Verfahren zur Herstellung von biociden Guanidinverbindungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von biociden, offenkettigen Guanidinverbindungen.
Es wurde gefunden, dass man wertvolle biocide lineare Guanidinverbindungen der Formel I
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worin A einen durch a,fl- oder a,y-Kohlenstoffatome mit den Stickstoffatomen verbundenen aliphatischen oder einen durch a,fl-Kohlenstoffatome verbundenen cycloaliphatischen Rest und R eine lipophile Gruppe von 10-16 Kohlenstoffatomen oder eine einen solchen Rest enthaltende araliphatische Gruppe bedeuten, erhält, wenn man eine Diaminoverbindung der Formel II
R-NH-A-NH2 (11) mit einem S-Alkyl- oder S-Aralkyl-isothioharnstoff unter Abspaltung des entsprechenden Mercaptans umsetzt.
In den Formeln I und II bedeutet R vorzugsweise einen Dodecyl- oder Tetradecylrest, oder einen eine solche Gruppe enthaltenden araliphatischen Rest, z. B. einen (4'-Dodecyl)-benzylrest. Erfindungsgemäss herstellbare Verbindungen, welche diese Reste enthalten, sind besonders wirksame Biocide.
Für den Rest A in den Formeln I und II kommen z. B. folgende Reste in Frage: Alkylenreste wie 1,2-Äthylen-, 1,2-Propylen-, 1,2- oder 2,3-Butylen-, 1,3-Propylen-, 2-Methyl-1,3-propylen- und Cycloalkylenreste, wie 1 ,2-Cyclopentylen- oder 1,2 Cyclohexylenreste, und deren homologe Derivate.
Als Beispiele von Verbindungen der Formel II, welche erfindungsgemäss verwendbar sind, seien folgende genannt: N-Decyl- 1 ,2-diamino-äthan,
N-Dodecyl- 1,2- diarnino-äthan,
N-Tetradecyl- 1 ,2-diaminoäthan,
N-(4'-Dodecyl)-benzyl- 1 ,2-diaminoäthan,
N-Dodecyl-l 3-diaminopropan, N-Dodecyl-1,2-diaminocyclohexan und N-Dodecyl- 1 ,2-diaminocyclopentan.
Als S-Alkyl- bzw. S-Aralkyl-isothioharnstoffe kommen z. B. folgende in Frage: S-Methyl-, 8-Äthyl-, S-Propyl- oder S-iso-Propyl-isothioharnstoff bzw.
S-Benzyl-isothioharnstoff.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wenn man beispielsweise bei Raumtemperatur 1 Mol einer N-substituierten Diaminoverbindung der Formel II und 1 Mol eines Salzes aus einem S-Alkyl- oder S-Aralkyl-isothioharnstoff in Anwesenheit einer starken Säure, wie z. B. Hydrohalogenid, umsetzt. Die Umsetzung verläuft noch besser in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Methylalkohol, wobei die Lösung gegen Ende der Reaktion bis auf etwa 800 erwärmt wird, um das abgespaltene Mercaptan auszutreiben.
Durch Zugabe äquivalenter Mengen starker Alkalien, z. B. Natrium- oder Kaliumalkoholat, zum Hydrohalogenid des offenkettigen Guanidins erhält man dann die freien Basen der Formel I. Es ist jedoch von Vorteil, die Guanidinverbindungen in Form ihrer Salze, z. B. in Form ihrer Hydrochloride, aufzubewahren und zu verwenden.
Die erfindungsgemäss herstellbaren offenkettigen Guanidinverbindungen sind farblose bis schwach gefärbte, kristalline bis wachsartige, lichtbeständige Substanzen, die in Form ihrer Salze mit Säuren wasserlöslich sind. Die Verbindungen sind wertvolle biocide Mittel, die sich durch grosse Wirkungsbreite und gute bakterizide Wirkung auszeichnen. Sie sind auch algizid wirksam. Die Mittel können für sich allein, in Lösung oder in Mischung mit andern biociden Stoffen sowie mit inerten Träger- oder Füllstoffen, Salbengrundlagen, Cremen usw. gebraucht werden. Sie finden Verwendung in den verschiedensten Applikationsgebieten. So sind sie z. B. in der Human- und Veterinärmedizin gut brauchbare, desinfizierende und antiseptische Mittel, da sie gute bis sehr gute Wirksamkeit gegen Staphylokokken, Coli-, Typhus-, Paratyphus- und Enteritisbazillen zeigen.
Dank der guten Wasserlöslichkeit ihrer Salze mit Säuren können die neuen Verbindungen mit Vorteil auch zur desinfizierenden und antiseptischen Ausrüstung von Textilien, beispielsweise Wolldecken, Restaurations- und Hotelwäsche, verwendet werden.
Textilgewebe, welches mit einer 1- bis 26/eigen wässrigen Lösung von erfindungsgemässen Verbindungen behandelt wird, ist nach dem Trocknen nicht nur keimfrei, sondern es zeigt auch eine gewisse Dauerwirkung in bakteriostatischer Hinsicht. So behandelte Textilien weisen nach längerer Lagerung oder Belichtung keine Vergilbungserscheinungen auf.
Die erfindungsgemäss herstellbaren Produkte können auch in organischen Lösungsmitteln zur Trockenreinigung von Textilien verwendet werden. Ferner können sie zur Raumdesinfektion dienen, wobei man sie vorteilhaft in Form von Sprays und Aerosolen anwendet. Sie können auch zur Desinfektion von Geräten und Einrichtungsgegenständen im Haushalt oder in Lebensmittel- und Fermentationsbetrieben dienen. Schliesslich sei als weiteres Anwendungsgebiet die Kosmetik genannt, wo man die Mittel z. B. in Salben und Cremen verwendet.
In den folgenden Beispielen sind die Teile als Gewichtsteile verstanden, und die Temperaturen sind in Celsiusgraden ausgedrückt. Gewichtsteile verhalten sich zu Volumteilen wie Kilogramm zu Liter.
Beispiel 1
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fl-Decylamino-äthylguanidin-hydrochlorid
In die kalte Lösung von 40 Teilen N-Decyl-1,2diamino-äthan in 100 Volumteilen Methylalkohol werden 25,3 Teile S-Methyl-isothioharnstoff-hydrochlorid eingetragen. Die Mischung wird zunächst 90 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und anschlie ssend 4 Stunden am Rückfluss gekocht. Unter Abspaltung von Methylmercaptan bildet sich das B Decylamino - äthylguanidin - hydrochlorid. Dieses wird als weisses Kristallpulver vom Zersetzungspunkt 111" erhalten, wenn man den Methylalkohol am Vakuum entfernt und den Rückstand aus Äthylacetat umkristallisiert. Das Produkt zeigt sehr gute biocide Wirkung.
So ist es beispielsweise gegen folgende Bakterien wirksam: Staphylokokken, wie Staphylococcus aureus spez., Escherichia coli, Bacillus mesenticus und Sarcina spez. Es kann darum als wirksamer Bestandteil in Desinfektionsmitteln verwendet werden, beispielsweise in Salben, Tinkturen, als Zusatz zu Reinigungsmitteln und in antiseptischen Verbandsmaterialien.
Beispiel 2
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fl-Dodecylamino-äthylguanidin-hydrojodid
Die Mischung von 45,6 Teilen N-Dodecyl-1,2- diamino-äthan, 43,6 Teilen S-Methyl-isothioharnstoffhydrojodid und 150 Volumteilen Methylalkohol wird 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann 5 Stunden am Rückfluss gekocht. Die Lösung wird nun filtriert, und anschliessend wird der Methylalkohol des Filtrates am Vakuum entfernt. Der aus Äthylacetat umkristallisierte Rückstand ist das B-Do- decylamino-äthylguanidin-hydrojodid. Es stellt ein farbloses Kristallpulver vom Schmelzpunkt 103 bis 104" dar, besitzt ähnliche biocide Eigenschaften wie das im Beispiel 1 beschriebene Guanidinderivat und kann zu denselben Zwecken wie jenes verwendet werden.
Beispiel 3
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ss-Tetradecylamino-äthylguanidin-hydrochlorid
Die Lösung von 51,2 Teilen N-Tetradecyl-1 2- diaminoäthan und 25,3 Teilen S-Methyl-isothioharnstoff-hydrochlorid in 100 Volumteilen Methylalkohol wird zuerst 2 Stunden bei Raumtemperatur und anschliessend 5 Stunden beim Siedepunkt des Lösungsmittels gerührt. Die Reaktionslösung wird zwecks Reinigung filtriert und der Methylalkohol am Vakuum abdestilliert.
Der Rückstand, welcher zur Hauptsache aus iss-Tetradecylamino- äthylguanidin- hydrochlorid besteht, wird aus Athylacetat umkristallisiert. Das ss-Tetradecylamino-äthylguanidin-hydrochlorid stellt ein farbloses kristallines Pulver vom Zersetzungspunkt 1300 dar. Es zeigt ähnliche biocide Eigenschaften wie das im Beispiel 1 beschriebene Guanidinderivat und kann zu denselben Zwecken verwendet werden.
Beispiel 4
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y-Dodecylamino-propylguanidin-hydrochlorid
48,4 Teile N-Dodecyl-1,3-diamino-propan und 25,3 Teile S-Methyl-isothioharnstoff-hydrochlorid werden in 100 Volumteilen Methylalkohol gelöst.
Diese Lösung wird 11/2 Stunden bei Raumtemperatur verrührt. Dann wird sie 5 Stunden unter Rückfluss gekocht. Beim Erkalten kristallisiert das y-Dodecylaminopropylguanidin-hydrochlorid aus. Es wird abfiltriert und aus einem Gemisch von Äthylalkohol und Äthylacetat umkristallisiert. Es stellt ein wasserlösliches, farbloses Pulver vom Schmelzpunkt 137 bis 1380 dar, zeigt ähnliche biocide Eigenschaften wie das im Beispiel 1 beschriebene Guanidinderivat und kann zu denselben Zwecken verwendet werden.
Beispiel 5
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iq-Dodecylamino-äthylguanidin-hydrochlorid
Zur Lösung von 45,6 Teilen N-Dodecyl-1,2-diamino-äthan in 80 Volumteilen Methanol werden bei 20-25 25,3 Teile S-Methyl-isothioharnstoff-hydrochlorid gegeben. Die Lösung wird 1 Stunde bei Raumtemperatur und 5 Stunden unter Rückfluss gerührt.
Dann wird der Methylalkohol am Vakuum abdestilliert. Der Rückstand wird aus Äthylacetat umlrristalii- siert, wobei das ss-Dodecylamino-äthylgu anidin-hydro- chlorid in wasserlöslichen, farblosen Kristallen erhalten wird, die bei 1150 unter Zersetzung schmelzen.
Der Stoff zeigt ähnliche biocide Eigenschaften wie das im Beispiel 1 beschriebene Produkt und kann zu denselben Zwecken verwendet werden.