BR112016014288B1

BR112016014288B1 - Composição microbicida, método para inibir o crescimento ou controlar o crescimento de micro-organismos, composição de revestimento, produto e filme seco

Info

Publication number: BR112016014288B1
Application number: BR112016014288-8A
Authority: BR
Inventors: Emerentiana Sianawati
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2021-08-24
Also published as: CN105828637B; JP6603221B2; US10212946B2; JP2017504597A; CN105828637A; EP3089596A1; WO2015102832A1; EP3089596B1; BR112016014288A2; US20160324164A1

Abstract

composição microbicida composições microbicidas sinérgicas contendo n-meti l-1,2- benzisotiazolin-3-ona e óleos essenciais.

Description

[1] Esta invenção refere-se a uma combinação sinérgica de microbicidas selecionados tendo maior atividade do que seria observada para o microbicida individual.

[2] Desde o início dos tempos, óleos essenciais são usados para dar sabor ou potencializar fragrâncias nas indústrias de perfume, medicamento, cosmético e alimento, e como ingredientes ativos terapêuticos e curativos na medicina popular e aromaterapia. Os óleos essenciais, que consistem de líquidos voláteis e aromáticos extraídos de plantas, contêm produtos químicos (metabólitos secundários) que desempenham um papel na defesa da planta contra pragas e muitas vezes possuem propriedades antimicrobianas. As propriedades antibacterianas dos óleos essenciais e seus constituintes foram documentadas extensivamente. Por exemplo, o óleo essencial de alecrim mostrou poder antimicrobiano e eficácia no controle do crescimento de várias bactérias gram positivas e negativas. O uso de óleo de tomilho como um conservante para formulações cosméticas de aplicação tópica também foi investigado e provado como sendo muito eficaz. Uma vez que várias indústrias (produtos para o lar, cuidados pessoais, e materiais de construção) estão se movendo para a utilização de produtos mais naturais, o interesse em óleos essenciais como conservantes naturais foi amplificado. No entanto, um problema significativo resultante da utilização de óleos essenciais como conservantes é que os mesmos geralmente não são potentes o suficiente como um componente biocida único e são frequentemente necessários em concentrações muito altas para conservação eficaz. Como resultado, os efeitos organolépticos negativos podem ser experimentados. Há uma necessidade de uma composição que fornece eficácia de conservação potencializada, custo eficácia maximizado e efeitos organolépticos mínimos.

[3] Além disso, em alguns casos, microbicidas orgânicos individuais não podem fornecer controle eficaz de microorganismos, mesmo em concentrações de alto uso, devido à fraca atividade contra certos tipos de micro-organismos, por exemplo, aqueles resistentes a alguns microbicidas, ou devido a condições ambientais agressivas. Combinações de diferentes microbicidas são usadas às vezes para fornecer controle total de micro-organismos em um ambiente de uso final particular. Por exemplo, Publicação de Patente US 2007/0078118 divulga combinações sinérgicas de N- metil-1,2-benzisotiazolin-3-ona (MBIT) com outros biocidas. No entanto, há uma necessidade de combinações adicionais de microbicidas tendo atividade sinérgica contra várias cepas de micro-organismos para fornecer controle eficaz dos microorganismos. Além disso, há uma necessidade de combinações contendo níveis mais baixos de microbicidas individuais para o benefício ambiental e econômico. Atualmente, os mercados como o do lar e o mercado de cuidados pessoais estão à procura de produtos com base em ingredientes naturais. Enquanto MBIT é um ingrediente usado frequentemente no lar e no mercado de cuidados pessoais, seria vantajoso ser capaz de minimizar a quantidade de MBIT usado e combinar o mesmo com um ingrediente natural, mantendo a eficácia igual ou melhor.

[4] O problema abordado por esta invenção é para fornecer essas combinações adicionais de microbicidas.

[5] A presente invenção é direcionada para uma composição microbicida compreendendo: (a) N-metil-1,2-benzisotiazolin-3-ona; e (b) pelo menos um óleo essencial.

[6] A invenção também é direcionada para um método para inibir o crescimento de ou controlar o crescimento de microorganismos compreendendo a etapa de adicionar a composição microbicida para água de um processo industrial; ultrafiltração; adesivos industriais ou de consumo; produtos de uso doméstico; cosméticos; produtos de higiene pessoal; xampus; sabonetes; detergentes; produtos de limpeza industriais; polimentos de piso; água de lavagem de roupa; dispositivos médicos; conservação de reagentes de diagnóstico; comida, bebida e pasteurizadores de processo industrial; vasos sanitários; água de recreação; piscinas; e spas.

[7] Além disso, de acordo com a presente invenção, é fornecida uma composição de revestimento compreendendo: (a) N- metil-1,2-benzisotiazolin-3-ona; e (b) pelo menos um óleo essencial em que a razão de peso de N-metil-1,2-benzisotiazolin- 3-ona para óleo essencial é de 1:52 a 1:160.000.

[8] Além disso, a invenção é direcionada para um produto compreendendo N-metil-1,2-benzisotiazolin-3-ona; e pelo menos um óleo essencial em que a razão de peso de N-metil-1,2- benzisotiazolin-3-ona para óleo essencial é de 1:52 a 1:160.000.

[9] Por último, a invenção é direcionada para um filme seco preparado por um processo compreendendo aplicar uma camada da composição de revestimento acima mencionada para um substrato e secar a composição de revestimento ou permitir que a composição de revestimento se seque.

[10] Como usado aqui, os seguintes termos têm as definições designadas, salvo se o contexto indicar claramente o contrário. “MBIT” é N-metil-1,2-benzisotiazolin-3-ona. O termo “óleo essencial” se refere a um líquido hidrofóbico contendo compostos de aroma voláteis derivado de plantas. Exemplos de óleo essencial incluem óleo como o óleo mineral, óleo de gaultéria, óleo de rícino, óleo de pinho, óleo de amêndoa, óleo de citronela, óleo de tomilho, e alecrim. Óleos essenciais da presente invenção incluem óleo de tomilho CAS N.° 8007-46-3 e óleo de alecrim CAS N.° 800025-7. O termo “microbicida” sinônimo de “antimicrobiano” se refere a um composto capaz de matar, inibir o crescimento de ou controlar o crescimento de micro-organismos em um local; microbicidas incluem bactericidas, fungicidas e algicidas.

[11] O termo “micro-organismo” inclui, por exemplo, fungos (como leveduras e bolores), bactérias e algas, preferencialmente fungos e bactérias. O termo “local” se refere a um sistema industrial ou produto sujeito à contaminação por micro-organismos. As seguintes abreviações são usadas em toda a especificação: ppm = partes por milhão em peso (peso/peso), mL = mililitro, ATCC = American Type Culture Collection, MBC = concentração biocida mínima, e MIC = concentração inibitória mínima. Salvo se especificado o contrário, as temperaturas estão em graus centígrados (°C), e referências a porcentagens (%) são em peso. As quantidades de microbicidas orgânicas são dadas em uma base de ingrediente ativo em ppm (p/p).

[12] As composições da presente invenção inesperadamente demonstraram fornecer eficácia microbicida potencializada em um nível de ingrediente ativo combinado menor do que os microbicidas individuais. Microbicidas adicionais além daqueles listados na reivindicação podem estar presentes na composição.

[13] A composição antimicrobiana compreende N-metil-1,2- benzisotiazolin-3-ona e um óleo essencial.

[14] Em algumas composições da presente invenção, a composição antimicrobiana compreende N-metil-1,2-benzisotiazolin- 3-ona e óleo de tomilho. Preferencialmente, uma razão em peso de N-metil-1,2-benzisotiazolin-3-ona para óleo de tomilho é de 1:52 a 1:160.000.

[15] Em algumas composições da presente invenção, a composição antimicrobiana compreende N-metil-1,2-benzisotiazolin- 3-ona e óleo de alecrim. Preferencialmente, uma razão em peso de N-metil-1,2-benzisotiazolin-3-ona para óleo de alecrim é de 1:250 a 1:16.000.

[16] Os microbicidas na composição desta invenção podem ser usado “como estão” ou podem ser formuladas com um solvente ou um carreador sólido. Solventes adequados incluem, por exemplo, água; glicóis, como o etileno glicol, propileno glicol, dietileno glicol, dipropileno glicol, polietileno glicol, e polipropileno glicol; glicerina, éteres de glicol; como o éter de propileno glicol, éter monobutílico de dietilenoglicol, éter metílico de dipropimina glicol, etiléter de etileno glicol, éter monobutílico de etilenoglicol; álcoois, como metanol, etanol, propanol, isopropanol, álcool fenetílico, fenoxietanol e fenoxipropanol; cetonas, como acetona e metil etil cetona; ésteres, como acetato de etil, acetato de butil, citrato de triacetil, e triacetato de glicerol; carbonatos, como carbonato de propileno e dimetil carbonato; e misturas dos mesmos. É preferencial que o solvente seja selecionado de água, glicóis, éteres de glicol, ésteres e misturas dos mesmos. Carreadores sólidos adequados incluem, por exemplo, ciclodextrina, sílicas, argila, gordura animal, terra diatomácea, ceras, materiais celulósicos, sais de metais alcalinos e alcalinos terrosos (por exemplo, sódio, magnésio, potássio) (por exemplo, cloreto, nitrato, brometo, sulfato), e carvão.

[17] Quando um componente microbicida é formulado em um solvente, a formulação pode opcionalmente conter tensoativos. Quando essas formulações contêm tensoativos, são geralmente sob a forma de concentrados emulsionáveis, emulsões, microemulsões concentradas, ou microemulsões. Concentrados emulsionáveis formam emulsões mediante a adição de uma quantidade suficiente de água. Concentrados microemulsionáveis formam microemulsões mediante a adição de uma quantidade suficiente de água. Esses concentrados de emulsão e microemulsão são geralmente conhecidos na técnica; é preferencial que essas formulações sejam livres de tensoativos. A Patente US 5.444.078 pode ser consultada para maiores detalhes gerais e específicos sobre a preparação de várias microemulsões e concentrados de microemulsão.

[18] Um componente microbicida também pode ser formulado na forma de uma dispersão. O componente solvente de dispersão pode ser um solvente orgânico ou água, preferencialmente água. Essas dispersões podem conter adjuvantes, por exemplo, cossolventes, quelantes ou sequestrante, aminas, espessantes, agentes anticongelantes, dispersantes, diluentes, pigmentos, tensoativos, biodispersantes, sulfossuccinatos, terpenos, furanonas, policátions, estabilizadores, inibidores de escala e aditivos anticorrosivos.

[19] Os especialistas na técnica reconhecerão que os componentes microbicidas da presente invenção podem ser adicionados em um local sequencialmente, simultaneamente, ou podem ser combinados antes de serem adicionado para o local. É preferencial que o primeiro componente microbicida e o segundo componente microbicida sejam adicionados a um local simultaneamente ou sequencialmente. Quando os microbicidas são adicionados simultaneamente ou sequencialmente, cada componente individual pode conter adjuvantes, como, por exemplo, solvente, espessantes, agentes anticongelantes, corantes, sequestrantes (como o ácido etilenodiaminotetracético, ácido etilenodiaminadissuccínico, ácido iminodissuccínico e sais dos mesmos), dispersantes, tensoativos, biodispersantes, sulfossuccinatos, terpenos, furanonas, policátions, estabilizadores, inibidores de escala e aditivos anticorrosivos.

[20] As composições microbicidas da presente invenção podem ser usadas através da introdução de uma quantidade eficaz de microbicida das composições para, dentro de, ou em um local sujeito ao ataque microbiano. Locais adequados incluem, por exemplo: água de processo industrial; sistemas de deposição de eletrodeposição; torres de resfriamento; lavadores de ar; lavadores de gás; pastas de minerais; tratamento de águas residuais; fontes ornamentais; filtragem de osmose reversa; ultrafiltração; água de lastro; condensadores evaporativos; trocadores de calor; fluidos e aditivos de processamento de celulose e papel; amido; plásticos; emulsões; dispersões; tintas; treliças; revestimentos, como vernizes; produtos de construção, como mástiques, vedantes e selantes; adesivos de construção, como cerâmicos adesivos, adesivos de revestimento protetor de tapete, e adesivos de laminação; adesivos industriais ou de consumo; produtos químicos fotográficos; fluidos de impressão; produtos de uso doméstico, limpadores de banheiro e cozinha; cosméticos; produtos de higiene pessoal; xampus; sabonetes; produtos de cuidados pessoais, como lenços, loções, protetor solar, condicionadores, cremes e outras aplicações enxaguáveis; detergentes; limpadores industriais; polimentos de piso; água de lavagem de roupa; fluidos para usinagem; lubrificantes de transporte; fluidos hidráulicos; couro e produtos de couro; têxteis; produtos têxteis; madeira e produtos de madeira, como madeira compensada, aglomerado, flakeboard, vigas laminadas, painel de partículas orientadas, prensados e aglomerados; fluidos de processamento de petróleo; combustível; fluidos do campo petrolífero, como água de injeção, fluidos de fratura, e lamas de perfuração; preservação de adjuvante de agricultura; preservação de tensoativo; dispositivos médicos; preservação de reagentes de diagnóstico; preservação de alimentos, como o envoltório de alimento de plástico ou papel; comida, bebida e pasteurizadores de processo industrial; vasos sanitários; água de recreação; piscinas; e spas.

[21] Preferencialmente, as composições microbicidas da presente invenção são usadas para inibir o crescimento de microorganismos em um local selecionado a partir de um ou mais de uma água de processo industrial; ultrafiltração; adesivos industriais ou de consumo; produtos de uso doméstico; cosméticos; produtos de higiene pessoal; xampus; sabonetes; detergentes; produtos de limpeza industriais; polimentos de piso; água de lavagem de roupa; dispositivos médicos; conservação de reagentes de diagnóstico; comida, bebida e pasteurizadores de processo industrial; vasos sanitários; água de recreação; piscinas; e spas.

[22] A quantidade específica da composição desta invenção necessária para inibir ou controlar o crescimento de microorganismos e formas superiores de vida aquática em um local depende do local particular a ser protegido. Normalmente, a quantidade, da composição da presente invenção para controlar o crescimento de micro-organismos em um local é suficiente se fornecer de 0,1 a 1.000 ppm do ingrediente isotiazolina da composição no local. É preferencial que os ingredientes isotiazolona da composição estejam presentes no local em uma quantidade de pelo menos 0,5 ppm, mais preferencialmente pelo menos 4 ppm, e mais preferencialmente pelo menos 10 ppm. É preferencial que os ingredientes isotiazolona da composição estejam presentes no local em uma quantidade de não mais de 1000 ppm, mais preferencialmente não mais de 500 ppm, e mais preferencialmente não mais de 200 ppm.

[23] As composições microbicidas da presente invenção podem ser incluídas em uma composição de revestimento. N-metil-1,2- benzisotiazolin-3-ona e o pelo menos um óleo essencial podem ser adicionados para a composição de revestimento separadamente ou como uma mistura ou qualquer combinação dos mesmos. Composições de revestimento preferenciais são líquidas. Composições de revestimento podem ser aquosas ou não aquosas. Composições de revestimento aquosas geralmente contêm 30% ou mais água em peso da mistura, com base no peso da composição de revestimento.

[24] Entre as modalidades em que N-metil-1,2-benzisotiazolin- 3-ona e o pelo menos um óleo essencial estão incluídos na tinta ou outra composição de revestimento, composições de revestimento preferenciais são composições líquidas, especialmente composições que contêm dispersões de polímeros em meios aquosos.

[25] Composições de revestimento são projetadas de modo que uma camada de composição de revestimento possa facilmente ser aplicada a um substrato e então seca ou permitida secar para formar um filme seco. Composições de revestimento contêm um aglutinante. Aglutinantes contêm um ou mais dos seguintes: um ou mais polímeros, um ou mais oligômeros, e/ou um ou mais monômeros. Oligômeros e monômeros em aglutinantes são projetados para polimerizar e/ou reticular durante ou após a formação do filme seco. Polímeros em um aglutinante podem ou não ser projetados para reticular durante ou após a formação do filme seco.

[26] Composições de revestimento, opcionalmente, contêm um ou mais pigmentos. Um pigmento é um mineral ou uma substância orgânica na forma de pequenas partículas sólidas. Os pigmentos fornecem opacidade total ou parcial para o filme seco.

[27] As combinações de compostos antimicrobianos são úteis para a preservação do revestimento de filme seco resultante após a aplicação de tinta ou outra composição de revestimento líquida. Preferencialmente, a composição antimicrobiana é uma pintura de látex aquosa compreendendo uma ou mais das combinações de compostos antimicrobianos divulgadas aqui, ou o revestimento de filme seco resultante da aplicação da tinta para uma superfície. Uma tinta de látex aquosa é uma composição de revestimento de líquido aquosa na qual o aglutinante é um polímero na forma de um látex (ou seja, sob a forma de partículas de polímero dispersas por toda a água). São mais preferenciais tintas de látex aquosas em que o aglutinante contém um ou mais polímero acrílico.

[28] A presente invenção também inclui um método para prevenir o crescimento microbiano em materiais de construção, especialmente em revestimentos de filme seco, incorporando qualquer uma das combinações de compostos antimicrobianos reivindicadas nos materiais. Normalmente, as composições antimicrobianas são usadas para inibir o crescimento de bactérias e/ou fungos. Está previsto que algumas modalidades podem conter um ou mais compostos antimicrobianos adicionais.

EXEMPLOS Materiais e Métodos

[29] A sinergia da combinação da presente invenção foi demonstrado através do teste de uma ampla gama de concentrações e razões dos compostos.

[30] Uma medida de sinergismo é o método industrial aceito descrito por Kull, F.C.; Eisman, P.C.; Sylwestrowicz, H.D. and Mayer, R.L., em Applied Microbiology 9:538-541 (1961), usando a razão determinada pela fórmula: Qa/QA + Qb/QB = Índice de Sinergia (“SI”) em que: QA = concentração do composto A (primeiro componente) em ppm, agindo sozinho, que produziu um ponto de extremidade (MIC de Composto A). Qa = concentração do composto A em ppm, na mistura, que produziu um ponto de extremidade. QB = concentração do composto B (segundo componente) em ppm, agindo sozinho, que produziu um ponto de extremidade (MIC de Composto B). Qb = concentração do composto B em ppm, na mistura, que produziu um ponto de extremidade.

[31] Quando a soma de Qa/QA e Qb/QB é maior do que um, antagonismo é indicado. Quando a soma é igual a um, aditividade é indicada, e quando menos de um, sinergismo é demonstrado. Quanto menor o SI, maior a sinergia mostrada por aquela mistura particular. A concentração inibitória mínima (CIM) de um microbicida é a menor concentração testada sob um conjunto específico de condições que impede o crescimento de microorganismos adicionados. Os micro-organismos testados foram Escherichia coli (E.coli, ATCC # 8739), uma levedura, Candida albicans (C.albicans, ATCC # 10231) e bolor, Aspergillus niger (A.niger, ATCC # 16404).

[32] A sinergia MBIT com um biocida secundário foi determinada pela avaliação da concentração de biocida ou de mistura de biocida mínima necessária para inibir o crescimento microbiano. Todos os estudos foram realizados usando um formato de placa de microtitulação de 96 poços. Para todos os estudos, 200μl do meio de crescimento microbiano, contendo diferentes concentrações de MBIT sozinho, o biocida secundário sozinho, ou combinações de ambas as químicas de biocida, foram adicionados ao poços individuais de uma placa de microtitulação. Especificamente, Caldo de Soja Tríptico (TSB) foi utilizado para bactérias (E. coli, ATCC #8739), Caldo de Extrato de Malte de Levedura (YMB) para levedura (Candida albicans, ATCC #10231) e Caldo de Dextrose de Batata (PDB) para bolor (Aspergillus niger, ATCC #16404). Organismos de teste, em uma concentração final de 104 CFU/mL ou 104 esporos/mL, foram aplicados a cada poço em experimentos paralelos para iniciar as avaliações de MIC. O meio de cultura não contendo biocida foi utilizado como um controle em cada configuração experimental para confirmar a viabilidade de crescimento de cada organismo.

[33] Oito concentrações (diluições de 2 vezes) de cada biocida individual foram avaliadas nos estudos de inibição de crescimento microbiano, além das 64 combinações possíveis entre essas concentrações de biocida. A avaliação das concentrações de biocida individuais é necessária para alcançar um ponto de extremidade de concentração inibitória para cálculo do índice de sinergia. Após a adição do organismo, as placas de microtitulação de 96 poços foram incubadas a 2°C por 48 horas ou até o crescimento ser observado nos poços de controle não contendo biocida. Poços individuais foram pontuados como crescimento ou nenhum crescimento com base na turbidez de crescimento do organismo visual. As menores concentrações de biocida ativo único resultando em nenhum crescimento de organismo, para MBIT e o biocida secundário, foram registradas para cálculos de índice de sinergia além das concentrações de biocida combinadas que resultaram em uma inibição do crescimento microbiano.

[34] Estes micro-organismos são representativos de contaminantes naturais em muitas aplicações industriais e de consumidor. As placas foram avaliadas visualmente para crescimento microbiano (turbidez) para determinar o MIC após vários tempos de incubação em 25 °C (leveduras e bolores) ou 30° C (bactérias).

[35] Os resultados do teste para demonstração da sinergia das combinações de MBIT da presente invenção são mostrados abaixo nas Tabelas 1 e 2. Razões dos dois biocidas apresentando sinergia são apresentadas nas Tabelas 1 e 2. TABELA 1

O efeito sinérgico de MBIT para Tomilho foi demonstrado na razão 1:52 a 1:160.000 TABELA 2

O efeito sinérgico de MBIT para Rosemary foi demonstrado na razão de 1:250 a 1:16.000

Claims

1. Composição microbicida, caracterizada pelo fato de que compreende: (a) N-metil-1,2-benzisotiazolin-3-ona; e (b) um óleo essencial, em que o óleo essencial é selecionado de óleo de tomilho e óleo de alecrim, em que a razão em peso de N-metil-1,2-benzisotiazolin-3-ona para o óleo de tomilho é de 1:52 a 1:160.000 e a razão em peso de N-metil-1,2-benzisotiazolin-3-ona para o óleo de alecrim é de 1:250 a 1:16.000.

2. Método para inibir o crescimento ou controlar o crescimento de micro-organismos, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de adicionar uma composição microbicida como definida na reivindicação 1 a uma água de processo industrial; ultrafiltração; adesivos industriais ou de consumo; produtos de uso doméstico; cosméticos; produtos de higiene pessoal; xampus; sabonetes; detergentes; produtos de limpeza industriais; polimentos de piso; água de lavagem de roupa; dispositivos médicos; conservação de reagentes de diagnóstico; comida, bebida e pasteurizadores de processo industrial; vasos sanitários; água de recreação; piscinas; e spas.

3. Composição de revestimento, caracterizada pelo fato de que compreende uma composição microbicida como definida na reivindicação 1.

4. Produto, caracterizado pelo fato de que compreende uma composição microbicida como definida na reivindicação 1.

5. Filme seco, caracterizado pelo fato de que é preparado por um processo compreendendo aplicar uma camada de composição de revestimento como definida na reivindicação 3 a um substrato e secar a composição de revestimento ou permitir que a composição de revestimento seque.