KR20240032235A - 살균소독용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수용액에서 알케인퍼옥소산을 형성하는 고형의 살균 소독용 조성물에 관한 것이다.
상기 고형의 살균 소독용 조성물을 물에 희석하면, 수용액상에서 과산화수소에서 기인하는 퍼하이드록시음이온이 설폰기(설포페닐기)를 리빙그룹으로 하는 설포페닐알케노에이트와 반응하여, 알케인퍼옥소산(Alkaneperoxoic acid)을 형성시키며 알케인퍼옥소산이 세균 또는 바이러스와 같은 미생물을 효과적으로 제어하므로, 세균이나 바이러스 제어를 위한 방역조성물로 이용이 가능하다.

Description

살균소독용 조성물{composition for sterilization and disinfection}
본 발명은 바이러스와 박테리아에 대한 고형 살균소독용 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 산소계 과산화물 소독제들이 세균이나 바이러스를 소독하는데 뛰어난 것으로 알려져 있으며, 가장 일반적인 경우가 과초산과 과산화수소이다. 그러나, 이들 제품은 액체상태로 보관 및 유통하므로, 높은 반응성에 의해 농도 감소가 급격히 일어나는 단점이 있고 부피도 지나치게 커서 유통도 불편하고, 불안정하여 소독제로의 실용화가 쉽지 않다. 또한 이들 제품은 강한 산성 조건하에서 안정적이기 때문에 유통안정성을 위해 강산성의 액체 형태로 판매되고 있으며, 과산화물 특유의 부식성과 더불어 소독 대상 표면의 손상을 주는 문제가 있고, 과초산 특유의 냄새 또한 사용상의 단점이다.
이와 같이 과산, 과초산 등의 산소계 과산화물은 산성 조건하에서 안정적이며, pH 5를 넘지 않아야 안정성에 유리하다. 하지만 수용액의 pH가 산성이면 금속재질의 물체에 적용 시 변색이 발생하고 피막이 탈락하거나 부식성 등의 문제가 있다. 또한, 퍼옥소산, 과산, 과초산 등의 살균 소독제들은 산성 조건에서 유통 및 보관을 하더라도 급격한 반응성으로 인해 농도 감소가 빠르게 진행되어 실제 사용하는 시점에는 살균력 및 안정성이 현저하게 감소된다. 아울러, 저장, 보관이나 유통은 산성조건에서 하더라도 실제로 살균 소독 효과 등의 활성을 구현하기 위해서는 알칼리 조건에서 사용해야 하기 때문에 저장이나 유통안정성과 활성을 나타내는 pH 사이에 상당한 차이가 있다.
또한, 과산화수소는 과초산의 냄새 문제를 해소하는 좋은 해결 수단이지만 과산화수소가 활성화되지 않으면 실제 바이러스나 박테리아를 제어하는 효과가 없다. 용액상에서 장기안정성 문제가 있으므로, 과산화수소의 분해를 막기 위해서는 산성조건에서 보관해야 하고, 효능을 구현하기 위해서는 알칼리영역에서 사용해야 하는 제약이 있다. 또한, 5% 과산화수소 수용액 분무에서 바이러스를 감소시키는 효과가 있으나, 완전히 비활성화 시키지 못한다는 보고도 있어 소독 효과도 높지 않은 편이다.
본 발명에서는 이러한 산소계 소독제의 유통안정성을 보장하면서, 수용액상에서는 빠르게 활성화할 수 있는 살균소독용 조성물을 개발하고자 하였다.
대한민국공개특허공보 10-2005-0117621(2005년 12월 15일)
본 발명은 (a) 소듐퍼카보네이트, 및 (b) 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 설포페닐알케노에이트를 포함하며, 수용액에서 알케인퍼옥소산을 형성하는 살균 소독용 조성물을 제공하기 위한 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각에 대한 다른 설명 및 실시형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기에 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
본 명세서에서 사용되는 「포함하는」과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 문구 또는 문장에서 특별히 다르게 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선을 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 (a) 소듐퍼카보네이트, 및 (b) 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 설포페닐알케노에이트를 포함하며,
수용액에서 화학식 3으로 표시되는 알케인퍼옥소산을 형성하는, 소독용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R1은 치환 또는 비치환된 C8 내지 C12 알킬이며,
상기 화학식 3에서
R2는 치환 또는 비치환된 C8 내지 C12 알킬임.
본 발명에 있어서, 용어 "소독" 은 전염병을 일으킬 수 있는 미생물의 증식을 억제하여 발육을 저지하거나 살균하여 없애는 것을 의미한다. 상기 미생물은 바이러스, 세균, 진균, 효모, 및 포자를 포함한다.
본 발명의 소독용 조성물은 바이러스, 세균, 진균, 효모, 및 포자 등의 미생물의 증식을 억제하여 발육을 저지하거나 활성을 억제하거나 살균 또는 멸살하는 것을 의미한다. 구체적으로, 본 발명의 소독용 조성물은 바이러스나 세균 또는 진균에 대한 증식을 억제하거나 활성을 억제하거나 멸살하는 작용을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 소독용 조성물은 (a) 소듐퍼카보네이트, 및 (b) 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 설포페닐알케노에이트를 포함하며,
수용액에서 화학식 3으로 표시되는 알케인퍼옥소산을 형성하여 알케인퍼옥소산이 소독 기능을 발휘하게 된다.
본 발명은 (a) 과산화수소와 소듐카보네이트를 결합하여 고형화 한 소듐퍼카보네이트와 (b) 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 설포페닐알케노에이트를 반드시 포함한다.
본 발명을 도 5를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 소듐퍼카보네이트와 설포페닐알케노에이트가 만나서 알케인퍼옥소산을 생성하는 과정을 나타낸 것이다.
본 발명은 과산화수소를 소듐카보네이트와 결합하여 고형화한 소듐퍼카보네이트를 과산화수소 전달 수단(캐리어)으로 활용한다. 상기 소듐퍼카보네이트는 수용액에서 퍼하이드록시음이온(-OOH)을 형성하며, 이를 매개로 설포페닐알케노에이트가 알케인퍼옥소산전구체로 전환된 후 알케인퍼옥소산과 하이드록시설폰산염으로 전환되는 과정을 거쳐, 최종 산물인 알케인퍼옥소산과 활성화된 과산화수소(퍼하이드록시음이온)이 바이러스, 세균 또는 진균 등의 미생물을 제어하게 된다.
구체적으로, 과산화수소를 소듐카보네이트와 결합한 소듐퍼카보네이트는 물에 희석하면 소듐카보네이트의 알칼리성 특징으로 인해 알칼리 수용액이 되고, 이 환경에서 과산화수소는 퍼하이드록시음이온을 형성하며, 생성된 퍼하이드록시음이온(-OOH)이 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 설포페닐알케노에이트를 만나면 알케인퍼옥소산전구체를 거쳐 알케인퍼옥소산을 형성하게 된다.
본 발명에서 바이러스와 세균 등의 미생물을 제어하는 물질은 과산화수소보다는 알케인퍼옥소산의 역할이 크며, 과산화수소가 지원하는 역할을 한다. 상기와 같이 알케인퍼옥소산으로 전환되는데 참여하지 않고, 퍼하이드록시음이온 형태로 존재하는 과산화수소 역시 바이러스 제어에 동참하지만, 본 발명에서는 보다 많은 양의 화학식 3의 알케인퍼옥소산이 형성될수록 바이러스와 세균 등의 미생물 제어에 유리하다.
또한, 유통안정성을 위하여 소듐퍼카보네이트와 설포페닐알케노에이트의 입자표면에 특정의 물질(표면코팅제)을 도포하여 유통안정성을 높이고, 수용액상에서는 알케인퍼옥소산을 빠르게 방출하여 소독 기능이 활성화할 수 있도록 지원하는 부스터를 포함함으로써, 바이러스와 미생물을 제어하는 소독용 조성물로 기능하게 된다.
상기 화학식 1과 화학식 2의 설포페닐알케노에이트의 R1은 치환 또는 비치환된 C8 내지 C12 알킬일 수 있으며, 구체적으로 R1은 치환 또는 비치환된 C8 내지 C10 의 알킬일 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1의 설포페닐알케노에이트는 ortho- 구조로, 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 1,2-설포페닐알케노에이트이고, 화학식 2의 설포페닐알케노에이트는 para- 구조로 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 1,4-설포페닐알케노에이트이다. 상기 설포페닐알케노에이트는 R1 위치의 탄소 수에 따라, 설포페닐옥테노에이트(C8), 설포페닐노네노에이트(C9), 설포페닐데케노에이트(C10), 설포페닐운데케노에이트(C11), 또는 설포페닐도데케노에이트(C12)일 수 있으며, 보다 구체적으로 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 1,2-설포페닐옥테노에이트(C8), 1,2- 설포페닐노네노에이트(C9), 1,2-설포페닐데케노에이트(C10)일 수 있다.
상기 소독용 조성물은 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 설포페닐알케노에이트를 포함할 수 있으며, 구체적으로 화학식 1로 표시되는 설포페닐알케노에이트를 포함할 수 있으며, 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 설포페닐알케노에이트를 모두 포함할 수도 있다.
설포페닐알케노에이트는 ortho- 구조와 para- 구조의 두가지 형태로 상업화 가능하다. 1,4- 설포페닐알케노에이트 보다는 1,2- 설포페닐알케노에이트의 ortho- 구조가 바이러스 또는 세균 등의 미생물 살균, 소독효과가 우수하다. 따라서, ortho- 구조의 1,2- 설포페닐알케노에이트를 상기 소독용 조성물에 포함하는 것이 바람직하다.
상기 소독용 조성물에 포함되는 ortho 구조의 화학식 1과 para 구조의 화학식 2의 설포페닐알케노에이트는 전체가 ortho 구조이거나 또는 80% 이상이 ortho 구조일 수 있다.
본 발명에서 과산화수소와 소듐카보네이트를 결합하여 고형화 한 소듐퍼카보네이트와 화학식 1 및/또는 화학식 2의 설포페닐알케노이트를 물에 희석하면 전술한 바와 같이 화학식 3의 알케인퍼옥소산이 형성되고, 이에 의해 소독 효과가 발휘된다.
본 발명의 소독용 조성물에 포함되는, 상기 (a) 소듐퍼카보네이트와 (b) 설포페닐알케노에이트는 90:10 내지 60:40의 중량비(w/w)일 수 있다.
물에 희석에 의해 생성되는 화학식 3의 알케인 퍼옥소산에서 R2는 치환 또는 비치환된 C8 내지 C12 알킬일 수 있으며, 구체적으로 치환 또는 비치환된 C8 내지 C10의 알킬일 수 있다. 또한, 상기 화학식 3은 옥테인퍼옥소산(C8), 노네인퍼옥소산(C9), 데케인퍼옥소산(C10), 운데케인퍼옥소산(C11), 도데케인퍼옥소산(C12)일 수 있으며, 보다 구체적으로, 옥테인퍼옥소산(C8), 노네인퍼옥소산(C9), 데케인퍼옥소산(C10)일 수 있다.
본 발명은 소듐퍼카보네이트와 화학식 1 또는/및 화학식 2의 설포페닐알케노이트를 사용 직전에 물에 용해하여 수용액 형태로 사용하기 때문에 찬물에도 빠르게 용해되어야 하므로, 용해력이 바이러스나 세균의 제어 능력만큼이나 중요한 물성이다. 알킬기 길이에 따른 바이러스 또는 세균 등의 미생물에 대한 제어효과 즉, 살균소독효과는 알킬기가 길어질수록 높다. 그러나, 알킬기 길이가 길어지면 물에 대한 용해도가 낮아지므로, 용해도와 살균 소독 효과를 고려하면, 알킬기 길이는 C8 내지 C12가 바람직하며, 보다 구체적으로 C8 내지C10이 바람직하다.
상기 소독용 조성물은 고형 상태로, 0.1~5%(w/v)의 수용액으로 희석하여 사용할 수 있으며, 상기 소듐퍼카보네이트와 화학식 1 및/또는 화학식 2의 설포페닐알케노이트를 물에 희석하여, 0.1~5%(w/v)의 수용액으로 희석시 소독 효과가 발휘된다.
또한, 상기 소독용 조성물은 (c) 글리세롤트리아세테이트 또는 (d) 킬레이트제를 더 포함할 수 있다.
상기 소독용 조성물 중 글리세롤트리아세테이트는 0.1 내지 10 %(w/v)를 포함할 수 있다.
상기 글리세롤트리아세테이트는 부스터로 사용하는 것으로서, 소독 기능을 발휘하는 알케인퍼옥소산을 빠르게 방출시키는 역할을 한다. 이에 의해 알케인퍼옥소산의 방출이 앞당겨져서 바이러스 또는 세균 등의 미생물을 제어하는 시너지 효과가 초기부터 발휘되게 된다. 즉, 소듐퍼카보네이트와 화학식 1 또는/및 화학식 2의 설포페닐알케노에이트가 반응하여 빠르게 알케인퍼옥소산을 방출하게 된다.
본 발명에서 바이러스 또는 세균 등의 미생물을 제어하는 데 가장 효율적인 성분은 수용액상에서 발생하는 알케인퍼옥소산이다. 글리세롤트리아세테이트의 첨가에 의해 초기 알케인퍼옥소산의 방출량을 앞당길 수 있으며, 이때 최적 비율은 소독용 조성물 전체 중량 대비 글리세릴트리아세테이트 0 내지 10.0 중량%, 구체적으로 0.1 내지 3 중량%이다.
상기 글리세롤트리아세테이트를 포함하는 소독용 수용액은 화학식 3으로 표시되는 알케인퍼옥소산의 전환비율이 HPLC 분석 기준 30분 이내에 30 mAU.S 이상, 구체적으로 50 mAU.S 이상의 peak 면적에 도달할 정도로 빠른 방출이 가능하다. 보다 구체적으로 체류 시간(retentime time, R.T) 30분 이내에 30 내지 70 mAU.S peak 면적에 도달할 정도로 빠른 방출이 가능하다.
글리세롤트리아세테이트가 포함되면 알케인퍼옥소산의 방출이 앞당겨져서 바이러스 또는 세균 등의 미생물 살균 제어하는 시너지 효과가 초기부터 발휘되어 희석 초기부터 우수한 바이러스 살균효과를 기대할 수 있다.
본 발명에서 글리세롤트리아세테이트는 알케인퍼옥소산 방출을 앞당겨서 바이러스 살균시너지 효과를 구현하지만, 글리세롤트리아세테이트가 포함되지 않더라도 본 발명에서는 초기에 빠르게 형성되는 퍼하이드록시음이온이 살균효과를 부여하므로, 본 발명은 글리세롤트리아세테이트가 포함되지 않은 조성물도 유용하다.
상기와 같이 전환된 C8 내지 C12 알케인퍼옥소산과 미전환 과산화수소는 과산화물로서 유기물과 접촉함으로써 라디칼 반응이 일어나 소독효과를 발휘한다. 바이러스와 세균, 진균, 효모, 포자 등의 미생물의 단백질을 분해하고 세포벽을 파괴하여 단시간에 살바이러스 및 살균 등의 살미생물 효과를 나타내며, 이들 미생물을 발생기 산소로 산화시키고, 남은 발생기 산소는 안정한 산소가 된다.
또한, C8 내지 C12 알케인퍼옥소산은 친수기와 소수기를 갖는 계면활성제 유사구조로 계면 침투력이 좋아 오염된 유기물이 입자로 존재하여도 유기물 내부까지 침투하여 소독력을 발휘한다. 저온·저농도에서도 바이러스, 세균, 진균, 포자에 이르기까지 신속하고 뛰어난 소독효과를 나타내며, 과산화수소보다도 훨씬 효율적인 효과를 부여하는 특징을 부가적으로 갖는다.
본 발명의 소독용 조성물은 추가적으로 킬레이트제(격리제)를 포함할 수 있다.
상기 킬레이트제는 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA), 글루탐산 다이아세트산(GLDA), 다이에틸렌 트리아민 펜타아세트산(DTPA), 하이드록시에틸에틸렌다이아민트리아세트산(HEDTA), 니트릴로트리아세트산(NTA), 에탄올다이글리시닉산(EDG), 2,2',2'',2'''-(1,2-프로판다이일다이니트릴로)테트라아세트산(PDTA), 글루코헵토네이트, N,N-비스(카르복시메틸)-L-글루탐산, 니트로아세트산, 인산 및 인산의 폴리머, 아미노폴리포스포닉산, 다이에틸렌트리아민 펜타(메틸렌포스포닉산)(DTPMP), 아자사이클로헵탄 다이포스포네이트(AHP), 1-하이드록시에틸리덴-1,1-다이포스포닉산(HEDP), 다이에틸렌트리아민 펜타(메틸렌포스포닉산), 폴리아미노 포스포닉산, 비스(헥사메틸렌 트리아민 펜타(메틸렌포스포닉산)), 다이에틸렌 트리아민 펜타(메틸렌 포스포닉산)의 소듐 염, 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산 및 아미노 트리(메틸렌 포스포닉산)(ATMP)으로부터 선택될 수 있으며, 구체적으로 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA)를 사용할 수 있다.
본 발명에서 알케인퍼옥소산 생성물에 킬레이트제를 도입함으로써 수용액 상태에서도 생성된 알케인퍼옥소산을 안정화시킬 수 있다. 킬레이트제 함량은 소독용 조성물 전체 중량 대비 0.5~10%(w/v)가 적합하다.
상기 소독용 조성물은 설포페닐알케노에이트, 소듐퍼카보네이트, 킬레이트제 및 글리세롤트리아세테이트를 0.2~0.7: 1: 0.03~0.2: 0.03~0.2의 중량비(w/w)로 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 소독용 조성물은 고형이며, 분말(power), 입상(granular) 또는 정제(tablet) 형태의 제형을 가질 수 있다. 본 발명은 사용 직전에 물에 용해하여 수용액 형태로 사용하기 때문에 보관이나 유통안정성을 기여할 수 있으므로, 기존 액체 형태의 산소계 과산화물 소독제들이 가진 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명의 소독용 조성물을 구성하는 소듐퍼카보네이트는 물에 희석하면 알칼리성 특징으로 인해, 알칼리 수용액이 되고, 이 조건에서 과산화수소는 퍼하이드록시음이온을 생성하여 설포페닐알케노에이트를 공격하므로 약알칼리 조건에서 활성을 나타내게 된다. 따라서, 알칼리 조건에서 퍼하이드록시음이온이 설포페닐알케노에이트를 공격하여 알케인퍼옥소산과 하이드록시설폰산염으로 전환시키는 특징을 가지며, 이때 형성되는 알케인퍼옥소산이 바이러스를 공격하는 메커니즘을 갖는 것이 특징이다.
따라서, 본 발명의 수용액은 상기 설포페닐알케노에이트와 소듐퍼카보네이트를 물에 희석하여 제조된 것으로, 본발명의 희석액(수용액)의 pH는 8.5 내지 11.5로 수용액 1.0%(w/v) 희석액 기준 8.5 내지 11.5의 pH를 가진다.
본 발명에서, 상기 소독용 조성물은 표면코팅제로 코팅될 수 있다.
상기 소독용 조성물은 고형으로 유통과정의 산화와 수분침투를 막고 저장안정성을 높이기 위하여 표면에 코팅을 할 수 있으며, 표면코팅 재료로 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 벤질셀룰로오스, 셀룰로오스아세토부틸레이트, 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 화합물을 사용하거나, 폴리비닐알코올과 같은 장쇄 가용성 알코올, 지방산 및/또는 지방산 염의 혼합물, 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체, 다양한 아크릴수지, 젖산 및/또는 글리콜산과 같은 다양한 수지 및 중합체가 포함될 수 있다. 또한, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리카프로락톤, 다양한 폴리오르토에스테르, 다양한 폴리무수물 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서는 용해성과 장기안정성을 고려하여 하이드록시프로필메틸셀룰로오스 또는 폴리에틸렌글리콜 (분자량 2,000-6,000)을 사용할 수 있으며, 이들 표면코팅제는 소독용 조성물의 용해 속도를 증가시키고, 외부 수분 공급 시 분자 내 하이드록실기들이 수분을 흡수하여 팽창함으로써 입자 사이를 막아 수분이 내부로 침투하는 것을 막아주게 된다.
본 발명의 상기 소독용 조성물은 미생물에 대한 소독 효과를 가진다. 구체적으로 바이러스에 대한 항바이러스 또는 살바이러스 효과를 가지거나, 세균 또는 진균에 대한 항균 또는 살균 효과를 가진다.
상기 바이러스는 코로나 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 노로바이러스, 로타바이러스, 호흡기세포융합바이러스, 조류인플루엔자 바이러스, 구제역 바이러스, 및 아프리카돼지열병 바이러스에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 바이러스는 노로바이러스(Norovirus), 로타바이러스(rotavirus), 코로나 바이러스(Human coronavirus 229E, OC43), 인플루엔자바이러스(Human influenza virus A, B, C), A형 인플루엔자 바이러스 H1N1(Influenza A virus subtype, H1N1), 호흡기 감염을 일으키는 호흡기세포융합바이러스(respiratory syncytial virus: RSV) 등 인간전파 바이러스는 물론, 가축, 동물에 전파되는 조류인플루엔자(Avian Influenza virus, AIV), 특히 고병원성 조류인플루엔자 바이러스(Highly Pathogenic Avian Influenza virus, HPAIV(H5N1)), 구제역바이러스(Picornaviridae Aphthovirus), 아프리카돼지열병 바이러스(African Swine Fever African Swine Fever, ASFV) 등의 다양한 바이러스를 효율적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 세균은 대장균(Escherichia coli), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 페렴간균(Klebsiella pneumoniae), MRSA균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 장염비브리오균(Vibrio parahaemolyticus), 살모넬라균(Salmonella typhimurium), 리스테리아 모노사이토제니스 (Listeria monocytogenes) 및 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri)에 대해 항균 또는 살균 활성을 갖고, 칸디다 알비칸스(Candida albicans), 아스퍼질러스 니제르(Aspergillus niger)에 대한 항진균 활성을 가질 수 있다.
본 발명은 수용액에서 알케인퍼옥소산을 형성하는 고형의 살균 소독용 조성물에 관한 것이다.
상기 고형의 살균 소독용 조성물을 물에 희석하면, 수용액상에서 과산화수소에서 기인하는 퍼하이드록시음이온이 설폰기(설포페닐기)를 리빙그룹으로 하는 설포페닐알케노에이트와 반응하여, 알케인퍼옥소산(Alkaneperoxoic acid)을 형성시키며 알케인퍼옥소산이 세균 또는 바이러스와 같은 미생물을 효과적으로 제어하므로, 세균이나 바이러스 제어를 위한 방역조성물로 이용이 가능하다.
도 1은 시간에 따른 과산화수소(퍼하이드록시음이온), 소듐하이드록시벤젠설포네이트, 노네인퍼옥소산의 방출량을 평가한 것이다.
도 2는 알킬기 길이에 따른 바이러스 제어효과(살균소독효과)를 평가한 것이다.
도 3은 ortho- 와 para- 형태의 설포페닐알케노에이트를 이용하여 형성된 알케인퍼옥소산의 살균 소독 효과를 나타낸 것이다.
도 4는 글리세롤트리아세테이트(GTA)의 포함 유무와 시간에 따른 알케인 퍼옥소산의 방출량을 평가한 것이다.
도 5는 소듐퍼카보네이트와 설포페닐알케노에이트가 만나서 알케인퍼옥소산을 생성하는 과정을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 실시예로서 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 아래 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예 1~6. 설포페닐알케노에이트 제조
제조예 1. 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐옥테노에이트제조(C8)
실시예 1의 반응 조건에서 증류수와 아세톤 8:2의 중량비(w/w)로 반응용매 1000g을 넣고 소듐하이드록시벤젠설포네이트 232.2g (1몰, 분자량 232.2)과 50% 소듐하이드록사이드 수용액 80g(1몰, 분자량 40, 물 50 중량% 포함)을 넣고, 상온에서 1시간 정도 교반하였다. 서서히 교반하면서 옥테노일클로라이드 154.5g(0.95몰, 분자량 162.66)를 서서히 적하하였다.
이때 반응기의 온도는 28℃를 유지하였다. 옥테노일클로라이드 적하가 끝나면 반응기의 내부온도를 28℃로 유지하면서 1시간 동안 반응을 진행하였다. 반응기 내부의 pH를 확인하여 7 미만이 되지 않도록 유지하고, pH가 7 미만이 될 경우, 소량의 50% 소듐하이드록사이드를 투입하여 pH를 7 내지 9로 조절하였다.
이 후 여과과정을 거쳐 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐옥테노에이트를 수득하였다.
제조예 2. 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐노네노에이트 제조(C9)
실시예 1의 반응 조건에서 증류수와 아세톤 8:2의 중량비(w/w)로 반응용매 1000g을 넣고 소듐하이드록시벤젠설포네이트 232.2g (1몰, 분자량 232.2)과 50% 소듐하이드록사이드 수용액 80g(1몰, 분자량 40, 물 50 중량% 포함)을 넣고 상온에서 1시간 정도 교반하였다. 서서히 교반하면서 노네노일클로라이드 167.87g(0.95몰, 분자량 176.7)를 서서히 적하하였다.
이때 반응기의 온도는 28℃를 유지하였다. 노네노일클로라이드 적하가 끝나면 반응기의 내부온도를 28℃로 유지하면서 1시간 동안 반응을 진행하였다. 반응기 내부의 pH를 확인하여 7 미만이 되지 않도록 유지하고, pH가 7 미만이 될 경우, 소량의 50% 소듐하이드록사이드를 투입하여 pH를 7 내지 9로 조절하였다.
이 후 여과과정을 거쳐 벤젠설포산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐노네노에이트를 수득하였다.
제조예 3. 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐데케노에이트 제조(C10)
기계식 교반기, 온도계, 콘덴서(condenser)가 설치된 5구 플라스크 반응기에 증류수와 아세톤을 8:2의 중량비(w/w)로 반응용매 1000g을 넣고 소듐하이드록시벤젠설포네이트 232.2g (1몰, 분자량 232.2)과 50% 소듐하이드록사이드 수용액 80g(1몰, 분자량 40, 물 50 중량% 포함)을 넣고 상온에서 1시간 정도 교반하였다. 서서히 교반하면서 데케노일클로라이드 181.16g(0.95몰, 분자량 190.7)를 서서히 적하하였다.
이때 반응기의 온도는 28℃를 유지하였다. 데케노일클로라이드 적하가 끝나면 반응기의 내부온도를 28℃로 유지하면서 1시간 동안 반응을 진행하였다. 반응기 내부의 pH를 확인하여 7 미만이 되지 않도록 유지하고, pH가 7 미만이 될 경우, 소량의 50% 소듐하이드록사이드를 투입하여 pH를 7 내지 9로 조절하였다.
이 후 여과과정을 거쳐 벤젠설포산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐데케노에이트를 수득하였다.
제조예 4. 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐운데케노에이트 제조(C11)
실시예 1의 반응 조건에서 증류수와 아세톤 8:2의 중량비(w/w)로 반응용매 1000g을 넣고 소듐하이드록시벤젠설포네이트 232.2g (1몰, 분자량 232.2)과 50% 소듐하이드록사이드 수용액 80g(1몰, 분자량 40, 물 50 중량% 포함)을 넣고, 상온에서 1시간 정도 교반하였다. 서서히 교반하면서 운데케노일클로라이드 194.50g(0.95몰, 분자량 204.74)를 서서히 적하하였다.
이때 반응기의 온도는 28℃를 유지하였다. 운데케노일클로라이드 적하가 끝나면 반응기의 내부온도를 28℃로 유지하면서 1시간 동안 반응을 진행하였다. 반응기 내부의 pH를 확인하여 7 미만이 되지 않도록 유지하고, pH가 7 미만이 될 경우, 소량의 50% 소듐하이드록사이드를 투입하여 pH를 7 내지 9로 조절하였다.
이 후 여과과정을 거쳐 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐운데케노에이트를 수득하였다.
제조예 5. 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐도데케노에이트 제조(C12)
실시예 1의 반응 조건에서 증류수와 아세톤 8:2의 중량비(w/w)로 반응용매 1000g을 넣고 소듐하이드록시벤젠설포네이트 232.2g (1몰, 분자량 232.2)과 50% 소듐하이드록사이드 수용액 80g(1몰, 분자량 40, 물 50 중량% 포함)을 넣고, 상온에서 1시간 정도 교반하였다. 서서히 교반하면서 도데케노일클로라이드 207.8g(0.95몰, 분자량 218.76)를 서서히 적하하였다.
이때 반응기의 온도는 28℃를 유지하였다. 도데케노일클로라이드 적하가 끝나면 반응기의 내부온도를 28℃로 유지하면서 1시간 동안 반응을 진행하였다. 반응기 내부의 pH를 확인하여 7 미만이 되지 않도록 유지하고, pH가 7 미만이 될 경우, 소량의 50% 소듐하이드록사이드를 투입하여 pH를 7 내지 9로 조절하였다.
이 후 여과과정을 거쳐 벤젠설포산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐도데케노에이트를 수득하였다.
제조예 6. 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐테트라데케노에이트 (C14) 제조.
실시예 1의 반응 조건에서 증류수와 아세톤 8:2의 중량비(w/w)로 반응용매 1000g을 넣고 소듐하이드록시벤젠설포네이트 232.2g (1몰, 분자량 232.2)과 50% 소듐하이드록사이드 수용액 80g(1몰, 분자량 40, 물 50 중량% 포함)을 넣고, 상온에서 1시간 정도 교반하였다. 서서히 교반하면서 테트라데케노일클로라이드 234.48g(0.95몰, 분자량 246.82)를 서서히 적하하였다.
이때 반응기의 온도는 28℃를 유지하였다. 테트라데케노일클로라이드 적하가 끝나면 반응기의 내부온도를 28℃로 유지하면서 1시간 동안 반응을 진행하였다. 반응기 내부의 pH를 확인하여 7 미만이 되지 않도록 유지하고, pH가 7 미만이 될 경우, 소량의 50% 소듐하이드록사이드를 투입하여 pH를 7 내지 9로 조절하였다.
이 후 여과과정을 거쳐 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐테트라데케노에이트를 수득하였다.
실시예 1~6. 알케인퍼옥소산 형성
실시예 1. 데케인퍼옥소산 형성 (C10)
제조예 3에서 제조된 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐데케노에이트 2.4g과 소듐퍼카보네이트 6.4g을 물 1리터에 희석하고 킬레이팅제로써 에틸렌디아민테트라아세테이트 0.6g, 글리세롤트리아세테이트 0.6g을 넣고 pH를 10.0으로 조절하여 수용액 내에서 데케인퍼옥소산 형성을 유도하였다.
실시예 2. 데케인퍼옥소산 형성 (C10)
제조예 3에서 제조된 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐데케노에이트 3.0g과 소듐퍼카보네이트 5.8g을 물 1리터에 희석하고 킬레이팅제로써 에틸렌디아민테트라아세테이트 0.6g, 글리세롤트리아세테이트 0.6g을 넣고 pH를 10.0으로 조절하여 수용액 내에서 데케인퍼옥소산 형성을 유도하였다.
실시예 3. 노네인퍼옥소산 형성 (C9)
제조예 2에서 제조된 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐노네노에이트 2.4g과 소듐퍼카보네이트 6.4g을 물 1리터에 희석하고 킬레이팅제로써 에틸렌디아민테트라아세테이트 0.6g, 글리세롤트리아세테이트 0.6g을 넣고 pH를 10.0으로 조절하여 수용액 내에서 노네인퍼옥소산 형성을 유도하였다.
실시예 4. 노네인퍼옥소산 형성 (C9)
제조예 2에 의해 제조된 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐노네노에이트 3.0g과 소듐퍼카보네이트 5.8g을 물 1리터에 희석하고 킬레이팅제로써 에틸렌디아민테트라아세테이트 0.6g, 글리세롤트리아세테이트 0.6g을 넣고 pH를 10.0으로 조절하여 수용액 내에서 노네인퍼옥소산 형성을 유도하였다.
실시예 5. 도데케인퍼옥소산 형성 (C12)
제조예 5에서 제조된 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐도데케노에이트 2.4g과 소듐퍼카보네이트 6.4g을 물 1리터에 희석하고 킬레이팅제로써 에틸렌디아민테트라아세테이트 0.6g, 글리세롤트리아세테이트 0.6g을 넣고 pH를 10.0으로 조절하여 수용액 내에서 도데케인퍼옥소산 형성을 유도하였다.
실시예 6. 옥테인퍼옥소산 형성 (C8)
제조예 1에서 제조된 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐옥테노에이트 2.4g과 소듐퍼카보네이트 6.4g을 물 1리터에 희석하고 킬레이팅제로써 에틸렌디아민테트라아세테이트 0.6g, 글리세롤트리아세테이트 0.6g을 넣고 pH를 10.0으로 조절하여 수용액 내에서 옥테인퍼옥소산 형성을 유도하였다.
비교예 1~4.
비교예 1. 테트라데케인퍼옥소산 형성 (C14)
글리세롤트리아세테이트를 넣는 것을 제외하고, 제조예 6에서 제조된 벤젠설폰산을 리빙그룹으로 하는 설포페닐테트라데케노에이트 2.7g과 소듐퍼카보네이트 6.7g을 물 1리터에 희석하고 킬레이팅제로써 에틸렌디아민테트라아세테이트 0.6g을 넣고 넣고 pH를 10.0으로 조절하여 수용액 내에서 테트라데케인퍼옥소산 형성을 유도하였다.
비교예 2. 데케인퍼옥소산 형성 (C10)
글리세롤트리아세테이트를 넣는 것을 제외하고 실시예 2와 동일하게 설포페닐데케노에이트 2.7g과 소듐퍼카보네이트 6.7g을 물 1리터에 희석하고 킬레이팅제로써 에틸렌디아민테트라아세테이트 0.6g을 넣고 pH를 10.0으로 조절하여 수용액 내에서 데케인퍼옥소산 형성을 유도하였다.
비교예 3.
염화-n-알킬디메틸에틸벤질암모늄과 염화알킬벤질디메틸암모늄 1:1의 중량비(w/w)비율로 혼합한 혼합물 2g을 물 1리터에 희석하였다.
비교예 4.
염화-n-알킬디메틸에틸벤질암모늄과 염화알킬벤질디메틸암모늄, 폴리헥사메틸렌비구아니드염산염 3종을 1:1:1의 중량비(w/w) 비율로 혼합한 혼합물 2g을 물 1리터에 희석하였다.
알케인퍼옥소산 설포페닐알케노에이트 소듐퍼카보네이트 에틸렌디아민테트라아세테이트 글리세롤트리아세테이트
실시예 1 데케인퍼옥소산(C10) 2.4g 6.4g 0.6g 0.6g
실시예 2 데케인퍼옥소산(C10) 3.0g 5.8g 0.6g 0.6g
실시예 3 노네인퍼옥소산(C9) 2.4g 6.4g 0.6g 0.6g
실시예 4 노네인퍼옥소산(C9) 3.0g 5.8g 0.6g 0.6g
실시예 5 도데케인퍼옥소산(C12) 2.4g 6.4g 0.6g 0.6g
실시예 6 옥테인퍼옥소산(C8) 2.4g 6.4g 0.6g 0.6g
비교예 1 테트라데케인퍼옥소산(C14) 2.7g 6.7g 0.6g -
비교예 2 데케인퍼옥소산(C10) 2.7g 6.7g 0.6g -
비교예 3 - - - - -
비교예 4 - - - - -
실험예 1. 시간에 따른 퍼하이드록시음이온 또는 노네인퍼옥소산 방출량 평가
<HPLC 조건>
기기: HP1100시리즈 (에질런트사 (Agillent Co.), 미국
컬럼: Capcell pak c1 (250mm x 4.6mm)와 Alltech Prevall Organic acid (3㎛, 150mm) 2개를 연결하여 사용
컬럼온도: 40℃
이동상 용매
time H2O(인산0.2%) MeOH
0 100 0
15 100 0
16 5 95
20 5 95
21 100 0
60 100 0
검출기: UV 210nm
유속: 0.5ml/min
주입량: 5μl
분석시간: 60min
HPLC를 수행하여 크로마토그램을 분석한 결과, 과산화수소 피크(peak)는 체류 시간(retentime time, R.T) 9.5min에 나왔으며, 노네인퍼옥소산 피크(peak)는 체류 시간(retentime time, R.T) 12.4min, 소듐하이드록시벤젠설포네이트 (peak)는 체류 시간(retentime time, R.T) 14.3min에서 확인할 수 있었다(도 1).
실험예 2. 코로나 바이러스(Human coronavirus 229E)에 대한 항바이러스 효과 평가
1) 실험방법
숙주세포 내에서 침투하여 복제된 바이러스 유전체들은 새로운 바이러스 개체가 되어 숙주세포의 몸 밖으로 나가 새로운 숙주세포에 침투하여 복제의 과정을 지속한다. 이 과정에서 바이러스를 생산한 숙주세포는 사멸하는데, 플라크(plaque)라고 하는 세포사멸의 흔적을 바이러스를 정량하는 단위로 사용하였다.
물에 희석된 실시예 1 내지 6 그리고 비교예 1 내지 4의 액체시료를 이용하여 코로나바이러스에 대한 항바이러스시험은 ASTM E1052 방법을 사용하였다.
일정량의 바이러스를 준비하여 시료에 바이러스를 접종하고, 시료 접촉 바이러스와 무접촉 바이러스를 10배씩 연속희석하였다. 희석 배수별로 준비된 바이러스를 숙주세포HCT-8 (human colon adenocarcinoma)에 접종하였다. 바이러스가 숙주세포 표면 수용체를 통해 숙주세포 내에 효과적으로 침투할 수 있도록 흡착 (감염) 과정을 거치고, 숙주세포 간의 무분별한 바이러스 감염을 막고 효과적인 플라크 생성을 위해 고체배지를 이용하였다.
감염된 숙주세포를 일정기간 고체배지에서 배양한 후 세포 고정 후, 활성세포만을 염색하는 염료를 사용하여 플라크를 염색하고 플라크의 개수를 정량하였다. 정량의 단위는 플라크 형성 단위(plaque forming unit, PFU)로, 플라크 개수에 희석배수를 곱하여 산출하였다. 항바이러스능은 시료 무접촉 바이러스 (대조군) 대비 시료 접촉 바이러스 (시험군)의 로그감소율 (log reduction)로 계산하며, log reduction 4 이상, 99.99% 이상일 경우 효능을 인정하였다.
Log reduction Conversion to percentage
1 이상 90% 이상 99% 미만
2 이상 99% 이상 99.9% 미만
3 이상 99.9% 이상 99.99% 미만
4 이상 99.99% 이상 99.999% 미만
5 이상 99.999% 이상 99.9999% 미만
2) 실험결과
물에 희석된 액체시료 처리에 의해 시료 무접촉 바이러스 (대조군) 대비 플라크 형성 단위가 실시예와 비교예들 모두에서 크게 감소하여 코로나 바이러스 제어 능력이 있었다. 특히 실시예 1 내지 6의 그룹에서 코로나 바이러스 제어 능력이 우수하였으며, 비교예 3과 4의 4급 암모늄계 소독제에 비해 현저히 우수한 코로나 바이러스 제어 효과가 인정되었다. 또한, 글리세롤트리아세테이트를 포함하지 않은 비교예 1과 비교예 2의 항바이러스 효과도 실시예 1 내지 6에 비해 낮았다. 시험은 3회 반복하여 재현성을 확인하였다.
바이러스 농도 Infectivity titer (PFU/ml) 플라크 형성단위
(PFU, plaque forming unit)
실
시
예		 1 3.27X106 2.25X102 3.12X102 2.78X102
2 3.27X106 2.73X102 2.99X102 3.26X102
3 3.27X106 3.42X102 2.87X102 2.73X102
4 3.27X106 3.58X102 3.76X102 2.68X102
5 3.27X106 3.11X102 3.26X102 3.15X102
6 3.27X106 2.93X102 3.51X102 3.64X102
비
교
예		 1 3.27X106 2.65X103 3.11X103 2.87X103
2 3.27X106 4.23X102 3.76X102 4.11X102
3 3.27X106 1.67X104 2.36X104 1.98X104
4 3.27X106 2.11X104 2.41X104 1.86X104
실험예 3. 인플루엔자 바이러스 A형 (Influenza A virus, H1N1)에 대한 항바이러스 효과 평가
1) 실험방법
시료에 대한 인플루엔자 바이러스 A형(H1N1)의 항바이러스시험은 ASTM E1052을 기준으로 플라크 감소 시험법으로 진행했다. 플라크 감소 시험법은 세포 배양에서 분리된 플라크의 계수를 통해 시험 물질의 감염성 바이러스에 대한 억제를 직접 정량화하는 방법이다. 플라크 시험법은 바이러스 정량화를 위한 방법 및 기술의 발전이 계속되는 동안에도 감염 용해성 바이러스의 농도를 결정하는 표준("Gold standard")로 이용되고 있다. 바이러스는 감염된 세포에서 복제-용해-감염 주기를 계속하여 주변 세포를 파괴하며 점점 더 뚜렷한 가시적인 영역을 형성한다. 이때 파괴된 세포의 영역을 플라크라고 하며, 바이러스 증식 및 숙주 세포에 따라 일반적으로 2-14일 이내에 눈으로 확인할 수 있는 플라크가 형성된다.
이때, 인플루엔자 바이러스로 감염된 세포(MDCK cell) 단층을 중층(overlay) 배지로 덮어 바이러스가 증식하는 동안 액체 배지의 기계적 또는 대류 흐름을 통해 바이러스 감염이 무차별적으로 퍼지는 것을 방지하여 바이러스성 플라크의 생성을 관찰할 수 있다(고정 중층 기술을 이용하여 플라크 감소 여부를 확인)
플라크 정량의 단위는 실험예 2와 동일하게 플라크 형성 단위(plaque forming unit, PFU)로, 플라크 개수에 희석배수를 곱하여 산출하였다. 항바이러스능은 시료 무접촉 바이러스 (대조군) 대비 시료 접촉 바이러스 (시험군)의 로그 감소율 (log reduction)로 계산하며, log reduction 4 이상, 99.99% 이상일 경우 효능을 인정하였다.
2) 실험결과
물에 희석된 액체시료 처리에 의해 시료 무접촉 바이러스 (대조군) 대비 플라크 형성 단위가 실시예와 비교예들 모두에서 크게 감소하여 인플루엔자 바이러스 A형(H1N1)의 제어 능력이 인정되었다. 특히 실시예 1 내지 6의 그룹에서 인플루엔자 바이러스 A형(H1N1)의 제어 능력이 우수하였으며, 특히 비교예 3과 4의 4급 암모늄계 소독제에 비해 현저히 우수한 인플루엔자 바이러스 제어 효과가 인정되었다. 또한, 글리세롤트리아세테이트를 포함하지 않은 비교예 1과 비교예 2의 항바이러스 효과도 실시예 1 내지 6에 비해 낮았다. 시험은 3회 반복하여 재현성을 확인하였다.
바이러스 농도 Infectivity titer (PFU/ml) 플라크 형성단위
(PFU, plaque forming unit)
실
시
예		 1 4.35X106 3.23X102 3.17X102 2.98X102
2 4.35X106 2.88X102 3.29X102 3.64X102
3 4.35X106 3.44X102 3.87X102 3.69X102
4 4.35X106 4.12X102 3.65X102 3.76X102
5 4.35X106 3.67X102 4.08X102 4.33X102
6 4.35X106 3.93X102 4.11X102 4.23X102
비
교
예		 1 4.35X106 4.67X103 5.11X103 5.68X103
2 4.35X106 5.32X102 4.85X102 5.62X102
3 4.35X106 4.84X104 3.57X104 3.67X104
4 4.35X106 4.71X104 4.25X104 2.98X104
실험예 4. 조류인플루엔자 바이러스 (Avian influenza virus)에 대한 항바이러스 효과 평가
1) 실험방법
미리 준비된 6 well 플레이트에 200 PFU/well의 조류인플루엔자 바이러스를 접종하고 1시간후, 바이러스 접종액을 모두 제거했다. 무혈청 배양액으로 세포(MDCK cell) 를 세척 후, 시험물질(시료)을 분주하고, 37℃ CO2 배양기에서 1시간 동안 배양했다. 정상적인 플라크 형성을 관찰하기 위하여 시험물질의 처리 시간은 2시간 이내로 하였다. 2회 반복 실험하였고 시험물질을 처리하지 않은 음성대조군(Virus only)도 포함하여 실험을 실시하였다.
시험 물질을 처리한 다음, 플레이트에서 시험 물질 용액을 제거하였으며, 4% FBS DMEM : 3% agarose (1:1)로 제조한 한천 배지를 3 mL씩 플레이트 벽면으로 천천히 분주하고, 한천이 굳을 때까지 기다린 후 37℃ CO2 배양기에서 3일간 배양하였다. 각 well의 세포는 크리스탈 바이올렛 염색액(Crystal violet solution)을 이용하여 염색하였으며, 상온에 방치하여 세포를 염색하고 최소 6시간이 경과하면 염색액과 한천을 제거하고 플레이트를 물로 세척하였다. 플레이트는 상온에서 충분히 건조 후, 각 well의 플라크를 관찰하여 계수하였다. 정량의 단위는 플라크 형성 단위(plaque forming unit, PFU)로, 플라크 개수에 희석배수를 곱하여 산출하였다. 항바이러스능은 시료 무접촉 바이러스 (대조군) 대비 시료 접촉 바이러스 (시험군)의 로그 감소율 (log reduction)로 계산하며, log reduction 4 이상, 99.99% 이상일 경우 효능을 인정하였다.
2) 실험결과
물에 희석된 액체시료 처리에 의해 시료 무접촉 바이러스 (대조군) 대비 플라크 형성 단위가 실시예와 비교예들 모두에서 크게 감소하여 조류인플루엔자 바이러스의 제어 능력이 인정되었다. 특히 실시예 1 내지 6의 그룹에서 조류인플루엔자 바이러스의 제어 능력이 우수하였으며, 특히 비교예 3과 4의 4급 암모늄계 소독제에 비해 현저히 우수한 조류 바이러스 제어 효과가 인정되었다. 시험은 3회 반복하여 재현성을 확인하였다.
바이러스 농도 Infectivity titer (PFU/ml) 플라크 형성단위
(PFU, plaque forming unit)
실
시
예		 1 2.61X106 2.48X102 3.11X102 2.87X102
2 2.61X106 3.16X102 3.55X102 3.14X102
3 2.61X106 3.25X102 3.64X102 2.79X102
4 2.61X106 4.24X102 3.57X102 3.82X102
5 2.61X106 3.76X102 4.11X102 4.25X102
6 2.61X106 3.84X102 4.15X102 4.27X102
비
교
예		 1 2.61X106 3.76X103 3.11X103 4.81X103
2 2.61X106 2.62X102 4.72X102 3.68X102
3 2.61X106 3.48X104 2.75X104 2.76X104
4 2.61X106 2.71X104 3.52X104 3.65X104
실험예 5. 항박테리아 효과 평가
5-1. 바실러스 서브틸리스에 대한 항균 효과
1) 실험방법
시험물질(시료)의 박테리아 소독효과는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 발아 세포를 이용하여 조사했다. 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) ATCC 6633을 액체배지에서 24시간 배양한 후, Sterlinin, J.M. 및 Mandelstem, J., Biochem. J. 1969; 113: 29에 기재된 방법에 따라 포자를 조제하고, 멸균 증류수에 현탁하였다. 이후에 85℃에서 10분간 처리하여 영양형을 사멸시킨 후, 5℃에서 보존하고, 106 ∼107 CFU/m1가 되도록 멸균 증류수에 현탁하여 발아 세포 공급시험 균액으로 사용했다. 살균·소독 시험에서 발아 세포의 수는 10배씩 단계별로 희석한 시험액을 한천 배지에 혼합 희석 배양하여 얻은 콜로니수에서 산출했다.
2) 실험결과
물에 희석된 액체시료 처리에 의해 대조군 대비 콜로니 수가 실시예와 비교예들 모두에서 크게 감소하여 박테리아 제어 능력이 인정되었다. 특히 실시예 1 내지 6의 그룹에서 바실러스 서브틸리스에 대한 제어 능력이 우수하였으며, 특히 비교예 3과 4의 4급 암모늄계 소독제에 비해 현저히 우수한 항박테리아 효과가 인정되었다. 또한, 글리세롤트리아세테이트를 포함하지 않은 비교예 1과 비교예 2의 항균 효과도 실시예 1 내지 6에 비해 낮았다. 시험은 2회 반복하여 재현성을 확인하였다
초기균수 (CFU/mL) 접촉후 균수 (CFU/mL)
접촉 후 살균력 (%)
실
시
예		 1 4.1X105 <10 <10 99.99
2 4.1X105 <10 <10 99.99
3 4.1X105 <10 <10 99.99
4 4.1X105 <10 <10 99.99
5 4.1X105 <10 <10 99.99
6 4.1X105 <10 <10 99.99
비
교
예		 1 4.1X105 2.4X103 3.9X103 99.13
2 4.1X105 3.3X103 2.5X103 99.14
3 4.1X105 1.2X103 1.9X103 99.26
4 4.1X105 1.3X103 1.5X103 99.29
5-2. 녹농균, 황색포도상구균, 대장균에 대한 항균효과
시험용액에 녹농균(1.2X105CFU/mL), 황색포도상구균(2.1X105CFU/mL), 대장균(2.0X105CFU/mL)을 접종하고, 접종 1분 후 모두 고체 평판배지에 배양해 시험균의 생균수 감소율을 계산식에 의해 계산하였다.
살균력 판정은 생균수 감소율이 99.999% 이상일 때 적합한 것으로 보았다.
N : 시험균주 현탁액의 생균수(cfu/mL)
Na : 시험용액의 살균소독 작용에 의한 생균수*(cfu/mL)
실험에 사용한 시료는 실시예 5에서 생성된 도데케인퍼옥소산을 이용하여 이용하여 항균 실험을 진행하였다. 그 결과, 본 발명의 도데케인퍼옥소산은 녹농균, 황색포도상구균, 그리고 대장균에 대해 99.999%의 항균 효과를 가지는 것을 확인하였다.
녹농균 황색포도상구균 대장균
도데케인퍼옥소산 99.999% 99.999% 99.999%
실험예 6. 물성시험
1) 살균소독효과
제조예 1 내지 5에서 제조된 설포페닐알케노에이트를 이용하여 형성된 알케인 퍼옥소산의 알킬기 길이에 따른 바이러스 제어효과(살균소독효과)를 평가하였다. 평가 방법은 실험예 2와 같이 플라크 형성 단위(plaque forming unit, PFU)를 이용하여 바이러스에 대한 살바이러스 및 소독 효과를 평가하였다.
도 2는 알킬기 길이에 따른 바이러스 제어효과(소독효과)를 평가한 것이다. 그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, 알킬기가 길어질수록 바이러스 제어 능력이 높아짐을 알 수 있다. C8의 옥테인퍼옥소산, C9의 노네인퍼옥소산, C10의 데케인퍼옥소산, C11의 운데케인퍼옥소산, C12의 도데케인퍼옥소산으로 갈수록 알케인퍼옥소산의 바이러스 제어능력이 높아지는 것을 알 수 있었다.
2) 용해도 평가
실시예 1 내지 6에서 제조된 조성물들은 파우더 또는 그래뉼 형태로 제품화되며, 바이러스 제어를 위해 사용할 경우 1% 내외의 수용액으로 사용하는 것이 바람직하다. 이때 설포페닐알케노에이트를 이용하여 형성된 알케인 퍼옥소산의 알킬기 길이에 따른 물에 대한 용해성을 각각에 대해 평가하였다.
그 결과, 표 9와 같이 설포페닐알케노에이트의 알킬기가 길어질수록 물에 대한 용해력이 낮아졌으며 20℃, 1.0% 농도의 수용액의 알킬기가 11개를 넘어서면 용해성 문제가 발생하였다. 따라서, 본 발명에서는 용해도를 고려하면 설포페닐알케노에이트의 최적 알킬기 길이가 C8~10인 것을 알 수 있었다.
알킬기 C8 C9 C10 C11 C12 C14
20℃ 1.0% 수용액 투명 투명 투명 투명/반투명 반투명 불투명
3) 치환기 위치에 따른 알케인퍼옥소산의 살균 소독 효과
C8 내지 C12를 가지는 1,2-설포페닐알케노에이트와 1,4-설포페닐알케노에이트를 이용하여 형성된 알케인퍼옥산을 이용하여 실험예 1 내지 실험예 4의 바이러스에 대한 효과 및 실험예 5의 박테리아 살균효과를 평가한 결과 일관성 있게 1,2-설포페닐알케노에이트 구조의 효과가 우수하게 평가되었으며, 도 3은 ortho- 와 para- 형태의 설포페닐알케노에이트를 이용하여 형성된 알케인퍼옥소산의 살균 소독 효과를 나타낸 것이다.
그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, ortho 구조인 1,2-설포페닐알케노에이트를 이용하여 형성된 알케인퍼옥소산의 바이러스에 대한 소독 효과가 더 우수하였으며, 마찬가지로 알케인의 탄소수가 증가할수록 소독 효과는 높았다.
결론적으로, 살균 소독 효과는 알케인의 탄소수가 증가할수록 높았으나, 용해도는 탄소수 11개부터 용해도가 떨어져서 탄소수 8~10의 설포페닐알케노에이트를 이용하여 형성된 알케인퍼옥소산을 살균소독제로 개발하는 것이 효과적인 것을 알 수 있었다.
4) 시간에 따른 알케인퍼옥소산 방출량 평가
부스터로 글리세롤트리아세테이트 사용 유무에 따른 알케인퍼옥소산의 시간에 따른 방출량을 평가하였으며, 도 4에 방출량을 도시하였다.
제조예 2에서 제조된 설포페닐노네노에이트를 이용하여 알케인퍼옥소산 방출량을 평가하였다. 그 결과, 글리세롤트리아세테이트가 포함되지 않은 상태에서는 5~10min 사이에서 노네인퍼옥소산의 방출이 거의 이루어지지 않았고, 1시간 이상 경과해야 노네인퍼옥소산의 방출이 진행되었다. 하지만 이 상태에서도 살균력은 어느 정도 발휘되는데 이는 과산화수소에서 형성된 퍼하이드록시음이온이 일정부분 기여하는 것으로 보인다. 하지만 글리세롤트리아세테이트가 포함되면 노네인퍼옥소산의 방출이 앞당겨져서 바이러스 살균 시너지가 초기부터 발휘되어 희석 초기부터 우수한 바이러스 살균효과를 기대할 수 있다.
상기 글리세롤트리아세테이트를 포함하는 소독용 수용액은 노네인퍼옥소산의 전환비율이 HPLC 분석 기준 30분 이내에 50 mAU.S 이상의 peak 면적에 도달하였다.
글리세롤트리아세테이트는 [화학식 1]과 [화학식 2]가 알케인퍼옥소산으로 전환되는 속도를 지원하는 전구체로써 작용을 한다. 희석환경에서 알케인퍼옥소산이 발생하는 속도가 느려서 효과가 기대되는 농도(peak area 50mAU.S)를 방출하는 데까지 1시간 이상 걸리는 문제가 있으며, 이에 시간을 단축하기 위한 방출 부스터를 포함하였으며, 유사구조의 화합물들을 아래 표 10에서 비교하였다. 그 결과, 글리세롤트리아세테이트가 가장 효율적임을 확인하였다
부스터 종류 알케인퍼옥소산 방출량 50mAU/S
도달시간
전구체 없음 90분
글리세롤트리아세테이트 23분
글리세롤디아세테이트 35분
프로필렌글리콜디아세테이트 42분
디에틸렌글리콜디아세테이트 50분
따라서, 상기 1)에서 4)의 실험을 통해서 얻은 물성평가 결과를 요약하면 표 11과 같다.
용해성 수용액탁도
(NTU)		 알케인퍼옥소산
방출량
(30분, mAU.S)		 바이러스
제어능력
실시예 1(C10) 우수 240 58 우수
실시예 2(C10) 우수 180 50 우수
실시예 3(C9) 우수 24 62 우수
실시예 4(C9) 우수 22 55 우수
실시예 5(C12) 양호 2,800 42 우수
실시예 6(C8) 우수 12 55 양호
비교예 1(C14) 불량 불투명 24 양호
비교예 2(C10) 우수 190 22 우수
비교예 3 우수 18 0 양호
비교예 4 우수 16 0 양호
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

  1. (a) 소듐퍼카보네이트, 및
    (b) 화학식 1, 화학식 2 또는 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 설포페닐알케노에이트를 포함하며,
    수용액에서 화학식 3으로 표시되는 알케인퍼옥소산을 형성하는, 소독용 조성물:
    [화학식 1]

    [화학식 2]

    [화학식 3]

    상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
    R1은 치환 또는 비치환된 C8 내지 C12 알킬이며,
    상기 화학식 3에서,
    R2는 치환 또는 비치환된 C8 내지 C12 알킬임.
  2. 제1항에 있어서, (c) 글리세롤트리아세테이트 또는 (d) 킬레이트제를 더 포함하는, 소독용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C8 내지 C10의 알킬인, 소독용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 소독용 조성물에 포함되는 ortho 구조의 화학식 1과 para 구조의 화학식 2의 설포페닐알케노에이트는 전체가 ortho 구조이거나 또는 80% 이상이 ortho 구조인 것인, 소독용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (a) 소듐퍼카보네이트와 (b) 설포페닐알케노에이트는 90:10 내지 60:40의 중량비(w/w)인 것인, 소독용 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 소독용 조성물은 0.1~5%(w/v)의 수용액으로 희석하여 사용하는 것인, 소독용 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 소독용 조성물 전체 중량 대비 글리세롤트리아세테이트를 0.1 내지 10 %(w/v)를 포함하는 것인, 소독용 조성물.
  8. 제2항에 있어서, 상기 소독용 조성물은 설포페닐알케노에이트, 소듐퍼카보네이트, 킬레이트제 및 글리세롤트리아세테이트를 0.2~0.7: 1: 0.03~0.2: 0.03~0.2의 중량비(w/w)로 포함하는 것인, 소독용 조성물.
  9. 제7항에 있어서, 상기 글리세릴트리아세테이트를 포함하는 수용액은 화학식 3으로 표시되는 알케인퍼옥소산의 전환비율이 HPLC 분석 기준 30분 이내에 30 mAU.S 이상의 peak 면적에 도달하는 것인, 소독용 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 소독용 조성물은 고형인 것인, 소독용 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 소독용 조성물은 분말(power), 입상(granular) 또는 정제(tablet) 형태의 제형인 것인, 소독용 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 소독용 조성물은 표면코팅제로 코팅되어 있는 것인, 소독용 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 수용액의 pH는 8.5 내지 11.5인 것인, 소독용 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 소독용 조성물은 미생물에 대한 소독 효과를 가지는 것인, 소독용 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 상기 소독용 조성물은 바이러스에 대한 항바이러스 또는 살바이러스 효과를 가지는 것인, 소독용 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 상기 소독용 조성물은 세균 또는 진균에 대한 항균 또는 살균 효과를 가지는 것인, 소독용 조성물.
  17. 제15항에 있어서, 상기 바이러스는 코로나 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 노로바이러스, 로타바이러스, 호흡기세포융합바이러스, 조류인플루엔자 바이러스, 구제역 바이러스, 및 아프리카돼지열병 바이러스에서 선택되는 하나 이상인 것인, 소독용 조성물.
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