CN1270498A - 含有十二烷基吗啉或其盐和十二烷胺或其盐的协同抗微生物的组合物 - Google Patents

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Abstract

公开了含有协同有效量的(a)十二烷基吗啉或其盐和(b)十二烷胺或其盐的控制产品,材料或介质中或之上微生物生长的组合物。也公开了使用本发明组合物控制微生物的生长和防止由微生物引起损坏的方法。

Description

含有十二烷基吗啉或其盐和十二烷胺 或其盐的协同抗微生物的组合物
发明领域
本发明涉及用来控制一种或多种微生物生长和在各种产品，材料和介质中，特别是在工业产品，材料和介质中，防止由微生物如细菌、真菌、藻类以及其混合物引起的损坏的的一些组合物以及方法。这些工业产品，材料和介质包括木浆、木屑、木材、粘合剂、涂料、动物原料皮、造纸原液、生产用水、药物制剂、化妆品和化妆用品制剂、地质钻井润滑剂、石化品、农业化学组合物、油漆、皮革、木制品(wood)、金属加工液、冷却水(如冷却塔水)、鞣液、淀粉、含蛋白质的材料、丙烯酸酯胶乳涂料乳液，纺织品，工厂进水、娱乐用水、废水、巴氏杀菌器、甑锅和平版印刷油墨槽液。
本发明的新组合物和引入该组合物的方法显示出出人意料的抗微生物协同活性，这些微生物包括细菌、真菌、藻类，或其混合物。本发明特别涉及含有含有十二烷基吗啉或其盐和十二烷胺或其盐的组合物的应用。
发明背景
许多工业产品，材料和介质，当受湿或在水中进行处理时，易受到细菌、真菌和/或藻类的损害或降解，除非采取一些步骤来抑制这种降解或损害。
为了控制微生物引起的损害或降解，使用各种工业杀微生物剂，但是，一些杀微生物剂是争议性使用的，因为其有不希望要的气味，高成本，表现出低度的效应或在贮存，使用或处理过程中产生危险性。
例如，近来，由于其高毒性及对环境的副作用，诸如有机汞化合物，有机锡化合物和氯化酚的常见工业杀微生物剂的使用正面临着巨大的限制压力。因此，商业工作者一直在寻求正常使用时具有低毒且能表现出延长的杀多种微生物效果的改进的杀生物剂。
因此，本发明目的在于杀微生物组合物和引入该组合物的方法，其基本消除了上述和本领域的技术人员实际工作中遇到的一个或多个问题，限制和缺点。特别地，本发明的组合物能在延长的时间内控制至少一种微生物，尤尤其是真菌、细菌或藻类生长并且是安全和经济使用的。本发明的目的还在于控制至少一种微生物生长的方法。
发明概述
因此，本发明的一个目的在于提供一种能长时间控制至少一种微生物，尤其是真菌、细菌或藻类生长的杀微生物组合物。
本发明另外一个目的是提供经济使用的这些组合物。控制至少一种微生物生长的方法也是本发明的一个目的。
本发明提供一种控制至少一种微生物生长的组合物，含a)十二烷基吗啉或其盐和(b)十二烷胺或其盐的混合物，其中这些组分的并用量为协同有效地控制至少一种微生物的生长的量。本发明的组合物优选以低浓度提供针对广谱的微生物的卓越的杀微生物活性。本发明的组合物的组合物也可以看作为控制至少一种微生物生长的表面活性剂。
本发明还提供一种在易于受到微生物侵袭的材料或介质中或之上控制至少一种微生物生长的方法，该方法包括将本发明的组合物与在易于受到微生物侵袭的产品中含有本发明的组合物的步骤，其中的组合物成分以协同有效控制微生物生长的量存在。该协同有效量根据处理的材料或介质而变化，对于特定用途，本领域熟练技术人员根据本文公开的内容可常规确定该量。
本发明还具体表现在分开加入a)十二烷基吗啉或其盐和(b)十二烷胺或其盐。根据这一实施方式，把各组分单独加入到该体系中，使得在使用时最终所存在的a)十二烷基吗啉或其盐和(b)十二烷胺或其盐的量为协同有效控制至少一种微生物生长的量。
本发明组合物也可在各种易于受到微生物侵害的工业介质或材料用于防腐或控制至少一种微生物的生长。这些介质或材料包括但不限于，染料、浆料、木材、皮革、纺织品、纸浆、木屑、鞣液、造纸原液、聚合物乳液、油漆、纸张及其它涂料及上浆剂、金属加工液、地质钻井润湿液、石化品、冷却水体系、药物制剂、化妆品和化妆用品制剂等。
该组合物也可用于农化制剂，其目的是防止种子或庄稼收到微生物的侵害。
本发明的其它优点一部分介绍在下面的说明书中，一部分可从本说明书中明显可知，或通过实施本发明所知。通过在权利要求中特别指出的技术特征和其组合，可实现和得到本发明的目的和优点。
应懂得：前面的一般性描述和下面的详述仅是举例和解释，并不限制如权利要求书中要求保护的本发明。
优选实施方案的详细介绍
根据本发明的方法，控制或抑制至少一种微生物的生长包括减少和/或防止其生长。
还应懂得：“控制”(即防止)至少一种微生物的生长，微生物的生长得到抑制。换句话说，没有或基本没有微生物的生长。“控制”至少一种微生物的生长维持微生物的量在一个所要求的水平上、减少其量至一个所要求的水平上(甚至到不能检测的限度，如为零)、和/或抑制微生物的生长。因此，在本发明的一个实施方案中，保藏易于受到至少一种微生物侵害的产品、材料或介质，使其不受这种侵害和产生的损坏或由该微生物引起的其它有害效果。另外，还应懂得：“控制”至少一种微生物的生长还包括生物统计学上地减少和/或低水平的至少一种微生物，使得微生物的侵害和产生的损坏或其它有害效果得到减轻，即微生物的生长速率或微生物的侵害速率得以减慢和/或减少。
当把两种化学杀微生物混合并加入到产品中或分别加入，可能有三种结果：
1)产品中的化学品产生加和(中性)效果。
2)产品中的化学品产生拮抗效应，或
3)产品中的化学品产生协同效应。
加和效应相对于单独各组分而言无经济优势。拮抗效应可产生负影响。仅有协同效应，其既不像加和效应，也不像拮抗效应，可产生正面效应，因此具有经济优势。
从杀微生物文献中可知：当两种杀生物剂混合以生成一种制剂时，没有理论上的方法提供了实际测试前知道是加和、拮抗或协同效应的可能性。
本发明的杀微生物组合物是a)十二烷基吗啉或其盐和(b)十二烷胺或其盐的混合物，相对于各自单独的组份具有出人意料的协同效应。因此，本发明组合物具有抗广谱微生物的优于即大于加和效应的杀微生物活性，甚至在低浓度下也如此。
十二烷基吗啉具有通式：
Figure A9880912700071
十二烷基吗啉和十二烷胺的十二烷基优选是线性的。优选的十二烷基吗啉的盐是    CH3COO-或
                         CH3CH2COO-，其中的十二烷基吗啉乙酸盐是最优选的。其他优选的盐的实例包括十二烷基吗啉月桂酸盐和十二烷基吗啉新葵酸盐。类似地，优选的十二烷基胺盐是N+H2(C12H25)(CH3COO)-或N+H2(C12H25)(CH3CH2COO)-，十二烷基胺乙酸盐是最优选的盐。其他优选的盐的实例包括十二烷基胺月桂酸盐和十二烷基胺新葵酸盐。
多于一种的十二烷基吗啉或其盐和/或多于一种的十二烷胺或其盐可用于形成本发明的组合物。
这些微生物的例子包括真菌、细菌、藻类，和其混合物，如铜绿假单胞菌，产气肠杆菌，小球藻，黑色曲霉。这些微生物是一些与产品，材料和介质的损害最相关的生物体。由于这些代表性的生物体也是一些最难控制的生物体，所以相信本发明的组合物可有效地抗大多数真菌、细菌、藻类，和其混合物。优选本发明的组合物具有低毒性。
本发明的组合物也可以看作为表面活性剂，其可以基本上防止繁殖的方式悬浮微生物。
本发明的组合物的成分可购得或从市售的原材料而合成。同时，十二烷基吗啉或其盐的制备描述于引入本发明作为参考的美国专利5,250,194中。
本发明的组合物的成分的选择是基于其与产品，材料和介质的相容性。相容性是根据如在流体体系中的溶解度和与所用的流体或材料或介质缺少反应性这些参数来确定的。普通技术人员通过向待使用的材料或介质中加入紫罗烯聚合物很容易测定相容性。当用于流体体系中时，优选该组合物自由溶于在均匀溶液或分散液中所得的特定流体中。
在下列讨论的优选的实施方案中，组分(a)是十二烷基吗啉或其盐，而组分(b)是十二烷胺或其盐。
如上所述，组分(a)和(b)以协同有效的量加以使用。(a)与(b)的重量比的变化取决于微生物的种类和该组合物施用到的产品，材料或介质的种类。根据本发明，本领域熟练技术人员勿需额外的实验就可以确定具体应用的适宜重量比。组分(a)与组分(b)的比优选在约1∶99-99∶1内变化，更优选1∶30-30∶1，最优选1∶5-5∶1。
一般来说，当使用协同组合的浓度介于约0.01-5000ppm，优选约0.1-2000ppm，最优选约0.1-1000ppm的十二烷基吗啉或其盐，和0.01-5000ppm，优选约0.1-2000ppm，最优选约0.1-1000ppm的十二烷胺或其盐的浓度时，可得到有效的杀真菌、细菌、藻类的反应。
当以根据本发明，基于具体的应用，该组合物可为固体，分散体，乳液或溶液形式。而且，该组合物的成分可单独使用或首先合并，再施用到产品，材料或介质。
本发明还提供一种在易于受到微生物侵袭的材料或介质中或之上控制至少一种微生物生长的方法。该方法包括向材料或介质中加入本发明组合物的步骤，其中的组合物成分以协同有效控制微生物生长的量存在。
而且，本发明还提供一种防止由于真菌、细菌、藻类的产品，材料或介质的损坏的方法。该方法包括向产品，材料或介质中加入本发明组合物的步骤，其中的组合物成分以协同有效控制微生物生长的量存在。例如，可用该组合物防止种子或作物，如棉花，大麦，水稻，玉米，烟草等的损坏。
本发明组合物的施用方式和施用比率可根据预定用途而变化。例如，该组合物可通过喷在或刷到材料或产品上而加以使用。待处理的材料或产品也可浸渍在该组合物的适宜制剂中而得到处理。在液体或液状介质中，该组合物可通过倾倒或通过用适宜的装置计量来加入到介质中，从而制得该组合物的溶液或分散液。如用作液体防腐剂，例如，可把该组合物制成水性乳液。如果需要，加入表面活性剂。
根据具体的应用，可把该组合物溶于有机溶剂中以液态的形式制备该组合物。把该组合物可通过把其乳化在水中，或如果需要，加入表面活性剂，以乳液的形式加以制备。根据本发明，另外的化学品，如杀昆虫剂等可加入到上述制剂中而不影响该组合物的协同作用。杀昆虫剂包括，但不限于除虫菊酯，尼古丁，氯丹和1605。
使用如下所述的标准实验技术确认了上述所述组合的协同活性。下述实施例是用来举例，并非限制本发明。微生物学评估A.真菌评估
使用无机盐葡萄糖培养基。为了制备该培养基，向1升去离子水中加入下列组分：0.7g KH2PO4、0.7g MgSO4·7H2O、1.0g NH4NO3、0.005gNaCl、0.002g FeSO4·7H2O、0.002g ZnSO4·7H2O、0.001gMgSO4·7H2O、10g葡萄糖。用1N NaOH调该培养基的pH至6。把该培养基以5ml的量分在各个试管中，并在121℃ 20分钟高压灭菌。真菌，黑色霉菌在马铃薯葡葡糖琼酯斜面上生长7-10天，通过从该斜面上把孢子洗入无菌的盐水溶液中，来制得孢子悬浮液。向无菌的无机盐-葡萄糖培养基中加入所要浓度的杀生物剂后，加入真菌孢子悬浮液。最终的孢子浓度为约106cfu/mL。接种的培养基在28℃下培育14天。
B.细菌评估
制备营养肉汤(2.5g/升去离子水)。其pH为6.8。其以5mL的量分配在各试管中，并在121℃下高压灭菌20分钟。向该营养肉汤中加入所要浓度的杀生物剂后，加入100微升约9.3×108cfc/mL的铜绿假单胞菌或气生肠杆菌细胞，并在37℃下培育24或48小时。
C.藻类测试
如下制备藻类肉汤：在1升去离子水中加入下列组分：1.0g NaNO3，50mg NH4Cl，58mg CaCl，0.513g MgSO4，0.25g K2HPO4，3.0gFeCl3·6H2O。把该培养基以50g的量分配在各试管中，并在121℃下高压灭菌20分钟。高压灭菌后，向该肉汤中加入所需浓度的杀生物剂。然后加入1微升两周龄粉核小球藻的培养物，并在25℃-28℃下培育，并180ft.烛光强度(-candle intensity)(12小时，光；12小时黑暗)照射14天。
在实施例1-3中，通过下面测试在各个试验中显示了协同效应：用上述方法，在一系列试验中测试十二烷基吗啉或十二烷基吗啉乙酸盐(称为组分A)和十二烷基胺或十二烷基胺乙酸盐(称为组分B)以变化的比例和一系列浓度的组合来抗真菌黑色曲霉，细菌铜绿假单胞菌或产气肠杆菌，和藻类小球藻。
把完全可以防止真菌生长或藻类两周、细菌24或48小时的每一种混合物或化合物的最低浓度作为协同作用计算的端点。然后把各种混合物的端点与烧瓶或试管中伴随制备的单独纯活性组份的端点相比较。
通过Kull，E.C.，Eisman，P.C.，Sylwestrwicz，H.D.和Mayer，R.L.的应用微生物学9：538-541(1961)所述的方法，来证明协同效应：
QA/Qa+QB/Qb＜1
其中：
Qa＝化合物A的浓度，百万分之几，单独作用，其产生一个端点。
Qb＝化合物B的浓度，百万分之几，单独作用，其产生一个端点。
QA＝化合物A的浓度，百万分之几，混合物中，其产生一个端点。
QB＝化合物B的浓度，百万分之几，混合物中，其产生一个端点。
当QA/Qa和QB/Qb之和大于1时，显示拮抗效应，当其之和等于1时，显示出加和效应。当该值小于1时，产生协同效应。
显示本发明组合物协同效应的这种方法是广泛使用并易于接受的方法。更详细的情况介绍在Kull等人的文章中。关于这种方法的其它情况介绍在美国专利3,231,509中，其公开内容引入本文作为参考。
基于上述标准，当十二烷基吗啉或十二烷基吗啉乙酸盐结合有十二烷基胺或十二烷基胺乙酸盐时，观察到抗细菌、真菌、藻类和其混合物的协同活性。在实施例1-4中，可发现显示协同结果的例子。
对本领域的技术人员来说，显而易见的是所要求的协同有效量(浓度)会根据具体生物体和应用而变化，且可通过常规的实验而容易测定。协同有效量的使用使得能够使用比单独使用每种杀微生物剂所需的或仅得到这两个杀生物剂的加和效应所需的基本上较少量的(a)是十二烷基吗啉或其盐或组分(b)十二烷胺或其盐而达到预定的效果。
本领域技术人员很明显知道在本发明的组合物和方法中可进行各种修改和变更而不脱离本发明的范围或精神。因此，本发明意欲涵盖本发明的修改和变更，只要其在所附的权利要求书或其等同物的范围内。
实施例1
组分A＝十二烷基吗啉
组分B＝十二烷胺
测试有机物产气肠杆菌                              产生端点的量(ppm)
  Qa     QA   Qb     QB    QA/Qa    QB/Qb      QA/Qa+QB/Qb
  60
    30     10     0.5     0.4         0.9
    15     10     0.25     0.4         0.65
    6     10     0.1     0.4         0.5
    3     10     0.05     0.4         0.45
    1.5     10     0.03     0.4         0.43
    0.6     10     0.01     0.4         0.41
    30     5     0.5     0.2         0.7
    15     5     0.25     0.2         0.45
    6     5     0.1     0.2         0.3
    30     2.5     0.5     0.1         0.6
    15     2.5     0.25     0.1         0.35
  25
实施例2组分A＝十二烷基吗啉组分B＝十二烷胺
  黑色曲霉                        产生端点的量(ppm)
  Qa   QA   Qb    QB    QA/Qa    QB/Qb      QA/Qa+QB/Qb
  150
  60     25     0.4     0.5       0.9
  60     10     0.4     0.2       0.6
  30     25     0.2     0.5       0.7
  30     10     0.2     0.2       0.4
  15     25     0.1     0.5       0.6
  6     25     0.04     0.5       0.54
  3     25     0.02     0.5       0.52
  1.5     25     0.01     0.5       0.51
  50
实施例3组分A＝十二烷基吗啉组分B＝十二烷胺
  小球藻                           产生端点的量(ppm)
   Qa   QA   Qb   QB   QA/Qa   QB/Qb   QA/Qa+QB/Qb
   1.5
  0.6   0.25    0.4     0.5       0.9
  0.3   0.25    0.2     0.5       0.7
  0.6   0.1    0.4     0.2       0.6
  0.4   0.2    0.27     0.4       0.67
  0.3   0.2    0.2     0.4       0.6
  0.24   0.2    0.16     0.4       0.56
  0.5
实施例4组分A＝十二烷基吗啉组分B＝十二烷胺
测试有机物                        产生端点的量(ppm)
  Qa   QA   Qb     QB    QA/Qa    QB/Qb     QA/Qa+QB/Qb
铜绿假单胞菌  ＞100
  100     10     ＜1     0.4        1.4
  50     10     0.5     0.4        0.9
  25     10     0.25     0.4        0.65
  10     10     0.1     0.4        0.5
  5     10     0.05     0.4        0.45
  2.5     10     0.03     0.4        0.43
  1     10     0.01     0.4        0.41
  100     5     ＜1     0.2        1.2
  50     5     0.5     0.2        0.7
  25     5     0.25     0.2        0.45
  25
小球藻  2
  1     0.5    0.5     0.5        1
  1
注：十二烷基吗啉乙酸盐和十二烷胺的组合并不协同抗黑色霉菌。
在考虑本文所公开的说明书和实施例后本领域技术人员很明显知道本发明的其它实施方案。说明书和实施例只是用来举例，该发明的真正的范围和精神表示在下列权利要求书中。

Claims (25)

1.含有协同有效量的(a)十二烷基吗啉或其盐和(b)十二烷胺或其盐控制至少一种微生物长生的的组合物。
2.权利要求1的组合物，其中该十二烷基吗啉盐是十二烷基吗啉乙酸盐，十二烷基吗啉丙酸盐，十二烷基吗啉月桂酸盐和十二烷基吗啉新葵酸盐。
3.权利要求1的组合物，其中该十二烷基胺盐是十二烷基胺乙酸盐，十二烷基胺丙酸盐，十二烷基胺月桂酸盐和十二烷基胺新葵酸盐。
4.权利要求1的组合物，其中该微生物选自细菌、真菌、藻类或其混合物。
5.权利要求4的组合物，其中该微生物是铜绿假单胞菌，产气肠杆菌，小球藻，黑色曲霉。
6.权利要求1的组合物，其中(a)与(b)的重量比在约1∶99-99∶1约之间。
7.权利要求6的组合物，其中(a)与(b)的重量比在约1∶30-约30∶1之间。
8.权利要求6的组合物，其中(a)与(b)的重量比在约1∶5-约5∶1之间。
9.权利要求1的组合物，其中的浓度重量比介于约0.01-5000ppm的十二烷基吗啉或其盐和0.01-5000ppm的十二烷胺或其盐。
10.权利要求9的组合物，其中的浓度重量比介于约0.01-2000ppm的十二烷基吗啉或其盐和0.01-2000ppm的十二烷胺或其盐。
11.权利要求9的组合物，其中的浓度重量比介于约0.01-1000ppm的十二烷基吗啉或其盐和0.01-1000ppm的十二烷胺或其盐。
12.含有协同有效量的(a)十二烷基吗啉或其盐和(b)十二烷胺或其盐控制至少一种微生物生长的表面活性剂。
13.一种控制在易于受到微生物侵袭的产品，材料或介质之中或之上至少一种微生物生长的方法，包括下列步骤：向产品，材料或培养基中加入含有(a)十二烷基吗啉或其盐和(b)十二烷胺或其盐，其量为协同有效控制至少一种微生物生长的并用量。
14.权利要求13的方法，其中该十二烷基吗啉盐是十二烷基吗啉乙酸盐，十二烷基吗啉丙酸盐，十二烷基吗啉月桂酸盐和十二烷基吗啉新葵酸盐。
15.权利要求13的方法，其中该十二烷基胺盐是十二烷基胺乙酸盐，十二烷基胺丙酸盐，十二烷基胺月桂酸盐和十二烷基胺新葵酸盐。
16.权利要求13的方法，其中该微生物选自细菌、真菌、藻类或其混合物。
17.权利要求13的方法，其中该微生物是铜绿假单胞菌，产气肠杆菌，小球藻，黑色曲霉羧酸。
18.权利要求13的方法，其中该产品，材料或介质是木浆、木屑、木材、油漆、皮革、粘合剂、涂料、动物原料皮、鞣液、造纸原液、金属加工液、石化品、药物制剂、冷却塔水、化妆品和化妆用品制剂、纺织品、地质钻井润滑剂、石化品、油漆、皮革、木制品、金属加工液、冷却塔水、鞣液、淀粉、含蛋白质的材料、丙烯酸酯胶乳涂料乳液，纺织品，工厂进水、娱乐用水、废水、巴氏杀菌器、甑锅和平版印刷油墨槽、或农业种子或庄稼。
19.权利要求13的方法，其中该组合物呈固态、分散液、乳液、或溶液形状。
20.权利要求13的方法，其中组分(a)和(b)单独加到该产品，材料或介质中。
21.权利要求13的方法，其中组分(a)和(b)先合并再加到该产品，材料或介质中。
22.权利要求13的方法，其中的浓度重量比介于约0.01-5000ppm的十二烷基吗啉或其盐和0.01-5000ppm的十二烷胺或其盐。
23.权利要求22的方法，其中的浓度重量比介于约0.01-1000ppm的十二烷基吗啉或其盐和0.01-1000ppm的十二烷胺或其盐。
24.一种防止由细菌、真菌、藻类或其混合物引起的产品，材料或介质损坏的方法，包括下列步骤：向产品，材料或培养基中加入含有(a)十二烷基吗啉或其盐和(b)十二烷胺或其盐的组合物，其量为协同有效防止损坏的并用量。
25.权利要求19的方法，其中该产物、材料或介质为种子或庄稼。
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