Результат интеллектуальной деятельности: Микробицидная композиция, содержащая бронопол, дазомет или смесь 4-(2-нитробутил)морфолина и 4,4'-(2-этил-2-нитрометилен)диморфолина

Настоящее изобретение относится к микробицидным композициям, содержащим 2-бром-2-нитропропан-1,3-диол (БНПД, бронопол), тетрагидро-3,5-диметил-2Н-1,3,5-тиадиазин-2-тион (ДАЗОМЕТ) или BIOBAN Р-1487 (смесь 4-(2-нитробутил)морфолина и 4,4'-(2-этил-2-нитротриметилен)диморфолина состава примерно 81:5) и поверхностно-активное вещество.

Композиция, содержащая 5-хлор-2-метилизотиазолин-3-он, 2-метилизотиазолин-3-он и неионогенное диспергирующее средство, раскрыта в патенте U.S. №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, обладающее структурой:

R²O(СН₂СН(СН₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅Н,

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) 2-бром-2-нитропропан-1,3-диол; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе 2-бром-2-нитропропан-1,3-диола составляет от 1:0,08 до 1:0,12 или от 1:0,2 до 1:1,8286.

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

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅H,

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) тетрагидро-3,5-диметил-2Н-1,3,5-тиадиазин-2-тион; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе тетрагидро-3,5-диметил-2Н-1,3,5-тиадиазин-2-тиона составляет от 1:0,0024 до 1:0,4571.

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

R¹O(CH₂CH(CH₃)O)₅(CH₂CH₂O)₉H,

в которой R¹ обозначает C₈-алкильную группу; и (b) смесь 4-(2-нитробутил)морфолина и 4,4'-(2-этил-2-нитротриметилен)диморфолина при отношении масс, составляющем 81:5; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе указанной смеси составляет от 1:0,0006 до 1:0,2743.

Настоящее изобретение также к способам подавления роста микроорганизмов в водных средах посредством добавления к водной среде неионогенного поверхностно-активного вещества, описанного в настоящем изобретении, и 2-бром-2-нитропропан-1,3-диола, тетрагидро-3,5-диметил-2Н-1,3,5-тиадиазин-2-тиона или смеси 4-(2-нитробутил)морфолина и 4,4'-(2-этил-2-нитротриметилен)диморфолина состава примерно 81:5, при отношениях количеств, описанных в настоящем изобретении.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"БНПД" обозначает 2-бром-2-нитропропан-1,3-диол, "ДАЗОМЕТ" в качестве активного ингредиента содержит тетрагидро-3,5-диметил-2Н-1,3,5-тиадиазин-2-тион (регистрационный № CAS 533-74-4) и "BIOBAN Р-1487" обозначает смесь 4-(2-нитробутил)морфолина и 4,4'-(2-этил-2-нитротриметилен)диморфолина состава примерно 81:5 (отношение масс). 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 активных ингредиентов БНПД, ДАЗОМЕТ или BIOBAN Р-1487 и неионогенного поверхностно-активного вещества. Значения количеств полимеризованных звеньев пропиленоксида или этиленоксида являются среднечисловыми значениями.

Предпочтительно, если отношение массы неионогенного поверхностно-активного вещества, обладающего структурой:

R²O(СН₂СН(СН₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅Н,

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп, к массе БНПД составляет от 1:0,2286 до 1:1,18286.

Настоящее изобретение также относится к способу подавления роста плесневых грибов, предпочтительно С. albicans, в водной среде посредством добавления: (а) неионогенного поверхностно-активного вещества, обладающего структурой:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅H,

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) БНПД; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе БНПД составляет от 1:0,08 до 1:0,12 или от 1:0,2 до 1:1,8286, предпочтительно от 1:0,2286 до 1:1,18286.

Предпочтительно, если отношение массы неионогенного поверхностно-активного вещества, обладающего структурой:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅H,

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп, к массе ДАЗОМЕТА составляет от 1:0,0114 до 1:0,4571.

Настоящее изобретение также относится к способу подавления роста S. aureus, в водной среде посредством добавления: (а) неионогенного поверхностно-активного вещества, обладающего структурой:

R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅H,

в которой R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп; и (b) ДАЗОМЕТА; где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе ДАЗОМЕТА составляет от 1:0,0114 до 1:0,4571.

Предпочтительно, если отношение массы неионогенного поверхностно-активного вещества, обладающего структурой:

R¹O(CH₂CH(CH₃)O)₅(CH₂CH₂O)₉H,

в которой R¹ обозначает C₈-алкильную группу, к массе BIOBAN Р-1487 составляет от 1:0,0160 до 1:0,2743.

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

R¹O(CH₂CH(CH₃)O)₅(CH₂CH₂O)₉H,

в которой R¹ обозначает C₈-алкильную группу, к массе BIOBAN Р-1487 составляет от 1:0,0160 до 1:0,2743.

R² обозначает смесь линейных С₈-С₁₄-алкильных групп. Предпочтительно, если линейные С₈-С₁₄-алкильные группы содержат от 50 до 85 мас. % линейных С₈-С₁₀-алкильных групп и от 15 до 50 мас. % линейных С₁₂-С₁₄-алкильных групп, более предпочтительно от 60 до 75 мас. % линейных C₈-С₁₀-алкильных групп и от 25 до 40 мас. % линейных С₁₂-С₁₄-алкильных групп, более предпочтительно примерно 70 мас. % линейных C₈-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 микробиоцидов, отличающихся от неионогенного поверхностно-активного вещества и БНПД, ДАЗОМЕТ или BIOBAN Р-1487, т.е. содержит менее 1 мас. % микробиоцидов, отличающихся от неионогенного поверхностно-активного вещества и БНПД, ДАЗОМЕТ или BIOBAN Р-1487, 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, что, если неионогенное поверхностно-активное вещество и БНПД, ДАЗОМЕТ или BIOBAN Р-1487 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 БНПД, ДАЗОМЕТ или BIOBAN Р-1487, 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 композиций в подвергающуюся воздействию микробов водную среду в микробицидно эффективном количестве. 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. Количества композиций, предлагаемых в настоящем изобретении, приведены в пересчете на количество активных ингредиентов (т.е. неионогенное поверхностно-активное вещество и БНПД, ДАЗОМЕТ или BIOBAN Р-1487). В случае композиции БНПД/поверхностно-активное вещество при ее применении в бумажной промышленности предпочтительно, если концентрация составляет от 2 до 50 част./млн, более предпочтительно от 5 до 40 част./млн. В случае композиции БНПД/поверхностно-активное вещество при ее применении при бурении нефтяных и газовых скважин предпочтительно, если концентрация составляет от 10 до 500 част./млн, более предпочтительно от 20 до 350 част./млн. В случае композиции БНПД/поверхностно-активное вещество при ее применении в жидкостях для обработки металлов предпочтительно, если концентрация составляет от 150 до 2000 част./млн, более предпочтительно от 300 до 1500 част./млн. В случае композиции BIOBAN P-1487/поверхностно-активное вещество при ее применении в жидкостях для обработки металлов предпочтительно, если концентрация составляет от 600 до 1800 част./млн, более предпочтительно от 800 до 1500 част./млн. В случае композиции BIOBAN Р-1487/поверхностно-активное вещество при ее применении в топливной промышленности предпочтительно, если концентрация составляет от 300 до 4000 част./млн, более предпочтительно от 500 до 3000 част./млн. Применения в топливной промышленности включают консервацию углеводородов, предназначенных для получения топлива, например, применение для биоэтанола, консервацию бака для хранения дизельного топлива и консервацию бака для обычного топлива. В способе, предлагаемом в настоящем изобретении, композицию применяют для подавления роста микробов путем совместного или раздельного добавления неионогенного поверхностно-активного вещества и БНПД, ДАЗОМЕТ или BIOBAN Р-1487 в количествах, которые обеспечивают указанные выше концентрации.

ПРИМЕРЫ

Синергетическое воздействие поверхностно-активных веществ и биоцидов оценивали путем определения показателя синергии (ПС) для комбинации. Показатель синергии рассчитывали на основании минимальных ингибирующих концентраций (МИК) 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)О₅)СН₂СН₂О)₉Н, где R¹ обозначает 2-этилгексил

Поверхностно-активное вещество D: R²O(CH₂CH(CH₃)O)₃(CH₂CH₂O)₅H

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 (KOE (колониеобразующие единицы)/мл)

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

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

где:

СА = выраженная в част./млн концентрация соединения А, действующего отдельно, которая получена в конечной точке (МИК 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 (МИК 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 БНПД, ДАЗОМЕТ или BIOBAN Р-1487 и поверхностно-активные вещества, приведены в представленных ниже таблицах:

А: Поверхностно-активное вещество А

В: БНПД

Среды: 1/10 ТСБ (триптиказо-соевый бульон)

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

Отсутствие синергии: A. niger, С. albicans, S. aureus

А: Поверхностно-активное вещество D

В: БНПД

Среды: КДБ (картофельно-декстрозный бульон)

Концентрация инокулята: 1,156Е + 06

А: Поверхностно-активное вещество D

В: БНПД

Среды: КДБ

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

А: Поверхностно-активное вещество D

В: БНПД

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 1,16Е + 08

А: Поверхностно-активное вещество D

В: БНПД

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 1,808Е + 05

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: БНПД

Среды: КДБ

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

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: БНПД

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 5,727Е + 07 KOE/мл

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: БНПД

Среды: 1/10 ТСБ

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

Отсутствие синергии: A. niger

А: Поверхностно-активное вещество А

В: ДАЗОМЕТ

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 8,13Е + 07

S. aureus АТСС №6538 Отсутствие синергии

А: Поверхностно-активное вещество А

В: ДАЗОМЕТ

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,156Е + 06

А: Поверхностно-активное вещество А

В: ДАЗОМЕТ

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,156Е + 06

А: Поверхностно-активное вещество А

В: ДАЗОМЕТ

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 8,134Е + 07

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: ДАЗОМЕТ

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,156Е + 06

С. albicans АТСС №102031 Отсутствие синергии

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: ДАЗОМЕТ

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 5,7Е + 07

P. aeruginosa АТСС №15442 Отсутствие синергии

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: ДАЗОМЕТ

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 1,8Е + 06

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: ДАЗОМЕТ

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,156Е + 06

А: Поверхностно-активное вещество D

В: ДАЗОМЕТ

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,16Е + 08

P. aeruginosa АТСС №15442 Отсутствие синергии

А: Поверхностно-активное вещество D

В: ДАЗОМЕТ

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 5,72Е + 05

А: Поверхностно-активное вещество D

В: ДАЗОМЕТ

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,56Е + 06

А: Поверхностно-активное вещество D

В: ДАЗОМЕТ

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 5,72Е + 05

А: Поверхностно-активное вещество А

В: BIOBAN Р-1487

Среды: КДБ

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

А: Поверхностно-активное вещество А

В: BIOBAN Р-1487

Среды: КДБ

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

А: Поверхностно-активное вещество А

В: BIOBAN Р-1487

Среды: 1/10 ТСБ

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

Отсутствие синергии: S. aureus

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: BIOBAN Р-1487

Среды: КДБ

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

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: BIOBAN Р-1487

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,808Е + 06

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: BIOBAN Р-1487

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 5,727Е + 07 KOE/мл

А: Поверхностно-активное вещество Е

В: BIOBAN Р-1487

Среды: 1/10 ТСБ

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

А: Поверхностно-активное вещество D

В: BIOBAN Р-1487

Среды: КДБ

Концентрация инокулята: 1,156Е + 06

А: Поверхностно-активное вещество D

В: BIOBAN Р-1487

Среды: КДБ

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

А: Поверхностно-активное вещество D

В: BIOBAN Р-1487

Среды: 1/10 ТСБ

Концентрация инокулята: 1,808Е + 05

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 (трис(гидроксиметил)нитрометан)

Поверхностно-активное вещество Е

ДМДМГ (диметилолдиметилгидантоин)

Поверхностно-активное вещество D

CS-1246, ОФФ (о-фенилфенол), ДМДМГ

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 этих отношениях количеств концентрация биоцида в готовом продукте является слишком низкой для практического применения:

Поверхностно-активное вещество А

ДИДАХ (дидецилдиметиламмонийхлорид), ИПБК (3-йод-2-пропинилбутилкарбамат)

Поверхностно-активное вещество Е

ХМИТ/МИТ, ИПБК, ОИТ (2-октилизотиазолин-3-он), ТТФХ

(трибутилтетрадецилфосфонийхлорид), WSCP

(поли[оксиэтилен(диметиламино)этилен(диметиламино)этилендихлорид])

Поверхностно-активное вещество D

ХМИТ/МИТ, ОИТ, ДИДАХ

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