DE68928874T2 - Biozide Zusammensetzungen - Google Patents
Biozide ZusammensetzungenInfo
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Description
- Diese Erfindung befaßt sich mit bioziden Zusammensetzungen, die ein Isothiazolon und ein anderes Biozid aufweisen, die durch ihren bestehenden Synergismus Mikroorganismen in verschiedenen Systemen, die Angriffen unterworfen sind, effektiver und umfangreicher kontrollieren. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten 2-n - Octyl-4-isothiazolin-3-on, auch bekannt als 2-n-Octyl-3-isothiazolon oder 2-n-Octylisothiazolon, mit 1,2-Dibrom-2,4-dicyanobutan.
- So, wie der Begriff "biozid" hier verwendet wird, soll er Bakterizide, Fungizide und Algizide umfassen, aber nicht darauf beschränkt sein; und "biozide Aktivität" richtet sich auf die Beseitigung von als auch auf die Hemmung des Wachstums von Bakterien, Pilzen und Algen.
- Biozide Isothiazolone werden in US-A-3,761,488; 4,105,431; 4,252,694; 4,265,899 und 4,279,762 und anderswo beschrieben. Das dort beschriebene 2-n -Octyl-4-isothiazolin-3-on (Octhilinon) ist ein hervorragendes Fungizid mit relativ geringer Aktivität gegenüber gramnegativen Bakterien. Die geringe Aktivität gegenüber gramnegativen Bakterien hat seinen Einsatz bei solchen industriellen Systemen eingeschränkt, wo sowohl Bakterien als auch Pilze die Systeme verschmutzen. Zur Steuerung dieser Situationen ist eine höhere Konzentration an Octhilinon erforderlich, die die Kosten der Behandlung erhöht. Deshalb war es wünschenswert, Zusammensetzungen zu finden, die effektiver sind und eine breitere Steuerung ergeben.
- Wir haben jetzt gefunden, daß Zusammensetzungen, die 2-n -Octyl-4- isothiazolin-3-on und 1,2-Dibrom-2,4-dicyanobutan innerhalb eines festgelegten Bereichs der Verhältnisse enthalten, unerwartet eine synergistische antimikrobielle Aktivität gegenüber einem großen Bereich von Mikroorganismen ergeben. Der Synergismus, in der die zerstörende Wirkung auf die Organismen durch die beiden Verbindungen zusammen größer ist, als die Summe der beiden Verbindungen allein, ist hinsichtlich der bekannten Aktivität der Bestandteile unerwartet. Als Folge des Synergismus kann die wirksame Dosis gesenkt werden, das nicht nur wirtschaftlicher, sondern erhöht auch den Sicherheitsspielraum. Noch wichtiger ist, daß die synergistischen Zusammensetzungen bei einer Reihe von Systemen für eine effektivere und umfangreichere Kontrolle der Mikroorganismen sorgen.
- Zu den wichtigen Anwendungsgebieten der synergistischen antimikrobiellen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung gehören ohne darauf beschränkt zu sein: Hemmen des Wachstums von Bakterien und Pilzen in wäßrigen Anstrichen, Klebstoffen, Latexemulsionen und Vergußmassen; zum Schutz von Holz; zur Konservierung von Schneidflüssigkeiten, zur Kontrolle von schleimbildenden Bakterien und Pilzen in Zellstoffsuspensionen und Papierfabriken und Kühltürmen; zur Sprüh- oder Tauchbehandlung von Textilien und Leder zur Verhinderung von Schimmelbildung; zum Schutz von Anstrichfilmen, besonders Außenanstrichen vor dem Angriff von Pilzen, der während des Verwitterns des Anstrichfilms auftritt; Schutz der Verarbeitungsanlagen während der Herstellung von Rohr- und Rübenzucker vor Schleimablagerungen; Verhinderung des Aufbaus und der Ablagerung von Mikroorganismen in Abluftwäschern oder Skrubbersystemen oder in industriellen Systemen zur Versorgung mit Frischwasser; Kontrolle der Verunreinigung durch und Ablagerung von Mikroorganismen in Bohr flüssigkeiten und Schlämmen auf dem Ölfeld und bei Verfahren der sekundären Erdölausbeutung; Verhinderung des Wachstums von Bakterien und Pilzen bei Papierbeschichtungsverfahren; Kontrolle des Wachstums von Bakterien und Pilzen und derartiger Ablagerungen während der Herstellung von verschiedenen Spezialplatten wie Hartpappen und Spanplatten; Verhinderung der Saftverfärbung von frisch geschnittenem Holz aller Art; Kontrolle des Wachstums von Bakterien und Pilzen bei Ton- und Pigmentschlämmen verschiedener Art; als Desinfektionsmittel auf harten Oberflächen zur Verhinderung des Wachstums von Bakterien und Pilzen an Wänden, Fußböden usw.; in Schwimmbecken zur Verhinderung des Algenwachstums; Hemmen des Wachstums von gefährlichen Bakterien, Hefen, Pilzen auf Pflanzen, Bäumen, Früchten, Samen oder Boden; Schutz von Tierbadezusammensetzungen gegen den Aufbau von Mikroorganismen und in der Fotoindustrie zur Verhinderung des Aufbaus von Mikroorganismen und ähnliches.
- Die Bestandteile der erfindungsgemäßen synergistischen Zusammensetzungen können dem System oder dem Ort, wo Mikroorganismen kontrolliert werden sollen, getrennt zugesetzt werden, oder als einfache Mischung die die wesentlichen Bestandteilen und, wenn gewünscht, einen geeigneten Träger oder Lösemittel enthält, formuliert oder als wäßrige Emulsion oder Dispersion zugesetzt werden.
- Die Erfindung schafft somit mikrobielle Zusammensetzungen, enthaltend (a) Octhilinon und (b) 1,2-Dibrom-2,4-dicyanobutan, wobei das Gewichtsverhältnis von (a) : (b) von 150 : 1 bis 1 : 450 beträgt.
- Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Hemmung des Wachstums von Bakterien, Pilzen oder Algen an einem damit verunreinigten Ort, oder der anfällig für Verunreinigung durch Bakterien, Pilze oder Algen ist; durch Einbringen in oder Aufbringen auf den Ort einer oder mehrerer der oben beschriebenen synergistischen Zusammensetzungen in einer zum negativen Beeinflussen des Wachstums von Bakterien, Pilzen oder Algen wirksamen Menge.
- Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann als Lösungen in Wasser formuliert werden. Während die Menge der vorliegenden Zusammensetzung in der formulierten Lösung über einem großen Bereich schwanken kann, können die Lösungen herkömmlich formuliert sein, um von etwa 20 bis etwa 400 ppm der Zusammensetzung in Lösung zu enthalten, wobei der bevorzugte Bereich der Zusammensetzung bei etwa 25 bis 200 ppm liegt. Bei der Formulierung der Lösung können andere, mit Wasser mischbare Lösemittel, wie Ethylalkohol, Propylalkohol, Isopropylalkohol, Diethylenglycol, Dipropylenglycol, Polyethylenglycol, Diethylenglycolethylether und ähnliche verwendet werden, um die Auflösung der aktiven Bestandteile zu unterstützen. Darüber hinaus können verschiedene andere herkömmliche Zusatzstoffe verwendet werden, wie oberflächenaktive Mittel, Dispersionsmittel, Korrosionshemmer und ähnliche.
- Der Synergismus dieser Zweikomponentenzusammensetzungen wird durch das Prüfen eines großen Bereichs von Konzentrationen und Verhältnissen der Verbindungen gezeigt, durch zweifache aufeinanderfolgende Verdünnungen in einem flüssigen Wachstumsmedium eines Biozids in einer Dimension und eines anderen Biozids in der zweiten Dimension, im Einsatz gegen das Bakterium Escherichia coli (ATCC 11229) oder den Pilz Candida albicans (ATCC 11651) oder eine gemischte Kultur von Bakterien und Pilzen, die ein Metallbearbeitungsmedium normalerweise verunreinigen. Jedes Prüfröhrchen wurde mit etwa 2 · 10&sup7; Bakterien pro ml oder 2 · 10&sup6; Pilzen pro ml beimpft. Die niedrigsten Konzentrationen von jeder Verbindung oder den Mischungen zur sichtbaren Hemmung des Wachstums (Trübung) bei 37ºC für E. coli und bei 30ºC für C. albican oder bei der gemischten Kultur für mehr als zwei Tage sind die minimalen Hemmkonzentrationen (MIC). Die niedrigste Konzentration von jeder Verbindung oder der Mischungen zum Abtöten von 99,9% der Pilze oder 99,999% der Bakterien nach einer bestimmten Einwirkungszeit von 1 Tag bis zu 7 Tagen wird als die minimale Biozidkonzentration (MBC) angenommen. Sowohl MIC als auch MBC werden als Endpunkte der Aktivität angesehen. Endpunkte für die Mischungen von Verbindung A und Verbindung B wurden dann mit den Endpunkten für Verbindung A allein und Verbindung B allein verglichen. Der Synergismus wurde nach einer gemeinhin verwendeten und akzeptierten Methode, beschrieben durch Kuli, F. C.; Eisuran, P. C.; Sylwestrowicz, H. D. und Mayer, R. L. in "Angewandte Mikrobiologie", 9 : 538-541 (1961) bestimmt, und 'zwar unter Verwendung des Verhältnisses, festgelegt durch
- Qa/QA + Qb/QB = Synergieindex (SI)
- worin
- QA = Konzentration der Verbindung A in Teilen pro Million (ppm), allein wirkend, die einen Endpunkt ergab.
- Qa = Konzentration von Verbindung A in ppm in der Mischung, die einen Endpunkt ergab.
- QB = Konzentration der Verbindung B in ppm, allein wirkend, die einen Endpunkt ergab.
- Qa = Konzentration von Verbindung B in ppm in der Mischung, die einen Endpunkt ergab.
- Wenn die Summe von Qa/QA und Qb/QB größer als 1 ist, verweist das auf einen Antagonismus. Wenn die Summe gleich 1 ist, verweist das auf Additivität und bei weniger als 1 wird der Synergismus bewiesen.
- Die Prüfergebnisse für den Beweis des Synergismus von Biozidkombinationen werden in Tabelle 1 aufgeführt. Der Aufbau der Tabelle soll zeigen:
- 1. die typische Kombination von Verbindung A und Verbindung B
- 2. Prüfung gegen E. coli (Ecol) oder C. albican (Calb) oder eine Mischkultur von Bakterien und Pilzen (gemischt)
- 3. entweder das Prüfmedium Trypticase-Sojanährlösung (TSB) oder minimales Salzmedium + 0,2% Glucose (M9 G)
- 4. die Methode der Bewertung (Prüfung) entweder durch MIC oder durch MBC. MBCld bedeutet MBC, bestimmt nach 1 Täg des Einwirkens des Biozids. MBC2d bedeutet MBC, bestimmt nach 2 Tagen des Einwirkens des Biozids usw.
- 5. die Endpunktaktivität in ppm, gemessen durch MIC oder MßC für Verbindung A allein (AQ), für Verbindung B allein (QB), für Verbindung A in der Mischung (Qa) oder für Verbindung B in der Mischung (Qb)
- 6. die Berechnung des Synergieindexes (SI) auf der Grundlage der Formel SI = Qa/QA + Qb/QB und des Verhältnisses von Verbindung A zu Verbindung B in den synergistischen Kombinationen (Qa : Qb)
- 7. den Bereich der Verhältnisse für Synergismus und die bevorzugten Verhältnisse.
- Wie beim Studieren von Tabelle 1 zu erkennen ist, weisen die Zusammensetzungen der Erfindung synergistische antimikrobielle Aktivitäten auf, bestimmt durch die minimalen Hemmkonzentrationen (MIC), und synergistische biocide Aktivität, bestimmt durch die minimalen Biozidkonzentrationen (MBC), und sie zeigen eine überraschend größere Aktivität als die algebraische Summe der einzelnen Bestandteile, die die jeweilige Zusammensetzung ausbilden.
- Als Gegensatz dazu ein Beispiel für eine nicht synergistische Kombination von Octhilinon und Natriumdichlorphen in Tabelle 2. In diesem Beispiel für Nichtsynergismus werden die antibakteriellen Aktivitäten weder des Octhilinons noch des Natriumdichlorphens, gemessen durch die Aktivitäten gegen E. coli, durch das Vorhandensein oder Fehlen der anderen Komponente in der Kombination nicht beeinflußt. Das ist auch nicht antagonistisch, weil bei keiner Komponente in der Kombination ein Verlust der Aktivität festgestellt wurde. Die fungizide Aktivität, wie sie durch die Aktivität gegen C. albican gemessen wurde, nahm als Folge der Kombination tatsächlich zu. Die erhöhte Aktivität ist jedoch lediglich additiv, weil der Synergieindex gleich 1 ist.
- In den meisten Fällen wirken die synergistischen Aktivitäten auf Bakterien, Pilze und eine Mischung aus Bakterien und Pilzen. Somit verringern die Kombinationen nicht nur die Gebrauchsmenge Biozid sondern erweitern auch das Spektrum der Aktivität. Das ist besonders in Situationen nützlich, wo Octhilinon auf Grund der schwachen Aktivität gegen bestimmte Organismen nicht die besten Ergebnisse erreicht. Für Octhilinonkombinationen ist die synergistische Aktivität gegen gramnegative Bakterien am signifikantesten in Situationen, wo im System sowohl Bakterien als auch Pilze vorhanden sind. Tabelle 1: Kombination von Octhilinon und 1,2-Dibrom-2,4-dicyanobutan Fortsetzung Tabelle 1:
- Die synergistischen Verhältnisse von Verbindung A zu Verbindung B reichen von 10 : 1 bis 1 : 25. Die bevorzugten Verhältnisse sind 1,2 : 1 bis 1 : 3,2. Tabelle 2: Kombination von Octhilinon und Natriumdichlorphen
- NA = nicht anwendbar, weil es kein Endpunkt der Aktivität ist.
Claims (7)
1. Biozide Zusammensetzung, enthaltend:
(a) 2-n-Octyl-4-isothiazolin-3-on und
(b) 1,2-Dibrom-2,4-dicyanobutan,
wobei das Verhältnis von (a) : (b) 150 : 1 bis 1 : 400 beträgt.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verhältnis von (a): 1,2-Dibrom-2,4-dicyanobutan 10 : 1 bis 1 : 25
beträgt.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verhältnis von (a): 1,2-Dibrom-2,4-dicyanobutan 1,2 : 1 bis 1 : 3,2
beträgt.
4. Verfahren zum Hemmen des Wachstums von Bakterien, Pilzen oder
Algen an einem damit verunreinigten Ort oder der anfällig für
Verunreinigung durch Bakterien, Pilze oder Algen ist, durch
Einbringen in oder Aufbringen auf den Ort einer zum negativen
Beeinflussen des Wachstums von Bakterien, Pilzen oder Algen
wirksamen Menge einer Zusammensetzung nach einem der vorstehenden
Ansprüche.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort ein
wäßriges Medium ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zusammensetzung in einer Menge von zwischen 20 und 400 ppm von (a)
plus (b) vorhanden ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zusammensetzung in einer Menge von zwischen 25 und 200 ppm von (a)
plus (b) vorhanden ist.
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