NL8401318A

NL8401318A - Anti-microbiele kwaternaire ammoniumverbindingen.

Info

Publication number: NL8401318A
Application number: NL8401318A
Authority: NL
Original assignee: Millmaster Onyx Group Inc
Priority date: 1982-05-27
Filing date: 1984-04-24
Publication date: 1985-11-18
Also published as: SE8402208D0; NL190281B; FR2562888B1; DE3414933A1; GB8409894D0; GB2157678A; GB2157678B; NL190281C; SE459003B; FR2562888A1; AU557706B2; SE8402208L; BE899465A; AU2708184A; DE3414933C2; JPS60224658A

Description

N.0. 32506

Anti-mierobiële kwaternaire ammoniumverbindingen.

De uitvinding heeft betrekking op anti-microbië'le kwaternaire am-moniumverbindingen, en meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op didecyldimethylammoniumzouten en decyl-n-decyldimethylammo-niumzouten.

5 De "decyl"-groep volgens de uitvinding, zowel gebruikt in "dide- cyl" als in "decyl-n-decyl", is afgeleid van een decylalcohol die een CAS-getal van 68551-08-6* heeft en hoofdzakelijk een mengsel is van vertakte primaire decanolen, waarin een rechte keten is met tenminste twee vertakkingen, waarvan de voornaamste component trimethylheptanol 10 is.

Aangezien de chemische omzettingen, die worden gebruikt voor de omzetting van de decanol in de decylsubstituent, gebonden aan de kwaternaire stikstof van de onderhavige verbindingen, naar verhouding milde, lage energiereacties zijn, die omleggingen praktisch uitsluiten, 15 heeft de "decyl"-substituent aan de kwaternaire stikstof betrekking op dezelfde radicalen en verdeling als gevonden in de uitgangsdecanol.

De kwaternaire ammoniumzouten volgens de onderhavige uitvinding worden bereid door de alkyleringsreactie van een tertiair amine met een primair alkylhalogenide. Het tertiaire amine wordt bereid door de alky-20 lering van een secundair amine met een primair alkylhalogenide of door twee achtereenvolgende alkyleringen van een primair amine waarbij de alkyleringsmiddelen dezelfde of verschillende primaire alkylhalogeniden kunnen zijn.

De kwaternisering van didecylmethylamine met een methylchloride 25 geeft hogere opbrengsten dan de .kwaternisering van decyldimethylamine met decylchloride.

Decyl-n-decyldimethylammoniumchloride wordt bereid door kwaterni-seren van decyl-n-decylmethylamine met methylchloride.

De volgende voorbeelden lichten de bereidingen toe van de verbin-30 dingen volgens de uitvinding, de term "decyl” wordt in al deze voorbeelden gebruikt voor het aanduiden van het bovengenoemde mengsel van primaire vertakte ketens met 10 koolstofatomen met het CAS-getal 68551-08-6*.

Voorbeeld I

35 Decylalcohol + HC1 —> decylchloride

Ongeveer 500 g decylalcohol en ongeveer 10 g zinkchloride worden verhit tot ongeveer 140°C en droog waterstofchloride wordt in het mengsel geleid. De uitstromende dampen worden gecondenseerd en opgevangen.

8401318 2

Wanneer het volume van het condensaat constant blijft (bij ongeveer 60-65 ml na ongeveer 3 uren) wordt de reactie gestopt. De organische laag in de reactiekolf wordt gewassen met koud water en gezuiverd door destillatie.

5 Voorbeeld II

Decylalcohol + methylamine —» decylmethylamine 1 mol decylchloride wordt verhit in een autoclaaf met een geconcentreerde oplossing van monomethylamine in water (isopropanol of mengsels van water en isopropanol kunnen ook worden gebruikt), dat ongeveer 10 10 mol monomethylamine bevat, bij ongeveer 110°C gedurende 8-10 uren.

Na afkoelen wordt ongeveer 1,1 mol natriumhydroxide toegevoegd onder roeren. De organische laag wordt afgescheiden van het mengsel, gestript van isopropanol (indien aanwezig) en gefractioneerd. De opbrengst is ongeveer 0,75-0,80 mol decylmethylamine.

15 Voorbeeld III

Decylchloride + decylmethylamine ’—> didecylmethylamine

Een mengsel van 1 mol decylmethylamine en 1 mol natronloog wordt verhit op ongeveer 160°C onder atmosferische druk en 1 mol decylchloride wordt langzaam toegevoegd gedurende een periode van 1 uur. Het ver-20 hitten wordt nog gedurende ongeveer 1 uur voortgezet. Het gekoelde organische mengsel wordt gewassen met koud water en gezuiverd door destillatie.

Wanneer n-decylchloride wordt gebruikt in plaats van decylchloride, dan is het produkt n-decyldecylmethylamine. Een ander n-alkylchlo-25 ride met decylmethylamine zal n-alkyldecylmethylamine opleveren. Wanneer n-decylchloride wordt gebruikt in plaats van decylchloride en n-decylmethylamine wordt gebruikt in plaats van decylmethylamine dan is het produkt di-n-decylmethylamine.

Voorbeeld IV

30 Didecylmethylamine + methylchloride —> didecyldimethylammoniumchloride 1 mol didecylmethylamine in een autoclaaf wordt gemengd met ongeveer een gelijk volume isopropanol of 50/50 isopropanol/water als oplosmiddel. Dan wordt 1 mol methylchloridegas (+1-2% overmaat) in de autoclaaf gepompt en de inhoud ervan verhit op ongeveer 80-110°C geduren-35 de ongeveer 12-15 uren.

Didecyldimethylammoniumchloride, het kwaternaire ammoniumzoutpro-dukt, blijft achter in oplossing, de concentratie bedraagt ongeveer 35-50% afhankelijk van de hoeveelheid oplosmiddel die in de reactie wordt gebruikt.

40 Wanneer n-decyldecylmethylamine wordt gebruikt in plaats van dide- 8401318 3

cylmethylamine is het produkt n-decyldecyldimethylammoniumchloride. Wanneer di-n-decylmethylamine wordt gebruikt in plaats van didecylme-thylamine, dan is het produkt di-n-decyldimethylammoniumchloride. Wanneer n-alkyldecylmethylamine wordt gebruikt in plaats van n-decyldecyl-5 methylamine, dan is het produkt n-alkyldecyldimethylammoniumchloride. Voorbeeld V

Mengsels van kwaternaire ammoniumzouten werden als volgt bereid: (a) 95 gew.% didecyldimethylammoniumchloride, 5 gew.% di-n-decyl-dimethylammoniumchloride.

10 (b) 90 gew.% didecyldimethylammoniumchloride, 10 gew.% di-n-decyl- dimethylammoniumchloride.

(c) 75 gew.% didecyldimethylammoniumchloride, 25 gew.% di-n-decyl-dimethylammoniumchloride.

Voorbeeld VI

15 Wanneer methylamine werd behandeld met een equimolair mengsel van decylchloride en n-decylchloride volgens de methode van voorbeeld II dan was het produkt een mengsel van ongeveer 50% decylmethylamine en ongeveer 50% n-decylmethylamine. Wanneer dit mengsel van secundaire aminen werd behandeld met het equimolaire mengsel van dezelfde twee al- 20 kylhalogeniden volgens de methode van voorbeeld III, dan was het produkt een mengsel van ongeveer 25% didecylmethylamine, ongeveer 25% di-n-decylmethylamine en ongeveer 50% decyl-n-decylmethylamine. Wanneer dit mengsel van tertiaire aminen werd gekwaterniseerd met methylchlori-de volgens de methode van voorbeeld IV, dan was het produkt vermoede- 25 lijk een mengsel van di-alkyldimethylammoniumchloridezouten in nagenoeg dezelfde hoeveelheid als de uitgangs-tertiaire aminen ervan, namelijk ongeveer 25% didecyldimethylammoniumchloride, ongeveer 25% di-n-decyl-dimethylammoniumchloride en ongeveer 50% decyl-n-decyldimethylammonium-chloride.

30 De anti-microbiële eigenschappen van didecyldimethylammoniumchlo- ride, di-n-decyldimethylammoniumchloride en de drie mengsels (a), (b) en (c) van voorbeeld V werden onderzocht met toepassing van de volgende werkwijze.

1. 50 ml van de oplossing, die de te beproeven opgeloste stof be- 35 vatte in een proefconcentratie, werden op steriele wijze toegevoegd aan tevoren gesteriliseerde, van een katoenen stop voorziene Erlenmeyer-kolven met een inhoud van 125 ml.

2. Een groep flessen, die elk opgeloste stof bevatte in verschillende proefconcentraties werd geënt met 0,5 ml van een 1/10 voedings- 40 bouillonoplossing van een 24 uren gecultiveerde voedingsbouillon van 8401318 4

Pseudomonas aeruginosa. Een andere groep werd geënt met 0,5 ml van een 1/10 voedingsbouillonoplossing van een 24 uren gecultiveerde voedings-bouillon van Aerobacter aerogenes.

3. Na 30 minuten werd een hoeveelheid van 0,5 ml verwijderd uit 5 elke kolf en toegevoegd aan 50 ml van een steriele azolecti- ne/"Tween 80" neutraliseerinrichting. "Tween 80" is een polyoxyethy-leenderivaat van vetzure partiële esters van hexitolanhydriden die wordt bereid door Atlas Power Co., Wilmington, Delaware, U.S.A.

4. Agarplaattellingen werden uitgevoerd uit de overeenkomstige op-10 lossingen.

Tabel A toont de plaattelling van de produkten die werden beproefd. De eigenlijke microbiële telling kan worden berekend door vereenvoudiging van elk getal met 1θ2.

De proeven werden gelijktijdig uitgevoerd teneinde vergelijkende 15 fouten wegens fluctuaties in de omgevingsomstandigheden minimaal te maken. De tabel toont, dat bij concentraties van slechts 5 dpm, tenminste met betrekking tot Pseudomonas aeruginosa, het didecyldimethylammonium-chloride een betere werking heeft dan het di-n-decyldimethylammonium-chloride en dit is belangrijk omdat Pseudomonas aeruginosa een van de 20 meest moeilijk te bestrijden micro-organismen is.

"BTC 776" de controle is een welbekend en doelmatig anti-micro-bieel middel. Het is een kwaternair benzalkonium vervaardigd door de Onyx Chemical Company, Jersey City, New Jersey, U.S.A.

8401318 5 . · o m &$&·?<! ·> « mm · N n o o o oo o

N | CM <r] i—I i—I

II

• to o 10 0) H In Λ Λ Λ T3 |Η · Μ CO Μ ΟΟ Ο Ο •Η 3η Η οι μ Ό Ο •Η Η μ Λ Ο Ü Η 0 · Ο ιΟ Ο ΙΟ ,C3 B*S Β<ϊ <3 ·>««·> Ο ·Η Ο Ο · νΟ 00 ΙΟ t—I Ο ΟΟ ο 0 3 σ> η <3 cn 3 0

3 1 II

ο π) 0 Η . · ΙΟ ιο ΙΟ ιο 0 Η Η <3 ·> « ·> ·> 3 J3 |Η · Ν Ο ι—I *—I ΟΟ Ο Η μ ΡΜ «Τ' Τ—I CN) ί>> 0) rC 0 ' .

μ ·Η 0) Ό 0 Η •Η >> · Ο ΙΟ Ο ΙΟ

TdÜ 6*5 B*S <3 ΛΛΛΛ η οι ιο to · om-tf'tfoooo oo !>> Ό σι <1 cni μ ι-ι Ο I 0) 3 -σ ι ιι •Η ·Η Ό Ό , · Ο Ο ιΟ ιΟ ιΟ Ο Ο

Mil—I “4$ ΛΛΛΛΛΛ Λ

II II Η · OiHCOIOCvlvDCOOOOO

1¾ σι νΟ <Ν St Μ Η Η Μ Η <J · to ΙΟ ^3 Λ Λ Η · 00 Μ ο Ο CD <3 ,Ο cd Η Η ' ^ * • ιο Ο Ο Ο ο ο ο ΡΜ <1 • ΟΟ ΟΟ ΟΟ ΟΟ <3 Η Η • Ο ΙΟ Ο ^ *1 Λ Λ • ΟνΟ ΜΟ ΟΟ ΟΟ ΡΜ Μ cd co oco · oo to ο ο ο (d QJ Λ Λ η Λ Λ Λ •η 3 ; · οο ιοΜσιΜο οο οο οι νο cu <! m ν 3 00 ΜΗ μ ο μ ο οι μ μ cd 3 υμ· ιο ιΟΟιοΟΟΟιοΟ Π} I Λ

C0 « Ο · CM MHvOOOOCOHi—I

d h :<JPh to M CO 00 Μ 3 3 ο μ 0 ο Ο 3 Ό 3 3 0 ·Η ΟΙ μ μ C0 01 3

Pm <J μ μ

II II 3 0 McsltOiOiOOOOiOioiOOO

Ο) Οί ι—i ^ rH rH rH τΗ CM CM

* · O *Ö <3 <3 3 • · 0 3 3h <3 O ·Η 8 4 0 1 3 1 8 6

Hoewel het didecyldimethylammoniumchloride volgens de uitvinding een krachtig microbiocide is bij betrekkelijk lage concentraties, zoals bovenstaand is getoond, is de biologische afbreekbaarheid ervan veel lager dan van di-n-decyldimethylammoniumchloride. Wanneer het echter 5 gemengd wordt met betrekkelijk kleine hoeveelheden van bepaalde verbindingen, zoals di-n-decyldimethylammoniumchloride, dan wordt de biologische afbreekbaarheid ervan verminderd tot meer dan wat kon worden verwacht uit de som van de bijdragen van de verbindingen.

In overeenstemming met het bovenstaande werd de biologische af-10 breekbaarheid van (1) didecyldimethylammoniumchloride, (2) di-n-decyl-dimethylammoniumchloride en (3) fysische mengsels van deze twee kwater-naire ammoniumzouten bepaald. De mate van biologische afbraak werd vastgesteld met behulp van de schud-fles-methode. De eigenlijke mate van biologische afbraak van het mengsel werd vergeleken met de hoeveel-15 heid biologische afbraak die zou hebben plaatsgevonden volgens berekeningen, gebaseerd op de concentratie en biologische afbreekbaarheid van de zuivere componenten in het mengsel.

De proeven werden op de volgende wijze uitgevoerd:

Een gemengde microbiële cultuur, verkregen uit geactiveerd slib 20 van afvalwaterbehandeling werd gebruikt als entmiddel. 10 ml van deze cultuur en 0,3 g gistextract werden aan de kolven toegevoegd welke 1 liter van een milieu van minerale zouten bevatte.

Het milieu van minerale zouten bestond uit het volgende mengsel: 25 ammoniumchloride 3,0 g dikaliumfosfaat 1,0 g kaliumchloride 0,25 g magnesiumsulfaat. 7^0 0,25 g natriumbicarbonaat 0,25 g 30 Ee S04 0,002 g water, q.s. 1 liter

De kolven werden op kamertemperatuur gehouden op een draaiende schudinrichting die werkte met een voldoende snelheid om een goede be-35 luchting te verzekeren.

Voor het acclimatiseren werden 10 ml van de cultuur seriegewijs elke drie dagen overgebracht in 1 liter vers milieu dat geleidelijk toenemende concentraties van het kwaternaire ammoniumzout, dat werd beproefd, bevatte, namelijk 0, 0,5, 2,0, 4,0, 6,0, 8,0 en 10,0 mg per li-40 ter.

8401318 7

Na 21 dagen acclimatiseren werd de proef aangevangen met de aan-vangsconcentratie van 10 mg per liter van de totale kwaternaire ammo-niumverbinding.

Daarna werd een monster getrokken uit de kolf op de zesde dag na-5 dat de proef was begonnen en chemisch geanalyseerd op de concentratie van de totale kwaternaire ammoniumverbinding.

De proefresultaten zijn weergegeven in tabel B.

8401318 8 Ό β Μ Μ Μ Μ Μ ρ 0 0 0 0 s

X

p so o r-t m

^ A A A A A

0) <· O < «ί 00 >n /—s 4-1 3

O

N

β 0 β (UP P ÜO Ö0 60 t»Q Ö0 60 Η Ό 0 0 0 0 0 Ρ Ρ Ρ _

Ό O O SO Ο H CM O

Ö ^ A A A A At

V0 § OJ Ο Μ Μ M

P 60 P Ό PM ·Η

•H 1) N X

μ ρ ρ Λ'ίοσ.οοο ρ ·η p m m o h r-> oo

4J 4-1 M P t—I

•Η Ρ P P

rH H 4J pO

''-4-Ip X

W) p & p

• 0 P X P

υ m o β p x

1-4 ο P H

υ x p w P 4-> o

•Η P Μ P

H 4J o ,Ο ,β P p IS] P o

-Q H 0 60 CO

P 4-1 p m ·η h p ·η p ao P P o

O O >P H

P 0 O O

o 0 cn ·η Ü P ·Η ,Λ

CO 60 H H

60 P Ο P Η Η H

P H Η X H

P ·Η O *00 S>« t> p ·Η ·Η δ-5 O m

β β .Ο Η U0 Η CM

PM P ^ 'ν- <d Ρ 4-1 Ρ Η Η Η 4-1 P 60 ^5 ^5 6^ Ρ ·Η ·Η Η UO Ο U0 |5 β ^ WHHOSOSI-^ X Η β Η 0) Ρ ^ Η > ^

Ρ HP

4-1 Ρ ^ -β Ο Ό ·Η Η ·Η Ρ Μ Μ Ό Ο Ρ ·Η Η Ρ4 Μ ,β

Ο U

Η § β ρ υ ή te Ρ Ρ ο Η ίΊ 0 Ρ Ρ 1 POP Μ Β Η Ρ § >,

Ρ Ρ X

0 Η 4J

Ρ Η -Ρ 0 Ο 4J ·Η Ρ Ό Η Η 60 0 Η Η Η Η β ·Η fo Η

•HOU

Ό Η Ρ &-? Ο m

β Ό ΙΛ ι—I CM

•Η U I X ^ X

X Ρ β Η Η Η Μ Ό I ^ Κ ρ ·η ·η m ο m > fl fl O' O' Ν 8401318 9 ' Alle proeven in tabel B werden gelijktijdig uitgevoerd om de in vloed van enige fouten als gevolg van fluctuaties van de omgevingsomstandigheden minimaal te maken.

Tabel B toont de totale concentratie van de kwaternaire ammonium-5 verbinding, die niet biologisch werd afgebroken in deze proef na 6 dagen, zowel voor de zuivere materialen als voor drie verschillende mengsels. De tabel toont eveneens de hoeveelheden die verwacht werden en die berekend werden uit de bekende biologische afbreekbaarheid van de zuivere materialen. Bijvoorbeeld zou in het mengsel van 90% didecyldi-10 methylammoniumchloride en 10% di-n-decyldimethylammoniumchloride een totale concentratie van 10 mg per liter 9,0 mg didecyldimethylammonium-chloride en 1,0 mg di-n-decyldimethylammoniumchloride bevatten. Het di-decyldimethylammoniumchloride zou voor 54% biologisch zijn afgebroken, waarbij een rest overbleef van 46% (van de 9,0 mg) die niet biologisch 15 was afgebroken, of ongeveer 4,1 mg. Het didecydimethylammoniumchloride, dat voor 100% biologisch afbreekbaar is, zou geen rest hebben van niet biologisch afgebreken kwaternair ammoniumzout. Derhalve zou, met toepassing van de berekende hoeveelheid niet biologisch afgebroken kwaternair ammoniumzout in 1 liter oplossing als maat, verwacht worden dat de 20 hoeveelheid 4,1 mg zou zijn hetgeen de som is van beide verwachte residuen. Wat in feite eigenlijk werd gevonden was slechts 2,2 mg kwaternair zout - ongeveer 50% van de verwachte berekende hoeveelheid. Nagenoeg hetzelfde resultaat (ongeveer 50% van de berekende hoeveelheid) werd gevonden voor de mengsels 95%I/5%II en 75%I/25%II. Deze resultaten 25 tonen duidelijk de onverwachte co-biologische afbraak tussen de twee kwaternaire ammoniumzouten.

De concentratie aan kwaternair ammoniumzout na de biologische afbraak werd bepaald volgens de methode van M.E. Auerbach, Industrial and Engineering Chemistry, Analytical Edition, 15, biz. 492-3 (1944). Deze 30 methode werd speciaal ontwikkeld voor lage concentraties kwaternaire ammoniumzouten.

Praktische experimenten hebben aangetoond, dat chemicaliën die een biologische afbraak van 60% tot 70% vertonen in deze laboratoriumproeven, voor meer dan 90% zouden worden verwijderd tijdens de biologische 35 behandeling van rioolwater. Derhalve zou worden verwacht dat chemicaliën die voor ongeveer 80% biologisch afgebroken worden, onder praktische omstandigheden tijdens de biologische afbraak van rioolwater, nagenoeg volledig tijdens de behandeling zouden worden verwijderd.

Wanneer een minimum van 90% verwijdering door biologische behande-40 ling onder praktische omstandigheden bij de behandeling van rioolwater 8401318 10 als standaard wordt genomen, dan is het duidelijk dat de toevoeging van een kleine hoeveelheid van ongeveer 5% van het niet vertakte kwaternai-re di-n-decyldimethylammoniumzout aan de vertakte kwaternaire didecyl-dimethylammoniumzouten volgens de uitvinding de biologische afbreek-5 baarheid van de didecylverbinding aanzienlijk zullen verhogen van minder dan bevredigend tot een zeer bevredigend niveau.

Opgemerkt moet worden, dat niet elke verbinding» die volledig biologisch afbreekbaar is, de biologische afbraak van didecyldimethylammo-niumchloride zal bevorderen. Suiker bijvoorbeeld, dat zoals het di-n-10 decyldimethylammoniumchloride, volledig biologisch afbreekbaar is, zal de biologische afbraak van het didecyldimethylammoniumchloride niet beïnvloeden. Experimenten tonen aan, dat de biologische afbreekbaarheid van de vertakte kwaternaire dialkylammoniumverbinding bij aanwezigheid van suiker ongeveer 54% is, terwijl, zoals bovenstaand is getoond de 15 toevoeging van slechts 5% van het 100% biologisch afbreekbare di-n-de-cyldimethylammoniumchloride de biologische afbreekbaarheid van het vertakte kwaternaire dialkylzout van ongeveer 54% tot ongeveer 79% van het totale kwaternaire zout verhoogt.

Naast de toepassing van chloride als het anion in de bovengenoemde 20 verbindingen is het mogelijk, hoewel dit minder de voorkeur' verdient, andere halogenen met een atoomgewicht groter dan 30 te gebruiken, alsmede methosulfaat en ethosulfaat.

Hoewel de boven beschreven kwaternaire didecylammoniumverbindingen zeer effectief zijn, in het bijzonder tegen Pseudomonas aeruginosa, bij 25 lage concentraties, kan deze doelmatigheid in grote mate worden vernietigd door de aanwezigheid van hard water of organische grond. Het is inderdaad welbekend dat de meeste microbiocide kwaternaire ammoniumver-bindingen een groot gedeelte van hun antimicrobiële werkzaamheid verliezen bij aanwezigheid van hard water of organische grond.

30 Hoewel bepaalde tot dusverre bekende dialkyldimethylammoniumzouten voldoende werkzaamheid behouden bij de aanwezigheid van deze verontreinigingen om nuttig te zijn als bacteriostatische middelen of "sanitizers", zijn zij slechtere desinfectans. (Een "sanitizer" zoals hier gedefinieerd is een verbinding die de concentratie aan micro-orga-35 nismen verlaagt tot een tevoren bepaald aanvaardbaar niveau zonder noodzakelijkerwijze 100% van de organismen te doden. Een "desinfectans" zoals hier gedefinieerd is een verbinding die 100% van de organismen doodt).

De doelmatigheid van kwaternaire ammoniumverbindingen als 40 "sanitizers" in hard water wordt gewoonlijk gemeten door de "Germicidal 8401318 11 and Detergent Sanitizers Test", waarbij toenemende concentraties aan hardheid worden gebruikt voor het bepalen van de maximale waterhardheid (gewoonlijk uitgedrukt in dpm als calciumcarbonaat) waarbij een concentratie van een tevoren bepaalde hoeveelheid van een kwaternaire verbin-5 ding 99,999% van de proeforganismen in het inoculum na 30 seconden aanraking zal doden. Deze proef wordt eveneens aangeduid als de "Hard Water Tolerance Test".

De "Germicidal and Detergent Sanitizers Test" kan geschikt zijn wanneer de microbiële verontreinigingen slechts de minder giftige, 10 niet-pathologische species van micro-organismen omvatten, of wanneer het de bedoeling is slechts het microbiële gehalte tot tevoren bepaalde aanvaardbare niveaus te verlagen. Maar wanneer giftige, pathologische species van micro-organismen de verontreinigingen zijn, dan is alleen maar een "sanitization" onvoldoende. In een dergelijk geval is slechts 15 desinfectie (100% doden van micro-organismen) aanvaardbaar.

De doelmatigheid van kwaternaire verbindingen als desinfectans wordt gewoonlijk gemeten volgens de "Use Dilution Test". Deze proef meet de minimale concentratie van een desinfectans, die 100% van de micro-organismen op een hard oppervlak in 10 minuten zal doden.

20 Hoewel de "Use Dilution Test" vaak dient als middel voor het ver gelijken van de doelmatigheid van kwaternaire verbindingen als desinfectans, heeft het een ernstig praktisch tekort; de proef wordt namelijk uitgevoerd in gedestilleerd water. De meeste gemeenschappen in de wereld zijn in gebieden van hard water, en omdat hard water de anti-mi-25 crobiële doelmatigheid van desinfectans vermindert, is het noodzakelijk de "Use Dilution Test" zodanig te modificeren, dat hierbij de waterhardheid in beschouwing wordt genomen.

Voor het bepalen van de eigenlijke doelmatigheid van kwaternaire desinfectans in hard water, zijn bepaalde aspecten van de "Use Dilution 30 Test" hier gecombineerd met enige aspecten van de "Germicidal and

Detergent Sanitizers Test". In een dergelijke gecombineerde proef wordt een concentratie aan desinfectans gekozen en, met toepassing van die concentratie, worden achtereenvolgens "Use Dilution Tests" uitgevoerd met trapsgewijs toenemende concentraties aan hard water als verontrei-35 niging totdat de kwaternaire verbinding faalt bij het doden van 100% van de proeforganismen. Het maximale niveau aan hard water waarbij de kwaternaire verbinding deze proef doorstaat is de significante maat van de doelmatigheid van het desinfectans in hard water.

In overeenstemming met de onderhavige uitvinding is nu ontdekt, 40 dat decyl-n-decyldimethylammoniumzouten (waarin de term "decyl" zoals 8401318 12 bovenstaand wordt gebruikt voor het aangeven van een mengsel van primaire vertakte ketens met 10 koolstofatomen met een CAS-getal van 68441-08-6*) zeer doelmatige desinfectansmiddelen zijn bij aanwezigheid van hetzij hard water, hetzij organische grond of beide.

5 Deze zouten hebben de structuurformule 1, waarin R een kleine al- kylgroep met 1 tot 4 koolstofatomen en X een halogeenatoom met een atoomgewicht groter dan 30, methosulfaat of ethosulfaat voorstellen, de term "decyl" betrekking heeft op een mengsel van primaire alkylgroepen met vertakte keten waarvan elk 10 koolstofatomen bezit en een rechte 10 keten bevat met tenminste twee vertakkingen, en de tem "n-decyl” betrekking heeft op de normale decylgroep.

Naast de ontdekking van de doelmatigheid van decyl-n-decyldime-thylammoniumzouten als desinfectans in hard water of organische grond, is tevens gevonden, dat hoewel di-n-decyl- en di-decyldimethylammonium- 15 zouten betrekkelijk slechte desinfectans zijn in hard water of bij aanwezigheid van organische grond, wanneer ze alleen worden gebruikt, ze bij combinatie een synergistisch effect op elkaar uitoefenen, waardoor het mengsel ook een doelmatig desinfectans wordt zowel in hard water als bij aanwezigheid van organische grond.

20 De decyl-n-decyldimethylammoniumzouten, alsmede de di-decyl- en di-n-decyldimethylammoniumzouten, worden bereid door alkyleren van een tertiair amine met een primair alkylhalogenide. Bijvoorbeeld wordt de-cyl-n-decyldimethylammoniumchloride bereid door kwaterniseren van de-cyl-n-decylmethylamine met methylchloride.

25 Teneinde de onderhavige uitvinding toe te lichten werden de vol gende kwaternaire verbindingen bereid, waarbij elk van deze verbindingen wordt voorgesteld door de naam van de twee alkylsubstituenten gevolgd door "DMAC" dat wordt gebruikt als afkorting voor dimethylammo-niumchloride:

30 decyl-n-decyl DMAC

di-decyl DMAC di-n-decyl DMAC

Naast de bovengenoemde afzonderlijke componenten werden tevens de volgende mengsels bereid:

35 90 gew.% di-decyl DMAC, 10 gew.% di-n-decyl DMAC

50 gew.% di-decyl DMAC, 50 gew.% di-n-decyl DMAC 10 gew.% di-decyl DMAC, 90 gew.% di-n-decyl DMAC 25 gew.% di-decyl DMAC, 25 gew.% di-n-decyl DMAC en 50 gew.% decyl-n-decyl DMAC.

40 Alle bovengenoemde zeven materialen werden onderworpen aan de "Use 8401318 13

Dilution Test" in gedestilleerd water tegen Pseudomonas aeruginosa, teneinde de minimale concentratie te bepalen, waarbij elk 100% van de micro-organismen zou doden. Elk materiaal voldeed aan de "Use Dilution Test" bij de minimale concentratie van 500 dpm in gedestilleerd water.

5 Deze zelfde zeven materialen, elk in de bovengenoemde concentratie van 500 dpm, werden vervolgens onderworpen aan een gemodificeerde vorm van de "Use Dilution Test", met toepassing van de technieken van de "Germicidal and Detergent Sanitizers Test", waarbij, bij aanwezigheid van 5% bloedserum als organisch verontreinigingsmiddel, de concentratie 10 aan hardheid werd verhoogd in trappen van 50 dpm in afzonderlijke proeven tot het niveau van waterhardheid was bereikt, waarbij het desinfectans faalde bij het doden van 100% van de organismen. Deze proef is duidelijk de beste methode voor het beproeven van het gedrag van de desinfectans in hard water.

15 De resultaten van de proeven, waarin alle concentraties werden ge verifieerd door herhaalde proeven, zijn in de volgende tabel weergegeven:

Tabel C

20 Concentratie aan hardheid in water (in dpm hardheid) tegen Pseudomonas aerugenosa ATCC #15442, met 500 dpm kwaternaire verbinding_

Voldaan Gefaald di-n-decyl DMAC 250 300 25 di-decyl DMAC 250 300 decyl-n-decyl DMAC 550 600

(90% di-decyl DMAC

(10% di-n-decyl DMAC 450 500

(50% di-decyl DMAC

30 (50% di-n-decyl DMAC 500 550

(10% di-decyl DMAC

(90% di-n-decyl DMAC 500 550

(25% di-decyl DMAC (25% di-n-decyl DMAC

35 (50% decyl-n-decyl DMAC 550 600

In gedestilleerd water hebben di-decyl DMAC, di-n-decyl DMAC en decyl-n-decyl DMAC alle nagenoeg dezelfde desinfecterende werkzaamheid.

40 De resultaten in de bovenstaande tabel tonen duidelijk het volgen de aan: 8401318 r 14 1. Bij aanwezigheid van hard water en organische grond is decyl-n-decyldimethylammoniumchloride op zichzelf het meest doelmatige desinfectans in hard water, omdat het een grotere concentratie hard water en organische grond kan tolereren dan de andere kwaternaire verbindingen 5 op zichzelf.

2. Indien gebruikt als mengsels met elkaar versterken di-n-decyl-en di-decyldimethylammoniumchloriden, hoewel ze op zich een betrekkelijk slechte doelmatigheid in hard water en organische grond vertonen, elkaar tot een sterke toename van de doelmatigheid van het mengsel on- 10 der zodanige omstandigheden, en de doelmatigheid van dit mengsel wordt verder verhoogd door de toevoeging van decyl-n-decyldimethylammonium-chloride.

8401318

Claims

1. Een kwaternaire ammoniumverbinding met de structuurformule 2, waarin A decyl of n-decyl is, R een kleine alkylgroep met 1 tot 4 kool-stofatomen voorstelt, X een halogeenatoom met een atoomgewicht van meer 5 dan 30, methosulfaat of ethosulfaat voorstelt, de term "decyl" betrekking heeft op een mengsel van primaire alkylgroepen met vertakte keten waarvan elk 10 koolstofatomen bezit en een rechte keten met tenminste twee vertakkingen bevat, en de term "n-decyl" betrekking heeft op de normale decylgroep.

2. De verbinding volgens conclusie 1 waarin X chloor is.

3. De verbinding volgens conclusie 1 waarin R CH3 is.

4. De verbinding volgens conclusie 1 waarin X chloor en R CH3 zijn.

5. De verbinding volgens conclusie 1 in een water bevattende op-15 lossing.

6. De verbinding volgens conclusie 1 waarin A is decyl en waarin de verbinding gemengd is met di-n-decyldimethylammoniumhalogenide in een verhouding van ongeveer 3:1 tot ongeveer 20:1.

7. De oplossing volgens conclusie 5 waarin de verbinding decyl-n-20 decyldimethylammoniumhalogenide is en tot ongeveer 550 dpm hardheid, gemeten als dpm calciumcarbonaat bevat.

8. Een desinfecterende samenstelling, die een water bevattende oplossing van een kwaternaire ammoniumverbinding bevat, waarin de kwaternaire ammoniumverbinding aanwezig is in een hoeveelheid van tenminste 25 500 dpm, met het kenmerk, dat de kwaternaire ammoniumverbinding hetzij (a) decyl-n-decyldimethylammoniumhalogenide, hetzij (b) een mengsel van di-decyldimethylammoniumhalogenide en di-n-decyl-dimethylammoniumhalo-genide, hetzij (c) een mengsel van di-decyldimethylammoniumhalogenide, . di-n-decyldimethylammoniumhalogenide en decyl-n-decyldimethylammonium-30 halogenide is, de term "decyl" een mengsel aanduidt van alkylgroepen met vertakte keten, waarvan elk 10 koolstofatomen bevat en een rechte keten met tenminste twee vertakkingen bezit, en de term "n-decyl" de normale decylgroep voorstelt.

9. Werkwijze voor het desinfecteren, met het kenmerk, dat men op 35 de ongewenste bacteriën een desinfecterend doelmatige hoeveelheid van een kwaternaire ammoniumverbinding met de structuurformule 2 toepast, waarin A decyl of n-decyl, R een kleine alkylgroep met 1 tot 4 koolstofatomen en X een halogeenatoom met een atoomgewicht groter dan 30, methosulfaat of ethosulfaat voorstellen, waarbij de term "decyl" een 40 mengsel van primaire alkylgroepen met vertakte keten aanduidt, waarvan 8401318 ** V elk 10 koolstofatomen bezit en een rechte keten met tenminste twee vertakkingen heeft en de term "n-decyl" de normale decylgroep voorstelt.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat X chloor is.

11. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat R CH3 is.

12. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat X chloor en R CH3 zijn.

13. Werkwijze volgens conclusie 9-12, met het kenmerk, dat de kwa-10 ternaire ammoniumverbinding aanwezig is in een water bevattende oplossing.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de oplossing tot ongeveer 550 dpm hardheid, gemeten als dpm calciumcarbonaat, bezit.

15. Werkwijze voor het verhogen van de biologische afbreekbaarheid van de verbinding volgens conclusie 1 waarin A decyl voorstelt, met het kenmerk, dat men deze verbinding mengt met di-n-decyldimethylammonium-halogenide in een verhouding tussen ongeveer 3:1 en ongeveer 20:1. -H-H-HI 8401318