DE2151719A1 - Polymere quarternaere 2-Hydroxyalkylammoniumverbindungen mit antibakterieller Wirksamkeit - Google Patents

Description

DR- J¹JU. r.!f'L-CKG.M. WALTE!? BEIl" Α.ίΓ-RÜl) Ι^ϊίΗΪ»
DR. jUR. DiFU-Ci ^V₁. H-J. WOLFF DRJuR lANSC

15. OkI 1971

423 F RAH K FU 8T AM MAIN - HDCHST

unsere Hr. 17373

The Procter & Gamble (Jonipany Cincinnati, Ohio, \f.£!t.A.

Polymere quarternäre 2-HydroxyaUiylammoniumverbindungen mit antibakterieller Wirksamkeit.

Die Erfindung betrifft Polymere quarternäre 2-Hydroxylarnmonlumverbindungen der allgemeinen Formel

CH

CH„

R«

X"

in der E und i:· i-?leich sind und 5¹OCH₃CH(OH)- oder Ii¹¹CH(OH)-,

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v/o r in R" ο ine :α-Alkyl gruppe rait" etv/a 4 bis etv/a 20 KoIilenstoffatomen ist, X ein HaXogemisch wie Brom, Chlor, Jod oder Fluor und y etwa 2 bis etwa 4 bedeuten, besitzen eine wesentlich größere antibakterielle Y/irkunr als die entsprechenden Monomeren, d.h. als die Verbindungen, in denen y 1 bedeutet und keine Ii'-Gruppe vorhanden ist.

Antibakteriell wirkende quaternäre Ammoniumhalogenide sind in der Technik bekannt, siehe beispielsweise GB-PSo 812 140, 8.15 745 und 834 410. Das letztere Patent hat ein Gegenstück in der U.S.-PS 2 8IO 713. V/eitere Patente sind u.a. GB-PS 1 120 523 und US-PS 3 428 680. In den vorgenannten Patentschriften sind zwar gey/isse polymere quarternäre Ammoniumverbindungen als antibakterielle Mittel beschrieben, die spezifischen antibakteriellen Mittel der vorliegenden Erfindung sind jedoch weder beschrieben noch vorgeschlagen worden.

Sin Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung von polymeren quarternären Ammoniumverbindungen, die eine hochgradige antibakterielle Wirksaiükeit besitzen.

Das Verfahren, nach dem die erfindungsgemäßen neuartigen Verbindungen hergestellt werden, bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung, da dieselben nach bekannten Verfahren hergestellt werden können. Für die erfindungsgemäßen Zwecke beginnt man vorzugsweise mit einem N-methylierten Polyamin der allgemeinen Formel H/~IT(CEU)CH₂ CHp J ,IHKCH-z). Das Amin wird in Gegenwart eines Lösungsmittels mit einem Epoxid wie ein l,2-Epoxy-3-alkoxypropan

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OBlGlNAL

odor 1,2-Epoxyalkan ungesetzt. Anschließend wird ein iSenzylhalO£enid zugesetzt und die Reaktion wird bis zum Abschluß fortgesetzt.

Die Reaktion wird unter Anwendung !spezifischer MoI-Vcrhältnisse durchgeführt. Die Anzahl der Mole des verwendeten Epoxide- ist doppelt so hoch wie die Molzahl des Amins. Die Holzahl· des verwendeten Benzylhalogenids ist gleich der llolzahl des Amins multipliziert mit der Anzahl der Stickstoffatome in dein Arain.

Beispiele für bevorzugte Amine, die zur Herstellung von erfindun^srrosäßen Verbindungen verwendet werden können, sind iijjI'-Dinethyläthylendiaßiin, γΤ,ΊΓ¹ ,ri"-Triraethyl äthylentriamin und ri,IT,IT¹',H· *^f - Tetramethyläthylentetramin.

Beispiele für bevorzugte Epoxide, die für die Herstellung der erfindungsgemäßen neuen Verbindungen verwendet werden können, sind 1,2-Epoxyhexan, 1,2-Epoxyheptan, 1,2-Epo::;raonan, 1,2-Epoxydecan, 1,2-Epoxydcdecan, 1,2-Epoxytetradecan, 1,2-Epoxyhexadecan, 1,2-Epoxyoctadecan, l^-Spoxyeicosan, l,2-Epoxy-3-hexyloxypropan, l,2-Epoxy-3-heptyloxypropan, 1,2-Ξροχ5^Γ-3-ο c t?/loxypro pan, 1,2-Epoxy-3-nonyloxypropan, 1,2-Epoxy-3-decyloxypropan, 1,2-Epoxy-3-dodecyloxypropan, l^-Epoxy^-tetradecyloxypropan, 1,2-EpOXy^-Uc-XaQeCyIoXyPrO pan, Ι,Ε-Upoxyoctadecyloxypropan.

An meisten bevorzugt werden l,2-Epoxy-3-octyloxyprcman und l,2-EpO2^v^rdodecan» .

BeisOiele für Lösungsmittel, die sich für die erfindun^s.-enäisen Zv/ecke eignen, sind Methanol, A'thanol,

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- -.0 BAD ORIGINAL

lsopropanol, Butanol oder irgend ein anderes geeignetes polares Lösungsmittel.

Beispiele für geeignete Benzylhalogenide sind Benzylbromid,. Benzylchlorid, Benzylfluorid und Benzyljodid, Benzylbromid wird bevorzugt,

Nachstehende Beispiele dienen der "weiteren Srläuterung der Erfindung.

Beispiel 1; Herstellung des diquartemären Analogen von

2-Hydroxy-3-o ctyloxypro pyldine thylbenzylamrno niumbr ο mid.

Es wurden 2,37 g (0,0269 Mol) N,H*-Dimethyläthylendiarain und 10 g (0,0538 Mol) l,2-Epoxy-3-octyloxypropan in 50 ml Äthanol gelöst und 16 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Anschließend wurden 9 g (0,0538 Mol) Benzylbromid zugegeben und die Behandlung unter Rückfluß, wurde 2.1+ Stunden lang fortgesetzt. Das Gemisch wurde dann etwa auf Raumtemperatur abgekühlt, und das Äthanol dann unter Bildung eines hellfarbigen hygroskopischen kristallinen Feststoffs abgedampft. Der Rückstand wurde anschließend mit lither gewaschen und getrocknet. lis wurde das diquarternäre Analogo von 2-Πydroxy-3-octyloxypropyldimetllylbenzylammoniumbromid erhalten, welches als antibakterielles Mittel wirksam ist und welches eine wesentlich größere Y/irksamkeit besitzt als das entsprechende Monomere.

Beispiel 2; Herstellung des triquarteriiären Analogen von 2-Iίydroxy-3-octyloxypropyldimethylbenzylammoniumbro mid.

1,'acli der im wesentlichen gleichen Arbeitsweise wie in

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Beispiel 1 wurden 1,Q g (Q,00689 Mol) N,H',!"-Trimethyldiäthylentriainin, 2,56 g (0,01378 Mol) 1,2-SpOXy^-O ctyloxypropan in 25 ml Ithanol umgesetzt. Anschließend wurden 3>53 F, (0,02067 MqI) Benzylbromid wie in Beispiel 1 zugesetzt. Die erhaltene Verbindung wurde das triquarternäre Analoge von 2-Hydroxy-3~octyloxypropyldimethylbenzylanirioniunbromid, oin wirksames" antibakterielles Mittel mit einer wesentlich größeren Wirksamkeit als das entsprechende Monomere. - -■"■■■'■

Beispiel 3,; Herstellung des tetraquarternären

von 2-Πydroxy-3-octyloxypropyldimethylbensylaramoniurabromid.

Each dor im v/esentlichen gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 1 wurden 1,0 .;; (0,0049^ MoD ϊί,-Ι-Γ¹,11",Ii¹' '-Tebra- !aothyltrjiithylonte-tramin," 1,84 G (0,00988 Mol) 1,2-Epoxy-3-octyloxypropan und 3,38 A" (0,01976 Mol) Benzylbromid in Ge:;env/art von 25 ml lithanol umgesetzt. i]s v/urde das totraquartcrnäre Analoge von ^-l-iydroxy^-octyloxypropyldimGthylboiizylanraoniumbronid erhalten, welches als antlbaktorielles Mittel wirksam ist und eine wesentlich größere Wirksamkeit besitzt als das entsprechende Monomere.

V/irksame Hittel werden auch erhalten, Wenn man die lOlr.Oiiden Veroinduiiiien anstelle des in den Beispielen 1 bis 3 verwendeten l^-Spoxy-J-octyloxypropans verwendet: 1,2-Epoxyhoxan; l,2-J-:oxyheptan; 1,.2-iilpoxynonan; 1,2-lL'"no xydec an; l,2-ri";o:r/dodocaii; 1,2-Epoxytetradocan; 1,2-■r]rOX7/iie2raclocanj !,^-.,ooxyoctadecan; l,2-i'Jpoxyeico3an; 1,2-:j'?DOxy-3-hozylox:.^r -jropan; 1,2-üpoxy-3-heptyloxypro-nan;

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'l,2-Epoxy-3-nonyloxypropanj !,^-Epoxy^-decyloxypropan; l,2-Spoxy-3-dodecyloxypropanj l,2-Epoxy-3~tetradecylaxypro pan j l^-Epoxy^-hGxaclGcyloxypropan; 1,2-Epoxyoctädecyloxypropan. " .

Ähnliche Ergebnisse v/erden außerdem erzielt, wenn man anstelle des in den Beispielen 1 bis 3 verwendeten Benzylbroiiiids Benzylchlorid, Benzylfluorid und Benzyljodid unter Bildung der entsprechenden di-, tri- und te.tr.aquartornären Halogenide verwendet, Ähnliche Ergebnisse, .werden außerdem bei Verwendung von Methanol, Isopropanol, Butanol und anderen geeigneten polaren Lösungsmitteln anstelle des in den Beispielen 1 bis 3 verwendeten Äthanols erhalten.

Beispiel k: Herstellung des diquarternären Analogen"von 2-Hydroxy-dodecyldimethylbenzylamrnoniunibromid.

Eg wurden 1,0 g (0,01136 Mol) ii,iT'-Diineth7/läthylendianin und ^,19 g (0,02272 Mol) 1,2-Epoxydodecan in 25 al Äthanol etv/a 20 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt. Dann wurden 3,88 g (0,02272 Hol) Benaylbromid zugegeben und die Rückflußbehandlun/T wurde etwa zwei Stunden fortge setzt. Das Äthanol wurde durch Sotationsverdampfung abgo-Gtrippt,, wobei ein schwerer Sirup zurückblieb. Der Sirup wurclo mehrere Haie mit Äther gewaschen und in einem Exnilikator getrocknet. Die erhaltene Verbindung war das diquarternäre Analoge von 2-H7droxydodecyldiraethylbenzylai:;aoniumbromid, welches ein wirksames antibakterielles Mittel darstellt, das eine wesentlich größere 'Yirksankeit besitzt als das entsprechende Monoaoro.

_BADob._Q1nal

Beispiel <?: Herstellung des triquarternären Analogen

von 2-HydroxydodecyldimethylbenzylanEioniuinbromid.

Nach der im wesentlichen gleichen Arbeitsweise v/ie in .Beispiel l\ wurden 1,0 E (0,00689 Hol) IT,Ii¹ ,rT"-Tri nethyldiäthylentrianin, 2,5k g (0,01378 Mol) 1,.2-Epoxyäodecan und 3,53 Γ (0,02067 Hol) Benzylbromid in 25 ml litlianol unbesetzt. Die erhaltene Vorbindunc war das triquarternäre Analogs von 2-Hydroxydodecyldiiuethylbenzylaininoniuinbronid, ein wirksames antibakterielles Mittel, das eine wesentlich größere antibakterielle Wirksamkeit besitzt cilß dan entsprechende Monomere.

Beispiel 6: llorstellun;; des tetraquartornären Analogen von Z-Hydroxydodecyldinethylbenzylamiaoniunbronid, ·

der im wesentlichen gleichen Arbeitsweise wie in Beinpiel k wurden 1,0 ^ (O₁OQi^k I-iol) if,H' ,H^!t'-Setrar.:ethyltriüthylc:itotraniiia, 1,82 ,-: (0,00988 Hol) l_a2-Epo:cydodecan und 3»59 T (0,01976 Hol) Benzylbroinid in 25 ml Iltliancl umgesetzt. Me erhaltene Verbindung bestand aus der: toti-aquarternäfen Analogen von 2-IIydroxydodecyl dinetIr^Tlbe:izylar.uoni'aEbronid, einem, wirksamen antibaliteriellcn Mittel, das eine wesentlich .größere V/irksam keit besitzt als das entsprechende- Monomere*

V/irhsarae Iiittel werden auch erhalten, wenn nan anstelle dos in den Beispielen /; bis b verwendeten 1,2- canc die Verbindtinnen 1,2-ülTOxyhexan, 1,2-Jipo:c7* 1,2-Epoxynonan, 1,2-Epoxydecan, 1,2-JSposy-

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tetradecan, 1,2-Epoxyhexadecan, 1,2-Epoxyoctadecan, 1,2-Epoxyeicοsan, 1,2-Epoxy-3-hexyloxypropan, 1,2-Epoxy-3-heptyloxypropan, l^-Epoxy^-octyloxypro-pan, 1,2-Epoxy-3-nonyloxyprQpan, 1,2-Epoxy-3-de cyloxypro pan, .1,2-Epoxy-3-dodecyloxypropan, l^-Epoxy^-tetradecyloxypropan, .l,2~Epoxy-3-hexadecyloxypropan oder .!,^-Epoxyoctadecyloxypropan verwendet.

Ähnliche Ergebnisse werden außerdem erzielt, wenn anstelle dos in den Beispielen Zi- bis 6 verwendeten Benzylbromids Benzylchlorid, Benzylfluörid und Bonzyljodid unter Bildung der entsprechenden dl-, tri- und tetraquartornäron Halogenide verwendet werden. Ähnliche Ergebnisse werden ebenfalls erhalten, τ/enn man anstelle des in den Beispielen 4 bis 6 verwendeten Äthanols Hethano.1, Isopropanol, Butanol und andere geeignete polare Lösungsmittel verwendet.

Beispiel ?! Test zur Bestimmung der minimalsten wachstumshemmenden Konzentration auf Agar.

Die antibakterielle Wirksamkeit der erfindungsgemäßen antibakteriellen Verbindungen wurde ermittelt und * konnte demonstiert werden·, indem man den ballt er io statischen Wirkungspunkt bestimmt, der auch als minimalste Hemmkonzentration (MIC) bekannt ist. Dieser Test dient der Bestimmung der Hindestkonzentration eines antibakteriellen iiittels, die das Wachstum eines TostOrganismus durch Inkubation gerade noch verhindert. Dieser V/ert wird als ¹¹IIIC) oder "bakteriostatischer V/irkungcpunkt ⁿ bezeichnet und wird in ppm ausgedrückt. .

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3oi diesoi.i Versuch v/urden Platt on hergestellt, die ein Medium aus Trypticase-Sojaagar (TSA) und unterschied liehe Konzentrationen der zu untersuchenden antibak teriellen Mittel enthielten. Die Platten wurden anschließend mit zuvor hergestelltem Inokulum aus Trypticase-Soja brühe - (¹I¹SiJ) - Kulturen geimpft. Bei dem vorliegenden Versuch enthielt das Inokulum, gegen das die erfindungsgenäßen Verbindungen getestet wurden, Staphylococcus aureus (Gm+) und Zischerichia coli (Gn-). Die geimpften Platten wurden etwa 1\.q Stunden lang bei 37°C inkubiert und an schließend auf Wachstum untersucht. Die niedrigste Konzentration des zu untersuchenden antibakteriellen Mittels, bei der kein V/achstum des Inokuluns auftrat, ist die MIG aus.eedrückt in ppn. Bei diesem Test wurden 2-IIydroxy-3-octylozypropyldiraothylbenzylaunioniuiiibromid und die ents'orociio.'idon di-, tri- und tetraquarternären Analogen bewertet. Forner wurden Z-lr/üroxy-dodecyldiaethylbenzylaramoniumbroiiiid und die entsprechenden di-, tri- und tetraquarternären Analogen dieser Verbindung bewertet. Die Ergebnisse dieser Versuche cincLin der nachstehenden Tabelle I aufgeführt, in der y^ das Mono niere, y^ das diquarternäre Analoge, das triquarternäre Analoge und y, das tetraquarternäre Analoge bedeuten.

	y-,	Tabelle I:	aureus	MIC Escherichia coli ppm
Verbindung	MIC Staphylococcus ppm		Brühe
	Brühe	6,8
A1	PH 5,8 pH	10	> 20
> 10 >

209817/166* , b» ««BW.

gabeile I (Fortsetzung):

Verbindung	HIC Staphylococcus aureus	ppm	pli 6,8	IiIC Escherichia coli
		Brühe	2,5.	?.?n
		2,5	Brühe
A1	pli 5,8	10
y2	Z^	2,5	20
y2	2,5		20
y7j	10	>10	20
	2,5	0,6
B2		<0,15
-7I	10		> 20
y2	2,5	0,6	20
y3		20
y4	10	20
y4 ·	2,5	>20

1. A= 2-Hydro:^-3-octyloxypropyldimethylbenzylaminoniun-

bromid.

2. B= 2-HydroxydodecyldimGthylbensylammoniuinbromid.

Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß die höheren Analogen, d.h. die di- (y₂), tri- (y^) und tetraquarternären (y, ) Analogen allgemein niedrigere MlC-V/erte besitzen als die entsprechenden Monomeren (y^) , wodurch

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- Ii -

χ. _

ihre ;;r"ißere antibakterielle. Wirksamkeit- angezeigt wird,-

Beispiel ö; Bcctinimung der bakteriziden Wirkung.

Dieser 'i'est dient der Bestimmung der bakteriziden Wirkung von antibakteriellen Mitteln. Es wurden Standardlüsungon aus den zu untersuchenden antibaktoriellen Mittel und Dimethylformamid (DMFA) hergestellt, wobei die Konzentrationen dec antibaliteriellen llittels 10 ppm und. 100 ppm betrugen, llacliden die Reaßensglaser in einem Wasserbad etwa 20 Minuten lan/ζ auf etwa 57⁰C erhitzt worden waren, wurden sie mit einer die '!'ent-Organismon Staphylococcus aureus unä ÜGCherichia coli enthaltenden Kultur in Trypticase-So.iabrühe geimpft. Aue ö.en Proben wurden aliquote Mengen entnonmen und in Petrischale!! Gegeben, die geschmolzene Trypticase-Soja-Arar mit 5 % Tv/een 80 und 1 % Pferde serum enthielten. Man ließ die Platten erhärten.» an schliefi> end wurden sie für die Dauer von ^-8 Stunden bei 37⁰G inkubiert.. Die Platten wurden dann untersucht, und die Anzahl der gebildeten Bakterienkolonien wurde unter Verwendung eines Quebec-Colony—Zählers gezählt. Die Ergebnisse dieser Versuche, ausgedrückt als prozentuale. To-, tung,. sind in der nachstehenden Tabelle II aufgeführt, in der y-, das Monomere, y₂ das diquarternäre Analogq, y₇ das triquarterniire Analoge und y, das tetraquarternäre Analoge bedeuten.

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	Tabelle	-	< 50-	11:	ppm	Escherichia coli	Tb'tung, %	1OC	> Ppni
Verbindung	Staphylococcus	99,99	aureus	O		VVjVI	52	'-,O
	Totun«, %	99,997		99	10		>99,	99
A1	10 ρΌΐη	99,99	100	994		, 86	on	9998
	— "	99,8	6/.,	999	99	,4	OC s -y ,	97
tr 0Z	99,993	ydroxy-3-oc tylc	>99,	999	96		99,	993
y2	99,94	99,		<50	,0
y3	98,5	99,	99	53		99,	99
y4	99,973	99,	99			99,	98
		997	59		OO ssi	998
yl	99,	O O	—	,2	OQ ■> ■> }	99
y2	99,	99	94	,3	J >',	99
y3	. OO	opyl	84	O , ·-	.dime thylbenzyl-
y4	99,		71
y4 -	99,
1. 'A= 2-Π;	DxyiDr

aivuno niunbr ο :nid.
2. E- = 2-iIydroxydodGc?/ldimethylbGiiz:/laffinoniui:ibxOr.iid

Aus dor voratohond'en Tabelle ist ersichtlich, daß die höhere:.-¹. Analogen, d.h. die di-Cy^), tri-(?/₇) und tetra-

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miärternärsn (y_z ) Analogen' höhere ProzentSatze der Tötung bei niedrigeren Konzentrationen aufweisen, wodurch sie eine größere aiitibakterielle Wirksamkeit zeigen als die entsprechenden Monomeren (y-,).

Ss wurde ferner gefunden, daß die vorstehend beschriebenen polymeren quarternären Ammonium-Verbindungen antibakterielle Eigenschaften besitzen, durch die eine lange anhaltende antibalterieile Wirkung besonders in Seife und seifenfreien synthetischen Detergentien und anderen Produkten erzielt Wird, bei denen eine antibakterielle Wirkung erwünscht ist* Derartige Mittel, die die erfindungsgemäßen Kombinationen in Mengen von etwa 0,1 % bis etwa 5 %<, vorzugsweise etwa 2 % enthalten, sind besonders wirksam.

Der in Vorliegenden verwendete Ausdruck ",Seife" bezeichnet Alkalimetallseifen wie z.B. die Natrium- und Kaliumsalze der höheren Fettsäuren von in der ITatur vor kommenden pflanzlichen oder tierischen Estern, z.B. Palmöl, Kokosöl, Babassuöl, Sojabohnenöl, Rizinusöl, Talg, \7al- und Fiscliöle, Fett und Schmalz und Gemische derselben. Natrium- und Kaliumseifen können durch direkte Verseifung der Fette und öle oder durch Neutralisation der in einem getrennten Herstellungsverfahren gebildeten Fettsäuren erhalten v/erden. Beispiele für geeignete Seifen sind die Natrium-, Kalium- und Alkylolammoniumsalze höherer Fettsäuren (C-,_Q bis CUq). Besonders geeignet sind die Natrium- und Kaliumsalze von Fettsäuregemischen, die aus Kokosöl und Talg erhalten werden, d.h. Natrium- oder Kaliumtalg- und -kokosseifen.

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Anionische synthetische Detergentien, die man zu-• sammen toit den erfindungsgemäßen antibakteriellen Kombinationen verwenden kann, können allgemein als die v/asserlöslichen Salze einschließlich der Alkalimetall-, Ammonium- und substituierten Ammoniumsalze organischer Reaktionsprodukte der Schwefelsäure definiert werden, die in ihrer molekularen Struktur einen Alkylrest mit etv/a 8 bis etwa 22. Kohlenstoffatomen und einen Sulfonsäure- oder Schwefelsäureesterrest enthalten.

\ Wichtige Beispiele für die synthetischen Detergentien, die zusammen mit den erfindungsgemäßen Verbindungen verwendet werden können, sind folgende Alkalimetall- (z.B. Natrium- und Kalium-), Ammonium- und substituierte Amrnonium-(z.B. Niederalkylammonium-)-salze, Alkylsulfate, insbesondere diejenige, die durch Sulfatierung der höheren Alkohole erhalten wurden, welche durch Reduktion der Glyceride von Talg- oder Kokosöl gebildet werden waren; gemischte Paraffinsulfonate, deren Alkylgruppe etwa 8 bis etwa 22 Kohlenstoffatome enthält und die durch Behandlung von gemischten Paraffinkohlenwasserstoffen in Schwefeldioxid und Chlor in Gegenwart von Licht und anschließende Behandlung mit einer Base hergestellt wurden; verzweig-/

• te oder lineare Alkylbenzolsulfonate, deren Alkylgruppe etwa 8 bis etwa l8 Kohlenstoffatome, vorzugsweise etwa IO bis ebwa 14 Kohlenstoffatome enthält, insbesondere die in den U.S.-PSS 2 220 099 und 2 WIl 383 beschriebenen; Natriumalkylglyceryläthersulfonate, insbesondere diejenigen Ither der höheren Alkohole, die von Talg- oder Kokosöl stammen; Kokosölfettsäuremoiioglyceridsulfate und -sulfonate j Schwefelsäureester des Reaktionsproduktes von 1 Mol eines höheren Fettalkohols (z.B. TaIg-

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oder Kokosalkoholen) mit etwa 1 bis etwa 6, vorzugsweise etwa 3 Mol Ethylenoxid; Alkylphenoläthylenoxidäther sulfate mit etwa k iithylenoxid-Einheiten pro Molekül, deren Alkylreste etwa 9 Kohlenstoffatome enthalten; das .Reaktionsprodukt von Fettsäuren, die mit Isäthionsäure verestert und mit Natriumhydroxid neutralisiert wurden, wobei die Fettsäuren z.B. von Kokosöl stammen; Fettsäureamide des Iiethyltaurins, bei dem die Fettsäuren, z.B. von Kokosöl stammen; sulfonierte Olefine nach der U.S.-Patentschrift iJr. 3 332 880 und andere in dor Technik bekannte synthetische Waschmittel, von denen eine Anzahl in den U.S.-Patentschriften ITr. 2 A₁86 921, 2 /_t8b 922 und 2 396 2?8 angeführt sind.

Wichtionische synthetische Detergentien, die man zusammen mit den erfindungsgemäßen antibakteriellen Verbindungen verwenden kann,- können allgemein als Verbindungen definiert werden, die durch die Kondensation von Alkylenoxidgruppen (hydrophiler Katur) mit einer organischen hydrophoben Verbindung gebildet werden, die aliphatisch oder alkylaromatisch sein kann. Die Länge des mit irgend einer speziellen hydrophoben Gruppe kondensierten hydrophilen liestes oder Polyoxyalkylenrestes kann leicht so eingestellt v/erden, daß eine wasserlösliche Verbindung erhalten wird, die das gewünschte Gleichgewicht zwischen hydrophilen und hydrophoben Elementen aufweist.

Eine bekannte Klasse von nichtionischen synthetischen Detergentien sind beispielsweise die "Pluronics". Diese Verbindungen bilden sich durch Kondensation von

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Äthylenoxid mit einer hydrophoben Base, welche durch Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglycol gebildet wurde. Der hydrophobe Teil des Moleküls, der selbstverständlich v/acserunlöslichkeit aufweist, hat ein Molekulargewicht von etwa I5OO bis etvia. l8üO. Die Anlagerung von Polyoxyüthylenresten an die-sen hydrophoben Teil verursacht die Bildung der Wasserlöslichkeit des Moleküls als GanzTec -und der flüssige Charakter der Produkte wird bis zu dem Punkt beibehalten, an dom der Polyoxyäthylenrvehalt etwa ^l5ü % des Gesamtgewichts dos lioiadeiisationsproduktos beträft.

Andere _f ^r;oei_t~iiete nichtionischs synthetische Detergentien sind unter anderem:

1. Di0 Polyäthylenoxid-Kondensate von Alkylphenolen, z, .2. die Kondensationsprodukte von Alkyl phenolen, die eine Alkyl-vruppo r.it et v/a 6 bis 12 PCo Ιιίοιιαΐο ff atomen in -^Grader oder verzweigter Kette enthalten, mit iithylenoxid, v/o- ;oei das Äthylenoxid in Mengen von Iu bis υθ Mol Äthylenoxid -όνο I-.ol Alkyl phenol vorliegt. Der Alkylsubstitueat in dorartir.on Vsrbindunren kann z.U. von polymerisiert em Propylen, Diicobutylen, Octan oder ITonan stammen.

2. Solche, die bei der Kondensation von Äthylenoxid r.iit dem .'xsalctionsprodukt von Propyleaoxid mit Äthylendiamin erhalten werden - Produkte, "die in ihrer Zusammensetzung in Abhängigkeit von dem gewünschten Gleichge wicht zwischen den hydrophoben und hydrophilen Elementen verschieden sein können. So sind beispielsweise Verbindungen geeignet, die etwa kO bis etwa 80 Qo\r.-% Polyoxyäthylen enthalten., ein Molekularre.v/iclit von etwa .5000 bis

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- ι?

etwa 1.1000 aufweisen und durch Reaktion von Ethylenoxidgruppen mit einer hydrophoben Ease gebildet werden, welche aus dem Reaktionsprodukt von Ethylendiamin mit einem Überschuß an Propylenoxid besteht und welche ein -Molekulargewicht in der Größenordnung von 2500 bis 3000 be sitzt«

3. Das Kondensationsprodukt' von aliphatischen Alkoholen, die 8 bis l8 Kohlenstoffatome in einer- geraden Kette oder in einer verzweigten Kette enthalten,, mit Äthylenoxid, z.B. ein Kokosalkohol-Äthylendxid-Kondensat aus 10 bis 30 Mol Äthylenoxid pro KoI Kokosalkohol, wobei die Kokosalkohoi-Fraktion 10 bis Ik Kohlenstoff atome enthält.

4. Langkettlge tertiäre Aminoxide, die der allgemeinen Formel RnRpR^Ji > 0 entsprechen, worin R, einen

Alkyl-, Alkenyl- oder Monohydroxyalkylrect mit etwa 8 bis etwa Io Kohlenstoffatomen, etwa 0 bis etwa 10 Jithylenoxidgrüppen und von 0 bis 1 Glycerylgruppen enthält, und"R_P und IK 1 bis etwa 3 Kohlenstoffatome und 0 bis etwa 1 Hydroxylgruppe enthalten, z.3. Methyl, Äthyl, Propyl, Hydroxyäthyl oder Hydroxypropylreste bedeuten. Der Pfeil in der Formel ist eine gebräuchliche Darstellung einer semi-polaren Bindung. Beispiele fur Aminoxide, die sich für die erfindungsgemäße Verwendung eignen, sind u.a. Dimethyldodecylaminoxid, Oleyl-di-(2-hydroxyäthyl)-aminoxid, Dimethyloctylaminoxid, Dimethyldecylaminoxid, Diine thylietradecylaminoxid, 3 > 6,9-Trioxaheptadecyläthylaminoxid, Di-(2-hydroxyäthyl)-tetradecy.laminoxid, 2-Dodecoxyäthyldimethylaminoxid, 3-Dodecoxy-2-hydroxypropyldi-(3-hydroxypropyl)-aminoxid, Dirnethylhexadecylaminoxid.

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>. Lanckettige tertiäre Phosphinoxide, die der folgenden all ge nc inen Formel PJR¹E¹¹P ~—> 0 entsprechen, wobei F; einen Alkyl-, Alkenyl- oder l-ionohydroxyalkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoff atomen in der Kette, et v/a 0 bis etwa 10 iithylenoxidgruppen und 0 bis 1 Glycerylgruppen ent hält und R* und ti" ,iev/eils Alkyl- oder Konohydroxyalkylp;ruppen bedeuten, die 1 bis 3 Kohlenstoff atome enthalten. Der Pfeil in der Jj'ornel ist eine gebräuchliche Darstellung einer semi-»polar en Bindung. Beispiele für geeignete Phosphinoxide sind:

Dodecyldimethylphosphinoxid,
Tetradecyldimethylphosphinoxid,
ΐο tr ade c ylne t hylät hylpho s pliino xid, .^,S^g-Trioxaoctadecyldimethylphosphinoxid, Get yldime thylpho s phino xid,

3-Dode coxy-2-hydroxypropyldi-(2-hydroxyäthyl)-pho sphinoxid, Stearyldimethylphosphinoxid,
Cetyläthylpropylphosphinoxid,
Oleyldiätliylphosphinoxid,
Do de c yldiäthylphosphino xid,
Tetradecyldiäthy!phosphinexid,
Dodecyldipropylphosphinoxid,

W Dodecyldi-(hydroxyniethyl)-phosphinoxid, Dodecyldi-(2-:rydroxyäthyl) -phosphlnoxid, Tetradecylinethyl-S-hydroxypropylphosphinoxid, Oleyldimethylphosphinoxid,
S-Hydroxydodecyldimethylphosphinoxid»

6. Langkettige Dialkylsulfoxide, die. einen kurzkettigen Alkylrest oder Hydroxyalkylrest mit .1 bis etv/a

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Kohlenstoffatomen, (gewöhnlich Methyl) und eine lange hydrophobe Kette enthalten, .welche Alkyl-, Alkenyl-, lly dr oxy alkyl- oder Ketoalkylreste mit etwa δ bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, 0 bis- etwa 10 Jithylenoxidrarup-pen und 0 bis 1 Glycerylgruppen enthält. Beispiele hierfür sind unter anderen

0ctadecyl::iethyl3Ulfoxid,

2-Ke totridocylr.iethylculf oxid,

Do decylir.ethylsuliüxid,
Oleyl-'i-hyaroxycro-oylGulfoxid, _r

i'ctradecylraethylculf oxid,
■■i-MethoxytridGcyl:^ethylGUlioxia, ..r_;

3-IIydroxytridecylnet]iylGUlfoxid, ■ ._f._ri. .,,.,-„

LV.'it"cjrionioCiiD syiithe'cioclic- Detergentien, die nan r-r.sa::;::ie:i r.;it den orfincran.-crer.iä.ßer- anticaliteriellen ilitteln vorwar.doii Iicinn, können allgemein als Derivate von aliphatischen caiartornllren Amnonium-, phOG-phoniun- und S'ulfoniunverbindun.-cn becchrieben werden, deren ali^hatische lie nt 3 geradkettig: oder verzweigt cein können und bei denen einer oer aliphatischen Subctituenion -etwa 8 bic 13 IZckle-i"boifato™e enthalt und ji:i anderer eine aniouic-Gho v.'acGorl-':-lichr.:acr:o:i'":o J-rur^oe, z.2. eine Carboxy-, SaI-ionat-, Sulfat-, I-hosphat- oder Phos^honatgruppe.- ent;·*.-hält. Jine all.-eineine formel fur dieGc Verbindungen ist :

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in der Ii einen Alkyl-, Alkenyl- odor Eydroxyalliylrest nit etwa 3 bis etwa l8.Kohlenstoffatomen, ü bis etwa iithylenoxidpriropeia und 0 bis 1 Glycerylnru^^on; Y ein Stickstoff-, Phosphor- oder Schv/efelatom; Ί'/ eine Alkylodcr Monohydroxyalkylgruppo mit 1 bia et v/a 3 Kohlenctoff-'atonen; χ die Zahl 1, wenn Y ein Schwefelatom ist, und 2, wenn Y ein Stickstoff- oder Phosphoraton ist; Ii'' eine Alkyl en- oder ilydroxyalkylen^ruppe mit 1 bis etwa 4 Kohlenstoff ator.1011 und Z eine Carboxylat-, SuIfonat-, Sulfat-, Phosphonat- odor Phosphat,Truppe bedeuten.

Beispiele liier für sind unter anderem:

/;.-/" II, :.^r-L)i- (2-hydrox7,^räthyl) -il-octadecylämuoiiio _7-but an-1-carboxylat,

^-/"S-3-nyc^!-rox?/^ronyl-S-hexadecylsuliOnio y'^-hydroxypentan-1-Gulfat,

3-/~ P,P-Dir.thyl-i^>-3,6, S'-trioxatetraoxylphosphonio _7-2-hydroxyproOan-l-phosphat, -

pro^an-l-phocphonat,

3-(n,i>Dir.:ethyl-iI-hexadecylammonio)-propan-l-3ulfonat,

3-(ii,'.i-DimGthyl-;."-iiexadGcylammoiiio)-2-h7_/rdi"Oxypropan-lsulfonat, ' .

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4-/~N, K-Di- (2-hydroxyäthyl) -i:T-(2-hydroxydodecyl) aiamonlo_7-butan-l-carboxylat,

3-/" S-Ithyl-S-(3-dodecoxy-2-hydroxypropyl) -sulf onio_7-pro Daii-1-pho sphat,

3-/~P,P-Diuethyl-P-dodecylphosphonio 7-P^opan-l-pIios-, phoiiat und

5-/~ir,IT-Di-(3-hydroxyT)ropyl)-H-liexadecylami:iorLio_7-2-hydroxypentan-1-sulfat.

Amphotere synthetische Detergentien., die erfindungsgenäß ^eei^net sind, können allgemein als Derivate von aliphatischen, sekundären und tertiären Aminen beschrieben v/erden, deren äliphatischer Kest geradkettig oder verzweigt sein kann und worin einer der aliphatischen Substituenten etwa 8 bis etwa l8 Kohlenstoffatome enthält und oin anderer eine anionische Y/asserlöslichmachende Gruppe, z.B. eine Carboxy-, ßulfonat-, Sulfat-, Phosphat- oder Phosphonatgruppe enthält. Beispiele für Verülndun^ren, die unter diese Definition fallen, sind liatrium-3-dodecylaminopropionat, Ifatriuin-3-dodecylamino-Tiropansulfonat, Dodecyl-ß-alanin, li-Alkyltaurine vrle z.B. die durch Umsetzung von Dodecylamin mit natrium isäthionat nach dem Verfahren der U.S.-PS 2 6^8 0?2 hergestellte Verbindung, höhere IT-Alkylasparaginsäuren, wie z.B. die nach dem Verfahren der U.S.-PS 2 438 091 hergestellten Säuren und die in der U.S.-PS 2 528 378 beschriebenen Produkte.

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-zz-

Detergensformulierungen, die die erfindungsgemäßeη antibakteriellen Verbindungen enthalten, können ferner zwisschen otvia. 0 % bis etwa 90 %_y vorzugsweise zwischen etwa 10 % und etwa 90 % organische oder anorganische wasserlösliche alkalische Detergensgorüststoffsalze enthalten. Beispiele für derartige (Jerüststo ff salze sind in der U.S.-PS 3 336 233, Spalte 9, Zeile 29-66 zu finden»

Die Detergensforaulierungen können außerdem jegliche üblichen Adjuvantien _t Verdünnungsmittel und Zusätze wie z.B. Parfüme, Antitrübungsnittel, AntlvorgrauuivTcnittel, Farbstoffe, 71uoreszenzstoffe, Schaimbildnor, Schaufflbremsmittel und d^l. enthalten, ohne daß die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen bak*· teriziden Mittel beeinträchtigt werden,

Beispiele für Verdünnungsmittel, die einer synthetischen Stückseife in Mengen bis zu etv/a 80 des Seifen^- stücks einverleibt v/erden können, sind u.a. Seifen, insbesondere unlösliche schwere Metallseifen (Metallsalze höherer Fettsäuren), Stärken wie Maisstärke und Tone wie Porzellanerde oder Fullererde. Andere Verdünnungsmittel sind beispielsweise anorganische Salze v/le Natrium- und Kaliumchloride und Sulfate, Derartige Verdünnungsmittel geben dem Waschmittelstück Masse und verbessern seine kosmetischen Eigenschaften, ohne seine Detergens- oder kohäsiven Eigenschaften zu beeinträchtigen, ·

Beispiel 9:

Ein piliertes Toilettenseifenstück wird nach bekannten und in der Technik angewandten Verfahren in fol-

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"■endor Sui3ELinno:.iGOtzuii(j hergestellt:

■ %

jiatriumaikylirlycorylätliersulfönat 8,0

(die All :ylr:r lippe stammt von"einer nittlcren Fraktion von Alkoholen, die durch katalytischo Deduktion von Kokosölen erhalten wurden) ; '■".-'

Kaliumalkylsulfat (die Alkyl^ruppe stammt 20,0

von der mittleren Fraktion von Alkoholen, die durch katalytische Induktion von Kokosölen erhalten wurden);

Ka/cnosiiur.soife von 80:20 ¹JaIr-;-: Kokosfettsäuren 17,0

Anorganische Salze (ilatrium- und Kaliumchlo'ride und -sulfate)\

Liiquarternärcs Analoges von 2-IIydrox3^r-3-octyl- 2",0

oxyüropyldiraethylbenzylammoniuubromid;

V/asser und norinrfü.Tipc andere Zusätze liest auf 100

liittlere -Fr ale tion von Kokosalko holen mit. im'wesentlichen folgender Ke-ttenlänirenverteiluniv: 2 % C-, q , όϋ% C₁₂, Z5 % O₁₁. und-9 % -O₁₆.. ;-

Diese Stückceiie reinint rut und besitzt gute ^e- ■ ruchsverr::indcrnde Eigenschaften, wodurch ihre bakterizide

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Wirksamkeit bezeugt wird. Sie verringert die Anzahl der !Bakterien auf der Haut und verfärbt nicht wesentlich.

Im wesentlichen gleichwertige Ergebnisse werden erhalten, wenn man anstelle des diquartornären Analogen von S-IIydroxy-^-octyloxypropyldimethylbenzylammoniumbromid dessen tri- und tetraquarternäre Analogen verwendet. Eine ähnliche erwünschte antibakterizide Y/irksamkeit wird auch erreicht, wenn man das diquarternäre Analoge von 2-Eydroxy-3-octyloxypropyldimethyl-benzylammoniuMbromid durch die di-, tri- und tetraquarternären Analogen von 2- f Hydroxydodecyldimethylbenzylammoniumbromid ersetzt.

Beispiel IQi ₁

Ein granuliertes gerüststoffhaltigcs synthetisches Waschmittel kann nach dem folgenden Rezept hergestellt und die erfindungsgemäßen antibakteriellen Mittel lionnen in dasselbe eingearbeitet werden:

liatriumdodec.ylbenzolsulfonat 17,5

rlatriuatripolyphosphat 50,0

l'iatriumsulfat Ik ,0

Fatriumsilikat (SiO₂:Na₂O =2:1) ' 7,0

diquarternäres Analoges von 2-IIydroxydodecyl- 3>0 dime thylb cnzylaKimoniumbro mid

V/assor und geringfügige andere Zusätze liest auf 100

Abgesehen von seinen guten He ini.gungrjei genschaft en

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verleiht dieses Mittel den in seiner Lösung gereinigten Geweben eine beträchtliche antibakterielle Wirkung.

In wesentlichen gleichwertige Ergebnisse v/erden erzielt, wenn man das diquarternäre Analoge von 2-Hydroxydodecyldimethylbenzylammoniumbromid durch dessen tri- und tetraquarternären Analogen ersetzt. Im weaontllchen gleichv/ortige Ergebnisse werden außerdem erhalten, wenn man das diquarternäre Analoge von 2-Hydroxydodecyldimethyl benzylainuoniumbromid des Beispiels 10 durch die di-, triuiid tetraquartornären Analogen von S-Hydroxy^-octyloxypropyldiinethylbenzylammoniumbromid ersetzt.

Im wesentlichen gleichwertige Ergebnisse, d.h. gute lieinigungseigenscliaften und gute Geruchsminderungseigenschaften werden ersie.lt, wenn man das Natrium dodecylbenzolsulfonat des Beispiels 10 auf der Basis des gleichen Gewichts durch die folgenden Verbindungen ersetzt: " ■ ·

Hatriumtalgalkylsulfat,
Kaliurakokosalkylglyceryläthersulfonat,

ITatriunsals von wahllos sulfoniertem Paraffin mit durchschnittlich 15,2 Kohlenstoffatomen,

Annioniumtridecylsulf at,

Kondoiisationsprodukt von Octylphenol mit 15 Mol Äthylenoxid pro Mol Octylphenol,

Dimethyldodecylaminoxid,
Dodecyldimethylphosphinoxid,

Tetradecylmethylsulfoxidj ·

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- 26 -

3- (N, ii-Dimethyl-N-liexadecylammonio) -propan-l-sulf onat, 3-Dodecylaminopropionat und

Dodecyl-ß-alanin.
Beispiel 11;

Ein granuliertes gerüststoffhaltigea synthetisches Waschmittel kann nach dem folgenden Rezept hergestollt und die erfindungsgemäßen antibakteriellen Mittel können in dasselbe eingearbeitet werden:

Reaktionsprodukt von Kokosalkohol mit etwa 9,0 30 Mol Ethylenoxid

Katriumtripolyphosphat 58,5

Natriumsulfat 14,0

Hatriumsilikat (SiO₂: Na₂O =2:1) 7,0

diquarternlires Analoges von 2-Hydroxy-3- 1,0 octyloxypropyldimethylbenzylammoniumbromid

Wasser 10,5

Das Mittel besitzt ein gutes Reinigungsvermögen und eine erwünschte antibakterielle Wirksamkeit auf Geweben, die in der Lösung gereinigt wurden.

Im wesentlichen gleichwertige Ergebnisse werden erhalten, wenn man das diquarternäre Analoge von 2-Hydroxy-3-

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octyloxypropyldimetliylbenzylaramoniunbronid durch die tri- und tetraquarternären Analogen desselben ersetzt. Ähnliche erwünschte antibakteriell Wirksamkeit wird außerdem erzielt, wenn man das diqaurternäre Analono von 2-Hydroxy ■ 3-octylpropyldimethylbenzylanmoiiiumbroraid durch die di-, tri- und tetraquarternären Analogen von 2-Hydroxydodecyldiniethylbenzylammoniuiribroinid ersetzt.

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Claims (3)

Patentansprüche;

1. Polymere quarternäre 2-Hydroxyalkylammoniumhalogenide mit antibakterieller Wirksamkeit der allgemeinen Formel

CH

N - CH.

CH-

R'

in der R und R' gleich sind und R'OCH^ CH(OH)- oder R¹¹CH(OH)-, worin R" eine n-Alkylgruppe mit etwa k bis etwa 20 Kohlenstoffatomen ist, X ein Halogenion und y etwa 2 bis etwa /|. bedeuten.

2*. Verbindung nach Anspruch 1, in der R und R¹ - O - CH₂CIi(OH)-, , X Br" und y etwa 2 bis etwa 4

bedeuten.

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3. Verbindung nach Anspruch 1, in der R und B' C₁₀H₂₁CH(OH)-, X Br" und y etwa 2 bis etwa Λ bedeuten.

Für The Procter & Gamble Company

Rechtsanwalt

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