JP3559053B2 - Phosphonium salt compound having acrylic group and method for producing the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アクリル基を有するホスホニウム塩化合物に関するものである。また本発明は、優れた抗菌作用を有するアクリル基を有するホスホニウム塩化合物を有効成分とする抗菌剤に関するものである。さらに本発明は、簡単な操作において、前記アクリル基を有するホスホニウム塩化合物が高純度で得られる製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
我々の生活環境において、また工業、農業、食品等の各種の産業分野において、殺菌、除菌することの要求が強くなっており、現在、無機系又は有機系の多様な抗菌剤が使用されている。
最近では、有機系抗菌剤において水に不溶で毒性をほとんど示さないポリマー型の固定化抗菌剤が開発されている。
ポリマー型の固定化抗菌剤は、ポリビニル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエステルおよびポリアミド等のポリマーにペンダント型に抗菌剤を固定したものが報告されている。例えば、ポリビニル鎖には、アルキルピリジニウム塩およびアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩が固定され、ポリアクリレート鎖およびポリメタクリレート鎖には、ビグアナイド類が固定され、またポリエステル鎖およびポリアミド鎖には、アルキルピリジニウム塩が固定されている。
これらの中で実用化あるいは研究中の固定化抗菌剤のほとんどが四級アンモニウム塩系である。
【０００３】
ホスホニウム塩系固定化抗菌剤としては、例えば、最近ポリビニルベンジルホスホニウム塩が提案されている。（ＷＯ９２／１４８６５）
また、ある種のホスホニウム塩化合物は、種々の含窒素化合物と同様に、細菌類、真菌類、藻類に対して広い活性スペクトルをもっている（特開昭５７−２０４２８６号、特開昭６３−６０９０３号、特開平１−９３５９６、特開平２−２４００９０号、特開昭６２−１１４９０３号）ことから、生物学的活性化学物質として知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術では全く開示または示唆されていないアクリル基を有するホスホニウム塩化合物およびこれを有効成分とする抗菌剤を提供することを目的とするものである。
さらに本発明は、簡単な操作において、前記化合物が高純度で得られる製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討の結果、上記のような従来の課題を解決することができた。
すなわち本発明は、下記一般式（１）
【０００６】
【化５】
（式中、Ａは直鎖または分岐のアルキレン基を表し、Ｙは水素原子、低級アルキル基またはアリール基を表し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は水素原子、炭素原子数１〜１８の直鎖状または分岐状のアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヒドロキシル基またはアルコキシ基で置換されたアルキル基、アリール基およびアラルキル基を表し、Ｘ−はアニオンを表す）
で表されるアクリル基を有するホスホニウム塩化合物を有効成分とする抗菌剤を提供するものである。
【０００９】
さらに本発明は、アクリル基を有するホスホニウム塩化合物を有効成分とする抗菌剤の製造方法であって、該アクリル基を有するホスホニウム塩化合物が、下記一般式（２）
【００１０】
【化６】
（式中、Ａは直鎖または分岐のアルキレン基を表し、Ｙは水素原子、低級アルキル基またはアリール基を表し、Ｘは陰イオンとなり得る１価の原子または化合物を表す）で表されるビニル化合物誘導体と、下記一般式（３）
【００１２】
【化７】
（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は水素原子、炭素原子数１〜１８の直鎖状または分岐状のアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヒドロキシル基またはアルコキシ基で置換されたアルキル基、アリール基およびアラルキル基を表す）で表されるトリオルガノホスフィンとを重合禁止剤の存在下で反応させて一般式（１）
【００１４】
【化８】
（式中、Ａは直鎖または分岐のアルキレン基を表し、Ｙは水素原子、低級アルキル基またはアリール基を表し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は水素原子、炭素原子数１〜１８の直鎖状または分岐状のアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヒドロキシル基またはアルコキシ基で置換されたアルキル基、アリール基およびアラルキル基を表し、Ｘ−はアニオンを表す）で表されるアクリル基を有するホスホニウム塩化合物を生成せしめ、次いで、得られた該アクリル基を有するホスホニウム塩化合物を、極性溶媒および非極性溶媒の混合溶媒中で精製処理を行うことにより得られることを特徴とする抗菌剤の製造方法を提供するものである。
【００１６】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の抗菌剤である上記一般式（１）のアクリル基を有するホスホニウム塩化合物において、式中のＡは、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基等の直鎖または分岐のアルキレン基である。
【００１７】
Ｙは、水素原子；メチル基、エチル基、プロピル基等の低級アルキル基；またはフェニル基等のアリール基であり、好ましくは水素原子、低級アルキル基である。
【００１８】
Ｘ−はアニオンであり、例えば、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素のハロゲンイオン；ギ酸、酢酸、蓚酸等のカルボキシルイオン；硫酸イオン；メチルまたはジメチルリン酸イオン、エチルまたはジエチルリン酸イオン等のリン酸イオン、フッ化アンチモンイオン；フッ化リンイオン；フッ化ヒ素イオン；フッ化ホウ素イオン；過塩素酸イオン等が挙げられ、中でもハロゲンイオンが好ましい。
【００１９】
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ドデシル基、オクタデシル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、フェニチル基等のアラルキル基；前記アルキル基、アリール基、アラルキル基をヒドロキシル基またはアルコキシ基で置換した基等が挙げられ、中でも好ましくは、ヘプチル、オクチル等のアルキル基、フェニル、トリル等のアリール基、さらには好ましくは、オクチル、フェニル基であるのがよい。また、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、同一の基であっても、そうでなくてもよい。
なお、Ｒ１〜Ｒ３が３つとも同種よりもその１つが異種のもの、また、同種または異種を問わず、炭素数が６以上、特にアルキル基にあっては、オクチル基、ドデシル基とアルキル鎖が長くなるにしたがって抗菌活性が高くなる傾向にある。また、上記Ｒ１〜Ｒ３およびＸ−を変えることにより水溶性、水分散性、不溶性殺菌剤として使用目的に応じて抗菌剤を設計でき、例えば、Ｒ１〜Ｒ３がヘキシル、オクチル等の高級アルキル基になるほど水に対する溶解度が減少する、またＸ−をフッ化リンイオン、フッ化ホウソイオンまたは過塩素酸イオンとした場合は、Ｒ１〜Ｒ３をいずれの基にしても、水に不溶性となる。
【００２０】
本発明のアクリル基を有するホスホニウム塩化合物の製造方法
本発明のアクリル基を有するホスホニウム塩化合物の製造方法は、まず、一般式（２）
【００２１】
【化９】
（式中、Ｙ、ＡおよびＸは前記と同義である）
で表されるビニル化合物誘導体と、一般式（３）
【００２３】
【化１０】
（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は前記と同義である）
で表されるトリオルガノホスフィンとを溶媒の存在下で反応させる。
【００２５】
反応溶媒としては、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ベンゼン、トルエン等の非極性溶媒が好ましく、その使用量は特に制限されない。
【００２６】
また、上記反応において、反応時に重合しないように、例えばｐ−メトキシフェノール、ジフェニルピクリルヒドラジル、ジ−ｐ−フルオルフェニルアミン、ベンゾキノン、クロラニル、ｔ−ブチルカテコール、ヒドロキノン、ｍ−ジニトロベンゼン、ニトロベンゼン、ｐ−フェニルジアミン等の重合禁止剤を添加して反応を行う必要があるが、その使用量はとくに制限されない。
【００２７】
反応条件は、原料の物性、溶媒の種類によって異なるが、反応温度は０〜１５℃、好ましくは２０〜１００℃であり、反応時間は通常１〜２４時間、好ましくは２〜１５時間である。反応は常圧または加圧下のいずれで行ってもよい。
【００２８】
ビニル化合物誘導体とトリオルガノホスフィンとの反応時におけるモル比は、１：１ないし１：５モル、好ましくは１：１ないし１：３モルが適当である。
反応終了後、反応溶媒は減圧蒸留にて回収してもよいし、しなくともよい。
【００２９】
本発明のアクリル基を有するホスホニウム塩化合物の製造方法のもう一つの特徴は、上記反応で（１）式に示されるアクリル基を有するホスホニウム塩化合物を生成させた後、次いで下記のような溶媒を用いた精製処理をすることである。その精製処理に使用される溶媒は、使用する反応溶媒やその操作に条件によって異なるが、生成したアクリル基を有するホスホニウム塩化合物に対して、極性溶媒と非極性溶媒との混合溶媒である。
非極性溶媒としては、誘電率の低いもので、例えばｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ベンゼン、トルエン等の非極性溶媒が挙げられる。
また、極性溶媒としては、誘電率の高いもので、例えばメタノール、エタノール、アセトン、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。
なお、その選択に際して、非極性と極性溶媒との混合溶媒の誘電率の差（ｘ）は大きい方がよく、少なくとも２層に分離するものでなければならない。誘電率の差を大きくするために、必要に応じて水を加えることもできる。その組合せは、例えば、メタノールとｎ−ヘキサン（ｘ＝３１．３１（２０℃））、メタノールとｎ−ペンタン（ｘ＝３１．３６（２０℃））、エタノールとｎ−ヘキサン（ｘ＝２５．１１（℃））、アセトンとトルエン（ｘ＝１９．０２（２０℃））と水などが挙げられる。
【００３０】
実際における上記混合溶媒を用いる精製処理は、例えば上記混合溶媒の入った分液漏斗等の適当な器具に、未精製のアクリル基を有するホスホニウム塩化合物を入れ、続いて振盪・静置することにより容易に行うことができる。すなわち、極性溶媒中に本発明の抗菌剤であるアクリル基を有するホスホニウム塩化合物が、非極性溶媒中に不純物である未反応原料が例えば振盪によりそれぞれ溶解し、静置後、２層に分離した混合溶媒のうち、極性溶媒を取り出して行うことができる。なお、未精製のアクリル基を有するホスホニウム塩化合物を得るために用いた反応溶媒をそのまま非極性溶媒として用い、その後の精製処理を行うこともできる。
上記精製処理を必要に応じ数回繰り返すことにより、不純物量が１０重量％以下の高純度なアクリル基を有するホスホニウム塩化合物を得ることができる。精製処理後、溶媒を除去し製品とする。
【００３１】
上記の製造方法で得られる、一般式（１）で表されるアクリル基を有するホスホニウム塩化合物は、例えば、
メタクリル酸メチルトリｎ−ブチルホスホニウムクロライド、
メタクリル酸メチルトリｎ−オクチルホスホニウムクロライド、
メタクリル酸メチルジメチルｎ−オクタデシルホスホニウムクロライド、
メタクリル酸メチルトリｎ−ブチルホスホニウムブロマイド、
メタクリル酸メチルトリｎ−オクチルホスホニウムブロマイド、
メタクリル酸エチルトリｎ−オクチルホスホニウムクロライド、
２−（メタクリル酸）−エチルトリｎ−オクチルホスホニウムクロライド、
３−（メタクリル酸）−プロピルトリｎ−オクチルホスホニウムクロライド、
４−（メタクリル酸）−ブチルトリｎ−オクチルホスホニウムクロライド、
２−（メタクリル酸）−エチルトリｎ−オクチルホスホニウムブロマイド、
３−（メタクリル酸）−プロピルトリｎ−オクチルホスホニウムブロマイド、
４−（メタクリル酸）−ブチルトリｎ−オクチルホスホニウムブロマイド、
アクリル酸メチルトリｎ−ブチルホスホニウムクロライド、
アクリル酸メチルトリｎ−オクチルホスホニウムクロライド、
アクリル酸メチルジメチルｎ−オクタデシルホスホニウムクロライド、
アクリル酸メチルトリｎ−オクチルホスホニウムブロマイド、
アクリル酸メチルジメチルｎ−オクタデシルホスホニウムブロマイド、
アクリル酸メチルトリｎ−ブチルホスホニウムテトラフルオロボレート、
２−（アクリル酸）−エチルトリｎ−オクチルホスホニウムブロマイド、
３−（アクリル酸）−プロピルトリｎ−オクチルホスホニウムブロマイド、
などが挙げられる。
【００３２】
本発明の上記一般式（１）で表されるアクリル基を有するホスホニウム塩化合物を有効成分とする抗菌剤は、様々な細菌類、真菌類、藻類、ウィルス等に有効な幅広い抗菌活性スペクトルを示し、特に耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）に対しても優れた抗菌力を示す。
【００３３】
本発明の抗菌剤は、アクリル基を有するホスホニウム塩化合物の物性の如何によって水溶性又は油溶性のいずれも採りうるので、その使用にあっては、用途目的に応じてその化合物自体を直接粉体として使用することは勿論、所望の溶媒又は粉体などの担体により水溶性、水和剤、乳化剤又は粉剤などの任意の製剤で提供することができる。
また、製剤においては、担体のほかに、必要に応じ例えば、界面活性剤、結合剤、色材、分散剤、湿潤剤等の助剤や他の有機又は無機抗菌剤を配合しても差し支えない。
【００３４】
本発明のアクリル基を有するホスホニウム塩化合物は、熱に対して第四級アンモニウム塩や他の有機化合物に比較しても安定であり、例えばオクチル基をもつアクリル基を有するホスホニウム塩化合物にあっては、分解温度が３５０℃付近と高いものであり、また化学的にも安定性があるものである。
【００３５】
本発明に係るアクリル基を有するホスホニウム塩化合物の最小殺菌濃度（ＭＩＣ）は、アクリル基を有するホスホニウム塩化合物の種類、製剤あるいは各種の菌類の種類や環境によって一様ではないけれども、アクリル基を有するホスホニウム塩化合物の濃度が０．１ｐｐｍ以上でその効果が発揮され、一般に第四級アンモニウム塩系の周知抗菌剤に比べて抗菌活性は高い。
【００３６】
本発明のアクリル基を有するホスホニウム塩化合物は、製剤の形態によって各種の産業分野、例えば製紙におけるスライム防止又はコントロール材、水、油脂、エマルジョン、紙、木材、ゴム、プラスチックス、繊維、フィルム、塗料等の防腐、抗菌性の機能を付与させることができる。また、同時に帯電防止性、難燃性、防汚性も付与することができる。
また、本発明に係るアクリル基を有するホスホニウム塩化合物は、前記一般式（１）が示すように付加重合できるモノマーでもあるので、その重合体又は他のモノマーとの共重合体として抗菌機能を付与させることができる。
さらに他のポリマー材料へグラフト重合化させて抗菌化させることができる。例えば、増感剤としてベンゾフェノンを用い、高圧水銀灯を用いるなどの光グラフト重合反応させてポリプロピレンの如きポリマー基材表面に抗菌性を付与させることもできる。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに説明する。
実施例 １ ２−（メタクリル酸）−エチルトリｎ−オクチルホスホニウムブロマイドの合成
１００ｍｌ容のフラスコを十分窒素置換しながら、トリｎ−オクチルホスフィン（純度９５．２９％）３８．９ｇ（０．１０ｍｏｌ）を加えた。次いで２−ブロモエチルメタクリレート（純度９６．６％）２１．０ｇ（０．１０５ｍｏｌ）に重合禁止剤としてｐ−メトキシフェノール０．０３ｇを加え、滴下した。滴下終了後、フラスコ内液温を１００℃で１０時間撹拌し反応を行った。反応終了は、未反応のトリｎ−オクチルホスフィンと二硫化炭素との呈色反応によって確認をおこなった。
反応終了後、該反応液を室温まで冷却し、メタノール４００ｍｌとｎ−ヘキサン８００ｍｌ、脱塩水１０ｍｌの混合溶媒を加えて振盪後静置し、２層を分離し、不純物層（ｎ−ヘキサン層）を除去した。さらに、メタノール層をｎ−ヘキサン４００ｍｌで２回洗浄をおこなった。洗浄後、メタノール層に重合禁止剤ｐ−メトキシフェノール０．０３ｇを加えてメタノールを回収し、２−（メタクリル酸）−エチルトリｎ−オクチルホスホニウムブロマイド３４．９ｇを得た（純度８５．２％、収率６１．９％）。
化合物の確認は、１Ｈ−ＮＭＲ、ＦＡＢ−ＭＡＳＳで行った。
【００３８】
実施例 ２ ２−（メタクリル酸）−エチルトリｎ−ブチルホスホニウムブロマイドの合成
実施例１のトリｎ−オクチルホスフィンの代わりにトリｎ−ブチルホスフィン（純度９７．９％）２０．７ｇ（０．１ｍｏｌ）を用いた他は、実施例１と同様に行った結果、２−（メタクリル酸）−エチルトリｎ−ブチルホスホニウムブロマイド３３．７ｇを得た（純度９８．０％、収率８３．５％）。
化合物の確認は、１Ｈ−ＮＭＲ、ＦＡＢ−ＭＡＳＳで行った。
【００３９】
実施例 ３ ２−（メタクリル酸）−エチルトリｎ−ブチルホスホニウムクロライドの合成
実施例１のトリｎ−オクチルホスフィンの代わりにトリｎ−ブチルホスフィン（純度９７．９％）２０．７ｇ（０．１ｍｏｌ）、２−ブロモエチルメタクリレートの代わりに２−クロロエチルメタクリレート（純度９８．７７％）１５．８ｇ（０．１０５ｍｏｌ）を用い、１５０℃で反応を行った他は、実施例１と同様に行った結果、２−（メタクリル酸）−エチルトリｎ−ブチルホスホニウムクロライド２４．５ｇを得た（純度９４．３％、収率６５．８％）。
化合物の確認は、１Ｈ−ＮＭＲ、ＦＡＢ−ＭＡＳＳで行った。
【００４０】
［抗菌試験］
グラム陽性菌の代表として、スタフィロコッカス・オーレウス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓａｕｒｅｕｓ）ＩＦ０１２７３２、およびグラム陰性菌の代表としてエシエリヒア・コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）ＩＦ０３８０６に対して、表１および２に示した濃度および作用時間で、各実施例により得られた各種のアクリル基を有するホスホニウム塩化合物を作用させた。得られた抗菌活性の結果を、表１および２に示す。なお、抗菌活性の評価は、所定量の菌を摂取し接触させて、その後の菌数を測定する溶液希釈法で行った。接触時間に対し、菌数の減少が著しいほど殺菌活性が強いことを示す。
【００４１】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、様々な菌類に対して優れた抗菌作用を有するアクリル基を有するホスホニウム塩化合物の抗菌剤を提供できる。
さらに、高純度で且つ簡単な操作でアクリル基を有するホスホニウム塩化合物を製造することができる。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a phosphonium salt compound having an acryl group. The present invention also relates to an antibacterial agent containing an acrylic group-containing phosphonium salt compound having an excellent antibacterial action as an active ingredient. Further, the present invention relates to a method for producing the phosphonium salt compound having an acrylic group with high purity by a simple operation.
[0002]
[Prior art]
In our living environment and in various industrial fields such as industry, agriculture, and food, there is a strong demand for sterilization and disinfection, and various inorganic or organic antibacterial agents are currently used. I have.
Recently, a polymer-type immobilized antibacterial agent which is insoluble in water and exhibits little toxicity has been developed as an organic antibacterial agent.
As the polymer-type immobilized antibacterial agent, a pendant-type antibacterial agent has been reported on a polymer such as polyvinyl, polyacrylate, polymethacrylate, polyester, or polyamide. For example, an alkylpyridinium salt and an alkyldimethylbenzylammonium salt are fixed to a polyvinyl chain, biguanides are fixed to a polyacrylate chain and a polymethacrylate chain, and an alkylpyridinium salt is fixed to a polyester chain and a polyamide chain. Have been.
Among these, most of the immobilized antibacterial agents which have been put into practical use or are under study are quaternary ammonium salts.
[0003]
As a phosphonium salt-based immobilized antibacterial agent, for example, polyvinylbenzylphosphonium salt has recently been proposed. (WO92 / 14865)
Certain phosphonium salt compounds, like various nitrogen-containing compounds, have a broad spectrum of activity against bacteria, fungi and algae (JP-A-57-204286, JP-A-63-60903). , JP-A-1-93596, JP-A-2-240090, and JP-A-62-114903), which are known as biologically active chemical substances.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a phosphonium salt compound having an acrylic group, which is not disclosed or suggested in the prior art at all, and an antibacterial agent containing the same as an active ingredient.
Still another object of the present invention is to provide a method for producing the compound with high purity by a simple operation.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors were able to solve the above-mentioned conventional problems.
That is, the present invention is lower following general formula (1)
[0006]
Embedded image
(In the formula, A represents a linear or branched alkylene group, Y represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or an aryl group, R 1 , R 2 and R 3 represent a hydrogen atom, a straight-chain having 1 to 18 carbon atoms. A chain or a branched alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkyl group substituted with a hydroxyl group or an alkoxy group, an aryl group and an aralkyl group, and X − represents an anion)
An antibacterial agent comprising a phosphonium salt compound having an acrylic group represented by the following formula:
[0009]
The present invention is a method for producing an antibacterial agent as an active ingredient phosphonium salt compound having an acryl group, a phosphonium salt compound having the acrylic group, lower following general formula (2)
[0010]
Embedded image
(Wherein A represents a linear or branched alkylene group, Y represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or an aryl group, and X represents a monovalent atom or a compound that can be an anion) A compound derivative and the following general formula (3)
[0012]
Embedded image
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group, an alkyl group substituted with a hydroxyl group or an alkoxy group. , An aryl group and an aralkyl group) in the presence of a polymerization inhibitor.
[0014]
Embedded image
(In the formula, A represents a linear or branched alkylene group, Y represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or an aryl group, R 1 , R 2 and R 3 represent a hydrogen atom, a straight-chain having 1 to 18 carbon atoms. A chain or a branched alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkyl group substituted with a hydroxyl group or an alkoxy group, an aryl group and an aralkyl group, and X − represents an anion). Producing a phosphonium salt compound, and then purifying the obtained phosphonium salt compound having an acrylic group in a mixed solvent of a polar solvent and a non-polar solvent to produce an antibacterial agent . It provides a method.
[0016]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
In the phosphonium salt compound having an acrylic group represented by the general formula (1), which is the antibacterial agent of the present invention, A in the formula is, for example, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a propylene group, It is a linear or branched alkylene group such as an ethylethylene group.
[0017]
Y is a hydrogen atom; a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group or a propyl group; or an aryl group such as a phenyl group, preferably a hydrogen atom or a lower alkyl group.
[0018]
X − is an anion, for example, a halogen ion of fluorine, chlorine, bromine or iodine; a carboxyl ion such as formic acid, acetic acid and oxalic acid; a sulfate ion; a phosphoric acid such as methyl or dimethyl phosphate ion and ethyl or diethyl phosphate ion Ion, antimony fluoride ion; phosphorus fluoride ion; arsenic fluoride ion; boron fluoride ion; perchlorate ion and the like, and among them, a halogen ion is preferable.
[0019]
R 1 , R 2 and R 3 represent an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a dodecyl group, an octadecyl group; a phenyl group, a tolyl group, An aryl group such as a xylyl group; an aralkyl group such as a benzyl group or a phenyl group; a group in which the alkyl group, the aryl group, or the aralkyl group is substituted with a hydroxyl group or an alkoxy group, and the like. Alkyl groups, aryl groups such as phenyl and tolyl, and more preferably octyl and phenyl groups are preferred. Also, R 1 , R 2 and R 3 may or may not be the same group.
In addition, one of all three R 1 to R 3 is different from the same type, and irrespective of the same type or different type, it has 6 or more carbon atoms, and particularly in the case of an alkyl group, an octyl group and a dodecyl group. The longer the alkyl chain, the higher the antibacterial activity tends to be. Further, by changing R 1 to R 3 and X − , an antibacterial agent can be designed according to the purpose of use as a water-soluble, water-dispersible, or insoluble bactericide. For example, R 1 to R 3 may be hexyl, octyl, or the like. The higher the alkyl group, the lower the solubility in water. When X − is phosphorus fluoride ion, boron fluoride ion or perchlorate ion, any of R 1 to R 3 is insoluble in water. Become.
[0020]
The method for producing the phosphonium salt compound having an acrylic group according to the present invention The method for producing the phosphonium salt compound having an acrylic group according to the present invention comprises the general formula (2)
[0021]
Embedded image
(Wherein, Y, A and X are as defined above)
A vinyl compound derivative represented by the general formula (3):
[0023]
Embedded image
(Wherein, R 1 , R 2 and R 3 are as defined above)
Is reacted in the presence of a solvent with a triorganophosphine represented by
[0025]
As the reaction solvent, a non-polar solvent such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, benzene, and toluene is preferable, and the amount used is not particularly limited.
[0026]
In the above reaction, for example, p-methoxyphenol, diphenylpicrylhydrazyl, di-p-fluorophenylamine, benzoquinone, chloranil, t-butylcatechol, hydroquinone, m-dinitrobenzene, so as not to polymerize during the reaction. It is necessary to add a polymerization inhibitor such as nitrobenzene or p-phenyldiamine to carry out the reaction, but the amount used is not particularly limited.
[0027]
The reaction conditions vary depending on the physical properties of the raw materials and the type of solvent, but the reaction temperature is 0 to 15 ° C, preferably 20 to 100 ° C, and the reaction time is usually 1 to 24 hours, preferably 2 to 15 hours. The reaction may be performed under normal pressure or under pressure.
[0028]
The molar ratio in the reaction of the vinyl compound derivative with the triorganophosphine is from 1: 1 to 1: 5 mol, preferably from 1: 1 to 1: 3 mol.
After completion of the reaction, the reaction solvent may or may not be recovered by distillation under reduced pressure.
[0029]
Another feature of the method for producing a phosphonium salt compound having an acrylic group of the present invention is that, after the phosphonium salt compound having an acrylic group represented by the formula (1) is produced by the above reaction, the following solvent is then added. The purification process used. The solvent used for the purification treatment varies depending on the reaction solvent used and the operation conditions, but is a mixed solvent of a polar solvent and a non-polar solvent with respect to the generated phosphonium salt compound having an acrylic group.
The non-polar solvent has a low dielectric constant, and examples thereof include non-polar solvents such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, benzene, and toluene.
The polar solvent has a high dielectric constant and includes, for example, methanol, ethanol, acetone, n-propyl alcohol, and isopropyl alcohol.
In the selection, the difference (x) between the dielectric constants of the mixed solvent of the nonpolar and polar solvents is preferably large, and the mixed solvent must be separated into at least two layers. Water can be added as needed to increase the difference in dielectric constant. The combination is, for example, methanol and n-hexane (x = 31.31 (20 ° C.)), methanol and n-pentane (x = 31.36 (20 ° C.)), and ethanol and n-hexane (x = 25. 11 (° C.)), acetone and toluene (x = 19.02 (20 ° C.)) and water.
[0030]
The actual purification treatment using the above-mentioned mixed solvent is carried out, for example, by putting an unpurified phosphonium salt compound having an acrylic group into an appropriate device such as a separating funnel containing the above-mentioned mixed solvent, followed by shaking and standing. It can be done easily. That is, a phosphonium salt compound having an acrylic group which is the antibacterial agent of the present invention in a polar solvent, an unreacted raw material which is an impurity in a non-polar solvent is dissolved, for example, by shaking, and separated into two layers after standing. Of the mixed solvents, the polar solvent can be taken out and carried out. The reaction solvent used for obtaining the unpurified phosphonium salt compound having an acrylic group may be used as it is as a non-polar solvent, and the subsequent purification treatment may be performed.
By repeating the above-mentioned purification treatment several times as necessary, a phosphonium salt compound having a high purity acrylic group having an impurity amount of 10% by weight or less can be obtained. After the purification treatment, the solvent is removed to obtain a product.
[0031]
The phosphonium salt compound having an acrylic group represented by the general formula (1) obtained by the above production method is, for example,
Methyl methacrylate tri-n-butylphosphonium chloride,
Methyl methacrylate tri-n-octylphosphonium chloride,
Methyl dimethyl methacrylate n-octadecylphosphonium chloride,
Methyl methacrylate tri-n-butylphosphonium bromide,
Methyl methacrylate tri-n-octylphosphonium bromide,
Ethyl methacrylate tri-n-octylphosphonium chloride,
2- (methacrylic acid) -ethyltri-n-octylphosphonium chloride,
3- (methacrylic acid) -propyltri-n-octylphosphonium chloride,
4- (methacrylic acid) -butyltri-n-octylphosphonium chloride,
2- (methacrylic acid) -ethyltri-n-octylphosphonium bromide,
3- (methacrylic acid) -propyltri-n-octylphosphonium bromide,
4- (methacrylic acid) -butyltri-n-octylphosphonium bromide,
Methyl acrylate tri-n-butylphosphonium chloride,
Methyl acrylate tri-n-octylphosphonium chloride,
Methyldimethyl acrylate n-octadecylphosphonium chloride,
Methyl acrylate tri-n-octylphosphonium bromide,
Methyldimethyl acrylate n-octadecylphosphonium bromide,
Methyl acrylate tri-n-butylphosphonium tetrafluoroborate,
2- (acrylic acid) -ethyltri-n-octylphosphonium bromide,
3- (acrylic acid) -propyltri-n-octylphosphonium bromide,
And the like.
[0032]
The antibacterial agent containing the phosphonium salt compound having an acrylic group represented by the general formula (1) of the present invention as an active ingredient exhibits a broad antibacterial activity spectrum that is effective against various bacteria, fungi, algae, viruses, and the like. In particular, it shows excellent antibacterial activity against resistant Staphylococcus aureus (MRSA).
[0033]
The antimicrobial agent of the present invention can take either water-soluble or oil-soluble depending on the physical properties of the phosphonium salt compound having an acryl group.In using the compound, the compound itself is directly powdered according to the purpose of use. As a matter of course, it can be provided in any formulation such as a water-soluble, wettable powder, emulsifier or powder by a desired solvent or carrier such as powder.
In the formulation, in addition to the carrier, if necessary, for example, a surfactant, a binder, a coloring material, a dispersing agent, an auxiliary agent such as a wetting agent and other organic or inorganic antibacterial agents may be blended. .
[0034]
The phosphonium salt compound having an acrylic group of the present invention is stable against heat as compared with a quaternary ammonium salt or another organic compound, and is, for example, a phosphonium salt compound having an acrylic group having an octyl group. Has a decomposition temperature as high as about 350 ° C. and is chemically stable.
[0035]
The minimum bactericidal concentration (MIC) of the phosphonium salt compound having an acrylic group according to the present invention is not uniform depending on the type, preparation or various fungi of the phosphonium salt compound having an acrylic group, but it is not uniform. The effect is exhibited when the concentration of the phosphonium salt compound is 0.1 ppm or more, and the antibacterial activity is generally higher than that of a known quaternary ammonium salt-based antibacterial agent.
[0036]
The phosphonium salt compound having an acrylic group of the present invention may be used in various industrial fields, for example, slime prevention or control materials in papermaking, water, oils and fats, emulsions, paper, wood, rubber, plastics, fibers, films, paints, depending on the form of the preparation. Preservative and antibacterial functions. At the same time, antistatic properties, flame retardancy and antifouling properties can be imparted.
Further, since the phosphonium salt compound having an acrylic group according to the present invention is also a monomer capable of addition polymerization as shown by the general formula (1), it imparts an antibacterial function as the polymer or a copolymer with another monomer. Can be done.
Further, the antibacterial agent can be graft-polymerized to another polymer material. For example, antimicrobial properties can be imparted to the surface of a polymer substrate such as polypropylene by photografting polymerization using benzophenone as a sensitizer and using a high-pressure mercury lamp or the like.
[0037]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples.
Example Synthesis of 12- (methacrylic acid) -ethyltri-n-octylphosphonium bromide While sufficiently replacing the 100-ml flask with nitrogen, 38.9 g (0.10 mol) of tri-n-octylphosphine (purity: 95.29%) was added. . Then, 0.03 g of p-methoxyphenol as a polymerization inhibitor was added to 21.0 g (0.105 mol) of 2-bromoethyl methacrylate (purity 96.6%), and the mixture was added dropwise. After completion of the dropwise addition, the reaction was carried out by stirring the liquid temperature in the flask at 100 ° C. for 10 hours. The completion of the reaction was confirmed by a color reaction between unreacted tri-n-octylphosphine and carbon disulfide.
After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, a mixed solvent of 400 ml of methanol, 800 ml of n-hexane and 10 ml of demineralized water was added, and the mixture was shaken and allowed to stand. The two layers were separated and an impurity layer (n-hexane layer) Was removed. Further, the methanol layer was washed twice with 400 ml of n-hexane. After washing, 0.03 g of a polymerization inhibitor p-methoxyphenol was added to the methanol layer, and methanol was recovered to obtain 34.9 g of 2- (methacrylic acid) -ethyltri-n-octylphosphonium bromide (purity: 85.2%, Yield 61.9%).
The compound was confirmed by 1 H-NMR and FAB-MASS.
[0038]
Example Synthesis of 22- (methacrylic acid) -ethyltri-n-butylphosphonium bromide Instead of tri-n-octylphosphine of Example 1, tri-n-butylphosphine (purity 97.9%) 20.7 g (0. Except for using 1 mol), as a result of performing in the same manner as in Example 1 to obtain 33.7 g of 2- (methacrylic acid) -ethyltri-n-butylphosphonium bromide (purity 98.0%, yield 83.5%). ).
The compound was confirmed by 1 H-NMR and FAB-MASS.
[0039]
Example Synthesis of 32- (methacrylic acid) -ethyltri-n-butylphosphonium chloride Instead of tri-n-octylphosphine of Example 1, 20.7 g of tri-n-butylphosphine (purity 97.9%) (0. 1 mol), 15.8 g (0.105 mol) of 2-chloroethyl methacrylate (purity 98.77%) was used instead of 2-bromoethyl methacrylate, and the reaction was carried out at 150 ° C. As a result, 24.5 g of 2- (methacrylic acid) -ethyltri-n-butylphosphonium chloride was obtained (purity: 94.3%, yield: 65.8%).
The compound was confirmed by 1 H-NMR and FAB-MASS.
[0040]
[Antibacterial test]
Staphylococcus aureus IF012732 as a representative of Gram-positive bacteria and Escherichia coli IF03806 as a representative of Gram-negative bacteria at the concentrations and action times shown in Tables 1 and 2, respectively. The various phosphonium salt compounds having an acrylic group obtained in the examples were allowed to act. The results of the obtained antibacterial activity are shown in Tables 1 and 2. The evaluation of the antibacterial activity was performed by a solution dilution method in which a predetermined amount of bacteria was ingested and brought into contact, and then the number of bacteria was measured. The bactericidal activity is stronger as the number of bacteria is significantly reduced with respect to the contact time.
[0041]
[Table 1]
[Table 2]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an antibacterial agent of a phosphonium salt compound having an acrylic group having excellent antibacterial activity against various fungi can be provided.
Further, a phosphonium salt compound having an acryl group can be produced with high purity and simple operation.
Claims (3)
で表されるアクリル基を有するホスホニウム塩化合物を有効成分とする抗菌剤。 The following general formula (1)
An antibacterial agent comprising an acrylic group-containing phosphonium salt compound represented by the following formula:
下記一般式（２）
The following general formula (2)
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