DE2138278B2

DE2138278B2 - Antimikrobielle Zusammensetzung

Info

Publication number: DE2138278B2
Application number: DE2138278A
Authority: DE
Inventors: George Adam Bay City Burk; Jurgen Hans Midland Exner
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1970-07-31
Filing date: 1971-07-30
Publication date: 1980-02-14
Also published as: FR2099708B1; US3689660A; NL7110330A; GB1321323A; JPS535375B1; DE2138278A1; CA935090A; BE770721A; AU3179271A; DE2138278C3; NL171408B; FR2099708A1; NL171408C; BR7104881D0

Description

in der X ein Wasserstoffatom, ein Chloratom oder ein Bromatom und R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeuten, und eine organische Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß sie als organische Flüssigkeit ein Polyäthylenglykol, ein Polytrimethylenglykol oder die Mono- oder Di-methyl-, -äthyl-, -n-propyl- oder -n-butyläther davon, wobei diese Verbindungen ein durchschnittliches Molekulargewicht von 134 bis 600 aufweisen, enthält und die Halogenacetamidverbindung in einer Menge von 1 Gew.-% bis zur Sättigung der Lösung vorhanden ist

2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Flüssigkeit mindestens drei Molanteile Ätherbindungen pro Mol aufweist.

3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Flüssigkeit ein Polyäthylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 175 bis etwa 250 ist.

4. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Halogencyanacetamid 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid enthält.

5. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0 bis 20 Gew.-% Wasser enthält.

6. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 60 Gew.-% des Halogencyanacetamids und 20 bis 99 Gew.-% der organischen Flüssigkeit enthält.

7. Zusammensetzung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 16 Gew.-% Wasser enthält.

8. Zusammensetzung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie 15 bis 25 Gew.-% 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid, 0 bis 16 Gew.-% vi Wasser und als organische Flüssigkeit Polyäthylenglykol 200 enthält.

Gegenstand der Erfindung ist eine antimikrobielle (gegen Mikroben wirkende) Zusammensetzung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendeten Halogencyanacetamide sind wertvolle antimikrobielle Mittel für verschiedene Anwendungen, wie es in der US-PS 24 19 888, der US-PS 34 93 658 und der BE-PS 6 68 336 beschrieben ist. Gewisse Verbindungen dieser Art sind auch für die Appretur von Textilien geeignet, während wieder andere für die Verhinderung rlnr Cr»m<»irv»V»tWnr»rt in Μ/αίΙπίγοη Cucteman ufip Pamor-"^vl uvmviiiiuiiuuin, ·■■ *τ uwi ·£«.·* ^tJ mw. ·»«»■ ·, ...w ■ uf*>w.

brei, nützlich sind.

Bei der Herstellung, der Lagerung, dem Transport und der Verwendung von antimikrobiellen Mitteln ist es oft wünschenswert, die Mittel in Form von flüssigen Konzentratzusammenzusetzungen zu verwenden. Derartige Zusammensetzungen sollten über längere Zeitdauern unter verschiedenen Bedingungen, wie Temperaturänderungen, Feuchtigkeitsschwankungen und Gefrier-Tau-Zyklen und dergleichen stabil sein, sollten gegenüber den üblichen Behaltermaterialien verträglich sein und bei der Formulierung der Behandlungszusammensetzungen leicht zu verdünnen sein. Es ist daher wünschenswert, eine stabile, flüssige Konzentratzusammensetzung zur Verfugung zu stellen, die ein solches Halogencyanacetamid enthält

Aus der DE-AS 12 18 661 ist bereits eine antimikrobielle Zusammensetzung bekannt, die ein Halogenacetamid und einen Fettalkoholpolyäthylenglykoläther enthält Die in dieser Weise bereiteten Zusammensetzungen vermögen jedoch bezüglich ihrer Stabilität nicht zu befriedigen, da sich bereits nach relativ kurzen Lagerzeiten Verfärbungen und eine Zersetzung des Wirkstoffs einstellen.

So zeigte es sich, daß die Halogenacetamide, obwoh! sie in Gegenwart von Wasser aktiv sind, eine unzureichende Lagerungsstabilität in wäßrigen Konzentratlösungen, die eine bequeme Lagerung und einen bequemen Transport des Wirkstoffs ermöglichen, besitzen. Beispielsweise zeigen Lösungen von 2,2- Dibrom-2-cyanacetamid in Wasser nach einer ein- oder zweiwöchentlichen Lagerung wesentliche Verluste der Konzentration an dem aktiven Bestandteil und damit der antimikrobiellen Wirksamkeit

Viele übliche organische Lösungsmittel sind bei der Verwendung mit den Bromcyanacetamidverbindungen ungeeignet. Wenn beispielsweise 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid in organischen Flüssigkeiten, wie Cyclohexanon, Formaldehyd, Aceton, Äthern, wie Diäthyläther, Alkoholen, wie Äthylenglykol, cyclischen Äthern, wie Dioxan und Tetrahydrofuran, Polypropylenglykolen oder Dimethylsulfoxid gelöst wird, nimmt die Bromcyanacetamidkonzentration innerhalb einer relativ kurzen Zeitdauer schnell ab. Eine derartige Zersetzung wird oft durch das Auftreten von gefärbten Zersetzungsprodukten und teerartigen Rückständen begleitet und bei vielen Lösungen dieser Art bilden sich während einer Zeitdauer von wenigen Stunden bis wenigen Monaten Festkörper aus.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine antimikrobielle Zusammensetzung der in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, die eine sehr gute Stabilität besitzt und ohne Verfärbung und ohne Ausfällung und Wirkstoffverluste während längerer Zeitdauern gelagert werden kann und die darüber hinaus höhere Wirkstoffkonzentrationen ermöglicht, als es bislang erreicht werden konnte.

Diese Aufgabe wird nun durch die antimikrobielle Zusammensetzung gemäß Hauptanspruch gelöst.

Die Unteransprüche 2 bis 8 betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieser erfindungsgemäßen antimikrobiellen Zusammensetzung.

Die erfindungsgemäßen flüssigen Konzentratzusammensetzungen enthalten vorzugsweise ein oder mehrere Halogencyanacetamide in einer Menge von 1 bis 60 Gew.-%.

Die erfindungsgemäßen Zubereitungen stellen klare, fast farblose oder schwachgrüne Flüssigkeiten dar, die unter einer Vielzahl von Lagerungs-, Verpackungs- und

Handhabungsbedingungen während längerer Zeitdauern stabil sind. Sie können leicht gehandhabt werden und können direkt als antimikrobielle Mittel verwendet werden, oder können mit üblichen inerten Verdünnungsmitteln oder Substraten, wie Wasser oder Alkoholen, verdünnt werden, so daß man Zusammensetzungen für die Behandlungen von Bakterien und Fur.gi erhält

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen behalten ihre hochaktiven Wirkstoffkonzentrationen und ihre ι ο hohe antimikrobielle Aktivität während mehierer Jahre bei. Die Zusammensetzungen besitzen eine ausgezeichnete Gefrier-Tau-Stabilität, eine hervorragende Dispergierbarkeit in Wasser, eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit Behältermaterialien, wie Glas oder Stahl und eine Verträglichkeit gegenüber verrchiedenen wäßrigen Systemen, die vor einem Mikrobenbefall geschützt werden sollen. Ein besonders nützliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Zusammensetzungen ihre Halogencyanacetamid-Konzentra- tion und ihre antimikrobielle Wirksamkeit selbst in Gegenwart beträchtlicher Wassermengen beibehalten, so daß z.B. 0 bis 20 Gew.-% Wasser in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden können. So kann die Zusammensetzung 20 bis 99% der organischen Flüssigkeit, 1 bis 60% des Halogencyanacetamids und 0 bis 20% Wasser enthalten, wobei die flüssigen Bestandteile vorzugsweise in einem Verhältnis von Null bis ein Drittel Gewichtsteilen Wasser pro Gewichtsteil der organischen Flüssigkeit verwendet werden.

Besonders geeignete Zusammensetzungen enthalten 15 bis 25 Gew.-% 2,2-Dibrom-2-cyanacetainid, 0 bis 16 Gew.-% Wasser und 20 bis 99 Gew.-% Polyäthylenglykol 200.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen löst man ein oder mehrere Halogencyanacetamide in irgendeiner geeigneten Weise in einer der definierten organischen Flüssigkeiten, in denen sie sich leicht bei Raumtemperatur lösen. Gewünschtenfalls kann man die konzentrierte Lösung durch Zugabe von Wasser oder durch zusätzliche organische Flüssigkeit verdünnen, so daß man eine flüssige Konzentratzusammensetzung mit einer besonders angestrebten Viskosität erhält.

Die in der erfindungsgemäßen antimikrobiellen Zusammensetzung enthaltenen organischen Flüssigkeiten sind Polyäthylenglykole und Polytrimethylenglykole und deren Mono- und Di-methyl-, -äthyl-, -n-propyl- oder -n-butyl-äther mit einem mittleren Molekulargewicht von 134 bis 600. Das mittlere Molekulargewicht eines solchen Polyäthylenglykols oder Polytrimethylenglykols ist im folgenden in üblicher Weise durch eine Zahl, die dem Namen folgt angegeben, das heißt, Polyäthylenglykol 400 entspricht einem Polyäthylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 400. Eine bevorzugte Gruppe von solchen organischen Flüssigkeiten sind Polyäthylenglykole und Polytrimethylenglykole und deren Äther, die das oben angegebene mittlere Molekulargewicht aufweisen und die t>o mindestens 3 Molekülteile von Ätherbindungen

(-CH2-O-CH2-) pro Mol enthalten, wie

Diäthylenglykoldiäthyläther, Triäthylenglykol-n-butyläther.

Diese organischen Flüssigkeiten stellen bei typischen Verwendungstemperaturen (25 bis 35° C) typischerweise Flüssigkeiten dar und sind in Wasser leicht löslich. Geeignete Verbindungen dieser Art schließen ein:

Triäthylenglykol, Polyäthylenglykol 200, Tetraäthylenglykol, Polyäthylenglykol 400, Diäthylenglykoldimethyläther, Polytrimethylenglykol 200, Diäthylengly kol, Triäthylenglykolmethyläther und Polyäthylenglykol 600.

Vorzugsweise ist die organische Flüssigkeit ein Polyäthylenglykol oder eine Mischung aus Polyäthylenglykolen mit einem mittleren Molekulargewicht von 175 bis 250, wobei Polyäthylenglykol 200 die organische Flüssigkeit der Wahl darstellt

Das Halogencyanacetamid kann 2-Brom-2-cyanacetamid, 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid, 2-Brom-2-chlor-2-cyanacetamid oder ein N-Methylderivat davon oder eine Mischung von einer oder mehreren dieser Verbindungen sein. 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid ist in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besonders geeignet Die hohe antimikrobielle Aktivität von 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid in wäßrigen Cellulose-Systemen wird durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, durch die eine schnellere antimikrobielle Wirkung eintritt gesteigert. Zusätzlich können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen für die Konservierung von Öl-in-Wasser-Emulsionen, wie Borölemulsionen, verwendet werden, ohne daß die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Emulsion nachteilig beeinflußt werden. Sie können mit einer Vielzahl von wäßrigen Dispersionen, die von Mikroben befallen werden können, in Mengen, die eine antimikrobielle Menge des Halogencyanacetamids in der Dispersion ermöglicht vermischt werden. Endkonzentrationen des Halogencyanacetamids von 0,5 bis 500 ppm sind im allgemeinen für die meisten Anwendungen zur antimikrobiellen Verwendung geeignet Zusätzlich können Zusammensetzungen, die Bromcyanacetamide enthalten, zur Konservierung von Wasser, wie Kühlwasser, Industriewaschwasser oder Papierbreiaufschlämmungen, mit einem neutralen oder sauren pH-Wert verwendet werden und das entstehende Wasser kann dann vor der Überführung in eine Ab-vasseraufbereitungsanlage oder in einen See oder Bach oder einen Fluß in eine für Organismen relativ harmlose Form geführt werden. Dazu kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung mit dem zu behandelnden Wasser vermischt werden, so daß man eine Endkonzentration von 0,5 bis 100 ppm der Bromcyanacetamidve^rbindung pro Million Teile der Endmischung erreicht, und die Mischung wird dann einige Minuten bis 24 Stunden, bevor das Wasser mit wünschenswerten Mikroorganismen in Berührung kommt, mit einer Base, wie Natriumhydroxid, vermischt, so daß man einen pH-Wert von 8 bis 11,5 einstellt Obwohl die Zusammensetzungen bei der Lagerung extrem stabil sind, kann der aktive antimikrobielle Bestandteil nach der Verdünnung, der Verwendung und der Behandlung leicht, schnell und billig in eine für die Umgebung verhältnismäßig harmlose Form überführt werden. Wenn die Zusammensetzungen in alkalischem wäßrigem Medium, insbesondere bei einem pH-Wert von 8 oder höher, verwendet werden, werden die Zusammensetzungen mit Vorteil in Systemen verwendet bei denen eine schnelle anfängliche Abtötung der Bakterien oder

Fungi erwünscht ist, ohne daß man eine langer dauernde antimikrobielle Aktivität anstrebt

Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.

Beispiel 1

Durch Lösen von getrocknetem, im wesentlichen wasserfreiem 2£-Dibrom-2-cyanacetamid in PoIyäthenglykol 200 wurden Zusammensetzungen bereitet, die etwa 5,10 oder 20 Gew.-% der Bromcyanace'camidverbindung enthielten. Eine ähnliche Reihe von Zusammensetzungen wurde hergestellt unter Verwendung von ^-Dibrom^-cyanacetamid, das mit Wasser gewaschen und filtriert und das nicht getrocknet worden war. Die Zusammensetzungen wurden in geschlossenen Glasbehältern bei einer Temperatur von 50⁰C gelagert und periodisch untersucht, um die Konzentration an verbliebenem Bromcyanacetamid zu bestimmen. Nach 40 Tagen bei 50° C zeigte sich, daß alle Zusammensetzungen Mengen an aktivem Bestandteil von etwa 0,8, 0,5 und 0,4% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) weniger enthielten als die Menge, die ursprünglich in den Zusammensetzungen enthalten war, die etwa 20,10 bzw. 5% der Verbindung enthielten.

In ähnlicher Weise zeigte sich, daß Lösungen, die 50 Gew.-% 2^-Dibrom-2-cyanacetamid in Polyäthylenglykol 200 oder 60 Gew.-% dieser Verbindung in Diäthylenglykoldimethyläther enthielten, mindestens 95% der ursprünglichen 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid-Konzentration nach einer 9monatigen Lagerung bei Raumtemperatur beibehalten hatten.

45

50

Beispiel 2

In einem Versuch der beschleunigten Alterung, der bei 65° C durchgeführt wurde, wurden Lösungen von 20 Gewichtsteilen 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid in

(a) 80 Gewichtsteilen Polyäthylenglykol 200,

(b) 64 Gewichtsteilen Polyäthylenglykol 200 und
16 Gewichtsteilen Wasser,

(c) 50 Gewichtsteilen Polyäthylenglykol 200 und
30 Gewichtsteilen Wasser,

(d) 40 Gewichtsteilen Polyäthylenglykol 200 und
40 Gewichtsteilen Wasser und

(e) 80 Gewichtsteilen Polypropylenglykol 400

während 20 Tagen bei dieser Temperatur untersucht Man stellte fest, daß die Zusammensetzung (e), die 20% Bromcyanacetamid in Polypropylenglykol 400 enthielt, schnell eine gelbe Verfärbung entwickelte, die sich nach 8 Tagen zusammen mit einer Niederschlagsbildung zu einer braunen Verfärbung veränderte. Die Zusammensetzungen (a) und (b) behielten ein klares, fast farbloses Aussehen mit einer schwachgrünlichen Verfärbung und besaßen nach 8 Tagen 90% oder mehr der ursprünglichen 2,2-Dibrom-2-cyanacetamidkonzentration, wäh- m> rend die Zusammensetzung (e) mehr als 75% ihres aktiven Bestandteils eingebüßt hatte. Nach Ablauf der 20 Tage zeigte sich, daß die Zusammensetzungen (a) und (b) mehr als 80% der ursprünglichen Bromcyanacetamidkonzentration aufrechterhalten hatten, während die t.5 Zusammensetzungen (c), (d) und (e) mehr als 80% der ursprünglichen Bromcyanacetamidkonzentration verloren hatten.

Beispiel 3

Zusammensetzungen, die 20 Gew.-% 2£-Dibrom-2-cyanacetamid in

(a) Polyäthylenglykol 200 oder

(b) einer Mischung von 20 Gew.-% Wasser in Polyäthylenglykol 200

enthielten, wurden einer Reihe von Gefrier-Tau-Zyklen unterzogen. Dazu wurden die Zusammensetzungen 24 Stunden bei — 15°C gehalten und dann auf Raumtemperatur erwärmt Nach sieben Zyklen dieser Art besaßen beide Zusammensetzungen ein Aussehen, das ihrem ursprünglichen Aussehen entsprach und es konnte zu keiner Zeit in keiner der Zusammensetzungen ein ausgefällter Festkörper festgestellt werden.

Beispiel 4

Eine Lösung von 20% 2^-Dibrom-2-cyanacetamid in Polyäthylenglykol 200 wurde zu Papierbrei gegeben, der sich in einem Tank und in einer Rührbütte befand. Die Zusammensetzung wurde in einer derartigen Menge zugegeben, daß sie einer Menge von 40 Gewichtsteilen 2£-Dibrom-2-cyanacetamid pro Million Gewichtsteile der wäßrigen Dispersion entsprach. Zur Zeit der Zugabe ergab die Auszählung der Organismen in den Materialien in dem Tank und in der Bütte etwa 15 bzw. mehr als 20 Millionen Organismen pro Millimeter. Nach 1 Woche unter Umgebungsbedingungen beobachtete man Werte von etwa 100 000 Organismen pro Milliliter der Materialien in dem Tank und in der Bütte und nach 11 Tagen Zählungen von 10 000 bzw. 30 000 Organismen pro Millimeter im Tank und in der Bütte. Während der Zeit zeigte das Material eine gute Konsistenz, eine gute Farbe und einen neutralen Geruch. Eine Probe ähnlichen Materials, das während der gleichen Zeit unter identischen Bedingungen gehalten wurde, hatte sich in der Verfärbung verdunkelt und besaß nach 11 Tagen einen fauligen Geruch.

Beispiel 5

Es wurden Vergleichsuntersuchungen durchgeführt, um die überlegene Stabilität der beanspruchten antimikrobiellen Zusammensetzung zu verdeutlichen. Dabei wurde als Halogenacetamid 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid eingesetzt.

I. Untersuchungen in wäßriger Lösung
a) Ungefähre Löslichkeit

Es wurde die Löslichkeit von 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid in Wasser durch Zugabe von wachsenden, eingewogenen Mengen der festen Verbindung zu einer bekannten Menge Wasser mit einer Temperatur von 2O⁰C bzw. 8O⁰C, bis sich die Flüssigkeit nicht mehr löste, ermittelt Bei diesen Untersuchungen zeigte sich, daß die Löslichkeit der untersuchten Verbindung in Wasser bei 20⁰C etwa 1,5 g/100 g Wasser und bei 8O⁰C etwa 10 g/100 g Wasser beträgt.

b) Stabilität der Verbindung in wäßriger Lösung

Es wurde eine Reihe von Lösungen der zu untersuchenden Verbindung hergestellt, die 0,03 bzw. 0,04% 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid in destilliertem Wasser, das auf einen vorher bestimmten DH-Wert eenuffert

worden war, enthielten. Jede Testlösung wurde frisch hergestellt. Die Testlösungen wurden bei einem gegebenen pH-Wert gehalten, worauf periodisch nach Ablauf bestimmter Zeitintervalle aliquote Anteile entnommen und in bezug auf die noch vorhandene Konzentration an 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid untersucht wurden. Die in dieser Weise analytisch bestimmte Konzentration dieser Verbindung wurde gegen die Zeit aufgetragen, während der die Lösung bei dem bestimmten pH-Wert gehalten worden war. An Hand dieser Kurven wurde die Halbwertszeit (das heißt die Zeit, in der die Konzentration der eingesetzten Verbindung um 50% abnimmt) der untersuchten Verbindung in wäßriger Lösung bei einem gegebenen pH-Wert ermittelt. In jenen Fällen, bei denen ein schneller Abbau erfolgte, wurden die aliquoten vor der Analyse durch Verdünnen mit einem geeigneten Puffer neutralisiert, worauf die Halbwertszeit auf der Grundlage der Wartezeit vor dem Verdünnen berechnet wurde. Die in dieser Weise ermittelten Halbwertszeiten bei den entsprechenden pH-Werten sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Halbwertszeit	pH-Wert
(Stunden)
385,0	LO
2140,0	3,9
155,0	6,0
37,0	6,7
8,8	7,3
5,8	7,7
2,0	8,0
0,34	8,9
0,11	9,7

Aus den obigen Ergebnissen ist zu ersehen, daß Wasser als Trägermaterial für die Herstellung, die Lagerung und den Transport von Halogencyanacetamiden enthaltenden flüssigen Konzentraten nicht geeignet ist, da sich der Wirkstoff in Wasser zersetzt.

II. Untersuchungen in verschiedenen organischen Lösungsmitteln

Es wurden Lösungen von 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid in verschiedenen organischen Flüssigkeiten mit niedrigem Molekulargewicht hergestellt, indem man zunehmende Mengen der genannten Verbindung zu einer bekannten Menge der organischen Flüssigkeit zusetzt. Bei diesen Untersuchungen zeigte sich, daß die Löslichkeit von 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid bei 20° C in Benzol, Chloroform und Toluol etwa 1 g der Verbindung oder weniger pro 100 g der organischen Flüssigkeit beträgt Die Löslichkeit der Verbindung in Aceton beträgt bei 25^CC etwa 35 g/100 g. Es zeigt sich jedoch, daß die Lösung der Verbindung in Aceton sich im Verlaufe von etwa 1 Tag nach der Herstellung zersetzt und verfärbt

Eine Lösung der genannten Verbindung in Cyclohexanon unterliegt im Verlaufe von etwa 1 Stunde nach der Herstellung einer Reaktion unter Teerbildung.

Bei der Zugabe von 2,2-Dibrom-cyanacetamid zu Dioxan oder Tetrahydrofuran beobachtet man eine Zersetzung und die Bildung einer braunen Verfärbung.

Die Löslichkeit von 2^-Dibrom-2-cyanacetamid in Diethylether ergab sich zu etwa 30 g/100 g des Diäthyläthers. Es zeigt sich, daß sich die Lösung zersetzt, wobei das Auftreten von Zersetzungsproduk ten im Verlaufe von 1 Tag nach der Herstellunj festzustellen ist.

Die Löslichkeit der untersuchten Verbindung ii Dimethylsulfoxid beträgt bei 20°C etwa 60 g/100 g de Lösungsmittels. Es zeigt sich, daß die Lösungen diese Verbindung in Dimethylsulfoxid im Verlaufe von · Monaten nach der Herstellung einer Reaktion unterlie gen, bei der sich ein braunes, festes Produkt bildet.

ίο Die Löslichkeit von 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid ii Äthylenglykol beträgt etwa 39 g/100 g des Lösungsmit tels. Nach einer Lagerzeit von 10,5 Monaten be Raumtemperatur zeigt sich, daß die Lösung 43,6% de: ursprünglichen Gehalts an 2.2-Dibrom-2-cyanacetamic eingebüßt hat.

Die Löslichkeit der genannten Verbindung ir Polypropylenglykol mit einem durchschnittlichen Mole kulargewicht von 400 (Polypropylenglykol 400) betrag 60 g/100 g der organischen Flüssigkeit. Es zeigt sich, dai die Lösungen dieser Verbindung in Polypropylenglyko 400 sich schnell verfärben und eine tiefgelbe Färb« annehmen. Nach einer Lagerzeit von 9 Monaten be Raumtemperatur zeigt eine Analyse der ursprünglicl· 20%igen Lösung von 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid ir Polypropylenglykol 400 einen Verlust von 14,6% de! ursprünglich vorhandenen 2,2-Dibrom-2-cyanacet amids.

Die Löslichkeit von 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid ir dem erfindungsgemäß als organische Flüssigkeit einge

jo setzten Polyäthylenglykol mit einem durchschnittlicher Molekulargewicht von 200 (Polyäthylenglykol 200 beträgt bei 25° C etwa 120 g/100 g der organischer F'üssigkeit. Eine 50%ige Lösung von 2,2-Dibrom-2-cy anacetamid in Polyäthylenglykol 200 zeigt bei dei Analyse nach einer Lagerzeit von 9 Monaten be Raumtemperatur, daß noch 95% der ursprünglicher Wirkstoffmenge vorhanden sind.

III. Beschleunigte Alterung von
_4(| 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid enthaltenden

Polyalkylenglykollösungen

Es wurden 5 Lösungen hergestellt, die 20 Gewichts teile 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid in flüssigem Polyalkylenglykol enthielten, und zwar in

a) 80 Gewichtsteilen Polyäthylenglykol 200,

b) 64 Gewichtsteilen Polyäthylenglykol 200 und
16 Gewichtsteilen Wasser,

c) 50 Gewichtsteilen Polyäthylenglykol 200 und
30 Gewichtsteilen Wasser,

d) 40 Gewichtsteilen Polyäthylenglykol 200 und
40 Gewichtsteilen Wasser und

e) 80 Gewichtsteilen Polypropylenglykol 400.

(Die dem Namen der Verbindung nachgestellte Zahl entspricht der üblichen Angabe des durchschnittlichen Molekulargewichts des Polyalkylenglykols.

Die Lösungen wurden bei einer Temperatur von 65° C in geschlossenen Glasbehältern gelagert, wobei periodisch aliquote Anteile entnommen und in bezug auf die noch vorhandene Menge 2^-Dibrom-2-cyanacetamid analysiert wurden. Hierbei zeigte sich, daß die Lösung e, die 20% 2£-Dibrom-2-cyanacetamid in Polypropylenglykol 400 enthielt, sich schnell gelb verfärbt und nach 8 Tagen eine braune Verfärbung unter Bildung eines Niederschlages annimmt Es zeigt sich, daß die Lösung e zu diesem Zeitpunkt lediglich noch 5,4 Gew.-% der untersuchten Verbindung enthält Nach einer beschleunigten Alterung während 17 Tagen bei 65° C zeigt sich,

ίο

daß die Lösungen c und d etwa 3,5 bzw. 2,0 Gew.-% 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid enthalten. Die Lösung b enthält nach 17 Tagen noch 16,8 Gew.-% 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid. Die Untersuchung zeigt ferner, daß die Lösung a nach 10 Tagen 18 Gew.-% der fraglichen Verbindung und nach 20 Tagen etwa 16 Gew.-% 2,2- Dibrom-2-cyanacetamid enthält.

Durch Auflösen von getrocknetem 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid in Polyäthylenglykol 200 wurde eine Reihe von Lösungen hergestellt, die etwa 5 Gew.-%, 10 Gew.-% oder 20 Gew.-% der fraglichen Verbindung enthalten. Weiterhin wurden ähnliche Lösungen hergestellt, wozu jedoch 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid eingesetzt wurde, das mit Wasser gewaschen und filtriert, jedoch nicht getrocknet worden war. Die Lösungen wurden bei einer Temperatur von 5O⁰C in verschlossenen Glasbehältern gelagert und wurden periodisch untersucht, um die noch vorhandene Konzentration des Wirkstoffs zu ermitteln. Die Anfangskonzentrationen und die Endkonzentrationen an 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid nach der angegebenen Lagerungszeit in Tagen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Lösung

Konzentration (%) nach einer Lagerungszeit (in Tagen) bei
50 C

0 Tage 14 Tage 40 Tage

Getrocknet
Getrocknet
Getrocknet

Ungetrocknet
Ungetrocknet
Ungetrocknet

19,95
9,9
4,95

19,3
9,7
4,85

19,65
9,6
4,9

18,8
9,4
4,7

19,5
9,45
4,65

18,45
9,15
4,4

IV. Gefrier-Auftau-Stabilität

Gefrier-Auftau-Zyklen unterzogen, indem man die Lösungen jeweils 24 Stunden bei einer Temperatur von — 15° C aufbewahrte und anschließend wieder auf Raumtemperatur erwärmte. Nach 7 Gefrier-Auftau-Zyklen dieser Art zeigte sich, daß die Lösungen a, c und d in Form von stabilen Lösungen vorliegen, während die Lösung b instabil ist und einen ausgefällten Feststoff enthält.

V. Vergleichende Stabilitätsuntersuchungen

Es wurde wie folgt eine Reihe von 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid enthaltenden Lösungen hergestellt:

Lösung

Es wurde eine Reihe von Lösungen hergestellt, die 20 Gew.-% 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid in

a) Polyäthylenglykol 200,

b) einer 1 :1-Mischung aus Polyäthylenglykol 200 und Wasser,

c) einer 1,67 :1-Mischung aus Polyäthylenglykol 200 ■jnd Wasser und

d) einer 4 :1-Mischung aus Polyäthylenglykol 200 und Wasser

enthielten. Die Lösungen wurden einer Reihe von 7

Konzentration	Lösungsmittel
von 2,2-Dibrom-
2-cyanacetamid
(Gew.-%)
10	Polyäthylenglykol 200
24,8	Polyäthylenglykol 400
25,2	Triäthylenglykol
19,9	Äthanol
9,5	Glycerin')
3,19	Wäßrige Emulsion²)

A
B
C
D

') Es zeigte sich, daß 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid sich nur in einer Menge von bis zu etwa 10% in Glycerin löst.

²) 2 g eines oberflächenaktiven Nonylphenol-äthylenoxidadtiukts, 2 g eines langkcttigön Kürucrrwässcrsioasuifonats, 15 g Wasser und 1 g 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid. Die Mischung wurde unter gelegentlichem Schütteln während 2 Stunden auf 50 C erhitzt und dann durch Glaswolle filtriert, um die suspendierten Feststoffe zu entfernen und eine klare Lösung zu ergeben.

Die obigen Lösungen wurden bei einer konstanten Temperatur von 50⁰C aufbewahrt, wobei periodisch aliquote Anteile entnommen und untersucht wurden, um die Menge des noch vorhandenen Wirkstoffs (2,2-Dibrom-2-cyanacetamid) zu ermitteln.

Die mit den Lösungen A bis F erhaltenen Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen zusammengestellt, wobei der Prozentsatz des Wirkstoffs 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid (Prozent DBCA) nach einer Lagerung bei 50° C während der angegebenen Lagerzeit (in Tagen)

so angegeben ist

Stabilität von I^-Dibrom^-cyanacetamid bei 50 C in verschiedenen Lösungsmitteln

A	% DBCA	B	% DBCA	C	% DBCA	D	% DBCA	E	% DBCA	I	9,5	F	% DBCA
Zeit		Zeit		Zeit		Zeit		Zeit	9,5	Zeit
(Tage)	20,0	(Tage)	24,8	(Tage)	25,2	(Tage)	19,9	σage]	9,6	(Tage)	3,19
O	19,1	0	24,8	0	24,9	0	20,1	0	8,7	0	2,81
8	19,1	2	24,3	3	23,4	4	19,7	4	7,4	3	2,42
11	19,1	12	23,2	13	23,7	8	16,3	8	6,9	7	1,63
15	18,8	19	22,3	20	23,1	15	12,1	15		18
21	18,4	27		28		22	8,2	22
25	18.2					31		31
32

Die in den obigen Tabellen angegebenen Zahlenwerte wurden dazu verwendet, die prozentuale Zersetzung zu errechnen (das heißt den Unterschied zwischen der Menge des Wirkstoffs am Tag 0 und der Menge des Wirkstoffs am Tag »n«, dividiert durch die Menge des Wirkstoffs am Tage 0, multipliziert mit 100) und dazu, die Zeit zu ermitteln, die zur Zersetzung von 10% des ursprünglich vorhandenen 2,2-Dibrom-2-cyanacetamids bei 32° C erforderlich ist, wobei diese Temperatur eine

übliche Lagerungstemperatur darstellt, die bei der Ermittlung der Stabilität von gegen die Schleimbildung wirkenden Präparaten angewandt wird. Diese Berechnungen wurden ferner auf der Annahme aufgebaut, daß das Zersetzungsverhalten sämtlicher Lösungen ähnlich ist dem Zersetzungsverhalten, das man bei Lösungen in Polyäthylenglykol 200 bei verschiedenartigen Temperaturen beobachtet. Die folgenden Zeiten wurden als Zeit für eine 10%ige Zersetzung bei 32° C ermittelt.

Tabelle

Lösung in

Geschätzte Zeit für die
10%ige Zersetzung bei
32 C

(Tage)

Polyäthylenglykolen

A 270

B 180

C 270

Anderen Lösungsmitteln*)

D 108

E 90

F 14

*) Die Schätzwerte für die Lösungssysteme D bis F sind voraussichtlich zu hoch, da die Berechnungen teilweise auf den Untersuchungen der thermischen Zersetzung von Lösungen in Polyäthylenglykol 200 basieren, die stabiler sind als die Lösungen D bis F, was aus den obigen Tabellen hervorgeht.

Bei einer weiteren Untersuchung wurde eine gesättigte Lösung von 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid in Diäthyläther bereitet und während 36 Tagen bei Raumtemperatur (etwa 22° C) aufbewahrt. Es zeigt sich, daß die Lösung sich im Verlaufe von 1 Tage nach der Herstellung gelb verfärbt Am 36. Tage zeigt die Analyse, daß mehr als 12% des ursprünglich vorhandenen 2,2-Dibrom-2-cyanacetamids sich bei 22°C zersetzt haben. Die Lösung ist als ungeeignet einzustufen.

Aus den obigen Untersuchungsergebnissen ist zu ersehen, daß die erfindungsgemäßen Polyäthylenlösungen A, B und C etwa eine ähnliche Stabilität besitzen und als antimikrobielle Mittel und gegen die Schleimbildung wirkende Mittel hervorragend geeignet sind.

j5 Demgegenüber sind die Lösungen D, E und F und die Lösung in Diäthyläther weniger stabil und für den angestrebten Verwendungszweck nicht geeignet.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die Benutzer dieser antimikrobiellen Zubereitungen und insbesondere die Papiermühlen die Zubereitungen in größeren Mengen einkaufen und selber lagern, so daß vor der Verwendung der Zubereitungen Lagerzeiten von 3 Monaten oder mehr üblich sind. Es ist daher erforderlich, daß eine solche und für kommerzielle Anwendungszwecke geeignete antimikrobielle Zubereitung so stabil sein sollte, daß mindestens 90 bis 95% der ursprünglichen Wirkstoffkonzentration während mindestens 6 Monaten aufrechterhalten bleiben.

Claims

Patentansprüche:

1. Antimikrobielk Zusammensetzung, enthaltend ein Halogencyanacetamid der allgemeinen Formel '>

Br O H

N=C-C-C-N

X R

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