DE1944255A1 - Biocide Zubereitungen - Google Patents

Biocide Zubereitungen

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DE1944255A1 DE19691944255 DE1944255A DE1944255A1 DE 1944255 A1 DE1944255 A1 DE 1944255A1 DE 19691944255 DE19691944255 DE 19691944255 DE 1944255 A DE1944255 A DE 1944255A DE 1944255 A1 DE1944255 A1 DE 1944255A1
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    • A01N33/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic nitrogen compounds
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Th. Goldschmidt A.-G., Essen
Biocide Zubereitungen
Die Erfindung betrifft neue Verbindungen der allgemeinen Formel
Xn
1 2
worin R und R gleich oder verschieden sind und -H, -CH0COOH, -CH-COOH oder -CH-COOH; X -Cl, -Br oder -J
I I
CH-. CH0
ι 2
CH3
bedeuten und η = 1 bis 3 ist, sowie ihre Verwendung in biociden Zubereitungen.
109818/2275
19U255
In der deutschen Patentanmeldung P 19 39 921.4 wird die Herstellung von biociden Verbindungen der Formel
C12H25NH~CH2~CH2~Nr1~CH2~CH2~Nr2~CH2~'
1 2
wobei R und R die oben angegebene Bedeutung haben, beschrieben, welche auch in hohen Verdünnungen sehr wirksame Bakterieide sowohl gegenüber grampositiven wie gramnegativen Keimen darstellen und ihre Wirksamkeit selbst in hartem Wasser und in Gegenwart gewisser Mengen von allgegenwärtigen Verunreinigungen, die aus z.B. Eiv/eiß, Lipoiden, Deter-. gentien usw. bestehen können, beibehalten. Allerdings wird durch die Gegenwart größerer Mengen von Verunreinigungen die Wirksamkeit der erwähnten Verbindungen stärker beeinträchtigt, so daß zur Aufrechterhaltung einer- gewissen Mindestwirkung größere Konzentrationen der baktericiden Wirkstoffe erforderlich werden, was mit größeren Kosten und gelegentlich mit starker Reizwirkung gegenüber der menschlichen und tierischen Haut und Schleimhaut verbunden ist. überraschenderweise fehlen den Verbindungen der allgemeinen • Formel
109818/227S
,-NH-CH0-CH0-NR1-CH0-CH0-NR2-CH0-
1 2
•worin R und R gleich oder verschieden sind und -H,
-CH0COOH, -CH-COOH oder -CH-COOH; X -Cl/ -Br oder -J
ι ι
CHo CH9
CH3
bedeuten und η = 1 bis 3 ist, diese Nachteile. Dies macht sie als Wirkstoff für biocide Zubereitungen besonders geeignet. Diese Unempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen gegenüber Eiweiß, Lipoiden, anionischen Detergentien und anderen allgegenwärtigen Verunreinigungen hinsichtlich ihrer biociden Wirksamkeit war nicht vorauszusehen und ist deshalb überraschend.
In Analogie zu den Verhältnissen bei den N-Alkyldiäthylentriaminen der nachstehenden Formel
R3-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH2
= ~C8H17 b2W· -C12H25
1098 18/22 7 S'
wo die bakteriologische Wirksamkeit bei Ersatz des Cl2H25~'Res1:'es ^urch ^en C H.--Molekülrest eine völlige Inaktivierung erfährt, war nämlich anzunehmen, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen, wenn überhaupt, so doch nur eine sehr schwache baktericide Wirkung zeigen sollten, die in Gegenwart von Eiweiß, Lipoiden usw. noch weiter abgeschwächt sein würde. Das Gegenteil ist überraschenderweise der Fall und dies bei einer Augenreizwirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen, die nicht stärker ist, als die des analogen
Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Verbindungen besteht in der nur schwachen Schaumentwicklung in wäßriger Lösung, eine Eigenschaft, welche ihre Verwendung in desinfizierenden Wasch- und Reinigungsmaschinen ermöglicht. Für manche Einsatzzwecke, z.B. die desinfizierende Reinigung von Geschirr, ärztlichen Instrumenten und Krankenhausgeräten, die bei Temperaturen bis zu 100 C mit wäßrigen Desinfektionsmittellösungen auf der Basis von quaternären Ammoniumverbindungen oder Ampholyten durchgeführt wurde, war nämlich bislang zur Vermeidung des überschäumens der
1098 1.8/22TS
Desinfektionsmittellösung die Mitverwendung teurer Entschäumer notwendig. Dieser Nachteil wird durch die erfindungsgemäßen Verbindungen behoben.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen erfolgt in an sich bekannter Weise zum Beispiel so, daß man Diäthylentriamin entweder erst mit Octylhalogenid und dann mit dem Halogenbenzylhalogenid oder umgekehrt zur Reaktion bringt. Eine besondere Reinigung des als Zwischenprodukt entstehenden N-Octyldiäthylentriamins bzw. N-Halogenbenzyldiäthylentriamins ist zwar möglich, aber nicht notwendig. Durch Umsetzung des Nl-Octyl-NS-halogenbenzyldiäthylentriamins (Ia) mit (»-Halogencarbonsäuren erhält man die entsprechenden Aminosäuren (Ib).
Ia
X — -Cl, -Br , —J η = 1 bis 3
1.7NH-CH2-CH2-NR1 -CH2-CH2-NR2-CH2-(\ /> Ib
• Xn R1, R2 = -H, -CH0COOH, -CH-COOH, -CH-COOH
2 ' I
CH. CH
CH
109818/2275
" 6 " 1-9-4ft25b
Als Säureakzeptoren dienen bei den einzelnen Reaktionsschritten NaOH, KOH, Na3CO3, K3CO3 oder die im Reaktionsgemisch vorliegenden Amine selbst. Als Alky!halogenid wird vorzugsweise Octylchlorid oder -bromid verwendet,
Außer Chloressigsäure lassen sich auch z.B. Bromessigsäure, a-ChiJorpropionsäure und a-Chlorbuttersäure verwenden. Der o Rest R hat dann die Bedeutung -CH-COOH bzw. -CH-COQH.
I I
nu /-irr
3 i
CH3
Die Reaktionstemperaturen,'bei denen die umsetzungen durchgeführt werden, liegen im allgemeinen zwischen 8Q0C - 18Q C, vorzugsweise zwischen 90°C - 1500C.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen Ia können die Reaktionspartner als solche oder in Gegenwart eines Lösungsmittels, z.B. n-Propanol, Ä1 thylglykol, Propylenglykol, Toluol, Xylol und Chlorbenzol umgesetzt . werden. Bei der Synthese der erfindungsgemäßen Verbindungen Ib werden vorteilhaft Wasser, Ä'thylglykol, n-Propanol, Methyl- oder Ä'thylglykol als "Lösungsmittel verwendet, doch ist es auch hier möglich, ohne Lösungsmittel zu arbeiten.
109818/2275
l9U2b5
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können als solche oder als biocide Zubereitungen in Form von Lösungen in Wasser und Alkoholen oder auch als Dispersionen, gegebenenfalls auch zusammen mit nichtionogenen/ ampholytischen oder kationischen Detergentien, eingesetzt werden. Sie eignen sich insbesondere als Konservierungs- und Desinfektionsmittel zur Abtötung von Bakterien, Hefen, Pilzen, Viren und Algen. In den folgenden Beispielen wird die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen näher erläutert:
Beispiel 1
Herstellung von
C0H1-NH-CH0-CH0-NH-CH0-CH0-NH-CH0-
In einen 1 1-Vierhalskolben mit Rührer, Tropftrichter, Rückflußkühler und Thermometer werden 455 g (2 Mol)
NH0-CH0-Ch0-NH-CH0-CH0-NH-CH0- £ 2. λ ν 2 2 ί
10981 8/2275
(die Herstellung erfolgt in an sich bekannter Weise durch Umsetzung von o-Chlorbenzylchlorid mit einem Überschuß von Diäthylentriamin in Gegenwart von Natronlauge), 30 g NaOH und 2 ml H-O eingebracht und auf 1000C erhitzt. Aus dem Tropftrichter läßt man nun unter langsamer Temperatursteigerung auf 13O°C 75 g Octylchlorid (1/2 Mol) zulaufen. Bei ca. 13O°C tritt eine exotherme Reaktion ein. Danach läßt man noch 5 Stunden bei 1300C weiterreagieren. Anschließend kühlt man auf ca.' 1000C ab und dekantiert vom festen Rückstand. Der feste Rückstand wird mit Äther extrahiert und der Extrakt mit der dekantierten Flüssigkeit vereinigt. Nach dem Abdampfen des Äthers wird der Rückstand fraktioniert destilliert. Es werden ca. 350 g unumgesetztes Amin wiedergewonnen. Der Rest wird mittels eines Dünnschichtverdampfers, einer sogenannten Molekulardestillationsapparatur destilliert, wobei bei Temperaturen zwischen 125 C - 150°C und 10 mm Hg 120 g des analysenreinen Umsetzungsproduktes in Form eines schwach gelben Öls entsprechend einer Ausbeute von 70 % der Theorie (auf Octy!chlorid bezogen) erhalten werden.
Elementaranalyse
Berechnet für C19H34N3Cl (339,9) Gefunden
C: 67,1 % C: 66,8 %
H: 10,1 % H: 10,4 %
N: 12,4 % N: 12,1 %
Cl: 10,4 ξ; Cl: 10,2 %
10 9818/2276
19442bb
Beispiel 2
Herstellung von
Die Herstellung und Aufarbeitung erfolgt analog zu Beispiel 1 mit dem Unterschied, daß von
NH0-CH0-CH0-NH~CH0-CH0-NH-CH
ausgegangen wird.
Ausbeute; 68 % der Theorie
Siedebereich: 1300C - 155°C bei 0,1 mm Hg
Elementaranalyse
Berechnet für cx9H34N3Cl (339,9) Gefunden
C: 67,1 % C: 67,3 %
H: 10,1 % H: 10,3 %
N: 12,4 % N: 12,1 %
Cl: 10,4 % Cl: 10,3 %
10 9 818/2275
1944Z65
Beispiel 3
Umsetzung von 1 Mol
mit 1 Mol Na-Chloracetat.
340 g des obigen Amins, 800 g n-Propanol, 200 ml H2O und 117 g Na-Chloracetat werden in einem 4 1-Dreihalskolben mit Rückflußkühler, Rührer und Thermometer für 8 Stunden zum Rückfluß erhitzt, worauf abgekühlt wird. Man erhält eine gelbe homogene Lösung.mit 27 % Wirkstoff, die bei Zusatz von Essigsäure bis zu einem pH-Wert = 7 beliebig wasserverdünnbar unter Bildung schwachschäumender klarer Lösungen ist.
I. Bakteriologische Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindung
Die Durchführung der bakteriologischen Versuche erfolgte gemäß den Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie.
10 9.8 IB/2276
l9U2bb
a) im normalen Suspensionsversuch.
b) in Gegenwart von Eiweiß (20 % Rinderserum), pH-Wert der 0,1 %igen Lösung: 7
a) b)
Teststamm Konzen- Einwirkungszeit Einwirkungszeit tration in Min. in Min.
in % 1 2 5 10 20 30 12 5 10 20 30
Staphylo- 0,1 ______ ______ coccus
aureus 0,05 _·_____ + + _ _ _ _
Pseudomonas 0,1 ____ _ _ ___ _ _ _ aeruginosa
Proteus 0,1 ______ ______ vulgaris
0,001 ++++++
Escherichia 0>l ______ ______
— kein Bakterienwachstum
+ Bakterienwachstum
1098 18/2-2 7 5'
c) in Gegenwart von 0,1 % Schmierseife (sämtliche Verdünnungen werden statt mit Wasser mit 0,1 %iger wäßriger Schmierseifenlösung angesetzt).
Teststamm Konzentration Einwirkungszeit in V'\n.
in % 12 5 10 20 30
Staphylo- 0,1 ___ --
coccus
aureus 0,05 + + --..-.-
Pseudomonas 0,1 ___ _ aeruginosa
0,05 .■-_■_.
Proteus 0,1 --- - vulgaris
0,05 + + -
Eseherichia 0,1 ___^__ coli
0,05 + + + -
10981.8/2275
i.9442.55
d) Bakteriologische Wirksamkeit von
in Gegenwart von 20 % Rinderserum (Vergleich zu I b) pH-Wert =7 (0,1 % Wirkstoff enthaltende Lösung)
Teststamm Konzentration Einwirkungszeit in Min.
in % 1 2 5 10 20 30
Staphylo- 0,1 ______
coccus
aureus 0,05 + _____
Pseudomonas 0,1 ___ _ _ _
Aeruginosa
Proteus 0,1 +_____
vulgaris
Escherichia 0,1 ______
coli
0,05 + + -
Bei Vergleich von I b) (erfindungsgemäß) und I d) erkennt man, daß die bakteriologische Wirksamkeit von I b) der von I d) in Gegenwert von Eiweiß zumindest gleichwertig ist.
109818/2275
- 14 ~ 194425b
II. Bakteriologische Wirkung eines erfindungsgemäßen Umsetzungsproduktes von 1 Mol
CgH17-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH-CH2
mit 1 Mol Chloressigsäure, pH-Wert =7 CO,1 % Wirk- . stoff enthaltende wäßrige Lösung)
a) im normalen Suspensionsversuch
b) in Gegenwart von 30 % Rinderserum
a) b)
Teststamm Konzen- Einwirkungazeit Einwirkungszeit tration in Min. in Min.
in % 1 2 5 10 2O 30 1 2 5 10 20 30
Staphylo
coccus .
aureus		 0,1
0,05		 + _. _ _ _ _
0,01 + + _ _ _ -
0,005 + + - - -
0,001 — + + + +
Escherichia
coli		 0,1
0,05		 + - _ _ _ -
0,01 + - -. - — -
0,005 + + _ _ -
0,001 + + + +
1Ö9818/227S
—15 — . '
194425b
III. Bakteriologische Wirksamkeit der Vergleichssubstanzen
a) C12H25-NH-CH2-CH2-Nh-CH2-CH2-NH2 (im Suspensionsversuch)
pH-Wert der 0,1 %igen wäßrigen Lösung = 7 (mit Essigsäure eingestellt)
a) b)
Teststamm Konzen- Einwirkungszeit Einwirkungszeit tration in Min. in Min.
in % 1 2 5 10 20 30 1 2 5 IO 20
Staphylo- 0,1 ___ _ _ _ +- 4 + ■ + + +
coccus
aureus 0,05 __- - - - + + + 4-4- 4-
0,01 4- : - -
0,005 ■++—-.--■ 0,001 4-4-4- - - -
Pseudomonas 0,1 — τ — - ' - - 4-4-4- 4- 4- 4-. aeruginosa
O7Ol 4- 4- - - - 0,005 +++---
0,001 '++·++■+-
Proteus 0,1 ______ + + + + + +
vulgaris
0,005 ++++--■
0,001 ++++++
Escherichia 0,1 ______ + +. + + 4. +
0,005 + 4- 4- - - -
0,001 ++++--
10 98 1/8/227 5
.19442Sb
Bei Vergleich- von III a) und III b) erkennt man, daß der Ersatz des C,2-Älkyls durch einen Cg-Alkylrest den völli gen Verlust der Wirkung unter den Bedingungen des Suspen sionsversuches zur Folge hat«
c) Bakteriologische Wirksamkeit der Vergleichssubstanz
in Gegenwart von O,l % Schmierseife bzw. 20 % Rinderserum. Die Ergebnisse entsprachen denen unter III b), d.h. es war unter diesen Bedingungen keinerlei bakteriologische Wirksamkeit vorhanden.
Bei Vergleich der bakteriologischen Ergebnisse wie auch der nachstehenden Augenrexztestresultate ergibt sich die überraschende Tatsache, daß die erfindungsgemäße Verbindung
der Vergleichssubstanz
109818/227
in bakteriologischer Hinsicht mindestens ebenbürtig, im Hinblick auf niedrige Reizwirkung weit überlegen ist und der Vergleichssubstanz
in bakteriologischer Hinsicht weit überlegen und in Hinblick auf niedrige Reizwirkung jedenfalls ebenbürtig ist.
IV. Augenreizteste (nach Draize und Kelley, Drug and Cosmetic Ind., 71. (1952), 36 - 37 und 118 - 120)
Testsubstanz A: 0,5 % Wirkstoff enthaltende wäßrige
Lösung von
(erfindungsgemäße Verbindung)
Der pH-Wert wurde mit Essigsäure auf 7 eingestellt.
1098 18/227
Kaninchen J 2. Tag Nr. 1 2 3 4 5 6 Mittel
wert
1. Tag A 1 1- 1 1 1 1
B 1 1 1 1 1 1
C O O 1 O O O
2x2=4 2x2=4 2x3=6 2x2=4 2x2=4 2x2=4 4,3
A O O O O O O
B O O O O O O
C O O O O O O O
Die numerische Größe des Mittelwertes stellt ein Maß für die Stärke der Reizwirkung dar. Je größer also der Mittelwert um so stärker die Reizung.
Bei Vergleich von Testsubstanz A und der folgenden Testsubstanz B erkennt man die überraschend geringe Reizwirkung der erfindungsgemäßen Substanz A.
1.0 9 8 1-8/22 7 S
Testsubstanz B: Of5 %ige wäßrige Lösung von
(Vergleich)
Cl
Der pH-Wert wurde mit Essigsäure auf 7 eingestellt.
Kaninchen Nr 1 2 3 4 5 6 Mittel
wert
1. Tag A 3 3 3 3 3 3
B 3 3 3 3 3 3
- C 2 3 2 2 2 2
8x2=16 9x2=18 8x2=16 8x2=16 8x2=16 8x2=16 16,3
2.'Tag A 2 2 2 2 2 2
B 2 2 2 2 2 2
C 1 1 1 1 1 1
5x2=10 5x2=10 5x2=10 5x2=lO 5x2=10 5x2=10 10,0
3. Tag · A 1 2 1 1 1 1
B 1 1 • ι 1 1 1
C 1- 1 1 1 1 1
3x2=6 4x2=8 3x2=6 3x2=6 3x2=6 3x2=6 6,3
4. Tag A 1 1 1 1.· 1 1
B 1 1 1 1 1 1
C O 1 O O O O
2x2=4 3x2=6 2x2=4 2x2=4 2x2=4 2x2=4 4,3
7. Tag A O O O O O O
" B O O O O O O
C O O O O O O O
1098 1-87 2-2-7-5
• — 20 —
Testsubstanzen C und D: 0,5 % Wirkstoff enthaltende Lösungen vom pH-Wert = 7 (mit Essigsäure eingestellt) der Verbindungen (nicht erfindungsgemäS)
C12H25-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-Nh2 bzw.
C8H17-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-Nh2
Testsubstanz C
Kaninchen - 7. Tag Nr. 1 2 3 4 5 Mittelwert • 10,4
1. Tag A 3 2 3 3 3
B 2 2 2 3 2
C 2 2 2 2 2
7x2=14 6x2=12 7x2=14 8x2=16 7x2=14 14 7,6
2. Tag A 2 ■ 2 2 2 2
B 2 1 2 2 2
C 1 1 2 2 1
5x2=10 4x2=8 6x2=12 6x2=12 5x2=10 3,6
3. Tag A 1 1 2 2 2
B 1 1 1 2 1
C 1 1 1 1 1 0
3x2=6 3x2=6 4x2=8 5x2=10 4x2=8
4. Tag A 1 1 1 1 1
B 1 0 1 1 1
C O 0 0 0 0
2x2=4 1x2=2 2x2=4 2x2=4 2x2=4
A 0 0 0 0 0
B 0 0 0 0 0
C O 0 0 0 0
1 0 9 818 / 227 S
Testsubstanz D
19U25S
Kaninchen Nr.
Mittelwert
1. Tag
A
B
C
1 1 1
1 1 O
1 1 1 1 1 O
3x2=6 2x2=4 2x2=4 3x2=6 2x2=4
4,8
2. Tag
A 1 O O 1 O
B O O O O 1
C O O O O O
1X2=2 O O 1x2=2 1x2=2
A O O O O O
B O O O O O
C O O O O O
1/2
3. Tag
109818/2275

Claims (3)

  1. - 22 - 13442Sb
    Patentansprüche
    Neue Verbindungen der allgemeinen Formel
    -CH2-CH2-NR2-CH2-
    - ■ Xn
    2
    worin R und R gleich oder verschieden sind und
    -H, -CH0COOH7 -CH-COOH oder -CH-COOH;
    • I -I-
    CH .5 CHt
    3 1
    CH3
    X -Cl, -Br oder -J bedeuten und η = 1 bis 3 ist.
  2. 2. Verwendung der Verbindungen des Anspruchs 1 als Wirkstoffe in biociden Zubereitungen.
  3. 109818/227S
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