DD278061A1

DD278061A1 - Mikrobizide mittel

Info

Publication number: DD278061A1
Application number: DD28246085A
Authority: DD
Inventors: Lothar Banasiak; Detlef Ballschuh; Horst Lyr; Roland Ohme; Jutta Naumann; Ulf Thust; Horst Seibt; Jochen Rusche; Heinz Wigert
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1985-11-05
Filing date: 1985-11-05
Publication date: 1990-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft mikrobizide Mittel zur Anwendung bei der Desinfektion auf dem Hygiene- und Veterinaerhygienesektor und im Materialschutz. Die Aufgabe, neue Mittel mit hohen Gebrauchseigenschaften bezueglich mikrobizider Wirksamkeit, Wirkungsspektrum, Haut- und Materialvertraeglichkeit und Warmbluetertoxizitaet zu entwickeln, wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass als Wirkstoffe N-3-Sulfopropyl-N,N-dimethyl-ammonium-betaine der allgemeinen Formel I verwendet werden. Die mikrobiziden Mittel sind zur Bekaempfung unerwuenschter oder schaedigender Mikroorganismen in verschiedenen Bereichen der Desinfektion und technischen Konservierung geeignet. Die Bedeutung von X, Y, R und n ist der Beschreibung zu entnehmen. Formel I

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft mikrobizide Mittel, die in verschiedenen Bereichen der Desinfektion und des Materialschulzes gegen unerwünschte oder schädigende Mikroorganismen angewendet werden können.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, die mikrobizide Wirkung von Alkoholen, Aldehyden, Carbonsäuren, Phenolen, Quecksilberverbindungen, zinnorganischen Verbindungen oder quartären Ammoniumverbindungen zur Bekämpfung unerwünschter oder schädigender Mikroorganismen in der Desinfektion oder bei der Konservierung technischer Erzeugnisse einzusetzen. Die bisher gekannten Mittel haben jedoch eine Reihe von entscheidenden Nachteilen. Alkohole, aliphatische Aldehyde und substituierte Phenole besitzen keine anhaltende und gleichmäßig starke Wirkung. Der oft störende Geruch der Verbindungen schränkt ihr Einsatzgebiet stark ein. Kondensierte chlorierte Phenole (z. B. Hexachlorophen) und organische Quecksilber- und Zinn-Verbindungen weisen eine zu hohe Toxizität, insbesondere gegenüber Warmblütern, auf und führen zu einer deutlichen Umweltbelastung. Außerdem sind sie aufgrund ihrer Aggressivität gegenüber vielen Materialien nur für speziello Anwendungszwecke geeignet. Der Einsatz einer Vielzahl von quartären Ammoniumverbindungen hat ebenfalls zu keiner befriedigungen Lösung der Probleme bei der Dosinfektion oder technischen Konservierung geführt. In niedrigen Konzentrationen zeigen sie eine unzureichende Wirkung gegen verschiedene Mikroorganismenarten. Zu hohe Anwendungskonzentrationen führen zu einer starken Schaumbildung als unerwünschte Nebenerscheinung. Die bisher für praktische Zwecke eingesetzten Desinfektions- und Konservierungsmutel weisen wenigstens einen, die breite Anwendung einschränkenden, Nachteil auf. Auch Kombinationen bekannter mikrobizider Wirkstoffe können die bestehenden Mängel in der Wirkung und den anwendungstechnischen Eigenschaften nur unzureichend beheben. Durch die Ausbildung resistenter Mikroorganismenstämme besteht die Forderung, neue Mittel bereitzustellen, die die bekannten Mikrobizide in ihrer Wirkung übertreffen oder ergänzen und die Resistenzgefahr vermindern.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, neue mikrobizide Mittel mit verbesserton Wiik- und Anwendungsnigenschaften bereitzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue mikrobizide Mittel mit hoher Wirksamkeit und breitem Wirkungsspektrum bei guter Haut- und Materialverträglichkeit sowie geringer WarmblUtertoxizität und einem nicht störenden Geruch auf der Basis großtechnischer Ausgangsprodukte und einfacher Syntheseprozesse zu entwickeln.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden mikrobizide Mittel vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoffe mindestens ein N-3-Sulfopropyl-N,N-dimethyl-ammonium-betain der allgemeinen Formel I enthalten.

"O„S - CH„ - CH - CH„ - N⁺ - (CH.,),, - \ ~ R (D

Y CH₃

in der

X eine CH₂-, CO-NH· oder NH-CO-Gruppierung

Y Wasserstoff, eine CH₃- oder SO₂H-Gruppe (oder deren Salze)

R einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen und η die Zahlen 1 bis 3 bedeuten.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen N-3-Sulfopropyl-N,N-dimethyl-ammonium-betaine der allgemeinen Kormel I eine sehr gute mikrobizide Wirkung aufweisen und über eine hinreichend lange Wirkungsdauer verfugen; beispielsweise die Verbindungen

N-S-Sulfopropyl-N.N-dimethyl-N-alkyl-ICio-Ciel-ammonium-betain,

N-S-Sulfopropyl-N.N-dimethyl-N-alkyl-fCio-Ciel-aminocarbonylmethyl-ammonium-betain, N-3-Sulfopropyl-N,N-dimethyl-N-alkanoyl-(C,o-C,8)-amidoethyl-ammonium-betain und N-((2-Sulfinato)-3-sulfopropyl]-N,N-dimethyl-N-alkanoyl-(Cio-C,₈)-amidoethyl-arrimonium-betain.

Die erfindungsgemäßen Mittel besitzen ein für praktische Zwecke sehr günstiges Mikrobizid-Wirkungsspektrum, um eine Vielzahl von Mikroorganismenarten in oder auf organischen oder anorganischen Substraten zu bekämpfen. Ihr Einsatz alternativ zu bekannten mikrobiziden Wirkstoffen vermindert die Gefahr der Ausbildung resistenter Mikroorganismenstämme.

Die erfindungsgemäßen Mittel eignen sich insbesondere zur Bekämpfung von Pilzen, Hefen, Bakterien, Algen und Protozonen.

Als geruchsneutrale Verbindungen zeichnen sich die orfindungsgemäßen Wirkstoffe durch eine gute physiologische Verträglichkeit aus. Die günctigen toxikologischen Eigenschaften der Wirkstoffe lassen keine nachteilige Belastung des Menschen und der Umwelt erwarten, da diese Verbindungen biologisch leicht abbaubar sind. Des weiteren ermöglicht die Wasseriöslichkeit der Wirkstoffe einfache Anwendungsformen. Aus den genannten Gründen sind die erfindungsgemäßen N-3-Sulfopropyl-N,N-di;.iethyl-="mmonium-betaine zur Lösung der verschiedensten Probleme der Desinfektion und technischen Konservierung geeignet. Als Beispiele für derartige Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Mittel ist die Verwendung als Desinfektionsmittel in Haushaltsreinigern, flüssigen und festen Seifen, in industriellen Reinigungsmitteln für Leber.srnättelbctriebe, Großküchen, Molkereien, Brauereien und dergleichen, zur Flächendesinfektion in Krankenhäusern, zur Sanierung von Operationsräumen und Klimaanlagen sowie zur Instrumentendesinfektion zu rannen. Ein weiteres Anwendungsgebiet betrifft den Einsatz in Waschmitteln für die Wäschedesinfektion in üblichen Waschverfahren sowie bei der chemischen Reinigung. Ferner können die erfindungsgemäßen Mittel zur vorbeugenden und akuten Behandlung gegen durch Mikroorganismen bedingte Hauterkrankungen von Lebewesen und im Veterinärbereich bei der Sanierung von Geflügel- und Säugetierställen, Brütereien und Mästereien eingesetzt werden. Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Mittel zur Konservierung von Zellstoff- und Papierprodukten, Kosmetika, Leder, verschiedenen Leimen, wasserhaltigen Anstrichmitteln, Metallverarbeitungsgeräten sowie von Industrie- und Brauchwasser, wie z. B. das Wasser in Kühlkreisläufen, Schwimmbädern, Wäschern von Klimaanlagen u.a. einsetzbar.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen N-3-Sulfopropyl-N,N-dimethylammonium-bfitaine der allgemeinen Formel I kann in einfacher Weise nach an sich bekannten Methoden erfolgen. So kann man beispielsweise zu den erfindungsgemäßen Wirkstoffen gelangen, indem tertiäre Amine der Formel II,

N - (CH ) - X - R (H)

I ^ά

CH₃

bei denen X, R und η gemäß Formel I definiert sind, mit Allyl- bzw. Methallylhalogeniden umgesetzt und die so erhaltenen quartaren Salze durch homogenkatalytisch initiierte Hydrogensulfit-Addition (DD-PS 154443; DD-PS 225990; DD-PS 225991) in die erfindungsgemäßen Wirkstoffe der allgemeinen Formel I überführt werden.

Ebenso ist es möglich, durch andere Herstellungsverfahren zu den unter der Formel I angegebenen erfindungsgemäßen Wirkstoffen zu gelangen.

Die erf indungsgemäßen Wirkstoffe können in flüssige, pastöse oder feste Zubereitung eingearbeitet werden und in Abhängigkeit vom spezifischen Anwendungszweck insbesondere als Lösungen, Emulsionskonzentrate, Pasten. Pulver oder Granulate zur Anwendung kommen. Die Konfektionierung kann durch Vermischen oder Vermählen von Wirkstoffen der allgemeinen Formel I mit üblichen Zusatzmitteln, wie geeigneten Trägerstoffen, Dispersions- und Lösungsmitteln, oberflächcnakt^;ve Substanzen, Wasserenthärtern, Komplexbildnern, Duftstoffen, Schauminhibitoren oder Feststoffen erfolgen. In die Konfektionierung ist auch die Einstellung von Lösungen auf einen bestimmten, dem Anwendungszweck entsprechenden pH-Wert eingeschlossen. Die Formulierungen der erfindungsgemäßen Wirkstoffe enthalten im allgemeinen zwischen 0,5 und 95% Massegehalt der Wirkstoffe. Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe können in Form ihrer Formulierungen oder den daraus durch weiteres Verdünnen bereiteten Anwendungsformen eingesetzt werden.

Die Anwendungskonzentration der erfindungsgemaßen Mittel hängt vom spezifischen Anwendungszweck ab und kann in einem größeren Bereich variiert werden. Bei der Verwendung als Desinfektionsmittel beträgt die Wirkstoffkonzentration in gebrauchsfertigen Lösungen zwischen 0,1 und 5Ma.-% an Wirkstoff. Aus Konzentraten hergestellte Sprühlösungen haben im allgemeinen 0,1 bis 10Ma.-% an Wirkstoff. Zur technischen Konservierung betragen die üblichen Anwendungskonzentrationen 0,01 bis 1 Ma.-% an Wirkstoff, bezogen auf die Masse des zu schützenden Materials. Beim Einsatz zur Wasserbehandlung sind Wirkstoffmengen von 0,0005 bis 0,01 Ma.-% ausreichend

In den nachfolgenden Beispielen werden die mikrobiziden Eigenschaften der Wirkstoffe gezeigt.

Ausführungsbeispiele

Die Prüfung der mikrobiziden Wirksamkeit in den nachstehenden Beispielen wurde mit folgenden Wirkstoffen durchgeführt:

1 = N-S-Sulfopropyl-N.N-dimethyl-N-n-dodecyl-ammonium-betain

2 = N-S-Sulfopropyl-N.N-dimethyl-N-tetradecyl-aminocarbonylmothyl-ammonium-betain

3 = N-S-Sulfopropyl-N.N-dimethyl-N-tetradecanoylarnidoethyl-ammonium-betain

4 = N-[(2-Sulfinato)-3-sulfopropyll-N,N-dimeihyl-N-hexadecanoyl-amidoethvl-ammonium-betain Zum Vergleich wurden die folgenden aus der Literatur bekannten Wirkstoffe in die Prüfung einbezogen:

5 = Benzyl-dimethyl-ammonio-essigsäure-n-dodecylamid

6 = Benzyl-dimethyl-n-dodecyl-ammonium-chlorid.

Beispiel 1 Suspensionswachstumstest bei Bakterien

Man läßt die Wirkstoffe in Kulturröhrchen auf Bakterien einwirken. Das Wachstum der Bakterien wird durch Extinktionsmessungen im grobdispersen System photometrisch bestimmt.

Die-Röhrchen werden mit einer bestimmten Menge Bakteriensuspension gefüllt, die nach 15 Stunden Vorkultivierungszeit in GlucoseNährbouillon bei 22°C herangewachsen ist und auf einen geeigneten Extinktionswert (für Escherichia coli 0,075; für Pseudomonas fluorescens 0,07) eingestellt wird. Danach werden die in 70%igem Ethanol gelösten Wirkstoffe hinzugefügt (Ethanol- Endkonzentration 0,7Vol.-%). Nach 5 Stunden erfolgt die Messung des Bakterienwachstums im MAYER-Nährmedium mittels eines Photometers. Anhand einer Eichkurve werden die den Extinktionswerten entsprechenden Bakterientrockensubstanzwerte ermittelt. Die Auswertung erfolgt durch Berechnung der prozentualen Wachstumshemmung für die jeweiligen Wirkstoffe im Verhältnis zu der Kontrolle ohne Wirkstoff (Tabelle A).

Tabelle A: Wachtumshemmung von Bakterien Wirkbtoffkonzentration: G0pg/ml

Wachstumshemmung in % Wirkstoff Escherichia Pseudomonas

coli fluorescens

11 30 44 41

Beispiel 2 Suspensionswachstumstest bei Hefepilzen

Man läßt die Wirkstoffe in Kulturröhrchen auf Kefepilze einwirken. Das Wachstum der Hefepilze wird durch Extinktionsmessungen im grobdispersen System photometrisch bestimmt.

Die Röhrchen werden mit einer bestimmten Menge der Hefepilz-Suspension gefüllt, die nach 15 Stunden Vorkultiviorungszeit im MILLER-Medium (3% Glucose) herangewachsen ist und auf einen geeigneten Extinktionswert (für Toi ulopsis Candida 0,095; für Candida utilis 0,035) eingesetzt wird. Danach werden in 70%igem Ethanol gelöste Wirkstoffe hinzugefügt (Ethanol-Endkr«nzentration0,7Vol.-%). Nach 5 Stunden erfolgt die Wachstumsmessung im Photometer.

Anhand einer Eichkurvs werden die den Extinktionswerten entsprechenden Hefetrockensubstanzwerte ermittelt. Die Auswertung erfolgt durch Berechnung der prozentualen Wachstumshemmung für die jeweiligen Wirkstoffe im Verhältnis zu der Kontrolle ohne Wirkstoff (Tabelle B).

Tabelle B: Wachstumshemmung von Hefepilzen Wirkstoffkonzentration: 100pg/ml

1	100
2	100
3	100
4	100
5 (bekannt)	100

	Wachstumshemmung in %	Candida
Wirkstoff	Torulopsis	utiiis
	Candida	87
1	35	70
2	63	97
3	86	61
4	67	87
5 (bekannt)	89

Beispiel 3 Agar-Platteiitest mit Pilzen unterschiedlicher taxonomischer Stellung

Die fungizide Wirksamkeit der Wirkstoffe gegenüber den Testpilzen wird in horkömmlicher Weise als Hemmung des Radialwachstums der Pilze auf Malzagar-Nährmedium (2% Malz) in Petrischalen bei einer Inkubationstemperatur von 25⁰C bestimmt.

Die in 70%igem Ethanol gelösten Wirkstoffe werden dem flüssigen Agar in der gewünschten Wirkstoffkonzentration so zugemischt, daß der Ethanol-Gehalt 0,7 Vol.-% nicht übersteigt. Nacli Erkalten des Agar-Wirkstoff-Gomisches wird mit einem Myzelstück von 1 cm Durchmesser für die Pilze Schiziphyllum commune, Penicillium chrysogenum und Mucor mucedo oder mit einem Tropfen einer Sporensuspension von Aspergillus nidulans beimpft.

Die Wachstumsmessungen werden vorgenommen, wenn die Kontrollen ohne Wirkstoffzusatz zu 70 bis 90% des Schalendurchmessers durchwachsen sind.

Die Auswertung erfolgt durch Berechnung der prozentualen Wachstumshemmung für die jeweiligen Wirkstoffe gegenüber der Kontrolle ohne Wirkstoffzusatz (Tabelle C).

Tabelle C: Wachstumshemmung von Pilzen im Agar-Plattontest Wirkstoffkonzentration: 100μg/ml

	Schizophyllum	Wachstumshemmung in %	Aspergillus	Mucor
Wirkstoff	commune	Penicillium	nidulans	mucedo
	36	chrysogenum	17	30
1	47	56	16	53
2	43	40	14	87
3	35	44	38	77
4 *	25	45	3	48
5 (bekannt)	20	41	8	-
6 (bekannt)	18

Claims

1. Mikrobizide Mittel, gekennzeichnet dadurch, daß sie neben den üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoffe mindestens ein N-3-Sulfopropyl-N,N-dimethylammonium-betain der allgemeinen Formel I₁

CM₃

"0_QS - CH₀ - CH - CH_? - N⁺ - (CH₂) - X - R

I CH₃

in der

X eine CH₂, CO-NH- oder NH-CO-Gtuppierung

Y Wasserstoff, eine CH₃- oder SO₂H-Gruppe

R einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen und η die Zahlen 1 bis 3 bedeuten,

enthalten.

2. Mikrobizide Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Wirkstoff N-3-Sulfopropyl-N,N-dimethyl-N-alkyl-(C_l0-C₁₈)-ammonium-betain enthalten.

3. Mikrobizide Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Wirkstoff N-3-Sulfopropyl- ^,N-dimethyl-N-alkyMC^-C^-aminocarbonylmethyl-ammoriium-betain enthalten.

4. Mikrobizide Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Wirkstoff N-3-Sulfopropyl-N.N-dimethyl-N-alkanoyMC^-C^-amidoethyl-ammonium-betain enthalten.

5. Mikrobizide Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Wirkstoff N-[(2-Sulf inato)-3-sulfopropyl]-N,N-dimethyl-N-alkanoyl-(Cio-Ci₈)-amidoethyl-ammonium-betain enthalten.