ES2241128T3

ES2241128T3 - Composicion biocida y su uso.

Info

Publication number: ES2241128T3
Application number: ES98909987T
Authority: ES
Inventors: Donald J. Paterson; Howard A. Cash
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 1997-03-20
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 2005-10-16
Anticipated expiration: 2018-02-05
Also published as: WO1998041088A1; AU726937B2; EP0984685B1; CA2284543A1; DE69830724T2; CN1257405A; NO994555L; ATE298503T1; NZ337937A; US5763482A; AU6433998A; BR9808028A; BR9808028B1; EP0984685A1; CN1149922C; JP4187272B2; EP0984685A4; DE69830724D1; ZA98364B; MY133559A

Abstract

Se presenta una composición antimicrobiana y un procedimiento para controlar el crecimiento de microbios en un sistema acuoso, la composición comprende una cantidad, efectiva para este propósito, de 2-bromo-(bromometil)-glutaronitrilo y un compuesto de amonio cuaternario.

Description

Composición biocida y su uso.

Antecedentes del invento

Resulta frecuente que los microorganismos produzcan en muchos medios acuosos materiales de exopolisacáridos, comúnmente denominados capa mucosa extracelular. Este comportamiento se manifiesta por sí mismo no solo en aguas naturales, tales como lagunas, lagos y charcas, sino también en aguas confinadas, tales como piscinas y muchos sistemas industriales. De particular interés son las aplicaciones industriales, tales como los sistemas de agua de refrigeración, los sistemas lavadores de aire y los sistemas de molienda de papel y pasta de papel. Todos estos medios poseen condiciones que conducen al crecimiento y a la reproducción de las bacterias formadoras de capa mucosa extracelular. De manera no controlada, la formación de capa mucosa extracelular en los sistemas cerrados, tales como los molinos de papel y los sistemas de refrigeración recirculantes y de paso único, constituye un problema constante y
costoso.

Además del control de las bacterias, siguen siendo necesarios materiales menos tóxicos que también controlen los hongos en los sistemas acuosos. Existen varios materiales activos que controlan tanto bacterias como hongos, incluyendo bistiocianato de metileno y bis(triclorometil)sulfona. Se sabe que estos materiales tienen perfiles de toxicidad acuática mayores que los materiales del presente invento.

La normativa ambiental continúa confiriendo especial énfasis a las composiciones antimicrobianas que ofrecen mejores perfiles toxicológicos acuáticos y para mamíferos. Además, el destino ambiental y efecto de los materiales activos continúan siendo objeto de profundo estudio.

Descripción detallada del invento

Se ha descubierto que una mezcla de agentes biocidas activos, específicamente un 2-bromo-2-(bromometil)-glutaronitrilo, también conocido como 1,2-dibromo-2,4-dicianobutano (DBDCB) y compuestos de amonio cuaternario (Quats), proporciona un mayor grado de actividad antimicrobiana que el de los componentes individuales que la mezcla comprende. El compuesto DBDCB es un agente particularmente eficaz, que es activo frente a una amplia gama de bacterias, levaduras y hongos.

Ejemplos de compuestos de amonio cuaternario incluyen, pero no se limitan a, cloruro de dietil-dodecil-bencilamonio, cloruro de octadecil-dimetil-bencilamonio, cloruro de dimetil-didecilamonio, cloruro de dimetil-didodecilamonio, cloruro de trimetil-tetradecilamonio, cloruro de trimetil-octadecilamonio, cloruro de trimetil-hexadecilamonio, cloruro de alquil-dimetil-bencilamonio, bromuro de cetilpiridinio, cloruro de cetilpiridinio, cloruro de dodecilpiridinio y cloruro de bencil-dodecil-bis(B-hidroxietil)amonio.

Debido a la naturaleza sinérgica de esta mezcla de compuestos activos, resulta posible producir una mezcla eficaz que, debido a una actividad mejorada, tenga como resultado niveles de tratamiento menores. De esta forma, esta eficacia puede aprovecharse mediante el empleo de concentraciones menores de cada principio activo.

De acuerdo con el presente invento, el tratamiento con DBDCB:Quat combinado puede añadirse al sistema acuosos deseado que necesita tratamiento biocida, en una cantidad de 0,5 a 60 partes del tratamiento combinado por cada millón de partes (en peso) del medio acuoso. Preferiblemente, se añaden de 0,5 partes 50 partes del tratamiento combinado por cada millón de partes (en peso) del medio acuoso.

La eficacia de los materiales activos y mezclas se determinó empleando un protocolo de dosificación. Los agentes activos se evaluaron en agua blanca sintética con valores de pH de 5,5 a 8,0. Los materiales se sometieron a ensayo frente a un consorcio bacteriano artificial que contenía números aproximadamente iguales de seis cepas bacterianas. Aunque las cepas de ensayo son representativas de los organismos presentes en los sistemas de molinos de papel, el efecto no se encuentra limitado a estas bacterias. Dos de estas cepas eran Klebsiella pneumoniae (ATCC13883) y Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442). Las otras cuatro cepas se aislaron a partir de sistemas de molinos de papel y se han identificado como Curtobacterium flaccumfaciens, Burkholderia cepacia, Bacillus maroccanus y Pseudomonas glathei. Cada cepa se incubó a 37ºC durante la noche, y a continuación se formó una suspensión de disolución salina estéril. Posteriormente, se combinaron volúmenes iguales de cada cepa para preparar el consorcio. El consorcio bacteriano se distribuyó en los pocillos de una placa de microvaloración en presencia y en ausencia de diferentes concentraciones de los materiales activos. Las placas de microvaloración se incubaron a 37ºC. Se tomaron las lecturas de densidad óptica a 650 nm inicial (t_{o}) y tras 4 horas de incubación (t_{4}).

Los datos sin procesar se convirtieron en "porcentaje de inhibición" de acuerdo con la siguiente fórmula:

% de Inhibición = [(a - b) \div a] \cdot 100

\newpage

en la que

a = (Densidad Óptica (OD) de control al tiempo t_{n}) - (OD de control al tiempo t_{o}), y

b = (OD del tratamiento al tiempo t_{n}) - (OD del tratamiento al tiempo t_{o}).

Pueden representarse los valores de inhibición frente a la dosificación para cada agente activo y para cada mezcla particular. Esto da lugar a una curva de respuesta de dosificación, a partir de la cual puede calcularse la dosificación que da lugar a 50% de inhibición (I_{50}). En los ejemplos siguientes, los valores de I_{50} se expresan como partes por millón (ppm) de material activo.

El índice de sinergismo (SI) se calculó mediante las ecuaciones descritas por Kull, F.C., P.C. Eisman, H.D. Sylwestrowicz y R.L. Mayer (1961), Applied Microbiology 9, 538. Los valores están basados en la cantidad necesaria para conseguir un punto final especificado. El punto final escogido para este estudio era 50% de inhibición.

SI @ t_{4} = (Q_{A} \div Q_{a}) + (Q_{B} \div Q_{b});

en la que

Q_{A} = cantidad de compuesto A en la mezcla,

Q_{a} = cantidad de compuesto A que actúa solo,

Q_{B} = cantidad de compuesto B en la mezcla,

Q_{b} = cantidad de compuesto B que actúa solo.

Si SI es menor que 1, se demuestra sinergismo; si SI es mayor que 1, se demuestra antagonismo; si SI = 1, se demuestra comportamiento aditivo.

TABLA I DBDCB y Cloruro de alquil (40% de C_{12}, 50% de C_{14}, 10% de C_{16})-dimetil-bencilamonio (ADBAC)

1

TABLA II DBDCB y Cloruro de lauril-trimetilamonio (LTAC)

2

TABLA III DBDCB y Cloruro de cetil-trimetilamonio (CTAC)

3

TABLA IV DBDCB y Cloruro de cetilpiridinio (CPyrC)

4

De acuerdo con las Tablas I-IV anteriores, se obtuvieron resultados no esperados de manera más frecuente dentro de las relaciones de producto de 2-bromo-2-(bromometil)-glutaronitrilo (BBMG):Quad de 2:1 a 1:20. Dado que e1l producto de BBMG ensayado era alrededor de 98% activo, y los productos ensayados de Quat eran alrededor de 80% de principio activo biocida, este intervalo equivale a un intervalo de BBMG:Quat (en base de 100% de agentes activos) de 3:1 a 1:16. En la actualidad, es preferible que el producto comercial que expresa el invento comprenda una relación en peso de BBMG:Quat de 1:2.

Claims

1. Una composición antimicrobiana que comprende cantidades eficaces sinérgicas de (a) un 2-bromo-2-(bromome-
til)-glutaronitrilo y (b) un compuesto de amonio cuaternario.

2. Una composición según la reivindicación 1, en la que el compuesto de amonio cuaternario se escoge en el grupo formado por cloruro de alquil-dimetil-bencilamonio, cloruro de lauril-trimetilamonio, cloruro de cetil-trimetilamonio y cloruro de cetilpiridinio.

3. Una composición según la reivindicación 1, en la que la relación en peso de (a) con respecto a (b) es de 3:1 a 1:16.

4. Un método para controlar el crecimiento microbiano en un sistema acuoso, que comprende añadir a dicho sistema una cantidad eficaz para tal fin de una composición que comprende una mezcla sinérgica de (a) un 2-bromo-2-(bromometil)-glutaronitrilo y (b) un compuesto de amonio cuaternario.

5. Un método según la reivindicación 4, en el que dicha composición se añade a dicho sistema en una cantidad de 0,5 a 60 partes por millón de dicho sistema acuoso.

6. Un método según la reivindicación 4, en el que la relación en peso de (a) con respecto a (b) es de 3:1 a 1:16.

7. Un método según la reivindicación 4, en el que el compuesto de amonio cuaternario se escoge en el grupo formado por cloruro de alquil-dimetil-bencilamonio, cloruro de lauril-trimetilamonio, cloruro de cetil-trimetilamonio y cloruro de cetilpiridinio.

8. Un método según la reivindicación 4, en el que dicho sistema acuoso comprende un sistema de agua de refrigeración.

9. Un método según la reivindicación 4, en el que dicho sistema acuoso comprende un sistema de fabricación de papel y de pasta de papel.