JP2012522784A - 冷温安定性殺生物組成物 - Google Patents

Abstract

殺生物性の式（Ｉ）

（式中、Ｒ、ｘおよびｙは本開示で定義する通りである）のＮ−（２−ニトロアルキル）モルホリン化合物を芳香族アルコールとともに含む相乗的な殺生物組成物を提供する。該組成物は冷温安定性であり、従って種々のマトリクス（液体燃料が挙げられる）における微生物の制御について有用である。

Description

関連出願の相互参照
本件は、米国仮特許出願第６１／１６６，９３４号（２００９年４月６日出願）（この件はその全部を参照により本明細書に組入れる）による優先権の利益を主張する。

発明の分野
本発明は、例えば液体燃料等の種々の水性および非水性のマトリクス中で用いるのに好適な、冷温安定性で相乗的な殺生物組成物に関する。

発明の背景
Ｎ−（２−ニトロアルキル）モルホリン化合物は、種々の環境中（例えば工業冷却水系、再循環プロセス水系、油およびガスの回収操作、および燃料中）で微生物生育を制御するために有用な殺生剤の類である。ＦＵＥＬＳＡＶＥＲ^TMは、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリンと２−エチル−２−ニトロー１，３−ジモルホリノプロパンとの混合物を基にするものであり、燃料を保存するために用いる市販で入手可能なＮ−（２−ニトロアルキル）モルホリン殺生剤の例である。

Ｎ−（２−ニトロアルキル）モルホリンは有効な殺生剤であるが、多くは０℃超の室温で結晶化する。従ってこのような殺生剤は一般的には冷温の適用、貯蔵または輸送には好適ではない。

当該分野では、低温安定性であるＮ−（２−ニトロアルキル）モルホリンの配合物、特に−２０℃という低い温度で安定である（すなわち凍結しない）ものを提供することが有利である。広範囲の微生物に対する向上した活性を示す配合物を提供することもまた有利である。

発明の簡単な要約
一側面において、本発明は、低温で安定で相乗的な挙動を示す殺生物組成物を提供する。該組成物は、式Ｉ：

（式中、Ｒ、ｘおよびｙは本開示で定義する通りである）
のＮ−（２−ニトロアルキル）モルホリン化合物を、芳香族アルコールとともに含む。

別の側面において、本発明は燃料ブレンド物を提供する。燃料ブレンド物は、液体燃料および本開示で記載する冷温安定性殺生物組成物を含む。

更なる側面において、本発明は、微生物耐性を、そのような耐性を必要とするマトリクスに与える方法を提供する。該方法は、マトリクス中に有効量の本開示で記載する殺生物組成物を含ませることを含む。

発明の詳細な説明
上記の通り、本発明は、冷温安定性殺生物組成物を提供する。特に、本発明に係る組成物は、−２０℃という低い温度に対しても凍結安定性である（すなわち凍結しない）ことを見出した。これは、組成物の個別の成分自体が同温度で凍結安定性ではなくても生じる。

冷温安定性に加えて、本発明に係る組成物はまた、非発明の冷温安定性配合物と比べたときに、微生物生育の改善された制御を示す。

本明細書の目的上、「微生物」の意味は、これらに限定するものではないが、バクテリア、菌類、藻類、およびウイルスを包含する。語句「制御」および「制御する」はこれらの意味を包含するように広く解釈すべきであり、これらに限定するものではないが、微生物の生育または増殖を阻害すること、微生物を殺すこと、消毒、および／または微生物の再生に対する防腐である。

本発明の組成物は、式Ｉ：

（式中、Ｒは水素、メチルまたはエチルであり；ｘは１または２であり；ｙは０または１であり；そしてｘとｙとの和は２である）
の殺生物Ｎ−（２−ニトロアルキル）モルホリン化合物、および芳香族アルコールを含む。

好ましい式Ｉの殺生物化合物は、Ｒがエチルであるものである。

ｙが１である化合物もまた好ましい。

更に好ましいのはｙが０である化合物である。

式Ｉの好ましい化合物の具体例としては、Ｎ−（２−ニトロエチル）モルホリン、Ｎ−（２−ニトロプロピル）モルホリン、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリン、２−ニトロー１，３−ジモルホリノプロパン、２−メチル−２−ニトロ−１,３−ジモルホリノプロパン、２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパン、またはこれらの２種以上の混合物が挙げられる。

より好ましくは、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリンおよび２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパンである。

特に好ましくは、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリンおよび２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパンの混合物である。この態様において、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリンの、２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパンに対する質量比は、約２０:１〜約１０：１、より好ましくは約１８:１〜約１４：１である。

本発明の組成物において用いる芳香族アルコールは、凍結安定剤として、そして殺生物効果の向上剤としても、機能する。好適な芳香族アルコールとしては、フェノキシエタノール、ベンジルアルコール、および芳香族グリコールエーテルが挙げられる。好ましくはフェノキシエタノールである。

本発明の組成物は、組成物中の殺生剤および芳香族アルコールの総質量基準で、好ましくは約５〜９５質量％、より好ましくは約１５〜７５質量％、更により好ましくは約３０〜５５質量％、および更に好ましくは約３８〜４４質量％のＮ−（２−ニトロアルキル）モルホリン化合物を含む。

本発明に係る特に好ましい組成物は、組成物中に存在するＮ−（２−ニトロブチル）モルホリン／２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパンの混合物およびフェノキシエタノールの総質量基準で、約３８〜４４質量％のＮ−（２−ニトロブチル）モルホリンおよび２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパンの混合物、ならびに約６２〜５６質量％のフェノキシエタノールを含む。

組成物は、他の添加剤を含有でき、これらに限定するものではないが、他の芳香族または非芳香族の溶媒、グリコール型溶媒、および非芳香族グリコールエーテル、更に種々の不活性または副生成物質であって殺生剤の合成によって生じる場合があり準備の間に除去されないもの、が挙げられる。一般的に、殺生剤化合物および芳香族アルコールの総量は、組成物の総質量基準で、組成物の少なくとも約７０質量％、より好ましくは少なくとも約８０質量％含まれることが好ましい。

示されるように、１種よりも多いＮ−（２−ニトロアルキル）モルホリン化合物を、本発明における使用のために組合せることができる。このような場合、比および濃度は、存在する全てのＮ−（２−ニトロアルキル）モルホリン化合物の総質量を用いて算出する。

本発明において用いるためのＮ−（２−ニトロアルキル）モルホリン化合物は、市販で入手可能であり、または当業者によって周知の方法によって容易に調製できる（例えば、米国特許第３，０５４，７４９号およびカナダ特許第９８２４７５号（両者を参照により組入れる）を参照のこと）。芳香族アルコールもまた市販で入手可能、または容易に調製できる。

本発明の組成物は、広範な水性および非水性のマトリクス、ならびに水性および非水性の成分の混合物であるマトリクスにおける微生物生育の制御に有用である。例としては、これらに限定するものではないが、金属作動流体、ダイキャスト潤滑剤、型離型剤、塗料、塗料スプレーブース洗浄水、コーティング、接着剤、コーク、シーラント、ミネラルスラリー、インク、石油（原油）、または液体燃料，例えばガソリン、ディーゼル、バイオディーゼル、水−燃料エマルション、エタノール系燃料、エーテル系燃料、ディーゼル油、燃料油、またはケロセン系燃料が挙げられる。これらの冷温安定性に起因し、本発明の組成物は液体燃料中の微生物の制御に特に好適である。

当業者は過度の実験なく、微生物制御を与えるために任意の特定のマトリクスにおいて用いるべき組成物の有効量を容易に決定できる。例として、好適な有効量（１種または複数種のＮ−（２−ニトロアルキル）モルホリン化合物、および芳香族アルコールの合計）は、少なくとも約２５質量ｐｐｍ、または少なくとも約５００質量ｐｐｍである。典型的には、該量は約２０，０００質量ｐｐｍ未満、または約２５００質量ｐｐｍ未満である。

本発明の組成物の成分は、マトリクスに別個に添加でき、またはこれらは添加前に事前にブレンドできる。当業者は適切な添加方法を容易に決定できる。事前のブレンドが好ましい。

以下の例は本発明の例示であるがその範囲の限定を意図しない。特記がない限り、本開示で用いる比、パーセント、部等は質量基準である。

例
以下の例において、下記組成物を試験する。

サンプルＡ：８６質量％の、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリンと２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパンとの混合物を殺生物活性物質（ＮＢＭ／ＥＮＤＭ）として含有する比較組成物。ＮＢＭ／ＥＮＤＭの比は１６．２：１である。組成物の残部は、殺生物活性物質の合成中に生じる不活性物／副生成物である。組成物はフェノキシエタノールを含有しない。Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙからＦＵＥＬＳＡＶＥＲ^TM Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌとして入手可能である。

サンプルＢ：約５５質量％のフェノキシエタノールおよび約４５質量％のサンプルＡを含有する発明組成物である。

サンプルＣ：凍結安定性の比較組成物であり、約５５質量％のトリプロピレングリコールメチルエーテル（凍結安定剤として）および約４５質量％のサンプルＡの混合物を含有する。該組成物はフェノキシエタノールを含有しない。

フェノキシエタノール（ＰＨＥ）：Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙからＤＯＷＡＮＯＬ^TM ＥＰｈとして得られる芳香族アルコールである。

トリプロピレングリコールメチルエーテル（ＴＰＭ）：凍結安定剤として使用できる非芳香族アルコールである。これはＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙからＤＯＷＡＮＯＬ^TM ＴＰＭとして入手可能である。

例１
凍結−融解安定性試験
サンプルＡ（比較組成物）、サンプルＢ（発明）、およびフェノキシエタノール（比較）を−２０℃の冷凍庫に２４時間入れ、取り出して凍結を観察する。サンプルを完全に融解させ、次いで冷凍庫内に更に２４時間再び入れる。この手順を５サイクル実施する。ここではサンプルが冷凍庫内に５回２４時間入れられる。サンプルサイズは５ｍｌ（ベークライトねじ蓋付きのクリアガラス容器内）である。結果を表１に纏める。

表１中のデータから分かるように、本発明の組成物（サンプルＢ）は、個別の含有成分であっても凍結せず、殺生剤混合物（サンプルＡ）およびフェノキシエタノールは両者とも同じ温度条件下で凍結する。
例２
微生物制御実験
この例は、本発明の組成物の効果を、非発明組成物と、ディーゼル燃料中で種々の微生物に対して比較する。

手順
バクテリア：Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ（ＡＴＣＣ＃ ３３９８８），酵母：Ｙａｒｒｏｗｉａ ｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ（ＡＴＣＣ＃ ４８１３８），およびカビ：Ｈｏｒｍｏｃｏｎｉｓ ｒｅｓｉｎａｅ ＡＴＣＣ＃ ２０４９５，をＢｕｓｈｎｅｌｌ−Ｈａａｓ培地中で継代培養し、本例の接種材料に用いる。Ｂｕｓｈｎｅｌｌ−Ｈａａｓ培地を、ディーゼル燃料の下部の水相として用いる。試験を４週間実施する。微生物の生存を、プレート計数法を用いて測定する。トリプシン大豆寒天をＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａについて、そしてＳａｂｏｕｒａｕｄデキストロース寒天（０．５μｇ／ｍｌゲンタマイシンを有する）をＹａｒｒｏｗｉａ ｔｒｏｐｉｃａｌｉｓについて、そして微生物学グレード寒天１．５％（０．０１％のテルル酸カリウムを有する）をＨｏｒｍｏｃｏｎｉｓ ｒｅｓｉｎａｅについて、用いる。バクテリアを３７℃で４８時間、そして菌類を２５℃で５〜７日間インキュベートする。

試験をガラス瓶（ベークライトねじ蓋付き）内で実施する。体積：１３０ｍｌディーゼル燃料 上部、２５ｍｌ合成水 下部（Ｂｕｓｈｎｅｌｌ−Ｈａａｓ Ｂｒｏｔｈ）である。試験は、瓶を上下に５回ひっくり返すことにより毎週混合する。

ディーゼル燃料はＨａｌｔｅｒｍａｎｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｃｈａｎｎｅｌｖｉｅｗ，ＴＸ）Ｄｉｅｓｅｌ ｆｕｅｌから、以下の仕様：２００７ Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｄｉｅｓｅｌ，ＧＭＰＴ−５−０１９−；製品番号：ＨＦ ５８２ｂ；製品コード：２０５８２ｂで得る。

表２は、「サンプルＢ」、本発明に係る組成物についての結果を示す。表３は、「サンプルＣ」、凍結安定性の比較組成物についての結果を示す。表４は、サンプルＢ中の成分であるが自身は凍結安定性ではないフェノキシエタノールについての結果を示す。表５は、サンプルＢ、Ｃおよびフェノキシエタノールについての、生菌の濃度を＜１０ＣＦＵ／ｍｌレベルまで低減するのに必要な最低用量の纏めである。

データから分かるように、発明組成物（サンプルＢ）は、他の低温安定性配合物（サンプルＣ）と比べて、更に、微生物制御剤として凍結安定性でも極めて有効でもないフェノキシエタノールと比べて、顕著に改善された微生物制御を与える。

例３
本発明の組成物の相乗性
サンプルＡおよびサンプルＣは、試験を７日間実施したこと、および微生物生存を２４時間および７日で測定したことを除いて、例２で示す同じ殺生物活性物質濃度および試験方法を用いて再試験した。結果を表６に纏める。

表６に示されるように、等量の活性物質濃度で、サンプルＡは一般的にはサンプルＣよりも低い効果を有した。

サンプルＡは、同じ活性物質濃度ではサンプルＣよりも一般的に有効性が低いため、表５によるデータ結果を用いて、＜１０ＣＦＵ／ｍｌレベルを実現するのに必要なサンプルＣにおけるＮＭＢ／ＥＮＤＭの濃度を評価し、ＮＭＢ／ＥＮＤＭ、およびフェノキシエタノールの間の相乗指数を見積もる。下記の相乗指数（ＳＩ）算出式に基づき、ＮＭＢ／ＥＮＤＭおよびフェノキシエタノールについての見積もられる相乗指数を表７に与える。

相乗指数＝Ｃａ／ＣＡ＋Ｃｂ／ＣＢ
Ｃａ：生菌の濃度を＜１０ＣＦＵ／ｍｌレベルまで低減するのに必要なサンプルＢにおけるＮＭＢ／ＥＮＤＭの濃度
ＣＡ：単独で用いたときに生菌の濃度を＜１０ＣＦＵ／ｍｌレベルまで低減するのに必要なＮＭＢ／ＥＮＤＭの濃度
Ｃｂ：生菌の濃度を＜１０ＣＦＵ／ｍｌレベルまで低減するのに必要なサンプルＢにおけるＰＨＥの濃度
ＣＢ：単独で用いたときに生菌の濃度を＜１０ＣＦＵ／ｍｌレベルまで低減するのに必要なＰＨＥの濃度
＜１：相乗性
相乗指数 ＝１：相加性
＞１：拮抗性

表７中の結果は、ＮＭＢ／ＥＮＤＭとフェノキシエタノールとの間に相乗効果があることを示す。

本発明をその好ましい態様に従って上記してきたが、これは本開示の精神および範囲の中で改変可能である。従って本件は、本開示で開示される一般原理を用いた本発明の任意の変更、使用、または適合を網羅することを意図する。更に、本件は本発明の属する分野における公知または慣習の実施の範囲内となり特許請求の範囲の限定の中に入る本開示からの逸脱を網羅することを意図する。

本発明をその好ましい態様に従って上記してきたが、これは本開示の精神および範囲の中で改変可能である。従って本件は、本開示で開示される一般原理を用いた本発明の任意の変更、使用、または適合を網羅することを意図する。更に、本件は本発明の属する分野における公知または慣習の実施の範囲内となり特許請求の範囲の限定の中に入る本開示からの逸脱を網羅することを意図する。
以下の態様もまた開示される。
［１］ 式Ｉ：

（式中、Ｒは水素、メチルまたはエチルであり；ｘは１または２であり；ｙは０または１であり；そしてｘとｙとの和は２である）
の化合物；および
芳香族アルコール；
を含む、冷温安定性殺生物組成物。
［２］ Ｒがエチルである、上記［１］に記載の冷温安定性殺生物組成物。
［３］ ｙが１である、上記［１］に記載の冷温安定性殺生物組成物。
［４］ ｙが０である、上記［１］に記載の冷温安定性殺生物組成物。
［５］ 式（Ｉ）の化合物が：Ｎ−（２−ニトロエチル）モルホリン、Ｎ−（２−ニトロプロピル）モルホリン、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリン、２−ニトロー１，３−ジモルホリノプロパン、２−メチル−２−ニトロ−１,３−ジモルホリノプロパン、２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパン、およびこれらの２種以上の混合物から選択される、上記［１］に記載の冷温安定性殺生物組成物。
［６］ 式（Ｉ）の化合物が、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリンと２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパンとの混合物を含む、上記［１］に記載の冷温安定性殺生物組成物。
［７］ 芳香族アルコールが、フェノキシエタノール、ベンジルアルコール、および芳香族グリコールエーテルから選択される、上記［１］に記載の冷温安定性殺生物組成物。
［８］ 式（Ｉ）の化合物が、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリンと２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパンとの混合物を含み、かつ芳香族アルコールがフェノキシエタノールである、上記［１］に記載の冷温安定性殺生物組成物。
［９］ 液体燃料および上記［１］に記載の殺生物組成物を含む、ブレンド物。
［１０］ 液体燃料がガソリン、ディーゼル、バイオディーゼル、水−燃料エマルション、エタノール系燃料、エーテル系燃料、ティーゼル油、燃料油、またはケロセン系燃料である、上記［９］に記載のブレンド物。
［１１］ 微生物の生育に対して感受性のマトリクスに微生物耐性を付与する方法であって、有効量の上記［１］に記載の殺生物組成物をマトリクス中に含ませることを含む、方法。
［１２］ マトリクスが水性、非水性、または水性および非水性の混合物である、上記［１１］に記載の方法。
［１３］ マトリクスが金属作動流体、ダイキャスト潤滑剤、型離型剤、塗料、塗料スプレーブース洗浄水、コーティング、接着剤、コーク、シーラント、ミネラルスラリー、インク、石油（原油）、または液体燃料である、上記［１２］に記載の方法。
［１４］ 液体燃料が、ガソリン、ディーゼル、バイオディーゼル、水−燃料エマルション、エタノール系燃料、エーテル系燃料、ディーゼル油、燃料油、またはケロセン系燃料である、上記［１３］に記載の方法。

Claims (14)

1. 式Ｉ：
   

   

   （式中、Ｒは水素、メチルまたはエチルであり；ｘは１または２であり；ｙは０または１であり；そしてｘとｙとの和は２である）
   の化合物；および
   芳香族アルコール；
   を含む、冷温安定性殺生物組成物。
2. Ｒがエチルである、請求項１に記載の冷温安定性殺生物組成物。
3. ｙが１である、請求項１に記載の冷温安定性殺生物組成物。
4. ｙが０である、請求項１に記載の冷温安定性殺生物組成物。
5. 式（Ｉ）の化合物が：Ｎ−（２−ニトロエチル）モルホリン、Ｎ−（２−ニトロプロピル）モルホリン、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリン、２−ニトロー１，３−ジモルホリノプロパン、２−メチル−２−ニトロ−１,３−ジモルホリノプロパン、２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパン、およびこれらの２種以上の混合物から選択される、請求項１に記載の冷温安定性殺生物組成物。
6. 式（Ｉ）の化合物が、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリンと２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパンとの混合物を含む、請求項１に記載の冷温安定性殺生物組成物。
7. 芳香族アルコールが、フェノキシエタノール、ベンジルアルコール、および芳香族グリコールエーテルから選択される、請求項１に記載の冷温安定性殺生物組成物。
8. 式（Ｉ）の化合物が、Ｎ−（２−ニトロブチル）モルホリンと２−エチル−２−ニトロ−１，３−ジモルホリノプロパンとの混合物を含み、かつ芳香族アルコールがフェノキシエタノールである、請求項１に記載の冷温安定性殺生物組成物。
9. 液体燃料および請求項１に記載の殺生物組成物を含む、ブレンド物。
10. 液体燃料がガソリン、ディーゼル、バイオディーゼル、水−燃料エマルション、エタノール系燃料、エーテル系燃料、ティーゼル油、燃料油、またはケロセン系燃料である、請求項９に記載のブレンド物。
11. 微生物の生育に対して感受性のマトリクスに微生物耐性を付与する方法であって、有効量の請求項１に記載の殺生物組成物をマトリクス中に含ませることを含む、方法。
12. マトリクスが水性、非水性、または水性および非水性の混合物である、請求項１１に記載の方法。
13. マトリクスが金属作動流体、ダイキャスト潤滑剤、型離型剤、塗料、塗料スプレーブース洗浄水、コーティング、接着剤、コーク、シーラント、ミネラルスラリー、インク、石油（原油）、または液体燃料である、請求項１２に記載の方法。
14. 液体燃料が、ガソリン、ディーゼル、バイオディーゼル、水−燃料エマルション、エタノール系燃料、エーテル系燃料、ディーゼル油、燃料油、またはケロセン系燃料である、請求項１３に記載の方法。