JP2017052771A - 相乗的抗微生物組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】潜在的な市場を広げることができ、使用濃度およびコストを低減させ、かつ廃棄物を低減させることができる２成分を有する相乗的抗微生物組成物の提供。【解決手段】第１の成分がテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウム塩およびトリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンから選択されるヒドロキシメチル置換リン化合物であり、第２の成分がヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジン、及び２，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−４−イルアセタートから選択される殺生物剤である２成分を有する相乗的抗微生物組成物。【選択図】なし

Description

本発明は殺生物剤の組み合わせに関し、この組み合わせは個々の抗微生物化合物について観察されるであろうよりも高い活性を有する。
少なくとも２種類の抗微生物化合物の組み合わせの使用は潜在的な市場を広げることができ、使用濃度およびコストを低減させることができ、かつ廃棄物を低減させることができる。ある場合には、市販の抗微生物化合物は、ある種の微生物に対する弱い活性、比較的ゆっくりとした抗微生物作用、または高温および高ｐＨのような特定の条件下での不安定性のせいで、高い使用濃度でさえ微生物の効果的な制御を提供することができない。特定の最終使用環境におけるさらに低い使用割合での同じ水準の微生物制御を提供するために、または微生物の全体的な制御を提供するために、異なる抗微生物化合物の組み合わせが場合によっては使用される。例えば、米国特許第５，３８５，８９６号はホスホニウム塩とアルデヒドとの組み合わせを開示するが、この文献は本願で特許請求される組み合わせのいずれも示唆していない。さらに、微生物の効果的な制御を提供するために、向上した活性を有する抗微生物化合物のさらなる組み合わせについての必要性が存在している。
米国特許第５，３８５，８９６号明細書
本発明によって取り組まれる課題は、抗微生物化合物のそのようなさらなる組み合わせを提供することである。
本発明は（ａ）テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウム塩およびトリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンからなる群から選択されるヒドロキシメチル置換リン化合物と、（ｂ）（ｉ）ヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジン（ＨＨＴ）、（ｉｉ）２，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−４−イルアセタート（ＤＸＮ）、および（ｉｉｉ）オルト−フェニルフェノールまたはそのアルカリ金属もしくはアンモニウム塩からなる群から選択される第２の殺生物剤とを含み、ヒドロキシメチル置換リン化合物：ヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジンの重量比が１５：１〜１：１５であり、ヒドロキシメチル置換リン化合物：２，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−４−イルアセタートの重量比が１５：１〜１：１５であり、ヒドロキシメチル置換リン化合物：オルト−フェニルフェノールまたはそのアルカリ金属もしくはアンモニウム塩の重量比が１５：１〜１：５である相乗的抗微生物組成物に関する。
本明細書において使用される場合、文脈が明らかに他のことを示さない限りは以下の用語は指定された定義を有する。用語「抗微生物化合物」とは、微生物の成長もしくは増殖を阻止することができ、および／または微生物を殺すことができる化合物をいい；抗微生物化合物には、適用される用量レベル、システム条件および望まれる微生物制御の水準に応じて、殺バクテリア剤、静バクテリア剤、殺真菌剤、静真菌剤、殺藻剤および静藻剤が挙げられる。用語「微生物」には、例えば、真菌（例えば、酵母およびカビ）、バクテリア並びに藻類が挙げられる。以下の略語が本明細書を通して使用される：ｐｐｍ＝重量基準の１００万分率（重量／重量）、ｍＬ＝ミリリットル。他に特定されない限りは、温度は摂氏度（℃）であり、およびパーセンテージに関する言及は重量基準（重量％）である。本発明の組成物中の抗微生物化合物のパーセンテージは組成物中の活性成分の全重量、すなわち、溶媒、担体、分散剤、安定化剤もしくは存在しうる他の物質の量を除いた抗微生物化合物自体に基づく。ヒドロキシメチル置換リン化合物は、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウム塩（例えば、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムスルファート（ＴＨＰＳ）、およびテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリド）、並びにトリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンからなる群から選択される。１種より多いヒドロキシメチル置換リン化合物が存在していてよく、この場合殺生物剤の比率はこれら化合物の合計含有量から計算される。オルト−フェニルフェノールまたはそのアルカリ金属もしくはアンモニウム塩には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムおよびアンモニウム塩が挙げられる。２以上の形態のオルト−フェニルフェノールが存在する場合には、殺生物剤の比率はこれら化合物の合計含有量から計算される。本発明のある実施形態においては、ナトリウムｏ−フェニルフェニラート（ＮａＯＰＰ）が使用される。２，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−４−イルアセタート（ＤＸＮ）は先行文献において６−アセトキシ−２，４−ジメチル−ｍ−ジオキサンの名前を使用して報告されているのと同じ化合物である。
本発明のある実施形態においては、ヒドロキシメチル置換リン化合物：ＤＸＮの重量比は１２：１〜１：１５、あるいは１２：１〜１：１２、あるいは１０：１〜１：１２、あるいは１０：１〜１：１０、あるいは９：１〜１：１２、あるいは９：１〜１：１０、あるいは９：１〜１：９、あるいは８．２：１〜１：９、あるいは８．２：１〜１：８．２である。
本発明のある実施形態においては、ヒドロキシメチル置換リン化合物：オルト−フェニルフェノールまたはそのアルカリ金属もしくはアンモニウム塩の重量比は１２：１〜１：５、あるいは１２：１〜１：４、あるいは１０：１〜１：５、あるいは１０：１〜１：４、あるいは１０：１〜１：３、あるいは９：１〜１：４、あるいは９：１〜１：３、あるいは８：１〜１：３である。
本発明のある実施形態においては、抗微生物組成物はオキサゾリジン化合物を実質的に含まず、すなわち、それは殺生物剤活性成分合計含有量に対して５％未満、あるいは２％未満、あるいは１％未満、あるいは０．５％未満、あるいは０．１％未満しかオキサゾリジン化合物を有さない。
本発明のある実施形態においては、本発明の抗微生物組み合わせは油田およびガス田注入、生産流体、破砕流体および他の機能性流体、油井およびガス井、油およびガス操作、分離、貯蔵並びに輸送システム、油およびガスパイプライン、油およびガス容器、並びに燃料において有用である。この組み合わせは、油およびガス井に添加されるもしくは油およびガス井によって生産される水性流体において特に有用である。この組成物は他の産業用水および水含有／汚染マトリックス、例えば、冷却水、エアウォッシャー、熱交換器、ボイラー水、パルプおよびペーパーミル水、他の産業プロセス水、バラスト水、廃水、金属加工用流体、ラテックス、塗料、コーティング、接着剤、インク、テープジョイントコンパウンド、顔料、水系スラリー、パーソナルケア用品および家庭用品、例えば、洗剤、ろ過システム（逆浸透システムおよび超濾過システムなど）、便器、布、皮革および皮革製造システム、またはこれらと共に使用されるシステムにおいて微生物を制御するのにも有用である。
典型的には、微生物の成長を制御するための本発明の殺生物剤の組み合わせの量は１０ｐｐｍ〜５，０００ｐｐｍ活性成分である。本発明のある実施形態においては、組成物の活性成分は少なくとも２０ｐｐｍ、あるいは少なくとも５０ｐｐｍ、あるいは少なくとも１００ｐｐｍ、あるいは少なくとも１５０ｐｐｍ、あるいは少なくとも２００ｐｐｍの量で存在する。ある実施形態においては、組成物の活性成分は２，０００ｐｐｍ以下、あるいは１，０００ｐｐｍ以下、あるいは５００ｐｐｍ以下、あるいは４００ｐｐｍ以下、あるいは３００ｐｐｍ以下、あるいは２５０ｐｐｍ以下、あるいは２００ｐｐｍ以下、あるいは１００ｐｐｍ以下、あるいは５０ｐｐｍ以下の量で存在する。上で言及された濃度は殺生物剤の組み合わせを含む液体組成物中のものである。高スルフィドおよび高温環境における殺生物剤濃度は典型的には他の環境におけるよりも高いであろう。本発明のある実施形態においては、油井の穴内の活性成分濃度は３０〜５００ｐｐｍ、あるいは５０〜２５０ｐｐｍである。本発明のある実施形態においては、油井でのトップサイド（ｔｏｐ ｓｉｄｅ）処理のための活性成分濃度は１０〜３００ｐｐｍ、あるいは３０〜１００ｐｐｍである。
本発明は、特許請求される殺生物剤の組み合わせを材料に組み込むことによって、上記使用領域において、特に油もしくは天然ガス生産操作において、微生物の成長を妨げるための方法も包含する。
実施例１．硫酸還元バクテリア（ＳＲＢ）に対するＴＨＰＳとＨＨＴとの相乗効果
嫌気チャンバー（バクトロン（Ｂａｃｔｒｏｎ）嫌気チャンバー）内で、脱気滅菌塩溶液（１Ｌの水中に３．１１８３ｇのＮａＣｌ、１．３０８２ｍｇのＮａＨＣＯ３、４７．７０ｍｇのＫＣｌ、７２．００ｍｇのＣａＣｌ２、５４．４９ｍｇのＭｇＳＯ４、１７２．２８ｍｇのＮａ２ＳＯ４、４３．９２ｍｇのＮａ２ＣＯ３）が、油田から単離された嫌気性集団、主としてＳＲＢで、１０６〜１０７ＣＦＵ／ｍＬの最終バクテリア濃度で汚染された。次いで、この汚染水のアリコートがＴＨＰＳ、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジン（ＨＨＴ）、またはＴＨＰＳ／ＨＨＴ組み合わせで、様々な活性物濃度レベルで処理された。この混合物が４０℃で２４時間インキュベートされた後で、このアリコートにおいてバクテリアを完全に殺すための最小の試験殺生物剤濃度（ＭＢＣ）によって、殺生物有効性が決定された。表１は各殺生物剤およびそのブレンドの有効性、並びに各組み合わせの相乗指数＊１をまとめる。
表１．ＴＨＰＳ、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジン（ＨＨＴ）、ＴＨＰＳ／ＨＨＴ組み合わせの殺生物有効性、および相乗指数
Figure 2017052771
＊１相乗指数＝Ｃａ／ＣＡ＋Ｃｂ／ＣＢ
Ｃａ：殺生物剤Ｂとの組み合わせにおいて使用される場合に、バクテリアを完全に殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ａの濃度
ＣＡ：単独で使用される場合に、バクテリアを完全に殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ａの濃度
Ｃｂ：殺生物剤Ａとの組み合わせにおいて使用される場合に、バクテリアを完全に殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ｂの濃度
ＣＢ：単独で使用される場合に、バクテリアを完全に殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ｂの濃度
１未満の相乗指数は相乗効果を示す。
＊２Ｐ値＜０．０５は、平均相乗指数と１．００との間に有意差が存在することを意味する。
実施例２．高温および高スルフィド環境での嫌気性バクテリアに対するＴＨＰＳ／ＨＨＴ組み合わせの殺生物有効性の評価
嫌気チャンバー（バクトロン（ＢＡＣＴＲＯＮ）ＩＶ）内で、殺生物剤溶液が油田のＳＲＢ集団１０４〜１０５ＣＦＵ／ｍＬ、および１０ｐｐｍスルフィドイオン（硫化ナトリウムの形態で添加された）で汚染された。次いで、この殺生物剤溶液が嫌気的条件下で８０℃で、毎日のＳＲＢ集団（１０４〜１０５ＣＦＵ／ｍＬ）およびスルフィドイオン（１０ｐｐｍ）の添加を伴って、７日間インキュベートされた。２時間および７日間の熱、ＳＲＢおよびスルフィド曝露の後で、９９．９９９％または完全にバクテリアを殺すのに必要とされる最小の試験殺生物剤用量を選択することによって、殺生物有効性が決定された。次いで、相乗指数が計算された。表２は各殺生物剤およびそのブレンドの有効性、並びに各組み合わせの相乗指数をまとめる。
表２．高温および高スルフィド環境でのＴＨＰＳ、ＨＨＴ、およびＴＨＰＳ／ＨＨＴ組み合わせの殺生物有効性評価、並びに相乗指数
Figure 2017052771
＊３相乗指数＝Ｃａ／ＣＡ＋Ｃｂ／ＣＢ
Ｃａ：殺生物剤Ｂとの組み合わせにおいて使用される場合に、バクテリアを９９．９９９％殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ａの濃度
ＣＡ：単独で使用される場合に、バクテリアを９９．９９９％殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ａの濃度
Ｃｂ：殺生物剤Ａとの組み合わせにおいて使用される場合に、バクテリアを９９．９９９％殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ｂの濃度
ＣＢ：単独で使用される場合に、バクテリアを９９．９９９％殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ｂの濃度
１未満の相乗指数は相乗効果を示す。
上記データはＴＨＰＳとＨＨＴとの組み合わせが高温および高スルフィド環境に対して相乗的であったことを示す。
実施例３．硫酸還元バクテリア（ＳＲＢ）に対するＴＨＰＳとＤＸＮとの相乗効果
嫌気チャンバー（バクトロンＩＩＩ）内で、脱気滅菌塩溶液（１Ｌの水中に３．１１８３ｇのＮａＣｌ、１．３０８２ｍｇのＮａＨＣＯ３、４７．７０ｍｇのＫＣｌ、７２．００ｍｇのＣａＣｌ２、５４．４９ｍｇのＭｇＳＯ４、１７２．２８ｍｇのＮａ２ＳＯ４、４３．９２ｍｇのＮａ２ＣＯ３）が、油田から単離された嫌気性ＳＲＢ集団で、１０６〜１０７ＣＦＵ／ｍＬの最終バクテリア濃度で汚染された。次いで、この汚染水のアリコートがＴＨＰＳ、ＤＸＮ、またはＴＨＰＳ／ＤＸＮ組み合わせで、様々な活性物濃度レベルで処理された。この混合物が４０℃で２４時間インキュベートされた後で、生きているバクテリアの数が連続希釈法を用いて数えられ、および２４時間での９９．９９％のバクテリア低減に必要とされる殺生物剤用量によって殺生物有効性が決定された。相乗指数が次いで計算された。表３は各殺生物剤およびそのブレンドの有効性、並びに各組み合わせの相乗指数をまとめる。
表３．ＴＨＰＳ、ＤＸＮ、ＴＨＰＳ／ＤＸＮ組み合わせの殺生物有効性、および相乗指数
Figure 2017052771
＊４相乗指数＝Ｃａ／ＣＡ＋Ｃｂ／ＣＢ
Ｃａ：殺生物剤Ｂとの組み合わせにおいて使用される場合に、バクテリアを９９．９９％殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ａの濃度
ＣＡ：単独で使用される場合に、バクテリアを９９．９９％殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ａの濃度
Ｃｂ：殺生物剤Ａとの組み合わせにおいて使用される場合に、バクテリアを９９．９９％殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ｂの濃度
ＣＢ：単独で使用される場合に、バクテリアを９９．９９％殺すのを達成するのに必要な殺生物剤Ｂの濃度
１未満の相乗指数は相乗効果を示す。
実施例４．硫酸還元バクテリア（ＳＲＢ）に対するＴＨＰＳとＮａＯＰＰとの相乗効果
嫌気チャンバー（バクトロン嫌気チャンバー）内で、脱気滅菌塩溶液（１Ｌの水中に３．１１８３ｇのＮａＣｌ、１．３０８２ｍｇのＮａＨＣＯ３、４７．７０ｍｇのＫＣｌ、７２．００ｍｇのＣａＣｌ２、５４．４９ｍｇのＭｇＳＯ４、１７２．２８ｍｇのＮａ２ＳＯ４、４３．９２ｍｇのＮａ２ＣＯ３）が、油田から単離されたＳＲＢ集団で、１０６〜１０７ＣＦＵ／ｍＬの最終バクテリア濃度で汚染された。次いで、この汚染水のアリコートがＴＨＰＳ、ＮａＯＰＰ、またはＴＨＰＳ／ＮａＯＰＰ組み合わせで、様々な活性物濃度レベルで処理された。この混合物が４０℃で２４時間インキュベートされた後で、このアリコート中で生きているバクテリアが培養培地中で検出された。このアリコートにおいてバクテリアを完全に殺すための最小の試験殺生物剤濃度（ＭＢＣ）によって、殺生物有効性が決定された。表４は各殺生物剤およびそのブレンドの有効性、並びに各組み合わせの相乗指数をまとめる。
表４．嫌気性バクテリアに対するＴＨＰＳ、ＮａＯＰＰ、ＴＨＰＳ／ＮａＯＰＰ組み合わせの殺生物有効性
Figure 2017052771
実施例５．硫酸還元バクテリア（ＳＲＢ）に対するＴＨＰＳとＮａＯＰＰとの相乗効果
嫌気チャンバー（バクトロン嫌気チャンバー）内で、脱気滅菌塩溶液（１Ｌの水中に３．１１８３ｇのＮａＣｌ、１．３０８２ｍｇのＮａＨＣＯ３、４７．７０ｍｇのＫＣｌ、７２．００ｍｇのＣａＣｌ２、５４．４９ｍｇのＭｇＳＯ４、１７２．２８ｍｇのＮａ２ＳＯ４、４３．９２ｍｇのＮａ２ＣＯ３）が、油田から単離された嫌気性集団、主としてＳＲＢで、１０７ＣＦＵ／ｍＬの最終バクテリア濃度で汚染された。次いで、この汚染水のアリコートがＴＨＰＳ、ＮａＯＰＰ、またはＴＨＰＳ／ＮａＯＰＰ組み合わせで、様々な活性物濃度レベルで処理された。この混合物が４０℃で２４時間インキュベートされた後で、連続希釈法を用いて生きているバクテリアが数えられた。このアリコートにおける９９．９９９％のバクテリア低減のための最小の試験殺生物剤濃度によって、殺生物有効性が決定された。表５は各殺生物剤およびそのブレンドの有効性、並びに各組み合わせの相乗指数をまとめる。
表５．嫌気性バクテリアに対するＴＨＰＳ、ＮａＯＰＰ、ＴＨＰＳ／ＮａＯＰＰ組み合わせの殺生物有効性
Figure 2017052771
実施例６．好気性バクテリアに対するＴＨＰＳとＮａＯＰＰとの相乗効果
ＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７）が緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）ＡＴＣＣ１０１４５および黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）ＡＴＣＣ６５３８で、約１０６ＣＦＵ／ｍＬの最終バクテリア濃度で汚染された。次いで、この汚染水のアリコートがＴＨＰＳ、ＮａＯＰＰ、またはＴＨＰＳ／ＮａＯＰＰ組み合わせで、様々な活性物濃度レベルで処理された。この混合物が３７℃で２４時間インキュベートされた後で、生きているバクテリアが連続希釈法を用いて数えられた。このアリコートにおいて９９．９９９％のバクテリア低減のための最小の試験殺生物剤濃度によって、殺生物有効性が決定された。表６は各殺生物剤およびそのブレンドの有効性、並びに各組み合わせの相乗指数をまとめる。
表６．好気性バクテリアに対するＴＨＰＳ、ＮａＯＰＰ、ＴＨＰＳ／ＮａＯＰＰ組み合わせの殺生物有効性
Figure 2017052771
表４〜６に示されるように、ＮａＯＰＰとの組み合わせにおけるＴＨＰＳは相乗効果を示し、かつ組み合わせで使用された場合には良好なＳＲＢ制御のためにかなり少ない用量しか必要とされなかった。

Claims (6)

  1. （ａ）テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウム塩およびトリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンからなる群から選択されるヒドロキシメチル置換リン化合物と、
    （ｂ）（ｉ）ヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジンおよび（ｉｉ）２，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−４−イルアセタートからなる群から選択される第２の殺生物剤とを含み、
    ヒドロキシメチル置換リン化合物：ヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジンの重量比が１５：１〜１：１５であり、ただし、ヒドロキシメチル置換リン化合物がテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムスルファートの場合、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムスルファート：ヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジンの重量比は９：１〜１：９であり、
    ヒドロキシメチル置換リン化合物：２，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−４−イルアセタートの重量比が１５：１〜１：１５である、
    相乗的抗微生物組成物。
  2. 前記第２の殺生物剤がヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジンである請求項１に記載の組成物。
  3. 前記重量比が１２：１〜１：１２である（ただし、ヒドロキシメチル置換リン化合物がテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムスルファートの場合、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムスルファート：ヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジンの重量比は９：１〜１：９である）請求項２に記載の組成物。
  4. 前記第２の殺生物剤が２，６−ジメチル−１，３−ジオキサン−４−イルアセタートである請求項１に記載の組成物。
  5. 前記重量比が１０：１〜１：１０である請求項４に記載の組成物。
  6. 前記第２の殺生物剤がヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジンであり、ヒドロキシメチル置換リン化合物：ヘキサヒドロ−１，３，５−トリス（２−ヒドロキシエチル）−ｓ−トリアジンの重量比が９：１〜１：９である請求項１に記載される相乗的抗微生物組成物によって、嫌気性高スルフィド環境におけるバクテリアの成長を妨げる方法。
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