CH621040A5

CH621040A5 - Process for the preparation of an antimicrobial composition and its use

Info

Publication number: CH621040A5
Application number: CH1334976A
Authority: CH
Inventors: Michael Howard West; Fritz John Nagel
Original assignee: Chapman Chem Co
Priority date: 1975-10-24
Filing date: 1976-10-21
Publication date: 1981-01-15
Also published as: FR2328481A1; OA05460A; CA1115205A; IN145040B; AR223953A1; GR65588B; PT65735A; ATA788376A; ES452679A1; JPS5257327A; NL7611750A; BE847405A; PT65735B; IT1202352B; NO763453L; SE7611699L; NO156672C; AU1893876A; FR2328481B1; ZA766268B

Description

La présente invention concerne un procédé pour la préparation d'une composition antimicrobienne efficace sur une grande variété de micro-organismes et, dans une réalisation préférée, elle se rapporte à la préparation d'une telle composition peu toxique vis-à-vis des animaux et des végétaux.

On dispose d'un tel produit en formulant un composé aryle disubstitué dans lequel le premier substituant est un groupe oléophile susceptible de pénétrer dans les couches lipoïdes des microcellules, et le second substituant est un groupe hydrophile auquel est relié, par coordination, un agent antimicrobien. En coordonnant l'agent antimicrobien au composé aryle disubstitué, on observe un effet synergique se traduisant par une augmentation notable de l'activité microbicide de l'agent antimicrobien, qui est bien supérieure à celle que pourraient justifier toutes les propriétés antimicrobiennes du composé aryle disubstitué. Comme l'agent antimicrobien est relié par coordination au substituant hydrophyle, il est solubilisé sur une base moléculaire. L'agent antimicrobien étant ainsi relié au composé aryle, il peut être transporté avec celui-ci et être prêt à entrer dans une cellule lorsque la membrane de protection de celle-ci est rompue sous l'attaque combinée des composants hydrophile et oléophile du composé aryle.

Cette liaison de coordination entre le composé aryle disubstitué et l'agent antimicrobien peut être brisée par des moyens classiques, notamment par la formation d'un composé insoluble ou non ionisable à partir de l'un des deux composés. Il est parfois souhaitable de parer à une telle rupture de la liaison par une méthode telle qu'un ajustement de pH ou la chélation d'ions indésirables.

Pour protéger certains substrats, il peut cependant être réellement avantageux de permettre la rupture de la liaison de coordination pendant ou après le traitement du substrat. C'est ce qui arrive dans le traitement du bois par exemple, de telle sorte que lorsque l'agent antimicrobien est déposé dans le bois, il passe d'un état soluble à insoluble dans l'eau, en conservant ainsi une activité résiduelle élevée. Dans ce cas, la liaison de coordination initiale est très utile en permettant le dépôt, à l'intérieur du bois et sur celui-ci, de l'agent antimibrobien sous forme moléculaire.

Le substituant oléophile de la composition selon l'invention doit présenter une compatibilité stéréochimique avec la structure de la membrane semi-perméable de la cellule. Une structure courante satisfaisant à ce critère est celle d'un hydrocarbure à chaîne droite pratiquement non substitué et dont la longueur est notable par rapport à l'épaisseur de la paroi cellulaire. Il faut en général une chaîne alkyle d'au moins 6 atomes de carbone. Par ailleurs, cette chaîne alkyle ne doit pas être trop longue. Comme le domaine de mobilité d'une chaîne alkyle augmente avec sa longueur, des chaînes alkyle commencent à se mettre en hélice au-delà d'une certaine longueur. Lorsque cet enroulement est important, cela peut provoquer un encombrement stérique et rendre difficile l'imprégnation de la paroi cellulaire. Bien que la longueur maximale de la chaîne alkyle ne puisse être déterminée qu'en fonction d'un milieu donné et d'une structure cellulaire spécifique, on estime qu'une chaîne alkyle de plus de 18 atomes de carbone, et plus particulièrement de plus de 24 atomes de carbone, perd son efficacité pour pénétrer dans la paroi cellulaire.

Les groupes alkyle préférés selon l'invention ne sont.pas trop ramifiés ou substitués, dans la mesure où cela conduit à un certain encombrement stérique. Néanmoins, quelques substituants, tels que du chlore, peuvent améliorer les propriétés oléophiles de la charge façonnée et être avantageux. On a également observé que la substitution par le chlore peut permettre l'utilisation de chaînes alkyle plus courtes.

Il est bien entendu qu'aucune définition stricte concernant la longueur, la composition et la configuration du groupe oléophile ne peut être fournie, puisque ces paramètres doivent être ajustés en fonction des espèces microbiennes des bactéries et champignons à contrôler.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

621 040

Le substituant hydrophile du composé aryle doit être capable de former une solide liaison de coordination avec l'agent antimicrobien. Il n'existe pas un grand choix de substituants hydrophiles capables de former une bonne liaison avec un composé ayant des propriétés microbicides, et les radicaux sulfo et hydroxyle sont deux des groupes les plus efficaces et d'accès facile du point de vue chimique.

A titre de composé aryle préféré, utiliser le benzène semble le plus efficace; le naphtalène est aussi possible, mais peut-être moins avantageux. Des composés aryle comprenant plus de deux structures cycliques peuvent perdre leur efficacité pour plusieurs raisons, et entre autres parce que leur dimension devient importante par rapport à celle du substituant oléophile et tend à provoquer un encombrement stérique, ce qui gêne le substituant oléophile pour pénétrer à travers la paroi du micro-organisme. Bien que cela ne soit pas essentiel, la présence de substituants secondaires sur le groupe aryle peut parfois se révéler avantageuse, en particulier si ces substituants sont capables d'attirer des électrons pour renforcer la liaison de coordination entre le substituant hydrophile et l'agent antimicrobien. De tels substituants sont par exemple:

-N02, — CN et -CHO.

Les substituants accepteurs d'électrons doivent être utilisés modérément et avec discrétion, si l'on veut éviter la surcharge de la structure cyclique du composé aryle.

La présente invention concerne un procédé de préparation d'une composition antimicrobienne, caractérisé en ce qu'on ajoute 1 à 10 parties en poids d'un agent antimicrobien à 5 à 83 parties en poids d'un composé aryle disubstitué portant un groupe alkyle oléophile ayant jusqu'à 24 atomes de carbone, et un groupe hydrophile ou sulfo et 1 à 50 parties en poids d'un solvant polaire organique soluble dans l'eau, pour relier par coordination l'agent antimicrobien au groupe hydrophile et effectuer la solubilisation de cet agent. L'agent antimicrobien doit former une liaison de coordination avec le substituant hydrophile suffisamment stable pour que le composé puisse être mis en solution et être efficace dans la mise en œuvre de l'invention.

L'agent antimicrobien peut être choisi parmi : 2-(4-thiazolyl)benzimidazole ; cis-N-(trichlorométhyl)thio-4-cyclohexane-

1,2-dicarboximide ;

diiodométhylparatolylsulfone ; parachlorophénoldiiodométhylsulfone; 2-n-octyl-4-isothiazoline-3-one ;

2-benziisothiazoline-3-one ;

un chélate métallique de 8-hydroxyquinoléine.

Un avantage de l'invention est que l'on peut rendre plus efficaces des agents antimicrobiens peu toxiques vis-à-vis des animaux et des végétaux en les traitant selon l'invention, ce qui accroît fortement leur utilité. Parmi de tels agents, on peut citer notamment les chélates métalliques de la 8-hydroxyquinoléine (oxine) et en particulier l'oxinate ou 8-quinoléinolate de cuivre (appelé par la suite Cu-8-Q). On donne ci-après une liste de plusieurs quinoléinolates métalliques d'efficacité relative décroissante: oxinate de mercure, cuivre, cadmium, nickel, plomb,

cobalt, zinc, fer, calcium.

L'aluminium et l'étain sont également intéressants.

Les imidazoles et les thiazoles sont aussi efficaces en tant qu'agents antimicrobiens lorsqu'ils sont coordonnés avec les compositions aryle substituées selon l'invention. Un microbicide particulièrement actif est un benzimidazole commercialisé par Riedel-de-Haen AG de Seelze/Hanovre, Allemagne de l'Ouest, sous la dénomination Mergal BCM, que l'on suppose être le 2-(méthoxycarbamoyl)benzimidazole.

Les exemples suivants illustrent des compositions microbicides efficaces préférées selon l'invention, dans lesquelles le composé aryle est constitué par l'acide dodécylbenzènesulfonique

(ADDBS) et le microbicide est le CU-8-Q. Le substituant oléophile du noyau benzénique de l'ADDBS est une chaîne alkyle d'environ 12 atomes de carbone et le substituant hydrophile est le groupe sulfo. La chaîne hydrocarbonée oléophile sur l'ADDBS est pratiquement un tétramère du propylène et elle comprend généralement de 11 à 13 atomes de carbone, selon les disponibilités industrielles. L'ADDBS le plus courant est à chaîne droite, mais il est parfois ramifié (ce qui correspond aux ADDBS tendre et dur respectivement) ; tous deux sont efficaces dans le procédé de l'invention.

Le Cu-8-Q mis en œuvre dans les exemples est préparé par la réaction de la 8-hydroxyquinoléine avec un composé de cuivre tel que l'hydroxyde cuivrique (hydrate de cuivre).

On utilise, avec le mélange d'ADDBS et de Cu-8-Q, un diluant qui sert non seulement d'agent réducteur de viscosité, mais qui aussi, pense-t-on, permet l'ionisation de l'acide alkylbenzènesulfo-nique pour réaliser la mise en solution complète du composé. On a constaté que la solubilisation totale selon la mise en œuvre préférée est plus facilement effectuée à l'aide d'un solvant organique extrêmement polaire, miscible dans l'eau. On peut utiliser à ce propos des diluants tels que le méthanol, l'éthanol, l'isopropa-nol, le n-butanol, le diméthylformamide, la N-méthyl-2-pyrroli-done, l'éthylèneglycol, l'eau, le propylèneglycol, le solvant Stod-dard et le toluène.

En gros, pour une partie en poids de 8-quinoléinate métallique, il est préférable d'employer de 5 à 50 parties en poids d'ADDBS et de 1 à 50 parties en poids de diluant polaire. Une composition particulièrement préférée selon l'invention renferme 2 à 10 parties de Cu-8-Q, 25 à 83 parties d'acide alkylbenzènesul-fonique et de 15 à 35 parties en poids de diluant pour 100 parties en poids du concentré. Une composition spécifique produite selon le procédé qui caractérise l'invention contient environ 5 parties en poids de Cu-8-Q, environ 64 parties en poids d'ADDBS et environ 31 parties en poids de méthanol. De plus, il est utile d'ajouter de petites quantités, par exemple 5% en poids, d'éthylèneglycol pour améliorer la durée de conservation du produit.

On peut produire les compositions selon le procédé qui caractérise l'invention en mélangeant le diluant avec l'ADDBS, puis on introduit dans ce mélange le quinoléinate en agitant. Le mélange peut s'accompagner d'un dégagement de chaleur exothermique de réaction qui accélère la mise en solution des composants.

Dans une variante, on prépare le concentré en faisant d'abord réagir l'hydroxyde de cuivre avec un mélange de méthanol et de ADDBS pour former un sel métallique. On introduit alors la 8-hydroxyquinoléine en agitant pour former le chélate métallique.

Les concentrés ainsi préparés sont dilués, de préférence avec de l'eau, à un degré pratiquement quelconque, avant d'être utilisés. On peut choisir d'autres diluants, tels que le xylène, l'isopro-panol, l'éthylèneglycol et le naphta. Les solutions diluées peuvent être appliquées selon une technique connue, telle que l'application à la brosse ou au chiffon, la pulvérisation, l'immersion.

Dans les exemples qui suivent, l'efficacité des diverses compositions est déterminée après immersion de planches de pin fraîchement débitées, pendant 10 s, dans la composition à évaluer. Les planches ainsi traitées sont placées avec une autre planche témoin non traitée dans une chambre maintenue à environ 27° C, avec une humidité relative (HR) d'environ 70%, pendant la période de temps indiquée.

On sort ensuite les planches de la chambre et on les examine à l'œil, par rapport à la planche témoin. Les résultats de l'efficacité du fongicide sont exprimés en pourcentage de l'aire superficielle totale de la planche recouverte de moisissures et de taches. Ainsi, plus le pourcentage est faible, meilleure est l'activité du fongicide.

Dans les exemples, toutes les parties sont exprimées en poids.

Exemples 1 à 3:

Pour établir les propriétés fongicides propres du CU-8-Q, on le dissout dans un acide minéral fort et dans de l'acide maléique,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

621 040

4

et l'on compare les résultats obtenus avec ceux que fournit une solution de même concentration en Cu-8-Q préparée selon le procédé de l'invention. Le concentré préparé dans chaque exemple est dilué selon un rapport de 1/400 avec de l'eau avant utilisation.

Exemple Quantité Agent solubilisant Diluant % taches de Cu-8-Q et quantité et quantité 42 j

1 10 ADDBS/50 méthanol/40 29

2 10 H2SO4 à 98%/20 eau/70 53

3 10 acide maléique/50 eau/40 58

On constate ainsi qu'une solution de Cu-8-Q dans les acides sulfurique et maléique n'est pas du tout aussi efficace que la solution dans le composé aryle disubstitué selon l'invention.

Exemples 4 à 8:

Dans ces exemples, on dissout le Cu-8-Q dans des composés très proches de l'ADDBS, qui s'en distinguent seulement par le 15 fait qu'ils ne possèdent pas de substituant oléophile ou charge façonnée.

Les données indiquées ici se rapportent au concentré. Dans tous les cas, celui-ci est dilué avec de l'eau selon le rapport de 1/400 avant de servir au traitement des spécimens d'essai.

4 5 ADDBS/64 méthanol/31 17

5 5 acide p-toluène méthanol/31 52

sulfonique/64

6 5 acide 1-naphtalène méthanol/31 74

sulfonique/64

7 5 acide benzène méthanol/31 92

sulfonique/64

8 5 acide méthane méthanol/31 62

sulfonique/64

Les résultats montrent que des composés aryle dont le seul substituant est un groupe sulfonique sont inefficaces comme fongicides. On note une certaine amélioration en substituant de plus un groupe méthyle, mais l'amélioration la plus nette apparaît si le second substituant est un groupe alkyle à 12 atomes de carbone, qui constitue une charge oléophile façonnée selon l'invention. L'acide tridécylbenzènesulfonique est également très efficace. Cependant, l'acide 4-dodécyloxydibenzènesulfonique est moins efficace, bien qu'il soit intéressant dans certains cas et compris dans la portée de l'invention.

Exemples 9 à 11:

40 Pour démontrer l'efficacité d'un fongicide préparé selon l'invention, on dilue la composition de l'exemple 4 selon un rapport de 1/200 avec de l'eau, puis l'on traite des planches que l'on compare avec celles qui sont traitées avec 3 des compositions fongicides standards d'usage courant.

Exemple % de taches et moissures en 28 j

Essai 1 Essai 2

9 Tétrachlorophénate de sodium 16,40% ' 20 7

Autres chlorophénates de sodium 4,43%

Lactate de phénylmercure 0,40%

Inertes 65,11%

Méthanol 13,66%

Dilution 1/100 dans l'eau

10 Tétrachlorophénol 34,23% 21 12 2,4,5-Trichlorophénol 1,90%

Autres phénols chlorés 9,25%

Inertes 4,6% et ADDBS 50%

Dilution 1/250 dans l'eau

11 Borax 57,0% 20 0 Pentachlorophénate de sodium 31,6%

Autres chlorophénates de sodium 4,4%

Inertes 7,0%

Dilution 170 g/1

5

621 040

Contrairement aux résultats précédents, le témoin traité avec la composition de l'exemple 4 fournit 17% de taches et moisissures dans l'essai 1 et 0% dans l'essai 2.

Exemple 12: 5

La composition suivante est préparée selon les techniques indiquées plus haut:

Hydrate de cuivre 1,70

8-Hydroxy quinoléine 4,44

ADDBS 64,81 '°

Méthanol 15,05

Isopropanol 14,00

Cette composition est diluée dans l'eau et étudiée vis-à-vis d'organismes par comparaison avec un concentré liquide de 15

tétrachlorophénate (23%) de sodium, également dilué dans l'eau, sur trois espèces de bois de charpente vert: sapin de Douglas,

sapin Amabilis et pin Ponderosa. Les organismes utilisés sont:

Cephaloascus fragrans Moisissure brune qui infeste certaines espèces de bois.

Trichoderma virgatum Moisissure commune.

Spores mélangés Association de deux moisissures

(Pénicillium sp. et Aspergillis niger) et d'un champignon (Ceratocystis pilifera) qui provoque une coloration bleue dans le bois.

Les échantillons de bois fraîchement débités sont immergés (15 s) dans les fongicides étudiés; puis on leur inocule des suspensions de spores des champignons indiqués plus haut. Les planches d'essai ainsi que des planches témoins non traitées sont alors placées dans une chambre humide et chaude pendant 4 semaines. Les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau suivant,

dans lequel :

A = sapin de Douglas 0 = aucun développement des B = sapin Amabilis organismes

C = pin Ponderosa l = aucun développement pendant

2 semaines

2 = développement moyen

3 = fort développement en 4 semaines 4=fort développement en 2 semaines

Dilution C. fragrans T. virgatum Spores

à l'emploi mélangés

A

B

C

A

B

C

A

B

C

Composition de tétrachlorophénol

1/100

4

0

3

4

Composition de l'exemple 12

1/240

2

0

1

3

0

4

3

4

Composition de tétrachlorophénol

1/50

2

0

4

0

1

3

2

4

Composition de l'exemple 12

1/120

0

1

3

0

1

2

Composition de tétrachlorophénol

1/25

2

3

0

1

0

3

Composition de l'exemple 12

1/60

0

1

0

Composition de tétrachlorophénol

1/12,5

0

1

0

0 .

0

2

Composition de l'exemple 12

1/30

0

Témoins (pas de traitement)

4

3

4

La composition de chlorophénol ci-dessus est du type utilisé habituellement pour maîtriser les moisissures et les taches de sève sur le bois de charpente vert. Dans le cas des espèces de bois testées, on remarque cependant que les compositions de chlorophénol contrôlent médiocrement le développement de C. fragrans, si bien qu'on utilise couramment des fongicides à base de mercure (comme l'acétate de phénylmercure), en association avec le chlorophénol, pour obtenir le contrôle voulu. Cependant, la composition de l'exemple 12 assure sans aucun doute un contrôle supérieur de C. fragrans.

Exemples 13 à 17:

Pour mettre en évidence les propriétés fongicides de divers 8-quinoléinolates métalliques, on prépare des solutions avec 5 parties des 8-quinoléinolates indiqués ci-après, 64 parties d'ADDBS et 31 parties de méthanol:

Exemple

Quinoléinolate de

% taches en 28 j

13

Cuivre

17

14

Etain

20

15

Aluminium

28

16

Nickel

39

17

Zinc

46

On peut également préparer les 8-quinoléinolates métalliques précédents en faisant réagir l'oxine in situ avec un métal approprié, dans le milieu de réaction formé par l'ADDBS/méthanol.

40 Exemple 18:

On prépare une composition fongicide de Cu-8-Q avec des composés aryle substitués de type alkylphénol, pour montrer l'efficacité de la présence du groupe hydroxyle à la place du groupe sulfo comme substituant hydrophile. La composition 45 comprend:

Hydroxyde cuivrique 1,4

8-Hydroxyquinoléine 4,1

Nonylphénol 74,5

Naphta aromatique lourd 20,0

50 Le mélange des ingrédients ci-dessus est chauffé à 82e C jusqu'à ce qu'il se forme in situ une solution complète du Cu-8-Q de 5% à 0,25% par dilution avec de l'essence minérale.

De la toile à voile de coton (280 g) est traitée à refus par immersion dans la solution d'essai, puis séchée et enfouie dans du 55 fumier de mouton saturé d'eau. Par ailleurs, du tissu témoin ainsi que du tissu traité avec une composition industrielle de Cu-8-Q (Cunilate 2174) en solution dans de l'acétate de nickel et de Tacile 2-éthylhexoïque contenant 0,25% de Cu-8-Q dans un véhicule d'essence minérale, sont ensevelis dans du fumier. Après une 60 période de 28 j à 24° C, on retire le tissu, on le lave et on évalue sa perte de solidité. On obtient les résultats suivants :

Perte de solidité

65

Tissu non traité

très grande

Composition de l'exemple nulle à très faible

Cunilate 2174

modérée

621 040

6

Exemple 19:

Un autre essai montre l'efficacité considérable de la composition de l'exemple 18 vis-à-vis du Lenzites trabea, champignon largement répandu provoquant la putréfaction destructrice du bois, en particulier dans des lieux situés au-dessus du sol, où très peu de types de tels champignons peuvent résister aux températures élevées rencontrées. La méthode d'essai utilisée est celle d'un test standard industriel, le Soil Block Test M-l-70 de la National Woodwork Manufacturera' Association. Elle consiste à imprégner à saturation des tronçons de pin Ponderosa avec la solution fongicide d'essai dans du toluène. Après séchage, le bois est soumis à un lessivage sévère à l'eau, puis il est séché à nouveau et ensemencé par une culture de champignon Lenzites trabea. A la fin de la période d'essai on évalue la perte de poids des tronçons de bois, ce qui fournit une indication du degré de destruction du bois.

Perte de poids

Exemple 18

0,028% de Cu-i i-Q

15,0%

Exemple 18

0,065% de Cu-i

5-Q

5,6%

Cunilate 2174

0,093% de Cu-i

5-Q

21,9%

Il est donc évident que la composition selon l'invention utilisée dans cet essai protège bien mieux le bois.

Ce type de composition selon l'invention peut être dilué dans du xylène, du benzène, du toluène, du solvant Stoddard, des naphtas et des huiles lourdes de pétrole. En général, des solvants plus fortement aromatiques fournissent une meilleure stabilité de la solution, c'est-à-dire que le Cu-8-Q ne précipite pas. On augmente la stabilité de la solution en accroissant le rapport alkyl-phénol sur Cu-8-Q et/ou en augmentant le rapport alkylphé-nol/composition de Cu-8-Q sur solvant et/ou diluant dérivés de pétrole.

De façon générale, on préfère les alkylphénols liquides à la température ambiante, en particulier le nonyl et le dodécylphénol, qui sont relativement peu coûteux et disponibles industriellement.

Pour que ce type de composition repousse davantage l'eau, on peut incorporer des cires et certaines résines, telles que certaines résines de type ester de colophane ou de silicone, ou prendre toute autre mesure connue de l'homme de l'art.

Exemples 20 à 22:

Pour mettre en évidence l'effet de synergie très réel obtenu grâce à l'invention, on soumet le Cu-8-Q et l'ADDBS séparés,

puis ensemble, à des essais permettant de déterminer leur aptitude à contrôler les moisissures et les taches de sève sur du bois de charpente fraîchement débité.

Exemple

Composition

% moisissures en 28 j

20

Dispersion aqueuse de 0,025% de

Cu-8-Q

89

21

Solution aqueuse de 0,035%

d'ADDBS

49

22

Mélange des solutions des exemples

20 et 21 *

6

* Agité pendant 30 à 60 mn avant utilisation, pour permettre la formation de la liaison de coordination entre le Cu-8-Q et l'ADDBS.

Exemples 23 à 31 :

Pour montrer davantage l'efficacité des compositions antimicrobiennes préparées selon la présente invention, on réalise plusieurs essais avec l'ADDBS comme composé aryle substitué, lié par coordination avec les divers agents antimicrobiens indiqués ci-dessous. On prépare des solutions diluées à 1/200 dans l'eau à partir de concentrés contenant 65 parties d'ADDBS, 30 parties de méthanol et 5 parties de l'agent antimicrobien. Des planches d'essai de pin vert fraîchement débitées y sont plongées. On évalue ensuite l'importance des taches et des moisissures après un séjour de 30 j dans la chambre d'essai décrite plus haut.

Exemple Agent antimicrobien % moisissures et taches

. 23

Cu-8-Q

3

24

2-(4-thiazolyl)benzimidazole

14

25

cis-N-(trichlorométhyl)thio-

4-cyclohexane-l ,2-dicarboximide

23

26

diiodométhylparatolylsulfone

8

27

parachlorophénoldiiodométhylsul-

fone

6

28

2-n-octyl-4-isothiazoline-3-one

10

29

2-benzisothiazoline-3-one

14

30

2-(méthoxycarbamoyl)benzimidazole

2

31

8-hydroxyquinoléine

10

Dans certains cas, il peut être avantageux d'inclure d'autres agents antimicrobiens dans une composition donnée, pour en augmenter le spectre d'activité antimicrobienne. Ces agents supplémentaires ne doivent pas forcément appartenir au type décrit plus haut. Par exemple, lorsque l'on traite du bois de charpente vert pour empêcher la formation de taches de sève ou de moisissures, il est parfois intéressant, pour obtenir une protection plus complète, d'inclure dans la composition selon l'invention un chlorophénol tel que le pentachlorophénol, le tétrachlorophénol ou le 2,4,5-trichlorophénol. On a constaté avec surprise que dans le cas où l'on ajoute un certain nombre d'insecticides bien connus aux compositions solubles dans l'eau de l'invention, l'insecticide est solubilisé, et il le reste quand on procède à une dilution avec de l'eau avant emploi. Des insecticides se comportant ainsi sont par exemple :

0,0-Diméthyl-S-(l ,2-dicarbéthoxyéthyl)phosphoroditionate ;

l,2,4,5,6,7,8,8-Octachloro-2,3,3a,4,7,7a-hexahydro-4,7-méthano-indane;

1,1,1 -Trichloro-2,2-bis-(p-méthoxyphényl)éthanol ;

1 -Napthyl-N-méthylcarbamate.

Ces insecticides, largement utilisés, ont jusqu'à maintenant été disponibles uniquement sous des formes insolubles dans l'eau, comme des poussières, des poudres mouillables et des concentrés émulsifiables. Qu'ils soient disponibles sous forme de vraies solutions dans l'eau constitue un avantage considérable en ce qui concerne la manipulation, le mélange, la stabilité et la régularité d'application.

Exemple 32:

Certaines compositions selon l'invention assurent une activité insecticide inattendue par rapport à des compositions de Cu-8-Q solubilisées classiques et à un insecticide connu, le pentachlorophénol. Dans un test d'ensevelissement dans le sol, à Memphis, Tennessee, les compositions suivantes sont évaluées sur des termites :

a)

Composition de l'exemple 12, diluée dans l'eau à 0,25%

de Cu-8-Q.

b)

Composition de l'exemple 18, diluée dans de l'essence

minérale à 0,25% de Cu-8-Q.

c)

Cunilate 2174, dilué dans de l'essence minérale à 0,25%

de Cu-8-Q.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

621 040

d) Solution de pentachlorophénol à 5,0% dans de l'essence minérale contenant 4% d'éther de propylèneglycol pour assurer une solubilité suffisante du pentachlorophénol et éviter la sublimation hors du bois.

Des piquets secs de pitchpin du sud, de 61 cm de long et de section carrée de 2 cm de côté, sont immergés dans les solutions d'essai. Après cette imprégnation, ils sèchent pendant une semaine puis ils sont enterrés à une profondeur de 30 cm dans le sol, pendant 15 mois. On observe alors les résultats suivants:

Prise de

* Effet

Traitement solution sur des

(kg/m3)

termites

Aucun (piquet témoin)

36

Exemple 12

28,67

83

Exemple 18

18,10

80

Solution de pentachlorophénol à

5%

20,50

84

Cunilate 2174

20,18

56

* Effet sur les termites:

0=piquets complètement détruits,

100 = piquets intacts.

Les deux compositions selon l'invention assurent un contrôle des termites pratiquement égal à celui qu'exerce la solution de pentachlorophénol, et nettement supérieur à celui du Cunilate 2174 aussi bien qu'au résultat qu'on constate sur les piquets témoins.

Exemple 33 :

On prépare la composition suivante selon les procédures indiquées plus haut:

Hydroxyde cuivrique 0,70

8-Hydroxyquinoléine 2,08

Isopropanol 32,00

ADDBS 40,00

Eau déminéralisée 25,22

On l'évalue en tant que germicide selon la méthode de dilution AOAC, «Use Dilution Method» (12e éd., 1975); on effectue la dilution dans de l'eau distillée et l'on utilise dix supports annulaires par organisme (mis en incubation à 27° C pendant 48 h). Après 10 mn de contact à 20° C, on obtient les résultats indiqués dans le tableau ci-dessous. Dans ce tableau, A = sous-culture et B = sous-culture secondaire.

Dilution Négatif Positif à l'emploi

A

B

A

B

Staphylococcus aureus

1/500

10

0

Salmonella cholerasuis

1/500

10

0

Pseudomonas aeruginosa

1/400

10

0

Aerobacter aerogenes

1/500

10

0

La dose létale aiguë (DL50), calculée pour la composition précédente avant dilution dans l'eau à l'emploi, est de 4160 mg/kg de poids corporel (rat, administration orale). L'E.P.A. (United States Environmental Protection Agency, Ministère de la protection de l'environnement des U.S.) exige l'élimination en 10 mn des trois premières espèces pathogènes, pour que le produit puisse être vendu en tant que germicide pour hôpitaux. Le quatrième organisme est une cause majeure de la présence des vases dans des systèmes d'eau de refroidissement recyclée et dans des fabriques de papier et de pulpe, ce qui montre l'intérêt de la composition pour combattre la formation de vases.

.Exemple 34:

On évalue l'activité fongicide de la composition de l'exemple 33, selon les méthodes agréées par l'AOAC, vis-à-vis de l'Aspergillis niger (moisissure noire largement répandue) et du Trichophyton mentagrophytes (connu comme étant la cause du pied d'athlète) :

Aspergillus niger. Dilution utilisée: 1/200 dans de l'eau distillée — pas de développement après 10 mn d'exposition. Trichophyton mentagrophytes. Dilution utilisée: 1/750 dans de l'eau distillée — pas de développement après 10 mn d'exposition.

On obtient des résultats similaires en utilisant plutôt le 8-quinoléinolate de zinc ou d'aluminium dans la composition de cet exemple. On fait alors réagir l'oxyde de zinc et l'hydroxyde d'aluminium respectivement avec la 8-hydroxyquinoléine.

Exemple 35:

Hydroxyde cuivrique 0,70

8-Hydroxyquinoléine 2,08

Nonylphénol-OE, tensio-actif* 20,00

ADDBS 45,00

Isopropanol 15,000

Eau distillée 17,22

* 1 mol de nonylphénol pour 6 mol d'oxyde d'éthylène.

On prépare la composition selon la méthode décrite plus haut et on évalue son efficacité vis-à-vis du protozoaire cilié et de deux types de virus. On obtient les résultats suivants :

Essais d'hémagglutination :

Virus

Non

Titre EH

Traité

traité

Traité

(1/200)*

(1/50)*

Adénovirus

128

0

Virus de la maladie de Newcastle

512

0

* Les produits obtenus par dilution des compositions au 1 /50 et au 1/200 dans l'eau sont mis au contact des suspensions de virus pendant 15 mn.

Le titre EH est une mesure du nombre de particules infectieuses de type virus, présentes dans la suspension d'essai.

Essais sur plaque :

Selon la prodécure indiquée plus haut, les suspensions de virus non traitées renferment 6,4 x 104 pfu/ml de particules d'Adénovi-rus et 21 x 105 pfu/ml de particules de virus de la maladie de Newcastle, respectivement. Après le traitement avec les compositions diluées à 1/50 et 1/200, on obtient des valeurs de 0pfu/ml. Une unité pfu représente une particule de virus infectieuse, et une valeur de Opfu correspond à une inactivation totale du virus infectieux.

Inhibition de protozoaire:

L'inhibition du développement du protozoaire cilié (Tetrahy-mena) dans de l'eau de mare est obtenue avec une concentration de 6 ppm de composition d'essai, après des durées de contact de 6 et 72 h. La valeur de 6 ppm représente la CIM (concentration inhibition minimale).

Ces données illustrent la grande efficacité de la composition vis-à-vis des organismes testés.

• Exemple 36:

Les compositions selon l'invention permettent de maîtriser un certain nombre de maladies des végétaux et des cultures, ainsi que le montre la composition suivante :

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65'

621 040

Hydroxyde cuivrique 1,70

8-Hydroxyquinoléine 4,44

Isopropanol 35,00

ADDBS 58,86

A) Oranges Valence :

On utilise une dilution au 1/100 dans l'eau pour une récolte de fruits que l'on trempe dans cette solution pendant 2 mn. On étudie son efficacité vis-à-vis de la pourriture de l'extrémité de la tige due au Phomopsis et de la pourriture due au Diplodis. Après 3 semaines à 21 C, on note les pourcentages de pourriture suivants :

Témoin (oranges non traitées) 9,5%

Oranges traitées 5,3%

B) Sucre de canne :

On effectue un essai d'ensemencement sur gélose en présence du Ceratocystis paradoxa (qui provoque la pourriture des graines) avec une composition diluée au 1/1000 dans l'eau (100 ppm). A la concentration de 100 ppm, on observe une zone d'inhibition de 3,0 mm.

C) Pêchers:

On les traite contre le Taphrina deformans (qui provoque la cloque du pêcher) avec une composition diluée au 1/400 dans l'eau. On pulvérise cette dilution à 2 reprises éloignées de 2 semaines, sur 4 arbres d'essai. Trois mois plus tard, on évalue les cloques sur 100 feuilles de chaque arbre:

Feuilles traitées 13,5% de cloque

Feuilles non traitées (témoins) 100 % de cloque

D) Coton:

On évalue in vitro l'efficacité contre six champignons et une bactérie (Xanthomonas malvecearum) qui sont associés à une maladie des graines ou jeunes plantes de coton ou d'autres plantes. On utilise les compositions N051 et 2 suivantes

Composition N° 1 :

Hydroxyde cuivrique 1,70

8-Hydroxyquinoléine 4,44

Méthanol 4,00

Isopropanol 30,86

ADDBS 59,00

Composition N° 2:

Hydroxyde cuivrique 2,80

8-Hydroxyquinoléine 8,20

Méthanol 4,00

Isopropanol 26,00

ADDBS 59,00

Les deux compositions sont préparées suivant les procédés décrits plus haut.

On obtient,les résultats suivants, exprimés par la dilution, ou concentration en parties par million (ppm) de la composition d'essai dans l'eau, et par l'inhibition relative de développement obtenue pour chaque organisme testé.

Dans ce tableau :

0 = aucune inhibition apparente

1 = légère inhibition

2=inhibition considérable (faible développement)

3 = inhibition totale (pas de développement)

Composition N" 1

Organismes testés Concentrations (ppm)

0

1

5

25

100

500

1000

Pythium ultimum (41 B)

0

1

2

3

R. Solani (1D)*

0

1

2

3

Fusarium (4A)

0

3

Fusarium (4D)

0

1

2

3

Fusarium roseum (4C)

0

1

2

3

C. gossypii (35A)**

0

1

2

X. malvacearum (2A)***

0

2

3

* Rhizotonia ** Colletotrichum *** Xanthomonas

Composition N" 2

Organismes testés Concentrations (ppm)

0

1

5

25

100

500

1000

Pythium ultimum (41 B)

0

1

2

R. solani (1D)

0

1

2

Fusarium (4A)

0

1

2

Fusarium (4D)

0

1

2

Fusarium roseum (4C)

0

2

C. gossypii (35A)

0

2

X. malvacearum (2A)

0

1

2

Dans le cadre de l'invention, on peut modifier les compositions décrites afin d'améliorer leur efficacité ou de faire varier leurs propriétés physiques pour satisfaire aux impératifs et conditions d'applications particulières. Par exemple, on peut non seulement faire varier les quantités relatives des substances utilisées, mais aussi ajouter des agents thixotropes, assainissants, détergents, des agents empêchant le redépôt des souillures, des filmogènes, ou tous autres additifs utiles.

Utilisées à des concentrations élevées, certaines compositions selon l'invention, comme en particulier les acides arylsulfoniques, irritent la peau, mais cet inconvénient peut être évité dans une large mesure et de diverses manières, notamment par incorporation de petites quantités d'un produit à base de polyvinylpyrroli-done ou de nonylphénoloxyde d'éthylène aux compositions selon l'invention.

Des décolorations de substrats peuvent se produire, mais ce fait peut souvent être évité par traitement du substrat traité, tel que le bois, avec une solution aqueuse de phosphate monocal-cique. Un noircissement peut aussi apparaître à la suite d'une réaction chimique, comme avec le fer, et des inhibiteurs de corrosion peuvent être incorporés avec profit aux compositions selon l'invention.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

R

Claims

621 040

1. Procédé de préparation d'une composition antimicrobienne, caractérisé en ce qu'on ajoute 1 à 10 parties en poids d'un agent antimicrobien choisi parmi :

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme l'agent antimicrobien en faisant réagir un sel métallique, oxyde ou hydroxyde avec la 8-hydroxyquinoléine.

2-benziisothiazoline-3-one ;

ou un chélate métallique de 8-hydroxyquinoléine, à 5 à 83 parties en poids d'un composé aryle portant un groupe alkyle oléophile ayant jusqu'à 24 atomes de carbone et un groupe hydrophile hydroxyle ou sulfo, et de 1 à 50 parties en poids d'un solvant polaire organique soluble dans l'eau, pour relier par coordination l'agent antimicrobien ou groupe hydrophile et effectuer la solubi-lisation de l'agent antimicrobien.

2-dicarboximide;

diiodométhylparatolylsulfone ; parachlorophénoldiiodométhylsulfone; 2-n-octyl-4-isothiazoline-3-one;

2-(4-thiazolyl)benzimidazole ; cis-N-(trichlorométhyl)thio-4-cyclohexane-l,

2

REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que cette réaction a lieu in situ dans la composition antimicrobienne.

4. Procédé selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le métal est le mercure, le cuivre, le cadmium, le nickel, l'étain, l'aluminium ou le zinc.

5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on forme l'agent antimicrobien en faisant réagir le sel métallique, oxyde ou hydroxyde avec la 8-hydroxyquinoléine dans le diluant polaire et qu'on ajoute le composé aryle au mélange réactionnel.

6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on fait réagir le sel métallique, l'oxyde ou l'hydroxyde avec le composé aryle, puis que l'on ajoute la 8-hydroxyquinoléine au mélange réactionnel.

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe alkyle a six atomes de carbone au maximum et porte un atome de chlore.

8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe alkyle est essentiellement un groupe alkyle à chaîne droite.

9. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la composition comprend un acide alkyl-(C6 à Cig)-benzène sulfo-nique relié par coordination à un chélate métallique d'oxine.

10. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la composition comprend un phénolalkyl-(C6 à Ci s) substitué relié par coordination par le groupe hydroxyle dudit phénole audit chélate métallique d'oxine.

11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe aryle est le groupe phényle ou naphtyle.

12. Procédé selon l'une des revendication 1 à 11, caractérisé en ce que le diluant polaire est le méthanol, l'éthanol, l'isopropa-nol, le n-butanol, le diméthylformamide, la N-méthyl-2-pyrroli-done, l'éthylèrieglycol, le propylèneglycol ou l'eau.

13. Utilisation des compositions obtenues par le procédé de la revendication 1, au contrôle du développement microbien par traitement d'une zone déterminée avec lesdites compositions concentrées ou diluées, notamment en vue de maîtriser le développement microbien même.

14. Utilisation selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'on maîtrise le développement des bactéries, champignons, algues, fungus, virus, protozoaires ou levures.

15. Utilisation selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'on traite le sol environnant le bois pour la protection du bois contre les termites et autres insectes.