JP2006070010A - 第四アンモニウム塩化合物及び抗菌剤 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の第四アンモニウム塩と同等又はそれ以上の殺菌活性を有し、且つ人体等に対する安全性が一層優れる新規な第四アンモニウム塩化合物及びそれを含む抗菌剤を提供する。
【解決手段】
一般式

〔式中、Ｒ^１及びＲ^２は同一又は異なって、炭素数６・１８のアルキル基を示す。Ｒ^３及びＲ^４は同一又は異なって、炭素数１・４のアルキル基を示す。〕
で表される第四アンモニウム塩化合物。
【選択図】 図１

Description

本発明は、第四アンモニウム塩化合物及び抗菌剤に関する。

第四アンモニウム塩化合物は、従来から種々の化学構造を有するものが合成され、例えば、細菌や真菌等に有効な殺菌消毒剤として、医療分野、食品製造分野や環境消毒等に汎用されている。代表的な第四アンモニウム塩化合物としては、例えば、塩化セチルピリジニウム、３・（トリメトキシシル）プロピルジメチルオクタデシルアンモニウムクロリド、オスバン（商品名、塩化ベンザルコニウム）等が用いられている。しかしながら、これらの第四アンモニウム塩は、耐性菌の出現、自然環境における微生物相の破壊、毒性等、解決すべき多くの課題を有している。なお、これらの第四アンモニウム塩化合物は、通常、１分子中に１個の第四アンモニウム塩残基を有するものであり、一般に、モノマー型第四アンモニウム塩化合物と称される。
また、アルキレン基の両端に、同じ化学構造を有する四級アンモニウム基が結合したビス型第四アンモニウム塩化合物が知られている。しかしながら、従来のビス型第四アンモニウム塩化合物には、通常は優れた抗菌活性を有するものの、疎水性薬剤と併用すると抗菌活性が低下するという欠点がある。また、従来のビス型第四アンモウニム塩化合物は、生分解生成物の残留毒性も高いため、その使用に際しては、環境に対する安全性の点で問題がある。さらに、水に対する溶解性および水中での安定性にも問題がある。このため、その適用範囲が制限される。さらに、従来のビス型第四アンモニウム塩は、抗菌力が糖質、蛋白質、脂質等によって拮抗され、ｐＨの低い領域では低下し、かつ細胞芽胞にあまり効果がないという欠点を有する。
従来のビス型第四アンモニウム塩化合物の欠点に鑑み、例えば、一般式
〔式中、Ｙはピリジン環、キノリン環、イソキノリン環又はチアゾリン環を示す。Ｒ^１０は炭素数２・１０のアルキレン基又はアルケニレン基を示す。Ｒ^１１はＡの窒素原子に結合する炭素数６・１８のアルキル基を示す。Ｘはアニオンを示す。〕
で表されるビス型第四アンモニウム塩化合物、一般式
〔式中、Ｘ、Ｙ、Ｒ^１０およびＲ^１１は上記に同じ。〕
で表されるビス型第四アンモニウム塩化合物（例えば、特許文献１参照）、一般式
〔式中、Ｘは上記に同じ。Ｐｙはピリジン環を示す。Ｒ^１２及びＲ^１３は同一又は異なって、水素原子又は炭素数１・６のアルキル基を示す。Ｒ^１４は炭素数３・１８のアルケニレン基を示す。Ｒ^１５及びＲ^１６は同一又は異なって、Ｐｙの窒素原子に結合する炭素数６・１８のアルキル基又はアルケニル基を示す。〕
で表されるビス型第四アンモニウム塩化合物（例えば、特許文献２参照）、一般式
〔式中、Ｘは上記に同じ。Ｚはピリジン環又はキノリン環を示す。Ｒ^１７、Ｒ^１８、Ｒ^１９及びＲ^２０は同一又は異なって、Ｚの炭素原子に結合する炭素数１・３のアルキル基、水酸基、アミノ基、炭素数１・３のアルコキシ基又は水素原子を示す。Ｒ^２１は炭素数２・１８のアルキレン基又はアルケニレン基を示す。Ｒ^２２及びＲ^２３はＺの窒素原子に結合する炭素数６・１８のアルキル基を示す。〕
で表されるビス型第四アンモニウム塩化合物（例えば、特許文献３参照）等の、芳香族ピリジニウム塩残基、キノリニウム塩残基、チアゾリニウム塩残基といった第四アンモニウム塩残基を活性部位として導入した左右対称構造を持つビス型第四アンモニウム塩化合物が提案されている。これら以外にも、脂肪族アンモニウム塩残基、チアゾール環残基等の第四アンモニウム塩残基を持つビス型第四アンモニウム塩化合物も種々提案されている。
これらのビス型第四アンモニウム塩化合物は、従来のものに比べ、より高い殺菌活性を有し、併用する他の薬剤や細菌、真菌等の細胞表面の疎水性に影響を受けず、殺菌環境のｐＨ、温度等にも殆ど影響されないといった優れた効果を有し、消毒殺菌剤として極めて有用なものである。
しかしながら、人体、動植物および環境に対する安全性への要求がより一層高まっている現状にあっては、殺菌消毒剤などの医薬品への安全性の要求は高まるばかりである。従って、高い殺菌活性を持つとともに、より高い安全性とも併せ持つ抗菌性化合物が希求されている。
特開平８・３０１７０３号公報 特開平１０・９５７７３号公報 特開平６・３２１９０２号公報

本発明の目的は、従来のものと同等又はそれ以上の殺菌活性を有し、且つ人体等に対する安全性に優れる新規な第四アンモニウム塩化合物及び抗菌剤を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、従来のモノマー型第四アンモニウム塩化合物及びビス型第四アンモニウム塩化合物のいずれにも属しない、新規な第四アンモニウム塩化合物を得ることに成功し、本発明を完成した。
すなわち本発明は、下記（Ａ）・（Ｃ）の抗菌剤及び下記（Ｄ）の抗菌剤に係る。
（Ａ）一般式
〔式中、Ｒ^１及びＲ^２は同一又は異なって、炭素数６・１８のアルキル基を示す。Ｒ^３及びＲ^４は同一又は異なって、炭素数１・４のアルキル基を示す。Ｘはアニオンを示す。〕
で表される第四アンモニウム塩化合物（以下「第四アンモニウム塩化合物（１）」とする）に係る。
（Ｂ）一般式（１）の第四アンモニウム塩化合物において、Ｒ^１及びＲ^２が同一又は異なって、炭素数６・１６の直鎖状アルキル基である第四アンモニウム塩化合物。
（Ｃ）一般式（１）の第四アンモニウム塩化合物において、Ｒ^３及びＲ^４がいずれもメチル基又はエチル基である第四アンモニウム塩化合物。
（Ｄ）上記（ａ）・（ｃ）の第四アンモニウム塩化合物のいずれか１つを含有する抗菌剤。

本発明の第四アンモニウム塩化合物（１）は、抗菌活性が高いことが知られるビス型第四アンモニウム塩化合物と同等の抗菌活性を有するとともに、安全性の面では、ビス型第四アンモニウム塩化合物及びモノマー型第四アンモニウム塩化合物よりも優れている。具体的には、本発明の第四アンモニウム塩化合物（１）は、従来の市販の第四アンモニウム塩に比べて、最小殺菌濃度が１／１０・１／１００程度以下、特に塩化ベンザルコニウムの１／１０００以下という優れた殺菌効果を示す。
また、本発明の第四アンモニウム塩化合物（１）は、非常に幅広い抗菌スペクトルを有し、各種の細菌、真菌などの微生物に有効である。
さらに、本発明の第四アンモニウム塩化合物（１）は、上記のような非常に高い抗菌性能又は殺菌性能を有するにもかかわらず、人体に対して非常に低毒性で、特に細胞毒性が低く、例えば、一次接触皮膚炎、アレルギー性皮膚炎等を起こすおそれが殆どない。

本発明の第四アンモニウム塩化合物（１）は、一般式
〔式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＸは上記に同じ。〕
で表される。
上記一般式（１）において、符号Ｒ^１及びＲ^２で表される炭素数６・１８のアルキル基としては、例えば、ｎ・ヘキシル基、ｎ・オクチル基、ｎ・ノニル基、ｎ・デシル基、ｎ・ウンデシル基、ｎ・ドデシル基、ｎ・トリデシル基、ｎ・テトラデシル基、ｎ・ペンタデシル基、ｎ・ヘキサデシル基、ｎ・ヘプタデシル基、ｎ・オクタデシル基、イソヘキシル基、２・エチルヘキシル基などの、炭素数６・１８の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。これらの中でも、ｎ・ヘキシル基、ｎ・オクチル基、ｎ・デシル基、ｎ・ドデシル基、ｎ・テトラデシル基、ｎ・ヘキサデシル基などの、炭素数６・１６の直鎖状アルキル基が好ましい。
符号Ｒ^３及びＲ^４で表される炭素数１・４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ・ブチル基等の炭素数１・４の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基等が好ましく、メチル基が特に好ましい。
符号Ｘで示されるアニオンとしては、特に制限はなく、各種の無機酸及び有機酸から誘導されるものが挙げられる。その中でも、例えば、Ｉ^・、Ｂｒ^・、Ｃｌ^・、ＮＯ_３ ^・、ＳＯ_４ ^２・等の無機酸から誘導されるアニオン、ＣＨ_３ＳＯ_３ ^・、Ｃ_２Ｈ_５ＳＯ_３ ^・等のスルホン酸アニオン、ＣＨ_３ＣＯＯ^・、Ｃ_２Ｈ_５ＣＯＯ^・等の有機酸から誘導されるアニオン等が挙げられる。これらの中でも、Ｉ^・、Ｂｒ^・、Ｃｌ^・等のハロゲン原子イオンが好ましく、Ｉ^・が特に好ましい。
本発明の第四アンモニウム塩化合物（１）の具体例としては、例えば、１・ｎ・ヘキシル・４・｛［２・（ｎ・ヘキシルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム ジアイオダイド、１・ｎ・オクチル・４・｛［２・（ｎ・オクチルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム ジアイオダイド、１・ｎ・デシル・４・｛［２・（ｎ・デシルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム ジアイオダイド、１・ｎ・ドデシル・４・｛［２・（ｎ・ドデシルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム ジアイオダイド、１・ｎ・テトラデシル・４・｛［２・（ｎ・テトラデシルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム ジアイオダイド、１・ｎ・ヘキサデシル・４・｛［２・（ｎ・ヘキサデシルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム ジアイオダイドなどが挙げられる。
本発明の第四アンモニウム塩化合物（１）は、例えば、一般式（２）
〔式中、Ｒ^３及びＲ^４は上記に同じ。〕
で表される２・ジアルキルアミノエチルクロリド塩酸塩（以下「２・ジアルキルアミノクロリド塩酸塩（２）」とする）と、一般式（３）
で表される４・メルカプトピリジン（以下「４・メルカプトピリジン（３）」とする）を反応させて、一般式（４）
〔式中、Ｒ^３及びＲ^４は上記に同じ。〕
で表される４・｛［２・（ジアルキルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム塩化水素塩（以下「ピリジニウム塩化水素塩（４）」という）を合成し、これを脱塩化水素化し、一般式（５）
で表される４・［２・（ジアルキルアミン）エチル］チオピリジニウム（以下「４・［２・（ジアルキルアミン）エチル］チオピリジニウム（５）」という）を合成し、これと一般式（６）
Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１Ｉ （６）
〔式中、ｎは上記に同じ。〕
で表されるアルキルアイオダイド（以下「アルキルアイオダイド（６）」という）とを反応させることによって製造することができる。
２・ジアルキルアミノクロリド塩酸塩（２）と４・メルカプトピリジン（３）との反応は、例えば、２・ジアルキルアミノクロリド塩酸塩（２）を含む溶媒に、４・メルカプトピリジン（３）を滴下することにより行われる。ここで、溶媒としては、２・ジアルキルアミノクロリド塩酸塩（２）を溶解できかつ反応に不活性なものであれば特に制限なく使用できるが、反応を簡便に実施することを考慮すると、水が好ましい。２・ジアルキルアミノクロリド塩酸塩（２）と４・メルカプトピリジン（３）との使用割合は特に制限されないが、通常は、２・ジアルキルアミノクロリド塩酸塩（２）１モルに対して、４・メルカプトピリジン（３）を１・２モル程度、好ましくは１・１．５モル程度、さらに好ましくは１・１．３モル程度使用すればよい。反応は、室温付近の温度下に行われ、２４・６０時間程度で終了する。反応を加熱下に実施すると、副生物が生成する可能性があるので、非加熱の状態で反応を実施するのが好ましい。なお、ここで用いられる２・ジアルキルアミノクロリド塩酸塩（２）の具体例としては、例えば、２・ジメチルアミノクロリド塩酸塩、２・ジエチルアミノクロリド塩酸塩、２・ジ（ｎ・プロピル）アミノクロリド塩酸塩、２・ジ（ｎ・ブチル）アミノクロリド塩酸塩等が挙げられる。これらの中でも、２・ジメチルアミノクロリド塩酸塩が好ましい。２・ジアルキルアミノクロリド塩酸塩（２）は１種を単独で使用でき又は２種以上を併用できる。
反応終了後、得られる反応混合物に、減圧蒸留、真空乾燥、洗浄（ここではエタノール洗浄）などの一般的な精製手段を施すことによって、ピリジニウム塩化水素塩（４）を得ることができる。
ピリジニウム塩化水素塩（４）の脱塩化水素化は、公知の方法に従って実施できる。例えば、ピリジニウム塩化水素塩（４）の水溶液を塩基で処理することにより実施できる。ここで塩基としては公知のものを使用でき、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩等が挙げられる。塩基は１種を単独で使用でき又は２種以上を併用できる。塩基は、好ましくは水溶液の形態で用いられ、水溶液中での濃度は特に制限されないが、好ましくは０．１規定程度にすればよい。また、塩基の使用量は特に制限されないが、好ましくは、ピリジニウム塩化水素塩のｐＨが９・１１程度、好ましくはｐＨ９．５・１０．５程度になる量とすればよい。脱塩化水素化の終了後、反応混合物を、例えばエーテル抽出することによって、４・［２・（ジアルキルアミン）エチル］チオピリジニウム（５）が得られる。
４・［２・（ジアルキルアミン）エチル］チオピリジニウム（５）とアルキルアイオダイド（６）との反応は、例えば、加熱加圧下に溶媒中にて行われる。ここで使用される溶媒としては、両者を溶解又は分散することができかつ反応に不活性なものであれば特に制限されず、例えば、メタメール、エタノール、プロパノール等の低級アルコール類、Ｎ，Ｎ・ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ・ジエチルホルムアミド等のアミド類、ニトロメタン、ニトロエタン、アセトニトリル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、クロロベンゼン等が挙げられる。これらの中でも、低級アルコール類が好ましく、エタノールがより好ましく、無水エタノールが特に好ましい。溶媒は１種を単独で使用でき又は必要に応じて２種以上を併用できる。溶媒の使用量は特に制限されないが、化合物（５）に対して通常１・１０倍モル程度、好ましくは１・５倍モル程度とすればよい。反応温度は特に制限はないが、好ましくは５０・１００℃である。反応圧力も特に制限はないが、好ましくは１５・１２０ＭＰａである。反応時間は、好ましくは、１・３０時間である。なお、ここで用いられるアルキルアイオダイド（６）の具体例としては、例えば、ヘキシルアイオダイド、オクチルアイオダイド、ｎ・デシルアイオダイド、ｎ・ドデシルアイオダイド、ｎ・テトラデシルアイオダイド、ｎ・ヘキサデシルアイオダイド、ｎ・オクタデシルアイオダイド等が挙げられる。アルキルアイオダイド（６）は１種を単独で使用でき又は２種以上を併用できる。アルキルアイオダイド（６）の使用量は特に制限されないが、好ましくは、４・［２・（ジメチルアミン）エチル］チオピリジニウム（５）の１モルに対して、２．０・４．０モル程度、さらに好ましくは２．０・２．５モル程度である。
反応終了後、反応混合物を、有機溶媒による洗浄、再結晶などの一般的な精製手段で精製することによって、一般式（１ａ）
〔式中、Ｒ^３およびＲ^４は上記に同じ。ｎは６・１８の整数を示す。〕
で表される第四アンモニウム塩化合物（１ａ）を得ることができる。第四アンモニウム塩化合物（１ａ）は、一般式（１）において、符号Ｘで示されるアニオンがヨウ素イオンである本発明の第四アンモニウム塩化合物である。
４・［２・（ジアルキルアミン）エチル］チオピリジニウム（５）とアルキルアイオダイド（６）との反応において、アルキルアイオダイド（６）に代えて、ヘキシルブロマイド、オクチルブロマイド、ｎ・デシルブロマイド、ｎ・ドデシルブロマイド、ｎ・テトラデシルブロマイド、ｎ・ヘキサデシルブロマイド等のアルキルブロマイド、ヘキシルクロリド、オクチルクロリド、ｎ・デシルクロリド、ｎ・ドデシルクロリド、ｎ・テトラデシルクロリド、ｎ・ヘキサデシルクロリド等のアルキルクロリドを用いることによって、符号Ｘで示されるアニオンが臭素イオン又は塩素イオンである本発明の第四アンモニウム塩化合物を得ることができる。
また、本発明において、符号Ｘで示されるアニオンがヨウ素イオン以外のアニオンである第四アンモニウム塩化合物（１）を得るには、例えば、第四アンモニウム塩化合物（１ａ）にアニオン交換を施せばよい。アニオン交換は、一般的なイオン交換の手法に従って実施できる。例えば、水中にて、第四アンモニウム塩化合物（１ａ）とアニオンを含む化合物とを接触させればよい。アニオンを含む化合物としては、例えば、臭素、塩素、フッ素、沃素酸、臭素酸、塩素酸、過沃素酸、過塩素酸、硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸から誘導されるアニオン、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、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、蓚酸、マロン酸、琥珀酸、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、メサコン酸等の脂肪酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、グルコン酸等のヒドロキシ酸類、ピルビン酸等のオキソ酸類、安息香酸、フタル酸、ナフタレンカルボン酸等の芳香族カルボン酸類、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、メタン（アルキル）スルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸等の有機スルホン酸類、エリソルビン酸、アスコルビン酸、デヒドロ酢酸等の各種有機酸から誘導されるアニオン等が挙げられる。また、アルコラート類、フェノラート類、その他の水酸基含有有機化合物もアニオン源となり得る。
本発明の第四アンモニウム化合物（１）は、そのまま、粉末状態で用いてもよい。
また、該第四アンモニウム塩化合物（１）の粉末を適当な溶媒、例えば、水、アルコール類等に溶解又は分散し、液状にし、水溶液又は分散液の形態で用いても良い。この水溶液又は水分散液は、そのまま、消毒用殺菌剤又は抗菌剤として使用できる。その場合、該水溶液又は水分散液における第四アンモニウム塩化合物（１）の濃度は特に制限されないが、好ましくは、水溶液又は水分散液全量の０．０１・２０重量％である。この場合、第四アンモニウム塩化合物（１）は、１種を単独で使用でき又は２種以上を併用できる。
更に、第四アンモニウム塩化合物（１）の水溶液又は水分散液を、そのまま又は水性塗料、油性塗料等と混合し、各種物品の表面の全面又は一部に塗布又は噴霧することもできる。物品としては、紙、セラミックス、ガラス、金属、木材、合成樹脂等から選ばれる１種又は２種以上の素材からなる物品を挙げることができる。合成樹脂としては公知のものを使用でき、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリビニルクロライド等が挙げられる。前記の各種物品には、木綿、麻、絹、ウール、羽毛等からなる繊維類を含まれる。塗布方法としては公知の方法を採用でき、例えば、刷毛塗り、浸漬、スクリーン印刷などが挙げられる。
更には、第四アンモニウム塩化合物（１）を各種合成樹脂に練りこみ、糸、繊維、フィルム、シート、ペレットその他の任意の形状に成形して用いることもできる。
本発明の第四アンモニウム塩化合物（１）は、抗菌性能を要求される各種用途において、従来の第四アンモニウム塩と同様に使用できる。具体的な用途としては、例えば、上水、冷却水、プール等におけるスライムコントロールのための抗菌剤又は殺菌剤、漁網、船底、水中構造物等における海藻、プランクトン、微生物の付着を防止するための抗菌剤又は殺菌剤、食品包装材、建材、農業用資材、口腔用材（歯ブラシ、練り歯磨き等）、眼鏡フレーム、衣料品、家庭用品、塗料、接着剤等に添加する抗菌剤又は殺菌剤、医薬品、医薬部外品、消毒剤、化粧品等が挙げられる。

以下に合成例、実施例及び比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
合成例１（本発明第四アンモニウム塩化合物（１ａ）の合成）
２・ジメチルアミノエチルクロリド塩酸塩（２ａ）（Ｒ^３＝Ｒ^４＝メチル基）の０．１７モル水溶液５０ｍｌに、４・メルカプトピリジン（３）の０．１７モル水溶液１００ｍｌを滴下した後、室温で４８時間反応させた。得られた反応混合物を減圧濃縮及び真空乾燥し、完全に水を除去し、得られた残渣をエタノールで洗浄し、４・｛［２・（ジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム塩化水素塩（４ａ）（Ｒ^３＝Ｒ^４＝メチル基）２０ｇを得た。
４・｛［２・（ジアルキルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム塩化水素塩（４ａ）の０．０７８モル水溶液５０ｍｌに０．１規定水酸化ナトリウム水溶液を添加し、化合物（４ａ）の水溶液のｐＨを１０に調整し、脱塩化水素化を行った。反応混合物をジエチルエーテル５００ｍｌで抽出し、ジエチルエーテルを留去し、４・［２・（ジメチルアミン）エチル］チオピリジニウム（５ａ）（Ｒ^３＝Ｒ^４＝メチル基）１２ｇを得た。
次いで、４・［２・（ジメチルアミン）エチル］チオピリジニウム（５ａ）１．５ｇ（０．００８２モル）及びヘキシルアイオダイド（６ａ）（Ｒ^１＝Ｒ^２＝ｎ・ヘキシル基）４．０ｇ（０．０１９モル）を無水エチルアルコール５ｍｌに溶解し、この溶液を耐圧樹脂フィルム製パックに充填した。このパックを、圧力溶媒（エチルアルコール：グリセリン＝１：２（体積比））を満たした超高圧反応装置（商品名：ＹＨＰ・９２、山下技研（有）製）に入れ、８０℃、８０ＭＰａの条件で２４時間反応を行った。反応終了後、パックから反応混合物を取り出し、ジエチルエーテルで洗浄し、更にエチルアルコールとヘキサンとの混合溶媒（１：１、体積比）から再結晶を行い、１・ｎ・ヘキシル・４・｛［２・（ｎ・ヘキシルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウムジアイオダイド（１ａ）を製造した。
合成例２（第四アンモニウム塩化合物（１ｂ）・（１ｆ）の合成）
ヘキシルアイオダイド（６ａ）に代えて、オクチルアイオダイド、デシルアイオダイド、ドデシルアイオダイド、テトラデシルアイオダイド、ヘキサデシルアイオダイドを使用する以外は、合成例１と同様にして、下記の第四アンモニウム塩化合物を製造した。
第四アンモニウム塩化合物（１ｂ）：１・ｎ・オクチル・４・｛［２・（ｎ・オクチルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム ジアイオダイド（Ｒ^１＝Ｒ^２＝ｎ・オクチル基、Ｒ^３＝Ｒ^４＝メチル基、Ｘ＝ヨウ素イオン）
第四アンモニウム塩化合物（１ｃ）：１・ｎ・デシル・４・｛［２・（ｎ・デシルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム ジアイオダイド（Ｒ^１＝Ｒ^２＝ｎ・デシル基、Ｒ^３＝Ｒ^４＝メチル基、Ｘ＝ヨウ素イオン）
第四アンモニウム塩化合物（１ｄ）：１・ｎ・ドデシル・４・｛［２・（ｎ・ドデシルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム ジアイオダイド（Ｒ^１＝Ｒ^２＝ｎ・ドデシル基、Ｒ^３＝Ｒ^４＝メチル基、Ｘ＝ヨウ素イオン）
第四アンモニウム塩化合物（１ｅ）：１・ｎ・テトラデシル・４・｛［２・（ｎ・テトラデシルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム ジアイオダイド（Ｒ^１＝Ｒ^２＝ｎ・テトラデシル基、Ｒ^３＝Ｒ^４＝メチル基、Ｘ＝ヨウ素イオン）
第四アンモニウム塩化合物（１ｆ）：１・ｎ・ヘキサデシル・４・｛［２・（ｎ・ヘキサデシルジメチルアンモニオ）エチル］チオ｝ピリジニウム ジアイオダイド（Ｒ^１＝Ｒ^２＝ｎ・ヘキサデシル基、Ｒ^３＝Ｒ^４＝メチル基、Ｘ＝ヨウ素イオン）
下記表１に、第四アンモニウム塩化合物（１ａ）・（１ｆ）の元素分析値、融点及び収率を示す。
これらの元素分析値は、理論値と０．３％以内でよく一致し、さらに逆相ＴＬＣ（商品名：ＤＣ・Ｆｅｒｔｉｇｐｌａｔｔｅｎ ＲＰ・１８ Ｆ_２５４Ｓ、Ｓｃｈｉｃｈｔｄｉｃｋｅ ０．２５ｍｍ、メルク社製、ドイツ）の結果、全ての化合物がシングルスポットであった。
また、第四アンモニウム塩化合物（１ｃ）の^１Ｈ・ＮＭＲスペクトル（ＣＤ_３ＯＤ）は次の通りである。
０．８９・０．９１ｐｐｍ（６Ｈ，ｑ，Ｊ＝５．５Ｈｚ）、１．３０・１．４２ｐｐｍ（２８Ｈ，ｍ）、１．８２ｐｐｍ（２Ｈ，ｍ）、１．９９ｐｐｍ（２Ｈ，ｍ）、３．２６ｐｐｍ（６Ｈ，ｓ）、３．５０ｐｐｍ（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝８．７Ｈｚ）、３．８０・３．８６ｐｐｍ（４Ｈ，ｍ）、４．４９ｐｐｍ（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．６Ｈｚ）、８．０１ｐｐｍ（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝７．３Ｈｚ）、８．７２ｐｐｍ（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝７．１Ｈｚ）
以下の試験例において、合成例１及び２で得られた第四アンモニウム塩化合物（１ａ）・（１ｆ）の静菌作用及び殺菌作用を、下記の化合物と比較した。
対照化合物：
（１１）４，４’・（エチレンジチオ）ビス（１・アルキルピリジニウム アイオダイド）（以下「対照化合物（１１）」という）
〔式中、ｍは６、８、１０、１２、１４又は１６を示す。〕
（１２）Ｎ，Ｎ’・ジアルキル・Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’・テトラメチル・１，２・エチレンアンモニウム ジアイオダイド（以下「対照化合物（１２）」という）
〔式中、ｍは上記に同じ。〕
試験例１（静菌スペクトル）
供試化合物として、本発明の第四アンモニウム塩化合物（１ｃ）並びに対照化合物（１１ｃ）（ｍ＝１０）及び対照化合物（１２ｅ）（ｍ＝１４）を用いて、下記表２に示すグラム陰性細菌５種、グラム陽性細菌４種及びカビ４種に対する最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）測定を行い、静菌スペクトルを調べた。結果を表２に示す。
なお、最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）は次のようにして測定した。
この測定は、無菌フード（クリーンベンチ、エアテック（ＡＩＲＴＥＣＨ）社製）内で行い、特に記載のない限り、微生物は氷冷下に保った。
まず、細菌をＬ・ｂｒｏｔｈ（トリプトン１．０％（Ｗ／Ｖ）、酵母抽出物０．５％（Ｗ／Ｖ）、塩化ナトリウム０．５％（Ｗ／Ｖ）、ｐＨ７．０・７．２）５ｍｌ中で、３７℃、１８時間前培養した。この菌懸濁液を分光光度計（ＵＶ・１６０、島津製作所）を用いて、菌懸濁液濃度が１０^６ｃｅｌｌ／ｍｌ（ＯＤ６６０＝０．００１）となるように調整した。
供試菌が黴の場合は、サブロー寒天培地に一白金耳植菌し、７日間、３０℃で培養した後、着生した胞子を生理食塩水（０．２％（Ｗ／Ｖ）、Ｔｗｅｅｎ・８０を含む）１５ｍｌを用いてかきとった。ガーゼを詰めたチップを使用し、黴をかきとった生理食塩水溶液を濾過し、胞子懸濁液とした。この胞子懸濁液をサブロー液体培地を用いて１００倍希釈した菌体を用いた。
静菌試験については、８０％のエチルアルコールを用いて調製した薬剤溶液を、ＮＢ培地溶液（黴の場合はサブロー液体培地）で５０倍希釈した後、２倍、１０段階希釈した。次に所定濃度の希釈薬剤溶液をステンレスモルトン栓付き試験管に各々１．０ｍｌを分注後、前述した希釈菌液をそれぞれ１．０ｍｌを接種し、３７℃で２４時間（黴の場合は３０℃で７日間）静置培養後、増殖の有無により最小発育阻止濃度（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ＭＩＣ）を決定した。
表２から、本発明の第四アンモニウム塩化合物が、優れた静菌作用を有することが知られている対照化合物（１１）及び（１２）と同等の、細菌に対する静菌作用を有していることが判る。
また、カビに対する静菌活性については、本発明の第四アンモニウム塩化合物は、対照化合物（１１）にはわずかに及ばないものの、対照化合物とほぼ同等であることが判る。
試験例２（静菌活性に及ぼすアルキル鎖長の影響）
本発明の第四アンモニウム塩化合物（１）、対照化合物（１１）及び（１２）の全てについて、試験例１と同様にして、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＩＦＯ １２７１３）に対するＭＩＣを測定した。ＭＩＣ（μＭ）の逆数の対数値（ｌｏｇ［１／ＭＩＣ］）を静菌活性と定義し、供試化合物のアルキル鎖長毎に静菌活性を求めた。結果を図１に示す。図１は、各供試化合物のアルキル鎖長と静菌活性との関係を示すグラフである。図１において、横軸は各供試化合物のアルキル鎖の炭素原子数、縦軸は静菌活性を示し、さらに●は第四アンモニウム塩化合物、◆は対照化合物（１１）、▲黒四角▼は対照化合物（１２）を示す。
図１から、本発明の第四アンモニウム塩化合物が、優れた静菌作用を有することが知られている対照化合物（１１）及び（１２）と同等又はそれ以上の、大腸菌に対する静菌作用を有していることが判る。
試験例３（殺菌活性に及ぼすアルキル鎖長の影響）
本発明の第四アンモニウム塩化合物（１）、対照化合物（１１）及び（１２）の全てについて、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＩＦＯ １２７１３）に対する最小殺菌濃度（ＭＢＣ）を測定した。ＭＢＣ（Ｍ）の逆数の対数値（ｌｏｇ［１／ＭＢＣ］）を静菌活性と定義し、供試化合物のアルキル鎖長毎に静菌活性を求めた。結果を図２に示す。図２は、各供試化合物のアルキル鎖長と殺菌活性との関係を示すグラフである。図２において、横軸は各供試化合物のアルキル鎖の炭素原子数、縦軸は殺菌活性を示し、さらに●は第四アンモニウム塩化合物、◆は対照化合物（１１）、▲黒四角▼は対照化合物（１２）を示す。
図２から、炭素数１２・１６程度の第四アンモニウム塩化合物は、殺菌活性が特に強く、対照化合物（１１）及び（１２）と同等の殺菌活性を有することが判る。
なお、最小殺菌濃度（ＭＢＣ）は次のようにして測定した。
［最小殺菌濃度（ＭＢＣ）の測定］
この測定は、無菌フード（クリーンベンチ、エアテック（ＡＩＲＴＥＣＨ）社製）内で行い、特に記載のない限り、微生物は氷冷下に保った。
細菌をＬ・ｂｒｏｔｈ（トリプトン１．０％（Ｗ／Ｖ）、酵母抽出物０．５％（Ｗ／Ｖ）、塩化ナトリウム０．５％（Ｗ／Ｖ）、ｐＨ７．０・７．２）５ｍｌ中で、３７℃、１８時間前培養した。この前培養菌体５ｍｌをＮＢ培地（Ｂａｓｃｔｏ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｂｒｏｔｈ、Ｄｉｆｃｏ ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、ＵＳＡ）８０ｍｌの入った坂口フラスコに移植し、３０℃で一定時間（１．５時間）培養後、対数増殖初期の菌体を得た。その菌体を遠心分離機（ＭＯＤＥＬ ５０Ａ・７、佐久間製作所）で冷却遠心分離（０℃、６０００ｒｐｍ、１５分）により集菌後、無菌水で希釈し、分光光度計（ＵＶ・１６０、島津製作所）を用いて、菌懸濁液濃度が１０^６ｃｅｌｌ／ｍｌ（ＯＤ６６０＝０．００１）となるように調整した。殺菌試験については、８０％のエチルアルコールを用いて調整した薬剤溶液を、無菌水で５０倍希釈した後、２倍の１０段階希釈した。各薬剤１．０ｍｌに上記の菌懸濁液１．０ｍｌを接種し、３０℃のウォーターバスシェーカー（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｌｔ・１０、タイテック）内で３０分間振盪培養した後、試験管から試料液０．１ｍｌを分取し、ＮＢ培地２ｍｌ中に接種した。このＮＢ判定培地を３７℃で２４時間培養し、増殖の有無を肉眼で判定し、増殖の認められない最小薬剤濃度を最小殺菌濃度（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂａｃｔｅｒｉｃｉｄａｌ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ、ＭＢＣ）とした。
試験例４（静菌活性及び殺菌活性に対する薬剤分子の疎水性の影響）
静菌活性及び殺菌活性に対する薬剤分子の疎水性の影響を調べた。供試菌としてはＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＩＦＯ １２７１３を用い、供試化合物としては第四アンモニウム塩化合物（１）、対照化合物（１１）及び（１２）のそれぞれについて、各アルキル鎖長のものをそれぞれ用いた。
薬剤の疎水性パラメーターは、逆相型薄層クロマトグラフの移動距離から求めたＲｆ値より算出したＲＭ値を用いた。各供試化合物の疎水性パラメーター（ＲＭ）は、次の式に従い、各供試化合物のＲｆ値から算出される。
ＲＭ＝ｌｏｇ（１／Ｒｆ・１）
Ｒｆ値は以下の条件で逆相ＴＬＣによって測定した。展開溶媒としてＣＨ_３ＣＮ：Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ：Ｈ_２Ｏ＝１０：９：１を使用し、展開時薄層表面から展開溶媒が蒸発すると移動度が大となるので、飽和状態にするために展開槽の内側に濾紙を張った。薄層としては逆相ＴＬＣプレートを使用し、プレートの下端を０．１・０．５ｃｍ浸し、展開を３０分行った。
結果を図３及び図４に示す。図３は、各供試化合物の静菌活性と疎水性（ＲＭ）との関係を示すグラフである。図３において、縦軸は静菌活性及び横軸は各供試化合物の疎水性（ＲＭ）を示す。図４は、各供試化合物の殺菌活性と疎水性（ＲＭ）との関係を示すグラフである。図４において、縦軸は殺菌活性及び横軸は各供試化合物の疎水性（ＲＭ）を示す。また、図３及び図４において、●は第四アンモニウム塩化合物、◆は対照化合物（１１）、▲黒四角▼は対照化合物（１２）を示す。
図３から、第四アンモニウム塩化合物（１）は、疎水性（ＲＭ）が０・０．３程度の範囲にある時に、特に高い静菌活性を有し、対照化合物（１１）及び（１２）よりも静菌活性が高くなることが判る。
図４から、第四アンモニウム塩化合物（１）は、疎水性（ＲＭ）が０．２を超える範囲で、高い殺菌活性を示し、殺菌活性の高いことで知られる対照化合物（１１）と同等であることが判る。
試験例６（温度の影響）
供試化合物として、本発明の第四アンモニウム塩化合物（１ｃ）並びに対照化合物（１１ｃ）（ｍ＝１０）及び対照化合物（１２ｅ）（ｍ＝１４）を用いて、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＩＦＯ １２７１３）に対する殺菌活性に対する殺菌温度（１０、２０、３０又は４０℃）の影響を調べた。ここで殺菌温度とは、各供試化合物を大腸菌に接触させる時の温度である。結果を図５に示す。図５は、各供試化合物の殺菌活性と殺菌温度との関係を示すグラフである。図５において、縦軸は殺菌活性及び横軸は殺菌温度を示す。また、●は第四アンモニウム塩化合物（１ｃ）、◆は対照化合物（１１ｃ）、▲黒四角▼は対照化合物（１２ｅ）を示す。
図５から、第四アンモニウム塩化合物（１）は、３０・４０℃程度の温度域で殺菌活性が大きく上昇し、殺菌活性の高いことで知られる供試化合物（１１）と同等の殺菌活性を示した。このことは、第四アンモニウム塩化合物（１）が、微生物の活動が活発になる６・９月頃に、殺菌剤として優れた効果を発揮し得ることを示す。
試験例７（ｐＨの影響）
供試化合物として、本発明の第四アンモニウム塩化合物（１ｃ）並びに対照化合物（１１ｃ）（ｍ＝１０）及び対照化合物（１２ｅ）（ｍ＝１４）を用いて、各供試化合物を大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ＩＦＯ １２７１３）に接触させる時のｐＨを５、６、７、８又は９に変化させ、大腸菌に対する殺菌活性に対するｐＨの影響を調べた。結果を図６に示す。図６は、各供試化合物の殺菌活性とｐＨとの関係を示すグラフである。図６において、縦軸は殺菌活性及び横軸はｐＨを示す。また、●は第四アンモニウム塩化合物（１ｃ）、◆は対照化合物（１１ｃ）、▲黒四角▼は対照化合物（１２ｅ）を示す。
図６から、第四アンモニウム塩化合物（１）は、対照化合物（１１）及び（１２）に比べ、酸性域でも、抗菌活性の低下が比較的少ないことが判る。このことから、第四アンモニウム塩化合物（１）が、どのようなｐＨ域でも、ほぼ同等の殺菌活性を示すことが明らかである。
試験例８（溶血活性）
ヒトの血液を採血し、等量のアルセバー液（ブドウ糖２．０５ｇ、塩化ナトリウム０．２４ｇ、クエン酸ナトリウム０．８ｇ、クエン酸０．５５ｇ、全量１リットル、ｐＨ６．１）と混合し、４℃に保存した。実験に用いる直前に、このアルセバー保存血を１５ｍｌのポリプロピレン製遠心管に入れ、ＰＢＳ（塩化ナトリウム６．８９ｇ，Ｎａ_２ＨＰＯ_４１．４２ｇ及びＫＨ_２ＰＯ_４０．４ｇを蒸留水１リットルに溶解させた溶液、ｐＨ７．４）を加えて懸濁した後、遠心分離機（商品名：０５ＰＲ・２２、０５ローター、（株）日立製作所製）で３０００ｒｐｍ、５分の遠心分離を行い、上清及び赤血球上の白血球層を取り除いた。この操作を４回繰り返した。得られた赤血球層にＰＢＳを加え、５０％赤血球を調製した。
エッペンドルフチューブにＰＢＳ８９０μｌ、供試化合物の希釈溶液（濃度３．０４％）１００μｌ及び５０％赤血球１０μｌを加え、３７℃で３０分反応させた後、遠心機（商品名：ｋｕｂｏｔａ１９２０、ローターＲＡ・５０ｊ、（株）久保田鉄工製）で、４℃、３０００ｒｐｍ、５分遠心分離した。その上清を、ＵＶ吸収測定器（商品名：ＵＶ・１２００、（株）島津製作所製）を用いて、ＯＤ５４０を測定し溶血活性を算出した。１００％溶血コントロールして水９９０μｌ、０％溶血コントロールとしてＰＢＳ９９０μｌに５０％赤血球を加えたものを用いた。溶血が確認された最小薬剤濃度（溶血活性５％未満）を最小溶血濃度（Ｍｉｎｉｍｕｍ ｈｅｍｏｌｙｔｉｃ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ、ＭＨＣ）とした。また、薬剤の濃度に対する溶血活性（％）をプロットし、５０％溶血活性（５０％ ｈｅｍｏｌｔｔｉｃ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ、ＨＣ５０）を決定した。
第四アンモニウム塩化合物（１）並びに対照化合物（１１）及び（１２）の最小溶血濃度（ＭＨＣ）を表３、５０％溶血活性（ＨＣ５０）を表４にそれぞれ示す。
表３及び表４から、第四アンモニウム塩化合物（１）は、対照化合物（１１）及び（１２）に比べ、人体に対する安全性が非常に高いことが判る。

各供試化合物のアルキル鎖長と静菌活性との関係を示すグラフである。 各供試化合物のアルキル鎖長と殺菌活性との関係を示すグラフである。 各供試化合物の静菌活性と疎水性（ＲＭ）との関係を示すグラフである。 各供試化合物の殺菌活性と疎水性（ＲＭ）との関係を示すグラフである。 各供試化合物の殺菌活性と殺菌温度との関係を示すグラフである。 各供試化合物の殺菌活性とｐＨとの関係を示すグラフである。

Claims (4)

1. 一般式
   〔式中、Ｒ^１及びＲ^２は同一又は異なって、炭素数６・１８のアルキル基を示す。Ｒ^３及びＲ^４は同一又は異なって、炭素数１・４のアルキル基を示す。Ｘはアニオンを示す。〕
   で表される第四アンモニウム塩化合物。
2. Ｒ^１及びＲ^２が同一又は異なって、炭素数６・１６の直鎖状アルキル基である請求項１記載の第四アンモニウム塩化合物。
3. Ｒ^３及びＲ^４がいずれもメチル基又はエチル基である請求項１又は２記載の第四アンモニウム塩化合物。
4. 請求項１・３の第四アンモニウム塩化合物のいずれか１つを含有する抗菌剤。