JP2006143672A

JP2006143672A - Antibacterial agent

Info

Publication number: JP2006143672A
Application number: JP2004337593A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Fuchigami; 高正渕上; Kokuhin Riyuu; 国斌劉; Hiroshi Kimura; 啓木村; Kenji Yoshimura; 健治吉村
Original assignee: KEMIKUREA KK; Chemicrea Inc
Current assignee: KEMIKUREA KK; Chemicrea Inc
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-06-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compound having a more potent antibacterial activity than that of conventionally known (E)4-methylthio-3-butenylisothiocyanate. <P>SOLUTION: This antibacterial agent is characterized by containing a (Z)alkylthioalkenylisothiocyanate expressed by formula (I) [wherein, R is a lower alkyl; and (n) is 0-4 integer]. The compound exhibits the more potent antibacterial activity against fungi such as a mold, an yeast, etc., than that of the antibacterial agent consisting of only the (E) alkylthioalkenylisothiocyanate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、抗菌剤として有用な（Ｚ）アルキルチオアルケニルイソチオシアナート類に関するものである。 The present invention relates to (Z) alkylthioalkenyl isothiocyanates useful as antibacterial agents.

ワサビやカラシ等のアブラナ科植物の抽出物に微生物に対する増殖阻止、殺菌作用があることは古くから知られている。中でも香気主成分であるアリルイソチオシアナート（ＣＨ2＝ＣＨＣＨ2ＮＣＳ）は、食中毒の原因菌である大腸菌や黄色ブドウ球菌等に対する抗菌性を有し、魚肉類、畜肉類の鮮度保持剤等として古くから研究が行われ実用化されている。 It has long been known that extracts of cruciferous plants such as wasabi and mustard have a growth-inhibiting and bactericidal action against microorganisms. Among them, allyl isothiocyanate (CH2 = CHCH2NCS), which is the main component of fragrance, has antibacterial properties against Escherichia coli and Staphylococcus aureus, which are causative agents of food poisoning. Has been put to practical use.

例えば、特許文献１には、ワサビやホースラディシュ（セイヨウワサビ）に含有されるω−アルキルスルフィニルアルキルイソチオシアナート化合物が抗菌抗かび剤として開示されている。また、特許文献２には、わさびの香気成分ｎ−メチルスルフオニルアルキルイソチオシアネートを有効成分として含有する抗菌剤が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an ω-alkylsulfinylalkylisothiocyanate compound contained in horseradish and horseradish (horseradish) as an antibacterial and antifungal agent. Patent Document 2 discloses an antibacterial agent containing a wasabi aroma component n-methylsulfonylalkylisothiocyanate as an active ingredient.

一方、大根の辛味成分の本体である（Ｅ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートは、カビ、酵母、グラム陽性菌、グラム陰性菌等いずれの微生物に対しても強力な抗菌作用を示すことが知られている（非特許文献１）。その抗菌力はイソシアナート類の中でも極めて強いものであり、上記のアリルイソチオシアナートの数倍であると報告されている。
特開平１１−２４６３１９号公報特開２０００−８６４１４号公報江崎秀雄，小野崎博通，「栄養と食料」 Vol.35, No.3, 207-211(1982) On the other hand, (E) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate, which is the main component of the pungent component of radish, has a strong antibacterial action against any microorganisms such as mold, yeast, gram positive bacteria, gram negative bacteria. It is known to show (Non-Patent Document 1). The antibacterial activity is extremely strong among the isocyanates, and is reported to be several times that of the above allyl isothiocyanate.
JP 11-246319 A JP 2000-86414 A Hideo Ezaki, Hiromichi Onozaki, "Nutrition and Food" Vol.35, No.3, 207-211 (1982)

しかしながら、上記の（Ｅ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートの幾何異性体である（Ｚ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートを始めとする（Ｚ）アルキルチオアルケルイソチオシアナート類については、その抗菌作用は知られていなかった。 However, (Z) alkylthioalkenyl isothiocyanates including (Z) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate, which is a geometric isomer of (E) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate described above For the class, its antibacterial action was not known.

本発明は、従来より知られている（Ｅ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートより強力な抗菌作用を有する化合物を提供することを目的とするものである。 The object of the present invention is to provide a compound having a stronger antibacterial action than the conventionally known (E) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate.

本発明の抗菌剤は下記一般式（Ｉ）

The antibacterial agent of the present invention comprises

（式中、Ｒは低級アルキル基を表し、ｎは０から４の整数である。）で表される（Ｚ）アルキルチオアルケニルイソチオシアナート類を含むことを特徴とするものである。 (Wherein, R represents a lower alkyl group, and n is an integer of 0 to 4), (Z) alkylthioalkenyl isothiocyanates are included.

本発明の下記一般式（Ｉ）

The following general formula (I) of the present invention

（式中、Ｒは低級アルキル基を表し、ｎは０から４の整数である。）で表される（Ｚ）アルキルチオアルケニルイソチオシアナート類を含む抗菌剤は、（Ｅ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートよりも広範囲な抗菌スペクトルを有し、かつ優れた制菌、抗菌性を有する。 (In the formula, R represents a lower alkyl group, and n is an integer of 0 to 4.) The antibacterial agent containing (Z) alkylthioalkenyl isothiocyanates represented by (E) 4-methylthio-3 -Has a broader antibacterial spectrum than butenyl isothiocyanate, and has excellent antibacterial and antibacterial properties.

また、従来より知られているアリルイソチオシアネートのような刺激臭もなく、さらに人体への悪影響もなく、安定性にも優れており、実用上有用な抗菌剤であり、厨房の衛生管理製品として、あるいはペット、鑑賞魚等の抗菌剤、消臭剤として、また、園芸用抗菌剤として、さらには、生活用品の衛生的維持・管理製品として広範囲に利用することが可能である。 In addition, there is no irritating odor like the allyl isothiocyanate known so far, there is no adverse effect on the human body, it is excellent in stability, it is a practically useful antibacterial agent, as a kitchen hygiene management product Alternatively, it can be widely used as an antibacterial agent and deodorant for pets, appreciation fish, etc., as an antibacterial agent for horticulture, and as a hygienic maintenance / management product for daily necessities.

本発明の抗菌剤は下記一般式（Ｉ）

The antibacterial agent of the present invention comprises

（式中、Ｒは低級アルキル基を表し、ｎは０から４の整数である。）で表される（Ｚ）アルキルチオアルケニルイソチオシアナート類を含むことを特徴とする。上記低級アルキル基としては、置換基を有していてもよい炭素数１〜１０個の直鎖、分岐鎖、または環状のアルキル基を意味し、より好ましくは炭素数１〜４の低級アルキル基、さらには炭素数１〜４の置換基を有さない低級アルキル基が好ましい。 (Wherein R represents a lower alkyl group, and n is an integer of 0 to 4), (Z) alkylthioalkenyl isothiocyanates represented. The lower alkyl group means an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Furthermore, a lower alkyl group having no substituent having 1 to 4 carbon atoms is preferred.

本発明のアルキルチオアルケニルイソチオシアナート類は、文献公知の方法で合成することができる（例えば、L. Brandsma, P. Vermeer and J.G.A. Kooijman, Recueil, 81, 729-732(1972)）。文献公知の方法で合成したものは、通常（Ｅ）体と（Ｚ）体の混合物であるが、シリカゲルカラム等で分離して、（Ｚ）体を単離精製することができる（下記実施例参照）。 The alkylthioalkenyl isothiocyanates of the present invention can be synthesized by methods known in the literature (for example, L. Brandsma, P. Vermeer and J.G.A. Kooijman, Recueil, 81, 729-732 (1972)). What is synthesized by a method known in the literature is usually a mixture of (E) and (Z) isomers, and can be isolated and purified by separating with a silica gel column or the like (Examples below). reference).

本発明の抗菌剤は粉体、錠剤、スプレー、シート、カプセル、ゲル等の各種形態に既知の方法で調製され、厨房の衛生管理製品として、あるいはペット、鑑賞魚等の抗菌剤、消臭剤として、また、園芸用抗菌剤として、さらには、生活用品の衛生的維持・管理製品として広範囲に利用される。
以下に本発明の実施例を示す。 The antibacterial agent of the present invention is prepared by various known methods such as powders, tablets, sprays, sheets, capsules, gels, etc., and is used as a hygiene management product for kitchens, or as an antibacterial agent and deodorant for pets, appreciation fish, etc. In addition, it is widely used as an antibacterial agent for horticulture and as a product for hygiene maintenance and management of daily necessities.
Examples of the present invention are shown below.

（４‐メチルチオ‐３‐ブテニルイソチオシアネートの合成）
４‐メチルチオ‐３‐ブテニルアミン7.02 g (60 mmol) のジクロロメタン(100 ml)溶液に、ジ（２‐ピリジル）チオノカーボネート13.93ｇ(60mmol）を室温下にて加え４時間攪拌した。その反応混合物の溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ｎ‐ヘキサン：酢酸エチル＝10：１）で分離精製することにより４‐メチルチオ‐３‐ブテニルイソチオシアネートを黄色油状物として5.08 g (53 %) 得た。 (Synthesis of 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate)
To a solution of 7.02 g (60 mmol) of 4-methylthio-3-butenylamine in dichloromethane (100 ml), 13.93 g (60 mmol) of di (2-pyridyl) thionocarbonate was added at room temperature and stirred for 4 hours. The solvent of the reaction mixture was distilled off under reduced pressure, and separation and purification by silica gel column chromatography (n-hexane: ethyl acetate = 10: 1) gave 5.08 g of 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate as a yellow oil. (53%) obtained.

（（Ｅ）体と（Ｚ）体の分離）
上記のようにして得たイソチオシアネート1.31gをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（n‐ヘキサン：酢酸エチル＝10：1）で分離精製し、４‐メチルチオ‐３‐ブテニルイソチオシアネートのＺ体(cis体)を無色油状物として0.18g得た。また、同様にして上記合成法により得たイソチオシアネート3.11gをシリカゲルカラムクロマトグラフィー（n‐ヘキサン：酢酸エチル＝10：1）で3回分離精製することで４‐メチルチオ‐３‐ブテニルイソチオシアネートのＥ体(trans体)を無色油状物として0.21g得た。下記にＥ体およびＺ体の¹ＨＮＭＲおよび¹³ＣＮＭＲのデータを示す。 (Separation of (E) and (Z) bodies)
1.31 g of the isothiocyanate obtained as described above was separated and purified by silica gel column chromatography (n-hexane: ethyl acetate = 10: 1) to obtain a Z form (cis form) of 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate. Was obtained as a colorless oil. Similarly, 3.11 g of isothiocyanate obtained by the above synthesis method is separated and purified three times by silica gel column chromatography (n-hexane: ethyl acetate = 10: 1) to give 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate. 0.21 g of E form (trans form) was obtained as a colorless oil. The ¹ H NMR and ¹³ C NMR data of E and Z forms are shown below.

（Ｅ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナート
¹H NMR (CDCl3/TMS), d=2.31(s, 3H, SMe), 2.52(dd, 2H, J=6.4 Hz,6.8 Hz, CH2), 3.57 (t, 2H, J=6.8 Hz, CH2), 5.50-5.56(m, 1H, vinyl-proton), 6.12 (d, 1H, J=9.6 Hz, vinyl proton)ppm.
¹³C NMR (CDCl3/TMS), d=17.00, 29.55, 44.03, 122.29, 122.51, 131.31 ppm. (E) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate
¹ H NMR (CDCl3 / TMS), d = 2.31 (s, 3H, SMe), 2.52 (dd, 2H, J = 6.4 Hz, 6.8 Hz, CH2), 3.57 (t, 2H, J = 6.8 Hz, CH2) , 5.50-5.56 (m, 1H, vinyl-proton), 6.12 (d, 1H, J = 9.6 Hz, vinyl proton) ppm.
¹³ C NMR (CDCl3 / TMS), d = 17.00, 29.55, 44.03, 122.29, 122.51, 131.31 ppm.

（Ｚ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナート
¹H NMR (CDCl3/TMS), d=22.27(s, 3H, SMe), 2.50(dd, 2H, J=6.4 Hz,6.4 Hz, CH2), 3.53 (t, 2H, J=6.4 Hz, CH2), 5.32-5.36(m, 1H, vinyl-proton), 6.20 (d, 1H, J=14.4 Hz, vinyl proton)ppm.
¹³C NMR (CDCl3/TMS), d=14.66, 33.83, 45.08, 119.58, 119.94, 129.03 ppm. (Z) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate
¹ H NMR (CDCl3 / TMS), d = 22.27 (s, 3H, SMe), 2.50 (dd, 2H, J = 6.4 Hz, 6.4 Hz, CH2), 3.53 (t, 2H, J = 6.4 Hz, CH2) , 5.32-5.36 (m, 1H, vinyl-proton), 6.20 (d, 1H, J = 14.4 Hz, vinyl proton) ppm.
¹³ C NMR (CDCl3 / TMS), d = 14.66, 33.83, 45.08, 119.58, 119.94, 129.03 ppm.

（抗菌スペクトルによる評価）
（１）薬液の希釈と接種量
（Ｚ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナート、（Ｅ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナート、４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートのＥ：Ｚ＝１：１の３種類の４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートをそれぞれ、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）で10倍に希釈した。 (Evaluation by antibacterial spectrum)
(1) Dilution of chemical solution and inoculation amount (Z) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate, (E) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate, 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate Each of the three types of 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate of E: Z = 1: 1 was diluted 10-fold with diethylene glycol (DEG).

標準寒天培地（ＳＭＡ：Standard Methods Agar）及び、ポテトデキストロース寒天培地（ＰＤＡ：Potato Dextrose Agar）のそれぞれのシャーレに、上記３種類の４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートを10μｌずつ塗布した。それぞれのシャーレは、図１に示す番号の位置にあらかじめ (1) Bacillus subtilis 、(2) Escherichia coli、(3) Staphylococcus aureuss、(4) Pseudomonas aeruginosa、(5) Candida albicans、(6) Aureobasidium pullulans、(7) Aspergillus niger、(8) Fusarium oxysporum が接種されたものである。各シャーレ外側をパラフィルムにてシールし密閉した状態で、32℃、45時間培養を行った。 10 μl of each of the three types of 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate was applied to each petri dish of a standard agar medium (SMA: Standard Methods Agar) and potato dextrose agar (PDA). Each petri dish is preliminarily placed at the position indicated by the number shown in FIG. (7) Aspergillus niger, (8) Fusarium oxysporum was inoculated. The outside of each petri dish was sealed with parafilm and sealed, and cultured at 32 ° C. for 45 hours.

結果を図３および図４に示す。図中、白く見える部分は菌が繁殖している部分である。なお、図２には図３および図４に示すシャーレの位置の抗菌剤の種類を示している。ここで、Ｂｌａｎｋは対照（薬剤無し）、MixtureはＥ：Ｚ＝１：１の４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートを、cis−isomerは（Ｚ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートを、trans−isomerは（Ｅ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートを接種したプレートを示している。 The results are shown in FIG. 3 and FIG. In the figure, the part that appears white is the part where the bacteria are growing. FIG. 2 shows the types of antibacterial agents at the position of the petri dish shown in FIGS. Here, Blank is a control (no drug), Mixture is 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate with E: Z = 1: 1, and cis-isomer is (Z) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate. For the isocyanate, trans-isomer shows the plate inoculated with (E) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate.

上述のようにして得られる本発明にかかる（Ｚ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートを含む抗菌剤は、(5) Candida albicans、(6) Aureobasidium pullulans、(7) Aspergillus niger、(8) Fusarium oxysporum 等のカビ、酵母等の真菌類に対して（Ｅ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートのみからなる抗菌剤よりも極めて強い抗菌性を示した。また、(1) Bacillus subtilis、(3) Staphylococcus aureusのグラム陽性菌、(2) Escherichia coli、(4) Pseudomonas aeruginosa のグラム陰性菌に対しても、（Ｅ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートのみからなる抗菌剤よりも強い抗菌性を示した。 Antibacterial agents containing (Z) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate according to the present invention obtained as described above are (5) Candida albicans, (6) Aureobasidium pullulans, (7) Aspergillus niger, ( 8) It showed extremely strong antibacterial activity against fungi such as Fusarium oxysporum and fungi such as yeast, compared to (E) an antibacterial agent consisting only of 4-methylthio-3-butenylisothiocyanate. In addition, (E) 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate against (1) Bacillus subtilis, (3) Staphylococcus aureus gram-positive bacteria, (2) Escherichia coli, (4) Pseudomonas aeruginosa gram-negative bacteria. It showed stronger antibacterial properties than an antibacterial agent consisting of only an isocyanate.

以上のように、本発明の下記一般式（Ｉ）

As described above, the following general formula (I) of the present invention

（式中、Ｒは低級アルキル基を表し、ｎは０から４の整数である。）で表される（Ｚ）アルキルチオアルケニルイソチオシアナート類を含む抗菌剤は、（Ｅ）４−メチルチオ−３−ブテニルイソチオシアナートよりも広範囲な抗菌スペクトルを有し、かつ優れた制菌、抗菌性を有していた。 (In the formula, R represents a lower alkyl group, and n is an integer of 0 to 4.) The antibacterial agent containing (Z) alkylthioalkenyl isothiocyanates represented by (E) 4-methylthio-3 -Has a broader antibacterial spectrum than butenyl isothiocyanate, and has excellent antibacterial and antibacterial properties.

接種した菌の位置を示す概略図Schematic showing the location of the inoculated bacteria シャーレに塗った抗菌剤の種類を示す概略図Schematic showing the type of antibacterial agent applied to the petri dish ＳＭＡにおける抗菌スペクトルを示す図The figure which shows the antibacterial spectrum in SMA ＰＤＡにおける抗菌スペクトルを示す図The figure which shows the antibacterial spectrum in PDA

Claims

The following general formula (I)

(In the formula, R represents a lower alkyl group and n is an integer of 0 to 4.) An antibacterial agent comprising (Z) alkylthioalkenyl isothiocyanates represented by: