DE2355026A1

DE2355026A1 - Neue omega-amino-carbonsaeureamide, deren herstellung, sowie verwendung als antimikrobielle mittel

Info

Publication number: DE2355026A1
Application number: DE19732355026
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl Chem Dr Conrad; Hans-Werner Dipl Chem D Eckert; Guenter Dr Koppensteiner; Ferdi Dipl Chem Dr Saygin; Harald Dipl Che Schnegelberger
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1973-11-03
Filing date: 1973-11-03
Publication date: 1975-05-15
Also published as: ATA876074A; AT337911B; GB1491721A; IT1049322B; JPS5071827A; DK529174A; JPS5752321B2; FR2249871A1; CA1044136A; ES431582A1; BE821585A; SE430204B; FR2249871B1; AT337148B; NL7413349A; SE7412794L; CH614930A5; ATA875874A

Description

Düsseldorf, jtt«lo.1973 . - Henkel&CieGmbH

Henkelstraße 6¹J Patentabteilung

Z/Br

Patentanmeldung D 4791

"Neue &i-Amino-carbonsäureamide, deren Herstellung, sowie Verwendung als antimikrobielle Mittel"

Die Erfindung betrifft Urnset zungsprodukte aliphatischer Amine mittlerer Kettenlänge mit Aminocarbonsäuren bzw. deren. Lactamen, deren Herstellung, sowie Verwendung als antimikrobielle Mittel. ; .

Alkylamine mit Alkylresten um 8 - l8 Kohlenstoffatome sind als antimikrobielle Wirkstoffe literaturbekannt. Sie besitzen jedoch ungünstige dematologische und toxikologische Eigenschäften, die ihrem verstärkten praktischen Einsatz im Wege stehen. Andererseits sind sie aufgrund ihrer leichten Zugänglichkeit und ihres niedrigen Preises von großem Interesse. Es hat daher nicht an Bemühungen gefehlt, einfache Derivate aufzufinden, die die gute antimikrobielle Wirksamkeit der Alkylamine mit einer guten Hautverträglichkeit und günstigen toxikologischen Eigenschaften in sich vereinigen und darüber hinaus wirtschaftlich herstellbar sind.

Es wurde nun gefunden, daß tfj-Aminö-carbonsäureamide der allgemeinen Formel

in der H einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 10 -.14 Kohlenstoffatomen, R₁ und/oder R₂ Wasserstoff, einen Methyl-,-CH₂-CH₂OH-,-CH₂-CHOH-CH^-oder-CHg-CHOH-CHgOH-Rest und m und η Zahlen von 1 - 10 darstellen, die

- 2 509820/1ieO

gestellten Forderungen erfüllen.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen £>-Amino-carbonsäureamide kann naoh literaturbekannten Methoden der Peptidchemie erfolgen, wie z.B.:

Methode I

H₀N-(CH₀) -COOH ^Cb0C1 S, CbO-NH-(CH₀) -COOH 2 2'm ^ 2'm

0 bis n-mal 1) C₂H₅OCOCl

ψ 2) H₂N-(CH₂)_m-COOH CbO- NH-(CH₀)

-eil -oh

¹ J 1 bi

bis (n+1)

H₂N-KCH₂)J_n-CO-NHJ-R

1) C₂H₅OCOCl

2) R

CbO

-JMH-CH^-cöJ -NH-R

^xCb0Cl =

(Chlorameisensäurebenzylester)

Ebenfalls hergestellt werden können die erfindungsgemäßen Verbindungen ausgehend von Aminer, und Lactonen bzw. 6J~Chlor-carbonsäurechloriden.

Methode II

R-NH₂ + (CHg)₁

C=O

R-NH-C0-(CH₂)_m-0H

SOCl,

-Cl-(CHg)_1n-SOCl > R-NH-C0-(CH₂)_m.-Cl

R-NH-C0-(CH₂)_m-.

. HCl

0 9 8 2:/118 0

Ganz besondere Bedeutung kommt erf indungsgemäßen &A-Aminocarbonsäureamiden der allgemeinen Formel

R-NH-CO-(CH₀) I -N
L ^d 5-ln

5- ₂

in der R,R,,Rp und η die vorgenannte Bedeutung besitzen zu, da diese auf einfachem Wege durch Erhitzen der entsprechenden Amine mit £-Caprolactam gewonnen werden können.

Die Herstellung der Umsetzungsprodukte der Amine mit £.-Caprolactam "erfolgt zweckmäßigerweise in der Schmelze durch Erhitzen einer durch die Größe von η definierten Mischung von £>Caprolactam und Ämin unter Stickstoff auf 250 - .25O⁰C, wobei Reaktionszeiten-zwischen 5 und 20 Stunden angewandt werden. Anschließend wird im Vakuum nicht umgesetztes Amin abdestilliert. Die Reaktionsprodukte fallen hierbei als wasserklare Schmelzen an, die beim Abkühlen zu festen pulverisierbaren Massen erstarren. Diese Pulver können direkt als antimikrobie-lle Mittel eingesetzt werden. _ . ■

Anstelle der freien 61-Amino-carbonsäureamide können auch deren Salze mit toxikologisch unbedenklichen anorganischen oder organischen.Säuren mit gleich gutem Ergebnis zum Einsatz gelangen. Als für die Salzbildung geeignete Säuren sind z.B. Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Weinsäure, Citronensäure, Tetrachlorphthalsäure, Tetrabromphthalsäure zu nennen. Im Falle der Herstellung erfindungsgemäßer Produkte durch die Umsetzung von entsprechenden Aminen mit £. -Caprolactam rührt man in die Reaktionsproduktschmelze die berechnete Menge einer der vorstehend genannten oder auch anderen'geeigneten Säuren"ein,läßt die Schmelze erstarren und pulverisiert sie, oder rührt gleich die gewünschte Menge Wasser mit in die Schmelze ein und erhält so direkt·

_ 4 _ 509820/1180

die wässrige Lösung des resultierenden Salzes.

Durch Umsetzung der endständigen freien Aminogruppe der wie vorstehend beschrieben erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel

R-[NH-CO-(CHp) Ί -NH, L m Jn '

mit methylierenden Reagenzien,Äthylenoxid, Propylenoxid und/oder Glycid gelangt man zu Produkten, die unter die allgemeine Formel fallen, in der R, und R₂ die weiteren angegebenen Bedeutungen haben können. Durch diese Variante in der Produktzusammensetzung lassen sich einige Eigenschaften, wie Schmelzpunkt, Löslichkeit, Dispergierbarkeit stark beeinflussen, ohne daß eine wesentliche Änderung in der antimikrobiellen Wirksamkeit eintritt. Die Reaktion der vorgenannten Umsetzungsprodukte von £-Caprolactam mit den entsprechenden Aminen mit Äthylenoxid, Propylenoxid oder Glycid erfolgt in an sich bekannter Weise bei erhöhten Temperaturen von 50 - 150⁰C. Für die rationelle Herstellung der erfindungsgemäßen Substanzen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Additionsreaktion gleich im Anschluß an die Herstellung der Umsetzungsprodukte von £-Caprolactam mit den Aminen ohne eine zwischengeschaltete Reinigung durchzuführen.

Die als Ausgangsstoffe für die Herstellung der erfindungsgemäßen ftMmino-carbonsäureamide, insbesondere für die Umsetzung mit €-Caprolactam dienenden Amine stellen literaturbekannte Produkte dar. Beispiele für derartige Amine sind Decylamin, Undecylamin,' Undeeylenamin, Dodecylamin, Tridecylamin, Tetradecylamir, sowie auch Amingemischs, die aus den Säuregemischen entsprechender Kettenlängen, wie sie in natürlichen ölen vorkommen, gewonnen wurden.

- 5 * 5G9820/1 180

Die erfindungsgemäßen &)-Amino-carbonsäureamide weisen als solche, sowie auch in Form ihrer Salze sehr gute mikrobistatische und mikrobizide Wirkungen gegen Bakterien ' und Pilze und ferner eine sehr gute Hemmwirkung gegenüber Algen auf. Aufgrund ihrer guten dermatologischen Verträglichkeit und geringen Toxizität sind sie zur Lösung der verschiedensten technischen Desinfektions- und Konservierungs· Probleme hervorragend geeignet. Als Beispiele für derartige Einsatzmöglichkeiten sind die Verwendung als Desinfektionsmittel in Haushaltsreinigern, in industriellen Reinigungsmitteln für Nahrungsmittelbetriebe, Molkereien, Brauereien, in Flächendesinfektionsmittelnfür Krankenhäuser, für die Wäschedesinfektion im üblichen Waschverfahren und bei der Chemischreinigung, als Konservierungsmittel für Kosmetika, Klebstoffe auf Cellulose-, Stärke- und tierischer Eiweißbasis, Dispei'sionsfarben, Metallbearbeitungsöle, für die verschiedensten Brauchwasser, wie z.B. in Kühlkreislaufen, Schwimmbädern,"Wäschern von Klimaanlagen, sowie als Deodorans in deodorierenden Seifen zu nennen.

Zur Verwendung als antimikrobiell Substanzen können die erfindungsgemäßen Produkte in flüssige, pastose oder feste Zubereitungen eingearbeitet werden. Bei diesem Einsatz werden die Substanzen in Mengen von 0,1 - 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5 - 5 Gewichtsprozent, bezogen auf den gesamten Ansatz verwendet. Bei dem Einsatz zur Konservierung von Brauchwasser erfolgt die Verwendung in der Weise, daß pro Liter zu behandelnden Industrie- bzw. Brauchwassers .0,0005 - 0,05 g eines erfindungsgemäßen Produktes zum Einsatz gelangen. Bei der Konfektionierung für die. verschiedensten Einsatzzwecke können die erfindungsgemäßen Substanzen mit "anderen Zusatzmitteln, wie Tensiden, Wasserenthärtern, Rostschutzmitteln, Komplex- · bildern, Verdickungsmitteln, Basen, Säuren, Duftstoffen, Schauminhibitoren, Lösungsmitteln kombiniert werden.

509820/1 180 - 6 -

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Additionsprodukte zur Konservierung von Industrie- und Brauchwasser erfolgt zweckmäßigerweise in einer Kombination mit Phosphonsäuren oder deren wasserlöslichen Salzen als Komplexbildnern. Als Phosphonsäuren kommen insbesondere Phosphonsäuren der nachstehend angeführten Formeln in Betracht:

R
t

H_PO,P - C - PO,H_p (I) (R = Phenylrest oder ^ ι -> Alkylrest mit 1 bis

. 5 C-Atomen)

(II)

R-, R₂ = ein Wasserstoffatom oder Alkylrest mit 1 bis

C-Atomen
R., = ein Wasserstoffatom oder A3.kylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder Phenylrest

R_11- - CXY...

^N - CXY - PO^H₂ (III) H₂PO, - CXY^

X und Y = ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit

1 bis 4 C-Atomen
R^, = eine -ΡΟ,Ηρ- oder eine Gruppe der Formel

* 509820/1 180

CH₂ -	<	CXY -	■> 2	oder
		CXY-	PO₅H₂
CH₂ -		OH₂ -	CXYPO₃H₂
			CXYPO₃H₂

H₂O₃P-C COOH (IV)

Ho C-—-COOH

Rc = ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine -CH₂-CH₂-COOH-Gruppe.

Als geeignete Phosphonsäure sind zum Beispiel 1-Hydroxyäthan-, 1-Hydroxypropan-, 1-Hydroxybutan-, 1-Hydroxypentan-, 1-Hydroxyhexan-, 1-Hydroxy-l-phenylmethan-, 1-Aminoäthan-, 1-Amino-1-phenylmethan-, Dimethylaminoäthän-, DimethylaminobütanT Diäthylaminomethan-, Propyl- und Butylaminomethan-1,1-diphosphonsäure, Aminotrimethylenphosphonsäure, Äthylendiamintetramethylenphosphonsäure, Diäthylentriäminpentämethylenphosphonsäure, Amino-(2- propylen-2-phosphonsäure), Phosphonobernsteinsäure, 1-Phosphono-1-methylbernsteinsäure und 2-Phosphonobutan-1,2,4·-tr!carbonsäure zu nennen. Als wasserlösliche Salze der genannten Phosphonsäuren komme-.i insbesondere deren

*" 50 9 820/1 180

Natrium-, Kalium-, Ammonium- oder Alkanolaminsalze infrage. Die Phosphonsäuren können dabei einzeln oder im Gemisch angewendet werden. Insbesondere hat sich hierbei eine Mischung aus 1-Hydroxyäthan-1,1-diphosphonsäure und Aminotrimethylenphosphonsaure im Gewichtsverhältnis 4 : 1 bis~ 1 : 4 bewährt.

Die Phosphonsäuren oder deren wasserlösliche Salze sind in den konfektionierten Konservierungsmitteln für Industrie- und Brauchwasser in solcher Menge enthalten, daß sie pro Liter des zu behandelnden Wassers 0,2 mg bis 1 l/2-fachen Menge, die zur vollständigen Komplexierung der im System befindlichen Härtebildner erforderlich ist, enthalten. Das Gewichtsverhältnis zwischen Phosphonsaurekomponente und Biocid-Komponente kann zwisohen 1 : 10 bis 10 : 1 liegen. Vorzugsweise wird jedoch ein Verhältnis von J5 : 1 bis 1 : J5 verwendet. Das mit den erfindungsgemäßen Mitteln behandelte Wasser soll einen Gehalt an Bioeid zwischen 0,5 und 50 g pro Kubikmeter und einen Gehalt an Phosphonsäure zwischen 0,2 und 20 g pro Kubikmeter aufweisen.

Als zur Kombination mit den erfindungsgemäßen Produkten in Wasserkonservierungsmitteln geeignete Korrosionsschutzmittel (Inhibitoren) sind wasserlösliche Orthophosphate zu nennen, wobei Mono-, Di- oder Tr!alkaliphosphate verwendet werden können. Weiterhin kommen wasserlösliche Zinksalze, wie Zinksulfat oder auch Zinknitrat in Betracht, die an Stelle der Orthophosphate, vorzugsweise jedoch gleichzeitig mit den Orthophosphates zugesetzt werden. Weitere Inhibitoren, die gewünschtenfalls ebenfalls Anwendung finden können, sind Alkalinitrite, wie Kalium- oder insbesondere Natriumnitrit.

- 9 509820/1180

Ebenfalls kommt ein Zusatz von Alkalisilikaten wie Kaliumoder Natriumsilikat in Betracht. Die Inhibitoren werden in Mengen von 0,5 bis 200 mg, vorzugsweise 1 bis 50 mg/1 zugesetzt. Die einzelnen Zusatzstoffe können zu festen Gemischen verarbeitet werden. Es können jedoch auch Lösungen hieraus hergestellt werden, die jeweils in der gewünschten Menge dem Wasser zugeführt werden. Es bietet keinerlei Schwierigkeiten, diese Produkte entweder durch zusätzliche Zugabe von Alkali oder aber durch Auswahl eines geeigneten Mono-, Di- oder Trialkaliphosphates so einzustellen, daß gleichzeitig eine gewisse pH-Regulierung des behandelten Wassers erreicht werden kann, falls diese erwünscht oder erforderlich ist. ; ■

Die Vorteile der Kombination der erfindungsgemäßen Additionsprodukte mit den Phosphonsäure-Komponenten bestehen u.a. in dem verstärkten synergistischen Angriff des Bioeids auf das biologische Material. Dieser führt zu sehr schnellem Abbau des Bewuchses. Umgekehrt wird durch die Biocid-Komponente die dispergierende Wirkung der Phosphonsäuren ebenso , wie der korrosionsschützende Effekt begünstigt. Aufgrund der sehr niedrigen Dosierungen sowohl der Phosphonsäure-Komponente als auch der Biocid-Komponente findet eine minimale Belastung des Vorfluters statt. Durch die adsorptive Bindung der Biocid-Komponente an biologischem Material findet zudem eine weitere Verringerung des Schadstoffgehaltes im Vorfluter statt. Zusätzlich hierzu ist die Biocid-Komponente bei entsprechender Verdünnung biologisch abbaubar.

Die nachfolgend aufgeführten Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn jedoch hierauf zu beschränken. '

- 10 -

* 5098 20/1180

Beispiele

Für die Untersuchungen auf antimikrobielle und algizide Wirksamkeit wurden zunächst eine Reihe von erfindungsgemäßen Produkten nach folgenden Verfahren, hergestellt:

Produkt A C₁₂H₂₅-NH-CO-CH₂-NH₂ · HCl, Glycyldodecylaminhydrochlorid

Die Herstellung erfolgte nach dem vorstehend als Methode II gekennzeichneten Verfahren. 6,5 S (0,025 Mol) N-Dodecylchloracetamid wurden mit 100 g flüssigem Ammoniak im Autoklaven bei Raumtemperatur 5 Tage lang umgesetzt. Das nach dem Abdampfen des überschüssigen Ammoniaks zurückblaibende farblose Pulver wurde mit Äther ausgekocht und aus Äthanol umkristallisiert. Die Ausbeute betrug 5,1 gj entsprechend 45 % der Theorie, eines farblosen Pulvers vom Schmelzpunkt 98 - 112°C.

Nach dem als Methode II gekennzeichneten Verfahren wurden noch folgende Verbindungen hergestellt:

Produkt B C₁₀H₂₁-NH-CO-(CHg)₂-NH₂ . HCl, 3-Aminopropion-

säure-decylamid
Farbloses Pulver vom Schmelzpunkt 145 - 150⁰C

Produkte C₁₂H₂₅-NH-CO-(CH₂)₅>N (CHJ₂, 6-Dimethylaminocapronsäure-dodecylamid

Farbloses Pulver vom Schmelzpunkt 48 - 5O⁰C

Produkt D C ^H₂₅-NH-CO-(CH₂),--NHg, 6-Aminocapronsäuredodecylamid

Die Herstellung erfolgte nach dem. vorstehend als Methode I gekennzeichneten Verfahren. 25 g Benzyloxycarbonylaminocapronsäuredodecylamid in 300 ml .Methanol wurden in Gegenwart von 5 g 5-prozentigem Pd/C-Katalysator 12 Stunden

- 11 509820/1 180

lang bei 50⁰C unter 55 atü Wasserstoffdruck hydriert. Nach dem Abfiltrieren des Katalysators wurde die Lösung im Vakuum eingedampft und der Rückstand zweimal aus Benzol umkristallisiert. Es wurden8,J5 g (48 % der Theorie) eines farblosen Pulvers vom Schmelzpunkt 70 - 85°C erhalten.

Nach dem als Methode I gekennzeichneten Verfahren wurden · noch folgende Verbindungen hergestellt:

Produkt E C ^H₂₅ FnH-CO-(CH₂ ^T- NHg

Farbloses Pulver vom Schmelzpunkt I38 - l40°C. Die bei der Herstellung als Zwischenprodukt auftretende Verbindung CgH₅-CH₂-0C0-NH-r(CH₂)₅-C0-IiHJ₂-C₁₂H₂₅ besaß einen Schmelzpunkt von 146 - 1$1°C.

Produkt F C^H₂₉-NH-CO-(CHg)₅-NH₂ Farbloses Pulver vom Schmelzpunkt 95 - -120⁰C. Die bei der Herstellung als Zwischenprodukt auftretende Verbindung C₆H₅-CH₂-OCO-MH-(CHg)₅-CO-NH-C₁^H₂Q besaß einen Schmelzpunkt von 107 - 110 C. .""■.-.

Aufgrund ihrer wirtschaftlichen Herstellbarkeit sind Produkte der vorgenannten allgemeinen Formel, in der m den Wert 5 besitzt/ besonders interessant. Zur Herstellung wurden 1 Mol des entsprechenden Amins und η Mol Caprolactam unter Stickstoffatmosphäre und Rühren 20 Stunden lang auf 2^0 - 250⁰C erhitzt. Anschließend wurde nicht umgesetztes AmIn im Vakuum abdestilliert. Die auf diese Weise erhaltenen, in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Substanzen stellen farblose bis hellbeige Massen mit einem weiten Schmelzbereich dar. Die in den'Klammern der Formeln angegebenen Indices geben die Anzahl der eingesetzten Mole Caprolactam pro Mol Amin an. Bei den.erhaltenen Umsetzungsprodukten, die Oligomerengemische darstellen, können diese jedoch die Werte 1-10 annehmen.

5 0 9 820/1180'

- 12 -

Produkt · ^Ntitr. Schmp. C

G C₁₀H₂₁-NH-C0-(CH₂)₅-NH₂ 4,l8 6O - 75

H C₁₀H₂₁-JNH-CO-(CH₂)^] -NH₃ 3,40 75 - 125

I C₁₀H₂₁-[NH-CO-(CH₂)^₃-NH₂ 2,9*3 HO - 125

J C₁₂H₂₅-NH-CO-(CHg)₅-NH₂ 4,17 60 - 8O

κ c₁₂h₂₅-|nh-co-(ch₂)₅] -Nh₂ 3,30 75-85

L C₁₂H₂₅-[NH-CO-(CH₂) ₅Ί -NH₂ 2,67 80-110

M C_litH₂₅-NH-CO-(CH₂)₅-NH₂ ?,39 75 - 90

ν C₁₄H₂₅-[NH-CO-(CH₂)JnH₂ 5,16 80 - 130

0 ₁₂₁₂[(g)₅

-CO-(CHg)₅I -NH₂ 2,55 3A0. - 170

Zur Herstellung von Produkten, in denen die Reste R₁
und/oder R₂ der allgemeinen Formel -CH₂-CH (OH)-CH₂OH bedeuten können, wurden Reaktionsprodukte von Dodecylamin mit £-Caprolactam mit Glycid umgesetzt. Dazu wurden in die Schmelze von 1 Mol eines Reaktionsproduktes aus £-Caprolactam und Dodecylamin (das durchschnittliche Molgewicht wurde aus N... berechnet) bei 80 - l40°C ρ Mol

Glycid eingetragen und das Gemsisch zwei Stunden nachgerührt. Nähere Angaben über die erhaltenen Umsetzungsprodukte finden sich in der nachfolgenden Zusammenstellung.

Produkt	Ausgangs-	P	^Ntitr	Aussehen des Produktes
	produkt		L/JL L/X ·
P	J	1,1	3,21	helles, klebriges Wachs
Q	J	2,2	2,76	gelbe, zähe Masse
R	K	1,1	2,68	farblose, feste Masse
S	K	2,2	2,39	gelbe, zähe Masse

- 13 - ·

509820/1180

2355Q26

Zur Ermittlung der antimikrobiellen Wirksamkeit der . . .-vorstehend genannten^y-Amino-carbonsäureamide wurde deren Hemmwirkung gegenüber nachstehend aufgeführten Bakterien und Pilzen, sowie gegen Keime in kontaminierten Gebrauchswässern bestimmt.

l) Staphylococcus aureus
. 2) Eseheriehiä coli

3) Pseudomonas aeruginosa ■

4) Candida alblcäns

5) Asperglllus niger ..-.

6) Mischung von kontaminiertenWässern . aus 3 Kühltürmen

7) Mischung von kontaminierten Wässern aus 3 Wäschern von Klimaanlagen

Die Hemmkonzentration der zu untersuchenden.Produkte wurden mit Hilfe des Verdünnungstestes gemäß den Richtlinien für die Prüfung_ chemischer Desinfektionsmittel, herausgegeben von der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (1959)> ermittelt. Die Versuche wurden in ·' Reagenzröhrchen ausgeführt, die mit Standard-I-Bouillon (Merck) oder mit Bierwürze (8° Bg) in einer Verdünnung von 1 : 5 mit Leitungswasser befüllt waren. Nach der Zugabe der Wirksubstanzen betrug das Nährlösungsvolumen in den Reagenzgläsern 10 ml. Anschließend wurden die Röhrchen, mit 0,1 ml Testkeimsuspension beimpft. Die beimpften Röhrchen wurden bei Bakterien 3 Tage bei 37 C und bei Pilzen 6 Tage bei 30°C im Brutschrank bebrütet. Anschließend wurde festgestellt, welche dem Nährmedium zugefügte Substanzkonzentration des Wachstum der Keime gerade'noch völlig unterbinden konnte. Dieser so ermittelte Wert wurde als Hemmkonzentration bezeichnet. Die Untersuchungen wurden in folgenden Konzentrations-

^- S09820/1 180

Intervallen durchgeführt:

1 000 ppm, 750 ppm, 500 ppm, 250 ppm, 100 ppm, 50 ppm, 25 ppm, 10 ppm, 7,5 ppm, 5 ppm, 2,5 ppm und 1 ppm.

Bei diesem Verdünnungstest wurden die in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführten Hemmkonzentrationen für die einzelnen Produkte bei den vorgenannten Keimen ermittelt.

Tabelle 1 Hemmkonzentrationen der Produkte A - S in ppm

Benutzter Testkeim, bzw. Testprodukt

Substanz 12 3 4 5 67

A	50	100	500	50	100	25	25
B	50	50	100	100	100	25	25
C	25	25	1000	100	250	Io	10
D	. 5	5	100	50	50	5	5
E	50	50	250	250	250	25.	25
P	5	5	250	50	100	7,5	7,5
G	50	50	250	100	100	25	25
H	50	50·	100	100	250	25	25
I	100	100	250	250	250	50	50
J	10.	10	50	50	50	7,5	7,5
K	10	■ 10	100	10	50	10	10
L	25	25	250	50	100	10	10
M	10	10	1000 .	50	100	10	10
N	10	10	500	50	50	7,5	7,5
0	50	10 ·	1000	50	100	25	25
P	10	10 '	250	50	50	10	10
Q	50	50	1000	50	100	25	25
R	50	50	500	100	50	25	25
S	50 ·	100	1000	50	50	25	25

- 15 -

509820/1 180

Der Tabelle ist die starke Hemmwirkung der erfindungsgemäßen Produkte auf Bakterien und Pilze in überzeugender Weise zu entnehmen.

Die mikrobizide Wirkung einiger vorstehend genannter Produkte wurde mit Hilfe des Suspensionstestes ermittelt. Die Methodik dieses Prüfverfahrens ist den Richtlinien für die Prüfung chemischer Desinfektionsmittel, herausgegeben von der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (1959) entnommen. Entsprechend diesen Richtlinien wurden 0,1 ml Keimsuspension der nachstehend aufgeführten Bakterien bzw. Pilze bei einer Temperatur von l8 - 21 C in Reagenzgläser pipettiert. '

1) Staphylococcus aureus

2) Escherichia coil ' . y_t Pseudomonas aeruginosa

Hierzu wurden jeweils 10 ml der verschiedenen Verdünnungsmengen der zu prüfenden erfindungsgemäßen Produkte in Leitungswasser (l6 Deutsche Härtegrade) gegeben. Die Konzentrationen der. erfindungsgemäßen Produkte betrugen jeweils 100 ppm, 250 ppm und 500 ppm. Nach Einwirkungszeiten v-on 1/2 1/2, 5, 10, 20, "50 und 6o Minuten wurde den Reagenzgläsern je eine Öse Material .entnommen und in 10 ml Nährlösung, die 3 % Tween 80 und 0,3 % Lecithin als Enthemmer enthielt, überimpft. Die mit Bakterien beimpften Nährlösungen wurden bei 37°C, die mit Pilzen beimpften bei 30⁰C bebrütet. Nach 6 Tagen wurden die Kulturen makroskopisch auf Wachstum beurteilt und auf diesem Wege die Abtötungszeiten ermittelt, die in der nachstehenden Tabelle 2 zusammengestellt sind:

- 16 -

509820/1180

Tabelle 2

Abtötungszeiten der erfindungsgemäßen Produkte gegenüber den genannten Keimen in Minuten.

Sub- Keim Konzentrationen der Produkte in Leitungswasser stanz 100 ppm 250 ppm 500 ppm

Abtötungszeiten in Minuten

1	10
2	20
3	60
1	5
2	10
3	30
1	5
2	10
3	30
1	5
2	10
3	40
1	5
2	60
3	60
1	2,5
2	5
3	10
1	5
2	10
3	40

Ul	Ul
10	10
20	10
5	5
10	10
10	10
2,5	2,5
Ul	5
10	5
2,5	2,5
5	2,5
10	2,5
2,5	1
30	10
60	30
2,5	2,5
2,5	2,5
5	5
5	5
10	10
10	10

Die vorstehende Tabelle gibt deutlich die sehr gute abtötende Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Produkte auf Bakterien wieder.

- IT ^% 50 98 20/1180

Die Hemmwirksamkeit gegenüber Algen wurde in zylindrischen Gefäßen unter intensiver -Belüftung bestimmt. In die Gefäße wurden 100 ml einer mit steigenden Wirkstoffmengen versetzten Nährlösung und 4 ml einer Mischsuspension von

Scenedesmus obliquus und
Chlorella vulgaris

gegeben. Die Nährlösung hatte folgende Zusammensetzung:

Ammoniumchlorid	0,1	S
Natriumnitrat.	1,0	S
Dikaliumhydrogenphosphat	0,25	e
Magnesiumsulfat krist.	0,5	g
Calciumchlorid	0,1....	g
Eisen - III - chlorid	0,003	g

auf 1000 ml destilliertes Wasser. Der pH-Wert der Nährlösung betrug 7,2. Die Untersuchungen wurden in folgenden Konzentrationsintervallen an Wirksubstanz durchgeführt: 10 ppm, 5 ppm, 2,5 ppm, 2 ppm, 1,5 ppm, I'ppm, 0,75 PPm, 0,5 ppm und 0,25 ppm. Die bei der Beurteilung nach 7 Tagen ermittelten Hemmkonzentrationen sind in der nachfolgenden Tabelle J5 zusammengestellt: ·

Tabelle 3 ' Hemmung des Algenwuchses

Substanz Hemmkonzentration in ppm

B 1

c ; o,75

J i,5

K 1

P 1

Q 2,5

- 18 509820/1180 ·

Auch gegenüber Algen weisen die erfindungsgemäßen Produkte eine ausgezeichnete Hemmwirkung auf, wie vorstehender Tabelle Z> zu entnehmen ist.

Hemmung des Wachstums sulfatreduzierender Bakterien

Die Hemmkonzentrationen wurden in 50 ml Fläschehen mit Schraubverschluß bestimmt. Die Pläschchen wurden mit einer für das Wachstum sulfatreduzierender Bakterien optimalen Nährlösung folgender Zusammensetzung beschickt: Natriumlactat 4,0 g, Hefeextrakt 1,0 g, Ascorbinsäure 0,1 g, Magnesiumsulfat krist. 0,5 g, Dikaliumhydrogenphosphat 0,2 g, Eisenammoniumalaun 0,1 g, Natriumchlorid 2 .g auf 1000 ml destilliertes V/asser. Der _ pH-Wert der Nährlösung .betrug 7*4.

Nach Zugabe der zu prüfenden Produkte in den verschiedenen Konzentrationen wurde mit 1 ml einer Reinkultur von

Desulfovibrio desulfurieans

beimpft und hernach bei Jf⁰C 4 Wochen lang bebrütet. Die Untersuchungen wurden in folgenden Konzentrationsintervallen durchgeführt:

100 ppm, 50 ppm, 40 ppm, j50 ppm, 20 ppm, 10 ppm, 5 ppm* 2,5 ppm und 1 ppm.

Bei diesem Test wurden die in der nachstehenden Tabelle 4 aufgeführten Hemmkonzentrationen für die einzelnen Produkte ermittelt.

- 19 -

509820/1 180

T a b e 1 1 e 4

Hemmung des Wachstums von Desulfovibrio desulfuricans Substanz Hemmkonzentration in ppm

B ' 5 .

C 2,5 ■■ ' .

J ' . 5 ' ■

^K . . 5

P ' .■ 10
Q 20

Auch diesar Versuch spiegelt die ausgezeichnete Wirksamkeit der erf'indungsgemäßen Substanzen wieder.

Der Kühlkreislauf eines Dampfkraftv/erks . mit einem Inhalt von 6000 in und einer stündlichen Zuspeisung von 150 nr sowie einer Umwälzung von 11 000 mr/h bei etwa 5-facher Eindickung wurde während einer Dauer von 6 Monaten mit einem Gemisch aus 1-Hydroxyäthan-l,1-diphosphonsäure und Aminotrimethylenphosphonsäure (Gewichtsverhältnis 1:1) behandelt. Die Zusatzmenge betrug -4 ·g/m-. Trotz guter Korrosions- und Steinschutzwirkung traten immer wieder' .~ Störungen durch den Bewuchs des Kondensators mit schleimbildenden Bakterien auf.

Es erfolgte daher eine zusätzliche Dosierung von 5 g/m eines Anlagerungsproduktes von 1 Mol Glycid an 1 Mol eines Umsetzungsproduktes von Dodecylamin mit £-Caprolactam im Molverhältnis 1 : 1 (Produkt P). Durch diesen kombinierten Einsatz des erfindungsgemäßen Produktes mit Phosphonsäuren konnten die Störungen im Kühlkreislauf völlig behoben werden. Es fand kein Anstieg der Gradigkeit und kein Keimwachstum im Kühlwasser statt.

- 20 50 9 820/1180

Um die physiologische Verträglichkeit der erfindungsgemäßen Produkte aufzuzeigen, wurde das sowohl mikrobistatisch als auch mikrobizid sehr günstige Produkt J auf seine toxikologischen Eigenschaften untersucht. Dabei wurden im einzelnen nachstehende Untersuchungen durchgeführt:

1) Bestimmung der letalen Dosis (LD 50)

2) Bestimmung der Hautverträglichkeit an der haarlosen

' - Maus durch Behandlung rait I ^igen wässrigen Zubereitungen je 2 χ an 5 aufeinanderfolgenden Tagen (10 Tiere).

3) Bestimmung der Schleimhautverträglichkeit am Kaninchenauge durch Behandlung mit 1 folgen v/äs sr igen Zubereitungen.

Bei den Untersuchungen wurden folgende Ergebnisse erhalten:

1) LD 50 =3,30 g/kg Maus

2) alle Versuchstiere ohne Befund

3) leichte conjunctivale Reaktion, nach 48 Stunden völlig abgeklungen; keine Reaktion an Cornea und Iris.

Nachstehend werden noch einige Beispiele für Verwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Produkte angegeben.

Vorwaschmittel mit gleichzeitiger antimikrobieller Wirkung

8,0 Gewichtsteile Olefinsulfonat 4,0 Gewichtsteile Seife
O,J> Gewichtsteile Schauminhibitor • 36,0 Gewichtsteile NaJP O₇

7,5 Gewichtsteile NaOH
10,2 Gewichtsteile NapSOh
4,0 Gewichtsteile Produkt J

- 21 -

509820/1180

Antimikroblelles Reinigungsmittel für Wäschereien

25 Gewichtsteile Fettalkoholsulfat ;> 55 Gewichts teile:-Na₁-P^O.. _Q ._:

7 Gewichtsteile Na₂CO₃ ^i

15 Gewichtsteile Na_gSÖ^

5 Gewichtsteile Na₂G - 5,J SiO₃ - _: -

1 Gewichtsteil·. Carboxymethylcellulose

2 Gewichtsteile Produkt P , :

10 Gewichtsteile Pentanatriumarainotrimethylenphosphat

Antiraikrobielles saures Reinigungsmittel für die Getränkeindustrie ."".-"- ._-■.·--'"-" .- -

50 Geviichtsteile Fhosphorsäure. (8ö ^Ig) -\- "-

4 Gewicht.steile Nonylphenol + 9 Ä'O

5 Gewiehtsteile l-Hydroxyäthan-ljl-diphosphonsäure 1 Gewichtsteil Produkt B

40 Gewichtsteile vrasser

Antimikrobielles Feinwaschmittel .

50,0GewichtstelleDodecylbenzolsulfonat' . 2,0 Gewichtsteile Toluolsulfonat

8,0 Gewichtsteile Natriumkokosfettälkoholsulfat 50,0 Gewichtsteile Natriumsulfat

1,0 Gewichtsteile NatriumcarbOxymethylcellulose

4,0 Gewichtsteile Produkt Q,
25,0 Gewichtsteile Wasser

Weitere Verwendung können die erfindungsgemäßen Produkte als antimikrobiell Substanz in Chemischreinigungsflotten auf Basis von organischen Lösungsrritteln mit einem geringen Wassergehalt finden. Dabei werden die Substanzen A-S den Reinigungsflotten in einer Konzentration von 1-10 g/l zugesetzt. Die Reinigungsverstärker auf Basis .

5098 20/1 180

anionaktiver und nichtionogener grenzflächenaktiver Verbindungen werden den Reinigungsflotten üblicherweise in Form von Konzentraten zugesetzt, die neben der grenzflächenaktiven Verbindung Lösungsmittel/ wie chlorierte Kohlenwasserstoffe oder Mineralöl, sowie .gegebenenfalls Lösungsvermittler, wie z.B. Isopropanol und Wasser enthalten. Die erfindungsgemäßen Produkte können in diese Konzentrate eingearbeitet und gemeinsam mit dem Reinigungsverstärker dosiert werden. Bei der Chemischreinigung wird den Reinigungsflotten soviel Wasser zugesetzt, daß während des Reinigungsvorgang'es die relative Feuchtigkeit im Dampfraum über der Flotte mindestens 70 % beträgt.

Neben dem Einsatz in Reinigungsmitteln zur Erzielung einer antimikrobiellen Wirksamkeit des Produktes können die erfindungsgemäßen Substanzen zur Konservierung von Kosmetika, Stärkekleistern., Leimen, Dispersionsfarben, Schneid- und Bohrölen und dgl. verwendet werden.

Für diesen Verwendungszweck ist im allgemeinen ein Zusatz von 0,1-2 Gew.-^, bezogen auf das zu konservierende Produkt ausreichend.

Ein wesentliches Einsatzgebiet für die erfindungsgemäßen Produkte ist die Konservierung von Industrie- und Brauchwasser. Ein für diesen Zweck geeignetes Zusatzmittel besitzt folgende Zusammensetzung:

100"Gewichtsteile Produkt P 15 Gewichtsteile Na-salz der 1-Hydroxyäthan-1,1-

diphosphonsäure
15 Gewichtsteile Na-salz der Aminotrimethylenphosphonsäure

ad 1000 Gewichtsteile Vollentsal2.tes Wasser Von dieser Lösung werden 100 cnr/nr des zu konservierenden Industriewassers, wie z.B. Kühlwassers für Kühltürme eingesetzt

509820/1180 - - 2? -

Claims

Patentansprüche

1) oZ-Amino-carbonsäureamide der allgemeinen Formel

in der R einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 10 - 14 Kohlenstoffatomen, R^ und/oder Rp Wasserstoff, einen Methyl-,-GHg-CKg-OH-, -CH₂-CHOH-CH₃- oder -CH₂CH (OH) CH₃OH-Rest und m und η Zahlen von 1-10 darstellen.

2) iil-Amiiij-carbonsäureamide nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß sie die allgemeine Formel

in der R, R₁, R₂ und h die vorgenannte Bedeutung haben, besitzen.

5) i^-Amino-carbonsäureamide nach Anspruch 1 und 2, in Form ihrer Salze mit toxikologisch unbedenklichen anorganischen oder organischen Säuren.

4) Verfahren zur Herstellung von^-Aminö-carbonsäureamiden nach Anspruch 2 und 5, dadurch, gekennzeichnet, ^: daß man E-Caprolactam mit Aminen der allgemeinen Formel . RNHp, in der R einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohleriwasserstoffrest mit 10 - 14 Kohlenstoffatomen darstellt im molaren Verhältnis der Reaktionspartner Amin: £-Caprolactam 1 : 1 bis 1 : 10 während 5-20 Stunden bei Temperaturen um 250 - 250⁰C reagieren läßt und

5098 20 / 1180

Henkel &Cie

Blatt24 zur Patentanmeldung D 4791 Patentabteilung

das erhaltene Produkt gegebenenfalls in an sich bekannter Weise methyliert oder bei Temperaturen von 50 - 15O⁰C mit Äthylenoxid, Propylenoxid oder Glycid umsetzt, wobei das Molverhältnis von Amin zu Äthylenoxid, Propylenoxid oder Glycid 1 : 1,1 - 2,2 beträgt.

5) Verwendung von&J-Amino-carbonsäureamiden nach Anspruch 1-4 als antimikrobielle Mittel in einer Menge von 0,1-5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5-3 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Präparation.

6) Verwendung von ώί-Amino-carbonsäureamiden nach Anspruch 1-4 als algizide Mittel.

7) Verwendung von^-Amino-carbonsäurearniden nach Anspruch .1-4 zur Konservierung von Industrie- und Brauchwasser in einer Menge von 0,0005 - 0,05 g pro Liter zu behandelnden Wassers.

8) Verwendung von C^-Amino-carbonsäureamiden zur Konservierung von Industrie- und Brauchwasser nach Anspruch 1-4 und 7 iⁿ Kombination mit Phosphonsäuren oder deren wasserlöslichen Salzen als Komplexbildner, wobei das Verhältnis Phosphonsäure: Bioeid 1 : 10 bis 10 : 1, vorzugsweise J : 1 bis 1 : J beträgt.

9) Verwendung von fcVAminocarbonsäureamiden nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte Wasser einen Gehalt an Bioeid von 0,5 - 5 g P^o Kubikmeter und einen Gehalt an Phosphonsäure von 0,2 - 20 g pro Kubikmeter aufweist.

10) Verwendung von Ä>-Amino-carbonsäureamiden nach Anspruch 1-4 und 7 - 9 in Kombination ,nit einem Gemisch von l-Hydroxyäthan-lil-diphosphonsäare und Aminotrimethylenphosphonsäure im Gewichtsverhältnis 4 : 1 bis 1:4.

509 8 20/1180