JP2000095763A - 抗菌活性を有するビス第四アンモニウム塩化合物 - Google Patents

抗菌活性を有するビス第四アンモニウム塩化合物

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JP2000095763A JP10282071A JP28207198A JP2000095763A JP 2000095763 A JP2000095763 A JP 2000095763A JP 10282071 A JP10282071 A JP 10282071A JP 28207198 A JP28207198 A JP 28207198A JP 2000095763 A JP2000095763 A JP 2000095763A
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Hiroki Koma
寛紀 高麗
Takuya Maeda
拓也 前田
Munehiro Yoshida
宗弘 吉田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 既知の第四アンモニウム塩化合物に比べて、
極めて優れた殺菌効果と広い抗菌スペクトルを示し、か
つ安全性の高いビス第四アンモニウム塩化合物を提供す
ること。 【解決手段】 式 【化1】 式中、2つのRは同一もしくは異なり、それぞれ炭素
数1〜18のアルキル基又は炭素数2〜18のアルケニ
ル基を表わし;2つのRは同一もしくは異なり、それ
ぞれ水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表わし;
は炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアル
コキシ基又は炭素数2〜6のアルコキシカルボニル基を
表わし;Xはアニオンを表わす、で示されるビス第四ア
ンモニウム塩化合物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は抗菌活性を有するビ
ス第四アンモニウム塩化合物、その製造方法及びその抗
菌剤としての用途に関する。
【0002】
【従来の技術】細菌、真菌等に対して抗菌活性を発揮す
る第四アンモニウム塩化合物は古くから知られており、
現在も広く一般に用いられている。しかしながら、この
ような化合物は、通常、抗菌活性に優れていると同時に
人体に対する毒性も強く、実際の使用に際しては安全性
を考慮し、その応用範囲には制限がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既知
の第四アンモニウム塩化合物に比べて、極めて優れた殺
菌効果と広い抗菌スペクトルを示し、かつ安全性の高い
新規なビス第四アンモニウム塩化合物及びその製造法を
提供することにある。
【0004】本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意
研究を続けた結果、今回、抗菌活性に極めて優れ、かつ
人体に対する安全性も高い下記一般式(I)で示される
ビス第四アンモニウム塩化合物を見いだし、本発明を完
成するにいたった。
【0005】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明は式
【0006】
【化6】
【0007】式中、2つのRは同一もしくは異なり、
それぞれ炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数3〜1
8のアルケニル基を表わし、2つのRは同一もしくは
異なり、それぞれ水素原子又は炭素数1〜6のアルキル
基を表わし、Rは炭素数1〜6のアルキル基、炭素数
1〜6のアルコキシ基又は炭素数2〜6のアルコキシカ
ルボニル基を表わし、Xはアニオンを表わす、で示され
るビス第四アンモニウム塩化合物を提供するものであ
る。
【0008】本明細書において、「アルキル基」は直鎖
状又は分枝鎖状であり、例えば、メチル、エチル、n−
もしくはiso−プロピル、n−、iso−、sec−
もしくはtert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、オク
チル、2−エチルヘキシル、などが挙げられる。「アル
ケニル基」は直鎖状又は分枝鎖状であり、例えば、アリ
ル、などが挙げられる。
【0009】「アルコキシ基」はアルキル部分が上記の
意味を有するアルキルオキシ基であり、例えば、メトキ
シ、エトキシ、n−もしくはiso−プロポキシ、n
−、iso−、sec−もしくはtert−ブトキシな
どが挙げられる。
【0010】「アルコキシカルボニル基」はアルキル部
分が上記の意味を有するアルキルオキシカルボニル基で
あり、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニ
ルなどが挙げられる。
【0011】「アニオン」としては、ハロゲンイオン
(Cl-、Br-、I-など)硝酸根(NO3 -)などの無
機アニオンや、酢酸イオン(CH3COO-)、プロピオ
ン酸イオン(C25COO-)などの有機酸アニオンが
包含される。
【0012】上記式(I)において、中央のキシリレン
部分はp−キシリレンであり、また、Rは炭素数8〜
14のアルキル基が好適である。
【0013】本発明の式(I)の化合物は、例えば、式
【0014】
【化7】
【0015】式中、R及びRは前記と同義である、
で示されるビスチオピリジン化合物を式 R1X (III) 式中、Rは前記と同義である、で示される化合物と反
応させることにより製造することができる。
【0016】上記の反応は、通常、有機溶媒中、例え
ば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のア
ルコール類に加えて、N,N−ジメチルホルムアミド、
N−メチルホルムアミド、ニトロメタン、ニトロエタ
ン、アセトニトリル、メチルセロセルブ、エチルセロソ
ルブ等の中で、約50〜約120℃の温度で行うことが
できる。反応時間は2〜48時間程度とすることができ
る。
【0017】或いは別法として、上記の反応は、上記の
如き有機溶媒の存在下に、オートクレーブ中で、加圧
下、好ましくは約10〜約100Mpaにおいて約50
〜約100℃の温度で行うこともできる。この時の反応
時間は10〜120時間程度とすることができる。
【0018】式(II)の化合物と式(III)の化合
物との反応割合は厳密に制限されるものではないが、通
常、式(II)の化合物1モルに対して式(III)の
化合物を2〜6モル、特に2.1〜3モルの割合で使用
するのが好適である。
【0019】上記の反応により生成する式(I)の化合
物は、再結晶などの手段により容易に精製することがで
きる。
【0020】上記の反応において原料として使用される
上記式(II)の化合物は、従来の文献に未記載の新規
化合物であり、例えば、式
【0021】
【化8】
【0022】式中、Rは前記と同義である、で示され
るピリジンチオール化合物を式
【0023】
【化9】
【0024】式中、Rは前記と同義であり、Yは脱離
基、例えば、ハロゲン原子、トシル基等を表わす、で示
されるキシリレン化合物と反応させることにより製造す
ることができる。
【0025】式(IV)の化合物と式(V)の化合物と
の反応は、通常、前述の如き適当な有機溶媒中、室温〜
約110℃の温度において実施することができる。式
(IV)の化合物に対する式(V)の化合物の使用割合
は特に制限されないが、通常、式(IV)の化合物1モ
ルに対して式(V)の化合物2〜4モル、特に2.1〜
2.5モルの割合で用いるのが好適である。
【0026】上記反応により生成する式(II)の化合
物は、再結晶などの手段により容易に精製することがで
きる。
【0027】上記の反応において用いられる式(IV)
のピリジンチオール化合物としては、例えば、2−メル
カプトピリジン、3−メルカプトピリジン、4−メルカ
プトピリジン、メルカプトピコリン類などが挙げられ、
また、式(V)のキシリレン化合物としては、例えば
α,α′−ジクロロキシリレン、α,α′−ジブロモキ
シリレン、α,α′−ジヨードキシリレン、α,α′−
キシリレンジトシレートなどを挙げることができる。
【0028】一方、式(II)の化合物と反応せしめら
れる式(III)の化合物としてはハロゲン化アルキル
類が好適であり、その具体例としては、ヨードメタン、
ヨードエタン、ヨードプロパン、ヨードブタン、ヨード
ペンタン、ヨードヘキサン、ヨードオクタン、ヨードデ
カン、ヨードドデカン、ヨードテトラデカン、ヨードヘ
キサデカン、ヨードオクタデカン、ブロモエタン、ブロ
モプロパン、ブロモブタン、ブロモペンタン、ブロモヘ
キサン、ブロモオクタン、ブロモデカン、ブロモドデカ
ン、ブロモテトラデカン、ブロモヘキサデカン、ブロモ
オクタデカン、クロロブタン、クロロペンタン、クロロ
ヘキサン、クロロオクタン、クロロデカン、クロロドデ
カン、クロロテトラデカン、クロロヘキサデカン、クロ
ロオクタデカン等が挙げられる。また、天然油脂に由来
する炭素数の異なるハロゲン化アルキル混合物等も式
(III)の化合物として用いることができる。
【0029】以上述べた方法で製造される式(I)の化
合物におけるアニオン(X)は、必要に応じて、一般的
な化学処理方法で所望の他のアニオンと交換することが
できる。アニオンは、特に制限されるものではなく、例
えば、ヨウ素、臭素、塩素、フッ素、ヨウ素酸、臭素
酸、塩素酸、過ヨウ素酸、過塩素酸、硫酸、硝酸、リン
酸等の無機酸のアニオン;蟻酸、酢酸、プロピオン酸、
酪酸、ピバル酸、オクタン酸、オクチル酸、デカン酸、
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメ
リン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、アク
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、
ソルビン酸、オレイン酸、エライジン酸、マレイン酸、
シトラコン酸、メサコン酸;乳酸、リンゴ酸、クエン
酸、グルコン酸等のヒドロキシ酸類、ピリビン酸等のオ
キソ酸類;安息香酸類、フタル酸類、ナフタレンカルボ
ン酸等の炭素環式カルボン酸類;フランカルボン酸、ピ
リジンカルボン酸等の複素環式カルボン酸類;アミノ酸
類等の有機酸アニオン;メタン(アルキル)スルフォン
酸、メチルベンゼンスルフォン酸等の有機スルフォン酸
類;さらにアルコラート及びフェノラート類、水酸基等
のアニオンを挙げることができる。
【0030】本発明の式(I)の化合物は、後記の試験
例1〜4に示すとおり、種々の細菌、真菌に対して広い
抗菌スペクトルを有しており、しかも、従来の市販の第
四アンモニウム塩等に比べて、約1/10〜約1/10
0の最小殺菌濃度という優れた殺菌活性を示す、特に、
現在一般に広く使用されている抗菌剤である塩化ベンザ
ルコニウムと比較して約4〜約100倍の抗菌活性を有
している。さらに代表的な抗真菌剤であるチアベンダゾ
ールと比較し、同等ないし約4倍の抗真菌活性を有して
いる。
【0031】従って、本発明の式(I)の化合物は、従
来の市販の同種の殺菌剤よりもはるかに少ない使用濃度
で従来の殺菌剤と同等の殺菌効果を期待することがで
き、したがって、経済的であると同時にヒトに対する安
全性もそれだけ向上する。
【0032】本発明の化合物は、特に腐敗菌及び変敗菌
に対する抗菌力が強く、従って、例えば、防菌防臭加工
繊維製品、皮革製品、建材、木材、塗料、接着剤、プラ
スチック、フィルム、紙、パルプ、金属加工油、食品、
医薬品、化粧品、文房具、畜産分野等における抗菌剤と
して幅広くその応用が期待される。
【0033】
【実施例】以下、実施例及び試験例により本発明をさら
に具体的に説明する。
【0034】合成例1:4,4′−(p−キシリルジチ
オ)ビスピリジン[式(II)の化合物]の合成 4−メルカプトピリジン222g(2モル)をアセトン
500mlに溶解し、キシリレンジクロライド175g
(1モル)のアセトン500ml中の溶液を室温で滴下
した後、混合物を5時間還流した、室温まで冷却後、析
出した結晶を濾取し、アセトンで洗浄した。結晶を水道
水に溶解し、0.5N−NaOHでpH10とし、トル
エンで抽出した。有機層を水洗、乾燥後、トルエンを減
圧留去し、結晶として4,4′−(p−キシリルジチ
オ)ビスピリジン320gを得た。収率98.8%。こ
れは特に精製することなく次工程の原料として使用する
ことができる。
【0035】合成例2:4,4′−(p−キシリルジチ
オ)ビス(1−オクチルピリジニウムアイオダイド)
[式(I)の化合物]の合成 324g(1 mol)の4,4′−(p−キシリルジ
チオ)ビスピリジンをN,N−ジメチルホルムアミド3
50mlに溶解し、528g(2.2 mol)のヨー
ドオクタンを投入し、約100℃で15時間加熱した。
反応物を酢酸エチルエステル1500mlに投入し、析
出した結晶を濾取後、メタノール/アセトン/酢酸エチ
ルエステルの3種類の溶剤を組み合わせて、繰り返し再
結晶を行い、減圧乾燥し、融点158〜160℃の黄色
粉末として4,4′−(p−キシリルジチオ)ビス(1
−オクチルピリジニウム アイオダイド)[以下(I)
−8以下と略記)]を得た。得量700g。収率87.
1%。
【0036】1H−NMR(CDCl3):(1)−8
(δppm)0.89(6H,t,)、1.30(16
H,m)、1.36(4H,m)、1.95(4H,
m)、4.43(4H,t)、4.58(4H,s)、
7.53(4H,m)、7.88(4H,d)、8.6
1(4H,d)。
【0037】合成例3〜9 合成例2と同様の方法で、下記表1に示す化合物が得ら
れた。
【0038】
【表1】
【0039】試験例1:殺菌活性に対する本発明の化合
物(I)におけるアルキル側鎖の長さの影響 供試菌としてEscherichia coli K12W3110を用い最小
殺菌濃度(MBC)を測定した。
【0040】最小殺菌濃度(MBC)の測定は、一般的
な無菌水希釈法に従い、ニュトリエントブロスを用い
て、菌縣濁濃度が106cell/mlとなるように調
整した対数増殖期状態の菌液を段階希釈した薬剤溶液
に、30℃で、30分間接触後、ニュトリエントブロス
に移植し、37℃で、24時間静置培養後、増殖の有無
により、MBC値を決定した。その結果を図1に示す。
【0041】試験例2:本発明の化合物(I)の各種細
菌に対する殺菌活性 本発明の化合物として、アルキル側鎖の炭素数が8であ
る前記の化合物(I)−8を用いた。対照化合物には塩
化ベンザルコニウムを用いた。
【0042】供試菌として、グラム陰性菌5種及びグラ
ム陽性菌4種を用いてMBC値を測定した。その結果を
下記表2に示す。
【0043】
【表2】
【0044】試験例3:本発明の化合物(I)の各種細
菌に対する静菌活性 本発明の化合物として前記化合物(I)−8を用いた。
対照化合物には塩化ベンザルコニウムを用いて最小発育
阻止濃度(MIC)を測定した。
【0045】最小発育阻止濃度(MIC)の測定は、一
般的なブロス希釈法に従い、ニュトリエントブロスを用
いて、菌縣濁濃度が106cell/mlとなるように
調整した定常期状態の菌液を段階希釈した薬剤溶液と混
合し、37℃、24時間静置培養後、増殖の有無によ
り、MIC値を決定した。
【0046】供試菌として、グラム陰性菌10種及びグ
ラム陽性菌6種を用いた。結果を下記表3に示す。
【0047】
【表3】
【0048】試験例4:真菌に対する最小発育阻止濃度
(MIC)の測定 本発明の化合物として前記の化合物(I)−8を用い
た。対照化合物にはチアベンダゾールを用いた。
【0049】最小発育阻止濃度(MIC)の測定は、一
般的なブロス希釈法に従い、前培養した供試菌を湿潤剤
添加殺菌水で胞子液を調整した。希釈薬剤溶液1mlと
胞子液1mlを混合し、インキュベーター中で27℃/
一週間培養後、増殖の有無を濁度で判定し、濁度を生じ
ていない所をMICとした。結果を下記表4に示す。
【0050】
【表4】
【0051】
【発明の効果】本発明の抗菌活性を有するビス第四アン
モニウム塩化合物は、上記試験例から明らかなように、
既知の第四アンモニウム塩化合物に比べて、極めて優れ
た殺菌効果と広い抗菌スペクトルを示し、かつ安全性も
高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の式(I)の化合物の殺菌活性に対する
アルキル側鎖(R1)の長さの影響を示すグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C055 AA03 AA04 BA01 CA01 DA47 DB02 DB10 EA01 FA01 FA31 FA37 4C086 AA01 AA02 AA03 AA04 BC17 MA01 MA04 NA14 ZB35 4H011 AA02 AA03 BA01 BB09 BC18

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式 【化1】 式中、 2つのRは同一もしくは異なり、それぞれ炭素数1〜
    18のアルキル基又は炭素数3〜18のアルケニル基を
    表わし、 2つのRは同一もしくは異なり、それぞれ水素原子又
    は炭素数1〜6のアルキル基を表わし、 Rは炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアル
    コキシ基又は炭素数2〜6のアルコキシカルボニル基を
    表わし、 Xはアニオンを表わす、で示されるビス第四アンモニウ
    ム塩化合物。
  2. 【請求項2】 式 【化2】 式中、R及びRは請求項1に記載したと同義であ
    る、で示されるビスチオピリジン化合物を式 R1X (III) 式中、Rは請求項1に記載したと同義である、で示さ
    れる化合物と反応させることを特徴とする請求項1に記
    載の式(I)のビス第四アンモニウム塩化合物の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 式 【化3】 式中、R及びRは請求項1に記載したと同義であ
    る、で示されるビスチオピリジン化合物。
  4. 【請求項4】 式 【化4】 式中、Rは請求項1に記載したと同義である、で示さ
    れるピリジンチオール化合物を式 【化5】 式中、 Rは請求項1に記載したと同義であり、 Yは脱離基を表わす、で示されるキシリレン化合物と反
    応させることを特徴とする請求項3に記載の式(II)
    のビスチオピリジン化合物の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の式(I)のビス第四ア
    ンモニウム塩化合物を有効成分として含有することを特
    徴とする抗菌剤。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6664224B2 (en) 2000-05-15 2003-12-16 Toagosei Co., Ltd. Quaternary ammonium salt and process for the preparation thereof
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