DE2055854A1

DE2055854A1 - Biocidal n-octyl-o-phenylenediamine - esp active against gram-negative bacteria

Info

Publication number: DE2055854A1
Application number: DE19702055854
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dr.; Holtschmidt Ulrich Dr.; 4300 Essen. P Hofmann
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1970-11-13
Filing date: 1970-11-13
Publication date: 1972-05-25
Also published as: DE2055854B2

Abstract

N-Octyl-o-phenylenediamine (I) is used as active substance in biocidal prepns. It displays strong bactericidal activity, esp. against gram-negative bacteria, and retains this activity even in the presence of protein and soaps as well as hard water; it is compatible with non-ionic surfactants. Prepns. contg. (I) are partic. suitable for use as disinfectants, preservatives and algicides, and can also be used for the antibacterial finishing of textiles and human and animal hair.

Description

Verwendung von N-Octyl-o-phenylendiamin als Biocid Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung der Verbindung der Formel I als Wirkstoff in biociden Zubereitungen.Use of N-octyl-o-phenylenediamine as a biocide. The present invention relates to the use of the compound of the formula I. as an active ingredient in biocidal preparations.

Die Verbindung wurde erstmals von Wei-Chin Lin und Chi-Wen Tsui (ao Hsueh Hsueh Pao 10 (11), 663-7 (1963), Chem.The connection was first established by Wei-Chin Lin and Chi-Wen Tsui (ao Hsueh Hsueh Pao 10 (11), 663-7 (1963), Chem.

Abstr. 61 (1964), 5647 f) beschrieben, welche sie in nur 20 %iger Ausbeute durch Umsetzung von Octyljodid und o-Phenylendiamin in Benzol als Zwischenprodukt für die Herstellung von Phenazinen synthetisiert hatten. Da diese Autoren keine Wirkung der hieraus hergestellten Phenazine gegen Pseudomonas aeruginosa fanden, war die Erkenntnis, daß Zubereitungen, welche die Verbindung der obigen Formel enthalten, nicht nur vorzüglich gegen andere Keimarten, sonaern auch besonders gegen Pseudomonas aeruginosa wirksam sind, nicht vorhersehbar, sondern besonders überraschend.Abstr. 61 (1964), 5647 f) described, which they in only 20% Yield from conversion of octyl iodide and o-phenylenediamine in benzene as an intermediate for the production of phenazines. Since these authors do not have Found the effect of the phenazines produced from them against Pseudomonas aeruginosa, was the realization that preparations which is the connection of the The above formula contains, not only excellent against other types of germs, they are also good are particularly effective against Pseudomonas aeruginosa, not predictable, but particularly surprising.

Die gute bakteriologische Wirksamkeit der obigen Verbindung war auch deshalb nicht vorherzusehen, weil chemisch ähnlich aufgebaute Verbindungen, wie z.B. die nachstehende der Formel II, praktisch keine bakteriologische Wirksamkeit zeigen: Die Verbindung der Formel I wird mit vorzüglicher Ausbeute nach einem wirtschaftlichen Verfahren in der Weise hergestellt, daß man 1 Mol Octylchlo£-id oder Octylbromid bei Reaktionstemperaturen von 100 bis 1800C mit 2 bis 4 Mol o-Phenylendiamin in Gegenwart eines Säureakzeptors umsetzt und unumgesetztes o-Phenylendiamin durch Destillation oder Extraktion entfernt. Die Verbindung der Formel I kann sodann durch fraktionierte Destillation gereinigt oder in Form ihrer Salze umkristallisiert werden. Sofern technische Reinheit genügt, können die vorgenannten Reinigungsoperationen auch ganz oder teilweise unterbleiben.The good bacteriological effectiveness of the above compound could not be foreseen because chemically similar compounds, such as the following formula II, show practically no bacteriological effectiveness: The compound of formula I is prepared with excellent yield by an economical process in such a way that 1 mol of octylchloride or octyl bromide is reacted at reaction temperatures of 100 to 1800C with 2 to 4 mol of o-phenylenediamine in the presence of an acid acceptor and unreacted o -Phenylenediamine removed by distillation or extraction. The compound of the formula I can then be purified by fractional distillation or recrystallized in the form of its salts. If technical purity is sufficient, the aforementioned cleaning operations can also be omitted in whole or in part.

Die erfindungsgemäß zu verwendende Verbindung zeigt besonders gegen gramnegative Bakterien eine starke baktericide Wirkung und behält dieselbe auch in Gegenwart von Eiweiß und Seife sowie in hartem Wasser bei, während andere an sich wirksame und häufig verwendete Baktericide, wie quaternäre Ammoniumverbindungen und Phenole, bei solcher Belastung meist einen großen Teil ihrer Wirksamkeit einbüßen.The compound to be used according to the invention shows particularly against gram-negative bacteria have a strong bactericidal effect and also maintain the same in the presence of egg white and soap as well as in hard water at while others at effective and commonly used bactericides such as quaternary ammonium compounds and phenols, with such exposure usually lose a large part of their effectiveness.

Die erfindungsgemäß zu verwendende Verbindung ist auch verträglich mit nichtionogenen Tensiden, z.B. den Additionsprodukten von Athylenoxid an Isotridecylalkohol, Laurylalkohol, Fettsäureglyceride, Isooctylphenol und Nonylphenol, mit den Copolymerisaten von-Äthylen- und Propylenoxid, mit Fettaminen und Fettamiden sowie deren Oxyäthylierungsprodukten, mit quaternären Ammoniumverbindungen, Ampholytseifen und Betainen.The compound to be used according to the invention is also compatible with non-ionic surfactants, e.g. the addition products of ethylene oxide with isotridecyl alcohol, Lauryl alcohol, fatty acid glycerides, isooctylphenol and nonylphenol, with the copolymers of ethylene and propylene oxide, with fatty amines and fatty amides and their oxyethylation products, with quaternary ammonium compounds, ampholyte soaps and betaines.

Die erfindungsgemäß zu verwendende Verbindung kann in flüssiger, pastöser oder fester Form zur Anwendung gelangen. Zur erstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Zubereitungen löst man die Verbindung der Formel I in Wasser, Alkoholen, Glykoläthern, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid oder deren Gemischen unter Zusatz von Säuren, wie Essigsäure, Milchsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Gluconsäure, Salzsäure, Phosphorsäure und Salpetersäure, so daß vorzugsweise ein pH von 4 bis 7 resultiert. Solche Zubereitungen können auch Verdickungsmittel, wie Methyl-, Hydroxyäthyl- und Carboxymethylcellulose, Polyacrylsäure und deren Derivate, Polyvinylpyrrolidon und Polyvinylalkohol, sowie inerte Füllstoffe, wie hochdisperse Kieselsäure, Aluminiumoxid, Zinksulfid, Titandioxid, sowie Harnstoff, Rohrzucker und Cellulose enthalten.The compound to be used according to the invention can be liquid or pasty or solid form are used. To produce the to be used according to the invention Preparations dissolve the compound of the formula I in water, alcohols, Glycol ethers, Dimethylformamide, dimethyl sulfoxide or their mixtures with the addition of acids, such as acetic acid, lactic acid, tartaric acid, citric acid, gluconic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and nitric acid, so that preferably a pH of 4 to 7 results. Such preparations can also thickeners such as methyl, hydroxyethyl and carboxymethyl cellulose, Polyacrylic acid and its derivatives, polyvinylpyrrolidone and polyvinyl alcohol, as well inert fillers such as highly dispersed silica, aluminum oxide, zinc sulfide, titanium dioxide, as well as urea, cane sugar and cellulose.

Zubereitungen, welche die erfindungsgemäß zu verwendende Verbindung der Formel I enthalten, eignen sich insbesondere als Desinfektionsmittel, Konservierungsmittel und Algicide, z.B. zur Verwendung in Krankenhäusern, Badeanstalten, Brauereien, Molkereien, der alkoholfreien Getränkeindustrie, Tierzuchtbetrieben und Schlachthöfen. Außerdem kann die Verbindung der Formel I und ihre Zubereitungen erfindungsgemäß zur baktericiden Ausrüstung von Textilien sowie menschlichen und tierischen Haaren dienen.Preparations which contain the compound to be used according to the invention of the formula I are particularly suitable as disinfectants and preservatives and algicides, e.g. for use in hospitals, bathing establishments, breweries, Dairies, the non-alcoholic beverage industry, livestock farms and slaughterhouses. In addition, the compound of the formula I and its preparations can according to the invention for the bactericidal treatment of textiles as well as human and animal hair to serve.

Aus den folgenden Beispielen ist die Herstellung der Verbindung I und ihrer Zubereitungen zu ersehen.The preparation of compound I is shown in the following examples and their preparations.

Beispiel 1 Herstellung von 4 Mol o-Phenylendiamin, 1 Mol Octylbromid, 1 Mol NaOH (in Schuppen) und 0,2 Mol Wasser werden langsam auf 120 bis 1400C erhitzt. Bei dieser Temperatur setzt eine unter Umständen lebhafte Reaktion ein. Man läßt noch 3 Stunden weiterreagieren, kühlt ab und extrahiert das Reaktionsgemisch mit 1 1 Wasser. Die organische Phase wird abgetrennt und anschließend im Vakuum fraktioniert destilliert. Nach einem geringen Vorlauf von unumgesetztem o-Phenylendiamin werden bei 130 bis 1400C und 10 2 bis 10 3 mm Hg 145 g N-Octyl-ophenylendiamin entsprechend einer Ausbeute von 66 % der Theorie erhalten.Example 1 Production of 4 mol of o-phenylenediamine, 1 mol of octyl bromide, 1 mol of NaOH (in flakes) and 0.2 mol of water are slowly heated to 120 to 1400C. At this temperature, a reaction may be vigorous. The reaction is allowed to continue for a further 3 hours, the mixture is cooled and the reaction mixture is extracted with 1 liter of water. The organic phase is separated off and then fractionally distilled in vacuo. After a small initial run of unreacted o-phenylenediamine, 145 g of N-octyl-o-phenylenediamine are obtained at 130 to 140 ° C. and 10 2 to 10 3 mm Hg, corresponding to a yield of 66% of theory.

Elementaranalyse: Berechnet für (220): Gefunden: C: 76,4 % C: 76,6 % H: 10,9 % H: 11,2 % N: 12,7 % N: 12,4 % Beispiel 2 Herstellung einer erfindungsgemäß zu verwendenden Zubereitung von 5 Gewichtsteile der obigen Verbindung, 5 Gewichtsteile eines durch Umsetzung einer Mischung von 2 Mol Laurinsäuredimethylaminopropylamid und 1 Mol Stearinsäuredimethylaminopropylamid mit 3 Mol Natriumchloracetat hergestellten Betains, 3 Gewichtsteile Essigsäure, 1 Gewichtsteil Natriumacetat, 30 Gewichtsteile Äthylglykol und 56 Gewichtsteile Wasser werden unter schwachem Erwärmen und Rühren homogenisiert, wobei eine klare, beliebig wasserverdünnbare Lösung mit gutem Schaum- und Reinigungseffekt und vorzüglicher baktericider Wirkung erhalten wird.Elemental analysis: Calculated for (220): Found: C: 76.4% C: 76.6% H: 10.9% H: 11.2% N: 12.7% N: 12.4% Example 2 Production of a preparation to be used according to the invention from 5 parts by weight of the above compound, 5 parts by weight of a betaine prepared by reacting a mixture of 2 moles of lauric acid dimethylaminopropylamide and 1 mole of stearic acid dimethylaminopropylamide with 3 moles of sodium chloroacetate, 3 parts by weight of acetic acid, 1 part by weight of sodium acetate, 30 parts by weight of ethyl glycol and 56 parts by weight of water are homogenized with gentle heating and stirring , whereby a clear, water-dilutable solution with good foaming and cleaning effect and excellent bactericidal effect is obtained.

Beispiel 3 Herstellung einer erfindungsgemäß zu verwendenden Zubereitung von 10 Gewichtsteile der obigen Verbindung, 7 Gewichtsteile eines Additionsproduktes von 12 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Isotridecylalkohol, 5 Gewichtsteile Weinsäure, 40 Gewichtsteile Dimethylformamid und 80 Gewichtsteile Wasser werden unter Erwärmen auf ca. 400C und Rühren homogenisiert, wobei eine klare Lösung entsteht, die beliebig wasserverdünnbar ist.Example 3 Production of a preparation to be used according to the invention of 10 parts by weight of the above compound, 7 parts by weight of an addition product of 12 moles of ethylene oxide and 1 mole of isotridecyl alcohol, 5 parts by weight of tartaric acid, 40 parts by weight of dimethylformamide and 80 parts by weight of water are homogenized by heating to about 400C and stirring, resulting in a clear solution that can be diluted with water is.

Beispiel 4 Herstellung einer erfindungsgemäß zu verwendenden Zubereitung von 5 Gewichtsteile der obigen Verbindung, 3 Gewichtsteile eines Additionsproduktes von 15 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Nonylphenol, 3 Gewichtsteile Essigsäure, 3 Gewichtsteile Hydroxyäthylcellulose mit einem mittleren Molekulargewicht von 50000, 20 Gewichtsteile n-Propanol und 66 Gewichtsteile Wasser werden unter schwachem Erwärmen und gutem Rühren homogenisiert. Man erhält eine viskose Zubereitung, die sich besonders für die Desinfektion der menschlichen Haut und Hände eignet.Example 4 Production of a preparation to be used according to the invention of 5 parts by weight of the above compound, 3 parts by weight of an adduct of 15 moles of ethylene oxide and 1 mole of nonylphenol, 3 parts by weight of acetic acid, 3 parts by weight of hydroxyethyl cellulose with an average molecular weight of 50,000, 20 parts by weight of n-propanol and 66 parts by weight of water are homogenized with gentle heating and thorough stirring . A viscous preparation is obtained which is particularly suitable for disinfecting human skin and hands.

I. Bakteriologische Untersuchungen Die Durchführung der bakteriologischen Untersuchungen erfolgte gemäß den Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie mit dem Unterschied, daß anstelle von destilliertem Wasser im Interesse der Praxisnähe Leitungswasser mit 150 d.H. verwendet wurde.I. Bacteriological examinations Carrying out the bacteriological Investigations were carried out in accordance with the guidelines of the German Society for Hygiene and microbiology with the difference that instead of distilled water im Interest in the practicality of tap water with 150 i.e. was used.

1. Prüfung der bakteriologischen Wirksamkeit einer erfindungsgemäß zu verwendenden Zubereitung nach Beispiel 2 im Suspensionsversuch. Der pH der 0,1 % Wirkstoff enthaltenden Verdünnungsstufe wurde auf 5 gestellt. 1. Examination of the bacteriological effectiveness of an inventive Preparation to be used according to Example 2 in a suspension experiment. The pH of 0.1 The dilution level containing% active ingredient was set to 5.

Teststamm Konzentration Einwirkungszeit in Min.Test strain concentration exposure time in min.

in % 1 2 5 10 20 30 Escherichia 0,1 - - - - - -coli 0,05 - - - - - -0,01 + + + - - -Pseudomonas 0,1 - - - - - -aeruginosa 0,05 - - - - - -0,01 + + S 0,005 + + + + + -Proteus 0,1 - - - - - -vulgaris 0,05 - - - - - -0,01 + + + + - -2. Bakteriologische Wirksamkeit der obigen erfindungsgemäß zu verwendenden Zubereitung in Gegenwart von a) 20 % Rinderserum b) 0,1 % Schmierseife. in% 1 2 5 10 20 30 Escherichia 0.1 - - - - - -coli 0.05 - - - - - -0.01 + + + - - -Pseudomonas 0.1 - - - - - -aeruginosa 0.05 - - - - - -0.01 + + S 0.005 + + + + + -Proteus 0.1 - - - - - -vulgaris 0.05 - - - - - -0.01 + + + + - -2. Bacteriological effectiveness of the above to be used according to the invention Preparation in the presence of a) 20% bovine serum b) 0.1% soft soap.

a) b) Teststamm Konzen- Einwirkungszeit Einwirkungszeit tration in. Min. in Min. a) b) test strain concentration exposure time exposure time tration in. Min. In min.

in % 1 2 5 10 20 30 1 2 5 10 20 30 Escherichia 0,1 coli 0,05 + - - - - - + + - - - -0,01 + + + + + + + + + + + + Pseudomonas 0,1 aeruginosa 0,05 + - - - - - - - - - - -0,01 + + + + + + + + + + + + Proteus 0,1 vulgaris 0,05 + + - - - - + + - - - -0,01 + + + + + + + + + + + + 3. Bakteriologische Wirksamkeit einer als Vergleichssubstanz dienenden handelsüblichen quaternären Ammoniumverbindung (N-Dimethyl-alkyl-benzyl-ammonium-chlorid), deren Alkylrest zu 50 Gew.-% aus einer Kohlenstoffkette mit 14 C-Atomen, zu 40 Gew.-% aus einer solchen mit 12 C-Atomen und zu 10 Gew.-% aus einer Kette mit 16 C-Atomen besteht, a) in Gegenwart von 20 % Rinderserum b) in Gegenwart von 0,1 % Schmierseife. in% 1 2 5 10 20 30 1 2 5 10 20 30 Escherichia 0.1 coli 0.05 + - - - - - + + - - - -0.01 + + + + + + + + + + + + Pseudomonas 0.1 aeruginosa 0.05 + - - - - - - - - - - -0.01 + + + + + + + + + + + + + Proteus 0.1 vulgaris 0.05 + + - - - - + + - - - -0.01 + + + + + + + + + + + + + 3. Bacteriological effectiveness a commercially available quaternary ammonium compound serving as a reference substance (N-dimethyl-alkyl-benzyl-ammonium chloride), the alkyl radical of which 50% by weight consists of a Carbon chain with 14 carbon atoms, 40% by weight of a carbon chain with 12 carbon atoms and consists of 10% by weight of a chain with 16 carbon atoms, a) in the presence of 20 % Bovine serum b) in the presence of 0.1% soft soap.

a) b) Teststamm Konzen- Einwirkungszeit Einwirkungszeit tration in Min. in Min. a) b) test strain concentration exposure time exposure time tration in Min. In min.

in % 1 2 5 10 20 30 1 2 5 10 20 30 Escherichia 0,1 - - - - - - - - - - - -coli 0,05 + + + + - - + + + + + -0,01 + + + + + + + + + + + + Pseodomonas 0,1 + + + + + - + + - - - -aeruginosa 0,05 + + + + + + + + + + + + 0,01 + + + + + + + + + + + + Proteus 0,1 + + - - - - + vulgaris 0,5 + + + + + + + + + + + + 0,01 + + + + + + + + + + + + Bei Vergleich der bakteriologischen Wirksamkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindung mit jener der quaternären Ammoniumverbindung, welche den Stand der Technik repräsentiert, erkennt man ohne weiteres die Überlegenheit und Fortschrittlichkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindung der Formel I. in% 1 2 5 10 20 30 1 2 5 10 20 30 Escherichia 0.1 - - - - - - - - - - - -coli 0.05 + + + + - - + + + + + -0.01 + + + + + + + + + + + + Pseodomonas 0.1 + + + + + - + + - - - -aeruginosa 0.05 + + + + + + + + + + + + 0.01 + + + + + + + + + + + + Proteus 0.1 + + - - - - + vulgaris 0.5 + + + + + + + + + + + + 0.01 + + + + + + + + + + + + When comparing the bacteriological effectiveness of the invention compound to be used with that of the quaternary ammonium compound, which represents the state of the art, one can easily see the superiority and progressiveness of the compound of the formula to be used according to the invention I.

II. Augenreizteste am Kaninchen (nach J. H. Draize und E. A. Kelley, Drug and Cosmetic Ind., 71 (1952), 36-37 und 118-120) Testsubstanz: 0,5 % Wirkstoff enthaltende Lösung (Herstellung durch Verdünnung der Stammlösung gemäß Beispiel 2) Kaninchen Nr. 1 2 3 4 5 6 Mittelwert 1. Tag A 1 1 1 2 1 1 B 1 1 1 1 1 1 C O 1 1 1 1 1-2x2=4 3x2=6 3x2=6 4x2=8 3x2=6 3x2=6 6 2. Tag A 0 1 1 1 1 1 B O 0 0 1 0 0 C O 0 0 0 0 0 0 1x2=2 1x2=2 2x2=4 1x2=2 1x2=2 2 3. Tag A O 0 0 0 0 0 B O 0 0 0 0 0 C O 0 0 0 0 0 0 Während bei der obigen erfindungsgemäß zu verwendenden Zubereitung die Reizwirkung bereits am 3. Tag wieder auf 0 geht (die numerische Größe des Mittelwerts ist ein Maß für die Intensität der Reizwirkung), wird bei der quaternären Ammoniumverbindung gemäß I. 3) bei gleicher Anwendungskonzentration dieser O-Wert erst nach > 7 Tagen erreicht. Daraus geht die hochsignifikant niedrigere Reizwirkung der erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindung klar hervor.II. Eye irritation tests on rabbits (according to J. H. Draize and E. A. Kelley, Drug and Cosmetic Ind., 71 (1952), 36-37 and 118-120) Test substance: Solution containing 0.5% active ingredient (prepared by diluting the stock solution according to example 2) rabbit no. 1 2 3 4 5 6 mean value 1st day A 1 1 1 2 1 1 B 1 1 1 1 1 1 C O 1 1 1 1 1-2x2 = 4 3x2 = 6 3x2 = 6 4x2 = 8 3x2 = 6 3x2 = 6 6 2nd day A 0 1 1 1 1st 1 B O 0 0 1 0 0 C O 0 0 0 0 0 0 1x2 = 2 1x2 = 2 2x2 = 4 1x2 = 2 1x2 = 2 2 3rd day A O 0 0 0 0 0 B O 0 0 0 0 0 C O 0 0 0 0 0 0 While in the above to be used according to the invention Preparation the irritant effect goes back to 0 on the 3rd day (the numerical The size of the mean is a measure of the intensity of the irritant effect), is at of the quaternary ammonium compound according to I. 3) at the same application concentration this O value only reached after> 7 days. This results in the highly significantly lower one The irritant effect of the compound to be used according to the invention clearly emerges.

Claims

Claim

Using the connection as an active ingredient in biocidal preparations.