JP3072774B2 - Ｎ，ｎ’―ジハロイミダゾリジン―４―オウン類およびｎ−ハロイミダゾリン−４−オウン類の化合物 - Google Patents

Ｎ，ｎ’―ジハロイミダゾリジン―４―オウン類およびｎ−ハロイミダゾリン−４−オウン類の化合物

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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は飲用水、プール、風呂、工業用水、クーリン
グタワー、廃水処理工場、便器、空調システム、宇宙船
や野戦用ユニット、その他衛生用水の殺菌、オイルなど
の有機流体の殺菌、病院、食品加工工場など細菌による
汚染が問題になる施設における硬い表面の殺菌などにま
つわる問題の解決を目的とする。
［従来の技術］ 現在、上記諸目的のために用いられている滅菌剤に
は、それぞれ重大な欠陥がある。もっとも広範に用いら
れている市販の滅菌剤は、次亜塩素酸カルシウム、次亜
塩素酸ナトリウム、塩素ガスなど、「遊離ハロゲン」−
−塩素、臭素、沃素−−を発生するものである。遊離ハ
ロゲンは有効な滅菌剤として知られてはいるが、数多く
の有害な特性がある。多くの物質に対して腐食性があ
り、そのため大型空調システムのような閉鎖式循環シス
テムに用いる冷却水の消毒のように、長期間使用する分
野で使用することができない。そのため、在郷軍人病の
原因であるレジョネラ・ニューモフィラ菌（Legionella
pneumophila）の有効な殺菌剤として使用することがで
きない。野営地での水の殺菌に使われる逆浸透法水処理
ユニットのフィルターは、遊離ハロゲンによって急激に
劣化する。さらに、水中の各種有機汚染物質と反応しや
すく、実験動物で癌とのかかわりが認められているクロ
ロホルムなどの有毒性トリハロメタンの生成につなが
る。プールに塩素や臭素を用いると、敏感な人は、皮膚
や目に相当な刺激を感じる。遊離ハロゲンは水中、とく
にプールのように日光にさらされている水中では、非常
に不安定なので、シアヌル酸などの安定化剤を大量に添
加しなければならないが、シアヌル酸自体も濃度が高い
と有害になる。
一方、安定性がはるかに高い「結合ハロゲン」の発生
源であるオキサゾリジノン（カミンスキー他米国特許第
4,000,293号及び第3,931,213号・;S.D.ウォーレー他米
国特許第4,659,484号）、ならびにN,N′−ジハロ−２−
イミダゾリジノン（S.D.ウォーレー他米国特許第4,681,
948号及び第4,767,542号）などには上記欠点はないが、
遊離ハロゲンの放出がないか、あっても非常に少ないた
め、水中の微生物を殺菌するには、一般により長い接触
時間を必要とする。
［発明が解決しようとする課題］ 長期安定性があり、腐食や有害なトリハロメタンの生
成につながる物質と強い反応を生じず、妥当な時間接触
させることにより殺菌作用を発揮するような、汎用性が
高く、抗菌スペクトルの広い滅菌剤に対する需要が高ま
っている。すなわち、滅菌を目的とした用途で、遊離ハ
ロゲンと結合ハロゲンそれぞれの好ましい特性を併せ持
つハロゲンが求められている。
［課題を解決するための手段］ 本発明を広義にみれば、N,N′−ジハロイミダゾリジ
ン−４−オウン類がかかる目的を満たす。これらの物質
は、殺菌濃度（全ハロゲン量として、１リットルあたり
１から10ミリグラム）では、水中でもほぼ無色で、無
味、無臭の安定した結晶性固体であり、滅菌時間、持続
性が、上記遊離ハロゲンと結合ハロゲンの中間にある。
また、まったく別の合成方法を用いて、従来のオキサゾ
リジノンやイミダゾリジノンよりはるかに容易に合成す
ることができ、商業ベースでの合成が可能である。
［発明の実施の形態］ ここに記述する新しいN,N′−ジハロイミダゾリジン
−４−オウン類及びＮ−ハロイミダゾリジン−４−オウ
ン類は、下記の構造式で表される複素環式有機化合物で
ある： 式中、Ｘ、Ｘ′はそれぞれ塩素、臭素及びその混合物か
らなるグループから選ばれるハロゲンであるか、あるい
はＸが水素で、Ｘ′が塩素または臭素から選ばれるハロ
ゲンであり、水素がR1〜R4の中に１つ以上はない条件の
下でR1、R2、R3、R4のそれぞれが水素、C1−C4アルキ
ル、C1−C4アルコキシ、ヒドロキシ、フェニール、置換
フェニールの中から選ばれるか、もしくはR1、R2および
／またはR3、R4が、ペンタメチレン、テトラメチレンと
その混合物からなるグループから選ばれるスピロ置換物
でもよい。
イミダゾリジン−４−オウン類化合物の環に結合する
か、またはアルコキシルのグループとしてフェニール置
換基または酸素に結合するアルキル置換基は、１から４
個の炭素原子を含むもの、すなわちメチル、エチル、プ
ロピル、イソプロピル、ならびにｎ−ブチル、イソブチ
ル、第二ブチル、第三ブチルなどのブチル類でもよい。
R1、R2のところに置換された炭素またはR3、R4のところ
に置換された炭素、あるいはこれらの両方の位置に置換
されたスピロ置換物はペンタメチレンまたはテトラメチ
レン モアイアティを含む。
（訳注：モアイアティは、moietyの訳で、分子の中に含
まれる一団の原子群であるが、置換基であるものとない
ものとの両方を含む。原子団と訳すことも考えたが、以
上の意味を失うおそれがあるので、発音表記のままとし
た。） 上記化合物の例として、1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テ
トラメチルイミダゾリジン−４−オウン;1−ブロモ−３
−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４
−オウン;1,3−ジブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミ
ダゾリジン−４−オウン;1,3−ジクロロー2,5−ビス
（ペンタメチレン）イミダゾリジン−４−オウン;1,3−
ジクロロー２−ペンタメチレン−5,5−ジメチルイミダ
ゾリジン−４−オウン;1,3−ジクロロ−2,2−ジメチル
−５−ペンタメチレンイミダゾリジン−４−オウン;1,3
−ジクロロ−2,2,5−トリメチル−５−エチルイミダゾ
リジン−４−オウン；及び1,3−ジクロロ−２−ヒドロ
キシ−2,5,5−トリメチルイミダゾリジン−４−オウン
が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
R1−R4に対して、他の置換物、たとえばエチル、プロ
ピル、ブチル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ヒド
ロキシ、パラ−メチルフェニルなどを置換することによ
ってそれらの名前に対応するN,N′−ジクロロ−、ジブ
ロモ−、又はブロモクロロ−等などのイミダゾリジン−
４−オウン誘導体とすることができる。
本発明のN,N′−ジハロイミダゾリジン−４−オウン
誘導体は、対応する未ハロゲン化イミダゾリジン−４−
オウンまたはイミダゾリジン−４−チオンを塩素または
臭素の供給源と反応させることによって調製できる。あ
るいは１−ブロモ−３−クロロ誘導体の場合は、まず臭
素供給源と反応させたのち塩素供給源と反応させ、また
１−クロロ−３−ブロモ誘導体の場合は、まず塩素供給
源と次いで臭素供給源と反応させることによって、調製
することができる。塩素ガスまたは液体臭素を用いても
よいが、Ｎ−クロロスクシンイミド、Ｎ−ブロモスクシ
ンイミド、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、トリク
ロロイソシアヌル酸、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素
酸ナトリウム、第三−ブチル次亜塩素酸塩、Ｎ−クロロ
アセトアミド、Ｎ−クロロアミン、Ｎ−ブロムアミンな
どの穏やかなハロゲン化剤を用いてもよい。ハロゲン化
されていないイミダゾリジン−４−オウン類、イミダゾ
リジン−４−チオン類は、室温で水溶性媒体、すなわち
塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などの一般的
な不活性有機溶媒と水の混合液中でハロゲン化できる。
不活性有機溶媒だけをN,N′−ジハロイミダゾリジン−
４−オウン化合物とともに用いてもよい。
ハロゲン化されていないイミダゾリジン−４−チオン
類は、例えば、アセトンなどのような２個の置換されて
いないケトン２モルを、シアン化ナトリウム１モル、硫
化アンモニウム1.3モル、塩化アンモニウム１モルと反
応させ、例えば、2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−チオンを、J.D.Christian著“４−Imidazolidi
nethiones"J.Org.Chem.,22,396（1957）に記載の方法と
同じ方法で生成することにより調製できる。未ハロゲン
化イミダゾリジン−４−オウン類、例えば2,2,5,5−テ
トラメチルイミダゾリジン−４−オウンは、対応する未
ハロゲン化イミダゾリジン−４−チオンと過酸化水素
を、P.G.Ferrini and A.Marxer著“Chemotherapeutic S
tudies in the Heterocyclic Series.XLI.Unexpected R
eaction by Treatment of 2,2,5,5−Tetramethylimidaz
olidine−４−thione with Nitric Acid"Helv.Chem.Act
a,46,1207（1963）に記載のように、アルカリ性の条件
で酸化させることにより調製できる。他のイミダゾリジ
ン−４−チオン、イミダゾリジン−４−オウンの誘導体
も、対応するジアルキルケトンから合成したのち、後者
を酸化させるかあるいは当該技術分野で公知の他の合成
方法を用いて、合成できると考えられる。例えば、1,3
−ジクロロ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾリ
ジン−４−オウンは、シクロヘキサノン２モルと、シア
ン化ナトリウム１モル、硫化アンモニウム1.3モル、塩
化アンモニウム１モルを反応させた後塩素化するか、ま
たは塩基性溶液中で過酸化水素によって酸化した後で塩
素化させることにより調製できる。
置換イミダゾリジン−４−オウンのハロゲン化誘導体
を殺菌剤として使用するには、有効な量のイミダゾリジ
ン−４−オウン化合物で水性その他液状媒体を処理する
ことによりそれら液状媒体中の望ましくない微生物の滅
菌剤として利用できる。滅菌剤として有用な、本発明に
よるイミダゾリジン−４−オウン化合物は、下記の構造
式によって表わされる： 式中、Ｘ、Ｘ′はそれぞれ塩素、臭素からなるグループ
から選ばれるハロゲンであるか、あるいはＸ、Ｘ′のい
ずれか一方が水素で、もう一方が塩素と臭素のグループ
から選ばれるハロゲンであって、R1、R2、R3、R4はそれ
ぞれ水素、C1−C4アルキル、C1−C4アルコキシ、ヒドロ
キシ、フェニール、置換フェニールからなるグループか
ら選ばれるか、もしくはR1、R2および／またはR3、R
4が、ペンタメチレン、テトラメチレンとその混合物か
らなるグループから選ばれるスピロ置換を表わす。但
し、置換基R1−R4のうち水素は１つ以下である。１−ク
ロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４−オ
ウンは新規な化合物ではなく、T.戸田、E.Nori、H.堀口
及びK.村山が調製し、電子スピン共鳴実験でアミノ基の
供給源として用いられてきたものであるが、“Studies
on Stable Free Radicals.X.Photolysis of Hindered N
−Chloroamines",Bull.Chem.Soc.Japan,45,1802（197
2）に記載されるように、滅菌剤として用いられること
はなかった。
本明細書に滅菌剤として記載されるハロゲン化イミダ
ゾリジン−４−オウン誘導体は、他の滅菌活性を持つハ
ロゲン、たとえば塩素や臭素と組み合わせて用いること
もできる。滅菌活性を持つハロゲンの供給源としては、
塩素ガス、液体臭素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素
酸カルシウム、第三−ブチル次亜塩素酸塩、Ｎ−クロロ
スクシンイミド、Ｎ−ブロモスクシンイミド、N,N′−
ジハロジメチルヒダントイン、トリクロロイソシアヌル
酸、Ｎ−ハロヒダントインまたはN,N′−ジハロシアヌ
レートのナトリウムまたはカリ塩、Ｎ−ハロ−２−オキ
サゾリジオン、Ｎ−ハログリコルリル、N,N′−ジハロ
−２−イミダゾリジンが含まれるが、これらに限定され
るものではない。これら追加の活性ハロゲン源は、上記
イミダゾリジン−４−オウン誘導体の使用の前、後、あ
るいは同時に用いてもよい。
本発明の他の例においては、水性媒体またはその他の
液状媒体に下記（ａ）と（ｂ）とを添加することによ
り、媒体中に対応するN,N′−ジハロイミダゾリジン−
４−オウンまたは１−ハロイミダゾリジン−４−オウン
または３−ハロイミダゾリジン−４−オウン誘導体の滅
菌量を生成させて、媒体の滅菌を行うことが意図されて
いる。
（ａ）構造式IIの化合物に対応する未ハロゲン化または
モノハロゲン化したイミダゾリジン−４−オウン、すな
わち下記構造式IIIで表わされる化合物： 式中、Ｘ、Ｘ′はそれぞれ水素、塩素、臭素のグループ
から選ばれるが、但しそのうち少なくとも１つは水素で
なければならず、R1、R2、R3、R4はそれぞれ水素、C1−
C4アルキル、C1−C4アルコキシ、ヒドロキシ、フェニー
ル、置換フェニールからなるグループから選ばれるか、
もしくはR1、R2および／または R3、R4がペンタメチレン、テトラメチレンならびにその
混合物からなるグループから選ばれるスピロ置換を表わ
すが、但し置換基R1−R4のうち水素は１つ以下である。
（ｂ）塩素と臭素からなるグループから選ばれる化学量
論上の少なくとも１化学量のハロゲン供給源塩素。
塩素，臭素源としては、水性またはその他の液状媒体
中でハロゲンを放出し、媒体中で生成されるN,N′−ジ
ハロヒダントイン、トリクロロイソシアヌル酸などのN,
N′−ジハロイミダゾリジン−４−オウンよりも滅菌条
件下では安定性の低い塩素ガス、液体臭素、次亜塩素酸
ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、第三−ブチル次亜
塩素酸塩、Ｎ−ハロゲン化化合物などを用いることがで
きるが、これらに限定されるものではない。
一般に、構造式IIまたはIIIのN,N′−ジハロイミダゾ
リジン−４−オウンまたはＮ−ハロイミダゾリジン−４
−オウン（あらかじめ生成されたもの、あるいは媒体中
で生成されたもの）を用いて、溶液１リットルあたり約
0.3から10ミリグラムの陽イオンハロゲン、例えば塩素
を放出させることにより、溶液中で滅菌効果を発揮す
る。ハロゲン化イミダゾリジン−４−オウン誘導体によ
って得られる塩素などの陽イオンハロゲンの量は、使用
誘導体から得られるハロゲンの理論量に対応するもの
で、溶液１リットルあたり１から60mgのハロゲン化イミ
ダゾリジン−４−オウンが滅菌量として一般に用いられ
る。
水溶液その他溶液中や硬質な表面材の上などに存在
し、遊離塩素などの遊離ハロゲンの滅菌力に弱い微生物
はすべて、ハロゲン化イミダゾリジン−４−オウン誘導
体の滅菌力にも弱い。これら微生物としては、バクテリ
ア、原生動物、真菌類、ウイルス類、藻類などがある。
ハロゲン化イミダゾリジン−４−オウン誘導体の殺菌力
に弱い微生物のうち主なものとして、Staphylococcus a
ureus,Pseudomonas aeruginosa,Shigella boydii,Salmo
nella enteritidis,Legionella pneumophilaなどのバク
テリア、Giardia lambliaなどの原生動物、Candida alb
icanなどの真菌類、ヘルペスウイルス、ロタウイルスな
どのウイルス、Anabaena cylindrica,Oscillatoria lut
ea,Chlorella pyrenoidosaなどの藻類が挙げられる。バ
クテリアをその環境下で不活性化するのに必要なハロゲ
ン化イミダゾリジン−４−オウン誘導体の量を、殺菌量
と呼ぶ。同様に、原生動物、ウイルス、真菌について
も、消毒に必要なハロゲン化イミダゾリジン−４−オウ
ン誘導体の量を、それぞれ殺菌量、抗ウイルス量、抗真
菌量などと称するが、藻類に関しては、ハロゲン化イミ
ダゾリジン−４−オウン誘導体は水溶液中での藻類の発
育を阻止する効果があるため、殺藻量というよりは藻抑
制量と表現する。本明細書で殺菌量と言った場合、これ
らそれぞれの微生物に応じて、殺菌量、抗ウィルス量、
抗真菌量、藻抑制量のことを指す。
本明細書に記載のハロゲン化イミダゾリジン−４−オ
ウン誘導体は、漂白、殺菌、消毒、その他各種の殺菌目
的に使用できる。特にプールや風呂の微生物汚染を防ぐ
上で効果が期待される。本化合物は長期にわたる安定性
を有し、頻繁に補充することなく長期間殺菌効果を発揮
する。未ハロゲン化またはモノハロゲン化イミダゾリジ
ン−４−オウン誘導体は、遊離ハロゲン混合液中の遊離
ハロゲンの「安定化剤」として有用であり、これら誘導
体は液中でハロゲン化誘導体として存在することにな
る。従って、未ハロゲン化イミダゾリジン−４−オウン
誘導体と遊離ハロゲンの混合液をプールに添加し、随時
遊離ハロゲンを補充することにより、長期間藻類の生育
を阻止することができる。ハロゲン化イミダゾリジン−
４−オウン誘導体は、Ｎ−ハロ−ヒダントインやＮ−ハ
ロ−イソシアヌレートなどの従来の遊離ハロゲン類に比
べ、直射日光下での安定性がはるかに高く、「安定化」
されたハロゲンの供給源と見なすことができる。ハロゲ
ン化イミダゾリジン−４−オウン誘導体は、レジョネラ
・ニューモフィラ、藻類、閉鎖式冷却システム中の汚染
生物などの望ましくない生物の成長を阻止する。本化合
物は高温、例えば37℃での安定性が際立って高いため、
風呂や食品の殺菌剤として有用である。さらに、これら
化合物は、家禽類の加工業でみられるSalmonella enter
itidis〔サルモネラ菌の１菌種による（特に幼獣の）腸
炎〕などの微生物性疾患に対する殺菌剤として有用であ
る。本化合物は穏やかで腐食性がないため、病院や便器
など硬い表面の消毒剤として有用である。食品加工業用
の殺菌剤や、レストランの食器洗い機用の滅菌洗剤な
ど、広範な用途がある。
本明細書で言及したハロゲン化および未ハロゲン化イ
ミダゾリジン−４−オウン誘導体は、粉体、粒体、溶
液、濃縮物、エマルション、スラリー等の広範囲の液体
および固体の調剤として使用できる。従って、イミダゾ
リジン−４−オウン誘導体は、希釈剤、増量剤、充填
剤、コンディショナー、水性溶剤、有機溶剤などのキャ
リヤーと組み合わせることもできる。スルフォン酸塩、
アルカノール、アルコールなど湿潤剤、乳化剤あるいは
分散剤を含む調剤や、その他の表面活性物質に用いるこ
とができる。この誘導体は緩衝剤およびその他のハロゲ
ン供給源に対して親和性を有する。本明細書で「キャリ
ヤーの有効量」といった場合、イミダゾリジン−４−オ
ウン誘導体とともに用いて、粉体、粒体、溶液、濃縮
物、エマルション、スラリーなどの液体、固体の殺菌力
のある物質を形成するためのキャリヤーの量を意味す
る。
本発明を以下に示す例により、より具体的に説明する
が、これらの例は例示のために挙げたに過ぎず、当該分
野の熟練者であれば、多くの修正変更が可能である。
［代表的な化合物の製法と安定度］ 例１ （2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４−チオン
の調製） １リットル入りのフラスコに、シアン化ナトリウム1
4.7g（0.3モル）、塩化アンモニウム16.1g（0.3モル）2
3.8％、水性硫化アンモニウム111.4g（0.39モル）を80
ミリリットルの水に加えて溶液を調製し、これにアセト
ン34.8g（0.6モル）を20−30分間にわたって撹拌しなが
ら徐々に添加した。湯浴を用いて温度を55−70℃に保ち
ながら、反応フラスコの内容物を６時間撹拌した。反応
生成物の入ったフラスコを氷浴で冷却し、2,2,5,5−テ
トラメチルイミダゾリジン−４−チオンを析出させた。
固体の生成物は吸引濾過によって回収し、残りの生成物
は水溶性成分を排気（evacuation）によって濃縮させた
後、さらに吸引濾過を行って回収した。回収した固体成
分は、水20部に対しアセトン１部の混合液を使って再結
晶化を行って精製した。生成物の全収量は46.9gで、理
論値の97％であった。生成物の融点は153−154℃の範囲
であった。
例２ （2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウン
の調製） 例１のチオン生成物15.8g（0.1モル）を、500ミリリ
ットル入りのフラスコ内で125ミリリットルの2N水酸化
ナトリウムに添加した。ついで、フラスコを氷浴に入れ
て５−10℃で撹拌しながら、30％過酸化水素57ミリリッ
トルを30−40分間にわたって添加した。反応混合液を雰
囲気温度で２時間放置した。溶液を蒸発乾燥させ、イソ
プロピルアルコールから2,2,5,5−テトラメチルイミダ
ゾリジン−４−オウンの固体を再結晶化させた。生成物
の全収量は14.2g理論値の90％であった。生成物の融点
は169−170℃であった。
例３ （1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウンの調製） 本生成物は、（ａ）例１で調製したチオンを、酸化剤
及びハロゲン化剤として作用する塩素を用いて塩素化す
る方法、（ｂ）例２で調製したケトンを塩素化する方
法、の２つの方法で調製した。
（ａ）法においては、2,2,5,5−テトラメチルイミダ
ゾリジン−４−チオン47.4g（0.3モル）を、２リットル
入りのフラスコ内で1.2リットルの3N水酸化ナトリウム
（3.6モル）に溶解させた。フラスコとその内容物を氷
浴を用いて５℃に冷却し、撹拌しながらこれに塩素ガス
をpH7.0になるまで吹き込んだ。この過程においては、
生成物の温度は10℃を上回らないようにした。N,N′−
ジクロロイミダゾリジン４−オウン生成物が白色固体と
して析出した。水800ミリリットルをフラスコに添加し
た後、固体の生成物を吸引濾過によって回収した。その
後、生成物をヘキサンの中に溶解させて、不純物や残水
を沈殿させて純化し、不純物／水の層から揮発性ヘキサ
ン層を分離し蒸発させることによって回収した。生成物
の収量は53.9gで、理論値の85％であった。生成物（1,3
−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−
４−オウン）の成分分析の結果は次の通りである。（算
出値／実測値）炭素39.82/39.86％、水素5.73/5.50％、
窒素13.27/13.24％、塩素33.59/32.88％。この生成物の
水溶度は、0.138g（３℃の水100ミリリットルあたり）
から0.224g（37℃の水100ミリリットルあたり）の範囲
であることがわかった。生成物の融点は67から71℃の範
囲であった。プロトンNMRと赤外線分光計による分析で
は次のような結果が得られた。
1H NMR（CC4l）δ＝1.36（S,6H）、 δ＝1.50（S,6H）； IR（KBr）1720,2950cm−１ （ｂ）法においては、2,2,5,5−テトラメチルイミダ
ゾリジン−４−チオン5.1g（0.036モル）を、250ミリリ
ットル入りのフラスコ内で88ミリリットルの1N水酸化ナ
トリウム（0.088モル）に溶解させた。フラスコとその
内容物を氷浴に入れ、温度を10℃以下に保って撹拌しな
がら、これに塩素ガスをpH7.0になるまで吹き込んだ。
これによってN,N′−ジクロロイミダゾリジン４−オウ
ン生成物が白色固体として析出した。生成物を吸引濾過
によって回収し、ヘキサンから再結晶化を行って精製し
た。この生成物は（ａ）法で得られた生成物と同一の特
性を有していた。生成物の収量は6.9gで、理論値の91％
であった。
例４ （1,3−ジブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウンの調製） 例２で調製した2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−チオン5.1g（0.036モル）を、250ミリリットル
入りのフラスコ内で88ミリリットルの1N水酸化ナトリウ
ム（0.088モル）に溶解させた。この混合物を氷浴を用
いて10℃以下に保ちながら撹拌し、これに液体臭素12.8
g（0.08モル）を滴下した。生成物1,3−ジブロモ−2,2,
5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウンが薄黄
色固体として析出した。これを吸引濾過によって回収
し、ヘキサンから再結晶化を行って精製した。生成物の
収量は9.2gで、理論値の85％であった。生成物（1,3−
ジブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４
−オウン）の成分分析の結果は次の通りである。（算出
値／実測値） 炭素28.00/27.80％、水素4.00/4.07％、窒素9.33/9.3
9％、臭素53.33/52.09％。この生成物の水溶度は、0.07
2g（３℃の水100ミリリットルあたり）から0.120g（37
℃の水100ミリリットルあたり）の範囲であることがわ
かった。生成物の融点は109から111℃の範囲であった。
プロトンNMRと赤外線分光計による分析では次のような
結果が得られた。
1H NMR（CC4l）δ＝1.35（S,6H）、 δ＝1.51（S,6H）； IR（KBr）1725,2965cm−１ 例５ （１−ブロモ−３−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイ
ミダゾリジン−４−オウンの調製） 例２で調製した2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−チオン6.4g（0.045モル）を、250ミリリットル
入りのフラスコ内で55ミリリットルの1N水酸化ナトリウ
ム（0.055モル）に溶解させた。この反応生成物を氷浴
を用いて５〜10℃の温度に保ちながら撹拌し、これに液
体臭素4.0g（0.025モル）を滴下した。この反応生成物
をさらに１時間氷浴温度で撹拌し、その後１〜２時間は
冷水浴温度（10−20℃）で撹拌した。これを再び10℃以
下に冷却した後、50ミリリットルの1N水酸化ナトリウム
（0.05モル）を添加し、温度を５−10℃に保ちながらpH
が６−７になるまで撹拌しながら塩素ガスを吹き込ん
だ。１−ブロモ−３−クロロ−2,2,5,5−テトラメチル
イミダゾリジン−４−オウン生成物が白色固体として析
出した。これを吸引濾過によって回収し、ヘキサンから
再結晶化を行って精製した。生成物の収量は11.2gで、
理論値の97％であった。生成物の成分分析の結果は次の
通りである。（算出値／実測値） 炭素32.88/32.68％、水素4.70/4.74％、窒素10.96/1
0.83％、臭素31.31/33.37％、塩素13.89/12.67。実測値
が臭素、塩素それぞれの理論値よりも高かったり低かっ
たことから、生成物が少量の1,3−ジブロモ−2,2,5,5−
テトラメチルイミダゾリジン−４−オウンで汚染されて
いることがわかった。この生成物の水溶度は、0.102g
（３℃の水100ミリリットルあたり）から0.193g（37℃
の水100ミリリットルあたり）の範囲であることがわか
った。生成物の融点は88℃±２℃の範囲であった。陽子
NMR赤外分光計による分析では次のような結果が得られ
た。
1H NMR（CCl4）δ＝1.34（S,6H）、 δ＝1.50（S,6H）； IR（KBr）1725,2950cm−１ 例６ （１−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン
−４−オウンの調製） 例２で調製した2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−チオン14.2g（0.1モル）を、250ミリリットル
入りのフラスコ内で100ミリリットルの1N水酸化ナトリ
ウム（0.1モル）に溶解させた。この混合物の入ったフ
ラスコを氷浴に入れて、10℃以下の温度に保ちながら、
pHが7.0になるまで撹拌しながら塩素ガスを吹き込ん
だ。１−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウン生成物が白色固体として析出した。これ
を吸引濾過によって回収し、エーテル／ヘキサン混合物
から再結晶化を行って精製した。生成物の収量は17.7g
で、理論値の95％であった。生成物の融点は157.0〜15
7.5℃の範囲であった。プロトンNMRと赤外線分光計によ
る分析では次のような結果が得られた。
1H NMR（CDCl3）δ＝1.32（S,6H）、 δ＝1.46（S,6H）； δ＝7.57（Broad,1H）； IR（KBr）1670,1720,3160cm−１ 例７ （Ｎ−ハロゲン化イミダゾリジン−４−オウンの現場で
の生成） 例２で合成した2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウン50.0mg（3.52×10-4モル）を0.05モルの
リン酸ナトリウム緩衝液（pH7.0）50.0mgに溶解した溶
液を調製した。緩衝液は次亜塩素酸ナトリウムから１リ
ットルあたり3mgの全塩素で塩素化して、ハロゲン要求
不要にしたその後２日間、滴定可能な塩素がなくなるま
で直射日光に暴露させておいたものである。ハロゲン要
求不要にして水の入ったフラスコに塩素ガスを吹き込
み、pH7.0に緩衝させた遊離塩素の溶液を調製した。そ
の後、１リットルあたり1.31gの遊離塩素を含有する溶
液（陽ハロゲン7.02×10-4モル）19ミリリットルを、2,
2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウンを含
有する溶液に大気温度（24±１℃）で撹拌しながら添加
した。
現場で1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダ
ゾリジン−４−オウン及び／または１−クロロ−2,2,5,
5−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウンを生成さ
せる時の反応速度は、反応生成物からの遊離塩素濃度の
損失を時間の関数として観察することによって動力学的
に求めた。遊離塩素濃度は、生成物から定期的に飼料の
一部（アリコート）を取り出して滴定することによっ
て、“Standard Methods for the Examination of Wate
r and Wastewater,16th edition,American Public Heal
th Association,Washington,D.C.,1985,pp.306−309に
記されたDPD/FAS（N,N−ジエチル−ｐ−フェニレンジア
ミン／硫酸鉄アンモニウム）法で定量した。反応生成物
中の遊離塩素のモル数は、混合時の7.02×10-4からわず
か48秒後には4.45×10-5に減少し、94％が反応したこと
を示した。その後、遊離塩素は2.87秒後に3.63×10-5、
6.07秒後に3.48×10-5、114.6秒後に3.32×10-5とさら
に減少した。従って、114.6秒後には95％の反応が終了
した。この時点で2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウンをさらに1.76×10-5モル添加し、遊離塩
素の濃度は全所要時間140分でゼロに減少した。
このデータは、2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウンに少量の不活性不純物（５％またはそれ
以下）が含まれていたことを示し、ジクロロ−、および
モノクロロ−イミダゾリジン−４−オウンの比率は決定
できなかったが、未ハロゲン化2,2,5,5−テトラメチル
イミダゾリジン−４−オウンを含むpH7.0のDFWに遊離塩
素を添加すると、ハロゲン化イミダゾリジン−４−オウ
ンが効率よくかつ迅速に（１分未満で）現場で生成され
ることを示している。
例８ （1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウンの加水分解平衡定数） 1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウンから１−クロロ−2,2,5,5−テトラメチ
ルイミダゾリジン−４−オウンと遊離塩素 （Cl+）を生成する加水分解反応の平衡定数を、pH7.0、
24±１℃で測定した。これは、1,3−ジクロロ−2,2,5,5
−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウンを要求不要
にした0.05モルのリン酸ナトリウム緩衝液（pH7.0）に
溶かした溶液を調製し、この溶液を１時間撹拌しながら
平衡させることによって得た。その後（例７の）DPD/FA
S法を用いて、平衡溶液中の遊離塩素濃度と総塩素濃度
を求めた。結合1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチル
イミダゾリジン−４−オウンの濃度を、測定した総塩素
濃度と遊離塩素濃度の差から求めた。次にモル遊離塩素
濃度の二乗をモル結合塩素濃度で割って、加水分解平衡
定数を求めた。開始時のモル数は、総塩素濃度について
は１リットルあたり4.441×10-3モルであったが、平衡
時には結合塩素濃度は１リットルあたり4.428×10-3モ
ル、遊離塩素濃度は１リットルあたり1.269×10-5であ
った。これらのデータから、ジクロロイミダゾリジン−
４−オウンの加水分解平衡定数は3.64×10-8であること
がわかる。また開始時のモル数は、総塩素濃度では１リ
ットルあたり、1.764×10-3モルであったが、平衡時に
は結合塩素濃度は１リットルあたり1.759×10-3モル、
遊離塩素濃度は１リットルあたり5.360×10-6モルであ
った。これらのデータから、加水分解平衡定数は1.63×
10-8であった。
この1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾ
リジン−４−オウンの加水分解平衡定数は、商業用のＮ
−ハラミンジクロロジメチルヒダントイン（2.54×1
0-4）やトリクロロイソチアン酸（1.6×10-4）について
報告された値よりずっと低い（G.D.Nelson,“Chloramin
es and Bromamines",Kirk−Othmer Encyclopedia of Ch
emical Technology,3rd ed.,vol.5,Wiley Inter−scien
ce,New York,1979,p.565）。
一方で、この値はD.E.Williams、E.D.Elder、S.D.Wor
leyが“Is Free Halogen Necessary for Disinfection
?"（Appl.Environ.Microbiol.,54,2583（1988））なる
論文で報告した商業用のＮ−ハラミン３−クロロ−4,4
−ジメチル−２−オキサゾルイジノン（2.3×10-9）値
よりは若干高い。
これらの結果から、1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラ
メチルイミダゾリジノンは、ジクロロジメチルヒダント
インやトリクロロイソシアン酸よりも水（pH7.0）中で
はるかに安定しているが、３−クロロ−4,4−ジメチル
−２−オキサゾルイジノンよりは安定度がやや低いこと
が予想される。このため、使用に際しては有利といえ
る。というのもジクロロジメチルヒダントインやトリク
ロロイソシアン酸の水溶液中での安定性は限られてお
り、頻繁に補給しなければならないのに対し、３−クロ
ロ−4,4−ジメチル−２−オキサゾルイジノンは非常に
安定しているので遊離塩素をほとんど遊離せず、非常に
作用が緩慢な生命破壊体である。この新しい脱ハロゲン
化イミダゾリジン−４−オウンがこれら２つの両極端の
差をなくすことになろう。
例９ （1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウンの実験安定度） ハロゲン要求不要にした水の中での1,3−ジクロロ−
2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウン
（化合物１）の安定性を、温度22℃、pH値4.5、7.0、9.
5で測定し、結果を次亜塩素酸カルシウムから得られる
遊離塩素についての値と比較した。ハロゲン要求不要に
した水（以下DFW）は、適切なpHに緩衝させた蒸留脱イ
オン水を塩素化させた後、遊離塩素がなくなるまで直射
日光に暴露させて、（過剰遊離塩素の）脱塩素化をおこ
なった。この処理により、水中のハロゲン要求はすべて
中和された。次いで、化合物１と次亜塩素酸カルシウム
をそれぞれ、同一条件のDFW（適切なpHに緩衝させた）
溶液に溶解し、最終全塩素濃度を同一に（陽イオン荷電
塩素１リットル当たり10ミリグラム）した。多孔質の滅
菌した綿花で栓をして、室内の空気が自由に出入りでき
るようにしたフラスコに、それぞれの溶液を別々に入
れ、恒温水浴中で温度を22℃に保ったまま数週間おい
た。定期的に（少なくとも週１回）試料の一部（アリコ
ート）を取り出し、標準沃素滴定法により、残っている
陽イオン塩素の全量を３つの標本について調べた。結果
を表Ｉに示す。
表Ｉのデータは、pH7.0、22℃のDFW中では、化合物１
の方が遊離塩素に比べはるかに安定していることを示し
ている。化合物１はまた、アルカリ性（pH9.5）のDFW中
でも遊離塩素より安定している。しかし、化合物１は、
酸性DFW（pH4.5）ではかなり不安定で、イミダゾリジン
−４−オウン環が低pH値では分解する可能性の高いこと
を示している。滅菌を目的とする用途では、pH値はほと
んどの場合7.0またはそれ以上に保たれるため、化合物
１のほうが遊離塩素よりDFWでの安定性が高い。
例10 （１−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン
−４−オウンの実験安定度） 1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウンの加水分解生成物は、１−クロロ−2,2,
5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウンである
（例８参照）。pH7.0、22℃のDFW中のモノクロロイミダ
ゾリジン−４−オウンの安定性を、例９に記載した手順
に準じて求めた。例６で調製した１−クロロ−2,2,5,5
−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウン（化合物
３）をpH7.0に緩衝させたDFWに溶解し、１リットルあた
り10mgの陽イオン荷電塩素全量の開始時濃度を求めた。
この溶液を例９に記載の通り毎週分析した。その結果、
陽イオン荷電塩素の総量は７週間にわたって非常に緩慢
に減少し、７週間後には89.0％が残っていった。この結
果は、化合物３の方が化合物１より安定しており、pH7.
0、22℃のDFW中の遊離塩素（化合物２）よりもかなり安
定していることを示している（例９のデータを参照のこ
と）。
例11 （1,3−ジブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウンと１−ブロモ−３−クロロ−2,2,5,5−
テトラメチルイミダゾリジン−４−オウンの実験安定
度） 1,3−ジブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウン（化物４）と１−ブロモ−３−クロロ−
2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウン
（化合物５）のDFW中の安定性を、22℃、pH値7.0と9.5
の場合について、例９に記載した手順に準じて求めた。
pH4.5での化合物１の非安定性（例９）からみて、このp
Hでの化合物４と５の試験は不要と見なした。２つの化
合物を別々のフラスコに入れた適切なpHをもつ緩衝DFW
中で溶解させ、定温浴により22℃に保った。２つの溶液
中の陽イオン荷電ハロゲン総量の開始時濃度は、化合物
４については１リットルあたり22.6mg、化合物５は１リ
ットルあたり16.25mgであり、これらの濃度は、陽イオ
ン荷電ハロゲン総量中のモル数が例９で化合物１に用い
たモル数と平衡であることを示している。溶液は例９に
記した方法で分析した。結果は比較のため化合物１と一
緒に表IIに示した。
表IIのデータは、化合物１が、pH7.0及び9.5、22℃の
DFW中で化合物４、５に比べかなり安定していることを
示している。化合物５の安定性は、pH9.5のときに限り
遊離塩素と同じである（例９参照）。
例12 （ハロゲン要求量の高い水におけるハロイミダゾリジン
−４−オウン誘導体の安定度） 以下の物質をDFWと混合させて、合成ハロゲン要求水
（SDW）を調製した：塩化ナトリウム、塩化カリウム、
塩化カルシウム、塩化マグネシウムの無機塩をそれぞれ
１リットルあたり375mg、ベントナイト粘土１リットル
あたり50mg、フミン酸１リットルあたり30mg、最終濃度
0.01％の熱処理した馬の血清、加熱滅菌したSaccharomy
ces cerevisiaeイースト菌細胞１ミリリットルあたり５
×105細胞。このSDW溶液を0.01モル硼酸／水酸化ナトリ
ウムでpH9.5に緩衝させ、実験中４℃に保った。高イオ
ン強度、濁り度、有機物質、ならびに低温時のアルカリ
pHの諸条件を殺菌用としては最悪のケースとして検討
し、新規化合物の安定度を調べる理想的な試験を提供で
きるようにした。
別々のフラスコに化合物１、２、３及び５を溶解し、
開始時濃度を１リットルあたり10mgの陽イオン荷電塩素
総量、または化合物５の陽イオン荷電ハロゲン総量にお
けるモル当量（１リットルあたり16.25mg）にする。ア
リコート（飼料の一部）を90時間以上にわたって度々取
り出し、標準沃素滴定法により、残っている陽イオン荷
電ハロゲン濃度を決定する。結果を表IIIに示す。
表IIIのデータは、化合物３は要求量の高い水のある
ところでは極度に安定しているが、化合物１もこれら条
件下では遊離塩素よりもずっと安定度が高いことを示し
ている。化合物５は、これらの条件下では遊離塩素の安
定度と同程度である。
例13 （直射日光に暴露された水におけるN,N−ジハロイミダ
ゾリジン−４−オウンの安定度） 直射日光に暴露された水における化合物１及び５、な
らびに次亜塩素酸カルシウムからの遊離塩素（化合物
２）の安定度を調べた。１リットルあたり10mgの総塩素
濃度（または化合物５のハロゲン総量に相当するモル
数）の化合物を、それぞれ100ミリリットル入りビーカ
ーに入れたpH7.0に緩衝させたDFW85ミリリットルに溶解
し、これらを温度調節した水浴（22−24℃）に入れ、溶
液の入った水浴をオーバーン大学の化学部館の屋上に置
き、1988年８月に直射日光に暴露した。陽イオン荷電ハ
ロゲン総量の分析評価は、10時間の間に取り出された複
数のアリコートについて、標準沃素滴定法により定期的
に行った。結果を表IVに示す。
表IVのデータは、化合物１が直射日光下では、pH7.
0、22−24℃のとき遊離塩素よりずっと安定しているこ
とを示している。これらの条件下では化合物５は化合物
１よりは安定度が低いが、遊離塩素よりは有意に安定度
が高い。
例14 （直射日光に暴露された水での2,2,5,5−テトラメチル
イミダゾリジン−４−オウンの安定度） 2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウン
（化合物６）112mg（1.00×10-3モル）を、pH7.0に緩衝
させたDFW1.0リットルに溶解した溶液を調製した。この
溶液の試料100ミリリットルずつ（化合物6;1.00×10-1
モル）を、容量100ミリリットルの計量フラスコ５個の
それぞれに入れた。フラスコをすりガラス栓で密閉し、
1989年７月６日から1989年８月２日まで、オーバーン大
学の化学部館の屋上に置いて直射日光に暴露した。本実
験においては、温度調整は行わなかった。本期間中、温
度は概して33℃であった。ゼロ時点及びその後７日ごと
に、フラスコに直射日光が当たらないようにし、例７に
記載したように、緩衝させたDFWに塩素ガスを吹き込ん
で調製したやや過剰の遊離塩素（2.2×10-1モル）で溶
液を反応させた。
化合物６を遊離塩素で反応させて、1,3−ジクロロ−
2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウン
（化合物１）と１−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイ
ミダゾリジン−４−オウン（化合物３）との混合物を１
時間以上撹拌しながら生成し、例８で述べたDPD−FAS手
順を用いてアリコートを分析して塩素総量及び遊離塩素
を求めた。結合塩素の濃度は、塩素総量及び遊離塩素の
濃度の差であり、反応中に生成される化合物１と３の量
を表わしていると考えられた。
４週間の実験期間中に結合塩素の濃度は、６％又はそ
れ以下で変化した。事実、直射日光に４週間暴露した後
の方が、ゼロ時点よりも高濃度であり、これは変化が完
全に分析手順における実験上のミスによるもので、直射
日光により生じた化合物６の分解によるものではないこ
とを示している。これらのデータは、塩素化イミダゾリ
ジン−４−オウンの先駆物質である化合物2,2,5,5−テ
トラメチルイミダゾリジン−４−オウンが、pH7.0で４
週間以上直射日光に暴露したDFW溶液中で安定している
ことを示している。従って、本化合物は長期間の、屋外
のハロゲン化用途に有用であると思われる。
［殺菌剤としての使用方法］ 例15 （ハロゲン化イミダゾリジン−４−オウンの有効殺菌
力） 例３、５及び６で調製したハロゲン化イミダゾリジン
−４−オウン誘導体（それぞれ化合物１、化合物５及び
化合物３）を、pHと温度の関数として要求不要にした水
（DFW）と、pH9.5、４℃の合成要求量の水（SDW）にお
いて、Staphylococcus aureus（ATCC 25923）とPseudom
onas aeruginosa（ATCC 27853）に対する殺菌剤として
試験した。DFWとSDWはそれぞれ例７と例12に記載した方
法で調製した。
殺菌力試験として、DFW又はSDW50ミリリットルずつを
125ミリリットル入りのフラスコに入れ、微生物試料を
接種し、最終密度が約１×106cfu/ml（ミリリットル当
たりのコロニー（註：微生物群体）生成単位）になるよ
うにした。接種溶液を恒温水浴に15分間浸漬し、一定撹
拌しながら、試験温度で平衡させた。次に同じ試験温度
に保ったハロゲン化イミダゾリジン−４−オウン化合物
試料を含有する水溶液を適量とり、接種溶液に加え、混
合物中の陽イオン荷電ハロゲン総量（Cl+またはCl+/Br
＋）の濃度が一定レベル（化合物１からCl+10ppm、化合
物３からCl+5ppm、化合物５からCl+/Br＋当量）になる
ようにした。１ミリリットルのアリコートを所定の時間
おきに混合物からとり出し、活性ハロゲンを無菌の0.02
Nチオ硫酸ナトリウム１ミリリットルで抑制した。滅菌
塩水を順次濃度の異なる希釈液にし、その結果できる希
釈液の３つのアリコート各25マイクロリットルずつS.au
reus、P.aeruginosaをトリプシン大豆と栄養寒天に接種
した培養基を入れたペトリ皿の乾燥した表面に塗りつけ
た。370℃で48時間おいた後、各希釈液に対する３つの
表面上の微生物を数えて平均値を求めた。この平均値
は、特定のアリコートのcfu/mlを算出するために用い
た。チオ硫酸抑制アリコートの中にコロニーが検出され
ない時は、微生物の不活性化は少なくとも99.9999％に
なっていると考えた。
これらの実験の結果を表Ｖに示すが、３つのハロゲン
化イミダゾリジン−４−オウン誘導体が異なる程度で殺
菌性を有することがわかる。化合物５は、高いハロゲン
要求量のある時（SDW）でも≦５分接触させると、すべ
ての条件下でａ＞99.9999％のバクテリアを減少させ
た。化合物１も殺菌剤としては妥当に有効であった。化
合物３は最も効力が低かったが、接触時間を十分にすれ
ば、あらゆる試験条件下で、99.9999％より大きい不活
性化を達成した。
例16 （塩素化イミダゾリジン−４−オウンの藻類生育阻止特
性） 容量10ガロンの水槽２基に、R.C.Starr著“The Cultu
re Collection of Algaeat the University of Texas",
J.Phycology,14,47（1978）に記述されているpH6.8のブ
リストル溶液をそれぞれ35リットル入れ、３種の藻類、
Oscillatoria lutea,Anabaena cylindrica,Chlorellapy
renoidosaを播種した。２基の水槽は絶えず通気し、水
槽の側面から15cmはなしておいた20ワットのグローラッ
クス灯で照明した。実験は21から24℃の周囲温度で行っ
た。
34日間の培養期間の後、藻類の細胞密度を血球計で直
接計数した。この時点での水槽Ａの細胞密度は、１ミリ
リットルあたり2.2×107で、水槽Ｂでは１ミリリットル
あたり6.6×106であった。750ナノメートルでの２溶液
の吸光度もこの時点で測定したところ、水槽Ａでは0.27
3、水槽Ｂでは0.112であった。750ナノメートルでの吸
光度は、藻類のクロロフィル濃度（“Standard methods
for the Examination of Water and Waste−water"第1
6版American Public Health Associ−ation,Washingto
n,D.C.,1985,p.1070）を表わす指数として採用したもの
である。
ついで例３で調整した1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テト
ラメチルイミダゾリジン−４−オウン（化合物１）1.04
2グラムを500ミリリットルのDFWに溶解させたものを水
槽Ａに添加したところ、水槽中の初期陽イオン荷電塩素
濃度が１リットルあたり9.9mgになった。同様にDFW500
ミリリットルに、例６で調整した１−クロロ−2,2,5,5
−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウン（化合物
３）を0.872g溶解させた液を水槽Ｂに添加したら、水槽
中の初期陽イオン荷電塩素濃度が１リットルあたり4.9m
gになった。水槽から定期的にサンプルを採取し、Milto
n Roy Spectronic 301分光計で750ナノメートルでの吸
光度を測定して藻類の生育を、また標準沃素滴定法によ
り陽イオン荷電塩素濃度を分析した。実験中、添加後４
時間以内に化合物１の緑色が明らかに褪色し、２日以内
に水槽Ａは藻類が漂白された結果、白濁色を呈するにす
ぎない程度になった。同様の現象が水槽Ｂでも見られた
が、化合物３による褪色のほうが時間を要した。
水槽中の陽イオン荷電塩素がすべてなくなった後、化
合物３を0.87g、水槽Ｂに、化合物１を1.042g水槽Ａに
再び添加した。
測定開始から19日後に滴定可能な陽イオンがすべて水
槽から消失した時、著しい緑色の呈色が見られたことと
750ナノメートルでの吸光度が増大したことから藻類が
再び生育し始めたことが証明された。定量データを表VI
に示す。
上記表VIのデータと定性観察から、化合物１、３は共
に大量の藻類が繁茂する水では長期にわたって藻類抑制
力はあるが、殺藻性はないことがわかる。
例17 （1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジ
ン−４−オウンによる水中藻類の生育の防止） 容量10ガロンの水槽２基に、例16に記述のpH6.8のブ
リストル溶液をそれぞれ35リットル充填した。水槽Ａに
は、例３で調製した1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメ
チルイミダゾリジン−４−オウン（化合物１）0.638gか
らとった１リットルあたり6.14mgの陽イオン荷電塩素を
添加した。水槽Ｂは、ハロゲン化化合物を添加しない比
較対象として用いた。750ナノメートルでの吸光度が0.1
4のOscillatoria lutea,Anabaena cylindrica,Chlorell
a pyrenoidosaを含む藻類の接種材料５ミリリットルを
両水槽にそれぞれ添加した。実験中は、例16と同様に、
絶えず通気し、照明を行った。実験室の室温は21から24
℃に保った。両方の水槽から定期的に試料を採取し、Mi
lton Roy Spectronic 301分光計を用いて750ナノメート
ルでの吸光度を測定した。水槽Ａからはさらに試料を採
取して、標準沃素滴定法による陽イオン荷電塩素総量を
測定した。比較のための水槽Ｂでは、７日後に緑色の濁
りが著しくなったが、水槽Ａは実験期間18日の間、この
ような変色が見られなかった。定量データを表VII示
す。
表VIIと定性観測から、測定可能な量の化合物１が存
在する限り、藻類の生育を阻止する効果があることが証
明された。
例18 （2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−４−オウン
と遊離塩素とを化学量だけ入れることによる水中での藻
類生育防止） 容量10ガロンの水槽２基に、例16、17に記載したpH6.
8のブリストル溶液をそれぞれ35リットルずつ充填し
た。水槽Ａには、例２で調製した2,2,5,5−テトラメチ
ルイミダゾリジン−４−オウン（化合物６）0.702グラ
ム（4.94×10-3モル）を500ミリリットルのDFW（pH7.
0）の中に入れたものを、水槽Ａ中の化合物１、３、４
又は５を１リットルあたり1.39×10-4モルの濃度するた
めの材料として添加した。ついで例７に記載のように緩
衝DFWに塩素ガスを吹き込んで調製した全陽イオン荷電
塩素9.88×10-4モルの遊離塩を含むpH7.0の溶液326リッ
トルを水槽Ａに添加し、混合した液を60分反応させて反
応系中で化合物１と３を生成した。
750ナノメートルで0.010の吸光度を有する藻類の接種
材料（例16、17のOscillatoria lutea,Anabaenacylindr
ica,Chlorella pyrenoidosa）のアリコート10ミリリッ
トルをそれぞれの水槽に添加した。例16、17と同様に、
通気と照明を続けながら、温度範囲21から24℃で実験を
おこなった。両方の水槽から定期的に試料を採取し、Mi
lton Roy Spectronic 301分光計を用いて750ナノメート
ルでの吸光度を測定するとともに、水槽Ａからさらに試
料を採取して、全陽イオン荷電塩素の濃度を測定した。
化合物６と遊離塩素を初期反応させ60分後に、遊離塩素
の量を測定したところ、１リットルあたり1.08mgが検出
された。この時点で、過剰遊離塩素をすべて完全に反応
させるために化合物６を少量（5.33×10-4）添加した。
藻類接種材料を添加した時点では、遊離塩素は測定でき
るほど存在しなかった。比較用の水槽Ｂでは、７日後に
濁った緑色がはっきりとみられた。水槽Ａは27日間の実
験期間中、かかる呈色が見られなかった。量的なデータ
を表VIIIに示す。
表VIIIと定性観測から、化合物６に化学量の遊離塩素
を混合して生成した化合物１と３とは、測定可能な量の
全陽イオン荷電遊離塩素が存在する間は、水中の藻類の
生育を防止する効果があることがわかる。
例19 （ハロゲン化イミダゾリジン−４−オウンによる硬質表
面の消毒） 硬質表面の消毒剤としての化合物１および５の効果
を、“Official Methods of Analysis is of the Assoc
i−ation of Official Analytical Chemists",ed.W.Hor
witz,A.O.A.C.,Washington D.C.,1989,pp.58−59に記載
のAOAC Use−Dilution Methodを修正した方法を用いて
調べた。ステンレス製の小型シリンダー（Fisher Scien
tific社のPenicylinders）を1N水酸化ナトリウム溶液で
洗浄し、オートクレーブに入れて0.1％アスパラギン酸
で滅菌したのち、雰囲気温度まで冷却した。24時間放置
したStaphlococcus aureus（ATCC 25932）（ぶどう状球
菌の一種）の培養液内にシリンダーを15分間入れて、接
種させた。シリンダーを培養液から無菌的に（即ち、雑
菌の混入しないように）取り出し、滅菌ペトリ皿の濾紙
の上において水分をきったのち、37℃の培養器内で60分
間乾燥させた。
ハロゲン化イミダゾリジン−４−オウンを、pH7.0に
緩衝させたDFWに溶解して、化合物１については陽イオ
ン化が可能な塩素の濃度がそれぞれ25、50、100、200pp
m（化合物５については、陽イオン化が可能な塩素のモ
ル当量）になるよう調整したのち、溶液のアリコート２
ミリリットルを滅菌した試験管にそれぞれ添加した。比
較用の溶液であるpH7.0のDFWの入った試験管にも添加し
た。消毒剤の濃度別にそれぞれ少なくとも10本の試験管
を用意した。接種ずみの金属製シリンダーを、消毒剤を
入れた試験管と比較液の試験管に、それぞれ正確に30秒
間隔で挿入していった。正確に10分間接触させた後、入
れたときと同じ順序でかつ30秒間隔で試験管からシリン
ダーを取り出すことにより、すべてのシリンダーについ
て接触時間が10分になるようにした。栄養素入り培養基
３ミリリットルと消毒作用を抑えるための0.01規定のチ
オ硫酸ナトリウムとを入れた培養試験管のそれぞれに金
属シリンダーをそれぞれ挿入して、37℃で48時間培養し
た後、試験管すべてについてバクテリアの生育状態（濁
りの有無）を調べた。
実験の結果、比較用の試験管から出した金属シリンダ
を入れたものではバクテリアの生育が見られたのに対
し、化合物１または５を入れた試験管からの金属シリン
ダを入れたものでは、いずれの濃度のものでもバクテリ
アの生育は見られなかった。1,3−ジクロロ−2,2,5,5−
テトラメチルイミダゾリジン−４−オウン（化合物１）
と、１−ブロモ−３−クロロ−2,2,5,5−テトラメチル
イミダゾリジン−４−オウン（化合物５）は、化合物１
では陽イオン化が可能な塩素の濃度が25ppm、化合物５
では全陽イオン荷電ハロゲンのモル当量（40.7ppm）
と、低濃度でも硬質表面の消毒剤として効果があること
が分かった。
例20 （水質の関数としてみたハロゲン化イミダゾリジン−４
−オウンのSalmonella enteritidisに対する効果） 例３、５で調製したハロゲン化イミダゾリジン−４−
オウン誘導体（化合物１と５）について、３種類の水、
すなわちDFW、日光によって脱塩素化した水道水（T
W）、農村地帯で採取した井戸水（WW）中の微生物Salmo
nella enteritidis（ATCC 13076）に対する効果を試験
した。水の試料はすべて、0.05Mリン酸ナトリウムで緩
衝させてpH6.5とし、試験中温度を25℃に保った。
試験濃度は化合物１については、全塩素１、2.5、10m
g/とし、化合物５については全ハロゲンのモル当量と
した。バクテリアに関する試験のプロトコルは例15で論
じたものと同じであり、S.enteritidisの培養基として
寒天を用いた。消毒剤に暴露された微生物の生菌数（CF
U/ml）が６対数減少を示すのに必要な接触時間（分）を
回帰方程式Log（FCU/ml＋１）＝時間から計算した。
これらの実験結果を表IXに示す。表IXのデータは、化
合物５がすべての試験条件でS.enterititidisに対し、
きわめて殺菌性の高いことを示している。化合物１は、
全塩素濃度５及び10ml/ではすべての水の試料に対し
適切な殺菌性を示し、接触時間が充分であれば全塩素濃
度1mg/で完全に不活性化が可能であった。井戸水試料
の場合は両化合物とも、接触時間を長くする必要があっ
た。これは不純物によるハロゲン要求量が高くなるため
である。本例から、S.enteritidisが主な病原菌である
家禽類加工業ではこれらの化合物が有用な殺菌剤である
ことがわかる。
例21 （卵殻表面のSalmonella enteritidisに対するハロゲン
化イミダゾリジン−４−オウンの効果） 例３及び５で調製したハロゲン化イミダゾリジン−４
−オウン誘導体（化合物１および５）について、卵殻表
面上の微生物Salmonella enteritidis（ATCC 13076）に
対する殺菌剤としての効果を調べた。S.enteritidisを
約108CFU/ml含む10℃の塩水、即ち接種材料に全卵を浸
漬させた。卵を接種材料から取り出し、生物学的に安全
なキャビネット内の滅菌棚にのせて乾燥した。ついで、
卵に消毒剤水溶液または滅菌塩水を10秒均一に噴霧し、
ヒートガンで熱風を吹き付けて急激に乾燥した。卵をそ
れぞれ滅菌0.02Nチオ硫酸ナトリウム10mlを入れた減菌
ポリエチレンの袋に移し変えて、消毒作用を抑制し、７
分間放置した。うち２分間はそっともんだ。卵を袋から
とりだし、普通寒天で培養した。
２種類の消毒剤の濃度は、化合物１では全塩素にして
190から210mg/、化合物５では全オキシダントのモル
当量であった。16例測定した化合物１の場合、卵殻表面
の生菌数（CFU/cm2）の平均密度は6.82×102で、標準誤
差が2.12×102であった。10例測定した化合物５の場
合、生菌数の平均密度は1.34×103で、1.28×102であっ
た。接種を行った後、滅菌塩水を噴霧した比較用の卵の
場合は、14の測定例で生菌の平均密度は1.50×104で、
標準誤差が5.38×103であった。接種を行わなかった比
較例の場合は、７つの測定例で未確認生物の生菌数が2.
57×101で、標準誤差が1.01×101であった。このデータ
から、化合物１、５ともに、10秒間噴霧することにより
卵殻表面のS.enteritidis生菌数を減らすのに効果があ
ることが明らかである。
膜を除去した場合の卵殻を透過する化合物の拡散速度
も測定した。これらの実験では、殻の上部1/3をはさみ
で切り取り、卵黄、卵白を捨てたのち、膜を殻の内側か
ら除去した。pH6.5で緩衝させたDPD溶液30mlを殻の中に
入れ、化合物１については全塩素にして約200mg/、化
合物５については全オキシダントのモル当量の濃度の消
毒剤溶液中に殻を浸した、空気による酸化を防ぐため
に、DPD溶液表面に窒素ガスを絶えず流した。５から６
時間後、卵殻の中身を取り出し、DPD/FAS法（例７参
照）により遊離塩素、結合塩素についての分析を行っ
た。実験によっては、消毒剤溶液と卵殻の中身について
は±15℃の温度差を設定した。卵殻を透過して５〜６時
間の間に拡散する化合物１および５の量は全ハロゲンに
して0.12mg/以下であることがわかった。このこと
は、試験した消毒剤の濃度が高くても10秒の噴霧では、
消毒剤が卵殻を透過することはほとんどないことがわか
る。
本例の結果は、化合物１および５を用いて、卵殻表面
のS.enteritidisを不活性化できることを示している。
例22 （１−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン
−４−オウンの高濃度における消毒剤としての効果） 例15において、１−クロロ−2,2,5,5−テトラメチル
イミダゾリジン−４−オウン（化合物３）が、接触時間
さえ長くすれば低濃度（5mg/）でSaureusを不活性化
できることが明らかとなった。化合物３の濃縮液が、こ
の微生物に対して効果があるか調べるため実験を行っ
た。pH7.0に緩衝させた化合物のDFW液を調製し、これに
1.740g/（全塩素にして350mg/）を含有させた。例1
5と同じ方法で106CFU/mlのSaureusを含む溶液に暴露さ
せたところ、１分以内に生菌が６対数の減少を示した
が、これは試験したなかでは最短接触時間であった。
化合物３は５週間で、絶対エタノール溶液中で全塩素
含有量がわずか1.5％しか失われていず、溶解性も水よ
りエタノールに対してのほうが高い。したがってアルコ
ールなどの有機溶剤の中に高濃度で混入させて有用な消
毒剤であることを示している。
本発明を特定の例について詳細に説明したが、かかる
詳細は本発明の範囲を限定することを意図するものでは
ない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０７Ｄ 233/40 Ｃ０７Ｄ 233/40 235/02 235/02 Ｅ０４Ｈ 4/12 Ｅ０４Ｈ 3/20 Ｂ (72)発明者 ウィリアムズ・デルバート・イー アメリカ合衆国 36879 アラバマ州 ウェイバリー93 リーロード 33番 (56)参考文献 特公 昭47−25178（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (28)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】化学構造式 によって表わされる化合物にして、該化学構造式におい
    て： ＸとＸ′とがそれぞれ塩素と臭素から成るグループから
    選ばれるハロゲンであるか、Ｘが水素でＸ′が塩素と臭
    素とから成るグループから選ばれるハロゲンであり； 水素がR1からR4までの中に１つ以上はないことを前提と
    して、R1,R2,R3およびR4がそれぞれ水素、C1−C4アルキ
    ル、C1−C4アルコキシ、ヒドロキシ、フェニールおよび
    置換されたフェニールから成るグループから選ばれるも
    のであるか、R1,R2および／又はR3,R4がペンタメチレ
    ン、テトラメチレンおよびそれらの混合物から選ばれた
    スピロ置換物である； ことを特徴とする、N,N′−ジハロイミダゾリジン−４
    −オウン類およびＮ−ハロイミダゾリジン−４−オウン
    類の化合物。
  2. 【請求項２】請求項１に記載のN,N′−ジハロイミダゾ
    リジン−４−オウン類の化合物において： ＸとＸ′が塩素で、置換物R1−R4がC1−C4アルキル、C1
    −C4アルコキシ、ヒドロキシ、フェニール、パラ置換さ
    れたフェニールからなるグループから選ばれるか、もし
    くはR1、R2および／またはR3、R4が、ペンタメチレンと
    テトラメチレンからなるグループから選ばれるスピロ置
    換物であることを特徴とするN,N′−ジクロロイミダゾ
    リジン−４−オウン類の化合物。
  3. 【請求項３】R1、R2、R3、ならびにR4がメチルとエチル
    からなるグループからそれぞれ選ばれるか、もしくは
    R1、R2および／またはR3、R4がスピロ置換されたペンタ
    メチレンであることを特徴とする請求項２に記載のN,
    N′−ジクロロイミダゾリジン−４−オウン類の化合
    物。
  4. 【請求項４】請求項２又は３に記載の化合物が： 1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン
    −４−オウン、 1,3−ジクロロ−2,5ビス（ペンタメチレン）イミダゾリ
    ジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−２−ペンタメチレン−5,5−ジメチルイ
    ミダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−２−ジメチル−５−ペンタメチレンジ
    メチルイミダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−２−２−ジメチル−5,5−ジメチルイミ
    ダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−２−ペンタメチレン−5,5−ジエチルイ
    ミダゾリジン−４−オウン、又は 1,3−ジクロロ−２−ペンタメチレン−５−エチル−５
    −メチルイミダゾリジン−４−オウン類を含むことを特
    徴とするN,N′−ジハロイミダゾリジン−４−オウン類
    の化合物
  5. 【請求項５】請求項１に記載のN,N′−ジハロイミダゾ
    リジン−４−オウン類の化合物において： Ｘ、Ｘ′が臭素で、置換物R1−R4がC1−C4アルキル、C1
    −C4アルコキシ、ヒドロキシ、フェニールおよびパラ置
    換されたフェニールからなるグループから選ばれるか、
    もしくはR1、R2および／またはR3、R4がペンタメチレン
    とテトラメチレンからなるグループから選ばれるスピロ
    置換物であることを特徴とするN,N′−ジブロモイミダ
    ゾリジン−４−オウン類の化合物。
  6. 【請求項６】R1、R2、R3およびR4がそれぞれメチルかエ
    チルからなるグループから選ばれるか、もしくはR1、R2
    および／またはR3、R4がスピロ置換されたペンタメチレ
    ンであることを特徴とする請求項５に記載のN,N′−ジ
    ブロモイミダゾリジン−４−オウン類の化合物。
  7. 【請求項７】請求項６に記載のN,N′−ジブロモイミダ
    ゾリジン−４−オウン類が:1,3−ジブロモ−2,2,5,5−
    テトラメチルイミダゾリジン−４−オウンか、1,3−ジ
    ブロモ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾリジン
    −４−オウンであることを特徴とする、N,N′−ジハロ
    イミダゾリジン−４−オウン類。
  8. 【請求項８】請求項１に記載のN,N′ジハロイミダゾリ
    ジン−４−オウン類において： Ｘが臭素でＸ′が塩素であるかもしくはＸが塩素でＸ′
    が臭素であり、置換物R1−R4がそれぞれC1−C4アルキ
    ル、C1−C4アルコキシ、ヒドロキシ、フェニール、パラ
    置換されたフェニールからなるグループから選ばれる
    か、もしくはR1、R2および／またはR3、R4が、ペンタメ
    チレンとテトラメチレンからなるグループから選ばれる
    スピロ置換物であることを特徴とするＮ−ブロモ−Ｎ′
    −クロロイミダゾリジン−４−オウン類およびＮ−クロ
    ロ−Ｎ′−ブロモイミダゾリジン−４−オウン類の化合
    物。
  9. 【請求項９】R1、R2、R3およびR4がそれぞれメチルとエ
    チルからなるグループから選ばれるか、もしくはR1、R2
    および／またはR3、R4がスピロ置換されたペンタメチレ
    ンであることを特徴とする請求項８に記載のＮ−ブロモ
    −Ｎ′−クロロイミダゾリジン−４−オウン類およびＮ
    −クロロ−Ｎ′−ブロモイミダゾリジン−４−オウン類
    の化合物。
  10. 【請求項１０】請求項９に記載の化合物が： １−ブロモ−３−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミ
    ダゾリジン−４−オウン、 １ーブロモ−３−クロロ−2,5−ビス（ペンタメチレ
    ン）イミダゾリジン−４−オウン、 １−クロロ−３−ブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミ
    ダゾリジン−４−オウン、又は １−クロロ−３−ブロモ−2,5−ビス（ペンタメチレ
    ン）イミダゾリジン−４−オウン を含むことを特徴とする、N,N′−ジハロイミダゾリジ
    ン−４−オウン類の化合物。
  11. 【請求項１１】請求項１に記載の化合物において： Ｘが水素でＸ′が塩素であるＮ−クロロイミダゾリジン
    −４−オウン類と、Ｘが水素でＸ′が臭素であるＮ−ブ
    ロモイミダゾリジン−４−オウン類とを含む、Ｎ−ハロ
    イミダゾリジン−４−オウン類の化合物。
  12. 【請求項１２】請求項11に記載のＮ−クロロイミダゾリ
    ジン−４−オウン類化合物が： ３−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−
    ４−オウン、又は ３−クロロ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾリ
    ジン−４−オウンであり、 Ｎ−ブロモイミダゾリジン−４−オウン類の化合物が； ３−ブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−
    ４−オウン、又は ３−ブロモ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾリ
    ジン−４−オウンであることを特徴とする、Ｎ−ハロイ
    ミダゾリジン−４−オウン類の化合物。
  13. 【請求項１３】ハロゲン感応性がある好ましくない微生
    物を含む液状媒体又は固体表面を殺菌する方法におい
    て、該方法が； N,N′−ジハロイミダゾリジン−４−オウン類およびＮ
    −ハロイミダゾリジン−４−オウン類から成る化合物の
    グループから選ばれる化合物の滅菌効果に有効な量で該
    液状媒体又は固体表面を処理するステップを含むもので
    あって、該化合物が図示の化学構造式で表わされるもの
    であり、該化学構造式において； ＸとＸ′とがそれぞれ塩素と臭素とから成るグループか
    ら選ばれるハロゲンであるか、一方が水素で他方が塩素
    と臭素とから成るグループから選ばれるハロゲンであ
    り； 水素がR1からR4までの中に１つ以上はないことを前提と
    して、R1,R2,およびR3およびR4がそれぞれ水素、C1−C4
    アルキル、C1−C4アルコキシ、ヒドロキシ、フェニール
    および置換されたフェニールから成るグループから選ば
    れるものであるか、R1,R2および／又はR3,R4がペンタメ
    チレン、テトラメタレン、およびそれらの混合物から成
    るグループから選ばれるスピロ置換物である； ことを条件とする、N,N′−ジハロイミダゾリジン−４
    −オウン類およびＮ−ハロイミダゾリジン−４−オウン
    類の化合物であることを特徴とする、ハロゲン感応性の
    ある微生物を殺菌する方法。
  14. 【請求項１４】請求項13に記載の方法において、ハロゲ
    ン感応性のある好ましくない微生物を含む液状媒体を滅
    菌する方法が： （ａ）前記N,N′−ジハロイミダゾリジン−４−オウン
    類、およびＮ−ハロイミダゾリジン−４−オウン類から
    成る化合物のグループから選ばれる化合物を該液状媒体
    に注入すること； （ｂ）該媒体中に塩素および臭素から成るグループから
    選ばれるハロゲン生成源を注入して、現場で対応するN,
    N′−ジハロイミダゾリジン−４−オウン類又はＮ−ハ
    ロイミダゾリジン−４−オウン類の化合物を殺菌に有効
    な量生成することと； を含むことを特徴とする、液体媒体を滅菌する方法。
  15. 【請求項１５】請求項13に記載の化合物において、R1,R
    2,R3およびR4がメチルとエチルからなるグループから選
    ばれるか、もしくはR1,R2および／又はR3,R4がスピロ置
    換されたペンタメチレンであることを特徴とする、請求
    項13に記載の方法。
  16. 【請求項１６】請求項13又は14に記載のN,N′−ジハロ
    イミダリジン−４−オウン類化合物が： 1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン
    −４−オウン、 1,3−ジブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン
    −４−オウン、 １−ブロモ−３−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミ
    ダゾリジン−４−オウン、 １−クロロ−３−ブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミ
    ダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾ
    リジン−４−オウン、 1,3−ジブロモ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾ
    リジン−４−オウン、 １−ブロモ−３−クロロ−2,5−ビス（ペンタメチレ
    ン）イミダゾリジン−４−オウン、 １−クロロ−３−ブロモ−2,5−ビス（ペンタメチレ
    ン）イミダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−２−ペンタメチレン−5,5−ジメチルイ
    ミダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−2,2−ジメチル−５−ペンタメチレンジ
    メチルイミダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−2,2−ジメチル−5,5−ジメチルイミダ
    ゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−２−ペンタメチレン−5,5−ジメチルイ
    ミダゾリジン−４−オウン、 および 1,3−ジクロロ−２−ペンタメチレン−５−エチル−５
    −メチルジメチルイミダゾリジン−４−オウン、 からなるグループから選ばれることを特徴とする13又は
    14に記載の方法。
  17. 【請求項１７】請求項13又は14に記載のＮ−ハロイミダ
    ゾリジン−４−オウン類化合物が： １−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−
    ４−オウン、 ３−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−
    ４−オウン、 １−クロロ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾリ
    ジン−４−オウン、 ３−クロロ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾリ
    ジン−４−オウン、 １−ブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−
    ４−オウン、 ３−ブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−
    ４−オウン、 １−ブロモ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾリ
    ジン−４−オウン、 および ３−ブロモ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾリ
    ジン−４−オウン からなるグループから選ばれることを特徴とする請求項
    13又は14に記載の方法。
  18. 【請求項１８】液体媒体がプール、風呂、クーリングタ
    ワー、空調システム、廃棄物処理施設、便器、食器洗い
    用溶液、家禽類処理工場あるいは飲料水源などの水性媒
    体であることを特徴とする請求項13又は14に記載の方
    法。
  19. 【請求項１９】硬質表面が、病院、食品加工工場、家禽
    類処理工場、微生物研究室、家庭などで見られるもので
    あることを特徴とする請求項13に記載の方法。
  20. 【請求項２０】塩素ガス、液体臭素、アルカリ金属次亜
    塩素酸エステル、次亜塩素酸カルシウム、第三ブチル次
    亜塩素酸エステル、および水と接触すると遊離ハロゲン
    を放出するＮ−ハロゲン化化合物からなるグループから
    選ばれる活性遊離ハロゲンの有効量を水性媒体または硬
    質表面に与えることを特徴とする請求項13又は14に記載
    の方法。
  21. 【請求項２１】請求項20に記載の方法において； 前記Ｎ−ハロゲン化化合物が、Ｎ−ハロスクシンイミド
    の塩素誘導体又は臭素誘導体、N,N′−ジハロジメチル
    ヒダントイン、N,N′−ジハロシアヌル酸ナトリウムま
    たはカリウム、トリハロイソシアヌル酸、Ｎ−ハロ−２
    −オキサソリジン、N,N′−ジハロ−２−イミダゾリジ
    ン、およびハログリコルリルを含むグループから選ばれ
    ることを特徴とする方法。
  22. 【請求項２２】前記微生物がStaphylococcus aureus、P
    seudomonas aeruginosa、Salmonella entritidis、Shig
    ella boydii、Legionella pneumophilia、Giardia lamb
    lia、Anabaena cylinrica、Oscillatoria lutea、Chlor
    ella pyrenoidosa、Candida albicansを含むことを特徴
    とする請求項13又は14に記載の方法。
  23. 【請求項２３】ハロゲン生成源を少くとも１化学量用い
    ることを特徴とする請求項14に記載の方法。
  24. 【請求項２４】ハロゲン感応性のある微生物をその生息
    環境の中で不活性化する方法において、該方法が、図示
    の化学構造式において： ＸとＸ′とがそれぞれ塩素と臭素とから成るグループか
    ら選ばれるハロゲンであるか、一方が水素で他方が塩素
    と臭素とから成るグループから選ばれるハロゲンであ
    り； 水素がR1からR4までの中に１つ以上はないことを前提と
    して、R1,R2,R3およびR4がそれぞれ水素、C1−C4アルキ
    ル、C1−C4アルコキシ、ヒドロキシ、フェニールおよび
    置換されたフェニールから成るグループから選ばれるも
    のであるか、R1,R2および／又はR3,R4がペンタメチレン
    とテトラメチレンおよびそれらの混合物から成るグルー
    プから選ばれる、スピロ置換物である； ことを条件とするN,N′−ジハロイミダゾリジン−４−
    オウン類およびＮ−ハロイミダゾリジン−４−オウン類
    の化合物の殺菌有効量を用いて、該微生物の生息環境を
    処理することによって、該微生物を不活性化することを
    特徴とする方法。
  25. 【請求項２５】R1、R2、R3、R4がメチルとエチルからな
    るグループから選ばれるか、もしくはR1、R2および／ま
    たはR3、R4がスピロ基に置換基を持つペンタメチレンで
    あることを特徴とする請求項24に記載の方法。
  26. 【請求項２６】請求項24に記載するN,N′−ジハロイミ
    ダゾリジン−４−オウン類の化合物が： 1,3−ジクロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン
    −４−オウン、 1,3−ジブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン
    −４−オウン、 １−ブロモ−３−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミ
    ダゾリジン−４−オウン、 １−クロロ−３−ブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミ
    ダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾ
    リジン−４−オウン、 1,3−ジブロモ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾ
    リジン−４−オウン、 １−ブロモ−３−クロロ−2,5−ビス（ペンタメチレ
    ン）イミダゾリジン−４−オウン、 １−クロロ−３−ブロモ−2,5−ビス（ペンタメチレ
    ン）イミダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−２−ペンタメチレン−5,5−ジメチルイ
    ミダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−2,2−ジメチル−５−ペンタメチレンジ
    メチルイミダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−２、２−ジメチルー5,5−ジエチルイミ
    ダゾリジン−４−オウン、 1,3−ジクロロ−２−ペンタメチレンー5,5−ジエチルイ
    ミダゾリジン−４−オウン、 および 1,3−ジクロロ−２−ペンタメチレン−５−エチル−５
    −メチルイミダゾリジン−４−オウン からなるグループから選ばれることを特徴とする請求項
    24に記載の方法。
  27. 【請求項２７】請求項24に記載する、前記Ｎ−ハロイミ
    ダゾリジン−４−オウン化合物が； １−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミダゾリジン−
    ４−オウン、３−クロロ−2,2,5,5−テトラメチルイミ
    ダゾリジン−４−オウン、１−クロロ−2,5−ビス（ペ
    ンタメチレン）イミダゾリジン−４−オウン、３−クロ
    ロ−2,5−ビス（ペンタメチレン）イミダゾリジン−４
    −オウン、１−ブロモ−2,2,5,5−テトラメチルイミダ
    ゾリジン−４−オウン、３−ブロモ−2,2,5,5−テトラ
    メチルイミダゾリジン−４−オウン、１−ブロモ−2,5
    −ビス（ペンタメチレン）イミダゾリジン−４−オウ
    ン、および３−ブロモ−2,5−ビス（ペンタメチレン）
    イミダゾリジン−４−オウン、からなるグループから選
    ばれることを特徴とする請求項24に記載の方法
  28. 【請求項２８】前記微生物が、Staphylococcus aureu
    s、Pseudomonas aeruginosa、Salmonella entritidis、
    Shigella boydii、Legionella pneumophilia、Giardial
    amblia、Anabaena cylindrica、Oscillatoria lutea、
    およびChlorella pyrenoidosa、Candida albicansを含
    むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
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