JP4244332B2 - 水系中のレジオネラ属細菌の除菌方法 - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍装置の循環冷却水や２４時間風呂の循環温水などの冷温水系或いは蓄熱水系などにおける細菌類、特にレジオネラ属細菌を殺菌し、かつその増殖を防止する方法に関する。
空調設備や冷蔵或いは冷凍庫などに用いられる冷凍装置では、熱交換を効率的に行なうために、開放型の冷却塔などを用いて冷却した循環水を利用することが多い。かかる循環水中には外部から微生物などが入り込んで増殖し易く、スライムなどによる熱交換器の熱交換効率の低下や、濾過器の詰まりなどの障害を起こすほか、病原細菌、特にレジオネラ属細菌などが増殖して飛散すると、特殊な肺炎、例えば、在郷軍人病やポンテアック熱のような病気の原因となる。
このような微生物による問題の対策として、循環水系に抗菌剤を注入して細菌類の増殖を抑制する方法や、装置内を物理的に清掃洗浄し或いは洗浄剤を用いて化学的に洗浄する方法などが用いられてきた。そして、レジオネラ属細菌を防除する殺菌剤として、従来から種々の化合物が提案されているが、実験室内で殺菌効果を示す薬剤でも、実際に稼働している水系に使用してみると、必ずしも十分な効果が得られないことが多かった。
また、自然界におけるレジオネラ属細菌は、アメーバなどの細菌捕食性原生動物などに捕食されてもなお寄生して繁殖し、共生することが知られている。しかしこのようなアメーバなどとレジオネラ属細菌との共生関係が、レジオネラ属細菌の殺菌剤抵抗性にどのように影響するかについては明らかではなかった。
一方、ピリジニウム塩化合物が抗菌活性を有することは知られており、従来から消毒剤や殺菌剤として種々の用途に使用されている。しかし、冷却水などに添加して、レジオネラ属細菌を除菌するのに特に有効であるとは考えられていなかった。
特開平１１−１９７６７３号公報
本発明は、水系におけるレジオネラ属細菌、特にアメーバなどとの共存状態におけるレジオネラ属細菌の増殖を防止するための有効な手段がなかったことに鑑み、かかる水系中、特にアメーバ共存水系中のレジオネラ属細菌を効果的に除菌する方法を提供することを目的とする。
上記目的は以下の本発明によって達成される。
１．アメーバとレジオネラ属細菌とが共存している水系に対して、下記一般式（１）で表される化合物を添加することを特徴とする水系中のレジオネラ属細菌の除菌方法。
（但し、上記一般式において、Ｒ1およびＲ4は、炭素数１〜４の直鎖若しくは分岐の同一または異なるアルキレン基であり、Ｒ2およびＲ5は、水素原子、同一または異なるハロゲン原子、低級アルキル基または低級アルコキシ基であり、Ｒ3は、炭素数２〜１２の直鎖若しくは分岐のアルキレン基であり、Ｒ6は、炭素数１〜１８の直鎖若しくは分岐のアルキル基であり、Ｚは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子若しくはＯＳＯ2Ｒ7基（Ｒ7は、低級アルキル基若しくは置換或いは無置換のフェニル基である）である。）
１．アメーバとレジオネラ属細菌とが共存している水系に対して、下記一般式（１）で表される化合物を添加することを特徴とする水系中のレジオネラ属細菌の除菌方法。
２．前記一般式（１）において、Ｒ1およびＲ4は、ピリジン環の３または４位置に結合しているメチレン基であり、Ｒ2およびＲ5は、水素原子であり、Ｒ3は、テトラメチレン基であり、Ｒ6は、オクチル基、デシル基およびドデシル基から選ばれる基であり、Ｚは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子若しくはＯＳＯ2Ｒ7基（Ｒ7は、低級アルキル基若しくは置換或いは無置換のフェニル基である）である前記１に記載の除菌方法。
３．前記一般式（１）で表される化合物は、下記式（１）〜（４）で表される少なくとも１種の化合物である前記１に記載の除菌方法。
４．前記一般式（１）で表される化合物の添加量が、１〜１，０００ｍｇ／Ｌの範囲にある前記１〜３のいずれか１項に記載の除菌方法。
本発明は、水系中に前記一般式（１）で表される化合物を添加することにより、水系中のレジオネラ属細菌を除菌するもので、従来のレジオネラ属細菌用の殺菌剤では除菌できなかったようなアメーバ共存下の水系中のレジオネラ属細菌を、効果的に除菌することができるという効果があり、しかも濃度の高い水溶液として使用する場合でも、一般的な第４級アンモニウム塩のように泡立ちが著しくないので、取扱いが容易であるという利点がある。
以下に発明を実施するための最良の形態を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。本発明に用いられる前記一般式（１）で表される化合物のなかで好ましい化合物は、前記一般式（１）において、Ｒ1およびＲ4が、ピリジン環の３または４位置に結合しているメチレン基であり、Ｒ2およびＲ5が、水素原子であり、Ｒ3が、テトラメチレン基であり、Ｒ6が、オクチル基、デシル基およびドデシル基から選ばれる基であり、Ｚが塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子若しくはＯＳＯ2Ｒ7基（Ｒ7は、低級アルキル基若しくは置換或いは無置換のフェニル基である）である化合物であり、特に好ましい化合物は前記式（１）〜（４）の化合物である。前記一般式（１）で表される化合物は、単独でも混合物としても使用できる。
一般式（１）で表される化合物は、下記一般式（ａ）
で表されるピリジン化合物と、下記一般式（ｂ）
で表されるジオール類とを、強塩基の存在下に反応させることにより、下記一般式（ｃ）
で表されるピリジン化合物を製し、該化合物と下記一般式（ｄ）
で表されるピリジン化合物とを強塩基の存在下に反応させることにより下記一般式（ｅ）
で表されるピリジン化合物を製し、該化合物と下記一般式（ｆ）
で表されるハロゲン化合物若しくはスルホン酸エステル化合物とを反応させることによって得られる。
（但し、上記一般式（ａ）〜（ｆ）において、ＡおよびＢは塩基の作用により脱離基として機能し、アルキルカチオンを生成し得る置換基であり、ＸおよびＹは無機、若しくは有機のプロトン酸の対アニオンであり、ｍおよびｎは０〜１であり、Ｒ1〜Ｒ7、Ｚは前記と同意義である。）
（但し、上記一般式（ａ）〜（ｆ）において、ＡおよびＢは塩基の作用により脱離基として機能し、アルキルカチオンを生成し得る置換基であり、ＸおよびＹは無機、若しくは有機のプロトン酸の対アニオンであり、ｍおよびｎは０〜１であり、Ｒ1〜Ｒ7、Ｚは前記と同意義である。）
本発明の水系中のレジオネラ属細菌の除菌方法は、水系中にレジオネラ属細菌が単独で存在している場合のみならず、特にアメーバとレジオネラ属細菌とが共存している水系に対して、前記一般式（１）で表される化合物を添加することにより、細菌類や原生動物などを共に防除でき、極めて効果的にレジオネラ属細菌を除菌できるものである。
本発明の方法において、水系中に添加される前記一般式（１）で表される化合物の量は、１〜１，０００ｍｇ／Ｌの範囲であってよいが、経済上などの点から、１〜５００ｍｇ／Ｌの範囲となるよう添加するのが好ましい。また、水系中への前記一般式（１）で表される化合物の添加方法については特に制限はないが、対象水系に対して数日から１ケ月の範囲の間隔をおいて間欠的に添加する方法や、水系中の薬剤濃度が一定値以上に維持できるように、補給水などに対して連続的に添加する方法などを利用することができ、これらの方法によって十分な除菌効果を得ることができる。
本発明の方法に従って前記一般式（１）で表される化合物を使用するに当たり、通常の水処理剤に配合される腐食防止剤、スケール防止剤、分散剤などの薬剤を併用することができる。かかる併用可能な薬剤として、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸、ポリマレイン酸、ポリアクリル酸、ホスフィン酸またはその塩、正リン酸またはその塩、重合リン酸塩、モリブデン酸塩、亜硝酸塩、珪酸塩、水溶性亜鉛化合物などを挙げることができる。
次に本発明で使用する前記一般式（１）で表される化合物の合成例を挙げる。合成例１（前記化合物（１）の合成）
［下記構造式で示される化合物（１−１）の合成］
［下記構造式で示される化合物（１−１）の合成］
ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）７５ｍｌに１，４−ブタンジオール８．２４ｇ（９１．４３ｍｍｏｌ）を加え、氷冷下カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１０．３ｇ（９１．７９ｍｍｏｌ）を添加し、室温で１．５時間撹拌した。このスラリー液に−８〜−３℃で３−クロロメチルピリジン塩酸塩１．０ｇ（６．１０ｍｍｏｌ）およびカリウムｔｅｒｔ−ブトキシド０．６８ｇ（６．０６ｍｍｏｌ）を交互に添加し、これを１５回繰り返し、全量で３−クロロメチルピリジン塩酸塩１５．０ｇ（９１．４５ｍｍｏｌ）およびカリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１０．２ｇ（９０．９ｍｍｏｌ）を添加した。
添加終了後、反応混合物をＨＰＬＣ（条件１）で分析すると、３−クロロメチルピリジンのピークが確認されたので、３−クロロメチルピリジンのピークが消失するまで、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシドを５℃以下で添加した。追加したカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドは１．１３ｇ（１０．０７ｍｍｏｌ）であった。反応混合物を固液分離し、ケークをＤＭＦ３０ｍｌで洗浄、ろ洗液からＤＭＦを減圧下に留去して油状の粗生成物（化合物（１−１））１７．１ｇを得た。得られたオイルをＨＰＬＣ（条件１）で分析すると、前記化合物（１−１）の面積％は７６．０％であった。
前記化合物（１−１）の粗生成物を水３０ｍｌに溶解し、トルエンで洗浄した。その後、水層に食塩６ｇを加え、ジクロロメタン２０ｍｌ×２で抽出し、無水硫酸マグネシウムで脱水後、溶媒を留去し、油状の前記化合物（１−１）９．２１ｇ（収率（１，４−ブタンジオールより）：５７．２％）を得た。得られたオイルをＨＰＬＣ（条件１）で分析すると、面積％は９９．４％であった。（1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ１．６７−１．７５（４Ｈ，ｍ，−（ＣＨ 2）2−）、δ２．３５（１Ｈ，ｓ，ＯＨ）、δ３．５２−３．５６（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＣＨ 2）、δ３．６４−３．６８（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＣＨ 2 ）、δ４．５２（２Ｈ，ｓ，ＣＨ 2）、δ７．２７−７．３１（１Ｈ，ｍ，ａｒｏｍＨ）、δ７．６６−７．７０（１Ｈ，ｍ，ａｒｏｍＨ）、δ８．５２−８．５６（２Ｈ，ｍ，ａｒｏｍ Ｈ×２）、ＭＳ（ＡＰＣｌ）：ｍ／ｚ＝１８２［Ｍ＋Ｈ］+）
ＨＰＬＣ（条件１）
・カラム：Inertsil ODS-3（GL Sciences）４．６ｍｍφ×２５０ｍｍ
・カラム温度：１５℃付近の一定温度
・移動相：Ａ−０．５％酢酸アンモニウム水溶液、Ｂ−アセトニトリル Ａ：Ｂ＝７０：３０（一定）
・流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
・検出器：ＵＶ２５４ｎｍ
・注入量：２０μＬ
・カラム：Inertsil ODS-3（GL Sciences）４．６ｍｍφ×２５０ｍｍ
・カラム温度：１５℃付近の一定温度
・移動相：Ａ−０．５％酢酸アンモニウム水溶液、Ｂ−アセトニトリル Ａ：Ｂ＝７０：３０（一定）
・流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
・検出器：ＵＶ２５４ｎｍ
・注入量：２０μＬ
［下記構造式で示される化合物（１−２）の合成］
ＤＭＦ２５ｍｌに前記化合物（１−１）５．０ｇ（２７．５９ｍｍｏｌ）を加え、氷冷下カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド３．１ｇ（２７．６３ｍｍｏｌ）を添加した。このスラリーに５〜６℃で３−クロロメチルピリジン塩酸塩０．５ｇ（３．０５ｍｍｏｌ）およびカリウムｔｅｒｔ−ブトキシド０．３４ｇ（３．０３ｍｍｏｌ）を交互に添加し、これを９回繰り返し、全量で３−クロロメチルピリジン塩酸塩４．５ｇ（２７．４３ｍｍｏｌ）およびカリウムｔｅｒｔ−ブトキシド３．０６ｇ（２７．２７ｍｍｏｌ）を添加した。添加終了後、反応混合物をＨＰＬＣ（条件１）で分析すると、３−クロロメチルピリジンおよび前記化合物（１−１）のピークが確認されたので、３−クロロメチルピリジンのピークおよび前記化合物（１−１）のピークが消失するまで、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシドを５℃以下で添加した。追加したカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドは０．６２ｇ（５．５３ｍｍｏｌ）であった。
反応混合物を固液分離し、ケークをＤＭＦ３０ｍｌで洗浄、ろ洗液からＤＭＦを減圧下に留去した。この濃縮残液にジクロロメタン２０ｍｌを添加し、溶解液を飽和食塩水で洗浄後、溶媒を留去し、油状物５．８ｇを得た。この粗生成物０．５ｇについてシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム−メタノール）で精製を行い、油状の前記化合物（１−２）０．３ｇを得た。（1Ｈ−ＮＭＲ：δ１．７０−１．７４（４Ｈ，ｍ，−（ＣＨ 2）2−）、δ３．５０−３．５４（４Ｈ，ｍ，ＣＨ 2×2）、δ４．５１（４Ｈ，ｓ，ＣＨ 2×２）、δ７．２５−７．２９（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝４．９Ｈｚ，７．９Ｈｚ，ａｒｏｍＨ×２）、δ７．６５−７．６９（２Ｈ，ｄｔ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，７．９Ｈｚ，ａｒｏｍＨ×２）、δ８．５２−８．５７（４Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，４．９Ｈｚ，ａｒｏｍＨ×４）、ＭＳ（ＡＰＣｌ）：ｍ／ｚ＝２７３［Ｍ＋Ｈ］+）
［化合物（１）の合成］
前記化合物（１−２）５．０ｇ（１８．３６ｍｍｏｌ）にオクチルブロマイド３５．５ｇ（１８３．８ｍｍｏｌ）を加え、７０〜８０℃で２０時間反応を行った。反応混合物をＨＰＬＣ（条件２）で分析すると、前記化合物（１−２）のピークは消失していた。反応混合物より上層のオクチルブロマイド層を分離し、下層油状物をアセトニトリル−酢酸エチル＝１：３（ｖ／ｖ）混液に注加した。混合物を冷却し、析出結晶を０℃でろ過、減圧乾燥を行い、灰白色結晶９．７ｇ（粗収率（前記化合物（１−２）より）：８５％）を得た。
得られた結晶２ｇについてアセトニトリル−酢酸エチル＝１：３（ｖ／ｖ）混液で再結晶を行い、微灰白色結晶の化合物（１）１．６ｇを得た。（融点：５２〜５３℃、1Ｈ−ＮＭＲ（ｄ6−ＤＭＳＯ）：δ０．８２−０．８９（６Ｈ，ｔ，Ｊ＝５．３Ｈｚ，ＣＨ 3×２）、δ１．２５−１．３４（２０Ｈ，ｍ，−（ＣＨ 2）5−×２）、δ１．７７−１．８０（４Ｈ，ｍ，−（ＣＨ 2）2−×２）、δ２．０４−２．０９（４Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，ＣＨ 2×２）、δ３．７０−３．７２（４Ｈ，ｔ，Ｊ＝５．９Ｈｚ，ＣＨ 2×２）、δ４．６７−４．７１（４Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，ＣＨ 2×２）、δ４．８４（４Ｈ，ｓ，ＣＨ 2×２）、δ８．１１−８．１５（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，８．０Ｈｚ，ａｒｏｍＨ×２）、δ８．５６−８．５９（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，ａｒｏｍＨ×２）、δ８．６９−８．９２（４Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，１３．１Ｈｚ，ａｒｏｍＨ×４）、ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝５７９［Ｍ−Ｂｒ］+）。
ＨＰＬＣ（条件２）
・カラム：Inertsil ODS-3（GL Sciences）４．６ｍｍφ×２５０ｍｍ
・カラム温度：１５℃付近の一定温度
・移動相：Ａ−０．５％酢酸アンモニウム水溶液、Ｂ−アセトニトリル Ａ：７０％（１２ｍｉｎ保持）→（１０ｍｉｎ）→Ａ：５０％（１４ｍｉｎ保持）→Ａ：７０％
・流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
・検出器：ＵＶ２５４ｎｍ
・注入量：２０μＬ
・カラム：Inertsil ODS-3（GL Sciences）４．６ｍｍφ×２５０ｍｍ
・カラム温度：１５℃付近の一定温度
・移動相：Ａ−０．５％酢酸アンモニウム水溶液、Ｂ−アセトニトリル Ａ：７０％（１２ｍｉｎ保持）→（１０ｍｉｎ）→Ａ：５０％（１４ｍｉｎ保持）→Ａ：７０％
・流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
・検出器：ＵＶ２５４ｎｍ
・注入量：２０μＬ
合成例２（前記化合物（２）の合成）
［下記構造式で示される化合物（２−１）の合成：３−クロロメチルピリジン塩酸塩から４−クロロメチルピリジン塩酸塩に代え、反応条件を以下の通りにした他は合成例１と同様］
ＤＭＦ７５ｍｌに１，４−ブタンジオール８．２４ｇ（９１．４３ｍｍｏｌ）を加え、氷冷下カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１０．３ｇ（９１．７９ｍｍｏｌ）を添加し、室温で１時間撹拌した。このスラリーに−１０〜−５℃で４−クロロメチルピリジン塩酸塩１．５ｇ（９．１４ｍｍｏｌ）、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１．０３ｇ（９．１８ｍｍｏｌ）を交互に添加し、これを１０回繰り返した。
［下記構造式で示される化合物（２−１）の合成：３−クロロメチルピリジン塩酸塩から４−クロロメチルピリジン塩酸塩に代え、反応条件を以下の通りにした他は合成例１と同様］
添加終了後、反応混合物をＨＰＬＣ（条件１）で分析すると、４−クロロメチルピリジンのピークが確認されたので、４−クロロメチルピリジンのピークが消失するまでカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドを１０℃以下で添加した。追加したカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドは１．０３ｇ（９．１８ｍｍｏｌ）であった。反応混合物を固液分離し、ケークをＤＭＦ２０ｍｌで洗浄、ろ洗液からＤＭＦを減圧下に留去し油状の粗生成物１７．０ｇを得た。得られたオイルをＨＰＬＣ（条件１）で分析すると、前記化合物（２−１）の面積％は６３．０％であった。
粗生成物を水３０ｍｌに溶解し、トルエンで洗浄した。その後、水層に食塩６ｇを加え、ジクロロメタン２０ｍｌ×２で抽出し、無水硫酸マグネシウムで脱水後、溶媒を留去し、油状の前記化合物（２−１）９．２１ｇ（収率（１，４−ブタンジオールより）：５７．２％）を得た。得られたオイルをＨＰＬＣ（条件１）で分析すると、面積％は９９．４％であった。（1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ１．６５−１．８０（４Ｈ，ｍ，−（ＣＨ 2 ）2−）、δ２．４（１Ｈ，ｓ，ＯＨ）、δ３．５４−３．５８（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝５．９Ｈｚ，ＣＨ 2 ）、δ３．６６−３．７０（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝５．９Ｈｚ，ＣＨ 2 ）、δ４．５３（２Ｈ，ｓ，ＣＨ 2 ）、δ７．２４−７．２６（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，４．５Ｈｚ，ａｒｏｍＨ×２）、δ８．５５−８．５７（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，４．５Ｈｚ，ａｒｏｍＨ×２）、ＭＳ（ＡＰＣｌ）：ｍ／ｚ＝１８２［Ｍ＋Ｈ］+）
［下記構造式で示される化合物（２−２）の合成：３−クロロメチルピリジン塩酸塩から４−クロロメチルピリジン塩酸塩に代え、反応条件を以下の通りにした他は合成例１と同様］
ＤＭＦ４９ｍｌに１，４−ブタンジオール２．７ｇ（３０．０ｍｍｏｌ）を加え、氷冷下カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド３．４ｇ（３０．０ｍｍｏｌ）を添加し、室温で１時間撹拌した。このスラリーに−５〜−３℃で４−クロロメチルピリジン塩酸塩０．９８ｇ（６ｍｍｏｌ）、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド０．６８ｇ（６ｍｍｏｌ）を交互に添加し、これを５回繰り返した。これ以降の添加は、−５〜−２℃で４−クロロメチルピリジン塩酸塩０．９８ｇ（６ｍｍｏｌ）、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１．３６ｇ（１２ｍｍｏｌ）を交互に添加し、これを５回繰り返し、全量で４−クロロメチルピリジン塩酸塩９．８ｇ（６０ｍｍｏｌ）、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１０．２ｇ（９０ｍｍｏｌ）を添加した。
添加終了後、反応混合物をＨＰＬＣ（条件１）で分析すると、４−クロロメチルピリジンおよび前記化合物（２−１）のピークが確認されたので、４−クロロメチルピリジンのピークおよび前記化合物（２−１）のピークが消失するまで、４−クロロメチルピリジン塩酸塩とカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドを１０℃以下で添加した。追加した４−クロロメチルピリジン塩酸塩は２．０ｇ（１２ｍｍｏｌ）、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシドは２．６ｇ（２４ｍｍｏｌ）であった。反応混合物を固液分離し、ケークをＤＭＦ２０ｍｌで洗浄、ろ洗液からＤＭＦを減圧下に留去した。
この濃縮残液に酢酸エチル５０ｍｌを添加し、溶解液を水で洗浄後、溶媒を留去し、黄色結晶の前記化合物（２−２）を得た。該化合物の結晶をＨＰＬＣ（条件１）で分析すると、前記化合物（２−２）の面積％は７０．５％であった。得られた粗生成物５ｇ（１８ｍｍｏｌ）をイソプロピルアルコール２３．３ｇで再結晶を行い、白色結晶の前記化合物（２−２）２．７ｇを得た。（融点：９８．６〜１００．２℃、1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：δ１．７５−１．７９（４Ｈ，ｍ，−（ＣＨ 2）2−）、δ３．５３−３．５７（４Ｈ，ｍ，ＣＨ 2×２）、δ４．５２（４Ｈ，ｓ，ＣＨ 2×２）、δ７．２３−７．２７（４Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝０．８Ｈｚ，６．０Ｈｚ，ａｒｏｍＨ×４）、δ８．５５−８．５７（４Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１．６Ｈｚ，６．０Ｈｚ，ａｒｏｍＨ×４）、ＭＳ（ＡＰＣｌ）：ｍ／ｚ＝２７３［Ｍ＋Ｈ］+）
［下記構造式の化合物（２）の合成：前記化合物（２−２）を４−クロロメチルピリジン塩酸塩から誘導したものに代え、反応条件を以下の通りにした他は合成例１と同様］
前記化合物（２−２）２．０ｇ（７．３４ｍｍｏｌ）にオクチルブロマイド２１．３ｇ（１１０．３ｍｍｏｌ）を加え、７０〜８０℃で５３時間反応を行った。反応混合物をＨＰＬＣ（条件２）で分析すると、前記化合物（２−２）のピークは消失していた。反応混合物からオクチルブロマイドを減圧下で留去し、油状の前記化合物（２）５．２ｇ（粗収率：１０７．７％）を得た。得られたオイルをＨＰＬＣ（条件２）で分析すると、化合物（２）のピークの面積％は８１．３％であった。
合成例３（前記化合物（３）の合成）
前記化合物（１−２）５．０ｇ（１８．３６ｍｍｏｌ）にデシルブロマイド４０．６ｇ（１８３．８ｍｍｏｌ）を加え、７０〜８０℃で２０時間反応を行った。
反応混合物をＨＰＬＣ（条件３）で分析すると、前記化合物（１−２）のピークは消失していた。反応混合物より上層のデシルブロマイド層を分離し、下層油状物をアセトニトリル−酢酸エチル＝１：３（ｖ／ｖ）混液に注加した。混合物を冷却し、析出結晶を０℃でろ過、減圧乾燥を行い、灰白色結晶１１．６ｇ（粗収率（前記化合物（１−２）より）：８８．５％）を得た。該化合物の結晶をＨＰＬＣ（条件１）で分析すると、前記化合物（３）の面積％は９８．４％であった。融点およびＮＭＲ分析値は以下の通りであった。
（融点：７６．８〜７９．２℃、1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ3ＯＤ）：δ０．９（６Ｈ、ｔ、ＣＨ 3×２）、δ１．２９〜１．４０（２８Ｈ、ｍ、（ＣＨ 2）7×２）、δ１．７７〜１．８４（４Ｈ、ｍ、ＣＨ 2×２）、δ２．００〜２．０５（４Ｈ、ｔ、ＣＨ 2×２）、δ３．６９〜３．７０（４Ｈ、ｔ、ＣＨ 2×２）、δ４．６４〜４．６８（４Ｈ、ｔ、ＣＨ 2×２）、δ４．７７（４Ｈ、ｓ、ＣＨ 2×２）、δ８．０７〜８．１１（２Ｈ、ｄｄ、Ｊ＝、ａｒｏｍＨ×２）、δ８．５５〜８．５７（２Ｈ、ｄ、ａｒｏｍＨ×２）、δ８．９３〜８．９４（２Ｈ、ｄ、ａｒｏｍＨ×２）、δ９．０２（２Ｈ、ｓ、ａｒｏｍＨ×２）
（融点：７６．８〜７９．２℃、1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ3ＯＤ）：δ０．９（６Ｈ、ｔ、ＣＨ 3×２）、δ１．２９〜１．４０（２８Ｈ、ｍ、（ＣＨ 2）7×２）、δ１．７７〜１．８４（４Ｈ、ｍ、ＣＨ 2×２）、δ２．００〜２．０５（４Ｈ、ｔ、ＣＨ 2×２）、δ３．６９〜３．７０（４Ｈ、ｔ、ＣＨ 2×２）、δ４．６４〜４．６８（４Ｈ、ｔ、ＣＨ 2×２）、δ４．７７（４Ｈ、ｓ、ＣＨ 2×２）、δ８．０７〜８．１１（２Ｈ、ｄｄ、Ｊ＝、ａｒｏｍＨ×２）、δ８．５５〜８．５７（２Ｈ、ｄ、ａｒｏｍＨ×２）、δ８．９３〜８．９４（２Ｈ、ｄ、ａｒｏｍＨ×２）、δ９．０２（２Ｈ、ｓ、ａｒｏｍＨ×２）
ＨＰＬＣ（条件３）
・カラム：Inertsil ODS-3（GL Sciences）４．６ｍｍφ×２５０ｍｍ
・カラム温度：１５℃付近の一定温度
・移動相：Ａ−０．５％酢酸アンモニウム水溶液、Ｂ−アセトニトリル Ａ：６０％（５ｍｉｎ保持）→（１０ｍｉｎ）→Ａ：３０％（３０ｍｉｎ保持）→Ａ：６０％
・流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
・検出器：ＵＶ２５４ｎｍ
・注入量：１０μＬ
・カラム：Inertsil ODS-3（GL Sciences）４．６ｍｍφ×２５０ｍｍ
・カラム温度：１５℃付近の一定温度
・移動相：Ａ−０．５％酢酸アンモニウム水溶液、Ｂ−アセトニトリル Ａ：６０％（５ｍｉｎ保持）→（１０ｍｉｎ）→Ａ：３０％（３０ｍｉｎ保持）→Ａ：６０％
・流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
・検出器：ＵＶ２５４ｎｍ
・注入量：１０μＬ
合成例４（前記化合物（４）の合成）
合成例３におけるデシルブロマイドに代えて当モル量のドデシルブロマイドを用いた以外は合成例３と同様にして下記構造式で表される化合物（４）１３．０ｇ（粗収率：９１．５％）を得た。得られた化合物（４）をＨＰＬＣ（条件４）で分析すると、化合物（４）のピークの面積％は９７．５％であった。また、融点およびＮＭＲ分析値は以下の通りであった。
合成例３におけるデシルブロマイドに代えて当モル量のドデシルブロマイドを用いた以外は合成例３と同様にして下記構造式で表される化合物（４）１３．０ｇ（粗収率：９１．５％）を得た。得られた化合物（４）をＨＰＬＣ（条件４）で分析すると、化合物（４）のピークの面積％は９７．５％であった。また、融点およびＮＭＲ分析値は以下の通りであった。
（融点：９０．０〜９１．４℃、1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ3ＯＤ）：δ０．８９（６Ｈ、ｔ、ＣＨ 3×２）、δ１．２６〜１．３９（３６Ｈ、ｍ、（ＣＨ 2）9×２）、δ１．７９〜１．８２（４Ｈ、ｍ、ＣＨ 2×２）、δ１．８４〜２．０５（４Ｈ、ｍ、ＣＨ 2×２）、δ３．６７〜３．７０（４Ｈ、ｔ、ＣＨ 2×２）、δ４．６５〜４．６８（４Ｈ、ｔ、ＣＨ 2×２）、δ４．７７（４Ｈ、ｓ、ＣＨ 2×２）、δ８．０７〜８．１１（２Ｈ、ｄｄ、ａｒｏｍＨ×２）、δ８．５５〜８．５７（２Ｈ、ｄ、ａｒｏｍＨ×２）、δ８．９３〜８．９４（２Ｈ、ｄ、ａｒｏｍＨ×２）、δ９．０２（２Ｈ、ｓ、ａｒｏｍＨ×２）
ＨＰＬＣ（条件４）
・カラム：CAPCELL PAK C18 SG120（資生堂）４．６ｍｍφ×２５０ｍｍ
・カラム温度：１５℃付近の一定温度
・移動相：Ａ−０．１Ｍリン酸二水素カリウム（０．０５％燐酸）水溶液、Ｂ−８０％アセトニトリル水溶液 Ａ：Ｂ＝３０：７０
・流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
・検出器：ＵＶ２５４ｎｍ
・注入量：２０μＬ
・カラム：CAPCELL PAK C18 SG120（資生堂）４．６ｍｍφ×２５０ｍｍ
・カラム温度：１５℃付近の一定温度
・移動相：Ａ−０．１Ｍリン酸二水素カリウム（０．０５％燐酸）水溶液、Ｂ−８０％アセトニトリル水溶液 Ａ：Ｂ＝３０：７０
・流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
・検出器：ＵＶ２５４ｎｍ
・注入量：２０μＬ
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
実施例１
下記表１に示した配合組成を有するＢＣＹＥα平板培地上に、レジオネラ（Legionella pneumophila）を接種して３６℃で２日間培養した。
実施例１
下記表１に示した配合組成を有するＢＣＹＥα平板培地上に、レジオネラ（Legionella pneumophila）を接種して３６℃で２日間培養した。
次に前記化合物（１）〜（４）を用意した。また、比較のために前記化合物（１）〜（４）の代わりの公知の殺菌剤である１０．１質量％の５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンと３．８質量％の２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンとを含む薬剤（ローム・アンド・ハース社商品、KATHON WTと略記）、および２−ブロモ−２−ニトロプロパン−１，３−ジオール（一般名：ブロノポール、BRNPOLと略記）を用意した。
そして、前記の培養レジオネラをｐＨ７の燐酸緩衝液に１０4個／ｍＬオーダーとなるように接種した後、その液の一部をＢＣＹＥα平板培地に塗布し、３６℃で５日間培養後のコロニー数をカウントすることにより、生菌数を測定したところ、３．３×１０4個／ｍＬであることを確認した。次いでこの液をそれぞれの培養フラスコに分けて入れ、殺菌剤無添加のものと、上記の各殺菌剤をそれぞれ５、１０および５０ｍｇ／Ｌの濃度となるよう添加したものとを調製し、３７℃で２４時間振盪培養した後、それぞれの生菌数（個／ｍＬ）を上記と同様にして測定した。こうして得た培養後の生菌数の値を表２に示した。
実施例２
表３に示した配合組成を有するＰＹＧＣ培地を入れた培養フラスコに、アメーバ（Acanthamoeba）を接種して３０℃で４日間培養し、古い培地を捨てて新しいＰＹＧＣ培地を加え、これに実施例１と同様にしてＢＣＹＥα平板培地上で２日間培養したレジオネラを接種し、３０℃で４日間培養して、アメーバとレジオネラとが共生している状態とした。
表３に示した配合組成を有するＰＹＧＣ培地を入れた培養フラスコに、アメーバ（Acanthamoeba）を接種して３０℃で４日間培養し、古い培地を捨てて新しいＰＹＧＣ培地を加え、これに実施例１と同様にしてＢＣＹＥα平板培地上で２日間培養したレジオネラを接種し、３０℃で４日間培養して、アメーバとレジオネラとが共生している状態とした。
この培養フラスコ内の培地を攪拌してアメーバを壁面から剥離し、培養液の一部を血球計数盤に滴下して顕微鏡下でアメーバ数を測定したところ、アメーバ数は１．３×１０6個／ｍＬであった。また、培養液の別の一部を取り出し、１０，０００ｒｐｍで２０分間の遠心操作を行ってアメーバを破壊した後、ＢＣＹＥα平板培地に塗布し、３６℃で５日間培養後のコロニー数をカウントすることにより、レジオネラの菌数を測定したところ、８．９×１０5個／ｍＬであった。
前記のアメーバとレジオネラとが共生した培地を入れた培養フラスコに、実施例１で用いたのと同じ各殺菌剤を、それぞれ１０、３０および１００ｍｇ／Ｌの濃度となるようそれぞれ添加したもの、および殺菌剤無添加のものを調製し、３０℃で７日間培養した。そして、顕微鏡観察によりアメーバの形態を調べた後、培養液を攪拌してアメーバとレジオネラとを均一に分散させ、その培養液の一部を取り出し、１０，０００ｒｐｍで２０分間の遠心操作を行ってアメーバを破壊した後、ＢＣＹＥα平板培地に塗布し、３６℃で５日間培養後のコロニー数をカウントすることによりレジオネラの生菌数（個／ｍＬ）を測定し、その結果を表４に示した。
その一方で上記の均一に混合分散させた培養液の別の一部を、そのまま新しいＰＹＧＣ培地に接種して３０℃で７日間培養し、アメーバの生死状態を調べた。そして前記の顕微鏡観察結果とあわせて、栄養体として生存している状態を＋、嚢子化して生存している状態を±、死滅している状態を−として、表４に併せて示した。
表４の結果から、レジオネラに対して優れた殺菌力を示す従来公知の殺菌剤が、アメーバ共存状態ではレジオネラを有効に除菌することができないのに対し、前記化合物（１）〜（４）はアメーバに対しても殺生力があり、アメーバ共存状態のレジオネラをも効果的に除菌できることが分かる。
本発明は、水系中に前記一般式（１）で表される化合物を添加することにより、水系中のレジオネラ属細菌を除菌するもので、従来のレジオネラ属細菌用の殺菌剤では除菌できなかったようなアメーバ共存下の水系中のレジオネラ属細菌を、効果的に除菌することができるという効果があり、しかも濃度の高い水溶液として使用する場合でも、一般的な第４級アンモニウム塩のように泡立ちが著しくないので、取扱いが容易であるという利点がある。
Claims (4)
- アメーバとレジオネラ属細菌とが共存している水系に対して、下記一般式（１）で表される化合物を添加することを特徴とする水系中のレジオネラ属細菌の除菌方法。
（但し、上記一般式において、Ｒ1およびＲ4は、炭素数１〜４の直鎖若しくは分岐の同一または異なるアルキレン基であり、Ｒ2およびＲ5は、水素原子、同一または異なるハロゲン原子、低級アルキル基または低級アルコキシ基であり、Ｒ3は、炭素数２〜１２の直鎖若しくは分岐のアルキレン基であり、Ｒ6は、炭素数１〜１８の直鎖若しくは分岐のアルキル基であり、Ｚは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子若しくはＯＳＯ2Ｒ7基（Ｒ7は、低級アルキル基若しくは置換或いは無置換のフェニル基である）である。） - 前記一般式（１）において、Ｒ1およびＲ4は、ピリジン環の３または４位置に結合しているメチレン基であり、Ｒ2およびＲ5は、水素原子であり、Ｒ3は、テトラメチレン基であり、Ｒ6は、オクチル基、デシル基およびドデシル基から選ばれる基であり、Ｚは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子若しくはＯＳＯ2Ｒ7基（Ｒ7は、低級アルキル基若しくは置換或いは無置換のフェニル基である）である請求項１に記載の除菌方法。
- 前記一般式（１）で表される化合物は、下記式（１）〜（４）で表される少なくとも１種の化合物である請求項１に記載の除菌方法。
- 前記一般式（１）で表される化合物の添加量が、１〜１，０００ｍｇ／Ｌの範囲にある請求項１〜３のいずれか１項に記載の除菌方法。
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