DE69209054T2

DE69209054T2 - Alkylthioethanamincarbaminsäure-derivate und ihre verwendung in bioziden zusammensetzungen

Info

Publication number: DE69209054T2
Application number: DE69209054T
Authority: DE
Inventors: Charles Gartner; Attila Relenyi; Richard Walter
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1992-01-15
Publication date: 1996-08-01
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: CA2100959A1; JPH06504999A; DE570427T1; US5118534A; WO1992013449A1; EP0570427B1; AU1190192A; DE69209054D1; EP0570427A4; BR9205599A; EP0570427A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine neue Verbindung und ein Verfahren zu ihrer Verwendung zum Inhibieren des Wachstums von Mikroorganismen und marinen Organismen auf Oberflächen.
Mit dem Wachstum von Hefen, Schimmel, Pilzen, Bakterien und Algen auf Oberflächen, wie etwa Duschkabinen, verbundene Probleme umfassen eine Verfärbung und möglicherweise unhygienische Oberflächen. Derzeit auf dem Markt erhältliche Reinigungsmittel, die eine Verfärbung "bleichen", hinterlassen geringfüge oder keine Reinigungsmittelreste, um ein rasches Wiederwachstum der Organismen zu verhindern
Es wäre sehr wünschenswert eine kommerziell akzeptable Zusammensetzung und ein Verfahren zur Verwendung der Zusammensetzung zu haben, um das Wachstum derartiger Mikroorganismen und mariner Organismen durch Verwendung einer in situ erzeugten oder vorgefertigten antimikrobiellen Filmschicht, die auf der Oberfläche für eine beträchtliche Zeitspanne verbleibt, zu inhibieren.
Alkylthioethylamine und damit verwandte Alkylaminosulfide sind für ihre bakterizide Wirkung bekannt. Pilze und Bakterien wurden durch die Verwendung von Alkylthioalkylaminen und Dithiocarbamaten bekämpft, während Wasserunkräuter durch Phenylthioalkylamine bekämpft wurden.
Das US-Patent 4,816,061 von Walter jr. et al., lehrt die Verwendung von Alkylthioalkylaminen zum Inhibieren von Mikroorganismen und/oder zum Bekämpfen des Biobewuchses von Kühltürmen.
Alkalimetallcarbamate von Aminen wurden als Antioxidationsmittel für Schmiermittel verwendet, während gefunden wurde, daß Polyamincarbamate als Vulkanisierungsmittel für Fluorgummis geeignet sind.
Die Wunsch zum Identifizieren oder Entdecken neuer antimikrobieller Mittel ist aus mehreren Gründen weitgehend erkannt. Diese umfassen die Entwicklung von Mikrobenstämmen, die gegenüber bekannten antimikrobiellen Mitteln resistent sind, das Auftreten von nicht wünschenswerten Wechselwirkungen von bestimmten bekannten antimikrobiellen Mitteln mit dem Medium oder Produkt worin das antimikrobielle Mittel verwendet wird und die hohe Toxizität von bestimmten bekannten antimikrobiellen Mitteln gegenüber bestimmten Nicht- Zielorganismen, wie etwa Säugern.
Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch die Offenbarung einer neuen Verbindung, die als ein antimikrobielles Mittel zum Inhibieren des Wachstums von Mikroorganismen oder marinen Organismen auf Oberflächen verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Verbindung entsprechend der Formel.
worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen sind und m und n jeweils unabhängig ganze Zahlen, ausgewählt aus 2 oder 3 sind.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf eine antimikrobielle Zusammensetzung, umfassend ein inertes Verdünnungsmittel und eine antimikrobiell wirksame Menge einer Verbindung entsprechend der Formel
worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen sind und m und n jeweils unabhängig ganze Zahlen, ausgewählt aus 2 oder 3 sind.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zum Inhibieren des Wachstums von Mikroorganismen und marinen Organismen auf einer Oberfläche, umfassend das Aufbringen auf die Oberfläche von (i) einer ersten Verbindung entsprechend der Formel:
RS(CH&sub2;)mNH&sub2; (Formel II)
worin R eine Alkylgruppe mit von 6 bis 16 Kohlenstoffatomen ist und m eine ganze Zahl, ausgewählt aus 2 oder 3 ist und (ii) einer zweiten Verbindung entsprechend der Formel:
R&sub1;S(CH&sub2;)nNH&sub2; (Formel IIa)
worin R&sub1; eine Alkylgruppe mit von 6 bis 16 Kohlenstoffatomen ist und n eine ganze Zahl, ausgewählt aus 2 oder 3 ist und worin die Oberfläche während dem Aufbringen der Verbindungen in Kontakt mit Luft ist. Die erste und die zweite Verbindung werden in Mengen aufgebracht, um das Wachstum von Mikroorganismen und marinen Organismen auf der Oberfläche wirksam zu inhibieren und wobei ein Film der Verbindung der Formel:
worin R, R&sub1;, m und n wie vorstehend definiert sind, auf der Oberfläche gebildet wird.
In einer anderen Hinsicht betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verwendung der Verbindung von Formel I zum Inhibieren des Wachstums von Mikroorganismen und marinen Organismen auf einer Oberfläche, umfassend das Aufbringen auf die Oberfläche einer Verbindung, entsprechend der Formel:
worin R und R&sub1; unabhängig Alkylgruppen mit von 6 bis 16 Kohlenstoffatomen sind und m und n unabhängig ganze Zahlen, ausgewählt aus 2 oder 3 sind und worin die Verbindung in einer zum Inhibieren des Wachstums von Mikroorganismen und marinen Organismen auf der Oberfläche wirksamen Menge aufgebracht wird. "Aufbringen auf die Oberfläche" soll sowohl das direkte Anwenden der Verbindung auf die Oberfläche oder das Anwenden von Vorläufern der Verbindung, welche reagieren, um die Verbindung zu bilden, auf die Oberfläche, umfassen.
Die Erfindung betrifft eine Verbindung entsprechend der Formel:
worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen mit von 6 bis 16 Kohlenstoffatomen sind und m und n jeweils unabhängig ganze Zahlen aus 2 oder 3 sind.
In den Verbindungen von Formel I ist es bevorzugt, daß m oder n 2 ist. Es ist auch bevorzugt, daß R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen mit von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind. Die bevorzugteste Verbindung ist ein n- Decylthioethylamincarbaminsäurederivat, worin sowohl R als auch R&sub1; eine Decylgruppe ist und m und n jeweils die ganze Zahl 2 sind.
In der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen soll der Ausdruck "Alkyl" geradkettige und verzweigtkettige Alkyle bezeichnen. Vorzugsweise soll der Ausdruck "Alkyl" geradkettige Alkyle mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen und verzweigtkettige Alkyle mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen bezeichnen. Bevorzugter wird der Ausdruck "Alkyl" verwendet, um geradkettige Alkyle mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und verzweigtkettige Alkyle mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen zu bezeichnen.
Der Ausdruck "Mikroorganismen" soll, wie er hier verwendet wird, Bakterien, Pilze, Viren, Algen, subvirale Mittel und Protozoen betreffen.
Der Ausdruck "marine Organismen" soll marine Lebenswesen, wie etwa Rankenfüßer, Serpulid, Bryozoen, Austern und Hydroide, marine Pflanzen, wie etwa Grünalgen und Braunalgen und andere typische marine Lebewesen umfassen.
Der Ausdruck "Film" betrifft, wie er hier verwendet wird, einen Überzug oder eine Schicht aus den Verbindungen der Formel I oder der Formel II auf einer Oberfläche, die in Kontakt mit Luft ist. Ein derartiger Film sollte mindestens ein Molekül dick sein und kann bis zu 1 Millimeter (mm) dick sein.
Der Ausdruck "zusätzliches Kohlendioxid", wie er hier verwendet wird, betrifft dasjenige Kohlendioxid, welches in der Verbindung von Formel II oder IIA oder einem Gemisch von Verbindungen von Formel II und IIA nicht inhärent oder innewohnend ist, sondern über eine externe Quelle, welche in der vorliegenden Erfindung atmosphärisches Kohlendioxid sein könnte, zugegeben wird.
Der Ausdruck "wirksame Menge" betrifft, wie er hier verwendet wird, die Menge einer Verbindung oder eines Gemischs aus zwei oder mehr Verbindungen dieser Erfindung, die erforderlich ist, um eine Inhibierung oder Abtötung ausgewählter Organismen zu zeigen. Typischerweise variiert diese Menge von etwa 1 Teil pro Million (ppm) bis etwa 100.000 ppm bezüglich des Gewichts der Formulierung. Derartige Mengen variieren in Abhängigkeit von der speziellen getesteten Verbindung, den anvisierten Organismen und der auf einen gegebenen Bereich anzuwendenden Formulierungsmenge. Auch kann die genaue Konzentration der zuzugebenden Verbindungen bei der Behandlung von industriellen und Verbraucherformulierungen in einem Produkttyp in Abhängigkeit von den Komponenten der Formulierung variieren.
Der Ausdruck "inhibieren" betrifft, wie er hier verwendet wird, eine Unterdrückung, Bekämpfung, Stase, ein Abtöten, eine Verzögerung oder eine beliebige andere Wechselwirkung mit den normalen Lebensprozessen von Mikroorganismen, wie etwa Algen, Baktieren, Hefe, Schimmel und marinen Organismen, wie etwa Mollusken, Hydroiden und Manteltieren.

Strukturformel des Carbaminsäurederivats von Alkylthioalkylamin

In der folgenden Diskussion bedeuten R&sub2; und R&sub3; einfach generische Alkylgruppen.
Die chemische Struktur des Reaktionsprodukts von einem aliphatischen Amin mit Kohlendioxid wurde in U. Mioc und S. Ribnikar, Bull. de la Soc. Chim. Beograd, 43 (9), 603-612 (1978) als eine Carbaminsäure beschrieben, die die in der folgenden Gleichung gezeigte Struktur aufweist:
Mioc et al., Bull. de la Soc. Chim. Beograd, 43 (10), 725-732 (1978) haben vorgeschlagen, daß die in der Reaktion von aliphatischem Amin mit Kohlendioxid gebildete Carbaminsäure ein Säurebasepaar mit dem freien Amin im Reaktionsgemisch, wie in der folgenden Formel dargestellt, bildet:
Analog wird angenommen, daß das anfänglich gebildete Produkt der Reaktion von Alkylthioalkylamin mit Kohlendioxid in der vorliegenden Erfindung eine durch die Formel III dargestellte Alkylthioalkylcarbaminsäure ist:
Vermutlich reagiert die so erzeugte Carbaminsäure weiterhin mit dem freien Amin, um das der Verbindung von Formel I ähnliche Carbaminsäurederivat zu ergeben:
Die Carboxylierung von 2-(Octylthio)ethanamin in der vorliegenden Erfindung führt vermutlich zu einer Carbaminsäurezwischenstufe der Formel:
Die Carbaminsäure reagiert dann mit einem anderen Molekül 2- (Octylthio)ethanamin, um ein 2- (Octylthio)ethanamincarbaminsäurederivat der Formel:
zu ergeben.
Die Struktur des Carbaminsäurederivats, das wie vorstehend erhalten wird, wurde durch Kohlenstoff magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR), Infrarotspektroskopie (IR) und Elementaranalyse charakterisiert und stimmt mit der vorstehenden Formel überein.

Herstellung

Verfahren zur Herstellung der Alkylthioalkylamine der Formel II und IIa sind in der Technik bekannt, z.B. in den US- Patenten Nr. 3,291,363 und 3,524,719. Sie können auch hergestellt werden durch Umsetzen von Ethyloxazolin mit einem Mercpatan, d.h. einem aliphatischen Thiol, wie etwa "RSH", mit nachfolgender Hydrolyse des resultierenden Amids, um das erwünschte Amin zu ergeben. Ethyloxazoline und Mercaptane sind kommerziell zur Verwendung als Ausgangsmaterialien erhältlich.
Eine Carboxylierung von Alkylthioalkylaminen der Formeln II und IIA, um Alkylthioalkylcarbaminsäurederivate zu erhalten, wird erreicht, indem man Kohlendioxidgas durch eine Acetonitrillösung von Alkylthioalkylamin hindurchperlen läßt, um ein weißes Präzipitat zu erhalten, das durch bekannte Verfahren, wie etwa Saugfiltration, Zentrifugation oder ähnliche Feststoffisolierungsverfahren aus einem heterogenen Gemisch gewonnen wird.

Verfahren zur Anwendung

Das Verfahren dieser Erfindung kann durchgeführt werden durch Aufbringen einer wirksamen Menge einer Lösung, einer Aufschlämmung, einer Suspension, einer Paste oder einer festen Zusammensetzung der vorbereiteten Carbaminsäurederivate der Formel I auf Oberflächen, wie etwa Duschkabinen, Anstriche, Wände, Fliesen, Schiffe oder Bohlenwände, wo eine biozide Aktivität erwünscht ist.
Eine Lösung aus festen Carbaminsäurederivaten kann durch Lösen der Verbindungen von Formel I in polaren aprotischen Lösungsmitteln, wie etwa Dimethylformamid, erhalten werden.
Eine feste Formulierung von Carbaminsäurederivaten der Formel I kann erhalten werden durch Mischen des Carbaminsäurederivats mit festen Füllmitteln, wie etwa Calciumcarbonat. Eine Suspension der Carbaminsäurederivate kann hergestellt werden durch Suspendieren des Carbaminsäurederivats in Lösungsmitteln, in welchen das Carbaminsäurederivat begrenzt löslich ist und derartige Suspensionen können dann zu Pasten oder Aufschlämmungen durch die Verwendung von Verdickungsmitteln, wie etwa Cellulosethern, verarbeitet werden.
In einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung wird eine wirksame Menge von mindestens einem Amin, das jeweils der Formel II oder Formel IIa entspricht, in der Form einer Lösung, einer Aufschlämmung, einer Suspension, einer Paste, einer Flüssigkeit oder eines Sprays auf eine ausgewählte Oberfläche aufgebracht, die zur Zeit der Anwendung der Amine mit Luft in Kontakt ist. Die Amine der Formel II und Formel IIa können gleich oder verschieden sein. Die Lösungen der freien Amine können durch Lösen der freien Amine der Formel II oder IIa in Lösungsmitteln, wie etwa Methylenchlorid oder Acetonitril, hergestellt werden. Eine Paste oder eine Aufschlämmung der freien Amine kann durch Mischen von flüssigen Alkylthioalkylaminen mit Verdickungsmitteln, wie etwa Celluloseethern, erhalten werden. Das freie Amin kann auch in einem Aerosolmaterial, wie etwa fluoriertem Kohlenwasserstoff oder einem anderen Treibmittel, zur Verwendung als ein Spray, dispergiert sein. Zusätzlich zu einem Lösungsmittel können ein Verdünnungsmittel oder Dispersionsmittel, andere Hilfsmittel&sub1; wie etwa Pigmente, Viskositätsmodifikationsmittel und oberflächenaktive Mittel in der Formulierung vorliegen.
Eine bevorzugte Anwendung ist die Herstellung von bioziden Schäumen, da das Amin leicht in ein Schäumungsmittel, wie etwa Methylenchlorid, zusammen mit Luft eingebracht werden kann.
Bei der Anwendung auf eine Oberfläche werden die freien Amine in situ mit zusätzlichem in der Atmosphäre vorliegendem Kohlendioxid reagieren, um mindestens ein Carbaminsäurederivat zu erzeugen, das dann als eine biozide Matrix wirkt. Das Carbaminsäurederivat verbleibt typischerweise in Abhängigkeit von der Natur und der behandelten Oberfläche und der nach der Aufbringung eines Films durchgeführten Verwendung, mindestens für fünf Tage auf der Oberfläche. Entsprechend der Situation kann entweder die Verbindung entsprechend Formel 1, ein Gemisch von Verbindungen von Formel II und IIa oder mindestens eine Verbindung entsprechend Formel II oder IIa in einer Menge aufgebracht werden, die wirksam ist, um das Wachstum von Mikroorganismen oder marinen Organismen zu verzögern.
Eine andere Anwendung der vorliegenden Erfindung betrifft Anstrichformulierungen. Das Amin kann mit zusätzlichem Kohlendioxid reagieren, um einen nicht auslaugbaren Film während dem Prozeß der Anstrichfilmbildung zu bilden, ungeachtet der Anstrichf ilmbildungsmechanismen.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung weiter veranschaulichen aber nicht als begrenzend interpretiert werden.

Beispiel I

Synthese von 2-(Octylthio)ethylpropionamid

1200 Gramm (g) (12,1 Mol) 2-Ethyl-2-oxazolin und 1771 g (12,1 Mol) 1-Octanthiol werden in einem großen Becherglas gemischt und in einen mit trockenem Stickstoff gespülten 5 Liter Rundkolben eingebracht. 3,944 Gramm (28,9 mmol) gepulverter Zinkchloridkatalysator werden zugegeben und das Gemisch wird bei 170ºC für vier Stunden erhitzt, um ein strohgelbes Öl als Rohprodukt zu erhalten, das sich bei 40ºC verfestigt. Eine fraktionierte Destillation ergibt 2849 g (96 % Ausbeute) eines klaren Öls, Siedepunkt 166ºC bis 179ºC (0,2 bis 0,3 mmHg), welches sich beim Kühlen zu einem weißen, wachsartigen, kristallinen Feststoff verfestigt (Fp. 37ºC bis 38ºC). Die Strukturidentität wird durch IR, Protonen-NMR und Elementaranalyse bestätigt.

Hydrolyse von 2-(Octylthio)ethylprorionamid um 2- (Octylthio)ethanamin zu erhalten

Eine flüssige Schmelze (50ºC) von n-Octylthioethylpropionamid (804,6 g, 3,28 Mol) wird zu 750 ml konzentrierter (36,6 %) wäßriger Chlorwasserstoffsäurelösung in einen ummantelten 4 Liter Glasreaktor gegeben. Das gerührte Gemisch wird auf 90ºC für 72 Stunden erhitzt. Die resultierende heiße Lösung wird auf pH 13 mit 400 ml 12 M wäßriger Kaliumhydroxidlösung gebracht, wobei die Temperatur zwischen 60ºC und 90ºC gehalten wird. Nachdem die Lösung auf einen pH von 13 gebracht ist und man sie ungerührt für 1/2 Stunde stehen läßt, trennt sich eine dunkelbraune organische Phase sauber als die obere Phase, die für eine nachfolgende Destillation gewonnen wird.
Eine fraktionierte Destillation unter Stickstoff ergibt 527 g (71,2 % Ausbeute) eines klaren Öls, Siedepunkt 125ºC bis 127ºC (0,3 mmHg), das durch IR, Protonen-NMR und Elementaranalyse identifiziert wird.

Carboxylierung von 2-(Octylthio)ethanamin um ein Carbaminsäurederivat zu erhalten

Kohlendioxid wird durch eine Acetonitrillösung (60 ml) von 10 g (52,8 mMol) 2-(Octylthio)ethylamin geperlt, um ein weißes Präzipitat zu erhalten, das durch Saugfiltration isoliert wird. Das Produkt wird dreimal mit 10 ml Portionen Acetonitril gewaschen und wird dann dreimal mit 20 ml Portionen Methyl-t- butylether gewaschen. Das Produkt wird luftgetrocknet, um 7,77 g Octylthioethylamincarbaminsäurederivat als ein weißes Pulver (62,1 % Ausbeute) zu ergeben. Das Produkt wird weiter durch IR, Protonen-NMR und Elementaranalyse charakterisiert.

Beispiel II

Synthese von 2-(Decylthio)ethanaminhydrochlorid

225 Pound (102 kg) Decylmercaptan werden in einen ummantelten Reaktor, der mit einem Rührer ausgestattet ist, eingebracht. 1,25 Pound (0,6 kg) Zinkchloridkatalysator werden über das Mannloch zugegeben. Das System wird auf 140ºC erhitzt und 130 Pound (59 kg) 2-Ethyl-2-oxazolin werden mit einer Rate von 3 lbs (1,4 kg)/min in etwa 45 Minuten zugegeben. Man läßt der Reaktion bis zur Vervollständigung etwa 30 Minuten, der Reaktor wird auf etwa 120ºC gekühlt und 155 Pound (70 kg) 32 Gew.-%-ige Chlorwasserstoffsäure werden dann zu dem Reaktionsgemisch gegeben. Der Reaktor wird auf 150ºC bis 160ºC erhitzt, zu welcher Zeit der Dampfdruck des Systems ungefähr 60 psi (410 kPa) ist. Die Temperatur wird nahe 150ºC für 2 Stunden gehalten, um die Hydrolyse zu vervollständigen.

Synthese von 2-(Decylthio)ethanamin

Nachdem die Hydrolyse im vorstehenden Schritt vollständig ist, wird der Reaktor auf etwa 100ºC abgekühlt und 2,0 Äquivalente Natriumhydroxid (217 lbs (98 kg) 50 Gew.-%-ige Lösung) werden, basierend auf der bei der Herstellung von 2- (Decylthio) ethanaminhydrochlond zugegebenen Chlorwasserstoffsäure, unter Rühren in ungefähr 30 Minuten eingebracht. Man läßt das Reaktionsgemisch absitzen bis eine Phasentrennung vollständig ist (30 Minuten) und das 2- (Decylthio)ethanamin wird abdekantiert. Das 2- (Decylthio)ethanamin kann über ein Trocknungsmittel, wie etwa Natriumsulfat, geführt werden oder kann vakuumgestrippt werden, um gelöstes und/oder mitgeschlepptes Wasser zu entfernen.
2-(Decylthio)ethanamin kann auch aus dem Reaktionsgemisch gewonnen werden durch Extraktion mit einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel, wie etwa Toluol oder Methylenchlorid. Die resultierende Lösung kann von der wäßrigen Phase abdekantiert werden und auf die hier vorstehend beschriebene Art getrocknet werden.

Svnthese des Carbaminsäurederivats von 2-(Decylthio)ethanamin

Das Carbaminsäuresalz von 2-(Decylthio)ethanamin kann hergestellt werden indem Kohlendioxidgas in die organische Lösung von 2-(Decylthio)ethanamin, das wie vorstehend beschrieben erhalten wurde, geperlt wird.
Das Carbaminsäuresalz von 2-(Decylthio)ethanamin kann auch hergestellt werden indem 2-(Decylthio)ethanamin gegossen wird, um einen Film zu bilden und Kontaktieren des Films mit zusätzlichem Kohlendioxid oder Kohlendioxidverdampfung von Trockeneis. Das Kohlendioxid reagiert mit dem Amin, um das Carbaminsäurederivat von 2-(Decylthio)ethanamin zu bilden.
Das Carbaminsäurederivat kann auch hergestellt werden durch Sprühen von 2-(Decylthio)ethanamin als Nebel in eine Kammer, die Kohlendioxid enthält, um das Carbaminsäuresalz von 2(Decylthio)ethanamin zu bilden.

Biozide Wirkung

Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind nützlich aufgrund der bioziden Aktivität und können als antimikrobielle Mittel und/oder Antipilzmittel verwendet werden. Ihre Effizienz variiert mit der Konzentration der verwendeten Verbindung und dem speziellen zu bekämpfenden Organismus.
Die biozide Wirkung der Verbindung der vorliegenden Erfindung wird demonstriert durch Verwenden von 2- (Decylthio) ethylamincarbaminsäurederivat (DTEA Carbaminsäurederivat) und 2- (Octylthio)ethylamincarbaminsäurederivat (OTEA Carbaminsäurederivat) als repräsentative Verbindungen der Erfindung.
Die minimale inhibierende Konzentration (MIC) für DTEA- und OTEA-Carbaminsäurederivate wird für 9 Bakterien unter Verwendung von Nähragar und für DTEA Carbaminsäurederivate für 7 Hefen und Pilze unter Verwendung von Malzhefeagar bestimmt. Eine 1 %-ige Lösung von einem DTEA- oder OTEA- Carbaminsäurederivat wird in einem Gemisch aus Aceton und Wasser hergestellt. Nähragar wird mit einem pH von 6,8 hergestellt, was einem neutralen Medium entspricht und mit einem pH von 8,2, was einem alkalischen Medium entspricht. Die Nähragars werden hergestellt durch Zugeben von 23 g Nähragar in einen Liter entionisiertes Wasser. Darüber hinaus wird das alkalische Medium hergestellt durch Einstellen einer 0,04 M Lösung von N-[tris-(Hydroxymethyl)methyl]-glycin gepuffertem entionisiertem Wasser mit konzentriertem Natriumnydroxid auf einen pH von 8,5. Der Malzhefeagar wird hergestellt durch Zugeben von 3 g Hefeextrakt und 45 g Malzzucker pro Liter entionisiertem Wasser. Der spezifische Agar wird in 30 ml Aliquoten auf 25 x 200 mm Reagenzgläser verteilt, verschlossen und für 15 Minuten bei 115ºC autoklaviert. Die den Agar enthaltenden Reagenzgläser werden in einem Wasserbad gekühlt bis die Temperatur des Agars 48ºC ist. Dann wird eine geeignete Menge der einprozentigen Lösung der Testverbindung in die entsprechenden Reagenzgläser gegeben (ausgenommen sind die Kontrollen, bei welchen keine Verbindung zugegeben wird), so daß die Endkonzentrationen 500, 250, 100, 50, 25, 10, 5, 2,5, 1,0 und 0 Teile pro Million der Testverbindung in dem Agar sind, womit sie eine bekannte Konzentration der darin verteilten Testverbindung aufweisen. Nicht alle Verbindungen wurden bei allen genannten Konzentrationen getestet. Die Inhalte der Reagenzgläser werden dann jeweils in Petrischalen übergeführt. Nach dem Trocknen für 24 Stunden werden die Nähragar enthaltenden Petrischalen mit Baktieren inokuliert und die Malzhefe enthaltenden werden mit Hefen und Pilzen inokuliert.
Die Inokulation mit Baktieren wird unter Verwendung des folgenden Verfahrens durchgeführt. Von den jeweiligen Bakterien werden 24-Stunden-Kulturen hergestellt indem die jeweiligen Bakterien in Nährmedium enthaltenden Röhrchen für 24 Stunden bei 30ºC in einem Schüttler inkubiert werden. Verdünnungen von jeder der 24-Stunden-Kulturen werden hergestellt, so daß neun getrennte Suspensionen (eine für jedes der neun Testbakterien) hergestellt werden, wobei jede 108 Kolonie-bildende Einheiten (CFU) pro ml Suspension von einem speziellen Bakterium enthält. 0,3 ml Aliquote von jeder der Bakteriensuspensionen werden verwendet, um die einzelnen Vertiefungen eines Steer Replikators zu füllen. Von jeder mikrobiellen Suspension wurden 0,3 ml verwendet, um drei Vertiefungen zu füllen (d.h. drei Vertiefungen mit jeweils 0,3 ml), so daß für die neun verschiedenen Bakterien 27 Vertiefungen gefüllt sind. Der Steer Replikator wird dann verwendet, um die Petrischalen mit dem Nähragar mit neutralem pH als auch diejenigen mit Nähragar mit alkalischem pH zu inokulieren.
Die inokulierten Petrischalen werden bei 30ºC für 48 Stunden inkubiert und dann ausgewertet, um zu bestimmen, ob die Testverbindung, die in den Agar eingebracht wurde, das Wachstum der jeweiligen Bakterien verhinderte.
Die Inokulation mit der Hefe und den Pilzen wird wie folgt durchgeführt. Hefe- und Pilzkulturen werden für 7 Tage auf Malzhefeagar bei 30ºC inkubiert. Diese Kulturen werden verwendet, um Suspensionen durch das folgende Verfahren herzustellen. Eine Suspension von jedem Organismus wird hergestellt durch Zugeben von 10 ml steriler Kochsalzlösung und 10 Mikroliter (µl) Octylphenoxypolyethoxyethanol (TRITON X-100, eine Handelsmarke der Rohm & Haas Company) zu dem Agarmedium von Hefe oder Pilzen. Die sterile Salz/Octylphenoxypolyethoxyethanollösung wird dann mit einem sterilen Wattebausch bewegt, um die auf dem Medium gewachsenen Mikroorganismen zu suspendieren. Jede resultierende Suspension wird in steriler Kochsalzlösung verdünnt (1 Teil Suspenion: 9 Teile sterile Kochsalzlösung). Aliquote dieser Verdünnungen werden in einzelnen Vertiefungen eines Steer Replikators angeordnet und Petrischalen wie vorstehend beschrieben inokuliert. Die Petrischalen werden bei 30ºC inkubiert und nach 48 Stunden hinsichtlich Hefe und nach 72 Stunden hinsichtlich Pilzen ausgewertet.
Tabelle I listet die neun Bakterien und sieben Hefen und Pilzen, die in dem vorstehend beschriebenen MIC-Test verwendet wurden, zusammen mit ihrer jeweiligen American Type Culture Collection (ATCC) Identifizierungszahl auf. TABELLE 1 Im Test für die minimale inhibierende Konzentration verwendete Organismen Organismus Bakterien Bacillus subtilis Enterobacter aerogenes Esoheriohia coli Klebsiella pneumoniae Proteus vulgaris Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa Salmonella choleraesuis Staphylooocous aureus Hefe/Pilze Aspergillus niger Candida albicans Penicillium chrysogenum Saccharomyces cerevisiae Trichoderma viride Aureobasidium pullulan Fusarium oxysporum
In den Tabellen II und III sind die MIC-Werte von DTEA- und OTEA- Carbaminsäurederivaten für die in Tabelle 1 aufgeführten Bakterienorganismen und Hefe/Pilzorganismen angegeben. TABELLE II Minimale inhibierende Konzentrationen (in ppm) für Testverbindungen gegenüber Bakterienspezies Organismen Verbindung DTEA-Carbaminsäurederiv. OTEA-Carbaminsäurederiv. TABELLE III Minimale inhibierende Konzentrationen (in ppm) für Testverbindungen gegenüber Hefe/Pilzorganismen bei pH 5,5 Organismen Verbindung DTEA-Carbaminsäurederiv.

Claims

Alkylthioethanarnincarbaininsäure-Derivate und ihre Verwendung in bioziden Zusaininensetzungen Neue Patentansprüche

1. Verbindung entsprechend der Formel:

worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen init 6 bis 16 Kohlenstoffatoinen sind und in und n jeweils unabhängig ganze Zahlen ausgewählt aus 2 oder 3 sind.

2. Verbindung nach Anspruch 1, worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen init 6 bis 12 Kohlenstoffatoinen sind und in und n jeweils 2 sind.

3. Verbindung nach Anspruch 2, worin R und R&sub1; jeweils eine Decylgruppe sind.

4. Antimikrobielle Zusammensetzung, umfassend ein inertes Verdünnungsmittel und eine antimikrobiell wirksame Menge einer Verbindung entsprechend der Formel

worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen mit 6 bis 16 Kohlenstoffatoinen sind und m und n jeweils unabhängig ganze Zahlen ausgewählt aus 2 oder 3 sind.

5. Antimikrobielle Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin die Verbindung in der Zusammensetzung in einer Menge von 1 Teil pro Million bis 100.000 Teile pro Million auf Basis des Gewichts der Zusammensetzung vorhanden ist.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 4, worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind und m und n jeweils 2 sind.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin R und R&sub1; jeweils eine Decylgruppe sind.

8. Verfahren zur Inhibierung des Wachstums von Mikroorganismen auf einer Oberfläche, umfassend das Aufbringen auf die Oberfläche von (i) einer ersten Verbindung entsprechend der Formel:

RS(CH&sub2;)mNH&sub2;

worin R eine Alkylgruppe mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen ist und in eine ganze Zahl ausgewählt aus 2 oder 3 ist, und (ii) einer zweiten Verbindung entsprechend der Formel:

R&sub1;S(CH&sub2;)nNH&sub2;

worin R&sub1; eine Alkylgruppe init 6 bis 16 Kohlenstoffatomen ist und n eine ganze Zahl ausgewählt aus 2 oder 3 ist, worin die erste und zweite Verbindung in wirksamen Mengen aufgebracht werden, uin das Wachstum von Mikroorganisinen auf der Oberfläche zu inhibieren und worin die Oberfläche während dein Aufbringen der Verbindungen in Kontakt mit Luft ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, worin R und R&sub1; jeweils hängig Alkylgruppen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatoinen sind und m und n jeweils 2 sind

10. Verfahren nach Anspruch 9, worin R und R&sub1; jeweils eine Decylgruppe sind.

11. Verfahren zur Inhibierung des Wachstums von marinen Organisinen auf einer Oberfläche, umfassend das Aufbringen auf die Oberfläche von (i) einer ersten Verbindung entsprechend der Formel:

RS(CH&sub2;)mNH&sub2;

worin R eine Alkylgruppe mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen ist und m eine ganze Zahl ausgewählt aus 2 oder 3 ist, und (ii) einer zweiten Verbindung entsprechend der Formel:

R&sub1;S(CH&sub2;)nNH&sub2;

worin R eine Alkylgruppe mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen ist und n eine ganze Zahl ausgewählt aus 2 oder 3 ist, worin die erste und zweite Verbindung in wirksamen Mengen verwendet werden, um das Wachstum von marinen Organismen auf der Oberfläche zu inhibieren und worin die Oberfläche während dem Aufbringen der Verbindungen in Kontakt mit Luft ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind und in und n jeweils 2 sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, worin R und R&sub1; jeweils eine Decylgruppe sind.

14. Verfahren zur Inhibierung des Wachstums von Mikroorganismen auf einer Oberfläche, umfassend das Aufbringen auf die Oberfläche von mindestens einer Verbindung entsprechend der Formel:

worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen init 6 bis 16 Kohlenstoffatomen sind und m und n jeweils unabhängig ganze Zahlen ausgewählt aus 2 oder 3 sind und worin die Verbindung oder die Verbindungen in einer wirksamen Menge aufgebracht werden, um das Wachstuin von Mikroorganismen auf der Oberfläche zu verhindern.

15. Verfahren nach Anspruch 14, worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen init 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind und in und n jeweils 2 sind.

16. Verfahren nach Anspruch 15 worin R und R&sub1; jeweils eine Decylgruppe sind.

17. Verfahren zum Inhibieren des Wachstums von marinen Organisinen auf einer Oberfläche, umfassend das Aufbringen auf die Oberfläche von mindestens einer Verbindung entsprechend der Formel:

worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen sind und m und n jeweils unabhängig ganze Zahlen ausgewählt aus 2 oder 3 sind und worin die Verbindung oder die Verbindungen in einer wirksamen Menge verwendet werden, um das Wachstum von marinen Organismen auf der Oberfläche zu verhindern.

18. Verfahren nach Anspruch 17, worin R und R&sub1; jeweils unabhängig Alkylgruppen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind und in und n jeweils 2 sind.

19. Verfahren nach Anspruch 18, worin R und R&sub1; jeweils eine Decylgruppe sind.