JPH03502099A - 抗菌性組成物及び微生物の生育を阻害する方法 - Google Patents
抗菌性組成物及び微生物の生育を阻害する方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
新規な工業上利用される抗菌剤:2−(2−ブロモ−2−ニトロエチニル)−フ
ランの使用及U2−(2−ブロモ−2−ニトロエチニル)−フランを生成する新
規な方法
発明の背景
発明の属する分野
本発明は、2− (2−ブロモ−2−ニトロエチニル)−フラン(BNEF)の
新規な製造及び当該物質の適用範囲の広い抗菌剤としての使用に関する。
技術の記載
B−ブロモ−B−二トロースチレンを含む工業用オルガノ臭素非酸化性抗菌剤が
知られている。非酸化性抗菌剤は、塩素又は臭素のような強い酸化性抗菌剤を使
用することができない多くの工業的システムに使用される。一般に非酸化性抗菌
剤が求められる]工業的システムには、水系システム、バルブ及び紙の生産、金
属作用流体の保護、ラテックスペイントの保護、木材保護、化粧品保護、油II
J及び規定された硬質表面の殺菌がある。しかし、多くの市販されている非酸化
性抗菌剤があるにもかかわらず、効力、安全性、環境保全性及びコストの点から
すべての適用面で完全に好適なものはない。
2−(2−ニトロエチニル)−フランのような、2−フリルエチレン類の抗菌活
性も広く知られている。文献には、ニトロエチニルフランの殺菌活性は、フラン
環が5−二トロ置換でなければ、工業的に抗菌剤として適用するには不十分であ
るこきが述べられている。不運なことに、5−ニトロ置換フラン抗菌剤は、突然
変異誘発性があり、かつ、ある場合には、ネズミにおいて発ガン性がある。した
がって、5−ニトロフラン誘導体は工業的に適用す特表千3−502099 (
2)
るには不適切である。しかし、先行技術では、非酸化性抗菌剤として2−(2−
ブロモ−2−ニトロエチニル)−フラン(BNEF)の有効な抗菌活性を見い出
すことはできていなかった。
ソビエト連邦特許第1.027,633号(1967年1月1日発行)は、抗菌
剤としてフリルニトロアルキレンを使用することを開示している。このフリルニ
トロアルキレンは植物のルート域(root zone)又は線虫の抑制のため
に土壌に対して適用される。
ナザロバ(Nazarova)及びボテムキン(Lea+k i n)は表題「
潜在的な生物活性を有するフリルニトロオレフィン類の合成(”5ynthes
is or Some Purylnitroolefins with Po
tential口iological 八ctivity″)」の論文に、BN
EFを含む選択されたフリルニトロオレフィン類の実験的製造を開示している。
BNEFを調製するために当該方法を用いる場合、触媒として化学量論的に10
0%過剰の水性水酸化カリウムを使用する。しかしながら、前記方法によって生
1戊されたBNEFは、抗菌活性の低い、臭素化されていないニトロエチニルフ
ランを含み不適切であることが見い出された。
グラントフェスト(GrunLfesL)らによる「フリルニトロオレフィン類
の物理的化学的特性及び反応性(門+ysiochemica Il’ropc
rties and ReacLivities or l’urylniLr
oolefins) Jのソビエト連邦論文に、フリルニトロオレフィン類の一
連の物理化学的特性、構造及び反応性が開示されている。しかし、この論文は、
研究の対象としたフリルニトロオレフィン類についていかなる抗菌活性も開示し
ていない。
日本国特許第59−1844(i3号には、抗菌剤として、船底の海藻等付着防
止用被覆の成分きしてニトロエチニルフランを使用することが開示されている。
従って、本発明の主要な目的は2−(2−ブロモ−2−ニトロエチニル)−フラ
ンを含んだ工業上利用できる新しい抗菌剤の開発である。
他の目的は、前記の特性、ずなわら非酸化性の抗菌剤を得ることである。
さらに他の目的は、臭素化されていないニトロエチニルフランの形成を排除した
2−(2−ブロモ−2−ニトロエチニル)−フラン製造のための改良された方法
を堤供することである。
本発明の要約
前記及び他の目的、本発明の利点及び特徴は、広範囲に工業上利用できる抗菌剤
として2−(2−ブロモ−2−ニトロエチニル)−フランを使用することにより
達成することができる。さらに詳細には、2− (2−ブロモ−2−ニトロエチ
ニル)−フランが水処理、バルブ及び紙の生産、金属に作用する流体及び他の種
々の非酸化性殺菌の用途に使用できることが見い出されたことによるものである
。2− (2−ブロモ−2−ニトロエチニル)−フランは広範囲の細菌、藻類及
び真菌類に有効である。
さらに、新規な方法によって2−(2−ブロモ−2−ニトロエチニル)−フラン
が製造されることが見い出された。この新しい方法は臭素における求核的な攻撃
及び反応中の水性水酸化触媒剤からの水酸基イメンによって生じる競合的反応に
よって生じる生成物における不純物である非臭素化ニトロエチニルフランの形成
を著しく排除する。この新しい方法は、フルフラールをブロモニトロメタンと反
応させること、中間体である2−ブロモ−1−く2−フリル)−2−二トロエタ
ノールを製造するだめの触媒とすることを含み、該中間体を酸の存在下で脱水し
て目的とする生成物を製造するものである。
図面の記述
第1図は、工業上の冷却水に最も普通に見られる細菌に対して2−(2−ブロモ
−2−ニトロエチニル)−フランを使用した場合の細菌の生存力と時間の関係を
示したグラフである。
第2図はASi”M E600−85バルブ及び紙効力試験から得られた結果
を集めたものである。
第3図は主要な3種の金属作用流体における微生物の生存力と2−(2−ブロモ
−2−ニトロエチニル)−フランの濃度の関係を示すグラフである。
第4図はASTM E−645−85法による工業的冷却水用途における2−
(2−ブロモ−2−ニトロエチニル)−フランの効果を示すグラフである。
第5図はそのスチレン類似物との比較における2−(2−プロ本発明は多[1的
な化学抗菌剤としての2−(2−ブロモ−2−ニトロエチニル)−フラン(B
N E I−” )の新規かつ効果的な使用に関する。BNEFはきわめて強力
な殺抗剤であることを示す。
該BNEFは下記の広い範囲の微生物に対して低レベルで活性である:例えば、
ダラム陰性菌では、
シュウトモナス アルギノザ(1’Seudomonas ar+rugino
sa)、キザントモナス ブルニイ(XanLbomonas prunii>
、エルウィナ アニロボラ (lJrwina anylovora) 。
ニジエリシア コリ (lEsberisl+ia coli)、フラン・1艮
がPI菌Fil5、
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Hijerium)、・ζ)1.、、、、、= :4’ +づジス ビイ゛ゲP
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がQきる1゜、11,7;、1、ト発lji、I ハtJi 1u、 ’J抗菌
1’1.!II IiQ物1、閏、i−<:; 、液伏C存<、’、!’A:
−J−ロ
(T、 (”1.、) J、i’i’、、 iff l’!I糸If lt’1
2.物は、1聚N11”I、’ 、、4・−1゛・f−汁1■戟|ヤリJ′〜、
例えは、
低級丁F1四−11・1.「トラしド冒フノン、−フ゛トラしドUJ フル゛ノ
11ル1ル」」−ル、N I)ルビ冒すビ/、にびジメノルホル人:「′ミド、
(J)混合物不含むr) ’5” ト’:e ’ド+i’フルlリルfルー」−
ルは特に応用l、1.1−1−リl″・〜でII[)る、、i!−が!if!、
い出さイ已:、、該混合物(まI(N FF(1,I 〜、’i 09A5 W
/’〜’、Uひ−t+す’r−、7..i t、1 % 99.9 %W /
”Vを含む。
;’5 +:、 l;−好rE L、、、 イ(,11) ハ、該組成物がL(
NEFI=−50%W/VAtび1?すJ’ −50−!、1 り%〜V 、、
/ Vり含むことであるo’=Jた最も好よ1.、、 イ17) i;t、誂$
11戊物がIJ N E F 20 %W/V及び−t−+ U−7−8011
’4W/’Vを含む、乙とである。
土、、l′コ、本発明は、非臭累化二トロエテールフランの形成をIR除j、た
I’3 N E F合成の新規な方法に関する1、ご、(ハ方法は、6極性溶媒
中1、t−タいζフルフラ−ル、塩酸メブ・ル°I゛ンモ〜、ウド及び炭酸)ト
” ’、7 、L 4− %p触さ][るパとを含む18本発明(、“8おい7
゛使用する好ましい溶媒はj−クツ・−ルである、1ブ+l→:・−ヘトu 7
タンを冷12.た反応体混合物にゆ、くり、!!加える。、”−の反応0)好ま
し7い温度範囲は0−・11”(3,f)、!:14゜この反応体温ご物冬1、
フル、ノン〜ルが消費されるま’(’J p5・i’l! L 、次いでHFt
、’・4る1、酸1/I化した反応体混合物は脱水が完:t”、!;行、7,1
.われるまで撹拌する3、酸性化1.た後、脱水率を増加、kIl、猜;□、め
1、゛該反応体混合物を徐41・IJ油加熱−(′もよい、。
さらに、木蚤明はII N E +”苓加えるこI−1,、“よ1.−(水性J
8地にお1.1ろi散生物の土台を阻害・rる方法1.:関する9、この方法を
適用できる水pI 、ix\ti!、+ i;−は、冷]41木、バルブ製造及
び製紙■“程O)流体、金属iJ、 (’r Jll−J−る流体7空気清浄器
、浦Ill注入水及びlri!削、−′グリルラーテックスベ・インド乳懸液、
接着剤及び受装、スイミング゛ノパ−ル及びスバス(spas)及び化*li’
、品を含む、、、BNi−肩rの抗菌性有効けを該叡・ii: ’X’: lt
vに加える。1この抗菌1ノI:右効礒はほば00(iへ−:3 OO11口(
ハ1Φ、囲に見い出される。
般に、[’3 N E I”は幅広い応用ができる適用範囲の広い抗菌剤びある
o i”jl能f、Q応用分111Fは4つのクループ、つまり非酸化性抗菌剤
さし2での応用、殺菌性の応用、他の非酸化性殺菌剤及び酸化性殺菌IV11双
方へのシナジスl’ (!: t、ての応用及び他の新規な応用に分けるJ:、
、!・ができる。iiJ能な非酸化11(抗菌剤への応用は、特に制限゛4る
1)のびはIよいが、水処理、バルブ製6′、U反び製紙、金属にf’を川“4
る流体の保護、燃料保護、う1ツクスベイ二/ト保護、化粧品保護反ひスイミン
グプール及びスバス・\の適用4含む。[3N E l”は、]ルビクラ(Co
百+ i (: IJ I rう、−栓口)及びオンコメラニ°r ブリヌス(
()旧、nrneJa旧a hulinus 、、かたー)むり)のような軟体
動物、ギ°rル)−′イγ(に1arilia)及びエンタモ1バ([inLa
moeba)のようなIQ’tニーi山物、にひトリ」(−ナス バイナリス(
Tbr ic、bomonas Va ina l 1s)1勺よ・)な真菌
1、二関j−7(殺生物剤とLで応用するj’−#ができる。さらi:、I(N
EFは9、例えは、第4級アンモ−ラム塩、イソチrゾ1ン殺生物剤、ジブo4
ニトリロブ[」ビAンγミド(DBNPA)、X、l ′f H十−2−ニド
ローブI2バ′ンー1.3−ジメール、トリジ1ルz、、r(1目1 u 1.
y l L ii)′Aキシド、トリアジノ除苧剤、3.3゜、t、=i
テトラクV1ロテラピドl】−7オフエンI、l−ジ′A4:シド、メlI′1
..・:・じステ4ジJ゛ネートのような他の非酸化性殺生物hす、ヌは塩素化
イ゛lシ“rスし・−・ト、ハロゲン化したヒダントイン、ヒボクKlライト液
及び固体、]7酸化塩素、過酸化水素、過醋酸及びメゾンのようf5酸化性Ha
・物剤と組合1ノて゛使用する。二とができる。
実施、例
次の実施例は本発明1.−係るノ」法を具体的に説1り目゛るものであり、発明
の範囲吃制限するように解釈−1べきものではな1い、1、Jl’ Q素化−:
) v:y ]、5− Q nv 7ランの614低下さ−【トだjl 〜、
、 < 7 ゾ(1゛、、、、、、、、、、、 ’、: 、、、、、、−、、
、=:、’、−トW2−”l:’、、、 5ニル) フランを次の方法により■
■hJご。
1々、ノール750蛯1.″溶かし、たフル、l>−ル〈1モル、96.09ト
り、塩酸メーy〜ルノン1:二゛、ウノ、<(11千ル、6.7 g )及び炭
酸J−トす「!ノ、(0,It−ル、I O,5g) ’、r、A−バーヘッド
スターラー及び病(:u−1−を装着した2a)−ノン1コに入れた。この中に
プロ1−“1・口Iタン(1モル、139.89g)を45分以−1−かけて滴
トシた。該混i′1物45℃(’F 25時間撹11′シた。この撹i′後、溶
〔、責”ζ、い一1kい塩類41客解重るために、該混合物に冷却した水750
mf″5j)11えた。次いで、践4乙)物を冷却(、た20%水性塩酸72
M’にゆっくりと加え、得られた溶液を5℃で2時間撹拌した。、暗色油が該溶
液から分れ、この有機相を分離し、保留した。水相を塩化メチし・ンを使用して
抽出した。溶媒を[3−タリーエバポレータ・−十で抽出物から除去した。得ら
れたオ・イルを保留しておいた有機層と一緒に171.−の有機層を蒸気蒸留し
た。固体生成物が濾別され、Tタノールで再結晶した。明るい黄色の結晶の生成
物が得RN E Fが広範囲の微生物に対し゛C活性であるこLが見い出された
1、第1表はI3 N I”: Fを含む各種の殺生物組成物の微生物及び藻類
1J対する最小■害濃度を示す。このデータはB N E Fが非常に低い1度
で活性があることを示している。
第1図は、異なる濃度のBNEFと接触し7た工業冷却水において見られるシュ
ウトモナス アルギノザ、通常の細菌属の生存力の低下を示す。この実験はpH
7,2のリン酸緩衝液において行われた。この図によると、BNEF約102ρ
mでは、試験開始時の菌数の99.9%を除去するには6時間以上の接触が必要
であることをこの有効性データは示している。
また、BNEFはバルブ及び紙の製造での応用においても抗菌剤として使用する
ことができる。第2図は、ASTMバルブ及び紙効力試験(ASTM E60
0−85)から得られる結果を示している。この研究室における試験は、BNE
Fは、この工業において現在使用されている市販の有効な2つの抗菌剤と少なく
とも同等の活性であることを示している。
さらに、バルブ及び紙の生産において、BNEFは金属に作用する流体の保護に
使用することができる。試験データは、BNEFが3種類の金属作用流体(溶解
油、半合成物及び合成物)において、第3図に示すように細菌及び真菌に対して
有効であることを示す。これらの試験は、次の方法で行なわれた。通常の溶解油
、半合成及び合成の金属作用流体を生水と20=1の割合で調製した。汚染され
た流体の屋外試料をブイヨンと混合しく50150)かつ細菌の接種源として作
用するため24時間培養した。金属作用流体から分離された真菌を寒天培地で育
成した。真菌は、菌の接種源として利用するために!!!濁液として集められた
。同時に各流体の50meのアリコートを調製した。各流体に菌接種を行ないか
つ異なる濃度で抗菌剤を投与した。培養開始時の細菌数及び真菌数を各コントロ
ール流体とした。次いで各試料を室温で72時間振盪器にかけた。次いで、細菌
数及び真菌数をAl[t、た。この応用における好ましいBNEFの水準は10
〜10011mの範囲である。
またBNEFは、例えば工業上の冷却水の処理のような水処理においても使用す
ることができる。第4図は工業上の冷却水におけるBNEFの効果を示す。この
図から判るように、BNEF5ppmを適用し、24時間接触させることにより
、工業上の冷却水における自然に生ずる微生物の生存力のほぼ99%の減少が達
成される。より短い接触時間でこれを達成するためにはさらに高いBNEF濃度
が要求される。好ましくは、BNEFは抗菌有効量を、微生物の生存力を少なく
とも90%まで低下させるために加えなければならない。BNEFを約1〜約5
ppI11用いることが特に好ましい。
151]ハ、スチレン類似物、つまりB−ブロモ−B−ニトロスチレン、これは
有効な市販の水処理抗菌剤であり、これをp117のリン酸緩衝液に溶かしたも
のと比較したBNEFloppm (W/■)の殺菌の速さを示す。このデー
タは統R1的に分析され、BNEFが水処理用途におけるB−ブロモ−B−二ト
ロースチレンの抗菌剤としての有効性と同等であることを明らかにしている。
実質的にすべての近代水処理の応用はアルカリ性で行なわれている。アルカリ性
の条件においてさえB N E 1?は完全に活性である。第2表におけるデー
タは、水中でのシュウトモナス アルギノザの生存力が99.9%減少するのに
要求されるBNEFの接触時間を示している。このデータは次の方法によって得
られる。いくつかの純粋培養したシュウトモナス アルギノザの懸濁液を、p1
17又はpl+8.1のリン酸緩衝液において調製した。生存力がある菌体の最
初の濃度は標QQ拡散平板法においてコロニー形成学位を数えることにより決定
した。抗菌剤を含むデトラヒドロフルフリルーrntコ−4z (TtlFA、
)溶液(Tl(FA90%、抗菌剤lO%)を、各pl+の菌体!!濁液に、抗
菌剤がtOppmとなるように加えた。
同様に抗菌剤を入れないT HFΔを各pHの菌体懸濁液に非処理コントロール
として利用するために加えた。次いで、抗菌剤処理によって、生存力(コントロ
ールと比較して)が、少なくとも99.9%減少するまで、生存力のある菌体の
濃度をすべての菌体懸濁について規定時間毎に測定した。
7.0 3.2X10’ 5時間8.1. −1.0X10’
1 1/第2表におけるデータは[3NEF 10ρpa+での
殺菌速度は、ρ117と比べてp118のほうが実際に速いことを示している。
したがって、水での応用におけるBNEFの有効性に関し増加したpl+の効果
が41月なことが示された。また、高い[111での殺菌率の増加は市販されて
いる有効なりNEF類似物である2−(2−ブロモ−2−二トロエテニル)−フ
ランにおいても見い出された。
第:3表は、前述のシュウトモナス ゛rルギノザ(aeruoinosa)及
びパンラス メガゾリウムに加えて、柚々の水処理での応用で現われる、種々の
微生物に対するBNEFの最小阻害濃度を示す。
該データは、この化合物がその活性において広い適用範囲を有することを示して
いる。すべての最小阻害1度の決定は富栄養培地において次の方法により行なわ
れた。すべての微生物をその生育を助ける富栄養培地に接種した。各種濃度のT
IIFΔ抗菌剤溶液(1” II I” A 90%、抗菌剤lO%)を接種済
みの育生培地に投与するとともに、同じ接種培地にコントロールとして利用する
ためにT I−I F Aのみ(抗菌剤なし)を投与した。コントロールにおけ
る育成後(生育を紡ぐ最低濃度及び生育できる最高濃度)、各微生物について抗
菌剤の2つの濃度を記録した。MICとは、これらの濃度範囲として報告された
。
第3表におけるデータは、この抗菌剤の活性が異例の範囲であることを示してい
ることから重要である。この広範囲の活性は、工業的抗菌剤の応用に関して明ら
かに有益である。
第3表 各種微生物に対する最少阻害濃度(MIC)スタオヒロコツ力ス オウ
レウス 細 菌 3.0−7.6ン”ルタナリーr ソラニ
真 菌 <1.0〃t11.・ラビレノイド→ノ B 類
4−16第4表に列記した2−、−(2−ブI〕モ 2−ご−計「オニゾール)
−フランの類似物は合成されtコものであり、抗菌効果に′)いて試験された4
、これらの1゛べてC)化合物はシュウド1−ナス °rル」!ノザ(、T対し
こ低111 l:IQl域で?1チ↑11ぐあ−7た。また、これらの化C物は
バルブ及び紙A S i’ M効果試験でも試験され、低し・ベルで活性を示し
六゛3、!、゛ゾ自−5、デストされた化合物のうtうで2− (2−ブロモ
2−1・Uニブ−!−ル) フランよりも211;性を示ずものはなか〜、た
。
15 * M I C−;4<小I11.1害濃度時間
時間
2fF7G;、 、5
Claims (16)
- 1.抗菌有効量の2−(2−ブロモ−2−ニトロエテニル)−フランを加えるこ とを含む、水性培地においで微生物の生育を阻害する方法。
- 2.微生物の生育が細菌に関するものである請求の範囲1記載の方法。
- 3.細菌がグラム陰性及びグラム陽性菌から成る細菌群より選ばれる請求の範囲 2記載の方法。
- 4.グラム陰性菌がシュウドモナス及びオセウドモナドス、キサントモナス、エ ルウィニア、アグロバクテリウム、ホトバクテリウム及びデスルホビブリオから 成る群より選ばれる請求の範囲3記載の方法。
- 5.グラム陽性菌がバシラス、スタオヒロコッカス、ストレプトコッカス及びク ロストリデウムから成る群より選ばれる請求の範囲3記載の方法。
- 6.微生物の生育が藻類に関するものである請求の範囲1記載の方法。
- 7.藻類が、クロレラオブレノイドサである請求の範囲6記載の方法。
- 8.微生物の生育が真菌に関するものである請求の範囲1記載の方法。
- 9.真菌がアセルギルス、トリコモナスアルテナリア、トサコデルマ、サッカロ マイヤス及びリゾクトニアから成る群より選ばれる請求の範囲8記載の方法。
- 10.水性培地が冷却水、金属に作用する流体、空気清浄器、油田注入水及び掘 削泥、アクリルラテックスペイント乳縣液、接着剤及び塗装、スイミングプール 及びスパス及び化粧品から成る群より選ばれる請求の範囲1記載の方法。
- 11.抗菌有効量が0.5〜300ppmの範囲である請求の範囲1記載の方法 。
- 12.触媒剤として第1級アミン又はそのアンモニウム塩及び塩基を使用し、フ ルフラール及びブロモニトロメタンを反応させることにより検出可能なトランス −2−ニトロエテニルフランを含まない2−(2−ブロモ−2−ニトロエテニル )−フランを合成する方法。
- 13.触媒が塩酸メチルアンモニウム及び炭酸ナトリウムの混合物を含む請求の 範囲12記載の方法。
- 14.液状形態で2−(2−ブロモ−2−ニトロエテニル)−フラン及びキャリ アーを含む抗菌性組成物。
- 15.キャリアーが低級アルコール、テトラヒドロフラン、テトラヒドロフルフ リルアルコール、N−メチルビロリドン又はジメチルホルムアミドから成る群よ り選ばれる請求の範囲14記載の組成物。
- 16.キャリアーがテトラヒドロフルフリルでアルコールある請求の範囲14記 載の組成物。
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