JP2013533311A - ジブロモマロンアミドの組成物および殺生物剤としてのその使用 - Google Patents

Abstract

２，２−ジブロモマロンアミドと、銀、銅およびこれらの混合物から選択される金属とを含む殺生物組成物、並びに水性および水含有システムにおいて微生物を抑制するためのその使用。
【代表図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は２０１０年８月９日に出願された米国仮特許出願番号第６１／３７１，９０６号の優先権の利益を主張し、この仮出願は参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる。

本発明は、殺生物組成物、および水性および水含有システムにおける微生物の抑制のためのその使用方法に関する。この組成物は２，２−ジブロモマロンアミドと、銀、銅およびこれらの混合物から選択される金属とを含む。

水システムは、藻類、バクテリア、ウイルスおよび真菌（その幾種類かは病原性でありうる）がよく繁殖する場所を提供する。この微生物汚染は様々な問題、例えば、スライム状の緑色の水のような美的な不快さ、真菌、バクテリアもしくはウイルス感染のような重篤な健康上の危険性、並びに閉塞、装置の腐蝕および熱伝達の低下をはじめとする機械的問題を生じさせうる。

水性および水含有システムにおける微生物を消毒し、およびその成長を抑制するために殺生物剤が一般的に使用される。しかし、広範囲の微生物および／または温度に対して全ての殺生物剤が有効であるわけではなく、いくつかのものは他の化学処理添加剤と不適合である。さらに、いくつかの殺生物剤は充分に長い期間にわたって微生物抑制をもたらさない。

これら欠点のいくつかはより多量の殺生物剤の使用によって克服されうるが、この選択肢は増大するコスト、増大する廃棄物、およびその殺生物剤が処理される媒体の望まれる特性を妨げる可能性の増大をはじめとするそれ自体の課題を生じさせる。さらに、多量の殺生物剤を使用するとしても、多くの市販の殺生物剤化合物は、特定の種類の微生物に対する弱い活性またはこれら化合物に対する微生物の耐性のせいで、効果的な抑制を提供できない。

以下の利点の１以上を提供する水システムの処理のための殺生物組成物を提供することは当該技術分野において有意な進歩であろう：より低濃度での増大した効率、処理される媒体における物理的条件および他の添加剤との適合性、広いスペクトルの微生物に対する有効性、および／または微生物の短期間および長期間抑制の双方を提供する能力。

一形態においては、本発明は殺生物組成物を提供する。この組成物は水性または水含有システムにおいて微生物を抑制するのに有用である。この組成物は２，２−ジブロモマロンアミドと、銀、銅およびこれらの混合物から選択される金属とを含む。
第２の形態においては、本発明は水性または水含有システムにおける微生物を抑制する方法を提供する。この方法は、有効量の本明細書において記載される殺生物組成物でこのシステムを処理することを含む。

上述のように、本発明は殺生物組成物および微生物の抑制にそれを使用する方法を提供する。この組成物は２，２−ジブロモマロンアミドと、銀、銅およびこれらの混合物から選択される金属とを含む。特定の重量比での２，２−ジブロモマロンアミドと、本明細書において記載される金属との組み合わせが水性または水含有媒体中で微生物抑制のために使用される場合に相乗的であることが驚くべきことに見いだされた。すなわち、この組み合わせ材料は、組み合わせでなくこれらの個々の性能に基づいて予想されるよりも向上した殺生物特性を生じさせる。この相乗効果は、所望の殺生物性能を達成するために使用されるこれら材料の量を低減させることを可能にし、よって環境への影響および材料のコストを潜在的に低減させつつ産業プロセス水中での微生物の成長によって引き起こされる問題を低減させることを可能にする。

本明細書の目的のために、「微生物」の意味は、これに限定されないが、バクテリア、真菌、藻類およびウイルスを含む。用語「抑制」および「抑制する」とは、その意味の中に、これに限定されないが、微生物の成長または繁殖を阻止すること、微生物を殺すこと、消毒および／または防腐を含むと広く解釈されるべきである。ある好ましい実施形態においては、「抑制」および「抑制する」とは微生物の成長または繁殖を阻止することを意味する。さらなる実施形態においては、「抑制」および「抑制する」とは微生物を殺すことを意味する。

用語「２，２−ジブロモマロンアミド」、「ジブロモマロンアミド」および「ＤＢＭＡＬ」は下記式で表される化合物を意味する：

本発明のある実施形態においては、２，２−ジブロモマロンアミド：金属の重量比が約１０００：１〜約１：１００、または約８００：１〜１：１である。２，２−ジブロモマロンアミドは市販されており、および／または周知の技術を用いて当業者によって容易に製造されうる。

ある実施形態においては、本発明の組成物は２，２−ジブロモマロンアミドと銀とを含む。この銀は微生物の細胞成分と反応することができるあらゆるイオン性もしくは非イオン性形態であることができる。この銀は好ましくは、無機もしくは有機ソースから得られ、または銀イオンの電解生成によって得られる。例としては、これに限定されないが、以下のものの１種以上が挙げられる：酢酸銀、銀アセチルアセトナート、ヒ酸銀、安息香酸銀、臭素酸銀、臭化銀、炭酸銀、塩素酸銀、塩化銀、クロム酸銀、クエン酸銀水和物、シアン酸銀、シクロヘキサン酪酸銀、フッ化銀、ヘプタフルオロ酪酸銀、ヘキサフルオロアンチモン酸銀、ヘキサフルオロヒ酸銀、ヘキサフルオロリン酸銀、フッ化水素銀、ヨウ素酸銀、ヨウ化銀、乳酸銀、メタバナジン酸銀、メタンスルホン酸銀、メテナミン銀、モリブデン酸銀、硝酸銀、亜硝酸銀、酸化銀、ペンタフルオロプロピオン酸銀、過塩素酸銀水和物、過塩素酸銀一水和物、過塩素酸銀、リン酸銀、フタロシアニン銀、ピコリン酸銀、銀タンパク質、銀タンパク質化合物（ｓｉｌｖｅｒ ｐｒｏｔｅｉｎａｔｅ）、ｐ−トルエンスルホン酸銀、セレン化銀、スルファジアジン銀、硫酸銀、硫化銀、亜硫酸銀、テルル化銀、テトラフルオロホウ酸銀、チオシアン酸銀、トリフルオロ酢酸銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、またはタングステン酸銀。好ましいソースは硝酸銀である。銀は銀の放出を制御する様に設計された配合物から得られてもよい。銀の放出制御配合物の例には、有機ポリマー、ゼオライト、ガラス、リン酸カルシウム、二酸化チタンおよび酸化亜鉛をベースにしたものが挙げられる。これら配合物としては、上述した様々な無機もしくは有機銀形態を使用しうる。

ある実施形態においては、２，２−ジブロモマロンアミド：銀の重量比は約８００：１〜約１：１、あるいは約８００：１〜約６：１、あるいは約８００：１〜約１２．５：１、または約４００：１〜約６：１である。

ある実施形態においては、本発明の組成物は２，２−ジブロモマロンアミドと銅とを含む。この銅は微生物の細胞成分と反応することができるあらゆるイオン性もしくは非イオン性形態であることができる。この銅は好ましくは、無機もしくは有機ソースから得られ、または銅イオンの電解生成によって得られる。例としては、これに限定されないが、以下のものの１種以上が挙げられる：酢酸銅、銅アセチルアセトナート、臭化銅、炭酸銅、塩化銅、亜クロム酸銅、シアン化銅、シクロヘキサン酪酸銅、Ｄ−グルコン酸銅、フッ化銅、ギ酸銅水和物、銅ヘキサフルオロアセチルアセトナート水和物、水酸化銅、ヨウ化銅、ヨウ化銅ジメチルスルフィド錯体、ヨウ化銅トリメチルホスフィット錯体、銅メトキシド、モリブデン酸銅、硝酸銅、酸化銅、オキシ塩化銅、過塩素酸銅六水和物、ピロリン酸銅水和物、セレン化銅、亜セレン酸銅、硫酸銅、硫化銅、酒石酸銅水和物、テルル化銅、チオシアン酸銅、チオフェン−２−カルボン酸銅、銅チオフェノラート、銅トリフルオロアセチルアセトナート、銅１−ブタンチオラート、２−エチルヘキサン酸銅、３−メチルサリチル酸銅、またはトリフルオロメタンスルホン酸銅。好ましいソースは硫酸銅である。銅は銅の放出を制御する様に設計された配合物から得られてもよい。銅の放出制御配合物の例には、有機ポリマー、ゼオライト、ガラス、リン酸カルシウム、二酸化チタンおよび酸化亜鉛をベースにしたものが挙げられる。これら配合物としては、上述した様々な無機もしくは有機銅形態を使用しうる。

ある実施形態においては、２，２−ジブロモマロンアミド：銅の重量比は約１００：１〜約１：１、あるいは約７０：１〜約１：１、あるいは約４０：１〜約１：１、あるいは約３２：１〜約１：１、または約１６：１〜１：１、または１６：１〜２：１である。

金属が例えば無機もしくは有機化合物として供給されえたとしても、上記比率は組成物中の金属の量に基づく。

本発明の組成物は様々な水性および水含有システム（ｓｙｓｔｅｍ）において微生物を抑制するのに有用である。このシステムの例には、これに限定されないが、塗料およびコーティング剤、水性エマルション、ラテックス、接着剤、インク、顔料分散物、家庭用および産業用クリーナー、洗浄剤、食器洗浄剤、鉱物スラリー、ポリマーエマルション、コーキング剤および接着剤、テープジョイントコンパウンド、消毒剤、サニタイザー、金属加工用流体、建築用品、パーソナルケア製品、織物用流体、例えば、スピン仕上げ剤（ｓｐｉｎ ｆｉｎｉｓｈ）、産業プロセス水（例えば、油田用水、パルプおよび紙用水、冷却用水）、油田用機能液、例えば、掘削泥水および破砕用流体、燃料、エアウォッシャー、排水、バラスト水、ろ過システム、並びに水泳用プールおよび温泉水が挙げられる。好ましい水性システムは金属加工用流体、パーソナルケア、家庭用および産業用クリーナー、産業プロセス水、並びに塗料およびコーティング剤である。特に好ましいのは産業プロセス水、塗料およびコーティング剤、金属加工用流体、並びに織物用流体、例えば、スピン仕上げ剤である。

当業者は過度の実験をすることなく、微生物抑制を提供するために具体的な用途において使用されるべきこの組成物の有効量を容易に決定できる。例示の目的で、適する活性物質濃度（２，２−ジブロモマロンアミドおよび金属の両方の合計）は典型的には、この殺生物組成物を含む水性または水含有システムの全重量を基準にして少なくとも約０．００１重量パーセント、あるいは少なくとも約０．０１重量パーセントである。ある実施形態においては、活性物質濃度の適する上限は、水性または水含有システムの全重量を基準にして約５重量パーセント、またはそれ未満、あるいは１重量パーセント、または０．１重量パーセントである。

組成物の成分は水性または水含有システムに別々に添加されてよく、または添加の前にあらかじめ混合されていてよい。当業者は添加の適切な方法を容易に決定できる。この組成物はこのシステムにおいて、他の添加剤、例えば、これに限定されないが、界面活性剤、イオン性／非イオン性ポリマー、スケールおよび腐蝕防止剤、酸素スカベンジャー、並びに／または追加の殺生物剤と共に使用されうる。

以下の実施例は本発明の例示であって、本発明の範囲を限定することを意図していない。他に示されない限りは、ここで使用される比率、パーセンテージ、部などは重量基準である。

実施例において提示される結果は成長阻止アッセイを用いて得られる。それぞれのアッセイの詳細は以下に提示される。

成長阻止アッセイ
実施例において使用される成長阻止アッセイは微生物共同体の成長の阻止（またはその欠失）を測定する。成長の阻止は、細胞を殺すこと（すなわち、成長が起こらない）、再増殖に長時間を必要とするように細胞の集団のかなりの部分を殺すこと、または殺すことなく成長の阻止（静止状態）の結果であり得る。作用のメカニズムに関係なく、殺生物剤（または殺生物剤の組み合わせ）の影響は群落のサイズの増大に基づいて時間の経過とともに測定されうる。

このアッセイは希釈無機塩培地中でのバクテリアの共同体の成長を妨げることに対する１種以上の殺生物剤の有効性を測定する。この培地は以下の成分を（ｍｇ／ｌで）含む：ＦｅＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ（１）；ＣａＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ（１０）；ＭｇＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ（２２．５）；（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４（４０）；ＫＨ_２ＰＯ_４（１０）；Ｋ_２ＨＰＯ_４（２５．５）；酵母抽出物（１０）；およびグルコース（１００）。全ての成分が脱イオン水に添加された後で、この培地のｐＨが７．５に調節される。フィルター滅菌の後で、アリコートが１００μｌの量で滅菌マイクロタイタープレートウェルに分配される。次いで、２，２−ジブロモマロンアミド（ＤＢＭＡＬ）および／または「殺生物剤Ｂ」の希釈物がマイクロタイタープレートに添加される。以下に示される活性物質の組み合わせを調製した後で、それぞれのウェルには、シュードモナスアエルギノーサ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、クレブシエラニューモニエ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）および枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）の約１×１０^６セル／ミリリットルの細胞懸濁物１００μｌが接種される。それぞれのウェル中の培地の最終的な合計容積は３００μｌである。ここに記載される様に準備されたら、それぞれの活性物質の濃度は表１に示される様に２５ｐｐｍ〜０．１９５ｐｐｍの範囲であった。得られるマトリックスはそれぞれの活性物質の８つの濃度および（活性物質の）その比率での活性物質の６４の組み合わせの試験を可能にする。

表１．それぞれの活性物質の濃度を示すマイクロタイタープレートベースの相乗作用アッセイのためのテンプレート。比率はそれぞれの活性物質の重量（ｐｐｍ）に基づく。

コントロール（示されていない）は添加される殺生物剤無しの培地を含んでいる。

マイクロタイタープレートが準備された直後に、それぞれのウェルについて５８０ｎｍでの光学密度（ＯＤ）の読取り値が測定され、次いでこれらプレートは３７℃で２４時間インキュベートされた。このインキュベーション期間の後で、これらプレートは穏やかに攪拌されて、その後でＯＤ_５８０値が測定される。生じた成長の全量（またはその欠失）を決定するために、Ｔ_０でのＯＤ_５８０値がＴ_２４値から引かれる。それぞれの殺生物剤、およびこの６４の組み合わせのそれぞれの存在によって引き起こされる成長の阻止パーセントを計算するためにこれらの値が使用される。以下の方程式を用いて相乗指数（ＳＩ）値を計算するための閾値として、成長の９０％阻止（Ｉ_９０）値が使用される：
相乗指数＝Ｍ_{ＤＢＭＡＬ}／Ｃ_{ＤＢＭＡＬ}＋Ｍ_Ｂ／Ｃ_Ｂ
式中、
Ｃ_{ＤＢＭＡＬ}：単独で使用される場合に、バクテリアの成長を少なくとも９０％阻止するのに必要なＤＢＭＡＬの濃度。
Ｃ_Ｂ：単独で使用される場合に、バクテリアの成長を少なくとも９０％阻止するのに必要な殺生物剤（Ｂ）の濃度。
Ｍ_{ＤＢＭＡＬ}：殺生物剤（Ｂ）と組み合わせて使用される場合に、バクテリアの成長を少なくとも９０％阻止するのに必要なＤＢＭＡＬの濃度。
Ｍ_Ｂ：ＤＢＭＡＬと組み合わせて使用される場合に、バクテリアの成長を少なくとも９０％阻止するのに必要な殺生物剤（Ｂ）の濃度。

ＳＩ値は以下のように解釈される：
ＳＩ＜１：相乗的組み合わせ
ＳＩ＝１：付加的組み合わせ
ＳＩ＞１：拮抗的組み合わせ

以下の実施例においては、溶液中の殺生物剤の量は溶液のリットルあたりのｍｇ数（ｍｇ／ｌ）で測定される。溶液密度は約１．００なので、このｍｇ／ｌ測定値は重量に対応し、そして１００万分率（ｐｐｍ）として表されうる。よって、両方の単位は実施例において交換可能に使用されうる。

銀（Ａｇ）および銅（Ｃｕ）が評価される。それぞれの金属について、ＤＢＭＡＬとの組み合わせで使用される場合に相乗効果が検出されうるかどうかを決定するために、２つの別個の実験が実施される。実験の結果は以下のセクションに示される。

実施例１
ＤＢＭＡＬおよび銀
実験１
ＡｇはＡｇＮＯ_３として細胞懸濁物に添加されるが、示された濃度はｍｇ／ｌ単位でＡｇについてのものである。ＤＢＭＡＬおよびＡｇは個々に、１：６４〜６４：１（ＤＢＭＡＬ：Ａｇ）の選択された比率で試験される。ＤＢＭＡＬおよびＡｇについてのＩ_９０値はそれぞれ、１２．５ｍｇ／ｌおよび０．０６３ｍｇ／ｌである。その後の実験において、ＡｇについてのＩ_９０値は０．１２５ｐｐｍである。とにかく、両方の試験において、いくつかの相乗的組み合わせが検出された。表２は相乗的組み合わせについての比率および相乗指数値を含んでいる。

この表から認められうるように、広範囲の比率のこれら２つの活性物質が、相乗効果を示す１未満のＳＩ値を示す。

実験２
表３に示される様に、表２（実験１）に示された結果は再現性があり、かつ実験１において得られたのと非常に似た阻止のパターンを示す。

実施例２
ＤＢＭＡＬおよび銅
表６はＤＢＭＡＬ、Ｃｕおよびこれらの組み合わせについての成長阻止アッセイの結果を示す。試験生物の成長の少なくとも９０％阻止のために０．７８ｍｇ／ｌのＣｕが必要とされ、そしてすでに検出されたように、同じ効果を達成するために１２．５ｍｇ／ｌのＤＢＭＡＬが必要とされる。Ｉ_９０濃度未満であるいくつかの濃度でのこれら２つの活性物質の存在下で、効果が相乗的であることが観察される。データは表４に示される。

実験２
この実験においては、実験１と同様の結果が得られる（表５を参照）。

実施例３
表１０はＤＢＭＡＬおよび亜鉛（Ｚｎ）についてのアッセイの結果を示す。これらの材料の間で相乗作用は検出されなかった。

本発明はその好ましい実施形態について上で説明されたが、本発明はこの開示の意図および範囲内で変更されうる。よって、本出願は本明細書に開示される一般原理を用いて本発明のあらゆるバリエーション、用途、または適応を含むことが意図される。さらに、本出願は、特許請求の範囲の限定内に入り、かつ本発明が関連する当該技術分野において知られたまたは慣習的な実践の範囲内でもたらされるような本開示からの発展を含むことが意図される。

Claims (9)

1. ２，２−ジブロモマロンアミドと、銀、銅およびこれらの混合物からなる群から選択される金属とを含む、殺生物組成物。
2. ２，２−ジブロモマロンアミド：前記金属の重量比が約１０００：１〜１：１００である請求項１に記載の組成物。
3. 前記金属が銀を含み、かつ２，２−ジブロモマロンアミド：前記金属の重量比が約８００：１〜約１：１である請求項１〜２のいずれか１項に記載の組成物。
4. 前記金属が銅を含み、かつ２，２−ジブロモマロンアミド：前記金属の重量比が約１００：１〜約１：１である請求項１〜２のいずれか１項に記載の組成物。
5. 前記金属が銀であり、かつ当該銀が酢酸銀、銀アセチルアセトナート、ヒ酸銀、安息香酸銀、臭素酸銀、臭化銀、炭酸銀、塩素酸銀、塩化銀、クロム酸銀、クエン酸銀水和物、シアン酸銀、シクロヘキサン酪酸銀、フッ化銀、ヘプタフルオロ酪酸銀、ヘキサフルオロアンチモン酸銀、ヘキサフルオロヒ酸銀、ヘキサフルオロリン酸銀、フッ化水素銀、ヨウ素酸銀、ヨウ化銀、乳酸銀、メタバナジン酸銀、メタンスルホン酸銀、メテナミン銀、モリブデン酸銀、硝酸銀、亜硝酸銀、酸化銀、ペンタフルオロプロピオン酸銀、過塩素酸銀水和物、過塩素酸銀一水和物、過塩素酸銀、リン酸銀、フタロシアニン銀、ピコリン酸銀、銀タンパク質、銀タンパク質化合物、ｐ−トルエンスルホン酸銀、セレン化銀、スルファジアジン銀、硫酸銀、硫化銀、亜硫酸銀、テルル化銀、テトラフルオロホウ酸銀、チオシアン酸銀、トリフルオロ酢酸銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀、またはタングステン酸銀から選択される無機または有機ソースから供給される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物。
6. 前記金属が銅であり、かつ当該銅が酢酸銅、銅アセチルアセトナート、臭化銅、炭酸銅、塩化銅、亜クロム酸銅、シアン化銅、シクロヘキサン酪酸銅、Ｄ−グルコン酸銅、フッ化銅、ギ酸銅水和物、銅ヘキサフルオロアセチルアセトナート水和物、水酸化銅、ヨウ化銅、ヨウ化銅ジメチルスルフィド錯体、ヨウ化銅トリメチルホスフィット錯体、銅メトキシド、モリブデン酸銅、硝酸銅、酸化銅、オキシ塩化銅、過塩素酸銅六水和物、ピロリン酸銅水和物、セレン化銅、亜セレン酸銅、硫酸銅、硫化銅、酒石酸銅水和物、テルル化銅、チオシアン酸銅、チオフェン−２−カルボン酸銅、銅チオフェノラート、銅トリフルオロアセチルアセトナート、銅１−ブタンチオラート、２−エチルヘキサン酸銅、３−メチルサリチル酸銅、またはトリフルオロメタンスルホン酸銅から選択される無機または有機ソースから供給される、請求項１〜２または４のいずれか１項に記載の組成物。
7. 前記組成物が塗料、コーティング剤、水性エマルション、ラテックス、接着剤、インク、顔料分散物、家庭用または産業用クリーナー、洗浄剤、食器洗浄剤、鉱物スラリー、ポリマーエマルション、コーキング剤、接着剤、テープジョイントコンパウンド、消毒剤、サニタイザー、金属加工用流体、建築用品、パーソナルケア製品、織物用流体、スピン仕上げ剤、産業プロセス水、油田用機能液、燃料、エアウォッシャー、排水、バラスト水、ろ過システム、水泳用プール、または温泉水である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の組成物。
8. 水性または水含有システムにおける微生物の成長を抑制する方法であって、有効量の請求項１〜６のいずれか１項の組成物で前記水性または水含有システムを処理することを含む方法。
9. 前記水性または水含有システムが塗料、コーティング剤、水性エマルション、ラテックス、接着剤、インク、顔料分散物、家庭用または産業用クリーナー、洗浄剤、食器洗浄剤、鉱物スラリー、ポリマーエマルション、コーキング剤、接着剤、テープジョイントコンパウンド、消毒剤、サニタイザー、金属加工用流体、建築用品、パーソナルケア製品、織物用流体、スピン仕上げ剤、産業プロセス水、油田用機能液、燃料、エアウォッシャー、排水、バラスト水、ろ過システム、水泳用プール、または温泉水である請求項８に記載の方法。