JP2022043422A - 抗ウイルス剤組成物および有機ケイ素化合物 - Google Patents

抗ウイルス剤組成物および有機ケイ素化合物 Download PDF

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Abstract

【課題】耐久性に優れる抗ウイルス剤組成物を提供すること。【解決手段】下記式(1)で表される有機ケイ素化合物を含有する抗ウイルス剤組成物。TIFF2022043422000009.tif2167(式中、R1およびR2は、アルキル基またはアリール基であり、R3は、アルキル基であり、R4およびR5は、アルキル基であり、Xは、ハロゲン原子であり、mは、4~20の整数であり、nは、1~3の整数である。)【選択図】なし

Description

本発明は、有機ケイ素化合物を含有する抗ウイルス剤組成物および有機ケイ素化合物に関する。
近年、抗ウイルス志向が高まっており、持続性のある抗ウイルス剤が求められている。例えば、オクタデシルジメチル(3-トリアルコキシシリルプロピル)アンモニウムクロライドを主成分とする組成物が、固定化可能な抗ウイルス剤として知られている(特許文献1,2)。
しかしながら、オクタデシルジメチル(3-トリアルコキシシリルプロピル)アンモニウムクロライドは、耐久性が十分ではなく、坑ウイルス性能の持続性が低下する場合があるため、更なる改善が望まれていた。
特開2011-98976号公報 国際公開第2015/141516号
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、坑ウイルス性能の耐久性に優れる抗ウイルス剤組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、特定の有機ケイ素化合物を含有する抗ウイルス剤組成物が、耐久性に優れ、繊維等の物品に持続性のある抗ウイルス性を付与することができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
1. 下記式(1)で表される有機ケイ素化合物を含有する抗ウイルス剤組成物、
Figure 2022043422000001
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1~10のアルキル基または炭素数6~10のアリール基であり、R3は、炭素数12~24のアルキル基であり、R4およびR5は、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基であり、Xは、ハロゲン原子であり、mは、4~20の整数であり、nは、1~3の整数である。)
2. mが8である1記載の抗ウイルス剤組成物、
3. 1または2記載の抗ウイルス剤組成物で処理された物品、
4. 下記式(2)で表される有機ケイ素化合物
Figure 2022043422000002
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1~10のアルキル基または炭素数6~10のアリール基であり、R3は、炭素数12~24のアルキル基であり、R4およびR5は、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基であり、Xは、ハロゲン原子であり、nは、1~3の整数である。)
を提供する。
本発明の抗ウイルス剤組成物は、耐久性に優れ、繊維等の物品に持続性のある抗ウイルス性を付与することができる。
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明の抗ウイルス剤組成物は、下記式(1)で表される有機ケイ素化合物を含有する。
Figure 2022043422000003
1の炭素数1~10、好ましくは炭素数1~8、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、シクロヘキシル基等が挙げられる。
炭素数6~10、好ましくは炭素数6~8のアリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基などが挙げられる。
これらの中でも、R1は、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
2の炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基としては、それぞれR1と同じものが挙げられ、それらの中でもメチル基がより好ましい。
3の炭素数12~24、好ましくは炭素数12~20、より好ましくは炭素数12~18のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、n-ドデシル、2-メチルウンデシル、n-トリデシル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-ヘプタデシル、n-オクタデシル、n-ノナデシル、n-エイコシル、n-ヘンエイコシル、n-ドコシル、n-トリコシル、n-テトラコシル、シクロドデシル基等が挙げられる。これらの中でも、R3は、炭素数14~18のものが好ましく、原料の入手性や使用時の環境負荷の観点から、n-オクタデシル基がより好ましい。
4およびR5の炭素数1~6のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、n-へキシル、シクロヘキシル基等を例示することができる。これらの中でも、R4およびR5は、いずれも炭素数1~3のアルキル基が好ましく、原料の入手性や使用時の環境負荷の観点から、メチル基がより好ましい。
mは、4~20の整数を表すが、6~12の整数が好ましく、特に8が好ましい。4未満では耐久性が十分ではなく、20を超えると単位質量当たりの4級アンモニウム塩含有量が低下することにより抗ウイルス性が低下する。
Xのハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
本発明の抗ウイルス剤組成物に好適な有機ケイ素化合物としては、特に、下記式(2)で表されるものが挙げられる。
Figure 2022043422000004
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、Xおよびnは上記と同じである。)
本発明の抗ウイルス剤組成物に使用可能な有機ケイ素化合物の具体例としては、オクタデシルジメチル(4-トリメトキシシリルブチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(4-トリエトキシシリルブチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(6-トリメトキシシリルヘキシル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(6-トリエトキシシリルヘキシル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(8-トリメトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(8-トリエトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(8-ジメトキシメチルシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(8-ジエトキシメチルシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(10-トリメトキシシリルデシル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(10-トリエトキシシリルデシル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(11-トリメトキシシリルウンデシル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(11-トリエトキシシリルウンデシル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(12-トリメトキシシリルドデシル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(12-トリエトキシシリルドデシル)アンモニウムクロライド、ドデシルジメチル(8-トリエトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライド、ドデシルジメチル(8-ジメトキシメチルシリルオクチル)アンモニウムクロライド、テトラデシルジメチル(8-トリエトキシシリルオクチル) アンモニウムクロライド、テトラデシルジメチル(8-ジメトキシメチルシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジエチル(8-トリエトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジエチル(8-ジメトキシメチルシリルオクチル) アンモニウムクロライド等が挙げられる。
これらの中でもオクタデシルジメチル(4-トリメトキシシリルブチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(6-トリエトキシシリルヘキシル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(8-トリメトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(8-トリエトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(8-ジメトキシメチルシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(8-ジエトキシメチルシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(11-トリメトキシシリルウンデシル)アンモニウムクロライドが好ましく、オクタデシルジメチル(8-トリメトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(8-トリエトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(8-ジメトキシメチルシリルオクチル)アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル(8-ジエトキシメチルシリルオクチル)アンモニウムクロライドがより好ましい。
上記式(1)で表される有機ケイ素化合物は、下記式(A)で表される有機ケイ素化合物と、下記式(B)で表される3級アミンとを、大気雰囲気下または窒素等の不活性ガス雰囲気下で反応させることにより得られる。
Figure 2022043422000005
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、X、mおよびnは上記と同じである。)
上記式(A)で表される有機ケイ素化合物としては、例えば、4-クロロブチルトリメトキシシラン、4-クロロブチルトリエトキシシラン、4-ブロモブチルトリメトキシシラン、4-ブロモブチルトリエトキシシラン、6-クロロヘキシルトリメトキシシラン、6-クロロヘキシルトリエトキシシラン、6-ブロモヘキシルトリメトキシシラン、6-ブロモヘキシルトリエトキシシラン、8-クロロオクチルトリメトキシシラン、8-クロロオクチルトリエトキシシラン、8-クロロオクチルジメトキシメチルシラン、8-クロロオクチルジエトキシメチルシラン、8-ブロモオクチルトリメトキシシラン、8-ブロモオクチルトリエトキシシラン、8-ブロモオクチルジメトキシメチルシラン、8-ブロモオクチルジエトキシメチルシラン、10-クロロデシルトリメトキシシラン、10-クロロデシルトリエトキシシラン、10-ブロモデシルトリメトキシシラン、10-ブロモデシルトリエトキシシラン、11-クロロウンデシルトリメトキシシラン、11-クロロウンデシルトリエトキシシラン、11-ブロモウンデシルトリメトキシシラン、11-ブロモウンデシルトリエトキシシラン、12-クロロドデシルトリメトキシシラン、12-クロロドデシルトリエトキシシラン、12-ブロモドデシルトリメトキシシラン、12-ブロモドデシルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
これらの中でも、4-クロロブチルトリメトキシシラン、4-クロロブチルトリエトキシシラン、6-クロロヘキシルトリメトキシシラン、6-クロロヘキシルトリエトキシシラン、8-クロロオクチルトリメトキシシラン、8-クロロオクチルトリエトキシシラン、8-クロロオクチルジメトキシメチルシラン、8-クロロオクチルジエトキシメチルシラン、11-クロロウンデシルトリメトキシシラン、11-クロロウンデシルトリエトキシシランが好ましく、8-クロロオクチルトリメトキシシラン、8-クロロオクチルトリエトキシシラン、8-クロロオクチルジメトキシメチルシラン、8-クロロオクチルジエトキシメチルシランがより好ましい。
上記式(B)で表される3級アミンとしては、ドデシルジメチルアミン、ドデシルジエチルアミン、トリデシルジメチルアミン、トリデシルジエチルアミン、テトラデシルジメチルアミン、テトラデシルジエチルアミン、ペンタデシルジメチルアミン、ペンタデシルジエチルアミン、ヘキサデシルジメチルアミン、ヘキサデシルジエチルアミン、ヘプタデシルジメチルアミン、ヘプタデシルジエチルアミン、オクタデシルジメチルアミン、オクタデシルジエチルアミン、ノナデシルジメチルアミン、ノナデシルジエチルアミン、エイコシルジメチルアミン、エイコシルジエチルアミン、ヘンエイコシルジメチルアミン、ヘンエイコシルジエチルアミン、ドコシルジメチルアミン、ドコシルジエチルアミン、トリコシルジメチルアミン、トリコシルジエチルアミン、テトラコシルジメチルアミン、テトラコシルジエチルアミン等が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
これらの中でも、オクタデシルジメチルアミン、オクタデシルジエチルアミンが好ましく、オクタデシルジメチルアミンがより好ましい。
上記反応は、無溶媒で行うこともできるが、反応を阻害しない範囲で必要に応じて、メタノール、エタノール等のアルコール溶媒中で行うことができる。
反応温度としては80~150℃が好ましく、100~130℃がより好ましい。反応時間は、1~30時間が好ましく、5~25時間がより好ましい。
反応の際の上記式(A)で表される有機ケイ素化合物と、上記式(B)で表される3級アミンとの使用比率は、3級アミン(B)1モルに対して有機ケイ素化合物(A)が0.7~1.3モルが好ましい。
本発明の抗ウイルス剤組成物中に含まれる上記式(1)で表される有機ケイ素化合物の含有量は、特に限定されないが、抗ウイルス性の観点から、組成物全体に対して0.0001~40質量%が好ましく、0.001~10質量%がより好ましい。
本発明の抗ウイルス剤組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、さらに、水、メタノール、エタノール等のアルコール、その他の添加剤等を含んでいてもよい。その他の添加剤としては、クエン酸等の有機酸、界面活性剤等が挙げられ、これらを添加することにより安定性の高い組成物を得ることができる。
本発明の抗ウイルス剤組成物は、各種材料、物品等に適用することで、これらに抗ウイルス性を付与することができる。上記材料、物品の具体例としては、例えば、綿、絹、ウール等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、アセテート等の半合成繊維、ビニロン、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアラミド繊維等の合成繊維、これらの繊維の複合繊維(ポリエステル/綿等);鉄、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、亜鉛、銅等の各種金属;アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の合成樹脂材料;ガラス、チタン、セラミック、セメント、モルタル等の無機材料などが挙げられる。
以下、合成例、比較合成例、実施例および比較例を示して本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<有機ケイ素化合物の合成>
[合成例1-1]
窒素置換した300mL加圧反応容器に、4-クロロブチルトリメトキシシラン42.4g、オクタデシルジメチルアミン(リポミンDM18D、ライオン(株)製、以下同じ。)59.6g、メタノール102gを入れ、120℃で20時間反応させた。反応後、濾過することにより、オクタデシルジメチル(4-トリメトキシシリルブチル)アンモニウムクロライドのメタノール溶液200g(固形分濃度50質量%)を得た。
[合成例1-2]
窒素置換した300mL加圧反応容器に、6-クロロヘキシルトリメトキシシラン48.0g、オクタデシルジメチルアミン59.6g、メタノール108gを入れ、120℃で20時間反応させた。反応後、濾過することにより、オクタデシルジメチル(6-トリメトキシシリルヘキシル)アンモニウムクロライドのメタノール溶液206g(固形分濃度50質量%)を得た。
[実施例1-1]
窒素置換した300mL加圧反応容器に、8-クロロオクチルトリメトキシシラン53.8g、オクタデシルジメチルアミン59.6g、メタノール113gを入れ、120℃で20時間反応させた。反応後、濾過することにより、オクタデシルジメチル(8-トリメトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライドのメタノール溶液220g(固形分濃度50質量%)を得た。
[合成例1-3]
窒素置換した300mL加圧反応容器に、11-クロロウンデシルトリメトキシシラン62.2g、オクタデシルジメチルアミン59.6g、メタノール122gを入れ、120℃で20時間反応させた。反応後、濾過することにより、オクタデシルジメチル(11-トリメトキシシリルウンデシル)アンモニウムクロライドのメタノール溶液235g(固形分濃度50質量%)を得た。
[実施例1-2]
窒素置換した300mL加圧反応容器に、8-クロロオクチルトリエトキシシラン62.2g、オクタデシルジメチルアミン59.6g、エタノール122gを入れ、120℃で20時間反応させた。反応後、濾過することにより、オクタデシルジメチル(8-トリエトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライドのエタノール溶液235g(固形分濃度50質量%)を得た。
[比較合成例1-1]
窒素置換した300mL加圧反応容器に、3-クロロプロピルトリメトキシシラン39.7g、オクタデシルジメチルアミン59.6g、メタノール99.3gを入れ、120℃で20時間反応させた。反応後、濾過することにより、オクタデシルジメチル(3-トリメトキシシリルプロピル)アンモニウムクロライドのメタノール溶液190g(固形分濃度50質量%)を得た。
[比較合成例1-2]
窒素置換した300mL加圧反応容器に、3-クロロプロピルトリエトキシシラン48.2g、オクタデシルジメチルアミン59.6g、エタノール107.8gを入れ、120℃で20時間反応させた。反応後、濾過することにより、オクタデシルジメチル(3-トリエトキシシリルプロピル)アンモニウムクロライドのエタノール溶液210g(固形分濃度50質量%)を得た。
<抗ウイルス剤組成物の製造>
[実施例2-1]
窒素置換した200mL混合容器に、合成例1-1で得たオクタデシルジメチル(4-トリメトキシシリルブチル)アンモニウムクロライドのメタノール溶液1g、イオン交換水99g、クエン酸0.1gを入れ、25℃で1時間撹拌し、無色透明の液体を得た。
[実施例2-2]
窒素置換した200mL混合容器に、合成例1-2で得たオクタデシルジメチル(6-トリメトキシシリルヘキシル)アンモニウムクロライドのメタノール溶液1g、イオン交換水99g、クエン酸0.1gを入れ、25℃で1時間撹拌し、無色透明の液体を得た。
[実施例2-3]
窒素置換した200mL混合容器に、実施例1-1で得たオクタデシルジメチル(8-トリメトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライドのメタノール溶液1g、イオン交換水99g、クエン酸0.1gを入れ、25℃で1時間撹拌し、無色透明の液体を得た。
[実施例2-4]
窒素置換した200mL混合容器に、合成例1-3で得たオクタデシルジメチル(11-トリメトキシシリルウンデシル)アンモニウムクロライドのメタノール溶液1g、イオン交換水99g、クエン酸0.1gを入れ、25℃で1時間撹拌し、無色透明の液体を得た。
[実施例2-5]
窒素置換した200mL混合容器に、実施例1-2で得たオクタデシルジメチル(8-トリエトキシシリルオクチル)アンモニウムクロライドのエタノール溶液1g、イオン交換水99g、クエン酸0.1gを入れ、25℃で1時間撹拌し、無色透明の液体を得た。
[比較例2-1]
窒素置換した200mL混合容器に、比較合成例1-1で得たオクタデシルジメチル(3-トリメトキシシリルプロピル)アンモニウムクロライドのメタノール溶液1g、イオン交換水99g、クエン酸0.1gを入れ、25℃で1時間撹拌し、無色透明の液体を得た。
[比較例2-2]
窒素置換した200mL混合容器に、比較合成例1-2で得たオクタデシルジメチル(3-トリエトキシシリルプロピル)アンモニウムクロライドのエタノール溶液1g、イオン交換水99g、クエン酸0.1gを入れ、25℃で1時間撹拌し、無色透明の液体を得た。
<処理物品の製造>
[実施例3-1~3-5、比較例3-1,3-2]
実施例2-1~2-5、比較例2-1,2-2で得られた抗ウイルス剤組成物に、それぞれT/C繊維(ポリエステル/コットンの複合繊維)5gを30秒間浸漬させ、繊維を取り出して80℃で10分間乾燥させることにより、抗ウイルス剤組成物で処理されたT/C繊維を作製した。
<抗ウイルス性の評価>
得られた繊維について下記方法により抗ウイルス性を評価した。評価は、下記の方法により算出したウイルス減少率により行った。結果を表1に示す。
[繊維]:抗ウイルス剤組成物で処理されたT/C繊維、それを家庭用洗濯機(型番NA-VX86002、パナソニック(株)製、標準コース、洗剤:JAFET標準洗剤)で5回および10回洗濯した後の繊維
[使用ウイルス]:インフルエンザウイルスH1N1 IOWA株
[培養細胞]:MDCK細胞
[ウイルス液調製方法]:インフルエンザウイルスをMDCK細胞に接種した。37℃で1時間吸着後、接種ウイルス液を除去し 滅菌PBSで2回洗浄した。MEM培地を加え、37℃、5%CO2存在下で5日間培養した。培養上清を回収し、3,000rpmで30分間遠心後、遠心上清を分注し、-70℃以下で保存したものをウイルス液とした。
[ウイルス力価測定]:上記繊維にウイルス液を0.4mL添加し、滅菌バイアルに入れて密閉した。室温(25℃)下で1時間静置し、感作時間とした。感作時間経過後、バイアル中に細胞維持培地20mLを添加し、よく混合してウイルスを洗い出した。洗い出し液についてさらに細胞維持培地で10倍段階希釈を行い、各希釈液をマイクロプレートの培養細胞に接種し、37℃、5日間培養した。培養後の各培養液を回収し、赤血球凝集反応によりウイルスの増殖の有無を確認し、ウイルス力価(TCID50)を測定した。
[ウイルス減少率(%)]:100×[(未処理の繊維におけるウイルス力価-上記繊維におけるウイルス力価)/(未処理の繊維におけるウイルス力価)]
Figure 2022043422000006
表1に示されるように、実施例3-1~3-5の抗ウイルス剤組成物で処理された繊維は、持続性に優れた坑ウイルス性を示し、実施例2-3および2-5の抗ウイルス剤組成物を用いた場合(実施例3-3および3-5)、特に耐久性に優れる結果となった。
一方、比較例3-1および3-2では、洗濯を繰り返すことにより抗ウイルス性を失い、耐久性に劣る結果となった。

Claims (4)

  1. 下記式(1)で表される有機ケイ素化合物を含有する抗ウイルス剤組成物。
    Figure 2022043422000007
    (式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1~10のアルキル基または炭素数6~10のアリール基であり、R3は、炭素数12~24のアルキル基であり、R4およびR5は、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基であり、Xは、ハロゲン原子であり、mは、4~20の整数であり、nは、1~3の整数である。)
  2. mが8である請求項1記載の抗ウイルス剤組成物。
  3. 請求項1または2記載の抗ウイルス剤組成物で処理された物品。
  4. 下記式(2)で表される有機ケイ素化合物。
    Figure 2022043422000008
    (式中、R1およびR2は、それぞれ独立に、炭素数1~10のアルキル基または炭素数6~10のアリール基であり、R3は、炭素数12~24のアルキル基であり、R4およびR5は、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基であり、Xは、ハロゲン原子であり、nは、1~3の整数である。)
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