Результат интеллектуальной деятельности: МИКРОБИЦИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ 2-МЕТИЛИЗОТИАЗОЛИН-3-ОН

Настоящее изобретение относится к микробицидным композициям, содержащим 2-метил-4-изотиазолин-3-он и поверхностно-активное вещество.

Композиция, содержащая 5-хлор-2-метилизотиазолин-3-он, 2-метилизотиазолин-3-он и неионогенное диспергирующее средство, раскрыта в патенте US 4295932. Композиция содержит смесь 5-хлор-2-метилизотиазолин-3-она и 2-метилизотиазолин-3-она состава 3:1 и сополимер этиленоксида с пропиленоксидом, который обладает таким же составом, как и диспергирующее средство PLURONIC L61 или TERGITOL L61. Однако для обеспечения эффективной борьбы с микроорганизмами необходимы комбинации микробиоцидов, обладающие синергетической активностью по отношению к разным штаммам микроорганизмов. Кроме того, для обеспечения экологических и экономических преимуществ необходимы такие комбинации, содержащие отдельные микробиоциды при более низких концентрациях. Задачей настоящего изобретения является получение таких синергетических комбинаций микробиоцидов.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к синергетической микробицидной композиции, содержащей: (а) неионогенное поверхностно-активное вещество структуры:

R¹O(CH₂CH(CH₃)O)₅(CH₂CH₂O)₉H

в которой R¹ обозначает С₈-алкильную группу; и (b) 2-метил-4-изотиазолин-3-он; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе 2-метил-4-изотиазолин-3-она составляет от 1:0,005 до 1:1,3714.

Настоящее изобретение также относится к синергетической микробицидной композиции, содержащей: (а) неионогенное поверхностно-активное вещество структуры:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₇H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) 2-метил-4-изотиазолин-3-он; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе 2-метил-4-изотиазолин-3-она составляет от 1:0,006 до 1:0,9143.

Настоящее изобретение также относится к синергетической микробицидной композиции, содержащей: (а) неионогенное поверхностно-активное вещество структуры:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) 2-метил-4-изотиазолин-3-он; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе 2-метил-4-изотиазолин-3-она составляет от 1:0,001 до 1:0,1143.

Настоящее изобретение также относится к способам подавления роста микроорганизмов в водных средах посредством добавления к водной среде неионогенного поверхностно-активного вещества, описанного в настоящем изобретении, и 2-метил-4-изотиазолин-3-она при отношениях количеств, описанных в настоящем изобретении.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"MIT" обозначает 2-метил-4-изотиазолин-3-он. При использовании в настоящем изобретении приведенные ниже термины обладают указанными определениями, если из контекста явно не следует иное. Термин "микробиоцид" означает соединение, обеспечивающее подавление роста или борьбу с ростом микроорганизмов; микробиоциды включают бактерициды, фунгициды и альгициды. Термин "микроорганизм" включает, например, грибы (такие как дрожжи и плесневые грибы), бактерии и водоросли. В настоящем описании используют следующие аббревиатуры: част./млн = массовые части на миллион (мас./мас.), мл = миллилитр. Если не указано иное, температуры указаны в градусах Цельсия (°С), выраженные в процентах значения являются массовыми (мас. %) и количества и отношения количеств указаны в пересчете на количество активного ингредиента, т.е. в пересчете на полную массу MIT и неионогенного поверхностно-активного вещества. Значения количеств полимеризованных звеньев пропиленоксида или этиленоксида являются среднечисловыми значениями.

Предпочтительно, если отношение массы неионогенного поверхностно-активного вещества структуры:

R¹O(СН₂СН(СН₃)O)₅(CH₂CH₂O)₉Н

в которой R¹ обозначает C₈-алкильную группу, к массе 2-метил-4-изотиазолин-3-она составляет от 1:0,02 до 1:0,0571 или от 1:0,12 до 1:1,3714. Предпочтительно, если отношение массы неионогенного поверхностно-активного вещества структуры:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₇H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп, к массе 2-метил-4-изотиазолин-3-она составляет от 1:0,012 до 1:0,9143.

Настоящее изобретение также относится к способу подавления роста плесневых грибов, предпочтительно A. niger, в водной среде посредством добавления: (а) неионогенного поверхностно-активного вещества структуры:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₇H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) 2-метил-4-изотиазолин-3-она; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе 2-метил-4-изотиазолин-3-она составляет от 1:0,04 до 1:0,9143.

Настоящее изобретение также относится к способу подавления роста плесневых грибов, предпочтительно A. niger, в водной среде посредством добавления: (а) неионогенного поверхностно-активного вещества структуры:

R¹O(CH₂CH(CH₃)O)₅(CH₂CH₂O)₉H

в которой R¹ обозначает C₈-алкильную группу; и (b) 2-метил-4-изотиазолин-3-она; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе 2-метил-4-изотиазолин-3-она составляет от 1:0,015 до 1:1,3714; предпочтительно от 1:0,12 до 1:1,3714.

Настоящее изобретение также относится к способу подавления роста дрожжевых грибков, предпочтительно С. albicans, в водной среде посредством добавления: (а) неионогенного поверхностно-активного вещества структуры:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₇H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) 2-метил-4-изотиазолин-3-она; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе 2-метил-4-изотиазолин-3-она составляет от 1:0,006 до 1:0,4571, предпочтительно от 1:0,012 до 1:0,4571.

Настоящее изобретение также относится к водной композиции, содержащей от 15 до 40 мас. % 2-метил-4-изотиазолин-3-она и неионогенное поверхностно-активное вещество структуры:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅H

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп, где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе 2-метил-4-изотиазолин-3-она составляет от 1:0,2 до 1:1. Предпочтительно, если композиция содержит от 20 до 35 мас. % 2-метил-4-изотиазолин-3-она, более предпочтительно от 20 до 30 мас. %, более предпочтительно примерно 25 мас. %. Предпочтительно, если композиция содержит от 5 до 70 мас. % воды, более предпочтительно от 10 до 70 мас. %, более предпочтительно от 20 до 60 мас. %, более предпочтительно от 40 до 60 мас. %.

R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп. Предпочтительно, если линейные С₈-С₁₄-алкильные группы содержат от 50 до 85 мас. % линейных C₈-С₁₀-алкильных групп и от 15 до 50 мас. % линейных С₁₂-С₁₄-алкильных групп, более предпочтительно от 60 до 75 мас. % линейных С₈-С₁₀-алкильных групп и от 25 до 40 мас. % линейных С₁₂-С₁₄-алкильных групп, более предпочтительно примерно 70 мас. % линейных С₈-С₁₀-алкильных групп и примерно 30 мас. % линейных С₁₂-С₁₄-алкильных групп. Предпочтительно, если линейные алкильные группы получены из растительного масла. Предпочтительно, если R¹ обозначает 2-этилгексил.

Предпочтительно, если каждая из композиций в основном не содержит 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-она (CMIT), т.е. содержит менее 1 мас. % CMIT в пересчете на полную массу активных ингредиентов, предпочтительно менее 0,5 мас. %, более предпочтительно менее 0,2 мас. %, более предпочтительно менее 0,1 мас. %. Предпочтительно, если каждая из композиций в основном не содержит микробиоцидов, отличающихся от неионогенного поверхностно-активного вещества и MIT, т.е. содержит менее 1 мас. % микробиоцидов, отличающихся от неионогенного поверхностно-активного вещества и MIT, в пересчете на полную массу активных ингредиентов, предпочтительно менее 0,5 мас. %, более предпочтительно менее 0,2 мас. %, более предпочтительно менее 0,1 мас. %. Предпочтительно, если неионогенное поверхностно-активное вещество и MIT добавляют к водной среде, то среда в основном не содержит других микробиоцидов, т.е. содержит менее 1 мас. % микробиоцидов, отличающихся от неионогенного поверхностно-активного вещества и MIT, в пересчете на полную массу активных ингредиентов, предпочтительно менее 0,5 мас. %, более предпочтительно менее 0,2 мас. %, более предпочтительно менее 0,1 мас. %.

Композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, могут содержать другие ингредиенты, например противовспениватели и эмульгаторы. Микробицидные композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, можно использовать для подавления роста микроорганизмов или более развитых форм водной флоры и фауны (таких как простейшие, беспозвоночные, мшанки, динофлагеллаты, ракообразные, моллюски и т.п.) путем добавления микробицидно эффективного количества композиций в водную среду, подвергающуюся воздействию микробов. Подходящими водными средами являются, например: промышленная технологическая вода; системы для нанесения электроосаждением; жидкости для градирен; жидкости для воздухоочистителей; жидкости для газоочистителей; взвеси минералов; системы для обработки сточных вод; вода для декоративных фонтанов; системы для фильтрования с использованием обратного осмоса; системы для ультрафильтрования; балластная вода; жидкости для испарительных конденсаторов; жидкости для теплообменников; жидкости и добавки, использующиеся в целлюлозно-бумажной промышленности; крахмал; пластмассы; эмульсии; дисперсии; краски; латексы; покрытия, такие как лаки; строительные материалы, такие как мастики, герметики и изоляционные материалы; строительные клеи, такие как клеи для керамики, клеи для ковровых покрытий и клеи для ламинирования; промышленные или потребительские клеи; фотографические химикаты; жидкости для печати; бытовые изделия, такие как чистящие средства для ванной и кухни; косметические средства; гигиено-косметические средства; шампуни; мыла; средства личной гигиены, такие как жидкости, содержащиеся во влажных салфетках, лосьоны, солнцезащитные средства, кондиционеры, кремы, и другие остающиеся на теле средства; моющие средства; промышленные чистящие средства; мастики для натирки полов; вода, использующаяся для промывки в прачечных; жидкости для обработки металлов; смазывающие вещества, использующиеся для конвейеров; гидравлические жидкости; жидкости для обработки кожи и изделий из кожи; жидкости для обработки текстиля; жидкости для обработки текстильных изделий; жидкости для обработки древесины и изделий из древесины, таких как фанера, картон, древесностружечная плита, дощатоклееная балка, древесностружечная плита с ориентированным расположением стружки, твердый картон и древесностружечная плита; жидкости, использующиеся при переработке нефти; топливо; жидкости, использующиеся при добыче нефти, такие как нагнетаемая вода, жидкости для гидроразрыва пласта и буровые растворы; системы для консервации вспомогательных веществ для сельского хозяйства; системы для консервации поверхностно-активных веществ; жидкости, использующиеся для медицинского оборудования; жидкости, использующиеся для консервации реагентов для диагностики; системы для консервирования пищевых продуктов, такие как пластмассовая или бумажная упаковка для пищевых продуктов; пищевые продукты, напитки и промышленные пастеризаторы; жидкости для унитазов; рекреационная вода; вода плавательных бассейнов; и минеральные воды.

Конкретное количество микробицидных композиций, предлагаемых в настоящем изобретении, необходимое для борьбы с ростом микроорганизмов, будет меняться в зависимости от области применения. Обычно количество композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, является достаточным для борьбы с ростом микроорганизмов, если оно обеспечивает от 50 до 700 част./млн (частей на миллион) активных ингредиентов, включенных в композицию. Предпочтительно, если активные ингредиенты, включенные в композицию (т.е. неионогенное поверхностно-активное вещество и MIT), содержатся в подвергающейся обработке среде в количестве, составляющем не менее 70 част./млн, более предпочтительно не менее 90 част./млн, более предпочтительно не менее 110 част./млн, более предпочтительно не менее 120 част./млн, более предпочтительно не менее 130 част./млн, более предпочтительно не менее 140 част./млн. Предпочтительно, если активные ингредиенты, включенные в композицию, содержатся на обрабатываемом участке в количестве, составляющем не более 600 част./млн, более предпочтительно не более 550 част./млн, более предпочтительно не более 500 част./млн, более предпочтительно не более 450 част./млн, более предпочтительно не более 400 част./млн, более предпочтительно не более 350 част./млн. В способе, предлагаемом в настоящем изобретении, композицию применяют для подавления роста микробов путем совместного или раздельного добавления неионогенного поверхностно-активного вещества и MIT в количествах, которые обеспечивают указанные выше концентрации.

ПРИМЕРЫ

Синергетическое воздействие поверхностно-активных веществ и биоцидов оценивали путем определения показателя синергии (S.I.) такой комбинации. Показатель синергии рассчитывали на основании минимальных ингибирующих концентраций (MIC) двух противомикробных соединений (А и В) при их использовании по отдельности и в комбинациях. Исследуемыми микроорганизмами являлись грамотрицательные бактерии (Pseudomonas aeruginosa, АТСС №15442), грамположительные бактерии (Staphylococcus aureus, АТСС №6538), дрожжевые грибки (Candida albicans, АТСС №10203) и плесневые грибы (Aspergillus niger, АТСС №16404). Время взаимодействия для бактерий составляло 24 и 48 ч, для дрожжевых грибков оно составляло 48 и 72 ч, и для плесневых грибов оно составляло 3 и 7 дней. Исследование проводили в 96-луночных планшетах для микротитрования.

Поверхностно-активное вещество А: R¹O(CH₂CH(СН₃)O)₅(СН₂СН₂О)₉Н, где R¹ обозначает 2-этилгексил

Поверхностно-активное вещество D: R²O(СН₂СН(СН₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅Н

Поверхностно-активное вещество Е: R²O(СН₂СН(СН₃)O)₃(CH₂CH₂O)₇Н

В поверхностно-активном веществе D и поверхностно-активном веществе Е R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп (70% линейного С₈-С₁₀-алкила и 30% линейного С₁₂-С₁₄-алкила)

Использующиеся инокуляты

Концентрация микроорганизмов в инокуляте (КОЕ (колониеобразующие единицы)/мл)

Значение pH триптиказо-соевого бульона равнялось 7,3 и значение pH картофельно-декстрозного бульона равнялось 5,1.

Результаты исследования, предназначенного для установления синергии MIC для комбинаций, приведены в представленных ниже Таблицах. В каждой Таблице приведены результаты, полученные для воздействия комбинаций двух компонентов на исследуемые микроорганизмы в течении времени инкубирования; выраженная в част./млн активность в конечной точке, рассчитанная, как MIC для соединения А, использующегося отдельно (СА), для компонента В, использующегося отдельно (СВ), и для смеси (Ca) и (Cb); рассчитанное значение SI; и для каждой исследуемой комбинации диапазон отношений количеств, обеспечивающих синергию. SI рассчитывали следующим образом:

Са/СА+Cb/СВ = Показатель синергии ("SI")

где:

СА = выраженная в част./млн концентрация соединения А, действующего отдельно, которая получена в конечной точке (MIC соединения А).

Са = выраженная в част./млн концентрация соединения А в смеси, которая получена в конечной точке.

СВ = выраженная в част./млн концентрация соединения В, действующего отдельно, которая получена в конечной точке (MIC соединения В).

Cb = выраженная в част./млн концентрация соединения В в смеси, которая получена в конечной точке.

Если сумма Са/СА и Cb/СВ равна более 1, это свидетельствует об антагонизме. Если сумма равна 1, это свидетельствует об аддитивности, и, если сумма равна менее 1, это свидетельствует о синергизме.

Диапазоны отношений количеств, при которых исследовали MIT и поверхностно-активные вещества, приведены в представленных ниже Таблицах:

А: Поверхностно-активное вещество А

В: MIT

Среда: PDB (картофельно-декстрозный бульон)

Концентрация инокулята: 1,156Е+06 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество А

В: MIT

Среда: PDB

Концентрация инокулята: 1,156Е+06 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество А

В: MIT

Среда: 1/10 TSB (триптиказо-соевый бульон)

Концентрация инокулята: 8,134Е+07 КОЕ/мл

Отсутствие синергии: S. aureus

А: Поверхностно-активное вещество D

В: MIT

Среда: PDB

Концентрация инокулята: 5,726Е+05 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество D

В: MIT

Среда: 1/10 TSB

Концентрация инокулята: 1,16Е+08

А: Поверхностно-активное вещество D

В: MIT

Среды: 1/10 TSB

Концентрация инокулята: 1,808Е+05

Отсутствие синергии: A. niger

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: MIT

Среда: PDB

Концентрация инокулята: 1,156Е+06 КОЕ/мл

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: MIT

Среда: PDB

Концентрация инокулята: 1,808Е+06

А: Поверхностно-активное вещество Е

В:MIT

Среда: 1/10 TSB

Концентрация инокулята: 1,808Е+06 КОЕ/мл

Отсутствие синергии: P. aeruginosa

При исследовании воздействия приведенных ниже биоцидов в паре с приведенными ниже поверхностно-активными веществами на каждый исследуемый микроорганизм наблюдалось отсутствие синергии:

Поверхностно-активное вещество А

Бензоат натрия, трис-нитро

Поверхностно-активное вещество Е

DMDMH (диметилолдиметилгидантоин)

Поверхностно-активное вещество D

CS-1246, ОФФ (о-фенилфенол), DMDMH

В приведенных ниже комбинациях, для которых наблюдалось синергетическое воздействие, отношение количества поверхностно-активного вещества к количеству биоцида не являлось приемлемым для промышленного применения, т.е. отношение составляло 1:0,2 или более (меньшее количество биоцида в пересчете на количество поверхностно-активного вещества). При таких количественных отношениях концентрация биоцида в готовом продукте является слишком низкой для практического применения:

Поверхностно-активное вещество А

DID AG (дидецилдиметиламмонийхлорид), IPBC (3-йод-2-пропинилбутилкарбамат)

Поверхностно-активное вещество Е

CMIT/MIT, IPBC, OIT (2-октилизотиазолин-3-он), ТТРС (трибутилтетрадецилфосфонийхлорид), WSCP (поли[оксиэтилен-(диметиламино)этилен(диметиламино)этилендихлорид])

Поверхностно-активное вещество D

CMIT/MIT, OIT, DIDAC

(MBIT (N-метил-1,2-бензизотиазолин-3-он), IPBC, WSCP обладали синергетическим воздействием только при количественном отношении, составляющем 1:0,05 или более, за исключением одного из результатов).

Исследование стабильности

Готовили раствор MIT в воде и его разбавляли поверхностно-активным веществом и получали необходимые отношения количества биоцида к количеству поверхностно-активного вещества. При необходимости для получения растворов, обладающих указанными выраженными в мас. % концентрациями, добавляли дополнительное количество воды. Образцы разделяли на порции и помещали в 3 сосуда. Один сосуд хранили при комнатной температуре, один сосуд хранили при 40°С и один сосуд хранили при 50°С. Через 1 неделю исследовали стабильность образцов. Образцы, которые являлись мутными или цвет которых существенно изменился, считались нестабильными. В таблицах с результатами знак дефиса указывает на то, что композиция является стабильной.

Результаты исследования стабильности - 25% MIT в комбинации с поверхностно-активными веществами - день 1

Примечание: все образцы обладали желтоватым цветом вследствие присутствия биоцида

Результаты исследования стабильности - 25% MIT в комбинации с поверхностно-активными веществами - день 4

Примечание: все образцы обладали желтоватым цветом вследствие присутствия биоцида

Результаты исследования стабильности - 25% MIT в комбинации с поверхностно-активными веществами - день 7

Примечание: все образцы обладали желтоватым цветом вследствие присутствия биоцида