PT84534B

PT84534B - Processo para a preparacao de uma composicao de permuta cationica antimicrobiana contendo um antimicrobiano de halociano-acetamida ou de 2-acilamino-2-haloalquil-acetato

Info

Publication number: PT84534B
Application number: PT8453487A
Authority: PT
Inventors: Attila Gabor Releny
Original assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1992-05-29
Also published as: PT84534A

Description

Halocianoacetamidas e outros antimicrobianos são conhecidos como sendo degradáveis em água e outros fluidos aquosos e embora esta propriedade seja desejável do ponto de vista ecológico, precisa muitas vezes que os antimicrobianos sejam periodicamente abastecidos de novo em qualquer sistema a ser desinfectado. Embora isto possa ser conseguido por introdução intermitente de grandes quantidades daqueles antimicrobianos no sistema, tal processo é geralmente ineficiente porque a maior parte do antimicrobiano degrada-se sem actuar nos micróbios. Portanto o uso mais efectlvo destes antimicrobianos exige um sistema que introduza continuamente o antimicrobiano no fluido a ser desinfectado. Até agora, tal introdução contínua de halocianoacetamidas exigia o uso de equipamento de medição ou análogo. Em sistemas de grande dimensão o custo de tal equipamento de medida não é especialmente muito pesado, mas em algumas operações de pequena escala o custo é muitas vezes proibitivo.

Antimicrobianos tal como formaldeído são muitas vezes empregados em conjunção com resinas de permuta iónica, tal como em sistemas de purificação de água. Em sistemas conhecidos, a remoção de micróbios e a remoção de catiões é efectuada em etapas separadas, precisando de dois conjuntos de equipamento e tempo extra de processamento. Além disso, os antimicrobianos tal como formaldeído não se degradam rapidamente e são difíceis de manusear. Seria desejável ter um só processo um que ambos os catiões e micróbios são simultaneamente removidos de um fluido aquoso, usando um antimicrobiano degradável, facilmente manuseado.

Tendo em vista as deficiências da arte conheci da, seria desejável ter meios baratos para a libertação contínua de antimicrobianos num sistema a ser desinfectado. Além disso, seria desejável fornecer uma resina de permuta catiónica tendo propriedades antimicrobianas.

Numa execução, o presente invento fornece uma composição antimicrobiana de permuta catiónica compreendendo uma resina de permuta catiónica tipo ácido forte e um antimicrobiano o qual está reversivelmente ligado à resina de permuta catiónica. Surpreendentemente, as composições antimicrobianas de permuta catiónica deste invento libertam lentamente o antimicrobiano após contacto com água ou um solvente do antimicrobiano, fornecendo introdução contínua de antimicrobianos activos no sistema tratado. Além disso, as composições antimicrobianas de permuta catiónica deste invento retêm as características de permuta iónica das resinas de permuta catiónica não tratadas e continuarão a permutar iões enquanto simultâneamente libertam antimicrobianos no sistema.

Noutra execução, o presente invento fornece um processo de preparação de uma composição antimicrobiana de permuta catiónica compreendendo o contacto de uma resina de permuta catiónica tipo ácido forte com um antimicrobiano sob condições em que o antimicrobia no está reversivelmente ligado à resina de permuta catiónica numa quantidade suficiente para comunicar actividade antimicrobiana à resina de permuta catiónica.

Ainda noutra execução, o presente invento fornece um método para libertar continuamente antimicrobianos num fluido aquoso compreendendo o contacto contínuo o intermitente de um fluido aquoso contendo micróbios com uma composição antimicrobiana de permuta catiónica deste invento.

Ainda noutra execução, este presente invento fornece um método para remoção simultânea de micróbios e catiões de um fluido aquoso, o método compreendendo o contacto de um fluido aquoso contendo catiões e micróbios permutáveis com uma composição antimicrobiana de permuta.

As composições antimicrobianas de permuta catiónica do presente invento dão origem a um meio barato para libertação contínua de antimicrobianos num fluido aquoso. Porque o antimicrobiano é libertado pela composição lentamente após contacto com um fluido aquoso, não é preciso aparelho de medição ou outro equipamento caro. A composição antimicrobiana de permuta catiónica é simplesmente colocada em contacto com o fluido aquoso e daí removido quando o teor antimicrobiano da composição é suficientemente reduzido de modo a que níveis eficazes do antimicrobiano já não são daí libertados. A composição antimicrobiana de permuta catiónica gasta, pode ser a seguir rejeitada ou recarregada para uso futuro. Quando a composição antimicrobiana de permuta catiónica deste invento é também empregada para catiões de permuta a composição gasta pode ser regenerada e recarregada para se obter uma composição novamente utilizável.

As composições antimicrobianas de permuta catiónica deste invento compreendem uma resina de permuta catiónica e um antimicrobiano o qual é reversivelmente ligado à resina de permuta catiónica. De preferência, o antimicrobiano contém um grupo electrofílico o qual interactua reversivelmente com os grupos aniónicos da resina de permuta catiónica. 0 grupo electrofílico é vantajosamente um grupo carbonil, e o antimicrobiano é mais preferivelmente um representado pela fórmula de estrutura geral

χ ο

II

L-C-C-NRR

I

Υ em que cada R é hidrogénio ou um grupo alquil tendo de 1 a 10 átomos de carbono. X é halogéneo, Y é hidrogénio ou halogéneo e L é um grupo de retirada de electrões. Exemplos de grupos de retirada de electrões incluem grupos ciano, alquoxicarbonilo e nitro.

As composições deste invento contêm uma quantidade de antimicrobiano suficiente para comunicar actividade antimicrobiana à resina de permuta catiónica ou de preferência de 0,1 a 20 por cento em peso de antimicrobiano com base no peso de resina. Embora se prefira uma carga maior de antimicrobiano sobre a resina, nota-se que mesmo com carga relativamente baixa, i.e., de 0.1 a 2 por- cento em peso, comunica-se actividade antimicrobiana suficiente ao complexo.

Numa execução preferida, L é um grupo ciano, e o antimicnobiano é uma halocianoacetamida como representado pela fórmula geral:

X 0 NC-C-C-NRR

I Y em que X, Y e R são como acima definidos. Preferivelmente, cada R é hidrogénio. Y é preferivelmente halogéneo e mais preferivelmente ambos X e Y são cloro ou bromo. Mais preferivelmente o halocianoacetamida é 2,2-dibromo-2-nitrilo7

propionamida (DBNPA).

Também preferidos oomo antimicrobianos deste invento são os antibacterianos acetato de 2-acilamino-2-halo alquilo representados pela estrutura geral:

X 0

II I

NC-C-C-NRR

Y em que R é um grupo alquilo tendo de 1 a 10 átomos de carbono e cada R, X e Y são como atrás descritos. De preferência, X e Y são ambos bromo e o composto é acetato de 2-acetamido-2,2-dibromoetil.

Os acetatos de 2-acilamino-2-haloalquil apropriadamente empregados neste invento podem ser preparados por reacção de um éster ciano, acetato representado pela fórmula genérica:

0X0

II I II

R¹OC-C-C-NRR

Y em que R é alquilo com um halogéneo e água num solvente orgânico apropriado solventes apropriados incluem tetracloreto de carbono, acetonitrilo, quaisquer hidro carbonetos halogenados saturados e (poli) alquileno glicóis. De acordo com o processo, o ester cianoacetato é aquecido até uma temperatura elevada num solvente orgânico. Numa quantidade suficiente de um halogéneo, seleccionado entre o grupo formado por bromo,

cloro, iodo e fluor, de preferência bromo, é adicionada à solução para obtermos pelo menos dois equivalentes de halogénio por cada equivalente de cianoacetato.

Entre um e dois equivalentes de água são co-adicionados com o balogénio durante um período de entre 3 e 10 horas ou fornecido numa mistura com um ou mais dos reagentes ou o solvente. Temperaturas apropriadas para a adição do reagente halogéneo estão entre 20° C e 100° C, de preferência entre 50° C e 70°C. Uma vez o halogéneo adicionado, a solução é arrefecida até à temperatura ambiente (cerca de 20° C) e agitada durante um tempo suficiente para se desenvolver numa papa, normalmente cerca de 60 horas. 0 produto desejado, o correspondente éster de acetato 2-acilamino-2-haloalquilo, é facilmente recuperado por técnicas ordinárias tal como filtração. Os correspondentes compostos monohalogenados podem ser preparados pelo mesmo processo por redução da quantidade de halogéneo adicionado a um equivalente.

Esta reacção prossegue suavemente à pressão atmosférica, mas podemos usar pressões elevadas.

Embora não se pretenda limitar o invento a qualquer teoria particular, acredita-se que o antimicrobiano seja absorvido pela resina de permuta catiónica em vez de adsorvido. Está teorizado que a halociano acetamida ou o acetato de 2-acilamino-2-halo alquilo reage com a resina de permuta, catiónica para formar um complexo representado pela estrutura seguinte:

X 0Μ⁺

L-C-C-NRR

I t

Y A-D em que D e a matriz de resina, A representa um local de permuta catiónica sobre a resina, M é o contra ião e X, Y, R e L são como atrás definidos, f representa uma interacção entre um local de permuta catiónica sobre a resina e o grupo carbonilo sobre o antimicrobiano, e não pretende indicar a nature za precisa da interacção.

Qualquer resina de permuta catiónica que seja capaz de absorver o antimicrobiano é apropriadamente empregada na prática deste invento. Em geral, as resinas de permuta catiónica compreendem uma matriz polimérica à qual está ligada numa pluralidade de locais de permuta iónica. A matriz polimérica pode ser um polímero de condensação tal como numa resina fenol (formaldeído ou pode ser um polímero de adição de ligação cruzada. Polímeros de adição são geralmente copolímeros de pelo menos um monómero 4,B-etilenicamente insaturado contendo dois ou mais grupos terminais de ponta não conjugados. Ilustrações de tais monómeros são as apresentadas em Polymer Processes, editado por Calvim E. Schildknecht, publicado em 1956 por Interscience Publishers,

New York,

Chapter IV, Polymerization in Emulsion'’^- por H. Laverne Williams. Na Tabela II nas páginas 122 e 123 da obra referida, estão listados diversos tipos de monómeros os quais se podem polimerizar sozinhos ou em misturas para formar par tículas de polímero insolúveis em água. Representativos de tais monómeros são monovimilideno aromáticos incluindo estireno, viniltolueno, etil vinil benzeno, «X-metil estireno, cloroestireno, bromoestireno, isopropilestireno dimetilestireno, dietilestireno e análogos; ésteres alquílicos de

ácidos carboxílicos, <B-etilenicamente insaturados tal como metilacrilato, metilmetacrilato e etilacrilato; hidrocarbonetos vinilalifáticos e alicídicos tal como 1,3-butadieno, 2-metilbutadieno, 3-dimetilbutadieno, ciclopentadieno; compostos vinílideno tal como cloreto de vinilideno, álcool vinílico, sulfato de vinílideno e suas misturas Monómeros de ligação cruzada ou dí- ou polivinilideno aromáticos representativos tal como divinilbenzeno ou dialilftalato, diou poliacrilatos tal como 1,3-butilenodiacrilato ou etileno glicol dimetacrilato, alquilmetacrilato,ou crotilmetacrilato Em geral,os polivinilideno aromáticos, particularmente divinilbenzeno, são aqui de preferência empregados. Vantajosamente, o monómero de ligação cruzada é empregado numa quantidade de 0,1 a cerca de 25, de preferência de 0,1 a 10, por cento em peso com base no peso dos monómeros empregados na preparação da matriz polimérica. Várias matrizes do polímero de adição vulgarmente empregadas em resinas comerciais de permuta catiónica incluem monovimilideno aromáticos de ligação cruzada tal como polímeros estirenoZ-divinilbenzeno, copolímeros de ácido acrílico ou seus ésteres com estireno ou divinilbenzeno e outros vinil polímeros de adição tal como álcool polivinílico. Destes, os poliestirenos são preferidos.

A matriz polimérica tem afixado além disso uma pluralidade de porções aniónicas tipo ácido forte. Grupos aniónicos representativos incluem sulfato, sulfonato, fosfato, fosfinato e arsenato. Destes grupos, as porções sulfonato são as mais preferidas. Associado com os grupos aniónicos está um contra ião o qual é geralmente hidrogéneo, amónio, um metal alcalino ou um metal alcalino terroso.

Métodos para introdução da porção iónica ao polímero são bem conhecidos e descritos, por exemplo, em Ion Exchange e anterior.

Das resinas de permuta iónica vantajosamente empregadas neste invento mais preferidas são resinas de copolímero sulfonado estireno/divinilbenzeno tal como descritas nas Patentes U.S. n^es 2,597.438; 3.252.921 e 3.549.562.

Todas as resinas de permuta catiónica normalmente disponíveis de copolímero estireno sulfonado/divinilbenzeno, são apropriadamente empregadas na prática deste invento. As resinas de copolímero sulfonado estireno/divinilbenzeno comercialmente disponíveis e incluem resinas chamadas tipo macroporoso e gel, bem como variedades tendo vários tamanhos de partículas, contra iões e graus de ligação cruzada.

As composições antimicrobianas de permuta iónica deste invento são preparadas por contacto da resina de permuta catiónica, com a solução do antimicrobiano num solvente afim. 0 solvente pode ser qualquer solvente que não reaja com a resina de permuta catiónica, e na qual o antimicrobiano seja solúvel. De preferência, o solvente é miscível com água. Exemplos de solventes incluem acetonitrilo, etileno glicol, tetraetileno glicol e polietileno glicóis tendo pesos moleculares na gama de 100 a 5000. Mais preferido é o tetraetileno glicol. A solução contém vantajosamente de 0,1 a 50, mais preferivelmente de 1 a 20, e ainda mais preferivelmente de 2,5 a 20, por cento em peso do antimicrobiano

A solução antimicrobiana contactou com a resina de permuta catiónica, às condições ambiente durante um tempo suficiente para fornecer a quantidade desejada de absorção, normalmente de 0,5 a 100, de preferência de 1 a 20, mais preferivelmente de 1 a 10, e mais preferivelmente de 1 a 5 horas. Embora a quantidade de antimicrobiana absorvida pela resina de

permuta catiónica depende a solução antimicrobiana, resina e do tempo durante contactou com a resina, em de algum modo da concentração e solvente, o contra ião sobre a qual a solução antimicrobiana o

geral a resina de permuta catiónica absorverá de 0,5 a 20 por cento, no seu peso, do antimicrobiano. Observou-se que ambos, o ritmo de absorvência do antimicrobiano pela resina de permuta catiónica e a quantidade de antimicrobiano abosrvido, aumentaram quando a água está presente no sistema. A água pode ser introduzida no sistema por adição de água à solução antimicrobiana. A solução antimicrobiana pode beneficialmente conter de 1 a 50 por cento em peso, de água. Alternativamente, e preferivelmente, a resina de permuta catiónica é solúvel em água, e incha com água antes de contactar a resina com a solução antimicrobiana.

As composições antimicrobianas de permuta catiónica assim formadas são secas e embaladas ou por outro lado preparadas para uso final.

Porque o antimicrobiano é lentamente libertado pelas composições deste invento, as composições podem ser empregadas para desinfectar oontinuamente fluidos aquosos durante um período de tempo continuado. Os fluidos que contêm micróbios são desinfectados com as composições deste invento pelos fluidos aquosos com a composição, sob condições tais que uma quantidade efectiva do antimicrobiano é libertada no fluido. A quantidade de fluido a ser desinfectado, a quantidade de composição antimicrobiana de permuta catiónica empregada, e a quantidade de antimicrobiano carregado na composição, todos afectam o ritmo ao qual o antimicrobiano é libertada no fluido. A quantidade de fluido a ser desinfectado, a quantidade de composição antimicrobiana de permuta catiónica empregada, e a quantidade de antimicrobiano carregado na composição, todos afectam o ritmo ao qual o antimicrobiano é libertado no fluido e são escolhidos de modo

tal que os micróbios no fluido são efectivamente removidos. 0 fluido aquoso pode ser tratado fazendo com que o líquido corra sobre a composição, em cujo caso o caudal é tal que o fluido tratado contém uma quantidade efectiva do antimicrobiano. Em geral, os antimicrobianos empregados neste invento são eficazes em quantidades na gama de 0,5 a 100 partes em peso por milhão de partes do fluido tratado.

ritmo de libertação do antimicrobiano da composição antimicrobiana de permuta catiónica pode ser aumentado, por diminuição do pH do fluido aquoso que com ele contacta. Assim, a libertação controlada do antimicrobiano pode ser afectada por variação do pH do fluido aquoso a ser tratado. Em geral, as composições antimicrobianas de permuta, catiónica deste invento são eficazes quando o pH do fluido aquoso está na gama de 1 a 9, de preferência de 2 a 7 . A um pH superior a 9, muito rapidamente se degradarão e o uso destas composições antimicrobianas de permuta, catiónica sob condições fortemente básicas não é portanto preferido

As composições deste invento podem ser usadas para remover simultâneamente catiões e micróbios dos fluidos aquosos pelo contacto dos fluidos aquosos contendo ambos catiões e micróbios com a composição deste invento da maneira atrás descrita. Quando as composições deste invento são empregadas para iões de permuta bem como para desinfectar, a composição precisará de regeneração periódica para manter a sua eficiência como ião de permuta. Uma vantagem importante destas composições é que elas podem ser regeneradas e recarregadas simultaneamente com antimicrobianos pelo contacto das composições com um agente de regeneração e a seguir contacto da composição regenerada com uma solução do antimicrobiano como atrás descrito. Tipicamente, um ácido inorgânico tal como ácido clorídrico ou ácido sulfúrico, é usado para regenerar as resinas de permuta catiónica na forma hidrogéneo. 0 cloreto de

sódio é vulgarmente usado para regenerar a resina de permuta catiónica na sua forma sódio. 0 agente de regeneração é empregado na solução antimicrobiana em quantidades tipicamente empregadas na regeneração das resinas de permuta catiónica previamente conhecidas. Empregamos ácidos inorgânicos numa quantidade que está de preferência na gama de 0,2 a 20 por cento em peso da solução antimicrobiana. 0 cloreto de sódio é vantajosamente empregado na gama de 2 a 37 por cento em peso da solução antimicrobiana.

Uma aplicação destas composições antimicrobianas de permuta catiónica está no tratamento de sistemas aquosos de arrefecimento e aquecimento. Em tais sistemas, micróbios, fungos, e análogos crescem normalmente nas superfícies internas das tubagens e acessórios do sistema, cujo crescimento afecta de modo adverso o ritmo de transferência térmica entre o meio de arrefecimento e o melo de aquecimento e o ar ambiente. 0 uso de equipamento de medida para adicionar continuamente antimicrobianos a tais sistemas é normalmente proibitivamente caro em vista do custo total do sistema, dificuldade em submeter-se às exigências de projecto do sistema ou outra impraticabilidade. A composição antimicrobiana de permuta catiónica deste invento, pode ser prontamente inserida no aparelho de aquecimento ou arrefecimento e periodicamente substituída para obter actividade antimicrobiana contínua. Vantajosamente, a composição é inserida no sistema como um pacote ou unidade substituível do sistema de arrefecimento o qual pode ser prontamente removido e substituído como necessário.

Outra aplicação destas composições é nos

processos	de	alagamento	de	microemulsão para	recuperação
secundária	de	petróleo como	composição bioclda	de	amolecimento
da água.	Em	alagamento	de	microemulsão,	uma dispersão

surfactante estabilizada de água e hidrocarboneto é bombeada nos poços de injecção que rodeiam o poço de produção de

petróleo. A emulsão liberta o petróleo bruto armadilhado ou preso nos depósitos substerrâneos. 0 petróleo bruto torna-se suspenso na água e a emulsão é espessada com vários polímeros sintéticos ou naturais tal como gomas xanthan. No entanto, a goma xanthan degrada-se por bactérias presentes na água, e a dureza da água tende a depositar-se nos poços bem como os depósitos de cálcio. Por consequência, a água precisa de tratamento antes de ser injectada, para remoção da dureza e bactérias. 0 presente processo usa resinas de permuta iónica para remoção dos iões de cálcio e magnésio da água e emprega separadamente formaldeído para matar as bactérias. As composições antimicrobianas de permuta catiónica do presente invento, podem ser substituídas pela resina de permuta catiónica e o formaldeído destes presentes processos convencionais originar actividade antimicrobiana e de amolecimento comparável numa só etapa processual. 0 uso das composições antimicrobianas de permuta catiónica do presente invento tem ainda a vantagem de empregar antimicrobianos degradáveis e aumentar significantemente a facilidade de manus.eamento do antimicrobiano. As composições antimicrobianas são usadas em aplicações de injecção de microemulsões por contacto da água de injecção com a composição, da mesma maneira que a água contactava com a resina de permuta catiónica nos processos anteriores. A regeneração da composição de permuta catiónica e recarregamento do antimicrobiano na composição pode ser efectuada simultaneamente pelo tratamento da composição, consecutivamente com um agente de regeneração e uma solução do antimicrobiano.

A regeneração e recarregamento pode ser efectuada numa quantidade de tempo comparável ao tempo necessário para a regeneração das resinas de permuta catiónica convencionais

Os exemplos seguintes são fornecidos para ilustrarem mais o presente invento. Todas as partes e percentagens são em peso a menos que de outro modo referido.

Exemplo 1

Composição antimicrobiana de permuta catiónica (AMCEC) Amostras N²s 1-A e 1-B, são preparadas por contacto (a) 113,5 gramas de uma resina de permuta catiónica sulfonada macroporosa, inchada por água, de ligação cruzada a 20 por cento com divinilbenzeno estireno na forma ácida contendo cerca de 50 por cento em peso de água com (b) 100 gramas de uma solução a 5 por cento em peso de dibromonitrilopropionamida (DBNNPA) em tetraetileno glicol (TEG).

Na Amostra N² 1-A, a resina de permuta catiónica contactou com a solução DBNPA durante 37 minutos. A resina de permuta catiónica na Amostra N² 1-B contactou com a solução DBNPA durante 8 dias. No fim do período de contacto, a solução DBNPA separa-se de cada resina e dilui-se a 100 vezes o seu volume com água. A quantidade de DBNPA restante na solução diluída é medida por cronotografia líquida de alta eficiência (HPLC). A solução decantada DBNPA da Amostra N² 1-A contém 3,77 gramas de DBNPA, indicando que 1,3 gramas do antimicro| biano são absorvidos pela resina Na Amostra n² 1-B, 1,6 gramas do antimicrobiano são absorvidas pela resina.

A análise HPLC neste e em todos os exemplos seguintes é efectuada usando numa coluna Whatman Partisil 10/25 ODS 25 cm, mantida a 45°C e um detector Parkin Elmer LC 75 ajustado a 214 nm. 0 eluente é uma solução de acetonitrilo a 10% e 90% de água tamponada com ácido fosfórico a um pH de 2,3 0 eluente é bombeado a um ritmo de 1,5 ml por minuto usando uma bomba de 5000 psi (34.473,785 kPa) equipada com um tubo espalmado amortecedor de pulsações de 35 pés (10,67 metros).

Exemplo 2

As Amostras AMCEC N-s 2-A e 2-B são preparadas usando uma resina de permuta catiónica sulfonada microporosa, entumecida por água, de liga.ção cruzada a 4 por cento com divinilbenzeno estireno na forma ácida. A resina contactou com 100 gramas de uma solução a 5% em peso de DBNPA como descrito no Exemplo 1.

Na Amostra N- 2-A, a resina contactou com a solução antimicrobiana durante 37 minutos. A quantidade de DBNPA removida da solução é medida por HPLC como descrito no Exemplo 1. Na Amostra AMCEC N² 2-A, 1,8 gramas de DBNPA são absorvidas pela resina (36 por cento da DBNPA originalmente na solução). Na Amostra N² 2-B a resina contactou com a solução DBNPA durante 8 dias e 4,2 gramas de DBNPA foram absorvidas pela resina.

Exemplo 3

As Amostras N²s 3-A e 3-B são preparadas de acordo com o método do Exemplo 2, desta vez empregando uma solução contendo 20 por cento em peso de DBNPA e 80 por cento em peso de tetraetileno glicol. Na Amostra N² 3-A, a resina contactou com a solução durante 42 minutos e absorveu 4,7 gramas do antimicrobiano. Na amostra N² 3-B, a resina contactou com a solução antimicrobiana durante 8 dias e absorveu 18,7 gramas de DBNPA.

Exemplos 4-7

Os exemplos 4-7 ilustram a formação de composi18

ções antimicrobianas de permuta catióníca usando a forma sódio de uma resina de permuta catióníca sulfonada microporosa desidratada de ligação cruzada a 8 por cento com estireno DVB.

' A Amostra N² 4 é preparada por contacto de 454 gramas da resina com 200 gramas de uma solução 10 por cento em peso de DBNPA em acetonitrilo. Após 45 horas, a resina é filtrada e o filtrado diluído a 250 ml com acetonitrilo e analizado para DBNPA usando HPLC como descrito no Exemplo 1, A | análise HPLC mostrou que 10,88 gramas (54,4 por cento da DBNPA inicialmente em solução) são absorvidas pela resina de permuta catióníca.

A Amostra N² 5 é preparada por contacto de 454 gramas da resina com 200 gramas de uma solução contendo 20 gramas de DBNPA, 90 gramas de tetraetileno glicol e 90 gramas de água. Após 32 horas, a resina é filtrada e o filtrado é analizado para DBNPA como descrito no Exemplo 1 anterior. A resina absorveu 13,4 gramas de DBNPA (67,0 por cento da DBNPA disponível).

As Amostras N²s 6-A, 6-B, 6-C e 6-D são preparadas por contacto de 227 gramas da resina com 100 gramas de uma solução contendo 2,5 por cento em peso de DBNPA, 5 por cento em peso de água, e 92,5 por cento em peso de tetraetileno glicol. A Amostra N² 6-A contactou com a solução DBNPA durante 1 hora, a Amostra N² 6-B durante 1,5 horas, a Amostra N² 6-C durante 2,5 horas e a Amostra N² 6-D durante 48 horas. As quantidades de DBNPA absorvidas por estas resinas, são determinadas de acordo com os processos descritos no Exemplo 1, e são apresentados na Tabela I a seguir.

- 1.9

TABELA

Amostra	Tempo de	DBNPA	% de DBNPA disponível
N².	contacto(hr)	Absorvido(g)	absorvido
6-A	1	1,2	48
6-B	1,5	1,3	52
6-C	2,5	1,5	60
6-D	48	1,38	55,2
	A Amostra	n² 7 é preparada	por contacto durante 1
hora, de	227 gramas de	resina com 100	gramas da solução con-

tendo 10 gramas de DBNPA, 20 gramas de água e 70 gramas de tetraetileno glicol. A quantidade de DBNPA absorvida é determinada pelo método descrito no Exemplo 1, como sendo 5,7 gramas.

Exemplo 8

A Amostra AMCEC N- 4 é lavada duas vezes com 2 porções de 100 ml de acetonitrilo quente, durante um período de 10 minutos por lavagem. 0 solvente de lavagem é a seguir analisado para DBNPA usando as técnicas HPLC descritas no Exemplo 1. A lavagem remove 0,20 gramas de DBNPA, ou somente 1,83 por cento em peso do DBNPA inicialmente na composição.

A Amostra AMCEC N² 5 é lavada duas vezes com porções de 100 ml de acetonitrilo quente durante um período de 10 mintuos por lavagem. 0 solvente de lavagem é a seguir analisado para DBNPA e observou-se conter 0,66 gramas de DBNPA ou

4,96 por cento em peso de DBNPA inicialmente na composição.

Vê-se deste exemplo que o antimicrobiano absorvido não é rapidamente removido do AMCEC mesmo quando se emprega um solvente bom para o antimicrobiano.

Exemplo 9

AMCEC do Exemplo 4 é testado para a capacidade de permuta iónica como se segue: uma porção de 25 ml da composição é colocada num recipiente e convertida na forma hidrogéneo por tratamento com cerca de 500 ml de uma solução de 5 por cento em peso de ácido clorídrico durante 30 minutos. A solução ácida é a seguir filtrada de composição tratada e a composição é lavada com água até a lavagem ser neutra. À resina lavada juntamos água suficiente para formar uma pasta aquosa e à pasta adicionamos 25 ml de hidróxido de sódio Ι,ΟΝ. A resina é filtrada e o filtrado digerido com ácido clorídrico 1 molar.

Uma porção de 5,8 ml de ácido clorídrico é necessária para neutralizar o filtrado indicando que 19,2 milimoles de hidróxido de sódio são consumidos pela composição. A capacidade de permuta iónica da composição é a seguir calculada como sendo 2,34 milimoles de hidróxido de sódio por mililitro de composição.

A AMCEC do Exemplo 5, é a seguir testada de maneira análoga e a capacidade de permuta iónica da referida composição é determinada como sendo 2,25 miliquivalentes de sódio por mililitro de composição. Por comparação, uma amostra de 25 ml de resina não tratada tem uma capacidade de permuta iónica de 2,09 miliquivalentes de sódio por mililitro de resina. Os resultados anteriores mostram que as composições

antimicrobianas de permuta catiónica deste invento retêm a capacidade de permuta catiónica das resinas de permuta catiónica a partir das quais são produzidas

Exemplo 10

As propriedades bacterecidas das Amostras AMCEC N²s 10-A a 10-D e 10-0 são demonstradas neste exemplo. Em todas as amostras, a composição é preparada a partir de uma resina de permuta catiónica microporosa, sulfonada a 8 por cento de ligação cruzada com divinilbenzeno estireno na forma de sódio. A quantidade de antimicrobiano (DBNPA em todos os casos) na composição é expressa como uma percentagem em relação ao peso da resina de permuta iónica.

método de teste da taça de agar é usado para determinar as propriedades bactericidas das composições. Uma lamela semeada de agar é preparada por fusão de uma quantidade de agar e semeando o agar fundido com uma suspensão de aerogemes Enterobacter (ATCC N² 13048). A agar semeada é a seguir deitada num prato Petrie e deixada a endurecer. Um tampão circular de 5mm de diâmetro é removido a seguir da agar endurecida para formar uma taça na lamela de agar. Dentro da taça coloca-se, sem contaminar o agar envolvente, 0,06 gramas da amostra a ser testada. A lamela de agar é a seguir incubada a 30°C durante 24 horas e o crescimento da bactéria sobre a lamela é visualmente observado. 0 diâmetro da área de agar próxima da área da taça onde a amostra foi colocada, na qual não existe qualquer crescimento da bactéria, é medido como a zona de inibição.

As Amostras N²s 10-A a 10-D e a Amostra Comparativa 10-0 são testadas desta maneira com a quantidade de DBNPA na amostra, bem como o diâmetro da zona de inibição, como se nota na Tabela II a seguir.

TABELA II

Diâmetro da zona de

Amostra N^g.

% DBNPA (1)

Inibição (cm)

10-0*	0	0
10-A	7,3	3,1
10-B	3,0	2,5
10-C	1,4	2,1
10-D	0,7	1,6

* Não no exemplo deste invento (D

A quantidade de DBNPA na composição amostra expressa como uma percentagem do peso de reresina de permuta catiónica na composição

Vê-se dos resultados anteriores que as composições deste invento são composições antimicrobianas efectivas.

Exemplo 11

A lixiviação efectiva do antimicrobiano das composições deste invento é ilustrada neste exemplo. As amostras N²s 11-A até 11-D são composições preparadas a partir de uma

resina de permuta catiónica microporosa sulfonada a 8 por cento com ligação cruzada estireno/divinilbenzeno na forma sódio tendo sobre ela absorvido 7,3 por cento em peso, com base no peso de resina de DBNPA.

A Amostra N^s 11-B é submetida a lixiviação com éter dietílico num extractor Soxhlet, usando 20,0 g da amostra e 200 ml de éter dietílico. Após 24 horas de extracção contínua, 28,62 por cento da DBNPA originalmente na resina de permuta catiónica foi extraída pelo éter. 0 éter é a seguir substituído com éter fresco, e mais 24 horas de extracção não removem mais DBNA.

As Amostras N-s 11-C e 11-D sofrem lixiviação, por colocação de 20 g da amostra em 200 mol de água ao pH indicado na Tabela III a seguir. A água é retirada por filtração a intervalos de 2-3 horas e substituída com água fresca. 0 tempo de lixiviação total para as Amostras N^ps 11-C e 11-D foi cada um de 16 horas.

As amostras lixiviadas N^es 11-B até 11-D e a Amostra N^e 11-A são testadas para as propriedades antibacterianas de acordo com o processo de teste da taça de agar descrito no Exemplo 10 com os resultados apresentados na Tabela III.

TABELA III

i Composição Amostra N².(1)	Solvente
i 11-A	Nenhum
11-B	Éter
11-C	Agua
11-D	Água

Diâmetro da

Tempo de			Zona de
Lixiviação	pH	Inibição (cm)
—	7,0		4,4
2 dias	7,0		3,1
16 horas	5,0	(2)	1,6
16 horas	10,0	(S)	0

(1) Todas as amostras são resina microporosa sulfonada a 8 por cento de ligação cruzada estireno divinilbenzeno na forma Na , contendo antes da lixiviação, 7,3 por cento em peso de DBNPA, com base no peso da resina.

(2) 0 ph' é ajustado a 5,0 com uma solução tampão comercial.

(3) 0 pH é ajustado a 10,0 com uma solução tampão comercial.

I

As zonas de inibição das Amostras N²s 11-B e

11-C, quando comparadas com a da Amostra 11-A, mostram que os antimicrobianos nas composições deste invento se lixiviam quando a composição contactou com água ou outros solventes para a DBNPA, mas que o ritmo da lixiviação é suficientemente lento, tal que após 2 dias de exposição à água ou éter, a composição ainda exibe substancial actividade antimicrobiana. A Amostra N- 11-D não apresenta qualquer efeito antimicrobiano residual após 2 dias de lixiviação com água a pH 10,0. No entanto, este efeito acredita-se ser devido à degradação da DBNPA no meio básico em vez da lixiviação completa da DBNPA da composição.

Exemplo 12

A libertação de DBNPA num caudal de água corrente por uma AMCEC contendo 8,84 por cento em peso de DBNPA, com base no peso de resina de permuta catiónica, é ilustrada neste exemplo. A resina de permuta catiónica neste exemplo é a mesma que a empregada no Exemplo 10. Uma amostra de 33,9 g da AMCEC é colocada num cartucho de tal modo que a AMCEC fica nele retida enquanto a água passa através. Água desionizada flui através do cartucho ao ritmo de cerca de 30 ml/minuto (1,8 1/hr). A água assim tratada não é reciclada com intervalos de 1/2 hora, a água tratada é analizada para DBNPA. Durante as primeiras 10 horas de operação, a água tratada contém uma média de 20 partes por milhão de DBNPA, a qual é uma quantidade efectiva de DBNPA. Após 10 horas de operação, a água tratada contém menos que 2 ppm de DBNPA.

Claims

l^â. - Processo para a preparação de uma composição antimicrobiana de permuta catiónica caracterizado pelo facto de se incluir na referida composição uma resina de permuta catiónica do tipo ácido forte e uma quantidade antimicrobianamente eficaz de um antimicrobiano representado pela estrutura

I II

L-C-C-NRR

Y é hidrogénio ou halogéneo, cada em que X é halogénio, independentemente hidrogénio ou um grupo alquilo tendo de 10 átomos de carbono, e L é um grupo ciano, alcoxicarbonilo ou nitro reversivelmente ligado á resina de permuta catiónica, estando a percentagem de composto antimicrobiano relativamente à resina na gama de 0,1 a 20% em peso.

Processo de acordo com caracterizado pelo trilopropionamida.

facto do antimicrobiano a reivindicação 1, sei·⁴
2,2-dibromoni
3a.

Processo de acordo com caracterizado pelo

-2,2-dibromoetil-acetato.

facto do antimicrobiano a reivindicação 1, ser 2-acilamino27
4-. - Processo oe acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto da referida resina de permuta catiónica do tipo ácido forte ser- uma resina sulfonada.
5^â. - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto da resina de permuta catiónica do tipo ácido forte ser resina ácida sulfonada de estireno-divi nilbenzeno.
6^â. - Método de libertação lenta de um antimicrobiano num fluido aquoso durante um período de tempo longo caracterizado por compreender o contacto continuamente ou intermitentemente, de um fluido aquoso contendo micróbios com uma resina de permuta catiónica do tipo ácido forte tendo uma quantidade antimicrobianamente eficaz de um antimicrobiano representado pela estrutura x o

I I

L-C-C-NRR

I

Y em que X é halogénic, Y é hidrogénio ou halogénic, cada R é independentemente hidrogénio ou um grupo alquilo tendo de 1 a 10 átomos de carbono, e L é um grupo ciano, alcoxicarbonilo ou nitro rever-sivelmente ligado à referida resina, estando a quantidade de antimicrobiano na gama de 0,5 a 100 partes em peso por milhão de partes de fluído tratado.

I
7^â. - Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto do antimicrobiano ser 2,2-dibromonitrilopropionamida.
8^â. - Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto do antimicrobiano ser 2-acilamino

-2-haloalquil-acetato.
9^â. - Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto da resina de permuta catiónica ser uma resina sulfonada de estireno-divinilbenzeno.
10^â. - Método de acordo com a reivindicação

6,caracterizado pelo facto da resina de permuta catiónica ser um polímero de um ácido carboxílico ,B-insaturado ou seu éster.

ll^â. - Método de tratamento de um fluido aquoso contendo micróbios e catiões permutáveis para remover os micróbios e catiões permutáveis caracterizado por compreender o contacto do fluido aquoso com uma composição compreendendo uma resina de permuta catiónica do tipo ácido forte e uma quantidade antimicrobiamente eficaz de um antimicrobiano representado pela estrutura

X 0

I I

L-C-C-NRR !

I em que X é halogéneo, Y é hidrogénio ou halogéneo, cada R independentemente hidrogénio ou um grupo alquilo tendo de 1 alcoxicar-bonilo ou permuta catiónica, gama de 0,5 a 100

10 átomos de carbono e L é um gr-upo ciano, nitro reversivelmente ligado à resina de estando a quantidade de antimicrobiano na partes em peso por milhão de partes de fluido tratado.

12². - Método de acordo com a caracterizado pelo facto do cálcio e magnésio.

referido fluido reivindicação aquoso conter
11, iões
13^â. - Método de acordo com a

11, caracterizado pele facto de

-halcalquil-acetato.

reivindicação antimicrobiano ser 2-acilamino-214-. - Método caracterizado pelo facto do triloproplonamida.

de acordo com a reivindicação 11, antimicrobiano ser 2,2-dibromoni-