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Verwendung von Aminhydrohalogeniden als antimikrobielle
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Wirkstoffe Die Erfindung betrifft die Verwendung von Hydrohalogeniden
tertiärer Amine, die zwei kurzkettige beta-Hydroxyalkylreste enthalten, als antimikrobielle
Wirkstoffe.
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Es wurde gefunden, daß Aminhydrohalogenide der Formel I,
in der R1 einen Alkylrest mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, in dem gegebenenfalls
eine -CH2-Gruppe durch eine Etherbrücke ersetzt ist, oder einen beta-Hydroxyalkylrest
der Formel II bedeutet,
in der R3 für einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoff-Ii atomen und R für Wasserstoff
oder einen Alkylrest mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen steht, wobei die Summe der Kohlenstoffatome
in R3 und R4 eine ganze Zahl von 8 bis 18 ist, während R2 für -CH2CIJ20H, -CH2CH(OH)CH3
oder -CH2CH(OH)CH2OH und X für Cl, Br oder J steht, sich mit sehr guter Wirkung
als antimikrobielle Mittel verwenden lassen.
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Von den Verbindungen der Formel I werden vorzugsweise solche im Sinne
der Erfindung eingesetzt, in denen die Reste R , R3 und R geradkettige Alkylreste
sind.
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Die durch die Formel I definierten Verbindungen stellen eine bekannte
Substanzklasse dar; sie können nach literaturbekannten Methoden hergestellt werden.
In einfacher Weise können diese Aminhydrohalogenide dadurch erhalten werden, daß
man ein Mol eines entsprechenden längerkettigen aliphatischen Amins in ethanolischer
Lösung mit zwei Mol Ethylenoxid, Propylenoxid oder Glycid umsetzt, den nach dem
Abdampfen des Lösungsmittels verbleibenden Rückstand mit wässriger Halogenwasserstoffsäurelösung
versetzt und eindampft. Das als Rückstand verbleibende Hydrohalogenid kann in den
meisten Fällen ohne weitere Behandlung im Sinne der Erfindung eingesetzt werden.
Zum Zweck der Reinigung können die Aminhydrohalogenide aus Alkohol-/Wassergemischen
umkristallisiert oder umgefällt werden.
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Aminhydrohalo-genide, die einen längenkettigen beta-Hydroxyalkylrest
gemäß der Formel II enthalten, können mit Vorteil aus Epoxyalkanen der Formel 111,
in der R3 und R4 die weiter oben angegebene Bedeutung haben, oder aus Gemischen
solcher Epoxyalkane hergestellt werden. Dabei werden die Epoxyalkane im molaren
Verhältnis mit Diethanolamin, Diisopropanolamin oder Bis-(2,3-dihydroxypropyl)-amin
bei erhöhter Temperatur, gegebenenfalls bei erhöhtem Druck, und vorzugsweise in
Gegenwart eines Alkoxylierungsatalysators zur Reaktion gebracht und die entstandenen
tertiären Amine mit Ha
logenwasserstoff umgesetzt. Für diese Art
der Herstellung eignen sich unter anderem folgende Epoxyalkane: 1,2-Epoxydecan,
1,2-Epoxydodecan, 1,2-Epoxytetradecan, 1,2-Epoxyoctadecan, Gemische aus 1,2-Epoxyalkanen
der Kettenlängen C12-C14 oder C16-C18, Gemisch aus isomeren Epoxyalkanen der Kettenlängen
Cg, C14 oder C18 mit nichtendständigen Epoxygruppen und Gemische aus isomeren Epoxyalkanen
der Kettenlängen C11-C15, C14-C16 oder 015 C18 mit nichtendständigen Epoxygruppen.
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Als erfindungsgemäß zu verwendende Verbindungen kommen beispielsweise
die Hydrochloride, Hydrobromide und Hydrojodide der folgenden Amine in Betracht:
Bis-(2-hydroxyethyl)-decylamin, Bis-(2-hydroxypropyl)-decylamin, Bis-(2,3-dihydroxypropyl)-decylamin,
Bis-(2-hydroxyethyl)-dodecylamin, Bis-(2-hydroxypropyl)-dodecylamin, Bis-(2,3-dihydroxypropyl)-tetradecylamin,
Bis-(2-hydroxypropyl)-4-oxatetradecylamin, Bis-(2-hydroxyethyl)-3-oxapentadecylamin,
Bis-(2-hydroxypropyl)-hexadecylamin, Bis-(2-hydroxyethyl)-octadecylamin und Bis-(2,3-dihydroxypropyl)-3-oxaoctadecylamin;
ferner ein Umsetzungsprodukt von Diethanolamin mit 1,2-Epoxydecan, ein Umsetzungsprodukt
von Diisopropanolamin mit 1,2-Epoxydodecan, ein Umsetzungsprodukt von Bis-(2,3-dihydroxypropyl)-amin
mit 1,2-Epoxytetradecan, ein Umsetzungsprodukt von Diethanolamin mit einem 1,2-Epoxyalkangemisch
der Kettenlänge 012-014,ein Umsetzungsprodukt von Diisopropanolamin mit einem Gemisch
von isomeren Epoxyalkanen der Kettenlänge C11-C15 mit nichtendständige-n Epoxygruppen
und ein Umsetzungsprodukt von Bis-(2,3-dihydroxypropyl)-amin mit einem Gemisch von
isomeren Epoxyalkanen der Kettenlänge C.15-C18 mit nichtendständigen Epoxygruppen.
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Zur Verwendung in antimikrobiellen Mitteln können die Aminhydrohalogenide
der Formel I in flüssige, pastenförmige oder feste Zubereitungen eingearbeitet werden.
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Derartige antimikrobielle Mittel können auf den verschiedensten Gebieten
zum Einsatz gelangen, beispielsweise als Reinigungs-, Desinfektions- und Konservierungsmittel
für Textilien, Fußböden, Krankenhauseinrichtungen, medizinische Instrumente, Schulen,
Badeanstalten, öffentliche Verkehrsmittel, gewerbliche Betriebe, wie Molkereien,
Brauereien und Wäschereien.
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Die fertigen antimikrobiellen Mittel enthalten neben den beschriebenen
Wirkstoffen in der Regel weitere Ublicherweise verwendete Bestandteile, die je nach
der vorgesehenen Anwendungsform und dem Anwendungszweck ausgewählt werden. Für flüssige
Zubereitungen kommen als Lösungsmittel Wasser und übliche organische Lösungsmittel,
insbesondere Alkohole, gegebenenfalls im Gemisch mit Wasser in Betracht. Solche
Lösungen lassen sich gut versprühen, wobei man entweder Druckluft anwendet oder
ein in der Aerosoltechnik für die Herstellung von Sprays gebräuchliches Treibmittel
einsetzt.
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Wenn neben der antimikrobiellen Wirkung eine zusätzliche Reinigungswirkung
erwünscht ist, können die Mittel nichtionische Tenside oder Amphotenside enthalten.
Als nichtionische Tenside kommen Anlagerungsprodukte von 4 bis 40, vorzugsweise
4 bis 20 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Fettalkohol, Alkylcyclohexanol, Alkylphenol, Fettsäure,
Fettamin, Fettsäureamid oder hlkansulfonamid in Betracht. Von besonderem Interesse
sind Anlagerungsprodukte von 5 bis 16 Mol Ethylenoxid an Kokos- oder Talgfettalkohole,
an Oleylalkohol sowie an Mono-, Di- oder Trialkylphenole sowie an Monoalkylcyclohexanole
mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen in den Alkylresten. Als Amphotenside kommen die Derivate
von sekundären oder tertiären aliphatischen Aminen in Frage, wobei die aliphatischen
Reste geradkettig oder verzweigt sein können und
ein Rest 8 bis
18 Kohlenstoffatome und ein anderer eine löslichmachende anionische Gruppe, wie
zum Beispiel eine Carboxy-, Sulfo-, Sulfato-, Phosphato- oder Phophonsgruppe, enthält.
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In den antimikrobiellen Mitteln können auch Gerüstsubstanzen vorhanden
sein; als solche eignen sich sauer bis schwach sauer reagierende anorganische oder
organische Salze, insbesondere anorganische oder organische Komplexbildner. Brauchbar
sind beispielsweise saure Alkaliortho - und -pyrophosphate, die Alkalisalze der
Nitrilotriessigsäure oder der Athylendiamintetraessigsäure sowie die sauren Alkalisalze
von organischen, nicht kapillaraktiven, 1 bis 8 C-Atome enthaltenden Sulfonsäuren,
Carbonsäuren und Sulfocarbonsäuren. Hierzu gehören beispielsweise wasserlösliche
Salze der Benzol-, Toluol- oder Xylolsulfonsäure, wasserlösliche saure Salze von
Sulfodicarbonsäuren, Milchsäure, Zitronensäure oder Weinsäure. Weiter kommen als
Gerüstsubstanzen die sauren wasserlöslichen Salze höhermolekularer Polyearbonsäuren
in Betracht, etwa Polymerisate der Maleinsäure, Itaconsäure, Fumarsäure und Zitraconsäure.
Auch Mischpolymerisate dieser Säuren untereinander oder mit anderen polymerisierbaren
Stoffen, wie zum Beispiel Ethylen, Propylen, Acrylsäure, Vinylacetat, Isobutylen,
Acrylamid und Styrol sind brauchbar.
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Der Gehalt an erfindungsgcmäß zu verwendenden Aminhydrohalogeniden
liegt in den anwendungsfertigen antimikrobiellen Mitteln zwischen 0,1 und 5 Gewichtsprozent,
bezogen auf das gesamte Mittel. Für die Herstellung solcher gebrauchsfertiger Mittel
können Konzentrate oder feste Mischungen zusammengestellt werden, die bis zu 50
Gewichtsprozent Wirkstoff enthalten.
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Die erfindungsgemäß zu verwendenden Aminhydrohalogenide können außerdem
zur Konservierung von technischen Produkten, die zu Bakterien- und Pilzbefall oder
sonstiger mikrobieller Zerstörung neigen, wie zum Beispiel Kleistern, Leimen, Dispersionsfarben
sowie Schneid- und Bohrölen dienen. Für diesen Verwendungszweck ist im allgemeinen
ein Zusatz von 0,1 bis 2 Gewichtsprozcnt, bezogen auf das zu konservierende Material,
ausreichend.
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Die erfindungsgemäß zu verwendenden Aminhydrohalogenide zeichnen sich
vor allem durch eine sehr günstige mikrobistatische und mikrobizide Wirksamkeit
bei der Flächendesinfektion aus, wo es nicht nur auf eine klemmung des Keimwachstums,
sondern auf eine Abtötung der Keime in technisch anwendbaren Zeiträumen ankommt.
Durch ihre ausgeprägte Remanenzwirkung wird über einen langen Zeitraum hinweg eine
erneute Ansiedlung und Vermehrung von Keimen auf den behandelten Flächen verhindert.
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Die nachfolgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung erläutern,
ohne ihn darauf zu beschränken.
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Beispiele Für die Verwendung in den nachstehenden Beispielen 1 bis
3 wurden folgende Substanzen nach bekannten Methoden hergestellt: A) Bis-(2-hydroxyethyl)-dodecylaminhydrochlorid
B) Hydrochlorid eines Umsetzungsproduktes aus einem 1,2-Epoxyalkangemisch der Kettenlänge
012014 und Diethanolamin C) Bis-(2-hydroxypropyl)-dodecylaminhydrochlorid D) Bis-(2,3-dihydroxypropyl)-dodecylaminhydrochlorid
E) Bis-(2,3-dihydroxypropyl)-octadecylaminhydrochlorid F) Bis-(2, 3-dihydroxypropyl)-4-oxaoctadecylaminhydrochlorid
Beispiel 1 Die mikrobizide Wirkung der Substanzen A bis F wurde gegenüber folgenden
Testkcimsuspensioen bestimmt: 1) Staphylococcus aureus 3,8 x 108 Keime/ml 2) Klebsiella
pneumonie 4,1 x 108 Keime/ml Die Abtötungszeiten der zu untersuchenden Produkte
wurden mit Hilfe des Suspensionstests nach den Richtlinien für die Prüfung chemischer
Desinfektionsmittel der deutsehen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (1959)
ermittelt.
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Zur Herstellung der Test lösungen dienten Konzentrate folgender Zusammensetzung
40 Gew.-% Wirkstoff (Substanzen A-D, F) 20 Gew.-% Nonylphenol + 9,5 Mol Ethylenoxid
40 Gew.-% Lösungsmittel Als Lösungsmittel wurde im Falle der Substanzen A, B, D,
und F entionisiertes Wasser, im Falle von C ein Gemisch von 1 Gew.-Teil Ethanol
auf 3 Gew.-Teile entionisiertes Wasser und im Falle von E ein Gemisch von 1 Gew.-Teil
Ethanol auf 1 Gew. -Teil entionisiertes Wasser eingesetzt. Zur Prüfung wurden diese
Konzentrate im Verhältnis 1 : 100, das heißt auf einen Wirkstoffgehalt von 0,4 rjew.%,
mit entionisiertem Wasser verdünnt.
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Den Richtlinien entsprechend wurden bei Raumtemperatur jeweils 0,1
ml Testkeimsuspension in Regenzgläser pipettiers. Hierzu wurden jeweils 10 ml der
oben beschriebenen Testlösungen gegeben, nach Einwirkungszeiten von 5, 10, 20, 40
und 80 Minuten wurde den Regenzgläsern mit Hilfe einer Öse ein Tropfen Material
entnommen und in 10 ml Nährlösung, die 3 Gew.-% Tween 80, 0,3 Ges. % Lecithin und
0,1 Gew.-% Histidin enthielt, überimpft. Das Nährmedium bestand aus 1 ge.-kiger
Standard-I-Bouillon (Merck). Die beimpften Proben wurden bei 370 C bebrütet.
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Nach frühestens 5 Tagen wurden die Kulturen makroskopisch auf Wachstum
beurteilt und auf diesem Weg die Abtötungszeiten ermittelt, die in der nachstehenden
Tabelle I wiedergegeben sind.
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TABELLE I Abtötungszeiten der Substanzen A bis F im Suspensionstest
Abtötungszeit in Minuten Substanz Staph. aureus Klebs. pneum.
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A 20 10 B 10 5 C 20 5 D 10 10 E 5 F 40 10 Beispiel 2 Die antimikrobielle
Wirkung der Substanzen A bis F bei der Flä lendesinfektion wurde nach dem Scheuerdesinfektionstest
ermittelt. Dieses Prüfverfahcn ist den Richt linien für die Prüfung chemischer Desinfektionsmittel,
herausgegeben von der deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (1959),
entnommen.
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Als Modelle für kontaminierte Flächen dienten 6x6 cm große Stücke
von lackierten Holzplatten und PVC-Fußbodenplatten. Zur Kontamination der Flächen
wurde eine Suspension von Klcbsiella pneumoniae rit ca. 107 Keimen/ml verwendet.
Auf jede Test fläche wurde 0,1 ml Keimsuspension pipettiert und mit Hilfe eines
Glasspatels gleichmä?ig verteilt. Nach dem Antrocknen der Keim suspension wurden
die Test flächen mit Hilfe eines EFattctupfers gleichmäßig mit der Desinfektionslösung
benetzt.
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Zur Herstellung der Desinfektionslösung dienten Konzentrate folgender
Zusammensetzung: 40 Gew.-% Wirkstoff (Substanzen A bis F) 20 Gew.-% Nonylphenol
+ 9,5 Mol Ethylenoxid 40 Gew.-8 Lösungsmittel Als Lösungsmittel wurde im Falle der
Substanzen A, B, D und F entionisiertes Wasser, im Falle von C ein Gemisch von 1
Gew.-Teil Ethanol auf 3 Gew.-Teile entionisiertes Wasser und im Falle von E ein
Gemisch von 1 Gew.-Teil Ethanol auf 1 Gew.-Teil entionisiertes Wasser eingesetzt.
Diese Konzentrate wurden zur Anwendung im Verhältnis 1 : 100 mit Wasser verdünnt.
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Nach Einwirkungszeiten von 1, 2, 4 und 6 Stunden wurde jeweils ein
Viertel der behandelten Flächen mit sterilen Wattetupfern abgerieben, die durch
kurzes Eintauchen in Bouillon angefeuchtet waren. Die Tupfer wurden auf Bouillon-Agarplatten
(Merok-Standard-I-Bouillon + 3 Gew.-g Tween 80 + 0,3 Gew.-; Lecithin + 0,1 Gew.-%
Histidin) ausgestrichen. Die Agarplatten wurden 48 Stunden lang bei 370 C bebrütet.
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Die bei der Auswertung gefundenen Ergebnisse sind in Tabelle II wiedergegeben.
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TABELLE II Abtötungszeiten der Substanzen A bis F im Scheuerdesinfektionstest
Abtötungszeit in Stunden Substanz auf Holz auf PVC A 1 1 B 1 1 C 2 2 D 4 4 E 4 4
F 4 4 Beispiel 3 Nachstehend werden einige Zubereitungen angegeben, in die die erfindungsgemäß
zu verwendenden Aminhydrohalogenide eingearbeitet wurden. (CT=Gewichtsteile) 1.
Desinfizierendes Reinigungsmittel für harte Oberflächen 13 GT C10-C12 -Fettalkohol
+ 10 EO 10 GT Substanz A 5 GT Nitrilotriessigsäure, Na-Salz 10 GT Isopropanol 62
GT Wasser Anstelle der Substanz A kann das Produkt D mit vergleichbaren Erfolg in
das Reinigungsmittel eingearbeitet werden.
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2. Schaumbad 15 GT Bis-(2-hydroxyethyl)-kokosfettaminoxid( 50 Gew.-%
Waschaktivsubstanz) 20 GT Kokosfettsäureamidopropyl-dimethyl aminoessigsäure-betain
5 GT Kokosfettsäureethanolamid 0,5 GT Substanz B 59,5 CT Wasser 3. Desinfizierende
Nandwaschpaste 25 GT Kokosfettsäureamidopropyl-dimethylaminoessigsäure-betain 3
GT Kokosfettsäureethanolamid 43 GT Bimstein, fein gemahlen 2 GT Substanz F 27 GT
Wasser Anstelle der Substanz F kann die Substanz E mit vergleichbaren Erfolg in
die Handwaschpaste eingearbeitet werden.
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4. Deodorant-Sprays 10 GT Octyldodecanol 1 GT Parfüm 2 GT Substanz
C 87 GT Ethanol 100 GT Treibgas