DE2034540C3

DE2034540C3 - Mikrobizide Mittel

Info

Publication number: DE2034540C3
Application number: DE2034540A
Authority: DE
Inventors: Brigitte Dr. 5000 Koeln Hamburger; Otto Dr. 4150 Krefeld Pauli; Wilfried Dr. 4150 Krefeld Paulus
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1970-07-11
Filing date: 1970-07-11
Publication date: 1975-11-20
Also published as: GB1355677A; NO134604B; CA979896A; US3801576A; FI51548C; DE2034540A1; FR2098346A1; FR2098346B1; IT1001468B; NO134604C; NL167081B; CH552340A; NL167081C; DE2034540B2; SE401077B; NL7109542A; FI51548B; BE769814A; AT307151B

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung quaternärer Aroyl-äthylammoniumsalze der Formel

[Ri -CO-(CHj)₂-R₂] ⁺ X-

worin R₁ für einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach durch Halogenatome, Hydroxyl-, Nitro-, niedere Alkyl-, Alkoxy- oder Halogenalkylgruppen substituierten Phenylrest, ferner für den Naphtyl-, Thienyl-, Thiazolyl- oder Pyrazolylrest steht, R₂ ein quaternäres Stickstoffatom bedeutet, welches Bestandteil eines Tri- »lkyliimins, des N-Methylpyrrolidins, Pyridins, Thi- »zols, des Triäthylendiamins, Hexamethylentetramins oder des l,3,6,8-Tetraazatricyclo[6,2,l,l³-⁶]dodecans ist, und X ein Anion einer anorganischen oder organischen Säure darstellt, zur Konservierung wäßriger Systeme.

Aus der US-PS 3453 313 sind quaternäre Aroyläthylammoniumsalze als sehr wirksame Anthelminthica bekannt, die wegen ihrer geringen Warmblüter-Toxiaität nicht nur zur Bekämpfung der durch die Endoparasiten verursachten Tierkrankheiten sondern auch vorbeugend als Futterzusätze verwendet werden können.

Die mikrobizide Wirksamkeit von Hexaminiumsalzen ist zum Teil zwar seit langem bekannt (Jacobs et al J Exptl. Med. 23, S. 569 bis 599 [1916]; Scott et af Applied Microbiol. 10, S. 211 bis 216 [1962]), jedoch wurde überraschenderweise gefunden, daß die zu den erfindungsgemäß zu verwendenden Substanzen zählenden, bisher als Mikrobizide unbekannten Aroyl-äthyl-hexaminiumsalze durchweg um eine Zehnerpotenz wirksamer sind als die bekannten Hexaminium-, z. B. Aroyl-methyl-hexaminiumsalze.

Nach Angaben von Scott, loc. cit., beruht die pH-unabhängige antimikrobielle Wirksamkeit quaternärer Hexaminiumsalze auf der allmählichen Abspaltung von Formaldehyd. Die vorliegende Erfindung beweist, daß diese Angaben von Scott keine allgemeine Gültigkeit besitzen. Die zu den erfindungsgemäß zu verwendenden Substanzen zählenden Hexaminiumsalze sind im Vergleich zu Formaldehyd durchschnittlich 7mal wirksamer als es ihrem Formaldehydanteil entspricht (s. folgende Tabelle 1). Hingegen ist die Wirksamkeit anderer bekannter Hexaminiumsalze, wie Tabelle Il zeigt, nie größer, meistens geringer als es ihrem Formaldehydanteil entspricht. Für sie trifft demnach der von Scott angegebene Wirkungsmechanismus zu. Die zu den Substanzen gemäß vorliegender Erfindung zählenden Hexaminiumsalze nehmen daher eine Sonderstellung ein; das zeigt vor allem ein Vergleich der Ergebnisse in Tabelle II mit denen von Tabelle I.

Die in Tabelle I zusammengestellten Ergebnisse zeigen weiterhin die hervorragende antimikrobielle Wirksamkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden Substanzen im allgemeinen. Als Testorganismen dienen Schleimorganismen, die aus bei der Polyamidherstellung verwendeten Spinn wasser-Kreisläufen isoliert wurden, unter anderem Aerobacter aerogenes, Bacillus subtilis, E. coli. Die germistatische Minimalkonzentration (GMK) wurde dabei wie folgt ermittelt:

Aliens Nährlösungen (Arch. Mikrobiol. 17,1952, S. 34 bis 53) wurden zunächst mit 1 % Caprolactam als Kohlenstoff- und zusätzliche Stickstoffquelle Tür die Schleimorganismen und nach Sterilisation mit den Testsubstanzen in Konzentrationen von 0,5 bis 100 mg/1 versetzt. Anschließend erfolgte Infektion der Nährlösungen mit den genannten Schleimorganismen. Nährlösungen, die die GMK oder größere Wirkstoff-Konzentrationen aufwiesen, waren auch nach 3wöchiger Kultur bei Raumtemperatur noch völlig klar, d. h., die in wirkstofffreien Nährlösungen nach 3 bis 4 Tagen bemerkbare Vermehrung der Mikroben und Schleimbildung unterblieb.

Tabelle I

[R,—CO — (CH₂)₂ — RJ⁺ X

— N(CH₃I₃

- N(CH₃J₃

Cl

CH₃O — SO₃

GMK.
in mgl

Cl

H₃C

CH₃-O

O₂N

(CH₃J₂HC Cl₂

VV

Cl

Fortsetzung C/

H₂

-Hexamethylentetramin -tetraazatricyclododecan - N(CH₃J₃

-Hexamethylentetramin

-tetraazatricyclüdodecan

-Hexamethylentetramin

-Hexamethylentetramin - N(CH₃),

-Hexamethylentetramin

Formaldehyd (Vergleichsmittel) CH₃

Cl

Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl

Cl

GMK

in mg I

Fortsetzung

Cl

"Ν—ί V

i /

CH₃

Tabelle II

N-R

CH₂ — CH = CHCl CH₂ — CO — NH — CH₂OH Cl

CH₂ — CO — NH - CH₂OH CH₂ — CO — Ph

Cl

-CH₇-CO

-CH,— CO

NC₂ ~ CH(CH₃),

— CH, - -CO --Λ.

OMK

in me I

Ci

Cl

GMK in mg 1

50—100 50—100

50

Cl	50—100
Cl	50
Cl	20
Br,	50
Cl	50
Cl	75
Cl	50
Cl	50
Formaldehyd (Vergleichsmittel)	15 50

Die erfiridungsgemäß zu verwendenden Wirkstoffe sind durch die obige Formel I allgemein eindeutig definiert.

Vorzugsweise steht darin R₁ jedoch für einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach durch Halogenatome, Hydroxyl-, Nitro-, niedere Alkyl-. Alkoxy- oder Halogenalkylgruppen substituierten Phenylrest, ferner für den Naphthyl-. Thicnyl-, Thiazolyl- oder Pyrazolylrest. R₂ bedeutet vorzugsweise ein quaternäres Ammoniumion, welches von einem Trialkylamin, oder von N-Methyl-pyrrolidin, von Pyridin oder einem Thiazol stammen oder auch Teil des Ringsystems von Triäthylendiamin. Hexamethylentetramin oder 1,3,6,8-Tetraazatricyclo[6,2,l,l^3ei]dodecan sein kann. X steht schließlich vorzugsweise für ein Halogen- oder ein Alkylsulfatanion.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Substanzen sind als solche zum Teil bereits aus der Literatur bekannt. So beschreiben beispielsweise J. T h e s i η g, A. M ü 11 e r und G. M i c h e 1 in »Chemische Berichte«, Bd. 88 (1955), S. 1027 bis 1037, unter anderem die Herstellung von (2-Benzoyl-äthyl)trimethylammoniumsulfat durch Quaternierung von Phenyl-(2-dimethylamino)äthyl-keton mit Dimethylsulfat in absolutem Äther bei Raumtemperatur.

Die Herstellung der noch neuen Substanzen kann in analoger Weise erfolgen, d. h. durch Quaternierung von Aryl - (2 - dialkylamino)äthyl - ketonen mit Dialkylsulfaten oder Alkyljodiden oder durch Quaternierung der entsprechenden tertiären Amine mit Aryl - (2 - halogenethyl - ketonen in Aceton oder Chloroform.

Die erfindungsgemäßen mikrobiziden Mittel wirken gegen die verschiedenartigsten Bakterien, z. B. gegenüber Bact. fluorescens. Bact. proteus vulgäre, Bact. pyocyaneum, Bact subtilis. Bact. coli und Myc. tuberculosis, sowie gegenüber Schimmelpilzen und Hefen wie Penicillium glaucum, Rhizopus nigricans, Aspergillus niger. Torula utilis, Candida crusei und Candida albicans oder auch gegenüber Algen, z. B. Phaeodactylum tricornutum Bohlin, Euglena gracilis Klebs. Oscillatoria geminata Meneghini, Stichococcus bacillaris Naegeli abtötend bzw. keimhemmend. Auf Grund ihrer guten Wasserlöslichkeit und geringen Fischtoxizität — die Substanzen sind etwa lOmal weniger fischtoxisch als Pentachlorphenol — eignen sich die erfindungsgemäßen mikrobiziden Mittel hervorragend zur Schleim- und Algenbekämpfung, z. B.

in Umlaufsystemen von Papierfabriken und Kühlwasserkreisläufen, aber auch zur Konservierung wäßriger Systeme wie Bohr- und Schneidölemulsionen, Dispersionsfarben, Leime, Pasten, Polituren, Wachsemulsionen u. ä. Die erforderlichen Mengen lassen sich durch Vorvers'iche leicht ermitteln. Die mikrobiziden Mittel gemäß vorliegender Erfindung können auch anderen bekannten Mikrobiziden beigemischt werden.

ίο Eine weitere Erläuterung der Wirksamkeit und Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen mikrobiziden Mittel soll durch die folgenden Beispiele erfolgen.

Beispiel 1

In einer Papierfabrik, deren Wasserumlaufsystem und Stofführungskanäle stark verschleimt sind (etwa 600 Millionen Keime/ml), wird so viel N-(2-p-Chlorbenzoyl - äthyl) - hexamethylentetramoniumchlorid in die Maschinenbütte eingetragen, daß die Wirkstoffkonzentration im Stoffkasten und im Siebwasser etwa 25 mg/1 beträgt. Es kommt dabei zur Ablösung des Schleims; nach Behebung der dadurch bedingten Betriebsstörungen verläuft die Produktion bei stark reduzierter Keimzahl normal. Eine erneute Wirkstoffzugabe (12 mg/1) erfolgt 2 Stunden nach der ersten Zugabe; dadurch wird eine Keimzahlreduktion von >99,9% erreicht.

Beispiel 2

Eine an Dreh- und Schneidwerkzeugen verwendete übliche Bohrölemulsion, die 0,1 bis 0,15 Gewichtsprozent (2 - ρ - Chlorbenzoyläthyl)trimethylammoniumchlorid enthält, bleibt über Monate beständig, ohne daß die mit mikrobieiler Zersetzung einhergehenden Nachteile, wie Geruchsbelästigung, Brechen der Emulsion, auftreten. Im Gegensatz dazu zeigt eine Bohrölemulsion, die nicht mit dem angegebenen Mittel versetzt ist, innerhalb von 2 Wochen Zersetzungserscheinungen.

Beispiel 3

Eine zur Fußbodenpflege dienende Wachsemulsion wird mit 0,05 Gewichtsprozent (2-Benzoyläthyl)trimethylammoniummethylsuifat versetzt. Die so behandelte Wachsemulsion ist sehr lagerbeständig und vermag auch Keime von beispielsweise Staph. aureus und Bact. pyocyaneum abzutöten.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung viuaternärer Aroyl-äthylammoniumsalze der Foniil

[R₁-CO —(CH₂J₂-R₂] ⁺ X-

worin R₁ für einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach durch Halogenatome, Hydroxyl-, Nitro-, niedere Alkyl-, Alkoxy- oder Halogenalkylgruppen ι ο substituierten Phenylrest, ferner für den Naphtyl-, Thienyl-, Thiazolyl- oder Pyrazolylrest steht, R₂ ein quaternäres Stickstoffatom bedeutet, welches Bestandteil eines Trialkylamins, des N-Methylpyrrolidins, Pyridins, Thiazole, des Triäthylendiamins, Hexamethylentetramins oder des 1,3,6,8-Tetraazatricyclo[6,2,l,l³'⁶]dodecans ist, und X ein Anion einer anorganischen oder organischen Säure darstellt, zur Konservierung wäßriger Systeme.