FI94207B - Biosidiset koostumukset - Google Patents

Description

94207

Biosidiset koostumukset Tämä keksintö koskee biosidisiä koostumuksia, jotka sisäl-5 tävät isotiätsolonia ja yhtä tai kahta tiettyä tunnettua biosidiä, jotka synergiaa osoittaen antavat tehokkaamman ja laajemman mikro-organismien hallinnan erilaisissa systeemeissä, jotka ovat hyökkäyksen kohteena. Keksinnön mukaiset koostumukset käsittävät 2-n-oktyyli-4-isotiatsolin-3-onin, 10 joka tunnetaan myös 2-n-oktyyli-3-isotiatsolonina tai 2-n-oktyyli-isotiatsolonina, yhdessä 2-(hydroksimetyyli)amino-2-metyylipropanolin ja/tai 2-(hydroksimetyyli)aminoetanolin kanssa.

15 Tässä yhteydessä käytettynä termin "biosidi" on tarkoitus, mutta sitä ei rajoiteta, sisältää bakterisidit, fungisidit ja algisidit, ja "biosidinen aktiivisuus" viittaa bakteerien, sienien ja levien sekä tuhoamiseen että kasvun inhiboi-miseen.

20

Biosidisiä isotiatsoloneja kuvataan US-A-3 761 488:ssa; 4 105 431:ssä; 4 252 694:ssä; 4 265 899:ssä ja 4 279 762:ssa ja muualla. Siellä kuvattu 2-n-oktyyli-4-isotiatsolin-3-oni (oktilinoni) on erinomainen fungisidi, jolla on suhteelli-25 sesti alhaisempi aktiivisuus Gram-negatiivisia bakteereita vastaan. Alhainen aktiivisuus Gram-negatiivisia bakteereita vastaan on rajoittanut sen käyttöä teollisissa systeemeissä, joissa sekä bakteerit että sienet likaavat systeemejä. Näiden tilanteiden hallinta vaatii korkeampaa oktilinonin pi-30 toisuutta, joka lisää käsittelykustannusta. Siksi on ollut toivottavaa löytää koostumuksia, jotka ovat tehokkaampia ja • · | antavat laajemman kontrollin.

Nyt on todettu, että koostumukset, jotka sisältävät 2-n-ok-35 tyyli-4-isotiatsolin-3-onia ja toista tai molempia yllä määritellyistä yhdisteistä tiettyjen määriteltyjen suhteiden rajoissa, yllättäen antavat synergistä mikrobeja vastustavaa aktiivisuutta laajasti mikro-organismeja vastaan.

94207 2

Synergia, jossa kahden yhdisteen tuhoava vaikutus organismeihin on suurempi kuin molempien yhdisteiden summa yksin otettuna, on odottamatonta komponenttien tunnettuihin aktiivisuuksiin nähden. Synergian tuloksena tehokas annostus, 5 jota voidaan alentaa, ei ole vain taloudellisempi vaan myös lisää turvallisuuskerrointa. On vielä merkittävämpää, että synergiset koostumukset antavat tehokkaamman ja laajemman mikro-organismien hallinnan lukuisissa systeemeissä.

10 Tämän keksinnön mukaisten synergisten antimikrobisten koostumusten tärkeät sovellutukset käsittävät mutta eivät rajoitu seuraaviin: bakteerien ja sienten kasvun estäminen vesi-perustaisissa maaleissa, liimoissa, lateksiemulsioissa ja saumausllimoissa; puunsuojauksessa leikkausnesteiden säilön-15 nässä; limaa aiheuttavien bakteerien ja sienten hallinnassa sellu- ja paperitehtaissa ja jäähdytystorneissa; tekstiilien ja nahan kestokäsittelyssä estämään homeen kasvu; maalikal-vojen suojaamisessa, etenkin ulkomaaleissa sienten hyökkäykseltä, joka tapahtuu maalikalvossa sään vaikutuksesta; pro-20 sessilaitteiden suojaamisessa Ilmakerrostumilta ruoko- ja juurikassokerin valmistuksessa; estämään mikro-organismien kerääntyminen ilman pesureissa tai pesurisysteemeissä ja teollisissa puhdasveden syöttösysteemeissä; estämään mikro-organismien kontaminaatiota ja saostumista öljynporausnes-25 teisiin ja -mutiin ja raakaöljyn jälkitalteenottoprosesseis-;sa; estämään bakteerien ja sienten kasvu paperin päällystys-prosesseissa; estämään bakteerien ja sienten kasvua ja saostuminen erilaisten erikoislevyjen kuten esim. pahvin ja lastulevyn, valmistuksen aikana; estämään erilaisten vastasa-30 hattujen puiden sinistyminen; hallitsemaan bakteerien ja sienien kasvua erityyppisissä savi- ja pigmenttilietteissä, • kovien pintojen desifiointiaineena estämään bakteerien ja sienten kasvua seinillä, lattioilla jne; uima-altaissa estämään levien kasvua; inhiboimaan haitallisten bakteerien, 35 hiivojen, sienten kasvua kasveilla, puissa, hedelmissä siemenissä tai maassa; suojaamaan eläinten kastoliuoksia mikro-organismien kerääntymistä vastaan ja valokuvien prosessoin- 3 94207 nissa estämään mikro-organismien kerääntyminen; ja vastavis-sa kohteissa.

Keksinnön mukaisten synergisten koostumusten komponentit 5 voidaan lisätä erikseen systeemiin tai kohdistaa ne niihin mikro-organismeihin, jotka on hallittava tai ne voidaan formuloida yksinkertaisena seoksena, joka käsittää sen oleelliset aineosat ja haluttaessa sopivan kantajan tai liuottimen, tai vesiemulsiona tai -dispersiona.

10

Keksintö antaa siksi mikrobisidisia koostumuksia koostuen (a) :sta (oktilinoni, biosidinen ja/tai antimikrobinen) ja (b) 2-(hydroksimetyyli)amino-2-metyylipropanolista ja/tai 2-(hydroksimetyyli)aminoetanolista (a):n painosuhteen (b):hen 15 ollessa 150:1 - 1:400.

Keksintö antaa myös menetelmän bakteerien, sienten tai levien kasvun inhiboimiseksi paikassa, joka on bakteerien, sienien tai levien kontaminaation kohteena tai sille alttiina, 20 joka menetelmä käsittää yhden tai useamman edellä kuvatun synergisen yhdistelmän lisäämisen paikkaan tai sen päälle sellaisessa määrässä, että sillä on bakteerien, sienien tai levien kasvua estävä vaikutus.

25 Keksinnön mukainen koostumus voidaan formuloida vesiliuok-;··> sinä. Vaikka hetkellinen koostumuksen määrä formuloidussa liuoksessa voi vaihdella laajalla välillä, liuokset voidaan formuloida helposti sisältämään noin 20 - noin 400 ppm koostumusta liuoksessa, koostumuksen edullisen alueen ollessa 30 noin 25 - 200 ppm. Liuoksia formuloitaessa voidaan myös käyttää muita liuottimia, jotka ovat veteen sekoittuvia, • · kuten etyylialkoholi, propyylialkoholi, isopropyylialkoholi, dietyyleeniglykoli, dipropyleeniglykoli, polyetyleeniglyko-li, dietyleeniglykolin etyylieetteri ja vastaavat, auttamaan 35 aktiivisten komponenttien liuottamisessa. Edelleen voidaan käyttää erilaisia muita tavallisia lisäaineita, kuten pinta-aktiivisia aineita, dispergointiapuaineita, korroosioinhi-biittoreita ja vastaavia.

94207 4

Yleensä ensimmäisen komponentin painosuhde toiseen komponenttiin on välillä noin 150:1 - 1:400. Muut edulliset suhteet annetaan esimerkeissä.

5 Näiden kaksikomponenttisten koostumusten synergia osoitetaan testaamalla pitoisuuksia ja yhdisteiden suhteita laajalla alueella, jotka on tehty kaksinkertaisella laimennussarjalla nestemäisessä kasvatusalustassa toisella biosidilla yhdessä dimensiossa ja toisella biosidilla toisessa dimensiossa 10 Escherichia coli (ATCC 11229) bakteeria tai Candida albicans (ATCC 11651) sientä tai bakteerien ja sienten sekaviljelmää vastaan, jotka ovat metallin työstönesteen luonnollisia saastuttajia. Jokainen koeputki ympättiin noin 2 x 107 bakteeria per ml tai 2 x 106 sientä per ml pitoisuuteen. Kunkin 15 yhdisteen tai seoksen alimmat pitoisuudet, joissa esiintyi silminnäkyvää kasvua (sameutta) 37°C:ssa E. coli:11a ja 30°C:ssa albicans:11a tai sekaviljelmällä 2 päivässä, ovat minimi inhibitiopitoisuuksia (MIC). Kunkin yhdisteen tai seoksen alin pitoisuus, joka tappoi 99,9 % sienistä tai 20 99,999 % bakteereista on minimi biosidinen pitoisuus (MBC).

Sekä MIC että MBC otetaan aktiivisuuden päätepisteinä. Yhdisteen A ja yhdisteen B seosten päätepisteitä verrataan sitten päätepisteisiin yhdisteellä A yksin ja yhdisteellä B yksin. Synergia määritettiin yleisesti käytetyllä ja hyväk-25 sytyllä menetelmällä, jonka on kuvannut Kull, F.C.; Eisman, ; P.C.; Sylwestrowicz, H.D. ja Mayer, R.L. julkaisussa Applied

Microbiology 9:538-541 (1961), käyttäen suhdetta, joka määritetään yhtälöllä 30 Qa Qb — + — = Synergiaindeksi (SI)

QA QB

jossa QA = yhdisteen A pitoisuus miljoonasosina (ppm) vaikut-35 taen yksin, joka antoi päätepisteen.

Qa = yhdisteen A pitoisuus ppm:ssa seoksessa, joka antoi päätepisteen.

QB = yhdisteen B pitoisuus ppm:ssa vaikuttaen yksin, joka antoi päätepisteen.

5 94207

Qb = yhdisteen B pitoisuus ppm:ssa seoksessa, joka antoi päätepisteen.

Kun Qa/QA:n ja Qb/QB:n summa on suurempi kuin yksi, on osoi-5 tettu antagonismi. Kun summa on yhtä suuri kuin yksi, on osoitettu yhteenlaskettavuus ja kun se on alle yksi, synergia on osoitettu.

Koetulokset biosidiyhdistelmien synergian osoittamiseksi on 10 esitetty taulukoissa 1 ja 2. Kumpikin taulukko on organisoitu osoittamaan: 1. yhdisteen A ja yhdisteen B tietyt yhdistelmät; 15 2. testin EU colia (Ecol) tai CU albicans ia (Calb) tai bak teerien ja levien (seos) sekoitettuja viljelmiä vastaan; 3. testin kasvatusalustan, joko tryptikaasisoijaliemi (TSB) tai minimi suolakasvatusalusta +0,2 % glukoosia (M9G); 20 4. arviointimenetelmän (testi) joko MIC:llä tai MBC:llä.

MBCld tarkoittaa MBCrtä määritettynä yhden päivän biosidi-käsittelyn jälkeen. MBC2d tarkoittaa MBC:tä määritettynä kahden päivän biosidikäsittelyn jälkeen, jne; 25 : 5. päätepiste aktiivisuuden ppm:ssä mitattuna MIC:llä tai MBC:llä yksin yhdisteelle A (QA), yksin yhdisteelle B (QB), yhdisteelle A seoksessa (Qa) tai yhdisteelle B seoksessa (Qb) ; 30 6. synergiaindeksin (SI) laskeminen perustuen kaavaan

SI = Qa/QA + Qb/QB ja yhdisteen A suhteeseen yhdisteeseen B

synergisissä yhdistelmissä (Qa:Qb); 35 7. synergisten suhteiden aluetta ja edullisia suhteita.

. · ·

Taulukko 1. Oktilinonin ja 2-(hydroksimetyyli)amino-2-metyy- lipropanolin yhdistelmä 94207 6

Yhdiste A = Oktilinoni 5 Yhdiste B = 2-(hydroksimetyyli)amino-2-metyylipropanoli päätepiste aktiivisuus, ppm laskelmat

Arvi- QA QB Qa Qb Qa/QA Qb/QB SI Qa:Qb ointi- 10 mene- testi C. albicans ia vastaan ISB-väliaineessa teiniä MIC 2.5 1000.0 1.3 500.0 0.50 0.50 1.00 1:400 15 testi E. colia vastaan M9G-väliaineessa MIC 125.0 62.0 2.0 31.0 0.02 0.50 0.52 1:16 125.0 62.0 8.0 16.0 0.06 0.26 0.32 1:2 125.0 62.0 62.0 8.0 0.50 0.13 0.63 8:1 20 MBCld 250.0 250.0 16.0 31.0 0.06 0.12 0.19 1:2 250.0 250.0 31.0 16.0 0.12 0.06 0.19 2:1 250.0 250.0 62.0 8.0 0.25 0.03 0.28 8:1 25 MBC4d 125.0 62.0 2.0 31.0 0.02 0.50 0.52 1:16 125.0 62.0 8.0 16.0 0.06 0.26 0.32 1:2 125.0 62.0 62.0 8.0 0.50 0.13 0.63 8:1 MBC7d 125.0 62.0 2.0 31.0 0.02 0.50 0.52 1:16 30 125.0 62.0 8.0 16.0 0.06 0.26 0.32 1:1

Synergiset suhteet yhdiste A : yhdiste B ovat välillä 8:1 -1:16.

35 Edulliset suhteet ovat 1:2 - 1:16.

Taulukko 2. Oktilinonin ja 2-(hydroksimetyyli)aminoetanolin yhdistelmä 7 94207

Yhdiste A = Oktilinoni 5 Yhdiste B = 2-(hydroksimetyyli)aminoetanoli päätepiste aktiivisuus, ppm laskelmat

Arvi- QA QB Qa £fo Qa/QA φ/QB SI Qa:Qb ointi- 10 mene- testi E. colia vastaan M9G-väliaineessa telmä MIC 125.0 62.0 4.0 31.0 0.03 0.50 0.53 1:8 125.0 62.0 62.0 8.0 0.50 0.13 0.63 8:1 15 MBGLd 250.0 500.0 62.0 16.0 0.25 0.03 0.28 4:1 MBC4d 125.0 62.0 4.0 31.0 0.03 0.50 0.53 1:8 125.0 62.0 62.0 8.0 0.50 0.13 0.63 8:1 20 MBC7d 125.0 62.0 4.0 31.0 0.03 0.50 0.53 1:8 125.0 62.0 62.0 8.0 0.50 C.13 0.63 8:1 testi C. albicans ia vastaan TSB-väliaineessa 25 MIC 1.3 1000.0 0.6 31.0 0.50 0.03 0.53 1:50 MBdd 1.3 1000.0 0.6 125.0 0.50 0.13 0.63 1:200 MBC4d 1.3 1000.0 0.6 125.0 0.50 0.13 0.63 1:200 30 Synergiset suhteet yhdiste A : yhdiste B ovat välillä 8:1 -1:200.

Edulliset suhteet ovat 1:8 - 8:1.

' · . : · ··

Taulukko 3. Oktilinonin ja natriumdiklorofeenin yhdistelmä 94207 8

Yhdiste A = Oktilinoni Yhdiste B = natriumdiklorofeeni 5 päätepiste aktiivisuus, ppm laskelmat

Arvi- QA QB Qa Qb Qa/QA Qb/QB SI

ointi- mene- testi E. colia vastaan M9G-väliaineessa 10 telmä

MIC 125.0 16.0 125.0 16.0 ΝΑ NA . NA

MBCld 250.0 16.0 250.0 16.0 NA NA NA

15 MBC4d 125.0 16.0 125.0 16.0 NA NA NA

MBC7d 125.0 16.0 125.0 16.0 NA NA NA

testi E. colia vastaan TSB-väliaineessa 20 MIC 125.0 62.0 125.0 62.0 NA NA NA

MBCld 125.0 62.0 125.0 62.0 NA NA NA

testi C. albicansia vastaan TSB-väliaineessa 25 MIC 2.5 50.0 1.3 25.0 0.50 0.50 1.00 • I ( 4 NA = ei sovi käytettäväksi, koska ei ole aktiivisuuden päätepiste.

30 5 9 94207

Taulukko 4. Tehokkuustesti oktilinonin ja DBO:n yhdistelmille metallintyöstönesteessä käsittely _tehokkuus1

Oktilinoni DBO

Näyte ppm ppm 12 3 4 10 n: o a.i. a.i. vk vk vk vk 1 0 0 4 4 4 4 2 0 125 2244 3 0 250 2244 15 4 0 500 2 2 2 4 5 0 750 0224 6 0 1000 0 0 0 2 7 0 1250 0000 8 4 0 3 4 4 4 20 9 8 03334 10 16 0 3 3 3 4 11 32 0 3 3 3 3 12 64 0 3 3 3 3 13 4 250 0 0 2 4 25 14 8 250 0 0 0 0 15 16 250 0 0 0 0 16 32 250 0 0 0 0 17 64 250 0 0 0 0 18 4 500 0 0 2 2 30 19 8 500 0000 20 16 500 0 0 0 0 21 32 500 0 0 0 0 22 64 500 0 0 0 0 23 4 750 0 0 0 0 35 24 8 750 0000 25 16 750 0 0 0 0 26 32 750 0 0 0 0 27 64 750 0 0 0 0 40 4 = epäonnistui sekä bakteereilla (>103 cfu/ml) että sienillä (>103 cfu/ml) 3 = epäonnistui vain bakteereilla •.45 2 = epäonnistui vain sienillä 0 = läpäisi sekä bakteereilla (<105 cfu/ml) että sienillä (<103 cfu/ml) 94207 10 ιΗ ΓΟ VO CS Η ΓΟ \D (S OrlrOUHN ,π es [N rs ro s1 s1 S1 in 10 10 10 id e** *g *<D oooo oooo o o o o o £

Cl H “} H H II II II II II II II II II II II II II 7^ rH *g d iH 000 000 000 £1 e Φ0000 0000 o o o o o Sr rH -n o in in in o m in in o o in in in » O) rH m w \ in \ w ld in ij -H 'viorss' ^.lors^ "vNin rs s1 p 7: > co H m m ooiHmvo *}< 00 h ro u> Π H I + + + + g + + + + + + + + + ® M CD 0000 0000 00000 .3 m in in in inininin in in in in in d _ s 5555 55555 0 CQ 0000 0000 00000 $ — in in in in 0000 in m in ld m ±3 es es rs es in in in in n- i> r-' n- t> Π C ;rt O e CQ g

Q in o in o 00 S

^ > u> en 00 ]3

m 00 00 o Q

_ Φ II II II II II ^ < g -s

-H rs o rs S

d rs ro o m rs h d a; n \ in \ m 71 .□ -rl \ ID \ id v ,5ϋ, d ” 00 H*rt g 03 H-a; ^ ^ g; Ö Ö Ö β o H ++§§ § + +§§ + 2 g g 2 -d d en 6 -rö

-h 00 00 o HU

min in in in τπή 5 aa aa a * s S ϊο Äo o .« .2 n in in 00 in π a

rs rs m in r- ^ oT

s f i l—I Φ m

dl 1 1 (U

S id oo h odmon in id 00 ri r- -H rH

·* rs rs m m m in in m id [^Γ'Γ-οοοο O

rt 0000 00000 00000 -Q 4J

1-1 II II II II II II II II II II II II II II jjj ‘i> H 000 000 000 2 ω . CO n OOOO OOOOO OOOOO 2 Φ • — □ o in in in o o m in in ο o in in in 3 g n] m\w in m\w inin\\\ ζ e \ m rs ^ \ ^ id rs s1 \Niorss1 .5 rt e q5 fflrlmo s1 00 rl ro ID SMOrlrOlD 42 m ί + + + + + + + + + + + + + + Ö 8 m 5 OOOO OOOOO OOOOO g di ö OOOO OOOOO OOOOO 3

Ό AS OOOO OOOOO OOOOO ti -H

ö H rl H H rH rl rl H rl rl rH rl rH rl TO

rt 03 OOOO OOOOO OOOOO & If§ .d in in in in ooooo in in in in in 3 i> ^ rs rs rs rs in in in in in ,-y irt ä a tl ^ Φ m > .3 tn γλ ό h in rs rs h id co t" ro rs d «m 03 E n h co s1 Hiofodco h m rs H k 42

• (n H rl rl rl rl rl rl H rl rl rl H rl H 5 tl -H

m h a g o ° 2 § 01 2 d s m n h s1 m id r· oo m o h is ro m id c-~ .

<u h h h h h h rs rs rs rs rs rs rs rs s d >, £ g 94207 11

Kuten voidaan nähdä tarkastelemalla taulukoita 1 ja 2, keksinnön mukaiset koostumukset osoittavat synergistä antimik-robista aktiivisuutta mitattuna minimi inhiboivina pitoisuuksina (MIC) ja synergistä biosidistä aktiivisuutta mitat-5 tuna minimi biosidisina pitoisuuksina ja ne osoittavat yllättävästi suurempaa aktiivisuutta kuin erillisten aineosien, jotka muodostavat vastaavan koostumuksen, laskennallinen summa.

10 Vastakohtana on esimerkki oktilinonin ja diklorofeenin ei-synergisestä yhdistelmästä taulukossa 3. Tässä esimerkissä synergian puuttumisesta, joko oktilinonin tai natrium diklorofeenin bakteerien vastaisiin aktiivisuuksiin, mitattuna aktiivisuuksina EL. colia vastaan, ei vaikuta toisen kompo-15 nentin läsnäolo tai puuttuminen seoksesta. Se ei ole myöskään antagonistinen, koska ei voitu havaita seoksessa olevan kummankaan komponentin aktiivisuuden laskua. Sienten vastainen aktiivisuus, mitattuna aktiivisuudella CL. albicansia vastaan, todella lisääntyi yhdistelmän tuloksena. Lisäänty-20 nyt aktiivisuus on kuitenkin pelkästään additiivinen, koska synergiaindeksi on 1.

Synergiset aktiivisuudet soveltuvat useimmissa tapauksissa bakteereihin, sieniin ja bakteerien ja sienten seokseen.

25 Näin ollen yhdistelmät eivät vain alenna biosidin käyttö-...< tasoa vaan myös leventää aktiivisuusspektriä. Tämä on erityisen hyödyllistä tapauksissa, joissa oktilinoni ei anna parhaita tuloksia johtuen heikosta aktiivisuudesta tiettyjä organismeja vastaan. Oktilinonin yhdistelmille synerginen 30 aktiivisuus Gram-negatiivisia bakteereja vastaan on merkittävintä tilanteissa, joissa sekä bakteereja että sieniä on läsnä systeemeissä.

• · · • «

Claims (8)

942C7

1. Biosidinen koostumus, joka sisältää (a) 2-n-oktyyli-4-isotiatsolin-3-onia ja (b) toista tai kumpaakin yhdisteistä 2-(hydroksimetyyli)amino-2-metyylipropanoli ja 2-(hydroksi- 5 metyyli)aminoetanoli, tunnettu siitä, että (a):n suhde (b):hen on 150:1 - 1:400.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että siinä (a):n suhde 2-(hydroksimetyyli)amino-2-metyy- 10 lipropanoliin on 8:1 - 1:16.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että siinä (a):n suhde 2-(hydroksimetyyli)aminoetanoliin (b):nä on 8:1 - 1:200. 15

4. Biosidinen tuote, tunnettu siitä, että se sisältää yhteensä 20-400 ppm patenttivaatimuksessa 1 määriteltyjä komponentteja (a) ja (b).

5. Minkä tahansa edellä olevan koostumuksen käyttö baktee rien, sienien tai levien kasvun estämiseksi kohteesta, joka on bakteerien, sienten tai levien aiheuttaman saastumisen kohteena tai siihen altis, tunnettu siitä, että koostumusta lisätään kohteen päälle tai kohteeseen määrissä, joka tehok-25 kaasti estää bakteerien, sienten tai levien kasvun.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että kohde on vesipitoinen väliaine.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että koostumuksen määrä on välillä 20-400 ppm yhteen-: sä (a):ta ja (b):tä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen käyttö, tunnettu siitä, 35 että koostumuksen määrä on välillä 25-200 ppm yhteensä (a):ta ja (b):tä. I II ! fill! I i 1:11 ; 94207