CH639377A5

CH639377A5 - Bis-(5,5'-dimethyl-1,3-oxazolidin-3-yl)methan.

Info

Publication number: CH639377A5
Application number: CH271978A
Authority: CH
Inventors: Wilfried Paulus; Hermann Genth
Original assignee: Bayer Ag
Priority date: 1977-03-15
Filing date: 1978-03-13
Publication date: 1983-11-15
Also published as: BE864901A; US4166122A; IT1105163B; SE7802898L; GB1570159A; NL7802715A; FR2383945A1; IT7848402A0; DE2711106A1; FR2383945B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das neue Bis-(5,5'-dimethyl-l,3-oxazolidin-3-yl)methan, seine Herstellung io sowie ein mikrobizides Mittel, das die neue Verbindung als mindestens eine Wirkstoffkomponente enthält.

Es wurde ausserdem ein Verfahren zur Herstellung von Bis-(5,5'-dimethyl-l,3-oxazolidin-3-yl)methan gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Isopropanolamin mit ls einem Überschuss an Formaldehyd oder einer Formaldehyd abgebenden Verbindung bei erhöhter Temperatur umsetzt und dann Wasser abspaltet.

Die Herstellung des erfindungsgemässen Bis-(5,5'-dimethyl-l,3-oxazolidin-3-yl)methans kann durch die fol-20 gende Reaktionsgleichung erläutert werden:

OH

2 HBC-CH-CH2-NH2 + 3 HC

o

.H

+ 3 H2O

Als Formaldehyd abgebende Verbindungen werden beispielsweise Polymere des Formaldehyds, wie Paraformal-dehyd, eingesetzt.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird mit einem Überschuss an Formaldehyd oder einer Formaldehyd abgebenden Verbindung durchgeführt. Um eine quantitative Umsetzung des Isopropanolamins zu erzielen, setzt man zweckmässigerweise mindestens 1,5 Mol-äquivalente Formaldehyd pro Mol-äquivalent Isopropanolamin ein. Es ist selbstverständlich möglich, das erfindungsgemässe Verfahren mit einer grösseren Menge Formaldehyd bzw. Formaldehyd abgebenden Verbindungen durchzuführen. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird im allgemeinen 1,5 bis 3 Mol, bevorzugt 1,5 bis 1,7 Mol, Formaldehyd pro Mol Isopropanolamin eingesetzt.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird vorzugsweise im Temperaturbereich von 60 bis 120°C, insbesondere von 70 bis 90°C, durchgeführt.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann sowohl ohne als auch mit Lösungsmitteln durchgeführt werden. Als Lösungsmittel kommen vor allem Flüssigkeiten in Frage, die unter den Reaktionsbedingungen nicht verändert werden. Beispielsweise seien Benzol und Toluol genannt.

Die Abspaltung des Wassers kann beispielsweise durch fraktionierte Destillation oder durch azeotrope Destillation erfolgen.

Die azeotrope Destillation kann vorzugsweise mit Hilfe eines Wasserabscheiders und eines Schleppers, wie Benzol und Toluol, durchgeführt werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden:

Formaldehyd trägt man portionsweise in das Isopropanolamin ein und führt die Umsetzung bei der gewählten Reaktionstemperatur durch. Nach der Umsetzung führt man zur Wasserabspaltung eine fraktionierte oder eine azeotrope Destillation durch. Durch eine Destillation erhält man reines

Bis-(5,5'-dimethyl-l,3-oxazolidin-3-yl)methan, das im allgemeinen ohne weitere Reinigung angewandt werden kann.

Das erfindungsgemässe Bis-(5,5'-dimethyl~l,3-oxazoIidin-35 3-yl)methan kann Bestandteil mikrobizider Mittel sein, die zur Bekämpfung von Mikroorganismen eingesetzt werden können. Insbesondere können die erfindungsgemässen Mittel zum Schutz technischer Materialien vor mikrobieller Zersetzung eingesetzt werden.

4o Es ist möglich, als mikrobizides Mittel das neue Bis-(5,5'-dimethyl-l,3-oxazolidin-3-yl)methan als Wirkstoff allein oder in üblichen Formulierungen oder in Kombinationen mit anderen Wirkstoffen einzusetzen.

Übliche Formulierungen sind beispielsweise Verdün-4s nungen mit Wasser oder Alkoholen oder wässrigen Alkoholen oder organischen Lösungsmitteln.

Als mögliche Wirkstoffe, die in Kombinationen mit dem erfindungsgemässen Wirkstoff eingesetzt werden können, seien beispielsweise genannt: Umsetzungsprodukte von 50 Alkoholen oder Aminen mit Formaldehyd, Chloracetamid oder N-Methylolchloracetamid, Pyridinthiol-l-oxid, 1,2-Benzisothiazolon, 2-Mercapto-benzthiazol, 2-Brom-2-nitro-propan-1,3-diol.

Technische Materialien sind z.B. Kühlschmiermittel, Kleb-55 stoffe, Streichmassen, Harzleime, Textilhilfsmittel, Dispersionen, Deckfarben und andere wässrige Anstrichmittel, Putze und andere für mikrobielle Zersetzung anfällige wässrige Lösungen oder Suspensionen. Die erfindungsgemässen mikrobiziden Mittel sind besonders geeignet zur Konservie-60 rung von Kühlschmiermitteln, Streichmassen, Klebstoffen, Emulsionen und Polituren.

Die genannten erfindungsgemässen Mittel wirken stark abtötend oder hemmend auf Mikroorganismen. Als Mikroorganismen seien beispielsweise Bakterien, Pilze, Hefen, 65 Schleimorganismen, Viren und Algen genannt.

Als Bakterien seien beispielsweise genannt: Escherichia coli, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis, Bacterium vulgare, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus mycoides und

3

Staphylococcus aureus.

Als Pilze und Hefen seien beispielsweise genannt: Pénicillium glaucum, Rhizopus nigricans, Aspergillus niger, Torula utilis, Candida crusei und Candida albicans.

Als Algen und Schleimorganismen seien beispielsweise s genannt: Phaeodactylum tricornutum Bohlin, Euglena gra-cilis Klebs, Oscillatoria geminata Meneghini, Stichococcus bacillaris Naegili, Aerobacter aerogenes.

Die Menge der eingesetzten mikrobiziden Mittel ist von der Art und dem Vorkommen der Mikroorganismen, der 10 Keimzahl und von dem Medium abhängig. Die optimale Einsatzmenge kann bei der Anwendung jeweils durch Testreihen leicht ermittelt werden. Im allgemeinen ist es jedoch ausreichend, 0,01 % bis 0,2 % des Wirkstoffgemisches, bezogen auf das Medium einzusetzen. i5

Die erfindungsgemässen Mittel sind im allgemeinen farblos und gut löslich in Wasser und organischen Lösungsmitteln. Sie können vorteilhafterweise in geringen Konzentrationen eingesetzt werden.

20

Beispiel I

In 1500 g (20 Mol) Isopropanolamin trägt man portionsweise 960 g Paraformaldehyd (32 Mol) ein. Durch Kühlen des Reaktionsgefässes hält man eine Reaktionstemperatur 25 von etwa 70°C ein. Nach Abklingen der Reaktion hält man das Reaktionsgemisch eine Stunde auf 80°C. Zur Wasserabspaltung führt man dann eine fraktionierte Destillation durch. Man erhält bei Kp20 123°C 1710 g Bis-(5,5'-dimethyl-1,3-oxazolidin-3-yl)methan (das entspricht einer Ausbeute 30 von 92 "o der quantitativen Umsetzung).

Beispiel 2

Ein Kühlschmiermittel auf Mineralölbasis wird mit 35

Wasser im Verhältnis 1:20 verdünnt und während 3 Monaten täglich mit Mikroben aus einer mikrobiell verdorbenen Ölemulsion kontaminiert. Bereits nach wenigen Tagen stellt sich eine gleichbleibende Keimzahl ein (ca. 10" bis 109 Keime/ ml). Enthält die Gebrauchsverdünnung hingegen 0,1 % Bis- 40 (5,5'-dimethyl-l,3-oxazolidin-3-yl)methan, ist das Kühlschmiermittel am Ende der Prüfzeit noch keimfrei.

639 377

Tabelle 1

Testorganismen minimale

Hemmkonzentrationen

(Gew.-°/o)

Chaetomium globosum Kunze

0,05

Rhizopus nigricans

0,1

Aspergillus niger

0,08

Beispiel 4

Eine Nährlösung nach Allen (Arch. Mikrobiol. 17,34 bis 53, [1952]) wird mit 1 % Caprolactam als zusätzliche Kohlen-Stoff- und Stickstoffquelle versetzt und nach der Sterilisation mit Schleimorganismen, die aus bei der Polyamidherstellung verwendeten Spinnwasserkreisläufen isoliert werden, infiziert. Zum Nachweis der antimikrobiellen Wirkung werden Proben der Nährlösung in steigender Konzentration mit Bis-(5,5'-dimethyl-l,3-oxazolidin-3-yl)methan versetzt. Als minimale Hemmkonzentration wird die Konzentration ermittelt, bei der nach dreiwöchiger Inkubation bei Raumtemperatur das Wachstum der Testorganismen unterbunden wird. Die minimale Hemmkonzentration liegt bei 0,005 %.

Beispiel 5

In Bouillon-Agar-Proben wird Bis-(5,5'-dimethyl-1,3-oxa-zolidin-3-yl)methan in steigender Konzentration gelöst. Anschliessend werden die Bouillon-Agar-Proben mit Escherichia coli, Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa kontaminiert, bei 28°C und 60 bis 70 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert und nach zwei Wochen ausgewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 zusammengestellt:

Tabelle 2

Testorganismen minimale

Hemmkonzentrationen (Gew.-"'«)

Escherichia coli 0,01

Pseudomonas aeruginosa 0,02

Staphylococcus aureus 0,007

45

Beispiel 3

In einem Nähragar, der mit Bierwürze und Pepton hergestellt wurde, wurde das Bis-(5,5'-dimethyl-l,3-oxazolidin-3-yUmethan jeweils in abgestufter Konzentration zwischen 0,01 und 0,5 Gew.-°'o je Probe gelöst. Nach dem Erstarren des so Agars erfolgte Kontamination der so hergestellten Agar-Proben mit Reinkulturen von Chaetomium globosum Kunze, Rhizopus nigricans und Aspergillus niger.

Nach zweiwöchiger Lagerung bei 28°C und 60 bis 70 % relativer Luftfeuchigkeit wurde ausgewertet. In der nächste- 55 henden Tabelle 1 ist als minimale Hemmkonzentration die geringste in einer Agar-Probe enthaltene Konzentration der Verbindung angegeben, bei der keinerlei Bewuchs durch die verwendete Mikrobenart erfolgte.

Beispiel 6

Eine Streichmasse auf Stärkebasis wird zur Konservierung mit 0,1 % Bis-(5,5' -dimethyl-1,3-oxazolidin-3-yl)methan versetzt und anschliessend mit Bakterien (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) und Schimmelpilzen (Chaetomium globosum, Aspergillus niger) kontaminiert. Nach achtund-vierzigstündiger Lagerung bei Zimmertemperatur zeigt eine Keimzahlbestimmung, dass die Streichmasse keimfrei ist, obwohl die Zahl der eingebrachten Keime in der Grössenord-nung von 105/g Streichmasse lag. Viskosität und Geruch der Streichmasse ändern sich nicht. Es wird also ein ausgeglichener Konservierungseffekt erzielt. In einer mikrobizid-freien Streichmasse steigt unter den oben angegebenen Bedingungen hingegen die Keimzahl auf den gleichbleibenden Wert von 107 Keime/g. Gleichzeitig vermindert sich die Viskosität; die Streichmasse kann nicht verwandt werden.

B

Claims

639 377

1. Bis-(5,5' -dimethyl-1 ,3-oxazolidin-3-yl)methan.

2. Verfahren zur Herstellung von Bis-(5,5 ' -dimethyl-1,3-oxazolidin-3-yl)methan, dadurch gekennzeichnet, dass man Isopropanolamin mit einem Überschuss an Formaldehyd oder einer Formaldehyd abgebenden Verbindung bei erhöhter Temperatur umsetzt und dann Wasser abspaltet.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man 1 Mol-äquivalent Isopropanolamin mit mindestens 1,5 Mol-äquivalenten Formaldehyd umsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung im Temperaturbereich von 60 bis 90°C durchführt.

5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man das Wasser mit Hilfe einer fraktionierten Destillation abspaltet.

6. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man Wasser mit Hilfe einer azeotropen Destillation abspaltet.

7. Mikrobizides Mittel, dadurch gekennzeichnet, dass es als mindestens eine Wirkstoffkomponente das Bis-(5,5' -dimethyl-1,3-oxazolidin-3-yl)methan enthält.

8. Verwendung des Bis-(5,5'-dimethyl-l,3-oxazolidin-3-yl)methans als Mikrobizid.