DE2419017A1

DE2419017A1 - Isothiazolin-3-one

Info

Publication number: DE2419017A1
Application number: DE2419017A
Authority: DE
Inventors: Manchester Blackley; Alan John Buckley; Edward George Gazzard; Michael Singer; John Anthony Taylortayler
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1973-04-19
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1974-11-07
Also published as: GB1458522A; BE813680A; ZA742212B; JPS5029749A; US3950349A; FR2226402B3; NL7405255A; FR2226402A1; AU6779574A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Biozide und insbesondere auf biozide Verbindungen, welche Isothiazolin-3-on-Derivate sind. *

1, 2-Benzisothiazolin-3~on, seine ^ernsubs'tituierten- Halogenderivate und gewisse andere Isothiazolin-3-on-Derivate besitzen bekanntlich eine Aktivität gegen Bakterien, Pilze, Algen und andere Organismen, weshalb sie besonders brauchbar für den Schutz von wässrigen Medien gegen die Infektion durch Mikroorganismen sind.

Zwar sind diese bekannten Verbindungen wirksam, aber sie sind weitgehend bakteriostatisch und fungistatisch und neigen zu einer langsamen Wirkungsweise.

409845/1083

Bs wurde nunmehr gefunden, daß gewisse N-thiosubstituierte Derivate von Isothiazolin-3-onen wirksame Biozide sind, die im allgemeinen schneller-wirken, als die bisher bekannten Derivate.

Gegenstand der Erfindung sind also H-thiosubstituierte Isothiazolin-3-on-Verbindungen der allgemeinen Formel

N-(S)_n-R _oder

worin ~

X für ein V/asser stoff atom, ein Halogenatom, eine G -C,-Alkyl- oder 0^-0.-Alkoxygruppe, eine Nitrogruppe oder eine Cyanogruppe steht;

H. für ein V/asserstoffatom, ein Halogenatom, eine C-C-Alkylgruppe oder eine Cyanogruppe steht; R₂ für eine G₁-C -Alkylsulfinyl- oder C^C^-Alkylsulf onylgruppe oder eine Aralkylsulfinyl- oder Aralkylsulfonylgruppe mit Jbis zu 8 Kohlenstoffatomen steht, wenn 3 Cyano ist; für ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Aralkylgruppe mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen oder eine C -C.-Halogenoalkylgruppe steht, wenn R₁ eine C₁-G.-Alkylgruppe oder ein Halogenatom ist, wobei jedoch Rp auch eine C -C^-Alkylgruppe sein kann, wenn R., "eine 0 -G.-Alkylgruppe ist; oder für eine Aralkjrlgruppe mit bis zu. 8 Kohlenstoffatomen oder eine C^-G.-HalogenoalkyXgruppe steht_s wenn S₁ '.Tasserstoff ist;

R für eine G -G p~Alkylgruppe, eine substituierte ^ο~^λο~ Alkylgruppe, eine Arylgruppe, welche durch ein oder mehrere der Substituenten Halogen, C -G,-Alkyl, Aminocarbonyl, ΐίοηο- und Di-(C₁-C,)-alkylaminocarbonyl_s Carboxyl oder Alkoxy™ (G₁-G,)-carbonyl substituiert sein kann_s eine Aralkylgruppe₅

4098 4 6/1083

eine Gruppe der formel .- CO

worin X, H. und Rg die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, oder eine Gruppe der Formel

Z R,

-C-N

steht, worin Z Sauerstoff oder Schwefel ist und R^ und 3. jev/eils unabhängig voneinander eine C.-G .-Alkylgruppe sind oder R^ und R. zusamme.n mit dem N-Atora eine Gruppe der Formel

^oder

bilden, wobei X,. H.. und Rp die oben angegebenen Definitionen haben; und
η für 1 oder 2 steht;

sowie Isothiazolin.-3-on-Verbindungen der allgemeinen Formel.

• ^E1 ..0

H-S(CH₂J_nSR Oder I I)-S(OH)J

s 2 m

worin

X, R^ und R₂ die oben angegebenen Bedeutungen haben; R für ein Wasserstoffatom steht oder die oben angegebene

Bedeutung hat; und

409845/1083

für eine ganze Zahl von 2 bis 6 steht.

Bevorzugte Verbindungen sind 1, E-Benzisothiazolin^-one, worin der Substituent X für ein Wasserstoffatom steht.

-Es wird bevorzugt, daß, wenn R für eine substituierte Arylgruppe steht, diese Gruppe eine Phenylgruppe ist, die einen Substituenten in ortho-Stellung zum Anknü.pfungS'- -punkt des Schwefelatoms an der Phenylgruppe aufweist. Es wird weiter bevorzugt, daß der Substituent eine o-Aminocarbonylgruppe oder eine o-Athoxycarbonylgruppe ist und daß der Phenylkern zusätzlich durch ein Chlor- oder Bromatom oder eine Methylgruppe substituiert ist*

Die erfindungsgemäßen Verbindungen v/erden im allgemeinen hergestellt durch Umsetzung eines Salzes eines Isothiazolin-3-ons der Formel

K₁

oder X. JfH

worin X, H und Rp die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, mit dem entsprechenden Sulfenylhalogenid u»ter weitgehend wasserfreien Bedingungen in einem inerten lösungsmittel. Das Salz ist vorzugsweise ein Alkalimetallsalz, insbesondere das Natriumsalz. Die Isotolazolin-3-on-Ausgangsmaterialien sind bekannte Verbindungen."

Alternativ können die erfindungsgemäßen Verbindungen hergestellt werden durch Umsetzung des freien Isothiazolin-3-ons mit dem entsprechenden Sulfenylhalogenid in Gegenwart eines säurebindenden Mittels, wie z.B. Triäthylamin, unter weitgehend wasserfreien Bedingungen in einem inerten lö sungsmi-ttel.

409845/1083

_ 5 —

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Schützen von Medien, denen eine Infektion durch Mikroorganismen droht, gegen die Infektion, und zur Bekämpfung einer solchen Infektion in "bereits infizierten Medien, welches dadurch ausgeführt wird, daß man in das Medium 1 bis 10.000 Gew.-ppm einer oben definierten N-thiosubstituierten Isothiazolin-3-on-Verbindung einverleibt. Die N-thiosubstituierten Isothiazolin-3-on-Verbindungen ■ergeben eine raschere Abtötung der Mikroorganismen als die Ausgangs-Isothiazolin-3-one.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen eignen sich beispielsweise als Slimicide in den Wassersystemen von Papiermühlen, zum Schutz von leder, Klebstoffen und Holz gegen den Angriff durch Bakterien und Pilze, zum Schutz von Anstrichfarben auf Wasserbasis inn-erhalb Dosen bzw. ^annen und zum Schutz von Anstrichfarben gegen Pilzangriff, zum Schutz von wässrigen Ölemulsionen, wie z.B. Schneideölen, die als Schmiermittel und kühlmittel bei der Bearbeitung von Metall verwendet werden, gegen Bakterieninfektion und in wäßrigen Medien allgemein, um eine Infektion durch Bakterien, Pilze und Algen, zu verhindern oder zu beseitigen. Sie eignen sich auch zum Schütze der Haut.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, worin alle Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind.

Beispiel 1

Herstellung von N-Iso-pro-pylthio-1, 2-benzisothiazolin-3--on 15,1 Seile 1,2-Benzisothiazolin-3-on v/erden in 218 Teilen Toluol aufgelöst, und dann werden 12,8 Teile 32 $ige wäßrige Natriumhydroxidlösung tropfenweise zugegeben.

409845/1083

Das Gemisch wird unter Rühren erhitzt, und Wasser azeotrop mit Toluol abdestilliert.

Mittlerweise werden 13,5 Teile Sulfurylchlorid tropfenweise zu 7,5 Teilen Isopropylmercaptan zugegeben, welches bei einer Temperatur unterhalb 1O⁰C gerührt wird. Stickstoff wird durch die lösung hindurchgeblasen, um Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid zu entfernen. Das so er-Jialtene Sulfenylchlorid wird dann tropfenweise zur gerührten Suspension des 1,2-Benzisothiazolin-3-on-natriumsalzes zugegeben. Es findet eine exotherme Reaktion statt, durch welche die Temperatur auf 40⁰C steigt. Die erhaltene Suspension wird filtriert, und das Filtrat wird unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der zurückbleibende weiße Feststoff wird aus einem Chloroform/Petroläther-G-emisch umkristallisiert, wobei 8,7 Teile des Produkts mit einem Fp von' 91 - 92⁰C erhalten werden. Elementaranalyse und Infrarotanalyse sowie magnetische ^Kernresonanzspektroskopie bestätigen die Struktur des Produkts.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird ein "Vergleich zwischen der Wirksamkeit von 1,2-3enzisothiazolin-3-on (I) und seinem IT-Isopropylthio-Derivat (II) bei der-Beeinflussung des mxkroben Wachstums in einer wäßrigen Öl emulsion, ^gegeben.

Die Verbindungen werden vermutlich . durch Zusatz steigender G-ewichtsmengen zu 2000 Volumteilen der infizierten Emulsion, wie es in der folgenden Tabelle angegeben ist (eine lösung, von der angegeben ist, daß sie 10 ppm enthält, enthält 20 mg je 2000 ml Lösungsmittel);

409 845/1083

Anzahl der Überlebenden Bakterien (Zellen/ml) in der Emulsion

(bestimmt in Nähragar)

Verbindung

8

Tage

nach A

3 Tage nach B.

3

Tage

nach C

7

Tage

nach D

3 Tage

16

X

¹ nach E.

)

10⁵

■)

I (A)

1

2 χ 10

⁵ (B)

110 χ 10⁵ (C)

65

χ 1

O⁵ (D)

1

84 χ 1

O⁵ (S)

200

:1C

10⁵

• )

II (A)

3

,6 χ 1

O⁵' (B).

12 χ 10⁵ (C)

8,

9 χ

10⁵ (D)

4

,3x1

05 (E)

<

X

)

Vergleich

7

7 ν 1
J Γ Λ I

32 χ 10⁵

2,

9 χ

10⁵

9

,7 x 1

°⁵ '

; 30

ppm)

O

50

Il

co
OO I

(A)

10

ppm Testverbindung

zugegeben

100

Il

Si ¹^

(B)

20

Il Il Il

Il

(d

.h. in

sge sami

200

Il

■^. I

(σ)

20

Il Il Il

Il

(

>t It

O

(D)

50

It Il Il

Il

(

Il Il

00
U)

(E)

100

Il Il Il

It

(

Il Il

2A1 9017

Die Resultate zeigen, daß bei Konzentrationen von 10 bis 50 ppm die beiden Verbindungen keinen wesentlichen Unterschied in der Aktivität zeigen. Drei Tage nach dem Zusatz von 100 ppm der Verbindung hatte aber das N-Isopropylthio-Derivat (II) die Bakterienzahl im Gegensatz zur Ausgangsverbindung (I) wesentlich verringert (d.h. bei einer Gesamtzugabe einer jeden Verbindung.von 200 ppm).

Beispiel 3

In diesem Beispiel wird ein Vergleich der Wirksamkeit von 1,2-2enzisothiazolin-3-on (I) und seinem N-Isopropylthio-Derivat (II) bei der Bekämpfung des mikroben Wachstums in einer EmulsionsanStrichfarbe gegeben.

Die Testverbindungen werden zu 200 Teilen einer natürlich infizierten Anstrichfarbe zugegeben, so daß Konzentrationen von 50, 75 und 1Ö0 ppm (Gewicht je Gewicht) der aktiven Bestandteile erhalten werden. Die Anzahl der überlebenden Bakterien wird in den angegebenen Zeitabständen bestimmt, und die überlebenden Bakterienzellen werden weiter gezählt, nachdem die Anstrichfarben künstlich mit einer verunreinigten Farbe am 13. Tag des Tests infiziert worden .sind.

409845/1083

Überlebende Zellen in der Anstrichfarbe (Zelle/g auf Nähragar)

nach

Behandlung und
konzentration
(ppm aktiver
Bestandteil)

0 Tagen

5 Zählung

3

Tagen

•t
*

,6

X

10

CiO

)

10⁶

7

Tagen

13

Ta

75

««/

18

Tagen

I 100

keine

Il
Il

5

,4

X
X

10⁴
10⁴ ·

410

keine

7

Zählung

OO

-F»
σ
IO

75
50

ti
Il

Il
Il

CVJ CVJ

,4
,2

X

8,
11

5 x 10⁴
,9 x 10⁴

2,
36

5

χ 1O⁴
χ 10⁴ '

4
10

,8 χ 10⁴
,9 x 10⁵

co
cn

II 100
75

Il
Il

It

-1°.

1,

5

χ 10²

<1O

-* ι
ο
00

50

Il

6,2 χ 10⁶

OO

1,

χ 10³

<\o

Cd

Vergleich

I U,

1

,6 χ 10⁵

. ¹⁰'

χ 10⁶

3

,9 x 1O⁵

Nachdem Farbenproben am 13. ^ag entnommen worden waren, wurde 1 ml
stark verunrexnigter Farbe zu einer jeden Variante zugegeben.

Diese Resultate zeigen, daß unter den Versuchsbedingungen das N-Isopropylthio-Derivat (II) aktiver war als die Ausgangsverbindung (I)," und zwar um einen Faktor zwei. Außerdem war der biologische Effekt schneller.

Beispiel 4

.In diesem Beispiel wird ein Vergleich der bakteriziden Aktivität von 1,2-Benzisothiazolin-3-on (I) und seinem N-Isopropylthio-Derivat (II) während einer kurzen Inkubationszeit in einer Emulsionsanstrichfarbe angegeben.

I und II wurden als 1 $ige lösungen in Dimethylformamid hergestellt, die Lösungen wurden dann zu Proben von infizierten Snmlsionsanstrichfarben zugegeben, um Konzentrationen von 50, 75 und 100 ppm herzustellen. Die überlebenden Bakterien wurden bestimmt, und die Resultate' sind in der Folge angegeben. Der Vergleichsprobe, die kein Biozid enthielt, wurde Dimethylformamid in einer Menge zugegeben, die derjenigen der Zugabe von 100 ppm Biozid entsprach.

409845/1083

Überlebende Bakterien/g nacn

Behandlung |O Stunden

—

4 St

unden

1

χ

1

0+

8

Stunden

χ

1

0+

24

5

Stunden

10³

30

3

Stunden

10²

m

ο

50 Stunden

O²

75

3

Stunden

I 100 ppm

—

6,9

χ

1

X

1

O⁴

8,

4

χ

1

O*

6

χ

6

χ

10²

ο .

OC

Ο³

*

410

75 "

—

8,7

χ

X

1

ίο⁵

2

χ

1

O⁵

χ

ο

χ

10²

2. χ 1

410

50 "

—

1,07

X

1

ο⁴·

4

χ

1

O*

O

1Ο^β

1 X 1

χ 10²

II 100 "

—

2,6

X

0+

1,

2

χ

1

O*

41

10²

<1

<1Ο

8

(C 10

75 "

—

3,1

O^

1,

8

X

1

O*

8

<1

1Ο^β

1,3

41

410

O⁶

C10

50 "

.8 χ 1Ο⁵

7,3

°⁵,

2

X

1

O⁶

1,1

χ

•1,9

X

<1Ο

Vergleich

8,9

2

χ

X

2,4 χ 1

χ ίο⁶

Il Il

bedeutet Zählung wurde nicht durchgeführt.

Aus den obigen Angaben geht "klar hervor, daß das N-Isopropylthio-Derivat (II) eine wesentlich schnellere bakterizide Wirkung aufweist als die Ausgangsverbindung (i).

SeisTiiel ο

Herstellung von IT-Ben zylthio-1 , 2-benzisothiazolin-3-on (III) 8^ 94- 'Teile Sulfurylchlorid, die in 30 Teilen Tetrachlorkohlenstoff gelöst waren, wurden bei 10⁰C zu 8,22 Teilen Benzylmereaptan in 30 Teilen Tetrachlorkohlenstoff.abgeben, und die Lösung wurde mit Stickstoff entgast. Die klare lösung wurde dann zu einer Suspension von 11,4 Teilen des Natriumsalzes von 1,2-Benzisothiazolin-3-on in 140 Teilen trockenem Toluol zugegeben. Die erhaltene Suspension wurde 18 Stunden bei Saumtemperatür gerührt und dann filtriert. Das Toluol wurde vom PiItrat entfernt, wobei 16,9 Teile eines gelben Peststoffs erhalten wurden, die aus Methanol umkristallisiert wurde. Das Produkt III besaß einen Pp von 111 - 112⁰O. Die Struktur wurde durch Elementaranalyse und Bestimmung des KiIR-Spektrums bestimmt. Daraus ergab sich ein "Verhältnis von aliphatischen zu aromatischen Protonen von 2:9, v/as mit der Pormel

III.

übereinstimmt.

Beispiel 6

Herstellung von N-Phenylthio-1,2-benzisothiazolin-3-on (IV 8,94 Teile-Sulfurylchlorid in 30 Teilen Tetrachlorkohlenstoff wurden bei 1O°C zu 7,28 Teilen Thiophenol zugegeben,

409845/1083

das in 3Ö Teilen Tetrachlorkohlenstoff aufgelöst war. Die Losung wurde dann mit Stickstoff entgast.

Die lösung wurde dann zu einer Suspension von 11,4 'Teilen des Natrium salz es von -\ _t 2-Benzisothiazolin*-3-on in 14-0 Teilen trockenem Toluol zugegeben, worauf das Gemisch 18 Stunden "bei Raumtemperatur gerührt und dann filtriert wurde. Das Toluol wurde vom Filtrat entfernt, wobei 14,5 Teile eines roten Öls erhalten wurden, welches aus einem Gemisch von Diphenyl-disulfid mit dem gewünschten Produkt bestand. Waschen des Öls mit kaltem Toluol und Umfcristallisation des Hackstands aus Äthanol ergab 7 Teile (IV) mit einem Schmelzpunkt von 122⁰C. Die Struktur

λ\ αν)

K-S

wurde durch Slementaranalyse bestätigt.

7 ,

Herstellung von Is^T-(N'-i ', 2 '-3enzisothiazolin-3 '-onylcarbonylthio) -1, 2-benzisothiazolin-3-on (V) 1,85 Teile Chlorocarbonylsulphenyl-chlorid in 10 Teilen Toluol wurden zu 5,2 Teilen'des Natriumsalzes von 1,2-3enzisothiazolin-3-on, das in 70 Teilen Toluol suspendiert war, zugegeben. Die erhaltene Suspension wurde 18 Stunden bei Hauntemperatur gerührt und filtriert. Das Toluol wurde vom ?'iltrat entfernt, wobei 4,1 Teile eines gelben Feststoffs erhalten wurden, der aus Äthanol kristallisiert wurde, wobei 3,5 Teile (V) mit einem ϊρ von 94 - 95⁰C erhalten wurden. Die Struktur

409845/1083

-H-

wurde durch Elementaranalyse und durch die Anwesenheit von drei Carbonylbanden im Infrarot Spektrum-bestimmt.

Beispiel 8

Herstellung von fif-2 '-Methoxycarbonyl-phenylthio-i, 2-benzisothiazolin-3-on

Eine Lösung von 7 feilen Brom in 16 Teilen Tetrachlorkohlenstoff wurde unter Rühren zu 6,72 Teilen Methyl-omercaptobenzoat, welches in 16 Teilen Tetrachlorkohlenstoff gelöst war, zugegeben. Die so erhaltene klare rote Lösung wurde zu 6,92 Teilen des Katriumsalzes von 1,2-3enzisothiazolin-3-on, welches in 44- Teilen trockenem Benzol suspendiert war, zugegeben. Die erhaltene Suspension wurde 50 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und dann filtriert. Der filterkuchen wurde ablaufen gelassen, mit V/asser gewaschen und getrocknet. Dieses Material war ein Gemisch aus dem gewünschten Produkt zusammen mit Bis(2-methoxycarbonyl-phenyl)-disulfid. Es wurde einmal aus einem Dimethylformamid/Wasser-Gemisch und einmal aus Dioxan umkristallisiert, wobei 1,2 Teile eines kristallinen Peststoffs (VI) mit einem Fp von 185 - 187°C erhalten wurden. Die Struktur der Verbindung

CH OCO

wurde durch das Infrarot Spektrum gestützt, welches Banden bei 1680 cm"*¹ und 1280 - 1320 cm"¹ zeigte, wobei Disulfid-Absorption abwesend war. Außerdem wurde die Struktur durch das 5E.S-Spektrum gestützt, welches nur eine Methylgruppe für jeweils 8 aromatische Protonen zeigte.

409845/1083

Beispiel 9

Herstellung von IT-(6 '-Mercaptohexamethylen-I '-thio)-1, 2-benzisothiazolin-3-on

2,68 Teile Sulfurylchlorid in 16 Teilen Tetrachlorkohlenstoff wurden bei 1O⁰C zu 2,5 Teilen 1,6-Dimercaptohexan in 16 Teilen Tetrachlorkohlenstoff zugegeben, und die lösung wurde mit Stickstoff entgast.

Die klare lösung wurde zu einer Suspension von 5,7 Teilen des Natriumsalzes von 1,2-Benzisothiazolin-3-on in 70 Teilen trockenem Toluol zugegeben. Die erhaltene Suspension wurde bei Raumtemperatur 18 Stunden lang gerührt und filtriert. Das Toluol wurde vom Filtrat entfernt, wobei ein gelbes Öl erhalten wurde, das mit 80 Teilen Äthanol extrahiert wurde. Eindampfen des Äthanolextrakts zur Trockne ergab 4,2 Teile eines gelben Peststoffs, der aus Äthanol umkristallisiert wurde und 3,5 Teile (VII) mit einem ?p von 125 - 127⁰C ergab. Die Struktur

-S- (CH,). - SH (VII)

2 ο

wurde durch Slementarahalyse und durch das NMR-Spek-crum bestätigt, welches ein Verhältnis von aromatischen zu aliphatischen Protonen von 1O anzeigte.

3eispiel 10

Folgende Verbindungen wurden auf bakteriostatische und fungistatische Aktivität getestet:

(die römischen Zahlen bezeichnen die Verbindungen in den 3eisOielen 2 und 5-8)

409845/1083

II. N-Isopropylthio-1, 2~benzisothiazolin~3-on .

III. N-Benzylthio-1,2-benzisothiazolin-3-on.

IV. N-Phenylthio-1,2-benzisothiazolin-3-on.

V. N-(N'-1',2'-Benzisothiazolin-3'-onylcarbonylthio) -1, 2-benzisothiazolin-3-on.

71. IT—2 '-Methoxycarbonylphenylthio-1, 2-benziso-

thiazolin-3-on.

Die Testverbindungen wurden zu Bahragar oder Malzagar zugegeben, so daß eine konzentration von 100 ppm erhalten wurde, und die Medien wurden dann in Petri-Schalen gegossen. Nach Verfestigung der Agarmedien wurden Oberflächenino^ulierungen mit den Bakterien Pseudomonas aeruginosa, Escherichia ooli und Staphylococcus aureus auf Nähragar und Pun^tino^ulationen mit den Pilzen Aspergillus niger, Pullularia pullulans, Chaetomium globosum, Alternaria tenuis, Polystictus versicolor und Trichoderma'viride auf Maltzagar durchgeführt. Die Nähragarplatten wurden 24 Stunden bei 37⁰C in^ubiert, und die Maltzagarplatten wurden 5 -age bei 25⁰C in^ubiert, worauf die inokulierten Petri-Schalen auf die Anwesenheit oder Abwesenheit von Wachstum geprüft wurden.

Die obigen fünf Verbindungen inhibierten vollständig das Wachstum aller drei Testorganismen bei 100 ppm.

Beispiel 11

Die Verbindung K"-(6 '-Mercaptohexamethylen-1 '-thio)-1, 2-benzisothiazolin-3-on (VII) wurde auf ba^teriostatische und f"ngistatische Aktivität durch das gleiche Verfahren und gegen die gleichen Organismen getestet, wie es in 3eispiel 10 beschrieben ist. Bei einer konzentration von 100 ppm inhibierte die Verbindung vollständig das Wachstum der Bakterien S.aureus und E.coli und der Pilze

409845/1083

Alt.tenuis, Chaetomium globosum und Polystictus versicolor.

Beispiel 12 . '

In diesem Beispiel wird ein Vergleich der "bakteriziden Aktivität von 1,2-Benzisothiazolin-3~on (I) und der N-thiosubstituierten Derivate II, III und V gegeben.

Sine wäßrige Suspension wurde aus einer über Nacht gezogenen Nahragarkultur des Bakteriums Escherichia coli (Stamm 5934) hergestellt, und 1 ml dieser Suspension wurde zu einer 100 ml-Probe Wasser zugegeben, welche die Testverbindung in der gewünechten konzentration enthielt. Proben wurden nach verschiedenen -^onta-tzeiten entnommen, um die Anzahl der überlebenden Bakterienzellen zu bestimmen.

Resultate sind in der folgenden Tabelle angegeben.

409845/1083

Verbindung und	ÜBERLEBENDE BAKTERIEN (ZE-bLEN/ML) NACH ^ΟΝΪΑ^.¹- ΖΞΓΙΞ2Τ VOF	1,9 x 1O⁷	17 Stunden	24 Stunden	41 Stunden
Konzentration	6 Stunden	V, 100 ppm 500 ppm ; O0	1,3 x 1O⁷	2,4 x 1O⁷	2,1 x10⁷
Nichts (Vergleich)	3,5 x 1O⁷	1,5 x 1O⁷	1,0 χ 10⁷ . <1O	>3 χ io⁵ ;
I, -100 ppm 500 ppm ι	_ 1,3 x 1O⁷	5,5 x 10⁶	6,2 χ 1O³ <1O	^1O ,
II,· 100 ppm ! 500 ppm ; <1O	1,3 x 10⁷ .	1,2 χ 10⁷	8,6 χ 10⁴
III, 100 ppm i 500 ppm	<1O	<1O <.1O	</\|0

Die Resultate zeigen, daß II, III und V alle eine raschere bakterizide Wirkung gegenüber E.coli aufweisen, als es bei I in der gleichen Testzeit des Versuchs der -Fall ist.

Beis-piel 1 3

In diesem Beispiel wird ein Vergleich der fungiziden Aktivität von I und der N-thiosubstituierten Derivate II, III und V angegeben.

Sterilisierte Nylonnetze von 1 cm auf Maltzagar werden mit einer Sporen suspension von Aspergillus niger'beimpft und 24 Stunden bei 25⁰C inkubiert, worauf die Netze mit Pilzmycel bedeckt sind, wobei "keine Sporenbildung begonnen hat.

Die Testverbindungen werden- in den gewünschten Konzentrationen in 100 ml-^Ti7asserproben, die sich in 250 ml fassenden konischen Flaschen befinden, hergestellt. Vier mit Pilz, beimpfte Quadrate werden dann in eine jede Flasche

409845/1083

überführt, die dann mit einem Orbitalschüttler bewegt wird. Zwei Netze werden nach 3 Stunden entfernt, und die verbleibenden beiden Wetze werden nach 6-stündiger Inkubation entfernt. Jedes Netz wird in 15 ml sterilem V/asser geschüttel't, bevor es auf eine Maltzagarplatte überführt wird, letztere wird dann 3 Tage bei 25⁰C inkubiert, worauf die Nylonnetze auf die Anwesenheit oder Abwesenheit von Pilzwachstum untersucht werden. Eine vollständige Abtötung des Pilzmycels ergibt sich aus der Abwesenheit irgendeines Wachstums auf oder rund um das Nylonnetz auf der Maltzagarplatte.

Die Resultate sind in der folgenden Tabelle angegebenί

Verbindung und Konzentration	Überlebendes 3 Stunden	+ +	Pilzmecyl nach 6 Stunden
ί j Nichts (Vergleich)	+	+
j I, 100 ppm ■ 250 ppm	+ +	+ +
: II, 100 ppm 25Ο ppm '	+ +	+
III, 100 ppm ; + 25Ο ppm ' +	+
' V, 100 ppm 25Ο ppm	+ —· ■

In dieser Tabelle bedeutet "+" ein Pilzv/achsturn, -d.h.

keine Abtötung

"-" kein Pilzwachstum, d.h, vollständige Abtötung.

40 9845/1083

Diese Resultate zeigen, daß die N-thiosubstatuierten Derivate II, III und V, aber nicht I, vollständig das Pilzmecyl während eines Zeitraums von 6 Stunden abtöten.

Beispiel 14

In diesem Beispiel wird ein Vergleich der "bakteriziden Aktivität von I und ^äen ^-substituierten Derivaten II, III, IV und V in einer wäßrigen Ölemulsion gegeben.

1 1 einer wäßrigen Ölemulsion, die 5 ί° Prosol 44-01 (iiobil) enthielt, wurde hergestellt und mit einem kleinen Volunen einer natürlich infizierten Emulsion infiziert. Nach einer 4-tägigen Inkubation bei 3O⁰C war die 1 1-Charge der Emulsion stark mit den Bakterien verseucht. 100 ml-Proben v/urden aus der Charge entnommen und in gesonderte Flaschen überführt. Zu einer jeden Probe wurde eines der Testbiozide zugegeben, so daß eine konzentration von 200 ppm erhalten wurde. Die Proben wurden dann bei 30⁰C ink^-biert, mnd Proben wurden nach 1 lag und 3 Tagen entnommen, um die Anzahl der überlebenden Bakterien zu bestimmen .

Die Resultate sind in der folgenden Tabelle angegeben:

409845/1083

Verbindung; Überlebende Zellen (Zellen/ml·)· nach

einer Inkubationszeit von 1 Tag 3 Tagen

Nichts 9,9 x 1O⁶ >3 χ 1O⁷

(Vergleich)

I 3,5 x 1O³ 3,7 x 1O⁴ '

II 6,1 χ 1O³ <Ίθ

III 8,8 χ 1O³ 6,4 x 1O²

IV 9,2 χ 1O³ 100

V 20 80_

Aus diesen Resultaten ist ersichtlich, daß die vier N-thiosubstituierten Derivate II, III, IV und V die Bakterienzahl in der ölemulsion schneller verringerten, als es bei I während der 3-tägigen Inkubation des Tests der· Fall war.

15

Vergleich der Aktivitäten von I und der N-thiosubstituierten Derivate II bei der Verringerung der Bakteriensahl im V/eis sung swasser einer Papiermühle.

Sin Weissungswasser, welches 0,3 Teile Stärke, 0,3 Teile Ton, 0,2 Teile Titandioxid, 0,01 Teil pflanzlichen Leim, 0,3 Teile Harz zur Erhöhung der Naßf es'tigkeit, 0,2 Teile Natriumaluminat, Alaun bis zur Erzielung eines pH-von 5, 0,2 Teile Harz, 10 Teile Pepton, 25 Teile Glucose, 100 Teile genahlenes Holz und 10 000 Teile Leitungswasser enthielt, wurde mit einem Gemisch von neun Bakterienkulturen inokuliert, die aus einemPapiermühlenrückstandswasser isoliert worden waren.

Das verunreinigte Medium wurde in Mengen von 100 ml in 200 ml fassende ^Kolben überführt, das Biozid wurde in

409845/1083

2Α190Ί7

der entsprechenden konzentration augegeben, und die •^olben wurden in einem Orbitalschüttler bei 25⁰C in^u-.biert. Zu Beginn wurden die Bakterien gezählt, und Proben wurden aus den Flaschen nach 24, 4-8 und 72 Stunden entnommen, um die Anzahl der überlebenden Bakterien zu ermitteln.

Die Resultate sind in der 'folgenden Tabelle angegeben :

ι Verbindung ί und I konzentration	Überlebende Bakterien (Zellen/ml) nach einer ^onta^tzeit von ' ;	48 Stunden ( 72 Stunden
I Nichts I (Vergleich)	24 Stunden	>3 x 10⁷ j >3 x 1O⁷ I t V
■ ■*·» 50 ppm . 25 ppm	>3 χ 10⁷	2,2 χ 10² j 70 1,2 χ 10⁴ j 5,4 x 10⁵ j
"II, 5O ppm 25 ppm	3,1 x 10⁵ 6,6 χ 10³	47 j ^1O · j <L1O j 1,2 χ 10⁵ i <1O 5 <1O ! i

Aus diesen Resultaten ist "klar, daß das N-thiosubstituierte Derivat II bei der Verringerung der Bakterienzahl in einem Weissungswasser viel wirksamer ist als die Verbindung I.

Patentansprüche:

409845/1083

Claims

Xy. ii-thiosubstituierte Isothiazolin-3-on-Verbindungen der allgemeinen Formel

worin

X für ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine C₁-C.-Alkyl- oder C -C.-Alkoxygruppe, eine Nitrogruppe oder eine Cyanogruppe steht;

R₁ für ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom,.eine G₁-C.Alk ylgruppe oder eine Cyanogruppe steht; R₂ für eine C^C^-Alkylsulfinyl- oder C₁-C -Alkylsulfonylgruppe oder eine Aralkylsulfinyl- oder Aralkylsulf on ylgruppe mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen steht, wenn R₁ Cyano ist; für ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Aralkylgruppe mit bis zu 8 kohlenstoffatomen oder eine C -C.-Halogenoalkylgruppe steht, wenn R₁ eine C -C.-Alkylgruppe oder ein Halogenatom ist, wobei jedoch Rp auch eine C -C -Alkylgruppe sein kann, wenn R₁ eine C -C.-Alkylgruppe ist; oder für eine Aralkylgruppe mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen oder eine C₁-C .-Halogenoalkylgruppe steht, wenn R₁ Wasserstoff ist;

R für eine C₁-C „-Alkylgruppe, eine substituierte C.-C „-Alkylgruppe, eine Arylgruppe, welche durch ein oder mehrere der Substituenten Halogen, C-O.-Alkyl, Aminocarbonyl, Mono- und Di-(C -C }-alkylaminocarbonyl, Carboxyl oder Alkoxy-(C.j-C^-carbonyl substituiert sein kann, eine Aralkylgruppe, eine Gruppe der lOrmel

409845/1083

oder

^s

worin X, R- und Rp die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, oder eine Gruppe der Formel -

s Si

-C-

steht, worin Z Sauerstoff oder Schwefel ist und R^ und

R. jeweils unabhängig voneinander eine C^-0 r-Allcylgruppe

sind oder R^ und R. zusammen mit dem N-Atom eine Gruppe der Formel

Λ .

oder

XJ-

S/ 2 ^s

bilden, wobei X, R₁ und Rg die oben angegebenen Definitionen haben; und
η für 1 oder. 2 steht;

sowie Isothiazolin-3-on-rVerbindungen der allgemeinen Formel

E S(CH,) SH oder

X, R₁ und R₉ die oben angegebenen Bedeutungen haben; R für ein Wasserstoffatom steht oder die oben angegebene Bedeutung hat; und

m für eine ganze Zahl von 2 bis 6 steht.

409845/1083
2. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1,2-Benzisothiazolin-3-one sind, worin X für ein Wasserstoffatom steht.
3. Verbindungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch .gekennzeichnet, daß R für eine Phenylgruppe steht, die einen Substituenten in ortho-Stellung zu dem Anknüpfungspunkt des Schwefelatoms an der Phenylgruppe aufweist.
4. Verbindungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Substituent eine o-Aminocarbonylgruppe oder eine ο-Äthoxycarbonylgruppe ist.
5. Verbindungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Phenylkern zusätzlich durch ein Chloratom, ein Bromatom oder eine Methylgruppe substituiert ist.
6. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Salz einer Isothiazolin-3-on-Verbindung der allgemeinen Formel

worin X, R₁ und Rp die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen, unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen in einem inerten Lösungsmittel mit dem'entsprechenden Sulphenylhalogenid umsetzt.
7. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Isothiazolin-3-on-Verbindung der allgemeinen Formel

409845/1083

oder

worin X, R₁ und· Rp &i-^e ^³³ Anspruch 1 angegebenen Bedeutun gen besitzen, in Gegenwart eines säurebindenden Mittels unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen in einem inerten lösungsmittel mit dem entsprechenden Sulphenylhalogenid umsetzt.
8. Verfahren zum Schütze von Medien, denen eine Infizierung durch Mikroorganismen droht oder die bereits infiziert sind, dadurch gekennzeichnet, daß man in das
Medium 1 bis 10 000 Gew.-ppm eines N-thiosubstatuierten Isothiazolin-3-ons nach Anspruch 1 einverleibt.·
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium aus Leder, einem Klebstoff, Holz, einem Anstrichfilm oder einem wäßrigen Medium besteht. .
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium aus dem Wassersystem einer Papiermühle, einer"Anstrichfarbe auf Wasserbasis oder einer
wäßrigen ölemulsion besteht.

409845/1083