DE1302695C2

DE1302695C2 - Stabile, keimtoetende jodophor- zusammensetzung in fester form

Info

Publication number: DE1302695C2
Application number: DE19621302695
Authority: DE
Inventors: Abraham Forest Hills Drive Pa.; Winicov Murray William Flushing N.Y.;(V.St.A.) Cantor
Original assignee: West Laboratories, Inc., Long Island, N.Y. (V.St.A.)
Priority date: 1962-04-02
Filing date: 1962-04-02
Publication date: 1977-04-07
Also published as: DE1302695B

Description

V. K.=

mg Jod in wäßriger Phase

mg Jod in Heptan

2. Jodophor-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Gewichtsverhältnis von Polyvinylpyrrolidon : Jod von 3:1 das Gewichtsverhältnis von Jodid : Jod mindestens 3 beträgt

3. Jodophor-Zusammensetzung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Gewichtsverhältnis von Polyvinylpyrrolidon : Jod von mehr als 3 bis 5 :1 das Gewichtsverhältnis von Jodid : Jod mindestens 2 :1 beträgt

4. Jodophor-Zusammensetzung nach Anspruch 1,

'5 ml Heptan
ml wäßrige Phase

dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Gewichtsverhältnis von Polyvinylpyrrolidon : Jod von mindestens 6 :1 das Gewichtsverhältnis von Jodid : Jod mehr als 04 :1 beträgt

5. Verfahren zur Herstellung der Jodophor-Zusammensetzungen gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß man Polyvinylpyrrolidon, Jod und Jodid in den in den Ansprüchen 1 bis 4 angegebenen Verhältnissen in Form der festen Stoffe im geschlossenen Behälter mechanisch trocken miteinander vermischt.

Die Erfindung betrifft stabile, keimtötende Jodophor-Zusammensetzungen in fester Form, bestehend aus Polyvinylpyrrolidon, Jod und Jodid mit einem Gewichtsverhältnis von Polyvinylpyrrolidon : Jod von 3 bis 10:1.

Die keimtötende Wirkung von Jod enthaltenden Mitteln ist bekannt. Vorteilhafte Eigenschaften eines Poly-(N-vinyl-2-pyrrolidon)-Jod-Komplexes (im folgenden PVP-J genannt) sind in der US-PS 27 39 922 beschrieben worden; die wichtigsten davon sind verminderte Toxizität und geringere Reiz- und Sensibilisierungswirkung als bei Jod allein. Eine Analyse aller angeführten PVP-!-Kombinationen zeigt daß neben dem mit Thiosulfat titrierbaren Jod eine geringe Menge Jodid vorhanden ist sowie eine sehr geringe Menge von chemisch »gebuudenem« Jod. Wäßrige Lösungen von PVP-J zeigen ein langsames Abfallen des Gehaltes an titrierbarem Jod und ein Ansteigen des Gehaltes an Jodid bis zu einem Gewichtsverhältnis von Jod zu Jodid im Werte von etwa 2 :1. In diesem Zustand wurde der Jodgehalt als »stabil« angesehen.

Die Qualität eine* Jodophors hängt vom Komplexierungsgrad des Jods ab. Ein direktes Maß für den Komplexierungsgrad stellt der Verteilungskoeffizient (V. K.) dar, der, wie nachstehend beschrieben, bestimmt werden kann.

Man gibt 1,00 ml einer Versuchslösung, deren Jodgehalt zuvor titriert worden ist, in einem verschlossenen Glasbehälter zu 25 ml Heptan. Der Behälter wird in ein auf einer Temperatur von 25°C + TC gehaltenes Bad gesenkt, und es wird während einer Minute kräftig gerührt Dann läßt man die Lösung einige Minuten stehen, bevor man die klare Heptanschicht mittels einer Pipette absaugt. Der Jodgehalt in der Heptanschicht wird beim Absorptionsmaximum von 500 πιμ bestimmt Das Verhältnis zwischen Absorption und Jodkonzentration in diesem Lösungsmittel ist von 1 bis 25 mg je 100 ml linear. Bei Benutzung eines Beckmann-DV-Spektrophotometers entspricht eine Absorption von 0,142 1,00 mg Jod, extrahiert durch 25 ml Heptan. Das in der wäßrigen Phase verbleibende Jod wird durch den Unterschied zwischen der Anfangsmenge Jod in der Testlösung und dem Endwert der Jodmenge im Heptan festgestellt. Der Verteilungskoeffizient (V. K.) wird durch folgende Formel errechnet:

VK =

mg J₂ in wäßriger Phase
mg J₂ in Heptan

ml Heptan
ml wäßrige Phase

Die so erhaltenen Werte sind jederzeit innerhalb eines Bereiches von 10%, meist von 1 %, reproduzierbar.

Die Erfindung ist in den Patentansprüchen wiedergegeben.

Es hat sich gezeigt, daß der Verteilungskoeffizient, wie er durch obenstehende Formel errechnet wurde, einen Wert von über 200 haben muß, wenn das )od in den PVP-Jod-KompIexen ausreichend komplexiert, d. h. frei von unangenehmem Jodgeruch und Reizwirkung sein soll. Die erfindungsgemäßen Jodophor-Zusammensetzungen haben eine längere Wirkungsdauer und einen geringeren Verdampfungsverlust an Jod als Mittel entsprechend der USA.-Patentschrift 27 39 922, die Jod, Jodid und Polyvinylpyrrolidon enthalten.

Der mit erfindungsgemäßen Verfahren erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß die Einarbeitung des Jodids in PVP und Jod ohne das bei den bekannten Verfahren notwendige Erhitzen vorgenommen wird. Auf diese Weise wird das Verfahren zur Herstellung von Konzentraten in Pulverform verbessert und vereinfacht.

Die Eignung der erfindungsgemäßen Jodophor-Zusammensetzungen zur Herstellung von wäßrigen Lösungen mit einer lodkonzentration von AOew.-%, wobei X e'me Zahl von 0,1 bis 1,0 bedeutet, kann durch folgende Gleichung ermittelt werden:

PVPZJ₂ 4- J "/J₂ < 4 +

X '

wobei wiederum die oben definierten Bedingungen für den Verteilungskoeffizienten (V. K.) des Jods gelten.

Besonders hervorzuheben sind dabei diejenigen Mittel, in denen bei einer Jodkonzentration in wäßriger Lösung von 1 Gewichtsprozent die Summe von PVP/h + J-ZJa mindestens 6 beträgt, oder bei einer Jodkonzentration von 0,5 Gewichtsprozent die Summe vonPVP/J₂ + J -/J₂ mindestens 8 beträgt, oder bei einer Jodkonzentration von 0,25 Gewichtsprozent die Summe von PVP/J2 + J-/J2 mindestens 12 beträgt oder bei einer Jodkonzentration von 0.125 Gewichtsprozent die Summe von PVP/J2 + J -/J₂ mindestens 20 beträgt

Besonders geeignet sind ferner diejenigen erfindungsgemäßen Mittel, welche als Wirkstoff

a) eine komplexartige Verbindung von 30 Teilen PVP mit 10 Teilen J₂ und einem Alkalimetalljodid, welches 50-Teile J - liefert enthalten, oder

b) eine solche von 40 Teilen PVP mit 10 Teilen J₂ und einem Alkalimetalljodid, welches 45 Teile J - liefert, oder

c) eine solche von 200 Teilen PVP mit 10 Teilen J₂ und einem Alkalimetalljodid, welches 80 Teile J - liefert.

Die unter c) genannte komplexartige Verbindung eignet sich besonders für die Herstellung verdünnter wäßriger Lösungen mit einem Jodgehalt von 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozenten.

Als Jodid lieferndes Ausgangsmaterial können verschiedene Verbindungen dienen, je nach der Art und dem beabsichtigten Verwendungszweck des gewünschten Produktes. Für Präparate, bei denen ein verhältnis-

Tabelle 1

mäßig niedriger pH-Wert (etwa 5 bis 7) gewünscht wird, ist es vorteilhaft, Jodid in Form eines Alkalimetalljodids einzuführen.

In den folgenden Beispielen und in dem vorausgehenden Teil der Beschreibung bedeuten Teile Gewichtsteile und Prozente Gewichtsprozente;

B e i s*p i e 1 1 Herstellung nach bekannten Methoden

Aus wechselnden Mengen von fein gepulvertem Jod und trockenem PVP (unter dem Markennamen »K.30 Plasdone« von der General Aniline and Film Corporation, USA, in den Handel gebrachtes Produkt) mit 5% Wassergehalt wurde eine Reihe von Präparaten hergestellt indem man die Ausgangsstoffe im verschlossenen Behälter, der zur Erzielung einer einheitlichen Zusammensetzung gleichmäßig gerollt wurde, auf 95° C erhitzte. Nach etwa 20 Stunden sank der Gehalt an erfaßbarem Jod auf etwa 65% des anfänglichen Gesamtgehaltes ab und die Analyse zeigte, daß das Verhältnis von verfügbarem Jod zu Jodid fast genau 2 :1 betrug, welche? Verhältnis in der US-PS 27 39 922 als besonders geeignet empfohlen wird. Es wurde durch-

wegs gefunden, daß die Summe von erfaßbarem Jod und Jodid dem Gesamtjodgehalt sehr nahe kam, d. h. die Menge an organisch gebundenem Jod war unbedeutend. Die folgende Tabelle zeigt die erhaltenen Versuchsergebnisse:

Präparat	Zugesetztes	Zugesetztes	Erfaßbares Jod in %	%]-	Angenähertes Verhältnis	Verhältnis
	Jod in g	PVP in g	(Endbeslimmung)		PVP/)od
1	60	120	22,0	11,0	3	0,5
2	30	80	18,0	9,0	4	0,5
3	30	100	14,5	7,5	5	0.5
4	30	140	11,1	5,5	7	0,5
5	30	160	10,5	5,0	8	0,5

Beispiel 2

Herstellung der erfindungsgemäßen Mittel unter Verwendung von Jodien

Wechselnde Mengen von fein gepulvertem Jod, trockenem PVP und gepulvertem Jodid, wie in der folgenden Tabelle Il angegeben, wurden zu einer Reihe von Präparaten kombiniert indem man sie im

Tabelle 11

verschlossenen Behälter und bei Zimmertemperatur mechanisch mischte. Nach etwa 24 Stunden war das gesamte elementare Jod einheitlich verteilt. Die Titration des verfügbaren Jods zeigte, daß zwischen 90 und 95% des ursprünglichen Jodgehaltes als erfaßbares Jod anwesend war. Die Daten für diese Präparate werden in Tabelle II gezeigt.

Präparat Zugesetztes Zugesetztes Zugesetztes Erfaßbares %

Jod in g PVP in g Jodid in j; Jod in %

Angenähertes Ver- Angenähertes Verhältnis PVP/Jod hältnis J-/J2

10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10

30
40
50
70
80
30
30
40
40
40
40
60
60

60 K)	9,5	46	3
50Na J	9,6	43	4
40 Na J	9,3	34	5
20Na J	9,2	17	7
10 Na J	9,0	9	8
40 KJ	12,1	38	3
50 KJ	10,6	42.5	3
20 KJ	13,3	22	4
40 KJ	10,6	34	4
50 KJ	9,6	33	4
100KJ	6,4	51	4
20 KJ	10,2	17,0	6
40Kl	9.6	28	6

4,5

3.5

1,5

3,5

1.5

Fortsetzung

Präparaf

Zugesetztes
Jod in g

Zugesetztes PVP in g

Zugesetztes Erfaßoares % Γ Angenähertes Ver- Angenähertes Ver-Jodid in g Jod in % hältnis PVP/Jod hältnis ]~/\₂

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

10 10 10 10 10 10 10 10 10 IC

«0

100

50K!

100 K] 20KJ 40KJ 50KJ

100 KJ 20KJ 40KJ 50KJ

100 KJ 8,1 5.6 8,5 7,3 6,9 5,1 7.0 6,3 6.1 4.4

31

45

14

23,5

27.5

40

12

20,5

24

36.5

10

4 8

Vergleichsversuche

Es wurden Verdünnungen der pulverförmigen Präparate der Beispiele 1 und 2 in destilliertem Wasser hergestellt, um Präparate mit Jodgehalten von 1 %, 0,5% und 0,25% J zu erhalten. Der pH-Wert wurde auf ichwach sauer eingestellt Die Verteilungskoeffizienten für diese Proben wurden auf die oben beschriebene Art ermittelt. In den folgenden Tabellen werden die entsprechenden zahlenmäßigen Ergebnisse aufgeführt, und zwar auf die Weise, daß Produkte mit ähnlichen PVP/Jod-Verhältnissen zusammen aufgeführt wurden, um einen Vergleich der Unterschiede zwischen bekannten Präparaten und denen der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Präparate mit Verteilungskoeffizienten von weniger als 100 zeigen einen deutlichen jodgeruch; bei Verteilungskoeffizienten zwischen 100 und etwa 250 nimmt der Geruch ab und wird bei etwa 200 annehmbar. Die Resultate sind nach wachsenden Verhältniszahlen von PVP zu Jod (Tabellen IH bis X) angeordnet. Innerhalb jeder Tabelle sind Präparate mit ähnlichem Gehalt an erfaßbarem Jod zusammengenommen. Beispiele von nach bekannten Verfahren hergestellten Präparaten, bei denen das Verhältnis von Jodid zu Jod 0,5 beträgt, werden zueilt aufgeführt.

Tabelle 111

45

Verdünnung hergestellt aus Präparat der Tabelle 1 bzw. II. Nr.

Erfaßbares Iod

0,5

Verhältnis

pH V.K.

PV p/
]od

I Φ

0.5 50 4,0 3.0 0.5 5.0

2.5 2.5 5.0 5,0 2,5 2,5

70 460 265 205

30 160

Tabelle IV

60

Verdünnung Erfaß-

hergestellt aus bares

Präparat der Jod

Tabelle I %
Dzw. II,Nr.

Verhältnis

PVP/ )-/)> Iod

pH V.K.

0,5 4.5

2,5 2,5

100 1040 Verdünnung hergestellt aus Präparat der Tabelle I bzw. II. Nr.

Erfaßbares Jod

Verhältnis

PVP/ J-/J2 Jod

pH VK.

c 2

d 13

e 14

f 15

g 16

h 2

13 15 16

0.5

0,5

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

03
1,5
3.0
33
8.0
0.5
43
13
33
8,0

5.0 5,0 5.0 5.0 5.0 2.5 2.5 5,0 5,0 5,0

Tabelle V

Verdünnung
hergenellt aus
Präparat der
Tabelle I
b/w, II,Nr.

Erfaßbares
Jod

Verhältnis pH

PVP/ I /J₂ Iod

1.0

1,0 1,0 1,0

0.5 0,5

5 5 5 5 5 5

0.5 0.5 33 33 03 3,5

23 5,0 2,5 5,0 2.5 2.5

Tabelle VI

Verdünnung
hergestellt aus
Präparat der
Tabelle I
b/w. 11,Nr.

a 17

b 18

c 19

d 20

c 17

f 19

g

h 19

20

Erfaßbares Jod

I
1

03

0,5
0,5
0,25
0,25

Verhältnis

PVP/ |-
Iod

6
b
6
6
6
6
6
6
6

1.5

5,0

100 180 390 505 890 40 285 100 215 320

pH V.K.

Tabelle VII

a 25

b 26

c 27

d 28

e 25

f 27

g 28

h 27

i 28

05

0,5

0,25

025

10
10
10 10 10 10 10 10 10

1.5
3 4 8

4
8
4
8

	Verdünnung	Verdünnung	Erfaß	Verhältnis	J-/J»	0,5	J- /\|3	pH	V.K.
	hergestellt aus	hergestellt aus	bares			0,5
	Präparat der	Präparat der	Jod	PVP/		1
	Tabelle 1	Tabelle 1		Jod	0,5	1
	bzw. II, Nr.	bzw. 11, Nr.			0,5	3
a	4	5	1	7	2	4	2.5	230
b	4	5	1	7	2	8	5.0	200
C	9	10	1	7	0,5	0,5	2,5	1095
d	9	10	1	7	2	1	5,0	1420
e	4	22	0,5	7		1.5	2,5	65
f	9	23	0,5	7	Verhältnis	4	2.5	265
Tabelle VIII	24				8
	5	Erfaß		PVP/	4	pH	V.K.
	10	bares	Iod	8
	21	Jod
	23		8	Verhältnis
	24		8
a	23	1	8	PVP/	2.5	310
b	24	1	8	Jod	5,0	220
C	Tabelle IX	1	8		2.5	720
d		1	8		5,0	875
e		1	8	5,0	1595
f		1	8	5,0	1890
g		1	8	5,0	3120
h		0,5	8	2.5	80
i	Verdünnung	0,5	8	2,5	155
j	hergestellt aus	0,5	8	5.0	310
k	Präparat der	0,5	8	5,0	725
1	Tabelle 1	0,5	8	5,0	1170
m	bzw. H. Nr.	0,25		5,0	195
η	0,25		5.0	335

Erfaß		pH	V.K.
bares
Jod

HOO

2020

2520

3470

410

1050

1690

265

425

Betrachtet man die Zahlen der obigen Tabellen, so kommt man zu einer Anzahl interessanter Schlüsse. Aus Tabelle III ist ersichtlich, daß es bei einem PVP/Jod-Verhältnis von 3 unmöglich ist mit einem dem Stand der Technik ensprechenden J-/Jod-Verhältnis von 05 zufriedenstellende Produkte zu erhalten und daß dieses Verhältnis mindestens 3 betragen muß, um einen Verteilungskoeffizienten von 200 oder mehr zu erhalten. Ebenso ersieht man aus den Tabellen IV und V, daß bei einem PVP/Jod-Verhältnis von 4 und 5 das I /Jod- Verhältnis von 05 gemäß dem Stand der Technik keine zufriedenstellenden Produkte ergibt, und daß es notwendig ist, daß dieses Verhältnis jeweils mindestens 2 beträgt. Obwohl in Tabelle VI keine Zahlen für Präparate mit einem J /Jod-Verhältnis von 0,5 gezeigt werden, ist es bei einem Vergleich mit Tabellen V und VII klar, daß hier der ungefähre Wendepunkt liegt, bei dem ein dem Stand der Technik entsprechendes J -I]₂-Verhältnis von 0,5 bei einem Jodgehalt von 1% zufriedenstellende Produkte erbringt.

ίο Den Tabellen VI bis IX kommt vor allem deswegen Bedeutung zu, weil sie den Einfluß des Jodidzusatzes auch bei anderen praktisch verwendbaren Jod-Konzentrationen, wie z. B. 0,5% Jod und 0,25% Jod, zeigen. Es ist von besonderer Bedeutung, daß das für den Stand der Technik charakteristische J -/Jod-Verhältnis von 0,5 keine zufriedenstellende 0,5%ige oder 0,25%ige Jodlösungen bei PVP/Jod-Verhältnissen, wie sie für die Praxis in Frage kommen, ergibt.
Es ist zu beachten, daß bei einem Jodid/Jod-Verhältnis von mehr als 0,5 die Verteilungskoeffizienten, welche beim pH-Wert von 5 ermittelt werden, etwas höher sind als die beim pH-Wert 2,5 ermittelten, auch wenn die sonstigen Bedingungen übereinstimmen. Dies ist etwas überraschend, wenn man in herkömmlicher Weise davon ausgeht, daß Jod die Neigung hat, bei wachsendem pH-Wert weniger stabil komplexiert zu werden. Jedoch ist diese Wirkung des pH-Wertes innerhalb 2,5 bis 5,0 verhältnismäßig bedeutungslos, verglichen mit der überragenden Wirkung, welche der Zusatz von Jodid auf die Jodkomplexierung ausübt, wie der Verteilungskoeffizient zeigt.

Zusammenfassend kann somit gesagt werden, daß die erfindungsgemäßen Mittel PVP-Jod-Jodid-Präparate darstellen, die eine zufriedenstellende Jodkomplexierung, belegt durch einen Verteilungskoeffizienten von mehr als 200, aufweisen, und zwar in folgenden Bereichen, welche mit dem bisher angewandten J -/Jod-Verhältnis von 0,5 :1 nicht möglich waren:

a) Präparate mit einer Jodkonzentration von 1%, in welchen das Verhältnis von PVP zu Jod 3:1 bis 5 :1 beträgt. Die Möglichkeit, derartig niedrige Mengen von PVP zu verwenden, ist im Hinblick auf den verhältnismäßig hohen Preis des PVP von entscheidender wirtschaftlicher Bedeutung.

b) Präparate mit einer Jodkonzentration von 0.5% in einem Verhältnisbereich PVP/Jod von 4:1 bis mindestens 10:1.

c) Präparate mit einer Jodkonzentration von 025% in einem Verhältnisbereich von PVP/Jod, der sich von einer unteren Grenze von 6 :1 bis zu einer oberen Grenze erstreckt welche nur durch diejenige Menge an PVP bestimmt wird, welche in handelsfähigen Präparaten bezüglich Preis bzw. Feststoffantefl noch tragbar ist

d) Im Bereich der unter a), b) und c) erwähnten Verbesserungen ermöglicht der Gebrauch eines Zusatzes von Iodid in bestimmten Mengen eine große Anpassungsfähigkeit in der Zusammenstel lung von Präparaten mit wechselnden Mengen an PVP und Jod, wodurch man es in der Hand hat jeweils den für den betreffenden Zweck erwünschten Komplexierungsgrad einzustellen.

Einen besseren Oberblick über die unter a) bis d) genannten Punkte gewinnt man durch Betrachtung der folgenden Aufstellung von ausgewählten Zahlen der Tabellen II bis IX.

709614/1

Tabelle X

Bei einem muß das J~/|2-Verhältnis, um einen Verieilungs-PVP/J2-koeffizienten von 200 (bei den angegeboiicn Verhältnis Mengen J2 in %) zu ergeben, mindestens bevon tragen:

1% J₂ 0.5% U 0,25% )2 0.125% J:

8 IO ·) PVP/J2 +

1,5*)

0,5**) 0,5 <0,5

3,5*)

2")

1,5")

6")

4 2··)

12

ΙΟ**) 8

20

Anmerkung:

*) nicht in den Tabellen III bis IX aufgeführt, aber in der beschriebenen Weise aus einem Pulver, enthaltend 10 g Jod, 200 g PVP und 100 g KJ hergestellt

··) bedeutet, daß die Werte nach den entsprechenden benachbarten Werten aus den Tabellen III bis IX geschätzt wurden.

Claims

Patentansprüche:

1. Stabile, keimtötende Jodophor-Zusammensetzung in fester Form bestehend aus Polyvinylpyrrolidon, Jod und Jodid mit einem Gewichtsverhältnis von Polyvinylpyrrolidon: Jod von 3 bis 10:1, gekennzeichnet durch einGewichtsvcrhäU-nis von Jodid: Jod von größer als 0,5 :1, wobei die Menge an Jodid so bemessen ist, daß sich in einer wäßrigen, 1 Gcw.-% Jod enthaltenden Lösung der gesamten Mischung im System Wasser/Heptan ein Verteilungskoeffizient (V. K.) von über 200 ergibt, wobei der Verteilungskoeffizient definiert ist durch die Gleichung: