JPS6247844B2 - - Google Patents

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JPS6247844B2
JPS6247844B2 JP52104147A JP10414777A JPS6247844B2 JP S6247844 B2 JPS6247844 B2 JP S6247844B2 JP 52104147 A JP52104147 A JP 52104147A JP 10414777 A JP10414777 A JP 10414777A JP S6247844 B2 JPS6247844 B2 JP S6247844B2
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JP
Japan
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item
metal
complex compound
medium
range
Prior art date
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Application number
JP52104147A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5437824A (en
Inventor
Eru Mauraa Jerarudo
Kei Shuringaapyuarei Sudohiiru
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NAT RES LAB
Original Assignee
NAT RES LAB
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Publication date
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Priority to JP10414777A priority Critical patent/JPS5437824A/en
Publication of JPS5437824A publication Critical patent/JPS5437824A/en
Publication of JPS6247844B2 publication Critical patent/JPS6247844B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は金属イオンと多官能性有機配位子との
金属錯化合物を活性成分として含有する殺菌剤に
関する。 多くの種類の物質が微生物に対し有毒な効果を
有する。殺菌性物質は二種類の活性を有する。即
ち一つは微生物を殺すことに関する殺菌性
(bactericidal,germicidal)或は殺ウイルス性
(Virucidal)であり、もう一つは制菌作用即ち細
菌発育抑制作用である。殺菌活性は無機及び有機
物質両方の性質であり、そのような活性の利用
は、防腐剤、食品用殺菌剤、その他の諸殺菌剤、
殺胞子剤、殺ウイルス剤及び消毒剤の開発におか
ける実際的にかなり重要な問題である。 多数の無機物質は、それらが解離して出すイオ
ンの微生物に対する毒性或は細胞物質の酸化を或
る程度起す酸化剤としての活性のため、殺菌活性
を有する。殺菌剤として働く無機物質の中には塩
がある。塩が毒性物質として有効なその程度は、
主に塩の解離度、陰イオンの性質及び金属イオン
の原子価及び分子量に依存する。一般に二価の陽
イオンは一価の陽イオンより毒性が大きく、重い
金属の塩は軽い金属の塩より毒性が大きい。重い
金属の塩の殺菌活性は、蛋白物質に対するそれら
の陽イオンの親和力に起因する。細菌細胞の構成
蛋白質が不溶性プロテインナート(proteinate)
として析出すると細胞が死ぬ。しかし他の因子も
亦含まれている。 細菌の発育を抑制或は死滅させる過程は、種々
の影響を受ける。これらの影響の中で最も重要な
ものは反応物質の濃度、即ち殺菌性物質と存在す
る細菌の数の濃度である。その殺菌性物質の有効
濃度は、主に二つの他の因子に依存する。第一は
湿分の存在で、之はその物質の可能なイオン化を
起して殺菌剤を形成させ、その殺菌剤と微生物と
をよく接触させる懸濁媒体として働く。第二はそ
の殺菌剤が、微生物と接触する前に反応して殺菌
効果を不活性にする余計な有機性及び(又は)他
の物質の存在である。 金属塩又は金属錯化合物が殺菌剤として用いら
れてきた。殺菌剤として無機又は有機化合物の金
属塩又は金属キレートを用いることに関する従来
の特許の代表的なものには、米国特許として次の
番号のものがある、871392;991261;1679919;
1785472;2208253;2269891;2456727;
2494941;2878155;2900303;2901393;
2938828;3076834;3099521;3206398;
3240701;3262846;3266913;3681492及び
3782471。 重金属の塩は余計な有機或は他の物質によつて
急速に沈澱し、従つてそのような塩は初期の効果
的な濃度で初期細胞を殺すことはできるが、余計
な物質と金属との結合によつて有効濃度がむしろ
急速に低下し、それによつて細菌活性に有効な毒
性金属の量がなくなつていくことが細菌活性につ
いて確認されている。従つて無機塩は或る場合に
は水性の媒体に溶け、毒性金属物質として利用で
きる解離性を示すが、むしろ早く効果が低下し、
細菌作用を長期間に亘つて破壊即ち制御
(controlled)破壊するか或は阻止することはで
きない。一方有機酸の如き有機部分の金属塩又は
錯化合物は、例えば高度に可溶性の無機塩に比較
して通常あまり大きくない解離度を有する。従つ
て有機の金属塩又は金属錯化合物は、生存細胞の
環境中に存在する余計な有機物質に関し、比較的
大きな安定性をもち、動力学的に不活性である
が、それらの安定性が高いため一般に毒性効果が
低い。 この殺菌活性に関する簡単な背景の問題には、
更に細菌生育とそのような生育を助ける媒体の酸
性度或はアルカリ度との間の関係の問題がある。
生育できる水素イオン濃度は非常に低く、一般に
水素イオンは約10-4〜10-7モル/位の濃度であ
る。ほとんど全ての細菌は、約PH7.0(水素イオ
ン1×10-7モル/)で生育するが、最もよく繁
殖する最適PHは種類によつて変る。生育が可能な
最小と最大との限界は種類と共に広く変る。従つ
て細菌生育のPH範囲中の殺菌剤の活性度は、その
活性度が殺菌効力を決定するので考慮すべき非常
に重要な問題である。 実際上これまでの従来技術では、殺菌性金属組
成物によつて二つの極端な場合が得られているよ
うに思われる。一つは既知の金属化合物が大きな
解離度をもち、毒性金属イオンが迅速に解離して
イオン化物質を形成することにより迅速且つ多量
に得られる場合である。之等のイオン化物質は全
ての有効な配位子を飽和するように反応し、それ
によつて非常に狭い時間わく内で殺菌能力を不活
性にし、残留殺菌力を失い、長い期間には殺菌剤
として比較的効力のないものにする。他の場合と
して既知の金属化合物は比較的安定で本来非常に
小さな解離度しかもたないため、正常な生理学PH
範囲に亘つて最小量のイオン化物質を与え、従つ
て最小の生育抑制或は毒性能力しか与えない。 本発明は、微生物生育と両立する水素イオン濃
度で特に独特で効果的なものにするプロトンで起
きる解離性を有する殺菌性金属錯化合物の発見に
一部基いている。本発明による殺菌活性のための
活性成分は、金属イオンと多官能性有機配位子と
の金属錯化合物である。之等の金属錯化合物は、
大体生理学的PHの正常な範囲で非常に予期せざる
解離性を有することが判明している。解離性は、
金属イオン濃度の負の対数対水素イオン濃度の負
の対数を直角座標にプロツトすると(別名pM―
PH図として知られている)、S字型曲線即ちS字
のように二つの方向に曲つている曲線で表すこと
ができる。この殺菌性金属錯化合物の独特の解離
性は、細菌生育と両立するPHで錯化合物から毒性
金属イオンを制御遊離(controlled release)す
る点でそれら錯化合物を極めて効果的なものにし
ている。これらの殺菌剤は、バクテリア類、菌糸
類及びウイルス類を含む微生物に対し殺菌剤及び
細菌発育抑制剤として非常に効果的である。 本発明の他の独特な態様として、約9〜約12位
の高アルカリ性PHで非常に安定な殺菌性金属錯化
合物を与える。従つてそのような錯化合物は、ア
ルカリ性媒体中で非常に有利に用いられ、要求に
より殺菌活性物を制御遊離する。本発明の詳細な
記載及び後の実施例からよく分るように、本発明
の殺菌剤は広い範囲の種類の微生物に対し活性を
有する。 更に本発明は、別の態様として、生理学的PHの
正常な範囲即ち約4〜約9で毒性金属イオンを多
量に遊離する多官能性有機配位子の金属化合物を
用いることにより、従来殺菌剤については知られ
ていなかつた仕方で要求を満している。特に本発
明の殺菌剤は、約7〜8のPHでそれらの配位構造
から多量の毒性イオンを遊離し、ほとんど全ての
微生物が生育する約PH7で効果的に不安定であ
る。之等の殺菌剤は、通常析出を起す従来法の多
価水溶性塩と違つて有機部分に対し非常に安定で
比較的不活性である。このような殺菌剤は高いア
ルカリ性PHでさえも極めて安定である。しかし要
求により、之等の殺菌剤は、pM―PH図でS字型
曲線で示されるような独特の解離性により、ほと
んど全ての細菌が生育すると思われるPHで金属イ
オンを制御遊離する。細菌の生育に最も適したPH
で要求により解離し、容易に細菌の内部細胞構造
へ取り込まれる構造物質は、独特の発見によるも
のである。本発明の錯化合物は、有機配位子の性
質により、細菌細胞中或はそれを取り巻く環境中
に存在する余計な有機部分に対し特に安定にされ
ている。 従つて本発明の殺菌剤は、他の金属錯化合物即
ち金属陽イオンがエチレンジアミン四酢酸
(EDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸
(DTPA)、他のアミノ酸、或は同様な比較的安定
性の高い即ち化学的不活性なものによつて代表さ
れるような有機配位子と錯化合物を形成し、pM
―PH図でのS字型曲線で表わされる毒性金属イオ
ンの制御遊離或は解離を起さない他の金属錯化合
物とは区別さるべきものである。むしろ既知の金
属錯化合物は、それらの安定性及び化学的不活性
により、正常な生理学的PH範囲に亘つてむしろ直
線状にわずかな程度に解離する傾向を示してい
る。 更に本発明は、イオン特性により高濃度の水溶
性をもつことができ、安定な形で留まる殺菌性金
属錯化合物を与える。この中性、酸性或はアルカ
リ性の水媒体中に溶解する性質により、要求によ
り生理学的PH環境で毒性金属イオンを生成するこ
とが可能な濃度を生ずることができる。そのよう
な溶解度性は、金属陽イオン―陰イオン成分を用
い、水性媒体中に実質的に不溶性の従来技術によ
るむしろ不溶性の金属化合物、或は可溶性ではあ
るが極めてわずかしか解離しないような錯化状態
で金属イオンが結合しており、従つて毒性作用に
はほとんど利用できない金属錯化合物とは区別さ
るべきものである。 本発明の殺菌剤は重金属イオンと多官能性有機
配位子との金属イオン対多官能性有機配位子1:
1のモル比の錯化合物からなり、該多官能性有機
配位子はα―ヒドロキシもしくはメルカプト脂肪
族ジカルボン酸及びα―ヒドロキシもしくはメル
カプト脂肪族トリカルボン酸から成る群より選ば
れ、その錯化合物はpM―PH図のプロツトでS字
型曲線で表わされる解離性を有する。金属錯化合
物の特別の例は、クエン酸一銅()の二ナトリ
ウム、二カリウムまたは二リチウム塩で表わされ
るクエン酸二アルカリ一銅()である。之等の
クエン酸二アルカリ一銅は、約7〜約9のPH範囲
内の点で二方向の曲線がぶつかるS字型曲線で表
わされる解離性を有する。之等の一銅()錯化
合物は約9〜約12位の塩基性媒体中で非常に安定
であり、約1012―約1013のオーダーの有効安定度
定数Keffを有することが確認されている。しか
し之等のクエン酸一銅()のKeffは約7〜8
のPHでは約105〜約108のオーダーである。従つて
約7〜8のPH付近では、クエン酸一銅()錯化
合物の有効安定度定数はかなり低く(千〜数十万
分の一位低い)、かなりの濃度の遊離Cu〓が毒性
或は安定化活性度のために利用できる。例えばそ
の錯化合物の銅の約10%が約PH7付近でイオン化
状態にあるのに対し、約PH9付近では銅の約0.1
%しかイオン化されていない。この事は銅の如き
多価金属のEDTA又はポリアミン錯化合物に対し
ては当てはまらないであろう。なぜならその安定
度定数(1014〜1016)は正常な7〜9のPHでは非常
にわずかしか変動しないからである。そのような
EDTA錯化合物は安定度定数に対してPH効果を示
すが、約7〜約9のPH値でプロトン惹起解離
(proton induced dissociation)により限界効果
に達する滑らかで単調な曲線で表わされ、約PH7
付近での約0.001%から約PH9付近での0.00001%
程度のわずかなイオン化物質しか生じない。これ
らの安定化或は殺菌性錯化合物は約3〜約12のPH
範囲に亘つて働くことが分るであろう。約PH12よ
り上では錯化合物はアルカリ性媒体によつて破壊
され、媒体から水和金属酸化物として沈澱する傾
向がある。約PH6より下即ち約3〜約6では、金
属錯化合物の不安定性は溶液中高濃度の遊離Cu
〓を生じ、上述の如く殺菌性及び他の安定化機能
に影響を与えるであろう。約7〜約9の中間範囲
では制御遊離が最も効果的に行なわれる。即ち、
之等の錯化合物は約7〜9のPH範囲で錯化金属の
約10%〜約0.1%の金属イオンを制御遊離し、そ
られ金属イオンは配位結合、殺菌作用及び安定化
機能に利用することができる。 本発明による現在好ましい具体例として、多官
能性有機配位子の他の金属錯化合物も、標準pM
―PH図でS字型曲線を示すことを特徴とする解離
性を示す本発明の型に応ずることが明らかになる
であろう。例えば本発明の一金属・多官能性有機
配位子錯化合物に基づき、亜鉛、ニツケル、クロ
ム、ビスマス、水銀、銀、コバルト及び他の同様
な重金属陽イオンを含む一価又は多価、特に二価
及び多価陽イオンの他の金属イオンを用いること
ができる。重い方の金属の錯化合物は軽い方の金
属よりも一層毒性が大きいと考えられている。他
の多官能性有機配位子を、本発明の好ましい具体
例として特に例示したクエン酸の代りに用いても
よい。しかしクエン酸部分は約8.5のPHで好まし
い緩衝作用を与えるが、この事はそのような金属
錯化合物で安定化される金属作用流体の別の利点
である。他の多官能性配位子の中には、多様なα
あるいはβ―ヒドロキシ脂肪族ジ又はトリカルボ
ン酸の種類があり、その中にもクエン酸も入る。
αあるいはβ―メルカプト脂肪族ジ又はトリカル
ボン酸も本発明の金属錯化合物の分子型に入れる
ことができ、同様な結果が得られる。一般に金属
錯化合物の式から言つて、銅とクエン酸との一金
属錯化合物は次の構造式(A)及び(B)のどちらかによ
つて示される錯化合物の式に相当する。 (A)型は自由エネルギーを考えると好ましい型で
あると考えられる。(A)又は(B)によつて表わされる
錯化合物構造へ導入される一つのプロトンは、安
定な5又は6員環の形成を防げる。プロトンの導
入により酢酸基電子供与体の配位により7員環の
みが形成される。従つて錯化合物分子は解離し、
毒性又は安定化効果のための金属イオンを与え
る。之に対してEDTA或は他のポリアミンの金属
錯化合物は、解離するのに四つ以上のプロトンを
必要とし、従つて酸性度が大きく、之がpM―PH
図でそのような錯化合物によつて示されるPH効果
が小さいことの原因になつている。 (A)及び(B)の構造の形は次のモデルで一般的に表
わすことができる。 (モデルA) (モデルB) 上記モデルで、実線部分は分子の骨格構造中の
原子間の化学結合を表し、X,Y及びZは電子対
供与体を表わし、(R)は原子状又は分子状部分
又は基を表わし、Mは金属を表わし、Xのプロト
ン親和力はZ,Y或はRのそれより大きい。従つ
て他のルイス塩基プロトン対及び他の金属イオン
が之等の構造モデルで酸素、二価銅或はそのこと
のための炭素原子と置換されていて、pM―PH図
でS字型曲線で示されるように、一個のプロトン
又は同様な挙動を示す物質の導入により同様に解
離する分子を与えるようになつていてもよいこと
は分子であろう。従つて分子モデルは本発明の安
定化剤の二者択一的な式である。 本発明及びその種々の具体例及び利点は、錯化
合物の調製及びそれらの活性度を例示する次の実
施例、詳細な説明及び付図を参照することにより
一層よく理解できるであろう。 錯化合物の調製 A クエン酸二リチウム一銅() クエン酸リチウム10ミリモルを10mlの水に溶解
した。この溶液に10ミリモルの塩化第二銅
(CuCl2・2H2O)を撹拌しながら徐々に添加し
た。深青色の溶液が形成された。之を10mlの水酸
化リチウム(LiOH・H2O)で約7のPHへ中和し
た。この溶液を蒸発して乾燥すると深青色の半結
晶質固体を生ずる。この固体を粉砕して微粉末に
し、塩化リチウムを50mlの乾燥メタノールを用い
て5回35℃で抽出した。後に残つた青色の固体か
ら真空下でメタノールを除去し乾燥した。その塩
を水―有機溶媒系を用いて結晶化させようとした
が、明らかに塩が極めて吸湿性で、イオン化分子
の負電荷が大きいため得られた固体は微結晶乃至
無定形であつた。次の式は後に記載する分析及び
構造の説明に基づき銅とクエン酸との1:1の錯
化合物に対し次の式が提案されている。 Li2CuC6H4O7・XH2O 水和度により、分子量(formula weight)(F.
W.)とそれに対応する銅含有量の%は次のよう
になる。 Li2CuC6H4O7・XH2O F.W.265.51(X=0),Cu%=23.93 F.W.283.53(X=1),Cu%=22.41 F.W.301.54(X=2),Cu%=21.07 F.W.319.56(X=3),Cu%=19.88 固体錯化合物の種々の乾燥試料の観察された銅
含有量は20%〜23%の範囲であつた。化合物
(1:1固体錯化合物)は極めてよく水に溶解し
た。2モル位の濃度の溶液は全く容易につくるこ
とができた。11.5のPH迄、化合物の水に対する溶
解度に影響はなかつた。このPHを超えると錯化合
物は分解して緑褐色の析出物である恐らく水和銅
酸化物と思われるものを生ずる。1:1固体錯化
合物は、その調製中に形成された塩化リチウムを
除去しても或は除去しなくても安定化剤として用
いることができる。 B クエン酸二ナトリウム一銅() (1) 塩化銅とクエン酸ナトリウムの等モル溶液を
上記Aと同様に水に添加して約5のPHをもつ深
青色の溶液を得た。この溶液丁度50mlを分離漏
斗に入れた。等体積の無水アセトンを添加し、
漏斗を振とうし、混合した。放置すると二相の
系が生じた。漏斗の底には青色液体相が約25ml
の減少した量で存在し、上層(約75ml)はわず
かに曇つた無色で、振とうする前に透き通つて
いた。青色液体(油状粘稠性)を漏斗からスト
ツプコツクを通して取り出し、第二の別の漏斗
に収集した。曇つた表面層をビーカーに入れ水
蒸気浴上で蒸発して乾燥した。無水アセトン約
25mlを第二の別の漏斗に添加すると、ほとんど
直ちに漏斗の底にプラスチツク状のものを形成
し、それはそれまでそこに存在していた油状液
体とは異なつていた。プラスチツク状のものの
上の表面層を第二ビーカーに入れ、表面層2と
記した。蒸留水をプラスチツク状のものに添加
すると直ちに再溶解した。再溶解物質の全量を
25mlに調節し、再び粘稠油状液体を形成させ
た。表面層1を蒸発乾燥させた後、乾燥残渣を
顕微鏡で調べると明確なおびただしい数の塩化
ナトリウム結晶が存在していることが分つた。
表面層2の蒸発により、わずかな数の明確な塩
化ナトリウム結晶を含む非常に微細な粉末残渣
が生じた。二度抽出した青色油状溶液を銅含有
量に関して分析すると、その溶液は約125mg/
の銅を含むことが分つた。それは最初約65
mg/含んでいた金属錯化合物の濃度を表わし
ている。表面層2中の塩化ナトリウムの量が大
きく減少したことは、汚染物である副生成物の
塩の大部分が除去されたことを示している。濃
縮物の一部を蒸発させると、明確な結晶物質が
見られた。 (2) 前のパラグラフ(1)の方法をくり返した。但
し、最初に形成された青色溶液のPH調節を約PH
5から約PH7へ、KOH溶液で形成したHCIを
中和することにより行なつた。抽出及び蒸発工
程を上の如く行なつた後、金属錯化合物の濃縮
物が得られ、それを蒸発させると明確な結晶物
質を生じた。 (3) パラグラフ(1)の場合の如く、硫酸銅とクエン
酸ナトリウムの等モル量を一緒にし、次いで
NaOHでPHを約7に調節した。上述の如き得ら
れた青色溶液の抽出及び蒸発工程により、眼で
識別できる結晶構造物をもたない無定形粉末を
生じた。 後に記載する構造及び分析の説明に基づき上記
パラグラフ(1)〜(3)で調製したクエン酸二ナトリウ
ム一銅()に対して次の式を提出する。 Na2CuC6H2O7・XH2O C クエン酸二ナトリウム一亜鉛 次の成分を用い、上記Bの銅錯化合物に類似の
安定化剤亜鉛錯化合物を調製した。 50ml 冷水 29.4g クエン酸三ナトリウム二水和物 13.6g 塩化亜鉛(ZnCl2) 濃HCl NaOHペレツト ZnCl2を乳ばちと乳棒を用いて微粒子に粉砕
し、次いで水に溶解した。PHをHClで0.5〜1.0に
調製した。クエン酸ナトリウムをゆつくり添加す
ると共に、HClを添加しPHを1.0より低く保持し
た。全部を溶解した時、溶液をNaOHペレツトで
ゆつくり中和した。PH7.2で溶液中に残つた物質
を傾瀉し、8.5―9.0のPHに調節し、次いで2倍の
体積の50:50メタノール・アセトン溶液で抽出し
た。ウオツトマン(Whatman)#42紙を用い
たブツヒナ―漏斗上でその物質を収集した。別法
として溶液を70℃で真空乾燥することもできる。 D クエン酸二ナトリウム一ニツケル ニツケル錯化合物安定化剤を次の成分を用いて
調製した: 40ml 冷水 38.4g 無水クエン酸 47.5g 塩化ニツケル(NiCl2)微粉末 NaOHフレーク クエン酸を水に溶解した。PHを常に調べながら
ニツケル塩をゆつくり添加した。全ての材料を溶
解した後、NaOHフレークをゆつくり添加し(熱
の発生を最小にする)、PHを4.0〜5.0に調節し
た。約117mg/mlのNi〓を含む約100mlの液が得
られた。 E クエン酸二ナトリウム一水銀 水銀錯化合物安定化剤を次の成分を用いて調製
した。 40ml 水 2.2g 酸化水銀(HgO) 1.9g クエン酸無水物 NaOHペレツト クエン酸を水に溶解し、溶液を50℃以下へ温め
た。HgOを激しく撹拌しながらゆつくり添加
し、溶液が透明になる迄反応させた。PHをNaOH
ペレツトで調節し、温度が50℃を越えないように
した。生成物質を上記Cの亜鉛錯化合物について
記述した方法のいずれかで結晶化してもよい。 金属錯化合物の解離度の決定 上記技術により調製された1:1銅クエン酸錯
化合物の解離性を銅()イオン特性電極〔(オ
リオン・カツパーOrion Copper)特性電極〕
を用いて3―12のPH範囲に亘つて決定した。銅ク
エン酸1:1溶液の試料50ml(0.0068モル)をPH
3,4,5,6,7,8,9,10,11及び12に調
節し、夫々銅イオン特性電極を用いて遊離銅イオ
ン濃度を測定した。記載のPHで次の遊離銅イオン
濃度値が得られた。そして銅イオン濃度の負の対
数を決定した。
The present invention relates to a disinfectant containing a metal complex compound of a metal ion and a polyfunctional organic ligand as an active ingredient. Many types of substances have toxic effects on microorganisms. Bactericidal substances have two types of activity. That is, one is bactericidal (bactericidal, germicidal) or virucidal (virucidal), which involves killing microorganisms, and the other is bacteriostatic, that is, bacterial growth inhibition. Bactericidal activity is a property of both inorganic and organic substances, and the use of such activity is important in preservatives, food disinfectants, and other disinfectants.
This is an issue of considerable practical importance in the development of sporicides, virucides and disinfectants. Many inorganic substances have bactericidal activity due to the toxicity of the ions they dissociate and give off, which are toxic to microorganisms or act as oxidizing agents, causing some degree of oxidation of cellular material. Among the inorganic substances that act as disinfectants are salts. The extent to which salt is effective as a toxic substance is
It mainly depends on the degree of dissociation of the salt, the nature of the anion and the valence and molecular weight of the metal ion. In general, divalent cations are more toxic than monovalent cations, and salts of heavy metals are more toxic than salts of lighter metals. The bactericidal activity of heavy metal salts is due to the affinity of their cations for protein substances. The constituent proteins of bacterial cells are insoluble proteinates.
If it precipitates as a substance, the cell will die. But other factors are also involved. The process of inhibiting or killing bacterial growth is influenced by various factors. The most important of these influences is the concentration of the reactants, ie the concentration of the bactericidal substance and the number of bacteria present. The effective concentration of the bactericidal substance depends primarily on two other factors. The first is the presence of moisture, which causes possible ionization of the substance to form the disinfectant and acts as a suspending medium to bring the disinfectant into good contact with the microorganisms. The second is the presence of extra organic and/or other substances that react and render the disinfectant inactive before the disinfectant comes into contact with microorganisms. Metal salts or metal complex compounds have been used as fungicides. Representative prior patents relating to the use of metal salts or metal chelates of inorganic or organic compounds as fungicides include U.S. patent numbers 871392; 991261; 1679919;
1785472; 2208253; 2269891; 2456727;
2494941; 2878155; 2900303; 2901393;
2938828; 3076834; 3099521; 3206398;
3240701; 3262846; 3266913; 3681492 and
3782471. Salts of heavy metals are rapidly precipitated by extraneous organic or other materials, so while such salts can kill initial cells at an initial effective concentration, the combination of extraneous materials and metals is It has been confirmed for bacterial activity that binding causes a rather rapid reduction in the effective concentration, thereby eliminating the amount of toxic metal that is effective for bacterial activity. Therefore, in some cases, inorganic salts dissolve in aqueous media and exhibit dissociative properties that allow them to be used as toxic metal substances, but their effectiveness decreases rather quickly.
Bacterial action cannot be destroyed or controlled or prevented for long periods of time. On the other hand, metal salts or complex compounds of organic moieties, such as organic acids, usually have a degree of dissociation that is not very large compared to, for example, highly soluble inorganic salts. Organic metal salts or metal complexes therefore have relatively great stability and are kinetically inert with respect to the extraneous organic substances present in the environment of living cells, but their stability is high. Therefore, toxic effects are generally low. A brief background question regarding this bactericidal activity includes:
There is also the problem of the relationship between bacterial growth and the acidity or alkalinity of the medium that supports such growth.
The hydrogen ion concentration that allows growth is very low, and generally the hydrogen ion concentration is about 10 -4 to 10 -7 mol/place. Almost all bacteria grow at a pH of about 7.0 (1 x 10 -7 mol/hydrogen ion), but the optimum pH at which they grow best varies depending on the species. The minimum and maximum limits for growth vary widely with species. Therefore, the activity of a bactericide within the PH range of bacterial growth is a very important issue to consider since its activity determines its bactericidal efficacy. In practice, the prior art appears to provide two extreme cases with germicidal metal compositions. One is when the known metal compound has a large degree of dissociation and the toxic metal ion can be obtained quickly and in large quantities by dissociating quickly to form an ionized substance. These ionized substances react in such a way as to saturate all the available ligands, thereby inactivating their bactericidal capacity within a very narrow window of time, losing their residual bactericidal power, and over a long period of time rendering the bactericidal agent inactive. make it relatively ineffective. In other cases, known metal compounds are relatively stable and have an inherently very small degree of dissociation, so normal physiological pH
It provides the least amount of ionized material over the range and therefore the least growth inhibiting or toxic potential. The present invention is based in part on the discovery of bactericidal metal complex compounds with proton-induced dissociative properties that make them particularly unique and effective at hydrogen ion concentrations that are compatible with microbial growth. The active ingredients for fungicidal activity according to the invention are metal complex compounds of metal ions and polyfunctional organic ligands. Metal complex compounds such as
It has been found to have very unexpected dissociative properties within the normal range of approximately physiological PH. Dissociative is
Plotting the negative logarithm of the metal ion concentration versus the negative logarithm of the hydrogen ion concentration on rectangular coordinates (also known as pM -
(known as a PH diagram), can be represented by an S-shaped curve, that is, a curve that curves in two directions like an S-shape. The unique dissociative properties of bactericidal metal complexes make them extremely effective in the controlled release of toxic metal ions from the complex at pHs that are compatible with bacterial growth. These disinfectants are highly effective as disinfectants and bacterial growth inhibitors against microorganisms including bacteria, mycelia, and viruses. Another unique embodiment of the present invention provides a bactericidal metal complex compound that is highly stable at high alkaline PH's of about 9 to about 12. Such complex compounds can therefore be used with great advantage in alkaline media to provide controlled release of fungicidal actives on demand. As will be well seen from the detailed description of the invention and the examples that follow, the fungicides of the invention are active against a wide variety of microorganisms. Further, in another aspect, the present invention provides a method for eliminating conventional disinfectants by using a metal compound of a polyfunctional organic ligand that liberates a large amount of toxic metal ions at a normal physiological pH range of about 4 to about 9. fulfills the requirement in a way not known for. In particular, the fungicides of the present invention liberate large amounts of toxic ions from their coordination structure at a pH of about 7-8 and are effectively unstable at about a pH of 7, where almost all microorganisms grow. These fungicides are very stable and relatively inert towards organic moieties, unlike conventional polyhydric water-soluble salts which usually precipitate. Such fungicides are extremely stable even at high alkaline PH. However, due to demand, these disinfectants release metal ions in a controlled manner at the pH at which almost all bacteria are expected to grow, due to their unique dissociation properties as shown by the S-shaped curve in the pM-PH diagram. The most suitable pH for bacterial growth
The structural material, which can be dissociated on demand and easily incorporated into the internal cellular structure of bacteria, is a unique discovery. The nature of the organic ligands makes the complexes of the invention particularly stable towards extraneous organic moieties present in the bacterial cell or in its surrounding environment. Therefore, the fungicides of the present invention may contain other metal complexes, i.e. metal cations, such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), other amino acids, or similar relatively stable i.e. chemical compounds. Forms complexes with organic ligands, such as those represented by inert ones, and pM
- It should be distinguished from other metal complex compounds that do not cause controlled release or dissociation of toxic metal ions, which is represented by an S-shaped curve in the PH diagram. Rather, known metal complex compounds, due to their stability and chemical inertness, show a tendency to dissociate to a small extent rather linearly over the normal physiological PH range. Furthermore, the present invention provides bactericidal metal complex compounds which, due to their ionic properties, can have high concentrations of water solubility and remain in a stable form. This property of solubility in neutral, acidic or alkaline aqueous media makes it possible to generate concentrations capable of producing toxic metal ions in physiological PH environments as required. Such solubility is achieved by using metal cation-anion components, rather insoluble metal compounds according to the prior art which are substantially insoluble in the aqueous medium, or complexes which are soluble but only slightly dissociated. They should be distinguished from metal complexes, in which metal ions are bound in the state and are therefore hardly available for toxic effects. The disinfectant of the present invention has a combination of heavy metal ions and polyfunctional organic ligands (1):
1, the polyfunctional organic ligand is selected from the group consisting of α-hydroxy or mercaptoaliphatic dicarboxylic acids and α-hydroxy or mercaptoaliphatic tricarboxylic acids, and the complex has a pM -Has a dissociative property represented by an S-shaped curve in the PH diagram plot. A particular example of a metal complex compound is di-alkali cupric citrate ( ), represented by the disodium, dipotassium or dilithium salt of monocopper citrate ( ). These dialkali monocopper citrates have dissociative properties represented by an S-shaped curve where the two curves meet at a point within the PH range of about 7 to about 9. These monocopper () complexes have been found to be very stable in basic media at positions from about 9 to about 12, with an effective stability constant K eff on the order of about 10 12 - about 10 13 . ing. However, the K eff of monocopper citrate () is about 7 to 8.
The pH is on the order of about 10 5 to about 10 8 . Therefore, around a pH of about 7 to 8, the effective stability constant of copper citrate complex is quite low (1000 to 100,000 times lower), and a considerable concentration of free Cu〓 may be toxic or can be used for stabilizing activity. For example, about 10% of the copper in the complex is in an ionized state around pH 7, while about 0.1% of copper is in an ionized state around pH 9.
% is ionized. This may not be the case for EDTA or polyamine complexes of polyvalent metals such as copper. This is because its stability constant (10 14 to 10 16 ) varies very little at a normal pH of 7 to 9. like that
EDTA complex compounds exhibit a PH effect on stability constant, and are represented by a smooth, monotonous curve that reaches a limit effect due to proton induced dissociation at a PH value of about 7 to about 9.
Approximately 0.001% in the vicinity to 0.00001% in the vicinity of approximately PH9
Only a small amount of ionized material is produced. These stabilizing or fungicidal complex compounds have a pH of about 3 to about 12.
It will be seen that it works over a range. Above about PH12, the complex compounds tend to be destroyed by the alkaline medium and precipitate from the medium as hydrated metal oxides. Below about pH 6, i.e. from about 3 to about 6, the instability of the metal complex is due to the high concentration of free Cu in solution.
〓, which would affect bactericidal properties and other stabilizing functions as described above. Controlled release is most effective in the intermediate range of about 7 to about 9. That is,
These complex compounds can control the release of about 10% to about 0.1% of the complexed metal ions in the pH range of about 7 to 9, and the released metal ions can be used for coordination, bactericidal and stabilizing functions. can do. In presently preferred embodiments according to the invention, other metal complex compounds of polyfunctional organic ligands may also be used at standard pM
- It will be clear that this corresponds to the type of the present invention which exhibits dissociative properties characterized by an S-shaped curve in the PH diagram. For example, based on the monometallic polyfunctional organic ligand complex compounds of the invention, monovalent or polyvalent, especially divalent Other metal ions, both valent and polyvalent cations, can be used. Complexes of heavier metals are believed to be more toxic than lighter metals. Other polyfunctional organic ligands may be used in place of citric acid, which is specifically exemplified as a preferred embodiment of the invention. However, the citric acid moiety provides a favorable buffering effect at a pH of about 8.5, which is another advantage of metal working fluids stabilized with such metal complex compounds. Among other polyfunctional ligands are various α
Alternatively, there are types of β-hydroxy aliphatic di- or tricarboxylic acids, among which citric acid is also included.
α- or β-mercapto aliphatic di- or tricarboxylic acids can also be included in the molecular form of the metal complex compounds of the present invention with similar results. Generally speaking, in terms of the formula of a metal complex compound, a monometallic complex compound of copper and citric acid corresponds to the formula of a complex compound represented by either of the following structural formulas (A) and (B). Type (A) is considered to be a preferable type in terms of free energy. One proton introduced into the complex structure represented by (A) or (B) prevents the formation of a stable 5- or 6-membered ring. Upon introduction of a proton, only a 7-membered ring is formed by coordination of the acetate group electron donor. Therefore, the complex compound molecules dissociate,
Provide metal ions for toxic or stabilizing effects. In contrast, metal complexes of EDTA or other polyamines require four or more protons to dissociate, and are therefore highly acidic;
This is responsible for the small PH effect exhibited by such complex compounds in the figure. The structures of (A) and (B) can be generally expressed by the following model. (Model A) (Model B) In the above model, the solid line portion represents the chemical bond between atoms in the skeletal structure of the molecule, X, Y and Z represent electron pair donors, (R) represents an atomic or molecular moiety or group, and M represents a metal, and the proton affinity of X is greater than that of Z, Y or R. Therefore, if other Lewis base proton pairs and other metal ions are substituted for oxygen, divalent copper, or for that matter carbon atoms in these structural models, they will form an S-shaped curve in the pM-PH diagram. As shown, the introduction of a single proton or a substance exhibiting similar behavior may be adapted to give a molecule that similarly dissociates. The molecular model is therefore an alternative formula for the stabilizer of the invention. The present invention and its various embodiments and advantages will be better understood by reference to the following examples, detailed description, and accompanying figures which illustrate the preparation of complex compounds and their activity. Preparation of complex compound A Dilithium citrate cuprous () 10 mmol of lithium citrate was dissolved in 10 ml of water. To this solution, 10 mmol of cupric chloride (CuCl 2 .2H 2 O) was slowly added with stirring. A deep blue solution was formed. It was neutralized with 10 ml of lithium hydroxide (LiOH.H 2 O) to a pH of about 7. Evaporation of this solution to dryness yields a deep blue semi-crystalline solid. The solid was ground to a fine powder and the lithium chloride was extracted five times with 50 ml of dry methanol at 35°C. The remaining blue solid was freed of methanol under vacuum and dried. Attempts were made to crystallize the salt using a water-organic solvent system, but the resulting solid was microcrystalline to amorphous because the salt was apparently extremely hygroscopic and the ionized molecules had a large negative charge. The following formula has been proposed for a 1:1 complex compound of copper and citric acid based on the analysis and structural explanation described later. Li 2 CuC 6 H 4 O 7・XH 2 O Depending on the degree of hydration, the molecular weight (formula weight) (F.
W.) and the corresponding % copper content are: Li 2 CuC 6 H 4 O 7・XH 2 O FW265.51 (X = 0), Cu% = 23.93 FW283.53 (X = 1), Cu% = 22.41 FW301.54 (X = 2), Cu% = 21.07 FW319.56 (X=3), Cu%=19.88 The observed copper content of various dried samples of the solid complex compound ranged from 20% to 23%. The compound (1:1 solid complex) was very well soluble in water. Solutions with concentrations on the order of 2 molar could be prepared quite easily. Up to a pH of 11.5, the water solubility of the compound was not affected. Above this pH, the complex decomposes to form a greenish-brown precipitate, probably hydrated copper oxide. The 1:1 solid complex compound can be used as a stabilizer with or without removal of the lithium chloride formed during its preparation. B Disodium Citrate Cuprous (1) An equimolar solution of copper chloride and sodium citrate was added to water in the same manner as in A above to obtain a deep blue solution with a pH of about 5. Exactly 50 ml of this solution was placed in a separatory funnel. Add an equal volume of anhydrous acetone,
Shake the funnel to mix. Upon standing, a two-phase system formed. The bottom of the funnel contains approximately 25ml of blue liquid phase.
was present in reduced amounts and the upper layer (approximately 75 ml) was slightly cloudy and colorless, becoming clear before shaking. The blue liquid (oily consistency) was removed from the funnel through a stopcock and collected in a second separate funnel. The cloudy surface layer was placed in a beaker and evaporated to dryness on a steam bath. Anhydrous acetone approx.
When 25 ml was added to a second separate funnel, almost immediately a plastic-like substance formed at the bottom of the funnel, which was different from the oily liquid that had been there previously. The surface layer on top of the plastic was placed in a second beaker and designated as surface layer 2. Distilled water was added to the plastic and it immediately redissolved. The total amount of redissolved material
The volume was adjusted to 25 ml, again forming a viscous oily liquid. After the surface layer 1 has been evaporated to dryness, microscopic examination of the dried residue reveals the presence of numerous distinct sodium chloride crystals.
Evaporation of the surface layer 2 resulted in a very fine powder residue containing only a few well-defined sodium chloride crystals. When the twice-extracted blue oil solution was analyzed for copper content, the solution was approximately 125 mg/
It was found that it contains copper. It was initially about 65
mg/represents the concentration of the metal complex compound contained. The significant reduction in the amount of sodium chloride in the surface layer 2 indicates that most of the contaminant by-product salts have been removed. Upon evaporation of a portion of the concentrate, a distinct crystalline material was seen. (2) The method of previous paragraph (1) was repeated. However, the pH of the initially formed blue solution should be adjusted to approximately PH.
5 to approximately 7 by neutralizing the HCI formed with KOH solution. After carrying out the extraction and evaporation steps as above, a concentrate of the metal complex was obtained, which on evaporation yielded a well-defined crystalline material. (3) As in paragraph (1), combining equimolar amounts of copper sulfate and sodium citrate and then
The pH was adjusted to approximately 7 with NaOH. Extraction and evaporation steps of the resulting blue solution as described above resulted in an amorphous powder with no visually discernible crystalline structure. Based on the structural and analytical descriptions provided below, the following formula is submitted for disodium cuprous citrate () prepared in paragraphs (1)-(3) above. Na 2 CuC 6 H 2 O 7 ·XH 2 O C Disodium citrate monozinc A stabilizer zinc complex compound similar to the copper complex compound B above was prepared using the following ingredients. 50 ml Cold water 29.4 g Trisodium citrate dihydrate 13.6 g Zinc chloride (ZnCl 2 ) Concentrated HCl NaOH pellets ZnCl 2 was ground into fine particles using a mortar and pestle and then dissolved in water. The PH was adjusted to 0.5-1.0 with HCl. Sodium citrate was added slowly and HCl was added to keep the pH below 1.0. When everything was dissolved, the solution was slowly neutralized with NaOH pellets. The material remaining in the solution was decanted at pH 7.2, the pH was adjusted to 8.5-9.0, and then extracted with twice the volume of 50:50 methanol-acetone solution. The material was collected on a Butchner funnel using Whatman #42 paper. Alternatively, the solution can be dried under vacuum at 70°C. D Disodium Citrate Mono-Nickel A nickel complex compound stabilizer was prepared using the following ingredients: 40 ml cold water 38.4 g anhydrous citric acid 47.5 g nickel chloride (NiCl 2 ) finely powdered NaOH flakes Citric acid was dissolved in water. Nickel salt was slowly added while constantly checking the pH. After all materials were dissolved, NaOH flakes were added slowly (to minimize heat generation) and the PH was adjusted to 4.0-5.0. Approximately 100 ml of liquid containing approximately 117 mg/ml of Ni was obtained. E Disodium Citrate Monomercury A mercury complex compound stabilizer was prepared using the following ingredients. 40ml Water 2.2g Mercury oxide (HgO) 1.9g Citric acid anhydride NaOH pellets Citric acid was dissolved in water and the solution was warmed to below 50°C. HgO was slowly added while stirring vigorously, and the reaction was allowed to proceed until the solution became clear. PH NaOH
The temperature was controlled with pellets so that it did not exceed 50°C. The product material may be crystallized by any of the methods described for the zinc complex compounds of C above. Determination of the degree of dissociation of metal complex compounds The dissociation degree of the 1:1 copper-citrate complex compound prepared by the above technique was determined using a copper () ion characteristic electrode [(Orion Copper) characteristic electrode]
over the PH range of 3-12. A 50 ml (0.0068 mol) sample of copper citric acid 1:1 solution was adjusted to PH
The free copper ion concentration was measured using a copper ion characteristic electrode. The following free copper ion concentration values were obtained at the stated pH: Then, the negative logarithm of copper ion concentration was determined.

【表】 之等のデーターから、pM―PH曲線を描いて遊
離Cu〓イオン濃度とPHとの関係を、付図に例示
する如く求めた。付図は金属イオン濃度の―log
対水素イオン濃度の―log(即ちpM対PH)を上記
表に記載の点で直角座標上にプロツト(実線)し
たものである。このプロツトは、金属錯化合物の
プロトン惹起解離性を表わすS字型曲線を示す。
約9〜12のPH範囲では錯化合物は非常に安定で、
遊離Cu〓濃度は低い。約7のPHでは錯化合物は
比較的不安定であり、遊離Cu〓へかなり解離
し、安定化機能を可能にする。約7〜約9の範囲
ではCu〓は制御遊離に利用でき、錯化合物から
Cu〓が約10%〜約0.1%解離する。この予期せざ
る解離対PH挙動は、錯化合物が金属作用組成物の
ための殺菌或は安定化剤として極めて効果的なも
のにしている。 之に対してCu EDTA錯化合物曲線は付図中点
線で示されているが、之はA.Ringbomにより
Complexation in Analytical Chemistry(1963
年ニユーヨーク J.Wiley&Sons出版、第360
頁)に報告されている。例示した如くCu EDTA
錯化合物に対するPH効果は、プロトン惹起解離に
より約PH7―9で限界効果に達する滑らかで単調
な曲線で表わされ、例えばわずか約0.001%〜
0.00001%のイオン化物質しか生じない。 金属対クエン酸1:1の比の錯化合物は、M.
Bobtelsky及びJ.Jordan,J.Amer.Chem.Soc.,
67,1824(1945)の報文中に、希釈溶液中に存在
することが示唆されているようである。しかしそ
れらの誘導体の顕著な殺菌或はエマルジヨン安定
化活性度或は乳化粒子と配位構造を形成する能力
について報告した者は未だいない。更にそれらの
錯化合物はここに詳述するような金属作用液体の
独特な性質をもつてともに発見されている。 更に、クエン酸二アルカリ一銅()の固体金
属錯化合物が調製されたが、それらの固体形は全
く予想もしないものであつた。そのような金属錯
化合物の高濃度の溶液を作ることもできた。之等
の錯化合物の性質は、次の分析法を用いて明確に
決定された。即ち:(1)ヨウ(Yoe)及びジヨーン
ズ(Jones)により導入されたモル比法〔Yoe,
J.H.&Jones,A.L.:Ind.Eng.Chem.Anal.16
111(1944)〕;(2)ジヨブ(Job)が導入し、ヴオ
スバーグ(Vosburg)及びクーパー(Cooper)
により修正された連続変化法〔Vosburg,W.C.
&Cooper,G.R.:J.Am.Chem.Soc.63,437
(1941)〕;(3)錯化合物形成のPH依存性及び(4)錯化
合物の見掛けの安定定数の決定である。可視及び
紫外線スペクトルを含むスペクトル分析、PH決定
及び赤外スペクトル測定を、1:1銅()クエ
ン酸錯化合物の形成及び分子組成物についての発
見事項を確認する付加的手段として用いた。 ここで、殺菌剤或は安定化剤として用いる1:
1銅錯化合物は、極めて溶解性でそのような錯化
合物がイオン性であることを示している。この事
は更に電気泳動実験で陽極の方へ錯化合物溶液の
着色帯が移動する現象によつても裏付けられてい
る。可視及びUVスペクトルは1:1化合物の形
成を示している。(B)型構造の錯化合物を形成する
全反応は次の通りであると思われる。 (1) (2) abs=〔Cu−クエン酸根−2〕〔H〕/〔Cu
+2
〕〔クエン酸根−3〕 Keff=〔Cu−クエン酸根−2〕/〔Cu+2〕〔
クエン酸根−3〕 斯様に、-COO-基のみが錯化する代りに、ア
ルコール、―OH、がイオン化し、配位結合に含
まれている。之は安定な5員環及び恐らく6員環
を形成する。従つて反応は、生成H+が反応の進
行に伴なつて除去されるに従つてOH-(塩基)
によつて右へ進行する(安定化される)。之は非
常に大きな有効安定度定数Keffをもたらす。そ
のような反応のためのKeffはPHに依存するが、
次の関係により絶対安定度定数Kabsに関係づけ
ることができる。 Keff=〔Cuクエン酸根〕/〔Cu++〕〔クエ
ン酸根−3〕 Kabs=〔Cuクエン酸根〕〔H〕/〔Cu++
〕〔クエン酸根−3〕 Kabs=Keff・〔H+〕 1:1錯化合物に対するKabsは、約9―12の
PH範囲に亘つて約1013の定数値(強錯化合物)を
有することが分つた。Kabsの見掛けの値はPH7
〜9で急激に低下し、約7より小さなPH値では、
錯化合物は更に減少してPH3〜7でさえも有限の
濃度で存在することを示している。 本発明の錯化合物の他の重要な特徴は、非常に
有効な殺菌剤としての機能を果させるように使用
できることであると考えられる。之は細菌が例え
ば約9〜約11のPHを有する媒体中で生育し、クエ
ン酸二アルカリ一銅()錯化合物が導入される
場合について例示することができる。上述の如
く、アルカリ性PHの環境はクエン酸一銅()塩
錯化合物を安定化する。遊離銅イオンは細胞表面
に直接付着することにより、細胞膜を全く通過し
ないか又はせいぜい、錯化合物が形成される程容
易には通過しないであろうと仮説上予想されてい
る。一方錯化合物は、恐らく(1)細菌の生育或は繁
殖が左右される新陳代謝物質として働くことがで
きる有機的性質、又は(2)細菌細胞壁を通る透過性
を増大する錯化合物の二陰イオン性電荷密度が低
いことの故に細胞膜を容易に通過する。細胞膜を
通過後、錯化合物が約7位のPH条件にかけられる
ようになるであろう。従つて通過後、特定の錯化
合物は非常に不安定で変化を起し易く、銅イオン
が多量に容易に遊離し、細胞蛋白質の変性或は細
胞内の生化学的反応の代謝的妨害を起し、細胞を
死滅させる。之に対し他の既知の錯化合物は、そ
のような環境下で通過する場合、むしろ安定で動
力学的に不活性であり、約7の細胞内PHでさえも
あまりにもしつかりと結合しているため非常に毒
性であることはできず、効果はないであろう。 本発明の金属錯化合物は、従来の化合物に比較
して非常に独特な殺菌性を有する。例えばカルボ
ン酸の重金属の形成は極めて一般的である。しか
し低分子量の酸の塩を例外として、それらは水に
通常不溶性である。之は文献中に挙げられている
クエン酸二第二銅()〔(Cu2クエン酸根)
5H2O〕によつて例示することができる。この化
合物はCu++を含むクエン酸ナトリウムの強塩基
性溶液を加熱すると形成される。クエン酸二第二
銅(銅原子対クエン酸イオン比2:1)が溶液か
ら析出する。このクエン酸二第二銅は次の性質を
有する:(1)水に不溶性(この化合物の真の全電荷
は零;2Cu++とクエン酸根-4);反応は 2Cu+++クエン酸根≡〓Cu2クエン酸根↓+H+ で、生成H+と塩基性媒体中のOH-との反応によ
つて完結する方向へ移動する。(2)固体状の色がラ
イトグリーンである。(3)元素分析はCu:クエン
酸根比2:1を実証している。クエン酸二第二銅
の不溶性は、この化合物の殺菌剤としての有効性
を制約し、それが今迄製薬用として提案されてい
たにもかかわらず、その使用は限定されていた。 殺菌活性 次の実験は、本発明のクエン酸二ナトリウム一
銅()に対する従来のクエン酸二第二銅()
の殺菌効果を例示するために行なわれた。次の材
料、装置及び方法を用いた。 材 料 1 三種類の代表的試験微生物を試のため選択し
た: a アウレウスブドウ状球菌 ATCC#12600,記号“SA” b エアロヂナス空中殺菌 ATCC#13048,記号“AA” c 緑青シユードモナス菌 ATCC#10145,記号“PA” “ATCC#”はアメリカン・タイプ・カルチ
ヤー・コレクシヨン(American Type
Culture Collection)#の略である。 2 熱水に溶かしオートクレブにかけることによ
り特定の方法で調製した、試験微生物を好まし
く生育することができるトリプトケース
(Trypticase)大豆スープ、Difco. 3 スープ中の細菌の生育を推定するためのマク
ラグラム・タービデイテイ・スタンダード
(MacLaglan Turbidity Standard)。 4 細菌生育及び生育微生物量を推定するための
微孔細菌過装置。 5 クエン酸二ナトリウム一銅()、
Na2CuC6H4O7・XH2O、分子量297、固体、前
述の如く調製、記号“MCC”。 6 クエン酸二第二銅()、Cu2C6H4O7・21/
2H2O、分子量360、固体、National
Formulary説明書に従つて調製、記号
“DCC”。 7 混濁度定量のためのColeman Jr.分光光度
計。ここで“OD”は光学的密度の測定値を示
し、“OS”は混濁のため指針がスケール・オフ
したことを意味する。 8 標準無菌ねじ蓋培養管 9 空気浴細菌培養器、35℃ 方 法 5.0mlのスープを入れた三本の対照管を、試験
しようとする各微生物に対し合計9本用意した。
三組の各管に培養株から約106/mlの微生物を接
種した。培養媒体のPHは約7であつた。更に二つ
のスペクトロフオトメーター・ブランクを調製し
た。各組の一つの管にMCCとDCCを添加し、銅
の量を0.5mg/にした。次の表に処置条件が
概略示されている。
[Table] From these data, a pM-PH curve was drawn to determine the relationship between free Cu ion concentration and PH as illustrated in the attached figure. The attached figure shows the −log of metal ion concentration.
The -log of hydrogen ion concentration (ie, pM versus PH) is plotted (solid line) on a rectangular coordinate at the points listed in the table above. This plot shows an S-shaped curve representing the proton-induced dissociation of the metal complex.
In the PH range of about 9-12, the complex is very stable;
Free Cu concentration is low. At a pH of about 7, the complex is relatively unstable and dissociates significantly to free Cu≦, allowing for a stabilizing function. In the range of about 7 to about 9, Cu〓 can be used for controlled release and released from complex compounds.
Cu〓 dissociates by about 10% to about 0.1%. This unexpected dissociation versus PH behavior makes the complex compounds extremely effective as bactericidal or stabilizing agents for metal working compositions. In contrast, the Cu EDTA complex compound curve is shown as a dotted line in the attached figure, which was developed by A.Ringbom.
Complexation in Analytical Chemistry (1963
New York J. Wiley & Sons Publishing, No. 360
(page). As shown in the example, Cu EDTA
The PH effect on complex compounds is represented by a smooth, monotonous curve that reaches a limiting effect at about PH7-9 due to proton-induced dissociation, e.g., only about 0.001% to
Only 0.00001% of ionized substances are produced. The complex compound with a 1:1 ratio of metal to citric acid is M.
Bobtelsky and J.Jordan, J.Amer.Chem.Soc.
67 , 1824 (1945), it seems to be suggested that it exists in dilute solutions. However, no one has reported on the significant bactericidal or emulsion stabilizing activity of these derivatives or the ability to form coordination structures with emulsified particles. Furthermore, these complexes have been discovered together with the unique properties of metal working fluids as detailed herein. Additionally, solid metal complexes of dialkali copper citrate () were prepared, but their solid form was completely unexpected. It was also possible to create highly concentrated solutions of such metal complexes. The properties of these complexes were clearly determined using the following analytical method. Namely: (1) the molar ratio method introduced by Yoe and Jones [Yoe,
JH & Jones, AL: Ind.Eng.Chem.Anal. 16 ,
111 (1944)]; (2) Introduced by Job, Vosburg and Cooper
Continuous change method modified by [Vosburg, WC
& Cooper, GR: J.Am.Chem.Soc. 63 , 437
(1941)]; (3) PH dependence of complex compound formation and (4) determination of the apparent stability constant of complex compounds. Spectral analysis, including visible and ultraviolet spectra, PH determination, and infrared spectrometry were used as additional means to confirm the findings regarding the formation and molecular composition of the 1:1 copper()citrate complex. Here, 1 used as a bactericidal agent or a stabilizer:
Copper complexes are highly soluble, indicating that such complexes are ionic. This fact is further supported by the phenomenon in which a colored band of a complex compound solution moves toward the anode in an electrophoresis experiment. The visible and UV spectra show the formation of a 1:1 compound. The total reaction to form a complex compound of type (B) structure appears to be as follows. (1) (2) K abs = [Cu-citric acid root -2 ] [H + ]/[Cu
+2
] [Citric acid root -3 ] K eff = [Cu-Citric acid root -2 ]/[Cu +2 ] [
Citric acid group -3 ] In this way, instead of only the -COO- group being complexed, the alcohol, -OH, is ionized and included in the coordination bond. They form stable 5- and possibly 6-membered rings. Therefore, the reaction proceeds as OH - (base) as the produced H + is removed as the reaction progresses.
Proceeds to the right (stabilized) by. This results in a very large effective stability constant K eff . The K eff for such a reaction depends on the PH, but
It can be related to the absolute stability constant K abs by the following relationship. K eff = [Cu citric acid root = ] / [Cu ++ ] [citric acid root -3 ] K abs = [Cu citric acid root = ] [H + ] / [Cu ++
] [Citric acid radical -3 ] K abs = K eff · [H + ] K abs for a 1:1 complex compound is approximately 9-12
It was found to have a constant value of about 10 13 (strongly complex compound) over the PH range. The apparent value of K abs is PH7
It decreases rapidly at ~9, and at pH values smaller than about 7,
The complex compound is further reduced to show that it exists in finite concentrations even at pH 3-7. It is believed that another important feature of the complex compounds of the present invention is that they can be used to function as highly effective fungicides. This can be exemplified by the case where the bacteria are grown in a medium having a pH of, for example, about 9 to about 11 and a dialkali monocopper citrate complex compound is introduced. As mentioned above, an alkaline PH environment stabilizes the copper() citrate complex compound. It is hypothesized that free copper ions, by being directly attached to the cell surface, will not pass through the cell membrane at all, or at most, will not pass easily enough to form a complex. Complex compounds, on the other hand, are probably due to (1) their organic nature, which allows them to act as metabolites on which bacterial growth or reproduction depends, or (2) the dianionic nature of complex compounds, which increases their permeability through the bacterial cell wall. It easily crosses cell membranes because of its low charge density. After passing through the cell membrane, the complex will become subject to PH conditions at about position 7. Therefore, after passage, certain complex compounds are very unstable and changeable, and copper ions are easily liberated in large quantities, causing denaturation of cellular proteins or metabolic interference with intracellular biochemical reactions. and kill cells. In contrast, other known complex compounds are rather stable and kinetically inert when passed under such circumstances, binding too tightly even at an intracellular pH of about 7. It cannot be very toxic and would not be effective. The metal complex compounds of the present invention have very unique bactericidal properties compared to conventional compounds. For example, the formation of heavy metals in carboxylic acids is very common. However, with the exception of salts of low molecular weight acids, they are generally insoluble in water. This is cupric citrate () [(Cu 2 citric acid root) 2 .
5H 2 O]. This compound is formed when a strongly basic solution of sodium citrate containing Cu ++ is heated. Cupric citrate (2:1 ratio of copper atoms to citrate ions) precipitates out of the solution. This cupric citrate has the following properties: (1) It is insoluble in water (the true total charge of this compound is zero; 2Cu ++ and citric acid radical -4 ); the reaction is 2Cu ++ + citric acid radical ≡ 〓Cu 2 citric acid root ↓ + H + moves in the direction completed by the reaction between the generated H + and OH - in a basic medium. (2) The solid color is light green. (3) Elemental analysis demonstrates a Cu:citrate ratio of 2:1. The insolubility of cupric citrate limits the effectiveness of this compound as a bactericidal agent, and its use has been limited until now, even though it has been proposed for pharmaceutical use. Bactericidal activity The following experiments were conducted using conventional cupric citrate (2) against disodium citrate (2) of the present invention.
was carried out to illustrate the bactericidal effect of The following materials, equipment and methods were used. Material 1 Three representative test microorganisms were selected for testing: a. Staphylococcus aureus ATCC #12600, symbol “SA” b. Aerogenous aerial sterilization ATCC #13048, symbol “AA” c. Green-blue Pseudomonas ATCC #10145, The symbols “PA” and “ATCC#” are American Type Culture Collection.
Culture Collection) # is an abbreviation. 2. Trypticase soybean soup, Difco, which is prepared by a specific method by dissolving it in hot water and autoclaving it, and is capable of favorably growing test microorganisms. 3. Macragram for estimating the growth of bacteria in soup. MacLaglan Turbidity Standard. 4 Microporous bacterial filtration device for estimating bacterial growth and the amount of growing microorganisms. 5 Disodium citrate monocopper (),
Na2CuC6H4O7.XH2O , molecular weight 297, solid, prepared as previously described, symbol " MCC ". 6 Cupric citrate (), Cu 2 C 6 H 4 O 7・21/
2H 2 O, molecular weight 360, solid, National
Prepared according to Formulary instructions, symbol “DCC”. 7 Coleman Jr. spectrophotometer for turbidity determination. Here "OD" refers to the optical density measurement and "OS" means the pointer has scaled off due to turbidity. 8 Standard sterile screw cap culture tubes 9 Air bath bacterial incubator, 35°C Method Three control tubes containing 5.0 ml of broth were prepared for each microorganism to be tested.
Each triplicate tube was inoculated with approximately 10 6 microorganisms/ml from the culture. The pH of the culture medium was approximately 7. Two additional spectrophotometer blanks were prepared. MCC and DCC were added to one tube of each set, and the amount of copper was 0.5 mg/. The treatment conditions are outlined in the following table.

【表】 直接定量及び生育試験に続き、全ての管をゆる
く蓋し、48時間35℃で培養し、然る後それらの試
験をくり返した。結果を表に示す。表中、プ
レート数は微生物の凡その数を表わし、NIAは測
定不能であることを表わす。
Table: Following the direct quantitative and growth tests, all tubes were loosely capped and incubated for 48 hours at 35°C, after which the tests were repeated. The results are shown in the table. In the table, plate number indicates the approximate number of microorganisms, and NIA indicates that it cannot be measured.

【表】 上記試験結果は、全ての試験微生物に関し、
MCCは著しい殺菌活性を有することを示してい
る。MCC添加後約5分の直接(immediate)相
中の生育微生物の減少は特に顕著である。DCC
は、培養48時間後にアウレウスブドウ状球菌のい
くらかの抑制がどうにか認められるが、仮えあつ
たにしても極めてわずかの殺菌活性しか示さない
ことが同様に分る。 更に之等の試験は、MCCが水溶液に完全に可
溶であり、従つてスープに容易に溶解することを
示している。一方DCCは水性媒体に不溶性で、
雲状懸濁物を形成し、それは数分で完全に沈降す
る。従つてOD(光学的密度)を読む前に、DCC
含有管を読みが一定になる迄沈降させ、測定混濁
度が実際に細菌粒子による値を示すようにする。
混濁度試験は、かなり正確な定量法であるが、微
生物の実際の生育を示すものではない。従つて生
育微生物の実際数を確めるのと同様、生育を決定
する生物学的定量法を用いる必要がある。 上述の他に、クエン酸二アルカリ一銅()の
殺菌活性度は、種々の機械操作に冷却剤として用
いられる油エマルジヨンの媒体中で、次の微生物
に対する毒性及び生育抑制作用によつて確認され
た。この場合冷却剤浴と液体のPHは約9〜約10位
であつた。そのような製造用冷却剤組成物は、米
国特許第3244630号及びアメリカン・ソサイアテ
イ・オブ・トール・アンヂニアズ“American
Society of Tool Engineers”のトール・エンヂ
ニアズ・ハンドブツク“Tool Engineer′s
Handbook”第1版、1953年、第357頁以下に記
載されており、そのような記載を参考のためここ
に援用する。 エアロバクテル エアロヂネス(Aerobacter
aerogenes) アスペルヂルス ニゲル(Aspergillus
niger) バクテロイデス(Bacteroides) バチルス サブチリス(Bacillus subtilis) カンデダ アルビカンス(Candida albicans) シトロバクテル(Citrobacter) エンテロバクテル セラチア(Enterobacter
cerratia) エンテロバクテル クロアケ(Enterobacter
cloacae) エシエリチア コリ(Escherichia coli) クレブシエサ エアロバクテル(Klebsiella―
Aerobacter) ナイセリア カタロハリス(Neisseria
catarrhalis) プロテウス(プロビデンスグループ)〔Proteus
(Providence Group)〕 プロテウス ミラビリス(Proteus
mirabilis) プロテウス モルガニ(Proteus morgani) プロテウス レテゲリ(Proteus rettgeri) プロテウス ヴルガリス(Proteus vulgaris) シユードモナス エアルヂノサ
(Pseudomonas aeruginosa) シユードモナス フルオレセンス
(Pseudomonas fluorescens) サルモネラ スペシーズ(Salmonella
species) スタフイロコツカス アルブス
(Staphylococcus albus) スタフイロコツカス アウレウス
(Staphylococcus aureus) スタフイロコツカス エピデルミデイス
(Staphylococcus epidermidis) ストレプトコツカス フエカリス
(Streptococcus fecalis) ストレプトコツカス ヴイリダンス
(Streptococcus Viridans) 殺菌活性の上記有効性は、列挙した微生物が繁
殖することが判明している工業的冷却剤液体中で
決定された。冷却剤液体の性能にとつて必要な之
等の高いPHでさえも、クエン酸二アルカリ一銅
()は著しく効果的であることは重要である。
更に例えば、添付図の解離曲線に関してPH9.5よ
りもPH8.5では約100倍の遊離銅を利用することが
できることは分るであろう。同様に、PHが8.5よ
り低くなるに従つて一層甚だしく多量の毒性銅イ
オンが遊離する。そのような試験は、本発明の殺
菌剤の適応性を示している。更に、上業的冷却剤
浴は、数ケ月間に亘つて検査され、本発明の殺菌
剤は、冷却剤浴中で要求により銅イオンを制御遊
離することに起因する活性度の減少を起すことな
く、数週間のかなり長い期間に亘つて有効である
ことが確認されている。 各種金属錯化合物の抗菌活性 (1) Escherichia coli(ATCC#25922),
Enterobacter cloacae(ATCC#23355),
Staphylococcus aureus(ATCC#25923)及
びStreptococcus pyogenesを無菌のトリプト
ケース大豆培地でそれぞれ24時間培養して、培
養物を調製した。 (2) 以下に示す各種金属錯化合物の15mM溶液を
調製した。 (a) クエン酸二ナトリウム一銅 (b) クエン酸二ナトリウム一水銀 (c) クエン酸二ナトリウム一コバルト (d) クエン酸二ナトリウム一ニツケル (e) クエン酸二ナトリウム一亜鉛 (f) メルカプトコハク酸一ナトリウム一銅 (g) メルカプトコハク酸一ナトリウム一亜鉛 (h) 酒石酸一ナトリウム一銅 (i) 酒石酸一ナトリウム一亜鉛 (j) 酒石酸一ナトリウム一水銀 それぞれの溶液のPHは使用前に7.0±0.5に調
整した。 (3) 上記(2)のそれぞれの溶液1ml及び滅菌蒸留水
1mlを、トリプトケース大豆培地5mlを含むチ
ユーブにそれぞれ加えた。得られたチユーブ中
に上記(1)のそれぞれの培養物0.1mlを加えた。 (4) チユーブをよく混合し、ブランク(水)に対
するそれぞれの吸光度(A450)を測定した。
チユーブのキヤツプをはずし、チユーブを37℃
でインキユベートした。24時間後のA450を測
定し、吸光度変化(ΔA450)を求めた。24時
間後のブランクに対する菌の生長割合(%)を
表に表わした。
[Table] The above test results are for all test microorganisms.
MCC has been shown to have significant bactericidal activity. The reduction in viable microorganisms in the immediate phase about 5 minutes after MCC addition is particularly pronounced. D.C.C.
It is likewise found that although some inhibition of Staphylococcus aureus is somehow observed after 48 hours of incubation, it exhibits very little bactericidal activity, if any at all. Moreover, these tests show that MCC is completely soluble in aqueous solutions and therefore easily dissolved in soup. On the other hand, DCC is insoluble in aqueous media;
A cloud-like suspension forms, which settles completely within a few minutes. Therefore, before reading OD (optical density), DCC
The containing tube is allowed to settle until the reading becomes constant so that the measured turbidity is actually due to bacterial particles.
Although the turbidity test is a fairly accurate quantitative method, it does not indicate the actual growth of microorganisms. Therefore, it is necessary to use biological quantitative methods to determine growth as well as to ascertain the actual number of growing microorganisms. In addition to the above, the bactericidal activity of dialkali copper citrate () has been confirmed by its toxic and growth-inhibiting effects on the following microorganisms in oil emulsion media used as coolants in various mechanical operations: Ta. In this case, the pH of the coolant bath and liquid was about 9 to about 10. Such manufacturing coolant compositions are disclosed in U.S. Pat. No. 3,244,630 and by the American Society of Tall Engineers “American
Society of Tool Engineers” Thor Engineer’s Handbook “Tool Engineer’s”
Aerobacterium aerogenes, 1st edition, 1953, pages 357 et seq., which are hereby incorporated by reference.
aerogenes) Aspergillus niger
niger) Bacteroides Bacillus subtilis Candida albicans Citrobacter Enterobacter Serratia
cerratia) Enterobacter cloake (Enterobacter
cloacae) Escherichia coli Klebsiella Aerobacterium
Aerobacter) Neisseria cataloharis (Neisseria
catarrhalis) Proteus (Providence group) [Proteus
(Providence Group) Proteus mirabilis
mirabilis) Proteus morgani Proteus rettgeri Proteus vulgaris Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas fluorescens Salmonella species
species) Staphylococcus albus Staphylococcus aureus Staphylococcus epidermidis Streptococcus fecalis Streptococcus viridans Effective as above for bactericidal activity The properties were determined in industrial coolant liquids in which the listed microorganisms are known to thrive. Importantly, even at such high PH's as required for coolant liquid performance, di-alkali cupric citrate () is extremely effective.
Furthermore, for example, it will be seen that approximately 100 times more free copper is available at PH 8.5 than at PH 9.5 with respect to the dissociation curves in the attached figure. Similarly, as the pH drops below 8.5, even more toxic copper ions are liberated. Such tests demonstrate the suitability of the fungicides of the invention. Additionally, commercial coolant baths have been tested over several months and it has been found that the disinfectant of the present invention undergoes a decrease in activity due to the controlled release of copper ions on demand in the coolant bath. It has been confirmed that it is effective over a fairly long period of several weeks. Antibacterial activity of various metal complex compounds (1) Escherichia coli (ATCC#25922),
Enterobacter cloacae (ATCC #23355),
Cultures were prepared by culturing Staphylococcus aureus (ATCC #25923) and Streptococcus pyogenes in sterile Tryptocase soybean medium for 24 hours each. (2) 15mM solutions of various metal complex compounds shown below were prepared. (a) Disodium citrate monocopper (b) Disodium citrate monomercury (c) Disodium citrate monocobalt (d) Disodium citrate mononickel (e) Disodium citrate monozinc (f) Mercaptosuccine Monosodium acid, monocopper (g) Monosodium mercaptosuccinate, monozinc (h) Monosodium tartrate, monocopper (i) Monosodium tartrate, monozinc (j) Monosodium tartrate, monomercury The pH of each solution is 7.0 ± before use. Adjusted to 0.5. (3) 1 ml of each of the solutions in (2) above and 1 ml of sterile distilled water were respectively added to tubes containing 5 ml of Tryptocase soybean medium. 0.1 ml of each culture from (1) above was added to the obtained tube. (4) The tubes were mixed well and the absorbance (A450) of each tube was measured against blank (water).
Remove the tube cap and heat the tube to 37℃.
Incubated with. A450 was measured after 24 hours, and the change in absorbance (ΔA450) was determined. The bacterial growth rate (%) relative to the blank after 24 hours is shown in the table.

【表】【table】

【表】 表から明らかな如く、αあるいはβ―ヒドロ
キシもしくはメルカプト脂肪族ジ又はトリカルボ
ン酸と重金属イオンとのモル比1:1の各種金属
錯化合物が優れた抗菌活性を有することが判る。 上述の如く、金属錯化合物は水溶液又は固体状
で用いることができる。殺菌活性はいずれの形で
も効果的量を添加することによつて得ることがで
きる。更に活性を得るために、調製した錯化合物
から他の副生成物の塩を除去する必要はない。し
かし上記方法で記載した如き副生成物の水及び塩
は、驚くべきことに濃縮物の固体錯化合物を形成
するために除去することもできる。之によつてい
くつかの目的を達成することができる。例えば実
際的用途で錯化合物を用いる際に過度の塩濃度或
は腐食問題を起して有害な汚染物を除去すると
か、活性成分が一層高濃度の溶液の調製を可能に
し、それによつて貯蔵量の減少、従つて出荷及び
保存コストの減少という工業的用途での明らかな
利点を得ることができる。亦、他の防腐剤、食品
用殺菌剤、その他の殺菌剤、殺胞子剤、殺ウイル
ス剤或は消毒剤としての用途のために、できるだ
け純粋な錯化合物を調製することが望ましい。 本発明及び具体例の他の修正は、本記載、実施
例及び現在最も好ましい形を見れば、本発明の概
念及び範囲を逸脱することなく明らかになるであ
ろう。
[Table] As is clear from the table, various metal complex compounds containing α- or β-hydroxy or mercapto aliphatic di- or tricarboxylic acids and heavy metal ions in a molar ratio of 1:1 have excellent antibacterial activity. As mentioned above, the metal complex compound can be used in aqueous solution or solid form. Bactericidal activity can be obtained by adding an effective amount of either form. It is not necessary to remove other by-product salts from the prepared complexes to obtain further activity. However, the by-products water and salts as described in the above process can surprisingly also be removed to form a solid complex compound of the concentrate. Several objectives can be achieved through this. For example, to remove harmful contaminants due to excessive salt concentrations or corrosion problems when using complex compounds in practical applications, or to make it possible to prepare solutions with higher concentrations of active ingredients, thereby making it easier to store them. Obvious advantages in industrial applications can be obtained in terms of reduced volumes and thus reduced shipping and storage costs. It is also desirable to prepare complexes as pure as possible for use as other preservatives, food disinfectants, other bactericides, sporicides, virucides or disinfectants. Other modifications of the invention and its embodiments will become apparent from a review of the present description, examples and presently preferred form without departing from the spirit and scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はクエン酸二ナトリウム一銅()の場
合の金属イオン(Cu++)濃度の負の対数対水素イ
オン濃度の負の対数(即ちpM対PH)の関係をプ
ロツトしたもので、金属錯化合物のプロトン惹起
解離性を表わしている(実線)。一方点線はCu
EDTA錯化合物に対するPHの効果を示している。
第2図は、酒石酸一ナトリウム一銅()のpM
対PHの関係を示し、第3図はメルカプトコハク酸
一ナトリウム一亜鉛のpM対PHに関係を示してい
る。
Figure 1 plots the relationship between the negative logarithm of the metal ion (Cu ++ ) concentration versus the negative logarithm of the hydrogen ion concentration (i.e., pM versus PH) in the case of disodium copper citrate (). This shows the proton-induced dissociation of the complex compound (solid line). On the other hand, the dotted line is Cu
It shows the effect of PH on EDTA complex compounds.
Figure 2 shows the pM of monosodium-copper tartrate ().
Figure 3 shows the relationship between pM and PH of monosodium mercaptosuccinate monozinc.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 重金属イオンと多官能性有機配位子との金属
錯化合物であつて重金属イオン対多官能性有機配
位子のモル比が1:1である金属錯化合物から成
り、該多官能性有機配位子はαあるいはβ―ヒド
ロキシもしくはメルカプト脂肪族ジカルボン酸及
びαあるいはβ―ヒドロキシもしくはメルカプト
脂肪族トリカルボン酸から成る群から選ばれ、且
つ該金属錯化合物が、金属イオン濃度の負の対数
対水素イオン濃度の負の対数を直交座標にプロツ
トするとS字型曲線で表わすことができる水性プ
ロトン惹起解離性で細菌が生育するPHで金属イオ
ンの制御遊離を起こす解離性を有する、金属錯化
合物から成る殺菌剤。 2 PHが水素イオン約10-4〜約10-9モル/の範
囲内にある前記第1項に記載の殺菌剤。 3 PHが水素イオン約10-7〜約10-9モル/の範
囲内にある前記第1項に記載の殺菌剤。 4 金属イオンの制御された遊離が、錯化合物中
の金属の約10%〜約0.1%が約7〜約9のPH範囲
に亘つて遊離されるような遊離である前記第1項
に記載の殺菌剤。 5 金属錯化合物が二価金属イオンと多官能性有
機配位子との1:1のモル比の錯化合物である前
記第1項に記載の殺菌剤。 6 金属錯化合物がクエン酸二アルカリ一銅
()である前記第1項に記載の殺菌剤。 7 細菌の生育を助ける媒体中に、金属イオンと
多官能性有機配位子との金属錯化合物を殺菌有効
量導入することからなり該金属イオン対該多官能
性有機配位子のモル比が1:1であり、該多官能
性有機配位子はαあるいはβ―ヒドロキシもしく
はメルカプト脂肪族ジカルボン酸及びαあるいは
β―ヒドロキシもしくはメルカプト脂肪族トリカ
ルボン酸から成る群より選ばれ、然も前記錯化合
物が、金属イオン濃度の負の対数対水素イオン濃
度の負の対数を直角座標にプロツトするとS字型
曲線によつて表わされる水性プロトンによつて惹
き起こされる解離性で、前記媒体中で細菌が生育
できるPHで金属イオンの制御された遊離を起こす
解離性を有する、細菌生育媒体中に殺菌活性を得
る方法。 8 媒体が約3〜約12位のPHを有する前記第7項
に記載の方法。 9 PHが約4〜約9の範囲内にある前記第8項に
記載の方法。 10 PHがアルカリ性である前記第7項に記載の
方法。 11 PHが約9〜約12の範囲内の前記第10項に
記載の方法。 12 錯化合物がα―ヒドロキシ脂肪族トリカル
ボン酸の二アルカリ一金属キレートである前記第
11項に記載の方法。 13 キレートがクエン酸二アルカリ一銅()
である前記第11項に記載の方法。 14 キレートが水性混合物である前記第13項
に記載の方法。 15 キレートが固体である前記第13項に記載
の方法。 16 細菌の生育を助ける媒体中にクエン酸二ア
ルカリ一銅()を殺菌有効量導入することによ
る前記第7項に記載の方法。 17 媒体がアルカリ性PHを有する前記第16項
に記載の方法。 18 媒体のPHが約9〜約12の範囲内にある前記
第17項記載の方法。 19 媒体のPH範囲が約7〜約9で、錯化合物中
の銅イオンの約10%〜約0.1%が該範囲内で遊離
する前記第16項記載の方法。
[Scope of Claims] 1. Consisting of a metal complex compound of a heavy metal ion and a polyfunctional organic ligand, the metal complex compound having a molar ratio of heavy metal ion to polyfunctional organic ligand of 1:1, The polyfunctional organic ligand is selected from the group consisting of α- or β-hydroxy or mercaptoaliphatic dicarboxylic acids and α- or β-hydroxy or mercaptoaliphatic tricarboxylic acids, and the metal complex compound has a metal ion concentration of Plotting the negative logarithm versus the negative logarithm of the hydrogen ion concentration on a rectangular coordinate system can be represented by an S-shaped curve. A fungicide consisting of a metal complex compound. 2. The disinfectant according to item 1, wherein the PH is within the range of about 10 -4 to about 10 -9 moles of hydrogen ions. 3. The disinfectant according to item 1, wherein the PH is in the range of about 10 -7 to about 10 -9 mol/hydrogen ion. 4. The controlled release of the metal ion is such that about 10% to about 0.1% of the metal in the complex is released over a pH range of about 7 to about 9. Fungicide. 5. The disinfectant according to item 1 above, wherein the metal complex compound is a complex compound of a divalent metal ion and a polyfunctional organic ligand in a molar ratio of 1:1. 6. The disinfectant according to item 1 above, wherein the metal complex compound is dialkali monocopper citrate (). 7 Introducing a bactericidal effective amount of a metal complex compound of a metal ion and a polyfunctional organic ligand into a medium that supports the growth of bacteria, whereby the molar ratio of the metal ion to the polyfunctional organic ligand is 1:1, and the polyfunctional organic ligand is selected from the group consisting of α- or β-hydroxy or mercapto aliphatic dicarboxylic acids and α- or β-hydroxy or mercapto aliphatic tricarboxylic acids; However, when the negative logarithm of the metal ion concentration versus the negative logarithm of the hydrogen ion concentration is plotted on rectangular coordinates, the dissociation caused by the aqueous protons is represented by an S-shaped curve, and the bacteria in the medium A method of obtaining bactericidal activity in a bacterial growth medium that has dissociative properties that cause controlled release of metal ions at a pH that allows growth. 8. The method of item 7 above, wherein the medium has a PH of about 3 to about 12. 9. The method of item 8 above, wherein the PH is within the range of about 4 to about 9. 10. The method according to item 7 above, wherein the PH is alkaline. 11. The method of paragraph 10, wherein the PH is within the range of about 9 to about 12. 12. The method according to item 11, wherein the complex compound is a dialkali monometal chelate of α-hydroxy aliphatic tricarboxylic acid. 13 The chelate is dialkali copper citrate ()
The method according to item 11 above. 14. The method according to item 13 above, wherein the chelate is an aqueous mixture. 15. The method according to item 13 above, wherein the chelate is a solid. 16. The method according to item 7 above, by introducing a bactericidal effective amount of dialkali monocopper citrate () into the medium that supports the growth of bacteria. 17. The method according to item 16 above, wherein the medium has an alkaline PH. 18. The method of item 17, wherein the pH of the medium is within the range of about 9 to about 12. 19. The method of item 16, wherein the medium has a pH range of about 7 to about 9, and about 10% to about 0.1% of the copper ions in the complex are liberated within that range.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6419857U (en) * 1987-07-23 1989-01-31

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1218600A (en) * 1982-12-06 1987-03-03 Gerald L. Maurer Methods and compositions for treating inflammation or arthritis
JPH0679132B2 (en) * 1984-04-04 1994-10-05 京セラ株式会社 Image forming device
AU776212B2 (en) * 1998-11-09 2004-09-02 Ira Jay Newman Ionic silver complex
ZA200602543B (en) * 2003-08-28 2008-03-26 Pure Bioscience Silver dihydrogen citrate compositions a second antimicrobial agent

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4867427A (en) * 1971-12-21 1973-09-14
JPS4898021A (en) * 1972-03-30 1973-12-13
JPS4981529A (en) * 1972-12-08 1974-08-06
JPS519755A (en) * 1974-07-08 1976-01-26 Fuji Nori Shokuhin Kk

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4867427A (en) * 1971-12-21 1973-09-14
JPS4898021A (en) * 1972-03-30 1973-12-13
JPS4981529A (en) * 1972-12-08 1974-08-06
JPS519755A (en) * 1974-07-08 1976-01-26 Fuji Nori Shokuhin Kk

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6419857U (en) * 1987-07-23 1989-01-31

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JPS5437824A (en) 1979-03-20

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