029] Em algumas modalidades, a composição desinfetante compreende ao menos 2%, em peso, do composto de boro. Em algumas modalidades, a composição compreende não mais que 5%, em peso, de composto de boro. Em algumas modalidades, a composição compreende de 2 a 4%, em peso, de composto de boro. Em algumas modalidades, a composição desinfetante compreende ao menos 0,2%, em peso, do poliéter silano. Em algumas modalidades, a composição compreende não mais que 3%, em peso, de poliéter silano. Em algumas modalidades, a composição compreende de 0,5 a 2%, em peso, de poliéter silano.
[030] O complexo de bórax-SPE foi caracterizado usando-se espectrosco- pia UV-visível. Inicialmente, foram preparadas soluções padrão de bórax e de SPE- 1 as quais foram analisadas no espectrofotômetro para estabelecer a correção da linha de base. A concentração dessas amostras de linha de base estava na faixa de 0,0001 M a 0,1 M para o bórax e 0,0005 M a 0,1 M para o SPE-1. A seguir, foi preparada uma amostra contendo 0,1 M de bórax e 0,05 M de SPE-1 (B:S = 66:33) (EX-8). Essa amostra foi diluída em uma razão de 100:1 com água (EX-9) e, então, diluída adicionalmente a 10.000:1 com água (EX-10). O exemplo EX-11 foi prepa- rado com adição de enzimas à amostra do EX-8. Essa composição foi, então, diluída a 300:1 com água para formar o EX-12. Os resultados da espectroscopia UV- visível são sumarizados na Tabela 6.Tabela 6: Resultados de espectroscopia.
[031] As soluções desinfetantes do EX-6 (complexo de bórax-SPE-1) e CE-6(complexo bórax-glicerol) foram comparadas. Dez microlitros de água, EX-6 e CE-6 foram dispensados em uma placa de vidro e o espalhamento foi observado. Embora o CE-6 tivesse um notável perfil mais baixo do que a água, uma gota ainda foi formada, indicando apenas umedecimento moderado. Em contrapartida, mesmo após duas gotas do EX-6 terem sido aplicadas, nenhum perfil pôde ser observado indicando espalhamento excepcional.
[032] As soluções desinfetantes do EX-6 e CE-6 foram avaliadas para medir a atividade multienzimática usando protocolos de teste padrão. As amostras tiveram atividade comparável, em que AU/mL = Unidades Ativas por mililitro e KNU/mL = Unidades de Kilo Novo por mililitro. Tabela 7: Atividade enzimática
[033] As soluções desinfetantes contendo enzimas do EX-6 e CE-6 foram avaliadas usando um indicador Load Check da BROWNE STF. A tira do indicador é impressa com uma fórmula de solo vermelho vivo conhecida por conter duas fontes de proteína, lipídios e polissacarídeos, e é conhecida por ter desempenho equivalente ao teste de solo Edinburgh, descrito em EN ISO 15882-5. As soluções foram diluídas a 300:1 com água e o teste de limpeza foi conduzido durante cinco minutos a 45°C. Com base nesse teste, apesar das soluções terem atividades enzimáticas, a solução desinfetante do EX-6 produziu resultados superiores com apenas uma pequena região vermelho claro, comparada com a grande área vermelho escuro remanescente quando a solução do CE-6 foi usada.
[034] Várias modificações e alterações desta invenção se tornarão aparentes aos versados na técnica sem que se desvie do escopo e do espírito da invenção.
Claims (10)
1. Complexo de um poliéter silano terminado em éter alquílico e um composto de boro CARACTERIZADO pelo fato de que o poliéter silano terminado em éter alquílico tem a fórmula:
em que m e n são números inteiros independentemente selecionados e variam entre 8 e 30, e R1 e R2 são grupos de alquila linear ou ramificada com 1 a 6 átomos de carbono; e em que o composto de boro é selecionado do grupo que consiste em ácido bórico, bórax e combinações dos mesmos.
2. Complexo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que R1 e R2 são grupos metila.
3. Complexo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que m e n são ao menos 12 e não mais que 24.
4. Complexo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que m e n são ao menos 16 e não mais que 20.
5. Complexo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que m e n são 18.
6. Complexo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto de boro é ácido bórico.
7. Complexo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto de boro é bórax.
8. Composição CARACTERIZADA pelo fato de que compreende água, ao menos uma enzima e o complexo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.
9. Composição, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a razão molar entre o composto de boro e o poliéter silano é de 90:10 a 30:70.
10. Composição, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a razão molar entre o composto de boro e o poliéter silano é de 70:30 a 40:60.
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