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Keimtötende Reinigungsmittel und Desinfektionsmittel.
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vorliegende erfindung betrifft hochwertige keimtötende Reinigungsmittel
und Desinfektionslösungen zur Bekämpfung von Mikroorganismen wie bakterien, Pilzen
und Hefen, die Schadorganismen aarstellen. Diese Schadorganismen verursachen nach
verschiedenen Mechanismen Krankheiten beim Menschen, oder sie führen zum Verderb
von Nahrungsmitteln, zur Zerstörung von Textilien und t.olz. die keimtötenden keinigungslösungen
und Desinfektionslösungen gemäß vorliegender Erfillnune enthalten als wesentlichen
bestandteil ein spezielles @iol oder einen Diolester oder Chemische davon. Hygienische
Reinigungslösungen werden in verschiedenen Bereichen angewandt,
beispielsweise
in Krankenhäusern, allgemein im esund@eltswesen, in @@@ulen, in öffentlichen und
@rivaten ädern und im @aushalt. Diese Lösungen sollen das @achstum von @e@ @@nschen
schädlichen Organismen steuern. Die meisten @ösungen @iese@ Art, die zur Zeit verwendet
werden, sind auf der @asis von Phenolen, von @uaternären Ammoniumverbindungen oder
I@o@@o@en aufgebaut. Weiterhin kamen zur Verwendung Lösungen von @ormaldehydpräparaten,
von Chlor freisetzenden Chemikalien, @iefernöl-Präparate und auf Metallderivaten
aufgebaute @@@@te. ie Hauptnachteile dieser Lösungen bestehen darin, @a@ sie @@@fi
in der @andhabung nicht ungefährlich und @@en @r@m-negative Organismen nicht sehr
wirksam sind.
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@s wurde nun gefunden, da@ bestimmte aliphatische 1,2-@iole und 1,3-@iole
sowie deren @ster in @eimtötenden @eini @ungslösungen und @esinfektionslösungen
überlegen wirksam sind. Diese @iole sind sehr beständig, so daß die Produkte lang
gelagert werden können. Neben inrer Wirksamkeit und Beständigkeit sind die Verbindungen
einmalig untoxisch für Menschen und Tiere.
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Spezielle nicht-toxische Diole gemäß vorliegender Erfindung sind die
1,3-aliphatischen Diole folgender Formel
in der R einen n-Alkylrest mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen darstellt. Die 1,3-Diole
müssen somit mindestens 6 Kohlenstoffatome in der Alkylkette (K = 3) besitzen. Diole
mit weniger Kohlenstoffatomen sind nicht im obigen Sinn wirksam. Bevorzugte Diole
enthalten 7 bis 9 Kohlenstoffatome in der Kette (d.h.
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K = 4 bis 6j. besonders wertvolle 1,3-Diole sina das 1,3-Heptandiol,
1,3-Octandion und 1,3-@onandiol.
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Die @onoester gemäß vorliegender Erfindung entsprechen folgenden Formeln:
worin @ eine n-Alkylkette mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und R1 eine n-Alkylkette
mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen darstellen.
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Die Diolester können somit 4 bis 15 Kohlenstoffatome im Diolanteil
des Moleküls enthalten. Levorzugte monoester sind solche mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen
im Diolanteil (R = 1 bis 7) und mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen im Esteranteil (d.h.
R1 = 2-9), besonders brauchbare l-lonoester sind das 1,3-£-utandiol-l-monooctanoat
und 1,3-Octandiol-1-monopropionat. Die Monoester können in zwei verschiedenen Formen
vorliegen, nämlich als 1-ionoester (h) oder 3-Monoester (b).
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Erfindungsgemäß brauchbar sind ferner in bestimmten Fällen die Diester
der Formel
in der li eine n-Alkylkette mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und R1 eine n-Alkylkette
mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen darstellen.
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Die bevorzugten Diester enthalten etwa 4 bis 8 Kohlenstoffatome im
Diolanteil (R = 1 bis 5) und 3 bis 10 Kohlenstoffatome im Esteranteil (1t1 = 2 bis
9). Obgleich die Diester im allgemeinen
nicht so wirksam sind wie
die Monoester, werden sie in einigen Fällen bevorzugt, in denen ihre physikalischen
Eigenschaften (z.B. der zunehmend lipophile Charakter) besonders günstig sind. bin
besonders wirksamer diester ist das 1,3-Butandioldipropionat.
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Soarohl bei den Diolen wie bei ihren Estern müssen aie moleküle linear
sein und die Hydroxyl- oder Estergruppen müssen am ersten und zweiten oder am ersten
und dritten Kohlenstoffatom gebunden sein. Durch diese 1,2- oder 1,3-Difunktionalität
werden aie Verbindungen aufgrund der aarauf basierenden Sicheriieit besonders nützlich.
Folylalkohole und entsprechende Ester, deren Hydroxylgruppen oder Estergruppen in
anderen Stellungen an der lKohlenstoft'kette vorliegen, sind entweder stärker toxisch
oder nicht desinfizierend wirksam. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Diole und
Ester sind nicht nur untoxisch, sondern auch beständig, nicnt flüchtig und lang
lagerfähig. Sie besitzen eine merkliche Löslichkeit in Wasser und sind leicht emulierbar,
so daß sie leicht zu Reinigungslösungen formuliert werden können. Sie sind außerdem
farblos und ohne unangenehmen Geruch.
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In der folgenden Tabelle werden einige besonders nützliche 1,3-Diole
und Ester aufgeführt. Lin Vorteil dieser Verbindungen liegt darin, daß ihre physikalischen
bigenschaften in einem günstigen bereich liegen. Durch geeignete kodifizierung beispielsweise
des Molekulargewichts kann man ein Diol oder einen Ester praktisch jeder beliebigen
Wasser- oder Öllöslichkeit und Viskosität erhalten. bin geeignet aufgebautes Diol
bzw.
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ein Ester kann daher in Lösung, in bmulsion, in einem Aerosol oder
in anderer gewünschter Form verwendet werden. Außerdem kann man Gemische von Diolen
verschiedenen Molekulargewichts oder Gemische aus Diolen und estern mit entsprechenden
physikalischen Eigenschaften formulieren. Solche Gemische verlieren ihre antimikrobielle
wirkung nicht, sie kann gelegentlich auf
diese Weise sogar gesteigert
werden.
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Tabelle I Physikalische Eigenschaften einiger 1,3-Diole une Diolester.
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Verb. Kp/mm Lösefähigkeit Viskosität (°C) Wasser Öle (40°C, cP) 1,3-@exandiol
81-82/0,2 60% ausgezeichnet 67 1,3-heptandiol 88-90/0,5 mittel ausgezeichnet -1,3-Octadiol
87-89/0,3 schlecht ausgezeichnet -1,3-Nonandiol 128-128/1,0 schlecht ausgezeichnet
75 1,3-@@tandiol-1-monooctanoat 90-95/0,3 mittel gut -Dipropionat 67-70/0,4 mittel
gut -1,3-Pentandiol- .
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1-monopropionat 70-73/0,5 schlecht gut -1,3-@eptandiol-1-monopropionat
80-85/0,5 mittel gut -1,3-Octandiol-1-monopropionat 83-86/0,3 mittel gut -Die 1,3-Diole
können auf verschiedenen wegen hergestellt werden, z.B. durch die Reformatsky-Reaktion
mit anschließender Reduktion, oder durch die Prins-Reaktion mit Formaldehyd und
dem entsprechenden Olefin. Die Diolester werden durch Behandeln der Diole mit einer
Säure, einem Säurechlorid oder Säureanhydrid erhalten.
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Ein wesentlichen Merkmal der erfindungsgemäß vorgesehen 1,3-Diole
ist ihre Sicherheit. Die Verbindungen sind nicht-toxisch @ü@ @enschen und @iere.
Die LD50-Werte verschiedener Diole
und Ester sind in folgender Tabelle
11 zusammengestellt: Tabelle 11 Toxizitäten verschiedener Fiole und @olester.
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Verbindung Oral @@501) (7 rage) 1 1,3-Butandiol 29 g/kg 2 1,3-Pentandiol
>20 g/kg 3 1,5-Pentandiol 2 g/kg 4 1,3-Hexandiol >20 g/kg 5 1,5-Hexandiol
>20 g/kg 6 2,5-Hexandiol < 2 g/kg 7 1,6-Hexandiol 5 g/kg 8 1,3-Heptandiol
>20 g/kg 9 1,3-Octandiol >20 g/kg 10 1,3-@onandiol >20 g/kg 11 1,3-Decandiol
>20 g/kg 12 1,3-Undecandiol >20 g/kg 13 1,5-Butandiol-1-monooctanoat >20
g/kg 14 1,3-Hexandiol-dipropionat ~20 g/kg 15 2,5-Hexandiol-dipropionat toxisch
2) 16 1,3-Octandiol-1-monopropionat > 20 g/kg 1) Einzeldosis bei Ratten 2) sämtliche
Ratten verendeten bei der geringsten getesteten dosis
@ie LL50-Werte
stellen das übliche Maß der Toxizität einer Vebindung dar. Die LD50 ist die lethale
Dosis für 50% der getesteten Tiere. Je höhere die LD50, desto niedriger die Toxizität.
Die Werte in Tabelle II zeigen, daß die 1,3-Konfiguration am wenigsten toxisch ist,
wie auch die 1,3,5,x-Konfiguration von Polyalkoholen. Die LD50-Werte sind bei Verbindungen
mit diesem Strukturmerkmal wesetlich höher.
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Zur Ermittlung der Werte von Tabelle II wurde den Versuchstieren die
angegebene Dosis auf einmal oral verabreicht, anschließend wurden die Tiere eine
woche lang beobachtet.
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Die Anzahl der Todesfälle in jeder Gruppe notiert, und die Dosis,
bei der 50% der Tiere verendeten, wurde als LD50 angegeben. bei zahlreichen Verbindungen
starben keine tiere, auch nicht bei So g pro kg (dies ist etwa die maximale Menge,
die man einer tatte auf einmal verabreichen kann), in diesem Fällen ist der LD50-Wert
mit " >20" anegegeben.
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In der folgenden Tabelle III sind LD50-Werte für einige, als biostatika
übliche Produkte aufgeführt und mit dem Wert der 1,3-Diole und Ester verglichen.
Die werte der Tabelle III zeigen, daß die erfindungsgemäß vorgesehenen diole wesentlich
weniger toxisch sind als derzeit gängige hygienische zeinigungsmittel. Lie können
daher in höheren Dosen angewandt werden aucjl dort, wo eine Berührung durch Menschen
oder Tiere wahrscheinlich ist.
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Tabelle III Antimikrobi@lles Mittel Oral LD50 Nachweis @orbinsäure
10 g/kg A Propionsäure 4 g/kg B o-Phenylphenol 0,14 g/kg C "@occal" (@enzyltrimethylnium
ammo/chlorid) 0,23 g/kg C "Hyamine 2389" 0,33 g/kg A 1,5-@iole und Ester >20
g/kg A Handbook of Toxicology, Ed. I.
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B @.F. Smyth, Jr. et al.,A,m.Ind Hygiene Assoc. J., 23, 95 (1962).
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C Handbook of Toxicology, Bd. V.
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+ Propionate und höhere (vgl. Tab. II).
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Bei den getesteten Estern handelte es sich um 1,3-Butandiol-1-monoctanoat,
1,3-Hexandiol-1-monopropionat, 1,3-Hexandioldipropionat, 1,3-Hexandiol-1-monopalmitat,
1,3-Hexandioldipalmitat und 1,3-Octandiol-1-monopropionat.
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Die Menge an @iol oder Diolester kann innerhalb breiter GRenzen schwanken,
je nach der jeweiligen Verbindung und der Formulierung,in der sie zur Anwendung
gelangt.
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@ie Konzentrazion der Diole oder Diolester in der letzlich zur @nwendung
gelangenden Lösung liegt im allgemeinen zwischen etwa 0,1 bis 5,0 Gew.-% und vorzugsweise
zwischen etwa 0,5 bis etwa 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Lösungsmittels.
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Typische geeignete Lösungsmittel sind Glycerin,Propylenglycol, At@ylalkohol,
Isopropylalkohol, Mineralöl und dgl.
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ie Diolester werden am besten unverdünnt gelagert, wegen ihrer begrenzten
Wasserlöslichkeit, Sie können in Form von Aerosolen oder wässrigen Emulsionen eingesetzt
werden.
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Beispiel 1 Mehrere Diole und Ester wurden auf ihre Wirksamkeit gegen
verschiedene Mikroorganismen getestet. Zum Vergleich wurden bekannte Mikrobiostatika,
Kaliumsorbat und Natriumpropionat, verwendet.
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Als Grundmedium für das wachstum sämtlicher Organismen wurde eine
Nährbrühe verwendet. 5 ml der Nährbrühe (Difco Co.) wurden in Teströhrchen von 18
x 150 mm eingefüllt, dann wurde dieses Grundmedium mit Wasserdampf von 1,o5 Atmosphären
15 minuten lang sterilisiert. Nach dem Abkühlen wird das Grundmedium niit der zur
Erzielung der jeweiligen konzentrationen erforderlic@en Menge der verschiedenen
Verbindungen versetzt. Gewöhnlich wurde mit Endkonzentrationen von 0,2, 1 und 2%
des @irkstoffs gearbeitet.
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Nach dem @umischen der "irkstoffe zur @änrbrühe werden die Teströhrchen
mit den verschiedenen Testorganismen inokuliert.
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Diese wurden 24 Stunden vorher in Nährbrühe gezüchtet, und 1 Tropfen
der dichten @ikroorganismus-Suspension wird den Teströ
@@ zugesetzt.
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@ann erfolgt @@@@@@tion bei der für den jeweiligen @ikroorganismus
optimalen @achstumtemperatur, die @ntweder bei 37 oder bei 30° liegt. @as @achstum
wird dann visuell beobachtet. Nach einer geeigneten lnkuoationszeit wird eine kleine
Probe der @estlösungen auf eine @@arplatte gestrichen. Diese @aßnahme erfolgt, um
dievisuellen bestimmungen zu bestatigen.
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Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt. Unter der
"geringsten wirksamen Konzentration" wird die niedrigste Konzentration an Wirkstoff
verst@nden, die wirkungsvoll da@ wachstum ddes @ikroorganismus unter den Versuchsbedingungen
verhindert. Man sicht, daß die 1,3-Diole mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen und ihre
Monoester sehr wirksame antimikrobielle Mittel mit breitem Wirkungsspektrum sind.
Meherere der Verbindungen sind für verscihedene Mikroorganismen bei der niedrigsten
abgegebenen Konzentration (0,2%) vollständig in@ibierend. @ingegen sind die bekannten
antimikrobiellen Mittel Kaliumsorbat und Calciumpropionat bei weitem nicht so wirksam.
Man ersieht aus der Tabelle ferner, daß nur ein 1,3-diol, welches mehr als 5 Kohlenstoffatome
cufweist, wirksam ist. So erweist sich 1,3-Butandiol als völlig unwirksam, und auch
1,3-Pentandiol ist nur wenig besser. Das 1,3-heptandiol andererseits ist bereits
wirksar.
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er besten, das 1,3-Butandioldipropionat, ist ebenfalls wirksam. Diester
mit mehr als 7 Kohlenstoffatomen im Diolanteil des Moleküls sind hingegen weniger
wirksam.
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Die Testreinen wurden unter den zu einem @uten @achstum führenden
Bedingungen durchgeführt. Es wurde mit folgenden "irkstoffkonzentrationene getestet:
0,2%, 1%, 2%. Die Zahlen der folgenden Tabelle IV geben die geringste wirksame Konzentration
an. soweit die verwendeten Mikroorganismen durch Zahlen zusätzlich gekennzeichnet
sind, @@ndelt es sich um die @@talog@@-mern der American @ype Culture Collection.
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Tabelle IV Screening von Diolen und ihren Derivaten hinsichtlich ihrer
Wirkung als Biostatische @@tte Bakterien Hefepize Schimmelpilze S. Sal- E. Saccharo-Debaryo-
Trip Trip Botry- P Fusarium B. A. A.
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aureus monella coli myces myces chod.chod. tis roquef.10911 fulva
niger flavus typhim. SP SP 9645 12668 9435 6988 1,3-Butandiol + + + + + + + + +
+ + + + 1,3-Pentandiol + + + + + 2% + + 2% + + + + 1,3-Heptandiol 2% 1% 1% + 0,2%
1% 1% 1% 0,2% 1% 0,2% 0,2% 1% 1,3-Pentandiolmonopropionat 0 0 0 0 0,2% 1% 0 0 1%
0 0 1% 0 1,3-Octandiolmonopropionat + 0,2% 2% 1% 1% 0,2% 0,2% 0,2% 0,2% 0,2% 0,2%
0,2% 0,2% 1,3-Butandioldipropionat + 0,2% 1% + 0,2% 0,2% 0,2% 0,2% 0,2% 1% 0,2%
0,2% 0,2% 1,3-Butandiolmonooctanoat 0 0 0 0 0,2% 0,2% 0 0 0,2% 0 0 0,2% 0 1,3-Pentandiolmonooctanoat
0 0 0 0 0,2% 1% 0 0 1% 0 0 0,2% 0 K-sorbat + 2% + + 1% 1% 2% 0,2% 0,2% 2% 2% 2%
2% -propionat + + + + 1% + + 1% 0,2% + + + + Symbole + = keine Wirkung bei 2 % 0
= nicht getestet
beispiel 2 Außer dem Screening gemäß Tabelle IV
wurden weitere Untersuchungen zur Bestimmung der ;;irksamkeit einiger Diole und
Ester hinsichtlich der Inhibierung des Wachstum von Mikroorüanismen unter verschiedenen
Züchtungsbeding.ungen unternommen. Die tests wurden wie oben beschrieben durchgefünrt
mit der Abweichung, daß der pH-Wert unter Verwendung verschiedener geeigneter Puffer
variiert wurde. Bei einigen Versuchen wurde ferner entweder Dextrose oder Glycerin
zugesetzt, um die "irksamkeit der Diole und Ester in verschiedenen Wachstumsmedien
zu demonstrieren.
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Zum Vergleich wurden Kalimsorbat und Calciumpropionat unter den gleichen
Bedingungen getestet. Die Ergebnisse der Versuche sind den Tabelle V, VI und VII
zu entnehmen. Aus den Werten dieser tabellen ersieht man, daß die erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Diole und Ester wesentlich wirksamer sind als handelsübliche Additive.
Bedeutsam ist besonders (siehe Tabelle V), daß 1,3-Heptandiol, 1,3-Butandiolmonooctanoat
und 1,3-Octandiolmonopropionat wirksame Inhibitoren für Salmonella typhimurium sind
unter Bedingungen, unter denen handelsübliche Bakteriostatika praktisch inaktiv
bleiben. Gemäß den Tabellen IV und VII sind außerdem 1,3-Heptandiol und die Ester
hochaktive Iniiibitoren für Schimmelpilze wie A. niger (Tab. VI) und P. roquefortii
bei ph 6,8 (nahezu neutral), gegen die die handelsüblichen additive entweder nur
schwach wirksam oder unwirksam sind. einige der Testverbindungen waren bereits bei
Konzentrationen von nur 0,05% wirksam. -
Tabelle V Geringste wirksame
Konzentration gegen Salmonella typhimurium pH 6,9 Nähr- Dextrosezusatz Glycerinzusatz
brühe 5% 10% 20% 5% 10% 20% Kaliumsorbat XX > 1% >1% >0,2% XX XX XX Propylenglycol
XX XX XX XX XX XX XX 1,3-Butandiol XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX Calciumpropionat
XX XX XX XX XX XX XX 1,3-Heptandiol >0,5% >0,2% >0,2% >0,2% >0,5%
>0,5% >0,2% <1,0% <0,5% <0,5% <0,5% <1,0% <1,0% <0,5%
1,3-Butandiolmonooctanoat 0,1% 0,05% 0,5% 0,1% 0,1% 0,05% 0,05% 1,3-Octandiolmonopropionat
0,1% 0,1% 0,1% 0,05% 0,05% 0,1% 0,05% XX unwirksam bei der höchsten getesteten Konzentration
von XXX unwirksam bei der höchsten getesteten Konzentration von
rilabelle
VI Geringste wirksame Konzentration gegen Aspergillus niger ph 6,8 Nährbrühe Dextrosezusatz
Glycerinzusatz 5% 10% 20% 5% 10% 20% Kaliumsorbat X X X X X X X Propylenglycol X
X X X X X X 1,3%-Butandiol XX XX XX XX XX XX XX Calciumpropionat X X X X X X X 1,3-Heptandiol
0,1 >0,5 >0,2 >0,5 >0,2 >0,2 >0,5 <1,0 <0,5 <1,0 <0,5
<0,5 <1,0 1,3-Butandiolmonooctanoat o,o5 o,o5 0,05 0,05 o,o5 0,05 0,05 1 ,3-üctandiolmonopropionat
o,o5 0,05 o,o5 0,05 >0,05 o,o5 0,05 <0,1 X unwirksam bei der höchsten getesteten
Konzentration von XX unwirksam bei der höchsten getesteten Konzentration von 5%
Tabelle
IV (Fortsetzung) ph 5,2 Nähr-Dextrosezusatz Glycerinzusatz brühe 5% 10% 20% 5% 10%
20% Kaliumsorbat >1,0 X X X X X >0,2 <2,0 <1,0 Calciumpropionat X X
X X X X X 1,3-Heptandiol 0,1 >0,2 >0,2 >0,2 >0,2 >0,2 >0,2 <0,5
<0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 1,3-Butandiolmonooctanoat o,1 o,1 0,1 o,1
o,1 o,1 o,1 1 ,3-Oetandiolmonopropionat o,1 o,1 o,1 o,1 o,1 o,1 o,1 X unwirksam
bei der höchsten getesteten Konzentration von
Tabelle VII Geringste
wirksame Konzentration gegen Penicillium roquefortii pH 6,8 Nähr-Dextrosezusatz
Glycerinzusatz brühe 5% 10% 20% 5% 10% 20% Kaliumsorbat >0,2% >0,2% >0,2%
>0,2% >0,2% >0,2% >0,2% <1,0% <1,0% <1,0% <1,0% <1,0%
<1,0% <1,0% Calciumpropionat XX XX XX XX XX XX XX 1,3-Heptandiol 0,05%>0,2%
>0,2% >0,2% >0,2% >0,2% >0,2% <0,5% <0,5% <0,5% <0,5%
<0,5% <0,5% 1,3-Butandiolmonooctanoat 0,05% 0,05% 0,05% 0,05% 0,05% 0,05%
0,05% 1,3-Octandiolpropionat 0,05% 0,05% 0,05% 0,05% 0,05% 0,05% 0,05% XX unwirksam
bei der höchsten getesteten Konzentration von 2%
Tabelle VII (Fortsetzung)
pH 5,2 Nähr-Dextrosezusatz Glycerinzusatz brühe 5% 10% 20% 5% 10% 20% Kaliumsorbat
>0,2% >0,2% >0,2% >0,2% >0,2% >0,2% >0,2% <1,0% <1,0%
<1,0% <1,0% <1,0% <1,0% <1,0% Calciumpropionat XX XX XX XX XX XX
XX 1,3-Heptandiol 0,1% >0,2% >0,2% >0,2% >0,2% >0,2% >0,2% <0,5%
<0,5% <0,5% <0,5% <0,5% <0,5% 1,2-Butandiolmonooctanoat 0,1% 0,1%
0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 1,3-Octandiolmonopropionat 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1%
0,1% XX unwirksam bei der höchsten getesteten Konzentration von 2%
beispiel
v Durch die folgenden Versuche mit anderen Organismen und verschiedenen Diolen und
Estern wird das breite Wirkungsspektrum der erfindungsgemäß vorgeschlagenen 1,3-Diole
und -Ester zusätzlich erläutert. Zum Vergleich wurden verschiedene handelsübliche
Desinfektionsmittel, nämlich "Roccal" (Benzyltrimethylammoniumchlorid) und Phenol
verwendet, die Ergebnisse sind aus Tabelle VIII ersichtlich.
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Die Daten der Tabelle VIII bestätigen die Wirkung der 1,3-Diole und
ihrer Ester als antimikrobielle Mittel. Das 1,3-Nonandiol ist so wirksam wie ltoecal
und Phenol gegen w. aeruginosa und wirksamer als Roccal gegen Candida albicans (ein
pathogener Hefepilz). Auch 1,3-Nonandiol-monopropionat und 1,3-Butandiolmonooctanoat
sind gegenüber C. albicans wirksamer als Roccal.
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daneben besitzen die 1,3-Diole und -.ster den Vorteil geringerer Säugetier-Toxizität,
neben den genannten nützlichen physikalischen Eigenschaften. Aus den Daten ersieht
man, daß die 1,3-Diole und ihre bester wirksame und sichere iesinfektionsmittel
für Haushaltszwecke und industrielle Verwendung darstellen.
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Tabelle VIII Wachstuminhibierung von verschiedenen Mikroorganismen,
verursacht durch 1,3-Diole und -Ester, Roccal und Phenol1) 5 Tage Inkubation bei
37 0 - pH = 6,8 geringste wirksame Konzentration gegen A. niger Candida albicans
Ps. aeruginosa 1,3-heptandiol<1% >0,2% X <2% >1% 1,3-Octandiol <0,2%
>0,05% <0,2% 0,05% <1% >0,2% 1,3-Nonandiol <0,05% <0,05% <0,2%
>0,05% 1,3-Heptandiol-monopropionat <0,2% >0,05% <0,2% >0,05% X 1,3-Heptandiol-dipropionat
<2% >1% X X 1,3-Nonandiolmonopropionat <0,05% <0,05% X 1,3-Nonandioldipropionat
X X X 1,3-Butandiolmonooctanoat 40,05,j <0,05% X "Roccal" (Benzyltrimethylammoniumchlorid)
<0,05% <0,2% >0,05% <0,2% >0,05% Phenol <0,05% >0,05% <0,2%
>0,05% X unwirksam bei der höchsten getesteten Konzentration von 2% 1) getestete
Konzentrationen: 0,05%, 0,02%, 1%, 2%.
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2) Inkubation bei 30°C.
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Nachstehend werden Beispiele für Formulierungen gemäß vorliegender
Erfindung gegeben: Seifenartige Formulierung Gew.-% 1,3-Nonandiol 20,0 wasserfreie
Ricinus-seife 5,0 Isopropanol 15,o Natriumhydroxid, 50% 0,5 (ml) weiches Wasser
auf 100,0 Empfohlene Anwendungsverdünnung: 1:300 Detergens-Formulierung Gew.-% 1,3-Octandiol
8,0 Santomerse S (a) lo,o Isopropanol 14,o Natriumhydroxid, 10% 0,7 Wasser auf 100,0
Empfohlene Anwendungsverdünnung: 1:150 (a) Alkylarylsulfonate, herst. Monsanto,
vgl.
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@Handbook of Material Trade Names", Zimmerman und Lavine, Aufl. 1953
und Ergänzungsbände I, II, IiI und IV.
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Formulierung mit mehreren Wirkstoffen Gew.-% bevorzugte es erte Gemisch
aus Diolen und Estern1) 5-10 8,0 Isopropanol 10-15 12,0 Sulfonat oder Sulfonatgemisch
9-11 10,0 Ohelatbildner vom Typ der Athylendiamintetraessigsäure 1,0-1,5 1,2 Kaliumhydroxid
1,0-1,2 1,1 Lösungsvermittler, z.B.
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iAlfol 610" (b) 5-7 6,o Wasser auf 100 100 1) Typische Zusammensetzung
1, 3-Pentandiol 30 1,3-Heptandiol 30 1,3-Nonandiol 20 1,3-Octandiol-monopropionat
20 Desinfektionsmittel für den Haushalt Gew. -, 1,3-Nonandiol 1,5-3,0 "Texofor D40"
(c) 1,0-2,0 Terpineol 0,5-1,5 Farbstoff nach Belieben Wasser auf 100 Bezugsquellen
(s. "Handbook of Material Trade Names", Zimmerman and Lavine, Aufl. 1953 u. Ergänzungsbände
I, II, III und IV): (b) Continental Oil (c Glovers Chemicals Ltd.
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Sterilisierendes flüssiges Detergens Gew.-% 1,3-Heptandiol 0,5-2,0
nicht-ionisches Detergens 45-55 Isopropanol 25-35 Wasser auf 100 Desinfektionsaerosol
für Haushaltszwecke Gew.-% Gemisch aus Diolen und Estern2) 0,4-2,0 Triäthylenglycol
3,0-3,5 Isopropanol 10,o-12,o Inerte Bestandteile++ 86,6-82,5 100,00 2) Zusammensetzung
des Gemischs 1,3-Heptandiol 30 1,3-Nonandiol 20 1 ,3-butandiol-monooctanoat 30 1,3-Butandiol-dipropionat
20 ++ einschl. Treibmittel, essentiellen Olen, Farbstoff und dgl.
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Die 1,2-Alkylendiole und ihre Mono- oder Diester sind besonders in
desinfizierenden LÖsungen brauchbar, aie nicht mit Menschen oder Tieren in Berührung
kommen. Es handelt sich um Verbindungenfolgender Formel:
in der K einen n-Alkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt. Die besten
Verbindungen sind solcne, in denen li die Zahl 4 bis 6 bedeutet, z.B. 1,2-Hexandiol,
1,2-Heptandiol und 1,2-Octandiol, insbesondere 1,2-Heptandiol. 1,2-Diole idit weniger
als 5 Kohlenstoffatomen sind nicht wirksam.
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Die 1,2-biole sind leicht zu synthetisieren und billig erhältlich.
Sie sind beständige, nicht flüchtige Öle, farblos, praktisch # geruchlos und besitzen
gute LÖsungseigenschaften.
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ie Ester der 1,2-Diole werden hergestellt, indem man das Diol mit
einer Säure, einem Säurechlorid oder Säureanhydrid umsetzt. Einige besonders brauchbare
Monoester der 1,2-Diole sind 1,2-Heptandiol-1-monopropionat und 1,2-Butandiol-1-monooetanoat,
und Beispiele für vorteilhafte Diester sind das 1,2-Butandiol-dioctanoat, 1,2-Heptandiol-dipropionat
und 1,2-Nonandiol-dipropionat.
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Einige der vorgeschlagenen 1,2-Diole werden in Tabelle IX vorgestellt:
Tabelle
IX Diol Kp °C (mm) Lösefähigkeit Kohlen-Wasser wasserstoffe 1,2-Pentandiol 65-67
(0,3) ausgezeichnet mittel 1,2-Hexandiol 68-70 (o,3) gut gut 1,2-Heptandiol 76-79
)0,3) mittel-gut gut 1,2-Octandiol 88-91 (0,3) mittel gut 1,2-Nonandiol F. = 35°
schlecht ausgezeichnet Die 1,2-Diole als Klasse sind weniger toxisch als die meisten
handelsüblichen hygienischen Reinigungsmittel, wie aus der folgenden Tabelle X ersichtlich.
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Tabelle X Verbindung Oral LD50 Quelle 1,2-Propandiol 30 g/kg A 1,2-Butandiol
18 g/kg B 1,2-Pentandiol 710 g/kg ++ eigene Werte "Roccal" (Benzyltrimethylammoniumchlorid)
o,23 g/kg C "Hyamine 2389" 0,3 B Phenylquecksilber 0,37 g/kg C o-Phenylphenol 0,14
g/kg C 2,4,6-Trichlorphenol 0,82 g/kg C ++ Keine Todesfälle bei 10 g/kg.
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A Merck Index, 7. Aufl.
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B Handbook of Toxicology, Bd. I C Handbook of Toxicology, Bd. V.
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Aufgrund der niedrigen toxizität können die 1,2-Diole in Einrichtungen
zur Nahrungsmittelverarbeitung eingesetzt werden oder dort, wo Berührung mit Menschen
oder Tieren erfolgt, jedoch Vorsorge getroffen wird, daß die Verbindungen nicht
eingenommen werden.
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Beispiel 4 Verschiedene 1,2-i)iole wurden gegen eine Anzahl häufiger
Organismen getestet, wobei als Vergleichsverbindungen Phenol und Kaliumsorbat verwendet
wurden. Die krbeitsweise war analog der in Beispiel 1 beschriebenen, die Ergebnisse
sind aus Tabelle XI ersichtlich. Die Werte in der Tabelle beruhen auf den Ergebnissen
mehrerer getrennter Versuche.
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Tabelle XI Geringste wirksame Konzentration gegen Salmonella Ps.
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A. niger typhimurium aeruginosa Candida albicans cans 1,2-Propandiol
X X 0 0 1,2-Butandiol X 0 X X 1,2-Pentandiol 0,2% 2% 2% 1% 1,2-Heptandiol <0,05%
0 0,2% 0,2% 1,2-Octandiol <0,05% 0 1% 1% 1,2-Nonandiol <0,05% 0 1% 0,2% Kaliumsorbat
2% X X U Phenol 0,05%, 0 0,2% 0,2% pH = 6,8 X = nicht wirksam bei 2:5 0 = nicht
getestet
Beispiel 5 Analog dem Beispiel 4 wurden Tests durchgeführt,
mit 1,2-Heptandiol und 1,2-Octandiol gegen Pseudomonos aeruginosa als Testorganismus.
Die beiden 'Verbindungen wurden einzeln und im Gemisch getestet, die Ergebnisse
sind aus Tabelle XII ersichtlich.
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Tabelle XII Inhibitor Menge Wachstum (+) od. kein Wachstum (-) des
Testorganismus P. aeruginosa 1,2-Heptandiol 0,05% + 1,2-Octandiol 0,2% +
| 1,2-i-leptandiol o,o5, |
| + 1,2-Octandiol 0,2% |
Das Gemisch wirktinhibierend, während äquivalente Mengen der Einzelkomponenten keine
Wirkung ergaben. Es liegt somit ein synergistischer Effekt vor.
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Geeignete -ormulierungen für 1,2-Diole können wie folgt hergestellt
werden: A. Aerosol Gew.-% Bereich 1,2-Pentandiol 0,3 0,05-1,0 1,2-Heptandiol 0,2
0,05-1,0 1,2-Octandiol 0,2 0,05-1,0 Triäthylenglycol 3,0 1,0-5,0 Dipropylenglycol
3,5-1,0-5,0 Isoprop##anol 10,0 2,0-20,0 Inerte Bestandteile 82.8 auf loo 100,0 einschl.
Geruchsstoffe u.Treibmittel
B. Keimtötendes Reinigungsmittel (seifenartig)
Gew.-% Bereich 1,2-Heptandiol 15,0 1,0-25,0 Seife 12,0 5,0-30,0 Isopropanol 10,0
2,o-20,0 Wasser auf 100 auf loo Verdünnung auf 1:300 1/50-1/600 0. nesinfektionsmittel
für Haushalts zwecke Gew.-% 1,2-Nonandiol 1,5-2,0 oberflächenaktives Mittel 1,0-1,5
Essentielle öle und Farbstoff nach Belieben Isopropanol 1,0-2,0 Wasser auf loo D.
Kühlschrankreiniger Gew.-% 1,2-Heptandiol 1,0-2,0 Natriumbicarbonat 2,0-4,0 Wasser
auf 100