JPH04266912A

JPH04266912A - 抗菌剤

Info

Publication number: JPH04266912A
Application number: JP4729091A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Kanazawa; 昭彦金澤; Takeshi Endo; 剛遠藤; Tomiki Ikeda; 富樹池田
Original assignee: Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Current assignee: Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Priority date: 1991-02-21
Filing date: 1991-02-21
Publication date: 1992-09-22

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】

【０００１】

【産業上に利用分野】本発明は、抗菌剤に関するもので
ある。さらに詳しくは、本発明はホスホニウム塩系ビニ
ル重合体を有効成分とする抗菌剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、工業、農業、食品等の様々な分野
で実に多種類の抗菌剤が使用されている。従来から使用
されてきた抗菌剤の大部分は、少なからず高い毒性をも
った合成抗菌剤であったが、最近では、抗菌剤の毒性の
低下を目的とした研究が進展し、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。この固定化抗菌剤は、様々な物質の表面に殺菌機
能を付与することが可能であり、繊維の表面に固定化さ
れた防菌防臭繊維をはじめとして多くの分野において利
用されている。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
菌剤を固定したの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。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号、特開平２−
２４００９０号、特開昭６２−１１４９０３号）生物学
的活性化学物質として知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、四級ア
ンモニウム塩系固定化抗菌剤は、広い抗菌スペクトルを
有するが、短時間の接触では微生物に作用する抗菌効果
が未だ十分ではない。さらに、ホスホニウム塩化合物系
の抗菌剤も、同様に十分な抗菌力を有してはいない。本
発明は、上記のような課題を解決し、広い抗菌スペクト
ルを有し、且つ短時間の接触で十分な抗菌効果を有する
ホスホニウム塩系の固定化抗菌剤を提供することを目的
とするものである。

【０００４】

【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、ある種のホスホニウム塩系ビニル重合体が、上
記のような従来の課題を解決できることを見いだした。すなわち本発明は、

【０００５】

【化２】（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、水素原子、炭素原子
数１〜１８個までをもつ直鎖または分枝のアルキル基、
アリール基、ヒドロキシ基、またはアルコキシ基で置換
されたアルキル基、アリール基またはアラルキル基を表
し、Ｘ−は、アニオン、ｎは２以上の整数を表す）で示
されるホスホニウム塩系ビニル重合体を有効成分とする
、抗菌剤を提供するものである。

【０００６】以下に、本発明をさらに詳細に説明する。本発明の抗菌剤の（Ｉ）式において、式中のＲ１〜Ｒ３
の具体例としては、メチル、エチル、ブチル、プロピル
、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ドデシル
等のアルキル基、フェニル、トリル、キシリル等のアリ
ール基、ベンジル、フェニチル等のアラルキル基、ヒド
ロキシル基、アルコキシ基等で置換されたものであり、
中でも好ましくは、アルキル基、アリール基、アラルキ
ル基、さらに好ましくは、アルキル基、アリール基であ
るのがよい。また、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、同一の基
であってもよく、そうでなくてもよい。Ｒ１〜Ｒ３がメ
チル、エチル、ブチルのような低級アルキル基である場
合は、水溶性であり、またアルコール等の有機溶媒にも
溶解する。逆に、Ｒ１〜Ｒ３が、ペンチル、ヘキシル、
オクチルのような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、ｎが大きくなっても水溶性で
ある。Ｘ−は、アニオンであり、例えばフッ素、塩素、
臭素またはヨウ素等のハロゲンイオン、ギ酸、酢酸、シ
ュウ酸等のカルボキシルイオン、硫酸イオン、リン酸イ
オン、メチルまたはジメチルリン酸、エチルまたはジエ
チルリン酸、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
。Ｘ−を、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
オンとした場合は、ホスホニウム塩のＲ１〜Ｒ３をいず
れの基にしても、水に不溶となる。つまり、本発明に係
る抗菌剤は、（Ｉ）式中のＲ１〜Ｒ３およびＸ−を変え
ることにより水溶性、水分散性、不溶性ポリマーなど使
用目的に応じて設計できる。抗菌効果は、ホスホニウム
塩において、アルキル基の場合、その長さの影響を受け
、例えばメチル、エチル、ブチル、オクチルと抗菌効果
が高くなる。本発明の抗菌剤の重合度は、とくに限定するものではな
いが、通常２〜５００、好ましくは１０〜２００である
。

【０００７】本発明の抗菌剤は、前記（Ｉ）式で示す化
合物自体を用いることはもちろん、他の化合物との共重
合体とすることもできる。例えば、（Ｉ）式の重合に際
し、アクリル酸、メタアクリル酸等の不飽和モノカルボ
ン酸、マレイン酸等の不飽和ジカルボン酸およびこれら
の誘導体、酢酸ビニル、イソブチレン、ジイソブチレン
、アクリルアミド、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、スチ
レン等の共重合可能な単量体を適宜加えて共重合体とす
ることができ、これも抗菌剤として有用である。

【０００８】本発明の抗菌剤は、様々な細菌類、真菌類
、藻類、等に有効な抗菌性を示すが、とくにその効果が
著しいのは、真菌類である。本発明の抗菌剤の安定性は
、熱や溶媒類に対して極めて安定である。

【０００９】さらに本発明の抗菌剤は、その用途に応じ
て、所望の担体または他の有機および／または無機系の
殺菌剤、抗菌剤と併用して使用することができる。担体
としては、とくに制限されるものではなく、例えば水、
あるいはアルコール、アセトン等の各種有機溶媒等の液
状担体、タルク、カオリン、シリカ、アルミナ、マグネ
シア、二酸化チタン等の微細な無機質担体等が挙げられ
る。なお、必要に応じて界面活性剤、乳化剤等の助剤と
併用することもできる。本発明の抗菌剤の用途としては
、例えば外用抗菌剤、繊維、布等の衛生加工用抗菌剤、
塗料および建築材料、プール、工業用水等の抗菌剤とし
て用いることができる。また、同時に帯電防止性、難燃
性、防汚性を付与することもできる。さらに、本発明の
抗菌剤を球状またはペレット状に成形し、カラム等に充
填することにより、空気の除菌を目的としたフィルター
として、またその成形体に微生物を吸着させることによ
り、バイオリアクターとしても使用できる。

【００１０】本発明の抗菌剤の製造方法　　本発明の抗
菌剤は、いかなる方法で製造してもよいが、以下にその
一例を示す。（モノマーの合成）一般式

【００１１】

【化３】（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＸ−は、前記と同じ意
味である）で表されるビニルベンジルホスホニウム塩は
、例えば下記の合成経路により製造することができる。

【００１２】

【化４】反応終了後、析出した沈殿を濾過し、洗浄すれば、本発
明の抗菌剤のモノマーが得られる。続いて得られたモノ
マーを重合する。

【００１３】（モノマーの重合）前記で得られたモノマ
ーを溶媒に溶解した後、これに重合開始剤を添加する。溶媒としては、例えば水、エタノール、ジメチルホルム
アミド、ベンゼンまたはこれらの混合物を用いることが
できる。重合開始剤としては、例えば２，２′−アゾビ
ス−（２−アミジノプロパン）塩酸塩、２，２′−アゾ
ビスイソブチルニトリル、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチ
ルハイドロパーオキサイド等を挙げることができる。反
応温度および反応時間は、重合開始剤の種類により変化
するが、例えば反応温度は、４０〜１００℃が好ましく
、反応時間は、０．５時間以上であればよい。また、反
応は、不活性雰囲気下で行うのが好ましい。反応終了後
、反応混合物を大量のアセトン、またはテトラヒドロフ
ランまたはｎ−ヘキサン中に注入し析出する沈殿を採取
すれば、本発明の抗菌剤が得られる。また、他の製造方
法としては、式

【００１４】

【化５】で示されるクロロメチルスチレンを重合させた後、ポリ
マー鎖中の感応基をホスホニウム塩に転換させる方法が
あるが、より均一な重合体を得るためには、前者の方法
で本発明の抗菌剤を合成するのがよい。

【００１５】

【作用】本発明の抗菌剤は、従来の四級アンモニウム塩
系の抗菌剤と比べて強力抗菌作用を有し、その作用機構
の詳細については明らかではないが、以下の作用がある
と考えられる。■　　ホスホニウム塩は、カチオン性で
あるため、負電荷を帯びた細胞膜近傍のホスホニウム塩
濃度を高めることが可能となり、ポリマー化により一層
抗菌力を向上させる。■　　薬理学的検討によると、ホ
スホニウム塩は、細胞膜攻撃型の抗菌剤であるために、
菌体内に取り込ませる必要がない。従って、ホスホニウ
ム塩の高分子化による細胞膜透過性の低下は不利な要因
とはならず、前記■の効果により正の高分子効果が発揮
される。

【００１６】

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに説明す
る。実験例　　（ホスホニウム塩モノマーの合成）十分に窒素置換
した１００ｍｌ容フラスコに、クロロメチルスチレン９
．８５ｇ（０．０６５モル）およびトリブチルホスフィ
ン１０．８８ｇ（０．０５４モル）を入れ、次いでｎ−
ヘキサンを２０ｍｌ加えた。フラスコ内の液温を２５℃
とし、２４時間反応させて、白色結晶の生成物を得た。この結晶を濾過し、ｎ−ヘキサンで十分洗浄を行った。得られた生成物を減圧、室温下で乾燥して、トリブチル
３（（および４−）ビニルベンジル）ホスホニウムクロ
ライド８．８４ｇを得た。（本発明の（Ｉ）式のポリマーの合成）得られたトリブ
チル３（（および４−）ビニルベンジル）ホスホニウム
クロライド２．００ｇ（０．０５６３モル）を水２０ｍ
ｌに溶解し、２，２′−アゾビス−（２−アミジノプロ
パン）塩酸塩３６．７ｍｇを加えて脱気封管した。これ
を６０℃で６時間放置して重合させた後、大過剰のテト
ラヒドロフランに注ぎ込み、析出する沈殿を濾過し、採
取した。ポリ（トリブチル３（（および４−）ビニルベ
ンジル）ホスホニウムクロライド）０．９７ｇが得られ
た。重合度は８２であった。

【００１７】実施例　　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（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ　ａｕｒｅ
ｕｓ）ＩＦＯ１２７３２、およびグラム陰性菌の代表と
してエシエリヒア・コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ　ｃ
ｏｌｉ）ＩＦＯ３８０６に対して、表１、表２および表
３に示した濃度および作用時間で、実験例により得られ
たトリブチル３（（および４−）ビニルベンジル）ホス
ホニウムクロライドを作用させた。得られた殺菌活性の
結果を、表１、表２および表３に示す。なお、殺菌活性
の評価は、溶液希釈法で行った。溶液希釈法とは、所定
濃度の薬剤希釈液に、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。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。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】

【発明の効果】本発明によって、広い抗菌スペクトルを
有し、且つ短時間の接触で十分な抗菌効果を有する抗菌
剤が得られる。本発明の化合物は、抗微生物活性が高く
抗菌剤として有用である。これらの化合物は、例えば外
用抗菌剤、繊維、布等の衛生加工用抗菌剤、塗料および
建築材料、プール、工業用水等の抗菌剤として用いるこ
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。本発明の化合物およびその共
重合体は、球状またはペレット状に成形しカラム等に充
填することにより、空気の除菌を目的としたフィルター
として、またその成形体に微生物を吸着させることによ
りバイオリアクターとしても使用できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】【化１】（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、水素原子、炭素原子
数１〜１８個までをもつ直鎖または分枝のアルキル基、
アリール基、ヒドロキシ基、またはアルコキシ基で置換
されたアルキル基、アリール基またはアラルキル基を表
し、Ｘ−は、アニオン、ｎは２以上の整数を表す）で示
されるホスホニウム塩系ビニル重合体を有効成分とする
、抗菌剤。