DEP0038286DA - Verfahren zur Herstellung von Lösungen, Emulsionen oder bzw. und Umsetzungsprodukten von kationischen oberflächenaktiven Oniumverbindungen - Google Patents

Description

Kationische oberflächenaktive Oniumverbindungen vom Typ der quarternären Ammonium-, Sulfonium-, Arsonium- und Phosphoniumverbindungen entfalten bekanntlich in Gestalt ihrer wässrigen Lösungen in Konzentrationen bis zu 10(exp)-7 fungistatische, fungizide, bakteriostatische bzw. bakterizide Wirkungen (siehe M. Hartmann und H. Kägi, Z. f. Angew. Chemie 41 (1928)), ferner: niederl. Patentschrift 54 738, franz. Patentschrift 771 746, schwed. Patentschrift 170 619, austr. Patentschrift 17 765, ind. Patentschrift 20 860, ung. Patentschrift 111 806, franz. Patentschrift 769 443, schwed. Patentschriften 175 811, 175 812, 192 997, franz. Patentschriften 812 360, 806 616 sowie Arbeiten von R. Kuhn und Mitarbeiter (Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, (73), 1080, 1092, 1095, 1100, 1105, 1109 (1940), (74), 941, 949, 1365 (1941), (75), 75 (1942), (76), 600 (1942)).

Der diesen Eigenschaften entsprechende Einsatz der genannten Verbindungen wird jedoch vielfach dadurch unmöglich gemacht, dass dieselben auf das gesunde Gewebe schädigend durch Gewebereizungen wirken (G. Domagk, Patholog. Anatomie und Chemotherapie der Infektionskrankheiten, Stuttgart (1947) S. 59) und Hämolysen sowie Zellmutationen nach Art der durch Röntgenstrahlen bewirkten Mutationen (R. Kuhn und Mitarbeiter, B. (73), 1080 (1940)) auslösen und damit in vielen Fällen für die Wunddesinfektion ausscheiden.

Es wurde nun gefunden, dass man diese schädigenden Nebenwirkungen der vorbeschriebenen Art bei den kationischen oberflächenaktiven Oniumverbindungen beseitigen kann, ohne die wertvollen fungistatischen, fungiziden, bakteriostatischen oder bakteriziden Eigenschaften zurückzudrängen, wenn man diese Stoffe in geeigneten Lösungsmitteln bzw. Umsetzungsmedien in bestimmter Konzentration löst, dispergiert oder emulgiert bzw. umsetzt.

Die aus diesen Lösungs- bzw. Umsetzungsmedien in die wässrige Grenzphase in Gestalt der Gewebeflüssigkeit oder in das Blut oder Serum eintretenden Ionen vermögen bakteriostatische, bakterizide bzw. fungistatische und fungizide Wirkungen auf gegebenenfalls vorhandene oder eintretende Erreger zu entfalten, ohne dass das gesunde Gewebe gereizt und damit der Heilungsprozess unterbunden bzw. verzögert wird.

Lösungen oder bzw. und Umsetzungsprodukte von kationischen oberflächenaktiven Oniumverbindungen mit den gewünschten Eigenschaften werden erfindungsgemäß dadurch erhalten, dass man als Lösungsmittel Kohlenwasserstoffe, z. B. Paraffinöl, Vaseline usw. bzw. Derivate dieser mit hydrophilierend wirkenden Atomgruppen wie z. B. die Carboxy-, Polyglykoläther-, Polybutandiol-Gruppe usw. in Gestalt von Estern, z. B. Wachse (Bienenwachs, Walrat, Karnaubawachs, Glyceride höherer gesättigter und ungesättigter Fettsäuren, Wollfett), Fett- oder Wachsalkohole, ferner Polyglykoläther von Fettalkoholen, alkylierten Naphtholen usw. bzw. als salzbildende Komponente Metallsalze, insbes. Zinksalze von gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit vorzugsweise 10-22 Kohlenstoffatomen im Molekül sowie Oxy-, Naphthen- und Harzsäuren, ferner oberflächenaktive Sulfosäuren und ihre Salze, insbes. Zink-, Aluminium-, Calcium- und Bleisalze von pflanzlichen und tierischen Fettsäuren gesättigter und ungesättigter Art bzw. deren Ester, alkyl-, aryl-, aralkylsubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen und deren hydrierte Abkömmlinge, olefinischen und paraffinischen Kohlenwasserstoffen mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen, normalen bzw. verzweigten Fettalkoholen sowie von oberflächenaktiven Fettsäurederivaten mit externer Sulfogruppe z. B. Oleoyltaurin, Lauroyl-Äthionsäure usw. verwendet.

Als kationische oberflächenaktive Oniumverbindungen können gemäss der vorliegenden Erfindung verwendet werden:

Ammonium-, Sulfonium-, Phosphonium- und Arsoniumverbindungen, in welchen mindestens ein Substituent aus einer gegebenenfalls verzweigt aufgebauten Alkyl- bzw. Alkenylgruppe mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen enthalten ist, oder mindestens ein Substituent der quaternären Verbindung einen, gegebenenfalls alkyl-, aryl- bzw. aralkylsubstituierten Kohlenwasserstoffrest der Hydroverbindungen des Benzols, Naphthalins, Anthracens usw. oder mindestens ein Substituent einen alkyl-, aryl- oder aralkylsubstituierten Aromaten darstellt, ferner quarternäre Oniumverbindungen, in welchen zwei Substituenten einem Ringsystem angehören, z. B. vom Typ des Pyridins, Chinolins, Acridins usw. und deren alkyl-, cycloalkyl-, aryl- bzw. aralkylsubstituierten Abkömmlingen ferner Oniumverbindungen, in welchen ein Substituent aus einer mindestens aus 6 Gliedern bestehenden Molekülkette besteht, die durch eine oder mehrere Heteroatome beliebig unterbrochen sein kann, z. B. vom Typ der Alkyloxyalkyl-pyridiniumsalze z. B. Octadecyloxymethylpyridiniumsalz; ferner quarternäre Ammoniumverbindungen vom Typ der Dialkylaminalkylfettsäureamide, z. B. quaternäre Ammoniumverbindungen des Diäthylaminoäthyloleylamids.

Die erfindungsgemäss herzustellenden Lösungen, Emulsionen, Dispersionen oder salzartigen Verbindungen der kationischen oberflächenaktiven Oniumverbindungen der vorbeschriebenen Art mit Kohlenwasserstoffen bzw. den genannten hydrophilen Derivaten insbes. jedoch auch von Salzen oberflächenaktiver Carbonsäuren und Sulfonsäuren der obengenannten Art werden erhalten, indem man die kationischen oberflächenaktiven Oniumverbindungen, entweder in das betreffende Lösungs- oder Umsetzungsmedium bei normaler Temperatur durch Knet- oder Walzprozesse einarbeitet oder durch Erhitzen bis zum Schmelzpunkt oder wenig oberhalb desselben des betreffenden Lösungs- bzw. Umsetzungsmediums die kationischen oberflächenaktiven Oniumverbindungen einträgt oder aber die Oniumverbindungen erst nach Erhitzen des Lösungs- bzw. Umsetzungsmediums auf höhere Temperaturen jedoch unterhalb der

Zersetzungstemperaturen derselben zwecks homogener Verteilung bzw. Umsetzung in geeigneter Konzentration löst oder umsetzt bzw. Emulsionen aus den genannten Reaktionskomponenten in an sich bekannter Weise bereitet.

Die in Lösung, Emulsion, Dispersion oder salzartiger Form überzuführende Menge der kationischen oberflächenaktiven Verbindungen kann in weiten Grenzen schwanken und hängt von der Natur des Lösungs- bzw. Umsetzungsmediums, der Art der kationischen oberflächenaktiven Oniumverbindung ab, deren Wirkungsbereich hinsichtlich ihrer bakteriostatischen bzw. bakteriziden, fungistatischen und fungiziden Wirkungen in wässriger Lösung sowie von der Art der Lösung bzw. Umsetzung der Reaktionspartner (Mischungs- bzw. Umsetzungsverhältnis, Temperatur der Lösung, Emulgierung bzw. Umsetzung usw.).

Bei der Lösung, Dispergierung oder Emulgierung in den genannten Lösungsmitteln oder Umsetzungsmedien werden in ein vorhandenes angrenzendes wässriges Medium, bestehend beispielsweise aus Gewebeflüssigkeiten, Blutserum, Blut usw., die oberflächenaktiven Oniumverbindungen als Ionen in einer Konzentration entsandt, die keine gewebereizende oder überhaupt körperzellenschädigende Wirkung entfalten kann; sie schwankt innerhalb der Grenzen zwischen 10(exp)-3 bis 10(exp)-8 je nach Konzentration der verwendeten Oniumverbindungen, dem Lösungs- oder Dispergiermittel.

Diese Mengen reichen, wie in den nachstehenden Beispielen gezeigt wird, jedoch aus, um die wertvollen fungistatischen, fungiziden, bakteriostatischen oder bakteriziden Eigenschaften der kationischen oberflächenaktiven Oniumverbindungen auszulösen.

Stellt man Lösungen bzw. Umsetzungsprodukte von Alkylpyridiniumtoluolsulfonaten mit 14 - 18 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe oder beispielsweise eine andere quarternäre Ammoniumverbindung in Zinksalzen wie z. B. Zinkoleat in Mengen von etwa 1 - 20 % her, so beträgt die Konzentration in der wässrigen Grenzphase an Oniumverbindungen (durch Trübungsmessung mit fällend wirkenden Agenzien wie Eiweiß usw. bestimmt) 10(exp)-5 bis 10(exp)-6, wie die folgende Tabelle zeigt:

Lösung von Alkyl-pyridinium-Salzen in Zinkoleat

Die wässrige Grenzphase ist nicht zur Hämolyse befähigt; wie die nachstehende Tabelle erkennen lässt.

Die obigen Zahlen zeigen deutlich, daß durch die erfindungsgemäße

Benutzung von Oniumverbindungen zusammen mit deren beanspruchten Trägern, im vorliegenden Falle Zinkoleat, ein Depotprinzip verwirklicht wird, das nur wirksame Konzentrationen abzugeben gestattet, ohne biologisch schädigend zu sein und damit unwillkommene Nebenwirkungen hervorzurufen.

Die bakteriostatische Hemmung von 5 - 20 %igen Lösungen bzw. Umsetzungsprodukten in Zinkoleat, geprüft als Agaremulsion (Zinkoleat/quarternäre Oniumverbindung : Agar = 1 : 1), bei Beimpfung mit Staphylococcus, B. pyocyaneus und Hefe M ließ die folgende Tabelle erkennen:

Die bakteriostatische Hemmung in der wässrigen Grenzphase (Glukose-Pepton-Nährlösung) von 2,5 - 20 %igen Lösungen bzw. Umsetzungsprodukten von Alkylpyridiniumsalzen in Zinkoleat (bei Beimpfung mit Staphylococcus, Bact. pyocyaneum und Hefe M) geht aus der folgenden Tabelle hervor:

Die Abtötungswirkung paraffinischer Lösungen (Paraffinum liquidum) von Zinkoleat + quarternären Oniumverbindungen.

Nach Zugabe von Bakterienkulturen zu paraffinischen Lösungen von Zinkoleat und quarternären Ammoniumverbindungen, Abimpfen nach 1/2, 5, 10 und 20 Minuten und Überimpfen auf Agar (A) bzw. Glukose-Pepton (B) konnte die nachstehend angeführte Abtötungswirkung festgestellt werden:

1) ' bedeutet Minuten-Einwirkungsdauer der paraffinischen Lösung auf die genannten Keime und Fungi.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Lösungen, Emulsionen oder bzw. und Umsetzungsprodukten von kationischen oberflächenaktiven Oniumverbindungen insbes. quarternären Ammonium-, Sulfonium-, Phosphonium- und Arsoniumverbindungen mit fungistatischen bzw. fungiziden, bakteriostatischen bzw. bakteriziden Wirkungen, gekennzeichnet durch die Verwendung von Lösungsmitteln oder Umsetzungsmedien wie Kohlenwasserstoffen, z. B. Paraffinöl, Vaseline usw. und ihren Derivaten mit hydrophilierend wirkenden Gruppen, wie Carboxy-, Polyglykoläther-, Polybutandiol-Gruppe usw., insbesondere Estern, z. B. Wachsen wie Bienenwachs, Walrat, Karnaubawachs, Glyceriden höherer gesättigter oder ungesättigter Fettsäuren, Wollfett, Salzen von höheren Fettsäuren oder oberflächenaktiven Sulfonsäuren, z. B. Alkyl- oder Polyalkylsulfonsäuren vom Nekaltyp, Polyglykoläthern von

Fettalkoholen, alkylierten Naphtholen und dergleichen, die an die umgebende Phase, z. B. wässrige Phase, Gewebeflüssigkeiten oder dergleichen, nur beschränkt Ionen abgeben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass als Oniumverbindung verwendet werden:

Ammonium-, Sulfonium-, Phosphonium- und Arsoniumverbindungen, in welchen mindestens ein Substituent aus einer gegebenenfalls verzweigt aufgebauten Alkyl- bzw. Alkenylgruppe mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen enthalten ist oder mindestens ein Substituent der quarternären Verbindung einen, gegebenenfalls alkyl-, aryl- bzw. aralkylsubstituierten Kohlenwasserstoffrest der Hydroverbindung des Benzols, Naphthalins, Anthracens usw. oder mindestens ein Substituent einen alkyl-, aryl- oder aralkylsubstituierten Aromaten darstellt, ferner quarternäre Oniumverbindungen, in welchen zwei Substituenten einem Ringsystem angehören, z. B. vom Typ des Pyridins, Chinolins, Acridins usw. und deren alkyl-, cycloalkyl-, aryl- bzw. aralkylsubstituierten Abkömmlingen; ferner Oniumverbindungen, in welchen ein Substituent aus einer mindestens aus 6 Gliedern bestehenden Molekülkette besteht, die durch eine oder mehrere Heteroatome beliebig unterbrochen sein kann, z. B. vom Typ der Alkyloxyalkylpyridiniumsalze, z. B. Octadecyloxymethylpyridiniumsalz; ferner quarternäre Ammoniumverbindungen vom Typ der Dialkylaminalkylfettsäureamide, z. B. quarternäre Ammoniumverbindungen des Diäthylaminoäthyloleyamids.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Anwendung der quarternären Oniumverbindungen in solcher Menge in Lösungs- oder Umsetzungsmedium der oben gekennzeichneten Art in einem Konzentrationsbereich, innerhalb welchem bakteriostatische bzw. bakterizide, fungistatische bzw. fungizide Wirkungen in der umgebenden Phase ohne Gewebereizung bzw. Hämolysen ausgelöst werden.

4. Verfahren zur Herstellung von Lösungen, Emulsionen oder Umsetzungsprodukten gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die kationischen, oberflächenaktiven

Oniumverbindungen in die Lösungsmittel oder Umsetzungsmedien oder Gemische dieser bei normaler oder erhöhter Temperatur durch einen Misch-, Walz-, Knetvorgang oder dergleichen einverleibt.

5. Verfahren zur Herstellung von Lösungen, Emulsionen oder Umsetzungsprodukten gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man in die auf höhere Temperaturen, jedoch unterhalb der Zersetzungstemperaturen erhitzten Lösungsmittel bzw. Umsetzungsmedien oder Gemische dieser, die kationischen oberflächenaktiven Oniumverbindungen löst, emulgiert oder homogen verteilt.

6. Verfahren zur Herstellung von Lösungen, Emulsionen oder Umsetzungsprodukten gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die kationischen oberflächenaktiven Oniumverbindungen in die Lösungsmittel oder Umsetzungsmedien bzw. Gemische dieser einträgt und die Mischungen dieser Lösung, Emulgierung oder Umsetzung bis zum Schmelzpunkt der Lösungsmittel, Umsetzungsmedien oder Gemische dieser bzw. wenig oberhalb dieser Temperaturen erhitzt.