DE2462073C2

DE2462073C2 - Konservierungs- und Desinfektionsmittel

Info

Publication number: DE2462073C2
Application number: DE19742462073
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 2000 Norderstedt Diehl; Heinz Dipl.-Chem. Dr.Rer.Nat. 2000 Hamburg Eggensperger
Original assignee: Schuelke & Mayr 2000 Norderstedt De GmbH
Current assignee: Schuelke & Mayr 2000 Norderstedt De GmbH
Priority date: 1974-03-06
Filing date: 1974-03-06
Publication date: 1982-12-09
Also published as: DE2462073A1

Description

R₁-N

CH₂

N-R₂

H₂

In der R, und R₂ gleich oder verschieden sind und geradkettlge oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, In denen die Kohlenstoffkette auch durch Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, Hydroxyalkylreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, gesättigte oder ungesättigte Cycloalkylreste mit bis 6 Kohlenstoffatomen, Arylreste oder Alkoxyarylreste,

wobei das Verhältnis I zu II zwischen 1: 99 und 99 : 1 liegt.

Das erfindungsgemäße Mittel eignet sich zur Konservierung und Desinfektion von technischen Lösungen, Emulsionen, Dispersionen und Suspensionen, wie wäßrigen Anstrichmitteln, Kühlschmierstoffen, Klebstofflösungen und -dispersionen sowie wasserfreien pigmentierten und nicht pigmentierten Lacksystemen. Es Ist auch für die Anwendung In kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen geeignet.

Es Ist bereits bekannt, für die Konservierung und Desinfektion von technischen Lösungen und Emulsionen Kondensationsprodukte mit Alkylamlnen, z. B. das Ko.idensatlonsprodukt aus Formaldehyd und Äthanolamln einzusetzen. Da diese Verbindungen In Ihrer mikroblzlden Wirkung eine Lücke gegen Pilze und Hefen aufweisen, wurde als weiterer Wirkstoff Pentachlorphenol zugefügt. Aufgrund der schlechten biologischen Abbaubarkelt chlorierter Phenole und der Toxizität von Pentachlorphenol besteht jedoch ein großes Bedürfnis für Wirkstoff-Kombinationen mit breitem mlkrobiziden Wirkungsspektrum, die auch gegen Pilze und Hefen wirksam sind, ohne die nachteiligen Wirkungen der chlorierten Phenole zu besitzen.

Es 1st auch bereits bekannt, daß 3,5-dlsubstltulerte Thladlazlnthlrvie eine gewisse fungizide Wirksamkeit aufweisen. Überraschenderwelse wurde nun gefunden, daß die Kombination von 3,5-dlsubstltulerten Thladlazinthlonen mit bestimmten Formaldehydreaktlonsprodukten gemäß dem Anspruch MIttel ergibt, die bei guter biologischer Abbaubarkelt und wesentlich geringerer Toxizität für Warmblüter als sie die chlorierten Phenole aufweisen, das erwünschte breite Wirkungsspektrum und gegenüber den Einzelbestandteilen eine erheblich gesteigerte synergistische Wirkung besitzen.
So beträgt die nach der Methode von Lltchfleld und Wilcoxon, J. Pharmacol, expil. Therap., Band 96 (1949), S. 99 bis 113 ermittelte akute orale LD₅₀ des 3,5-Dlmethoxypropyl-l,3,5-tetrahydrothladlazin-thlons bei der Raite 0,68 ml/kg. Die dermale LD₅₀ dieser Verbindung wurde

ίο bei weißen Neuseeland-Albinokaninchen mit 2,8 ml/kg bestimmt.

Auch die Untersuchung einer erfindungsgemäßen Wirkstoffkombination aus 75% des Kondensationsproduktes von 1 Mol Formaldehyd mit 1 Mol Ethanolamin und 10% S^-Dlmethoxypropyl-l^^-tetrahydrothiadiazlnthlon in 15% n-Propanol im epikutanen Läppchentest nach Bloch ergab keine Hautunverträgllchkelt oder eine primär toxische Wirkung. Die genannte Kombination wurde in Verdünnungen von 0,1; 0,15 und 0,3% in

a) Wasser,

b) einer 4%lgen Ö/W-Emulslon und

c) in 4%igem

wäßrigen Kühlschmlerstoff untersucht. Sämtliche Tests erwiesen sich bei der Ablesung nach 24, 48 und 72 Stunden als negativ. Die gute Hautverträglichkeit wird zusätzlich dadurch unterstrichen, daß unter den 50 Probanden 18 Personen mit empfindlicher Hautreaktion, u. a. 3 Patienten mit endogenem Hautekzem waren, die gleichfalls keinerlei Reaktion zeigten. Die nach der Methode von Well, Biometrics, Band 8 (1952), S. 249 bis 263 ermittelte akute orale LD₅₀ der obigen Kombination betrug bei der Ratte 0,99 ml/kg. Man hat auch gefunden, daß bei Verwendung der reinen Thiadiazlnthlone zusammen mit reduzierenden Bestandteilen In Kühlschmlerstoffen eine Reduktion der Thiadiazlnthlone eintreten und kolloidaler Schwefel ausgeschieden werden kann, und daß e.^e bei Verwendung der erfindungsgemäßen Wirkstoffkombination nicht zu dieser Reduktion kommt.

Die in der erfindungsgemäßen Wirkstoff-Kombination enthaltenen N-Formale werden durch Umsetzung von äqulmolaren Mengen Formaldehyd mit primären aliphatischen Aminen erhalten, wofür Alkyl-, Hydroxyalkyl- und Alkoxyalkylamlne eingesetzt werden können, die 2 bis 6 Kohlenstoffatome Im Molekül enthalten. Bevorzugt werden Äthylamln, Isopropylamln, Äthanolamln, Isopropanolamln, Methoxyäthylamln und Methoxypropylamln. Auch Gemische, die durch Kondensation von Formaldehyd mit verschiedenen der vorstehend angegebenen Amine erhalten wurden, können verwendet werden.

Die zweite Wirkstoffkomponente der erfindungsgemäßen MIttel besteht aus 3,5-disubstltulerten 1,3,5-Tetrahydrothladlazlnthionen der allgemeinen Formel:

R₁-N

CH₂

N-R₂

H₂

In der R, und R₂ gleich oder verschieden sind und geradkettlge oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 10 C-Atomen darstellen, In denen die Kohlenstoffkette auch durch Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, Hydroxyalkylreste mit 1 bis 10 C-Atomen, gesättigte oder ungesättigte Cycloalkylreste

mit bis 6 C-Atomen, Arylreste oder Alkoxyarylalkylreste, wie den Methoxybenzylrest.

Die Herstellung der 1,3,5-Tetrahydrothladlazlnthlone erfolgt nach den Angaben In Archiv der Pharmazie, Heft 11 (1960), S. 957 bis 967.

Die erflndungsgemäßen Wirkstoff-Kombinationen erhält man durch homogenes Zusammenrühren der EInzelbestandtelle, z. B. von

A 75% des Kondensationsproduktes aus 1 Mol Formaldehyd und 1 Mol Äthanolamln = Trishydroxyäthylhexahydrotriazln, 1096 3,5-Dlmethoxypropyl-tetrahydrothladiazlnthlon und 15% n-Propanol, oder

B 60% des Mischkondensats aus Monoäthanolamln, Methoxypropylamin und Formaldehyd, 40% 3,5-Dimethoxypropyl-tetrahydrothiadlazinthlon.

Zur Bestimmung der antlmikrobiellen Wirksamkeit der Einzelkomponenten der erflndungsgemäßen Wirkstoffkomblnatlonen wurden die MHK-Werte (minimale Hemmkonzentration) ermittelt. Hierzu wurden 500 mg der zu untersuchenden Substanz mit einem Homogenisator in 50 ml 0,5%iger Hydroxyethylcellulose suspendiert. Mit der erhaltenen 1 %lgen Suspension wurde in sterilen Reagenzgläsern die folgende Konzentrationsreihe hergestellt: 0,196 - 0,0596 - 0,0196 - 0,00596. Um eine größtmögliche Genauigkeit bei den Verdünnungen zu erreichen, wurde die Flüssigkeit in jedem Röhrchen mehrmals bis zur völligen Rotation gebracht. Zur Verdünnung wurde eine O,596lge Hydroxyethylcelluloselösung verwendet.

Die so hergestellten Verdünnungen wurden In sterile Glasschälchen gegossen. Die Mengen wurden so gewählt, daß sich in den Schälchen jeweils 6 ml Lösung befanden. Sofort darauf wurden in jedem Schälchen 10 Fllterblättchen mit einem Durchmesser von etwa 10 mm gleichmäßlß und nicht übereinander auf der Flüssigkeitsoberfläche verteilt. Die Blättchen saugen sich voll und sinken langsam zu Boden. Sie wurden etwa 1 Stunde In der Lösung belassen.

16 Stunden alte Kulturen von Escherlchla coil und Staphylococcus aureus wurden In Traubenzuckerboulllon im Verhältnis 1 :10 verdünnt.

Von Asperglllus niger und Candida alblcans wurden lwöchige Kulturen abgeschwemmt. Von diesen wurden in Malzbouillon ebenfalls 1: 10 Verdünnungen hergestellt.

Standard II Nähragarplatten mit einem Zusatz von Laktose und Bromthymol blau für Bakterien, und Sabouraud-Platten für Hefen und Pilze wurden getrocknet und beschriftet. Je Präparat wurden 10 Sab.-Platten bzw. Nähragar-Platten verwendet. Von den verdünnten Kelmsuspenslonen wurden auf jede Platte 0,05 ml (1 Tropfen) ausgespatelt. Vor der weiteren Behandlung blieben die Platten zum Einziehen der Keimsuspension eine halbe Stunde stehen. Auf die beimpften Platten wurden nun die Filterblättchen aufgelegt und zwar je Platte und je Kultur einmal die Ve.rdünnungsrelhe, d. h. reihum 5 Blättchen je Platte (Stufe 1).

Zeigt ein Präparat eine Wirkung, so Ist dies an der Bildung eines Hemmhofes zu erkennen. Dies kann bei Bakterien nach 24stündlger Bebrütung, bei Hefen und Pilzen nach 3täglger Bebrütung festgestellt werden. Bei den Bakterien kann gleichzeitig die Reinheit der Kultur durch die Laktosevergärung um den Farbumschlag des Nährbodens festgestellt werden. Ein sichtbarer Hemmhof wird mit negativem Wachstum bezeichnet, kein Hemmhof mit 3+-Wachstum. Zeigt eine Substanz eine gute Wachstumshemmung in Verbindung mit einem guten

	E.	coll	MHK, 96	Candida
Staph.			Asp.nlger	alblcans
aurei'S

0,05	0,05	0,2	0,2
0,01	0,02	0,05	0,025
0,02	0,01	0,01	0,025

Diffusionsvermögen, so kann es vorkommen, daß die höchste Konzentration das Wachstum auf der gesamten Nährbodenoberfläche hemmt und daher nicht festgestellt werden kann, bis zu welcher Konzentration die Hemmung stattfindet. Dann muß eine neue Verdünnungsreihe hergestellt werden, bei der Fllterblättchen einzeln oder höchstens paarweise auf entsprechende Platten ?ufgelegt werden (Stufe 2). Die Ablesung erfolgt wie bei Stufe 1.

Die mti den Einzelkomponenten und den oben aufgeführten Wirkstoffkombinationen A und B erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

Produkt

Trlshydroxyäthyl-

hexahydrotriazin 0,05 0,1 0,03 0,05

3,5-Dimethoxy-

propyltetrahydro-

thladtazinthloii

Kombination A

Kombination B

Zur weiteren Beurteilung der bakteriologischen Wirksamkeit wurde ein möglichst praxisgerechter Konservierungsversuch durchgeführt, mit dessen Hilfe die Wirksamkeit chemischer Konservierungsmittel für wasserverdünnbare Kühlschmierstoffe untersucht werden kann. Dazu werden die Kühlschmierstoffe in entsprechenden Verdünnungen mit verschiedenen Konzentrationen der Konservierungsmittel versetzt. Die laufende Keimbelastung wird durch periodisches Beimpfen der Versuchsansätze erreicht. Parallel hierzu werden Ausstriche der einzelnen Probeansätze hergestellt. Die Beurteilung erfolgt aufgrund des mikrowellen Wachstums der verschiedenen Ausstriche. Ein Konservierungsmittel ist um so wirksamer, je länger der Zeltraum bis zum ersten Auftreten mikroblellen Wachstums 1st.
a) Kultivierung der Impflösung

Bei der Kultivierung der Impflösung wird berückslchtigt, ob es sich um einen Kühlschmierstoff auf Mineralölbasis, einen halbsynthetischen Kühlschmierstoff oder einen mineralölfreien synthetischen Kühlschmlerstoff handelt. Entsprechend der Zusammensetzung des zu untersuchenden Kühlschmierstoffes wird das Medium für die Mikroorganismen ausgewählt, wobei von diesen 2- bis 496lge Verdünnungen hergestellt werden. Die Kühlschmlerstoff-Verdünnungen werden einmal wöchentlich mit vorher auf Platten kultivierten Keimen beimpft. Für einen praxlsgerechten Test muß die Impflösung die folgenden Keime enthalten:

1. Bakterien:
Escherlchla coil
Pseudomonas aeruginosa

Proteus vulgarls

Bazillen

verschiedene gramnegative Stäbchen
Farbstoffbildner

2. Pilze:

Asperglllus spec.

Penlcllllum spec.
Fusarlen
verschiedene Hefen

Die so hergestellte Impflösung wird im Wasserbad von 35° C in umgekehrten Waschflaschen Im Tag- und Nachtzyklus belüftet. Einmal je Woche werden 20% der gesamten Impflösung verworfen und durch frisch angesetzte Kühlschmierstoff-Verdünnun?sn ersetzt. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Keimgehalt der Impflösung jeweils oberhalb von iO⁶ Keime je ml Hegt, und daß keine Selektion einzelner Keimarten erfolgt, b) Durchführung der Tests

Es werden jeweils 50 ml Kühlschmierstoff-Verdünnung in der üblichen Konzentration angesetzt. Zu diesen Verdünnungen werden in getrennten Ansätzen die zu untersuchenden Konservierungsmittel In Ihren Anwendungskonzentrationen gegeben. Als Wachstumskontrolle dient eine jeweils unkonservlerte Kühlschmlerstoffverdünnung. Die Versuchsansätze werden zweimal wöchentlich mit 1% Impflösung versetzt. Als belastendes Material werden den Proben jeweils 1 g Gußspäne zugesetzt.

Zur Schaffung praxisnaher Verhältnisse werden die Kühlschmierstoff-Verdünnungen in 200 ml Erlenmeyerkolben tagsüber auf einer Schüttelmaschine bewegt. Um einen Gasaustausch zu gewährleisten, werden die Kolben nicht verschlossen. Nachts werden die Proben nicht geschüttelt. Die Verdunstungs- und Austragsverluste der Kühlschmierstoff-Verdünnungen werden einmal wöchentlich durch Leitungswasser (Härte 20°) ersetzt.

Jeweils unmittelbar vor der neuen Beimpfung erfolgen zweimal wöchentlich Ausstriche auf Traubenzucker- und Sabouraud-Agar. Diese Ausstriche werden zur Prüfung auf Bakterien bei 35° C, und zur Prüfung auf Pilze bei 22° C bebrütet. Die Ablesung erfolgt jeweils naris 35 bzw. 72 Stunden. Der Bewuchs wird halbquantitativ von negativ über einfach positiv bis 3fach positiv bewertet. Das Ende der konservierenden Wirkung wird durch mehrfach nachgewiesenes, massives, d. h. 3fach positives Keimwachstum festgestellt. Die In diesem Test mit den EInzelkomponenten und erfindungsgemäßen Wirkstoff-Kombinationen erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt:

Tabelle II

C = 1 Tell THT + 99 Teile DMPT D = 10 Teile THT + 90 Teile DMPT E = 50 Teile THT + 50 Teile DMPT F = 90 Teile THT + 10 Teile DMPT

G = 99 Teile THT + 1 Teil DMPT durchgeführt.

Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Tabelle III

	Konzentration	Zeit der Keimfreiheit In Tagen	bei mineralöl-
	* Gew./Gew.	bei mlneralöl-	freiem Kühl
		haltigem Kühl	schmierstoff
	0,15	schmierstoff	10
DMPT	0,15	10	12
THT	0,15	8	15
C	0,15	15	35
D	0,15	30	35
E	0,15	35	28
F	0,15	25	18
G	18

Sie zeigen, daß mit den Mischungen der Komponenten über den gesamten beanspruchten Bereich von 1 : 99 bis 99:1 eine synergistische Wirkungssteigerung gegenüber den Einzelkomponenten erzielt wird.

Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Wirkstoffkomponenten:

	Produkt	Konz.	Zelt der
			KeIm-
			frelheit,
			Tage
Kühlschmier	Trlshydroxyäthylhexa-
stoff auf	hydrotrlazln	0,1	10
Mineralölbasis	3,5-Dlmethoxypropyl-
	tetrahydrothladlazln-
	thlon	0,15	10
	Kombination A	0.15	35
	Kombination B	0,15	40
Kühlschmier	Trlshydroxyäthylhexa-
stoff ohne	hydrotrlazln	0,1	12
Mineralöl	3,5-Dlmethoxypropyl-
	tetrahydrothladiazln-
	thlon	0,15	15
	Kombination A	0,15	40
	Kombination B	0,15	40

In gleicher Welse wurden Versuche mit Mischungen aus Trls-(hydroxyethyl)-hexahydrotrlazln (THT) und 3,5-Dlmethoxyoxypropyl-l,3,5-tetrahydrothladlazln-thlon-(2) (DMPT) In den Mengenverhältnissen:

Beispiel 1 3,5-DlhydroxyäthyI-l,3,5-thladlazln-thion-(2)

22,4 g (0,4 Mol) Monoäthanolamin werden In 100 ml Äthanol vorgelegt. Unter Rühren und Kühlen werden bei 20 bis 25° C 15,2 g (0,2 Mol) Schwefelkohlenstoff zugetropft. Nach 10 Minuten werden 12,5 g (0,4 Mol) Paraformaldehyd zugegeben und es wird zwei Stunden bei 50 bis 55° C gerührt. Die Reaktionslösung wird Im Vakuum eingeengt und der Rückstand aus Äthanol umkrlstalllsiert.

Man erhält 2Og = 45% d. Th. einer farblosen, kristallinen Substanz mit einem Schmelzpunkt von 102 bis 103° C (LIt. 103° C).

Beispiel 2

3,5-Dimethoxypropyl-l ,3,5-tetrahydrothladlazlnthlon-(2)

35,6 g (0,4 Mol) Methoxypropylamin werden In 200 ml Äthanol vorgelegt. Unter Rühren und Kühlen werden 15,2 g (0,2 Mol) Schwefelkohlenstoff zugetropft. Die Reaktionstemperatur soll hierbei 30° C nicht übersteigen.

so Anschließend wird noch 30 Minuten gerührt. Danach werden 12,5 g (0,4 Mol) Paraformaldehyd zugegeben und es wird noch 2 Stunden bei 50 bis 55° C gerührt. Die Reaktionslösung wird unter Vakuum zum Rückstand eingeengt. Der Rückstand wird filtriert. Man erhält ein klares gelbes Öl In einer Ausbeute von 97% der Theorie.

Beispiel 3
3,5-Dlmethoxyäthyl-l,3,5-tetrahydrothladiazinthlon-(2)

30 g (0,4 Mol) Methoxyäfhylamln werden In 200 ml Äthanol vorgelegt. Unter Rühren und Kühlen werden 15,2 g (0,2 Mol) Schwefelstoff zugetropft. Es wird noch 20 Minuten gerührt, dann werden bei Raumtemperatur ¹2,5 g (0,4 Mol) Paraformaldehyd zugegeben und es wird 1 Stunde bei 50 bis 55° C gerührt. Die Reaktionslösung wird Im Vakuum zum Rückstand eingeengt und der Rückstand filtriert. Man erhält eine hellgelbe leicht viskose Flüssigkeit; Ausbeute 93%.

Beispiel 4
N,N,N-Trls-(hydroxyäthyI)-hexahydrotrlazln

Diese Verbindung kann nach dem In der DE-PS
706 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
Hiernach werden zu 61 Teilen 2-Hydroxyäthylamln unter
Rühren portionsweise 30 Teile Paraformaldehyd gegeben.

Die exotherm verlaufende Reaktion setzt sofort ein, wobei der feste Paraformaldehyd In Lösung geht. Die Temperatur wird durch Kühlen auf 6O⁰C gehalten. Nach Zugabe der gesamten Aldehydmenge, was etwa 1 Stunde erfordert, wird noch V₂ Stunde gerührt und dann abkühlen lassen. Es wird ein hellgelbes, wasserlösliches Öl erhalten.

Claims

Patentanspruch:

Konservlerungs- und Desinfektionsmittel auf der Basis von N-Formalen, dadurch gekennzeichnet, daß es als wlrksi.ne Bestandteile:
I. ein Kondensationsprodukt aus äqulmolaren Mengen Formaldehyd und einem primären Alkyl-, Hydroxyalkyl- oder Alkoxyalkylamln mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen Im Molekül oder Gemische dieser Kondensationsprodukte, und
II. ein oder mehrere 3,5-dlsubstituierte 1,3,5-Tetrahydrothladlazlnthlone der allgemeinen Formel enthalt