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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels, das Jod in komplexgebundener Form enthält, dadurch gekennzeichnet, dass man einen hydrophilen, polyhydroxylgruppenhaltigen organischen Träger, der ein dreidimensionales, von kovalenten Bindungen zusammengehaltenes Netzwerk bildet und der in Wasser unlöslich, aber quellbar unter Bildung eines Gel ist, mit Jod zur Bildung eines Komplexes behandelt.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Träger verwendet, dessen Quellvermögen in Wasser 2 bis 200 ml/g beträgt, d. h. dass 1 g des trockenen Trägers bei vollständigem Quellen in Wasser ein Gel mit einem Volumen von 2 bis 100 ml bildet.
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung des Trägers mit Jod in Gegenwart eines flüssigen Reaktionsmediums, das das Vermögen hat, den Träger zu quellen, und bei einer Temperatur von höchstens 50 C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Reaktionsmedium in einer Menge vorliegt, die grösser ist als die für das vollständige Quellen des Trägers erforderliche Menge.
5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsmedium Wasser enthält.
6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Jod in Form einer Lösung in einem Lösungsmittel, das gegen den Träger inert ist, eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der als Ausgangsmaterial eingesetzte Träger durch anionische, kationische oder nonionische Gruppen, vorzugsweise Ionenaustauschgruppen wie Carboxymethyl- oder Diäthylaminoäthylgruppen, substituiert ist.
8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der als Ausgangsmaterial eingesetzte Träger ein vernetztes Polymerisationsprodukt eines polyhydroxylgruppenhaltigen organischen Materials ist.
9. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das polyhydroxylgruppenhaltige Material ein Mono-, Di- oder Polysaccharid, ein partielles Zersetzungsprodukt davon, ein polyhydroxylgruppenhaltiges synthetisches Polymer oder ein Zuckeralkohol ist.
10. Verfahren nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das polyhydroxylgruppenhaltige Material Stärke, Dextran, Dextrin, Cellulose, Polyvinylalkohol oder Sorbit ist.
11. Verwendung des Desinfektionsmittels, hergestellt gemäss Patentanspruch 1, zur technischen Desinfektion von mikrobiell verunreinigten Oberflächen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels, das Jod in komplexgebundener Form enthält.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen hydrophilen organischen Träger, der ein dreidimensionales, von kovalenten Bindungen zusammengehaltenes Netzwerk bildet und der in Wasser unlöslich, aber quellbar unter Bildung eines Gels ist, mit Jod zur Bildung eines Komplexes behandelt.
Jod in Wasser/Alkohollösungen ist seit langem als Desinfektionsmittel verwendet worden. Jod hat eine ausgezeichnete und rasche antimikrobielle Wirkung mit einem breiten Spektrum und verursacht keine Resistenzentwicklung. Jod in dieser Zubereitungsform hat jedoch mehrere schwerwiegende Nachteile, u. a. schlechte Stabilität, eine hohe chemische Reaktivität, unangenehmen Geruch usw.
Man hat versucht, die Nachteile derartiger Wasser/Alkohollösungen von Jod durch Komplexbildung des Jodes an einen wasserlöslichen organischen Träger wie z. B. Polyvinylpyrrolidon zu vermeiden. Solche wasserlösliche Komplexe, die üblicherweise als Jodophore bezeichnet werden, sind seit langem vorbekannt (vgl. z. B. die schwedische Patentschrift 191 385, die deutsche Auslegeschrift 1171 112 und die französische Patentschrift 2 128 082). Obwohl die wasserlöslichen Jodophore einen wesentlichen Fortschritt im Vergleich mit den üblichen Jodlösungen darstellen, weisen sie mehrere Nachteile und Begrenzungen sowohl betreffend die Herstellung als auch die Anwendung davon auf.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines neues Typs von Jodophoren, der vielseitig anwendbar, lagerungsbeständig und einfach herzustellen, handzuhaben und zu lagern ist, eine kontrollierbare Freigabe von Jod ermöglicht und ausserdem geruchlos und nach der Anwendung regenerierbar ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des Desinfektionsmittels, das Jod in komplexgebundener Form enthält, ist in Patentanspruch 1 definiert.
Die erfindungsgemässe Komplexbildungsreaktion wird vorzugsweise in Gegenwart eines flüssigen Reaktionsmediums durchgeführt, das das Vermögen hat, den eingesetzten Träger zu quellen. Das bevorzugte Reaktionsmedium ist Wasser oder eine wässrige Mischung, die organische Lösungsmittel wie z. B. Dimethylsulfoxid, Formamid, Glykol, niedere Alkohole, Aceton u. dgl. enthält. Das Reaktionsgemisch enthält vorzugsweise einen Überschuss an Quellmittel im Vergleich mit der für das vollständige Quellen des Trägers erforderlichen Menge. Die Komplexbildung erfolgt glatt schon bei Raumtemperatur, aber die Reaktionsgeschwindigkeit kann durch leichtes Erhitzen beschleunigt werden. Temperaturen über etwa 50 C sollen jedoch vermieden werden.
Die Reaktion wird vorzugsweise im Bereich 0-50 C, insbesondere 15 bis 400 C durchgeführt.
Die bei der Herstellung der erfindungsgemässen Jodophoren verwendeten Träger sind entweder vorbekannt oder können analog mit der Herstellung der vorbekannten gelbildenden Produkte hergestellt werden. Die Herstellung der Trägersubstanz erfolgt im Prinzip als Polymerisation/Vernetzung eines polyhydroxylgruppenhaltigen organischen Materials durch Umsetzung mit einem bifunktionellen organischen Vernetzungsmittel des Typs Y-R-Z, worin Y und Z Epoxygruppen oder Halogenatome bezeichnen und R ein organischer Rest ist. Bei dieser Polymerisationsreaktion reagieren die funktionellen Gruppen Y und Z mit je einer Hydroxylgruppe im polyhydroxylgruppenhaltigen Ausgangsmaterial unter Bildung von Ätherbindungen.
Die bevorzugten Vernetzungsmittel sind bifunktionelle Glycerinderivate wie Epichlorhydrin, Dichlorhydrin, Epibromhydrin, Dibromhydrin und dergleichen, aber auch andere bifunktionelle ätherbrückenbildende Vernetzungsmittel wie 1,2,3,4-Diepoxybutan, Diepoxypropyläther, Diepoxypropyl äther von Äthylenglykol, Propylenglykol und Polyäthylenglykol, u. dg. können verwendet werden. Generell kann gesagt werden, dass aliphatische Epoxy- bzw. Halogenepoxyverbindungen, die Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff enthalten und keine dissoziierbare Gruppen aufweisen, anwendbar sind. Wenn man als Brückenbildungsmittel z. B. Epichlorhydrin verwendet, erhält man den folgenden Reaktionsverlauf:
EMI2.1
R1-O-CH2-CH(OH)-CH2-OR2 + NaCl +H2O R1 und R2 bezeichnen hier Moleküle des Ausgangsmaterials minus eine Hydroxylgruppe.
Um einen wasserunlöslichen, aber mit Wasser gelbildenden Träger zu erhalten, wird normalerweise eine grosse Anzahl derartiger Brückenbildungen verlangt, aber der erforderliche Vernetzungsgrad ist selbstverständlich auch von dem speziell verwendeten Ausgangsmaterial abhängig, wobei das Molekulargewicht in erster Linie entscheidend ist.
Als polyhydroxylgruppenhaltiges organisches Ausgangsmaterial kann man viele verschiedene Typen von organischen Materialien mit variierendem Molekulargewicht einsetzen, die mehrere Hydroxylgruppen enthalten und durch die Bildung von intermolekularen Ätherbrücken ein wasserunlösliches, aber mit Wasser quellbares Gel bilden können. Stärke von verschiedenem mittlerem Molekulargewicht (wie auch verschiedene Zersetzungsprodukte davon) hat sich als ein besonders geeignetes Ausgangsmaterial erwiesen, aber auch andere Polysaccharide wie Dextran, Zellulose und dergleichen wie auch synthetische polyhydroxylgruppenhaltige Polymere wie Polyvinylalkohol mit variierendem Molekulargewicht usw. können mit Vorteil verwendet werden. Man kann auch mit sehr gutem Resultat von niedermolekularen polyhydroxylgruppenhaltigen Stoffen, z. B.
Mono- und Disaccharide wie Saccharose, Lactose, Maltose usw., oder Zuckeralkohole wie z. B. Sorbit ausgehen. Das polyhydroxylgruppenhaltige Ausgangsmaterial kann auch durch anionische, kationische oder nonionische Gruppen substituiert sein. Durch geeignete Substitution des Ausgangsmaterials kann man somit z. B. Träger (und dadurch auch Iodophore gemäss der Erfindung) herstellen, die auch Ionenaustauschereigenschaften aufweisen. Als Beispiele geeigneter saurer und basischer Gruppen können verschiedene Carbonsäuregruppen, Sulfonsäuregruppen und Aminogruppen erwähnt werden. Als Beispiele von substituierten polyhydroxylgruppenhaltigen Aus gangsmaterialien können durch Carboxymethyl-, Hydroxy äthyl-, Hydroxypropyl-, Diäthylaminoäthylgruppen u. dgl.
substituierte Stoffe wie Dextran, Dextrin und Stärke erwähnt werden. Derartige Gruppen können auch in an sich bekannter Weise (vgl. z. B. die schwedische Patentschrift 204 906) in den vemetzten wasserunlöslichen Träger eingeführt werden.
Das Ionenaustauschvermögen des Trägers bzw. des erfindungsgemässen Iodophors kann bis zu etwa 5 mÄquivalente/g betragen.
Die Polymerisationsreaktion wird zweckmässigerweise in einem Lösungsmittel, das einen oder mehrere der Reaktanten auflöst, durchgeführt. Die Reaktion wird alkalisch katalysiert, und als alkalische Katalysatoren kann man z. B. Alkalihydroxyde oder Erdalkalihydroxyde anwenden. Als Beispiele für andere alkalische Katalysatoren können quartäre und tertiäre Amine erwähnt werden. Die Reaktion wird vorzugsweise in wässriger Lösung durchgeführt.
Wenn man als Vernetzungsmittel z. B. Halogenhydrine, die bei der Reaktion Halogenwasserstoff bilden, verwendet, muss die Menge an alkalisch reagierender Substanz auch ausreichend sein, um den gebildeten Halogefiwasserstoff neutralisieren zu können.
Die Reaktion wird zweckmässigerweise bei erhöhter Temperatur durchgeführt, um die Reaktion zu beschleunigen, und ein geeignetes Temperaturintervall ist etwa 50-90 C. Die Reaktion kann z. B. als Blockpolymerisation oder Emulsionspolymerisation in einem inerten Lösungsmittel wie z. B. Toluol durchgeführt werden. Das Reaktionsprodukt wird zweckmässigerweise in üblicher Weise, z. B. Waschen, Abnutschen oder Zentrifugieren, gereinigt. Man wäscht hierbei vorzugsweise mit Wasser und/oder organischen Lösungsmitteln, wie z. B. Äthanol. Da der Träger in ungequelltem Zustand oft Verunreinigungen mechanisch einschliesst, ist es jedoch vorzuziehen, mindestens eine gewisse Menge eines Quellmittels, vorzugsweise Wasser, anzuwenden, um den Träger zu quellen, so dass die Verunreinigungen aus den Trägerpartikeln hinausdiffundieren können.
Das Quellvermögen des Trägers (sowie des daraus hergestellten Iodophors) kann durch Variation der Reaktionsbedingungen und die Wahl von Ausgangsmaterialien reguliert werden. Das Quellvermögen, das ein Mass des Vermögens, ein Quellmittel wie z. B. Wasser aufzunehmen, ist, ist in dieser Beschreibung als dasjenige Gelvolumen (in ml), das bei vollständigem Quellen von 1 g trockenem Träger bzw. Jodophor im betreffenden Quellmittel gebildet wird, ausgedrückt. Bei im übrigen konstanten Bedingungen ist das Quellvermögen des hergestellten Trägers proportional zum Lösungsmittelgehalt und umgekehrt proportional sowohl zur Menge Vernetzungsmittel (d. h. zum Vernetzungsgrad) als auch zum Molekulargewicht des polyhydroxylgruppenhaltigen Ausgangsmaterials. Das Quellvermögen in Wasser kann durch Substitution der Hydroxylgruppen des Trägers mit nonionischen Gruppen wie z. B.
Hydroxyäthyl- oder Hydroxypropylgruppen herabgesetzt werden. Das Quellvermögen in organischen Lösungsmitteln wie z. B. Äthanol wird gleichzeitig erhöht. Das Quellvermögen in Wasser der erfindungsgemäss hergestellten Jodophoren bzw. der zur Herstellung davon eingesetzten Träger kann erheblich variiert werden, z. B. von etwa 2 bis etwa 100 ml/g.
Die Eigenschaften der erfindungsgemäss hergestellten Jodophore sind nicht nur von den Eigenschaften des bei der Herstellung eingesetzten Trägers, sondern auch von dem Jodgehalt des Jodophors abhängig. Das Vermögen des Trägers, Jod reversibel komplexzubinden bzw. das Vermögen des Jodophors, Jod freizusetzen, ist vor allem vom speziell eingesetzten Ausgangsmaterial, dem Quellvermögen, dem Typ und Substitutionsgrad eventueller Substituenten, von der Jodkonzentration während der Komplexbildung und von der Partikelgrösse abhängig. Ein niedriges Quellvermögen des Trägers, d. h. eine grosse Anzahl von eingeführten Ätherbrücken, hemmt das Vermögen des Trägers, Jod komplexzubinden, und zwar weil die Molekülketten in diesem Fall in höherem Ausmass fixiert sind.
Das Vermögen, Jod komplexzubinden, kann durch Erhöhung des Quellvermögens und Verminderung der Partikelgrösse erhöht werden (und umgekehrt). Die meisten Trägertypen können bis zu etwa 5 oder 10% Jod, basiert auf das Trockengewicht des Jodophorgels, binden, was für die meisten Desinfektionszwecke ausreichend ist. Durch die Anwendung von z. B. Trägern mit hohem Quellvermögen und relativ kleiner Partikelgrösse sowie von hohen Jodkonzentrationen bei der Komplexbildungsreaktion kann man jedoch Jodophore mit wesentlich höherem Jodgehalt, z. B. bis zu etwa 20%, herstellen.
Auch wenn es möglich ist, für die erfindungsgemässe Komplexbildungsreaktion zwischen Träger und Jod das Jod in fester oder gasförmiger Form einzusetzen, löst man vorzugsweise das Jod in einem geeigneten Lösungsmittel, vorzugsweise Äthanol oder einer Äthanol/Wassermischung. Jedes Lösungsmittel, das Jod auflöst (völlig oder teilweise) und gegen den Träger inert ist, kann verwendet werden.
Wenn die Komplexbildungsreaktion im Anschluss an die Herstellung des Trägers durchgeführt wird, ist es nicht notwendig, den Träger vor der Behandlung mit Jod zu trocknen, sondern man geht vorzugsweise von der bei der Herstellung erhaltenen, eventuell gereinigten, gelförmigen Trägersubstanz aus. Auch in diesem Fall verwendet man zweckmässigerweise einen Überschuss von Quellmittel bei der Komplexbildung, und zwar um die Homogenisierung zu erleichtern und die Komplexbildungsreaktion zu fördern.
Nach durchgeführter Komplexbildungsreaktion wird das gebildete Jodophorgel vom Reaktionsmedium in geeigneter Weise, z. B. durch Abnutschen, separiert. Das Jodophorgel kann eventuell auch in üblicher Weise gewaschen und/oder getroc};..et mid ggebenenfalls auch mechanisch zersetzt und zur gewünschten Partikelgrösse gesiebt werden. Durch Ausschliessen des Waschens des Jodophorgels, alternativ ein vorsichtiges Waschen, erhält man einen Jodophor, der ausser komplexgebundenem Jod auch Jod, das an das Gel adsorbiert/ absorbiert ist und leicht freigesetzt wird, enthält. Derartige erfindungsgemässe Jodophore werden vorzugsweise in solchen Fällen verwendet, in denen eine hohe Initialkonzentration von Jod gewünscht ist.
Eine interessante Besonderheit der neuen, erfindungsgemässen Jodophore ist die Tatsache, dass sie Jod enthalten, das an den wasserunlöslichen Träger reversibel komplexgebunden ist. Dies bedeutet, dass der Träger, nachdem das ursprünglich komplexgebundene Jod verbraucht worden ist, durch Komplexbildung mit zusätzlichen Jodmengen regeneriert werden kann. Die Regenerierung kann analog mit der Herstellung des Jodophors erfolgen, z. B. durch Behandlung des jodarmen Trägers mit einer Jodlösung.
Wie aus den obigen Ausführungen sowie aus den nachfolgenden Beispielen ersichtlich ist, können die physikalischen und chemischen Eigenschaften der neuen Jodophore im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens erheblich variiert werden, und es ist somit möglich, die Eigenschaften des Jodophors dem beabsichtigten Anwendungszweck speziell anzupassen. Die erfindungsgemäss hergestellten Jodophore können entweder in trockener Form oder in Form eines durch Quellen des trockenen Jodophors in einem geeigneten Quellmittel hergestellten Gels mit variierender Viskosität verwendet werden.
Die neuen Jodophore, hergestellt gemäss der Erfindung, sind anwendbar zu verschiedenen technischen Desinfektionen.
Pulverförmige Jodophore können z. B. zur Sprühdesinfektion von grossen Oberflächen wie Lokalen und schwer zugänglichen Räumen im allgemeinen verwendet werden. Durch das Vermögen, Wasser und Feuchtigkeit aufzunehmen, haften die pulverförmigen Jodophore auf den behandelten Oberflächen und können auf Grund der allmählichen Jodfreigabe während längerer Zeit ihre gerrnicide Wirkung ausüben. Gequellt in z. B. Wasser können die erfindungsgemässen Jodophore u. a. zur Desinfektion von mikrobiell verunreinigtem Wasser z. B. in Schwimmbassins, Kühlturmsystemen u. dgl.
sowie zur Desinfektion von Produktions-, Transport- und Lagerungsausrüstung für z. B. Milch, Wein und Bier verwendet werden. Man kann hierbei entweder die Jodophorgele in einer Behandlungsflüssigkeit aufschlämmen und nach beendigter Behandlung der zu desinfizierenden Gegenstände die Behandlungsflüssigkeit durch einen Filter passieren lassen, wo der wasserunlösliche Träger mit eventuell zurückbleibendem Jod rückgewonnen und erwünschtenfalls regeneriert wird.
Alternativ kann man die Behandlungsflüssigkeit durch einen mit Jodophorgel gepackten Filter passieren lassen, wobei das Jodophorgel germicides Jod zur Behandlungsflüssigkeit allmählich freisetzt. In solchen Fällen verwendet man zweckmässigerweise Jodophore mit relativ grosser Partikelgrösse z. B. eine Trockenpartikelgrösse bis zu etwa 1 mm und gegebenenfalls auch darüber - um den Durchflusswiderstand des Jodophorgels zu reduzieren. Man kann ferner die erfindungsgemässen Jodophore zu demselben Zweck wie der als Ausgangsmaterial verwendete Träger anwenden, z. B. um Ionenaustausch- oder Molekularsiebungsoperationen durchzuführen, wobei das behandelte Material gleichzeitig desinfiziert wird.
Die erfindungsgemässen Jodophore können auch mit Vorteil als antimikrobielle Komponente in chemisch-technischen und kosmetischen Zubereitungen, wie z. B. Körperdeodoranten, kosmetischen Salben und Cremen verschiedener Art u. dgl., verwendet werden, wobei die Jodophore als Pulver oder in Gelform in Abhängigkeit des Charakters der betreffenden Zubereitung eingesetzt werden.
Die neuen Jodophore gemäss der Erfindung können in praktisch genommen allen technischen Situationen, wo ein effektiver germicider Effekt erwünscht ist, eingesetzt werden, und viele andere Verwendungsmöglichkeiten als die oben speziell erwähnten sind offenbar für den Fachmann.
Die Erfindung wird in den nachfolgenden. speziellen Ausführungsbeispielen, die aber in keiner Weise als eine Einschränkung des Schutzumfangs aufzufassen sind, näher erläutert. Die in den Beispielen verwendete Stabilisatorlösung bestand aus einer Toluollösung einer Mischung von Monound Diestern von Orthophosphorsäure (GAC PE 510, von GAF Corp., USA, verkauft). Der (totale) Jodgehalt wurde gemäss der Standardmethode von Schöninger gemessen. Die Jodfreigabe wurde durch ein Extraktionsverfahren bestimmt, wobei eine gewisse Menge des trockenen Jodophors mit Wasser bis zu 100 ml versetzt wurde. Die gebildete Mischung wurde dann 2 Stunden geschüttelt. Nach Sedimentation wurde die überstehende Flüssigkeit abdekantiert und im Hinblick auf den Jodgehalt analysiert.
Die während der Extraktion freigesetzte Jodmenge wurde berechnet und als Gewichtsprozent, bezogen auf den totalen Jodgehalt, ausgedruckt. In einigen Fällen wurden mehrere sukzessive Extraktionen durchgeführt, wobei Wasser bis zu 100 ml dem sedimentierten Gel nach jeder Extraktion zugesetzt wurde. In den Beispielen wird teils die eingesetzte Jodophormenge, teils die Anzahl von Extraktionen, teils auch die freigesetzte Jodmenge angegeben.
Beispiel 1
500 g handelsübliches Dextrin wurden in 500 ml 3,10n Natronlauge, die 5 g Natriumborhydrid enthielt, gelöst. 700 ml Stabilisatorlösung wurden in einen Dreihals-Kolben (2 1) vorgelegt. Die Rührungsgeschwindigkeit wurde auf 200 Umdrehungen je Minute eingestellt, wonach die Dextrinlösung langsam zugesetzt wurde. 30 Minuten nach dem Zusatz der Dextrinlösung wurden 100 ml Epichlorhydrin zugefügt, und die Reaktionsmischung wurde 5 Stunden bei 70" C gerührt.
Das gebildete, gelförmige Reaktionsprodukt wurde mit 8 1 Wasser unter Rühren versetzt. Nach Sedimentation des wasserunlöslichen Gels wurde die überstehende Flüssigkeit abdekantiert. Die abdekantierte Flüssigkeit enthielt eine kleine Menge von nicht sedimentiertem Gel. Das Gelprodukt wurde wieder mit 8 1 Wasser unter Rühren versetzt und die gebildete Mischung mit 2n Salzsäure bis zu pH = 6,5 neutralisiert.
Nach Sedimentation des Gels wurde die überstehende Flüssigkeit abdekantiert und das Waschen noch dreimal mit je 8 1 Wasser wiederholt. Danach wurde das Gel abgenutscht und mit 11 Aceton sowie einer Lösung von 4 g Jod in 50 ml 95 %igem (Vol. %) Äthanol versetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur (23 C) gerührt. Der gebildete Jodophor wurde abgenutscht und 15 Stunden bei Raumtemperatur und danach 48 Stunden bei 40 C getrocknet.
Ausbeute: 485 g. Analyse: Jodgehalt 0,33%; Feuchtigkeitsgehalt: 4,9%. Quellvermögen: 6,6 ml/g.
Beispiel 2
Analog mit Beispiel 1 wurde ein Jodophor, ausgehend von 400 g Dextrin, 400 ml 3,10n Natronlauge, 5 g Natriumborhydrid, 700 ml Stabilisatorlösung, 80 ml Epichlorhydrin und 25 g Jod in 200 ml Äthanol, hergestellt.
Ausbeute: 352 g. Analyse: Jodgehalt: 1,22in; Feuchtigkeitsgehalt: 5,52%. Quellvermögen: 6,0 ml/g. Extraktions versuch: 3,01 g; erste Extraktion - 31 %, zweite Extraktion 12,3 %, dritte Extraktion - 41 %.
Partikelgrösse: > 500u 14% 300-500,u 41%
100-300,u 33% < lOO,u 12%
Beispiel 3
Analog mit Beispiel 1 wurde ein Jodophor, ausgehend von 400 g Stärke (mittleres Molekulargewicht 44.000), 500 ml 2,4n Natronlauge, 3 g Natriumborhydrid, 800 ml Stabilisatorlösung, 80 ml Epichlorhydrin und 5 g Jod in 50 ml Äthanol, hergestellt.
Ausbeute: 393 g. Analyse: Jodgehalt: 0,46%; Feuchtigkeitsgehalt: 6,6%. Quellvermögen: 5,0 ml/g. Extraktionsversuch: 4,00 g - eine Extraktion - 53 %.
Beispiel 4
Analog mit Beispiel 1 wurde ein Jodophor, ausgehend von 400 g Natriumcarboxymethylstärke mit einen Substitutionsgrad von 0,25 g Carboxymethylgruppen pro Glucoseeinheit, 500 ml 2,12n Natronlauge, 1000 ml Stabilisatorlösung, 80 ml Epichlorhydrin und 10 g Jod in 100 ml Äthanol, hergestellt.
Ausbeute: 401 g. Analyse: Jodgehalt: 0,55%; Feuchtigkeitsgehalt: 3,72%. Quellvermögen: 5,6 ml/g. Ionenaustauschervermögen: 1,26 mÄq/g. Extraktionsversuch: 4,01 g - eine Extraktion - 41%.
Vor der Komplexbildung mit Jod wurde der Träger (Ionenaustauscher) in die Säureform durch Behandlung mit Salzsäure überführt.
Beispiel 5
Analog mit Beispiel 4 wurde ein Jodophor aus 400 g Carboxymethylstärke, 500 ml 4,65n Natronlauge, 1000 ml Stabilisatorlösung, 225 g 1,3-Dibromhydrin und 2,5 g Jod in 25 ml Äthanol hergestellt.
Ausbeute: 408 g. Analyse: Jodgehalt: 0,31%; Feuchtigkeitsgehalt: 9,19%. Quellvermögen: 5,6 ml/g. Ionenaustauschervermögen: 1,23 mÄq/g. Extraktionsversuch: 4,01 g - eine Extraktion - 71 %.
Vor der Komplexbildung mit Jod wurde der Träger in die Säureform durch Behandlung mit Salzsäure überführt.
Beispiel 6
Analog mit Beispiel 1 wurde ein Jodophor, ausgehend von 100 g Sorbit (Merk, Sorbit Griessform DAB 7), 80 g einer Natronlaugelösung (50 Gew. %), 150 ml Stabilisator-, lösung, 75 ml Epichlorhydrin und 5 g Jod in 50 ml Äthanol, hergestellt.
Ausbeute: 33 g. Analyse: Jodgehalt: 0,46%; Feuchtigkeitsgehalt: 5,32%. Quellvermögen: 11,4 ml/g. Extraktions versuch: 2,01 g - eine Extraktion - 28%.
Beispiel 7
Analog mit Beispiel 1 wurde ein Jodophor, ausgehend von 100 g Saccharose, 124 ml 8,1n NaOH, 200 ml Stabilisatorlösung, 75 ml Epichlorhydrin und 4 g Jod in 50 ml Äthanol, hergestellt.
Ausbeute: 75 g. Analyse: Jodgehalt: 0,63%; Feuchtigkeitsgehalt: 9,28%. Quellvermögen: 8,0 ml/g. Extraktionsver such: 3,01 g - eine Extraktion - 46%.
Beispiel 8
Analog mit Beispiel 1 wurde ein Jodophor, ausgehend von 44,6 g Polyvinylalkohol mit einem mittleren Molekulargewicht von 72 000 (Polyviol W 28/20, Wacker-Chemie, BRD), 270 ml 0,5n NaOH, 300 ml Stabilisatorlösung, 12,5 g 1,2; 3,4-Diepoxybutan und 5 g Jod in 50 ml Äthanol hergestellt.
Ausbeute: 22 g. Analyse: Jodgehalt: 0,25%; Feuchtigkeitsgehalt: 3,90%. Quellvermögen: 10,6 ml/g. Extraktionsversuch: 2,37 g - eine Extraktion - 16%.
Beispiel 9
750 g Dextrangel (Sephadex G-25; Pharmacia Fine Chemicals, Uppsala, Schweden) mit einer Partikelgrösse von 100-300,u und einem Quellvermögen von 2,47 g/g wurden in 5,75 l Wasser unter Rühren gequellt, mit einer Lösung von 62,5 g Jod in 500 ml Äthanol versetzt und 2 Stunden bei 35 C gerührt. Das gebildete Jodophorgel wurde abgenutscht, mit 600 ml Wasser gewaschen und 15 Stunden bei Raumtemperatur und dann 48 Stunden bei 40 C getrocknet.
Ausbeute: 755 g. Analyse: Jodgehalt: 2,39%; Feuchtig keitsgehalt: 10,0%. Quellvermögen: 5,0 ml/g. Extraktionsversuch: 5,01 g - eine Extraktion - 15,3 %.
Beispiel 10
Analog mit Beispiel 9 wurde ein Jodophor, ausgehend von 225 g Dextrangel (Sephadex G-25), 1075 mol Wasser, 600 ml Aceton und 5 g Jod in 50 ml Äthanol hergestellt.
Ausbeute: 222 g. Analyse: Jodgehalt: 0,20%; Feuchtigkeitsgehalt: 4,44%. Quellvermögen: 5,2 ml/g.
Beispiel 11
100 g Dextrangel (Sephadex G-150; Pharmacia Fine Chemicals, Uppsala, Schweden) mit einer Partikelgrösse von 40-120,u und einem Quellvermögen von 15 g/g wurden in 1500 ml Wasser und 500 ml Aceton gequellt. Eine Lösung von 8,35 g Jod in 100 ml Äthanol wurde dem gebildeten Gel zugesetzt, und die Reaktionsmischung wurde eine halbe Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Das erhaltene Jodophorgel wurde abgenutscht und 15 Stunden bei Raumtemperatur und danach 48 Stunden bei 40 C getrocknet.
Ausbeute: 102 g. Analyse: Jodgehalt: 0,53%; Feuchtigkeitsgehalt: 8,88%. Quellvermögen: 41 ml/g. Extraktionsversuch: 1,01 g - eine Extraktion - 85%.
Beispiel 12
100 g diäthylaminoäthylsubstituiertes Dextrangel (DEAE Sephadex A-25; Pharmacia Fine Chemicals, Uppsala, Schweden) mit einer Partikelgrösse von 40-120jt und einem Anionenaustauschvermögen von 3,5 mÄq/g wurden in 600 ml Wasser und 200 ml Aceton gequellt und dann mit einer Lösung von 7 g Jod in 100 ml Äthanol unter Rühren versetzt.
Die Reaktionsmischung wurde 1 Stunde bei 35 C gerührt.
Das erhaltene Jodophorgel wurde abgenutscht und 12 Stunden bei Raumtemperatur, dann 48 Stunden bei 40 C getrocknet.
Ausbeute: 105 g. Analyse: Jodgehalt: 6,12%; Feuchtigkeitsgehalt: 10,90%. Anionenaustauschvermögen: 3,1 mÄq/g.
Quellvermögen: 6,6 ml/g. Extraktionsversuch: 2,00 g Jodophor;
Erste Extraktion 1,9%
Zweite Extraktion 2,0%
Dritte Extraktion 2,0%
Vierte Extraktion 1,4%
Fünfte Extraktion 1,4%
Sechste Extraktion 1,5 %
Siebte Extraktion 1,4%
Beispiel 13
100 g carboxymethylsubstituiertes Dextrangel (CM Sephadex C-25; Pharmacia Fine Chemicals, Uppsala, Schweden) mit einer Partikelgrösse von 40-120 und einem Kationenaustauschvermögen von 4,6 mÄq/g wurden in 600 ml Wasser und 200 ml Aceton gequellt und dann mit einer Lösung von 10 g Jod in 100 ml Äthanol unter Rühren versetzt.
Die Reaktionsmischung wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Das gebildete Jodophorgel wurde abgenutscht und 16 Stunden bei Raumtemperatur, danach 48 Stunden bei 400 C getrocknet.
Ausbeute: 98 g. Analyse: Jodgehalt: 0,25%; Feuchtigkeitsgehalt: 9,58%. Kationenaustauschvermögen: 4,1 mÄq/g.
Quellvermögen: 7,5 ml/g. Extraktionsversuch: 3,01 g - eine Extraktion - 56 %.
Beispiel 14
Ein Diäthylaminoäthyl-Hydroxypropyl-Stärkegel, analog hergestellt nach der Methode von Beispiel 3, hatte die folgenden Eigenschaften:
Stickstoffgehalt: 4,57%
Hydroxypropylsubstitution: DS = 0,05
Quellfähigkeit: 13,0 ml/g
Feuchtigkeitsgehalt: 5,59%
70 g dieses Gels wurden in einer Mischung von 200 ml Aceton und 600 ml Wasser 60 Minuten lang bei 22 C unter Rühren zum Quellen gebracht. Dazu wurde eine Lösung von 14 g Jod in 100 ml 99,5%igem Äthanol gegeben. Die Reaktionslösung wurde 30 Minuten lang bei 22 C gerührt. Das jodhaltige Gel wurde mittels Saugfiltration abgetrennt und anschliessend getrocknet.
Die Ausbeute betrug 82 g.
Die Analyse des jodhaltigen Gels zeigte folgende Werte: 14,9% Jod, 3,9% Feuchtigkeit, Quellfähigkeit: 11,1 ml/g, Extraktionstest 1, Extraktion 2,7%.
Beispiel 15 Diäthylaminoäthylstärkegel, hergestellt nach der Methode von Beispiel 3, hatte die folgenden Eigenschaften:
Stickstoffgehalt: 5,62%
Quellfähigkeit: 5,4 ml/l
Feuchtigkeitsgehalt: 3,72%
100 g dieses Gels wurden in 1000 ml 60%igem Alkohol 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 23 C und unter Rühren gequollen. der pH betrug dabei 4,5 Einheiten. Das Gel wurde abfiltriert und getrocknet. Anschliessend wurde das getrocknete Gel auf dem Filter mit einer Lösung von 30 g Jod in 2000 ml 70%igem Äthanol versetzt. Nach nochmaligem Trocknen des Gels wurden 500 ml Methanol dazugegeben. Dann wurde noch einmal 300 ml 99,5 %iges Äthanol, das mit 30 g Jod versetzt war, zum aufgeschlämmten Gel gegeben.
Unter Rühren wurde die Reaktionslösung 30 Minuten lang behandelt. Das jodhaltige Gel wurde abfiltriert und getrocknet.
Ausbeute: 142 g. Die Analyse: 32,2% Jod und 1,12% Feuchtigkeit. Quellfähigkeit: 3,6 ml/g.
Anwendung 1
Eine kosmetische Salbe wurde durch Mischung folgender Komponenten hergestellt:
3 g des Jodophors gemäss Beispiel 2 (Partikelgrösse < 100FL), in 28 ml
Wasser gequellt 31 g
Paraffin 10 g
Lanolin
Vaselin 24g
Silikonöl 2g
Wollenwachsalkohole 1 g
Cetanol 1g
Zinkoxid 24 g
Summe: 103 g
Anwendung 2
Eine viskose Suspension für kosmetischen Gebrauch wurde wie folgt hergestellt:
5 g des Produktes gemäss Beispiel 2 (mit einer Partikelgrösse < 100) wurden in 25 ml physiologischer Kochsalzlösung unter Rühren gequellt. Die erhaltene Suspension wird vorzugsweise mittels einer Sprühkanüle appliziert.
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PATENT CLAIMS
1. A process for the production of a disinfectant which contains iodine in complex-bound form, characterized in that a hydrophilic, polyhydroxyl-containing organic carrier which forms a three-dimensional network held together by covalent bonds and which is insoluble in water but swellable to form a gel , treated with iodine to form a complex.
2. The method according to claim 1, characterized in that a carrier is used whose swelling capacity in water is 2 to 200 ml / g, d. H. that 1 g of the dry carrier, when completely swollen in water, forms a gel with a volume of 2 to 100 ml.
3. The method according to claim 2, characterized in that the treatment of the support with iodine in the presence of a liquid reaction medium which has the ability to swell the support, and at a temperature of at most 50 C is carried out.
4. The method according to claim 3, characterized in that the liquid reaction medium is present in an amount which is greater than the amount required for the complete swelling of the carrier.
5. The method according to any one of claims 3 and 4, characterized in that the reaction medium contains water.
6. The method according to any one of claims 2-5, characterized in that the iodine is used in the form of a solution in a solvent which is inert to the carrier.
7. The method according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the carrier used as starting material is substituted by anionic, cationic or nonionic groups, preferably ion exchange groups such as carboxymethyl or diethylaminoethyl groups.
8. The method according to any one of claims 2 to 7, characterized in that the carrier used as the starting material is a cross-linked polymerization product of an organic material containing polyhydroxyl groups.
9. The method according to claim 8, characterized in that the polyhydroxyl-containing material is a mono-, di- or polysaccharide, a partial decomposition product thereof, a polyhydroxyl-containing synthetic polymer or a sugar alcohol.
10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the polyhydroxyl-containing material is starch, dextran, dextrin, cellulose, polyvinyl alcohol or sorbitol.
11. Use of the disinfectant, produced according to claim 1, for the technical disinfection of microbially contaminated surfaces.
The invention relates to a method for producing a disinfectant containing iodine in complex-bound form.
The method according to the invention is characterized in that a hydrophilic organic carrier, which forms a three-dimensional network held together by covalent bonds and which is insoluble in water but swellable to form a gel, is treated with iodine to form a complex.
Iodine in water / alcohol solutions has long been used as a disinfectant. Iodine has an excellent and rapid antimicrobial effect with a broad spectrum and does not cause the development of resistance. However, iodine in this form of preparation has several serious disadvantages, including: a. poor stability, high chemical reactivity, unpleasant odor, etc.
Attempts have been made to overcome the disadvantages of such water / alcohol solutions of iodine by complexing the iodine with a water-soluble organic carrier such as. B. to avoid polyvinylpyrrolidone. Such water-soluble complexes, which are usually referred to as iodophores, have been known for a long time (cf., for example, Swedish patent 191 385, German Auslegeschrift 1171 112 and French patent 2 128 082). Although the water-soluble iodophores represent a significant advance in comparison with the usual iodine solutions, they have several disadvantages and limitations with regard to both the manufacture and the use thereof.
The aim of the present invention is therefore to create a new type of iodophores which can be used in a variety of ways, is storage-stable and easy to manufacture, handle and store, enables a controllable release of iodine and is also odorless and can be regenerated after use.
The process according to the invention for producing the disinfectant which contains iodine in complex-bound form is defined in claim 1.
The complex formation reaction according to the invention is preferably carried out in the presence of a liquid reaction medium which has the ability to swell the carrier used. The preferred reaction medium is water or an aqueous mixture containing organic solvents such as. B. dimethyl sulfoxide, formamide, glycol, lower alcohols, acetone and the like. Like. Contains. The reaction mixture preferably contains an excess of swelling agent compared to the amount required for complete swelling of the carrier. The complex formation takes place even at room temperature, but the rate of reaction can be accelerated by gentle heating. Temperatures above about 50 C should, however, be avoided.
The reaction is preferably carried out in the range from 0 ° to 50 ° C., in particular from 15 ° to 400 ° C.
The carriers used in the production of the iodophores according to the invention are either known in advance or can be produced analogously to the production of the known gel-forming products. The carrier substance is produced in principle as the polymerization / crosslinking of an organic material containing polyhydroxyl groups by reaction with a bifunctional organic crosslinking agent of the Y-R-Z type, where Y and Z denote epoxy groups or halogen atoms and R is an organic radical. During this polymerization reaction, the functional groups Y and Z each react with a hydroxyl group in the starting material containing polyhydroxyl groups, forming ether bonds.
The preferred crosslinking agents are bifunctional glycerol derivatives such as epichlorohydrin, dichlorohydrin, epibromohydrin, dibromohydrin and the like, but also other bifunctional ether bridge-forming crosslinking agents such as 1,2,3,4-diepoxybutane, diepoxypropyl ether, diepoxypropyl ether of ethylene glycol, propylene glycol, and propylene glycol. dg. can be used. In general, it can be said that aliphatic epoxy or halogen epoxy compounds which contain carbon, hydrogen, oxygen and have no dissociable groups can be used. If you use as a bridging agent z. B. epichlorohydrin is used, the following reaction course is obtained:
EMI2.1
R1-O-CH2-CH (OH) -CH2-OR2 + NaCl + H2O R1 and R2 denote here the molecules of the starting material minus a hydroxyl group.
In order to obtain a water-insoluble, but water-gel-forming carrier, a large number of such bridges are normally required, but the required degree of crosslinking is of course also dependent on the particular starting material used, the molecular weight being primarily decisive.
As the organic starting material containing polyhydroxyl groups, one can use many different types of organic materials with varying molecular weights, which contain several hydroxyl groups and, through the formation of intermolecular ether bridges, can form a water-insoluble, but water-swellable gel. Starch of different average molecular weight (as well as different decomposition products thereof) has proven to be a particularly suitable starting material, but other polysaccharides such as dextran, cellulose and the like as well as synthetic polyhydroxyl group-containing polymers such as polyvinyl alcohol with varying molecular weight etc. can also be used with advantage. You can also with very good results of low molecular weight polyhydroxyl-containing substances such. B.
Mono- and disaccharides such as sucrose, lactose, maltose, etc., or sugar alcohols such as. B. run out of sorbitol. The starting material containing polyhydroxyl groups can also be substituted by anionic, cationic or nonionic groups. By suitable substitution of the starting material you can thus z. B. produce carriers (and thereby also iodophores according to the invention) which also have ion exchange properties. As examples of suitable acidic and basic groups, various carboxylic acid groups, sulfonic acid groups and amino groups can be mentioned. As examples of substituted polyhydroxyl-containing starting materials, carboxymethyl, hydroxy ethyl, hydroxypropyl, diethylaminoethyl groups and. like
substituted substances such as dextran, dextrin and starch are mentioned. Such groups can also be introduced into the crosslinked water-insoluble carrier in a manner known per se (cf., for example, Swedish patent specification 204 906).
The ion exchange capacity of the carrier or of the iodophore according to the invention can be up to about 5 meq / g.
The polymerization reaction is conveniently carried out in a solvent which dissolves one or more of the reactants. The reaction is catalyzed under alkaline conditions, and the alkaline catalysts can be, for. B. use alkali hydroxides or alkaline earth hydroxides. As examples of other alkaline catalysts, quaternary and tertiary amines can be mentioned. The reaction is preferably carried out in aqueous solution.
If you use as a crosslinking agent z. B. halohydrins, which form hydrogen halide in the reaction, the amount of alkaline substance must also be sufficient to neutralize the hydrogen halide formed.
The reaction is conveniently carried out at an elevated temperature in order to accelerate the reaction, and a suitable temperature range is about 50-90 ° C. The reaction can e.g. B. as a bulk polymerization or emulsion polymerization in an inert solvent such as. B. toluene can be carried out. The reaction product is conveniently in the usual manner, for. B. washing, suction filtration or centrifugation, cleaned. It is preferably washed with water and / or organic solvents, such as. B. Ethanol. Since the carrier in the unswollen state often mechanically traps impurities, it is however preferable to use at least a certain amount of a swelling agent, preferably water, in order to swell the carrier so that the impurities can diffuse out of the carrier particles.
The swelling capacity of the carrier (and of the iodophore produced from it) can be regulated by varying the reaction conditions and the choice of starting materials. The swelling capacity, which is a measure of the capacity, a swelling agent such as B. water, is expressed in this description as the gel volume (in ml) that is formed in the swelling agent in question when 1 g of dry carrier or iodophore is swollen completely. Under otherwise constant conditions, the swelling capacity of the carrier produced is proportional to the solvent content and inversely proportional both to the amount of crosslinking agent (i.e. the degree of crosslinking) and to the molecular weight of the starting material containing polyhydroxyl groups. The swelling capacity in water can be increased by substituting the hydroxyl groups of the carrier with nonionic groups such. B.
Hydroxyethyl or hydroxypropyl groups are reduced. The swelling capacity in organic solvents such as. B. Ethanol is increased at the same time. The swelling capacity in water of the iodophores prepared according to the invention or the carriers used for the preparation thereof can be varied considerably, e.g. B. from about 2 to about 100 ml / g.
The properties of the iodophores produced according to the invention are not only dependent on the properties of the carrier used in the production, but also on the iodine content of the iodophore. The ability of the carrier to reversibly complex iodine or the ability of the iodophore to release iodine is primarily dependent on the specific starting material used, the swelling capacity, the type and degree of substitution of any substituents, the iodine concentration during complex formation and the particle size. A low swellability of the carrier, i. H. A large number of ether bridges that have been introduced inhibits the ability of the carrier to complex-bind iodine, because in this case the molecular chains are fixed to a greater extent.
The ability to complex iodine can be increased by increasing the swelling capacity and reducing the particle size (and vice versa). Most types of carriers can bind up to about 5 or 10% iodine based on the dry weight of the iodophor gel, which is sufficient for most disinfection purposes. By using z. B. carriers with a high swelling capacity and relatively small particle size and high iodine concentrations in the complex formation reaction, however, iodophores with a much higher iodine content, z. B. up to about 20%.
Even if it is possible to use the iodine in solid or gaseous form for the complex formation reaction according to the invention between carrier and iodine, the iodine is preferably dissolved in a suitable solvent, preferably ethanol or an ethanol / water mixture. Any solvent which dissolves iodine (fully or partially) and is inert to the carrier can be used.
If the complex formation reaction is carried out after the preparation of the carrier, it is not necessary to dry the carrier before the treatment with iodine, but rather the possibly purified, gel-like carrier substance obtained during the preparation is preferably used. In this case, too, it is expedient to use an excess of swelling agent in the complex formation, specifically in order to facilitate the homogenization and to promote the complex formation reaction.
After the complex formation reaction has been carried out, the iodophor gel formed is removed from the reaction medium in a suitable manner, e.g. B. separated by suction. The iodophor gel can possibly also be washed and / or dried in the usual way, if necessary also mechanically decomposed and sieved to the desired particle size. By excluding the washing of the iodophor gel, or alternatively careful washing, one obtains an iodophor which, in addition to complex-bound iodine, also contains iodine which is adsorbed / absorbed on the gel and is easily released. Such iodophores according to the invention are preferably used in those cases in which a high initial concentration of iodine is desired.
An interesting peculiarity of the new iodophores according to the invention is the fact that they contain iodine, which is reversibly complex-bound to the water-insoluble carrier. This means that after the originally complex-bound iodine has been consumed, the carrier can be regenerated by complexing with additional amounts of iodine. The regeneration can be carried out analogously to the production of the iodophore, e.g. B. by treating the low-iodine carrier with an iodine solution.
As can be seen from the above statements and from the examples below, the physical and chemical properties of the new iodophores can be varied considerably within the scope of the general inventive concept, and it is thus possible to specifically adapt the properties of the iodophore to the intended application. The iodophores produced according to the invention can be used either in dry form or in the form of a gel with varying viscosity produced by swelling the dry iodophore in a suitable swelling agent.
The new iodophores produced according to the invention can be used for various technical disinfections.
Powdered iodophores can e.g. B. be used for spray disinfection of large surfaces such as bars and inaccessible rooms in general. Due to their ability to absorb water and moisture, the powdery iodophores adhere to the treated surfaces and, due to the gradual release of iodine, can exert their gerrnicidal effect for a long time. Swelled in z. B. water, the inventive iodophores u. a. for disinfecting microbially contaminated water z. B. in swimming pools, cooling tower systems and. like
as well as for the disinfection of production, transport and storage equipment for e.g. B. milk, wine and beer can be used. You can either slurry the iodophor gels in a treatment liquid and, after the treatment of the objects to be disinfected, the treatment liquid can pass through a filter, where the water-insoluble carrier with any remaining iodine is recovered and, if desired, regenerated.
Alternatively, the treatment liquid can be passed through a filter packed with iodophor gel, the iodophor gel gradually releasing germicidal iodine to the treatment liquid. In such cases it is expedient to use iodophores with a relatively large particle size z. B. a dry particle size of up to about 1 mm and possibly even more - to reduce the flow resistance of the iodophor gel. The iodophores according to the invention can also be used for the same purpose as the carrier used as the starting material, e.g. B. to perform ion exchange or molecular sieving operations, the treated material being disinfected at the same time.
The iodophores according to the invention can also be used with advantage as antimicrobial components in chemical-technical and cosmetic preparations, such as. B. body deodorants, cosmetic ointments and creams of various types u. Like. Be used, the iodophores being used as a powder or in gel form depending on the character of the preparation in question.
The new iodophores according to the invention can be used in practically all technical situations where an effective germicidal effect is desired, and many other uses than those specifically mentioned above are obvious to the person skilled in the art.
The invention is implemented in the following. special exemplary embodiments, which are in no way to be understood as a restriction of the scope of protection, explained in more detail. The stabilizer solution used in the examples consisted of a toluene solution of a mixture of monoesters and diesters of orthophosphoric acid (GAC PE 510, sold by GAF Corp., USA). The (total) iodine content was measured according to Schöninger's standard method. The release of iodine was determined by an extraction method, a certain amount of the dry iodophore being mixed with water up to 100 ml. The resulting mixture was then shaken for 2 hours. After sedimentation, the supernatant liquid was decanted and analyzed for iodine content.
The amount of iodine released during the extraction was calculated and expressed as a percentage by weight, based on the total iodine content. In some cases, several successive extractions were carried out, up to 100 ml of water being added to the sedimented gel after each extraction. In the examples, partly the amount of iodophor used, partly the number of extractions, and partly also the amount of iodine released is given.
example 1
500 g of commercially available dextrin were dissolved in 500 ml of 3.10N sodium hydroxide solution containing 5 g of sodium borohydride. 700 ml of stabilizer solution were placed in a three-necked flask (2 l). The stirring speed was set to 200 revolutions per minute, after which the dextrin solution was slowly added. 30 minutes after the addition of the dextrin solution, 100 ml of epichlorohydrin were added and the reaction mixture was stirred at 70 ° C. for 5 hours.
The gel-like reaction product formed was admixed with 8 l of water while stirring. After the water-insoluble gel had sedimented, the supernatant liquid was decanted off. The decanted liquid contained a small amount of non-sedimented gel. The gel product was again mixed with 8 l of water with stirring and the mixture formed was neutralized with 2N hydrochloric acid up to pH = 6.5.
After the gel had sedimented, the supernatant liquid was decanted off and the washing was repeated three times with 8 l of water each time. The gel was then filtered off with suction and 1 l of acetone and a solution of 4 g of iodine in 50 ml of 95% (vol.%) Ethanol were added. The reaction mixture was stirred at room temperature (23 ° C.) for 1 hour. The iodophore formed was filtered off with suction and dried at room temperature for 15 hours and then at 40 ° C. for 48 hours.
Yield: 485 g. Analysis: iodine content 0.33%; Moisture content: 4.9%. Swelling capacity: 6.6 ml / g.
Example 2
Analogously to Example 1, an iodophore was prepared starting from 400 g of dextrin, 400 ml of 3.10N sodium hydroxide solution, 5 g of sodium borohydride, 700 ml of stabilizer solution, 80 ml of epichlorohydrin and 25 g of iodine in 200 ml of ethanol.
Yield: 352 g. Analysis: Iodine content: 1.22in; Moisture content: 5.52%. Swelling capacity: 6.0 ml / g. Extraction attempt: 3.01 g; first extraction - 31%, second extraction 12.3%, third extraction - 41%.
Particle size:> 500u 14% 300-500, u 41%
100-300, u 33% <lOO, u 12%
Example 3
Analogously to Example 1, an iodophore was prepared starting from 400 g starch (average molecular weight 44,000), 500 ml 2.4N sodium hydroxide solution, 3 g sodium borohydride, 800 ml stabilizer solution, 80 ml epichlorohydrin and 5 g iodine in 50 ml ethanol.
Yield: 393 g. Analysis: iodine content: 0.46%; Moisture content: 6.6%. Swelling capacity: 5.0 ml / g. Extraction attempt: 4.00 g - one extraction - 53%.
Example 4
Analogously to Example 1, an iodophore was prepared starting from 400 g of sodium carboxymethyl starch with a degree of substitution of 0.25 g of carboxymethyl groups per glucose unit, 500 ml of 2.12N sodium hydroxide solution, 1000 ml of stabilizer solution, 80 ml of epichlorohydrin and 10 g of iodine in 100 ml of ethanol.
Yield: 401 g. Analysis: iodine content: 0.55%; Moisture content: 3.72%. Swelling capacity: 5.6 ml / g. Ion exchange capacity: 1.26 meq / g. Extraction attempt: 4.01 g - one extraction - 41%.
Before the complex formation with iodine, the carrier (ion exchanger) was converted into the acid form by treatment with hydrochloric acid.
Example 5
Analogously to Example 4, an iodophore was prepared from 400 g of carboxymethyl starch, 500 ml of 4.65N sodium hydroxide solution, 1000 ml of stabilizer solution, 225 g of 1,3-dibromohydrin and 2.5 g of iodine in 25 ml of ethanol.
Yield: 408 g. Analysis: iodine content: 0.31%; Moisture content: 9.19%. Swelling capacity: 5.6 ml / g. Ion exchange capacity: 1.23 meq / g. Extraction attempt: 4.01 g - one extraction - 71%.
Before complexing with iodine, the carrier was converted into the acid form by treatment with hydrochloric acid.
Example 6
Analogously to Example 1, an iodophore was prepared starting from 100 g of sorbitol (Merk, Sorbit Griessform DAB 7), 80 g of a sodium hydroxide solution (50% by weight), 150 ml of stabilizer solution, 75 ml of epichlorohydrin and 5 g of iodine in 50 ml Ethanol.
Yield: 33 g. Analysis: iodine content: 0.46%; Moisture content: 5.32%. Swelling capacity: 11.4 ml / g. Extraction attempt: 2.01 g - one extraction - 28%.
Example 7
Analogously to Example 1, an iodophore was prepared starting from 100 g of sucrose, 124 ml of 8.1N NaOH, 200 ml of stabilizer solution, 75 ml of epichlorohydrin and 4 g of iodine in 50 ml of ethanol.
Yield: 75 g. Analysis: iodine content: 0.63%; Moisture content: 9.28%. Swelling capacity: 8.0 ml / g. Extraction attempt: 3.01 g - one extraction - 46%.
Example 8
Analogously to Example 1, an iodophore, starting from 44.6 g of polyvinyl alcohol with an average molecular weight of 72,000 (Polyviol W 28/20, Wacker-Chemie, FRG), 270 ml of 0.5N NaOH, 300 ml of stabilizer solution, 12.5 g 1.2; 3,4-diepoxybutane and 5 g of iodine in 50 ml of ethanol.
Yield: 22 g. Analysis: iodine content: 0.25%; Moisture content: 3.90%. Swelling capacity: 10.6 ml / g. Extraction attempt: 2.37 g - one extraction - 16%.
Example 9
750 g of dextran gel (Sephadex G-25; Pharmacia Fine Chemicals, Uppsala, Sweden) with a particle size of 100-300 μ and a swelling capacity of 2.47 g / g were swollen with a solution in 5.75 l of water with stirring 62.5 g of iodine in 500 ml of ethanol are added and the mixture is stirred at 35 ° C. for 2 hours. The iodophor gel formed was suction filtered, washed with 600 ml of water and dried at room temperature for 15 hours and then at 40 ° C. for 48 hours.
Yield: 755 g. Analysis: iodine content: 2.39%; Moisture content: 10.0%. Swelling capacity: 5.0 ml / g. Extraction attempt: 5.01 g - one extraction - 15.3%.
Example 10
Analogously to Example 9, an iodophore was prepared starting from 225 g of dextran gel (Sephadex G-25), 1075 mol of water, 600 ml of acetone and 5 g of iodine in 50 ml of ethanol.
Yield: 222 g. Analysis: iodine content: 0.20%; Moisture content: 4.44%. Swelling capacity: 5.2 ml / g.
Example 11
100 g of dextran gel (Sephadex G-150; Pharmacia Fine Chemicals, Uppsala, Sweden) with a particle size of 40-120 μ and a swelling capacity of 15 g / g were swollen in 1500 ml of water and 500 ml of acetone. A solution of 8.35 g of iodine in 100 ml of ethanol was added to the gel formed, and the reaction mixture was stirred for half an hour at room temperature. The iodophor gel obtained was suction filtered and dried at room temperature for 15 hours and then at 40 ° C. for 48 hours.
Yield: 102 g. Analysis: iodine content: 0.53%; Moisture content: 8.88%. Swelling capacity: 41 ml / g. Extraction attempt: 1.01 g - one extraction - 85%.
Example 12
100 g of diethylaminoethyl-substituted dextran gel (DEAE Sephadex A-25; Pharmacia Fine Chemicals, Uppsala, Sweden) with a particle size of 40-120jt and an anion exchange capacity of 3.5 meq / g were swollen in 600 ml of water and 200 ml of acetone and then with a A solution of 7 g of iodine in 100 ml of ethanol is added with stirring.
The reaction mixture was stirred at 35 ° C. for 1 hour.
The iodophor gel obtained was suction filtered and dried at room temperature for 12 hours, then at 40 ° C. for 48 hours.
Yield: 105 g. Analysis: iodine content: 6.12%; Moisture content: 10.90%. Anion exchange capacity: 3.1 meq / g.
Swelling capacity: 6.6 ml / g. Extraction attempt: 2.00 g of iodophor;
First extraction 1.9%
Second extraction 2.0%
Third extraction 2.0%
Fourth extraction 1.4%
Fifth extraction 1.4%
Sixth extraction 1.5%
Seventh extraction 1.4%
Example 13
100 g of carboxymethyl-substituted dextran gel (CM Sephadex C-25; Pharmacia Fine Chemicals, Uppsala, Sweden) with a particle size of 40-120 and a cation exchange capacity of 4.6 meq / g were swollen in 600 ml of water and 200 ml of acetone and then with a A solution of 10 g of iodine in 100 ml of ethanol is added with stirring.
The reaction mixture was stirred at room temperature for 1 hour. The iodophor gel formed was suction filtered and dried for 16 hours at room temperature, then for 48 hours at 400.degree.
Yield: 98 g. Analysis: iodine content: 0.25%; Moisture content: 9.58%. Cation exchange capacity: 4.1 meq / g.
Swelling capacity: 7.5 ml / g. Extraction attempt: 3.01 g - one extraction - 56%.
Example 14
A diethylaminoethyl hydroxypropyl starch gel, prepared analogously according to the method of Example 3, had the following properties:
Nitrogen content: 4.57%
Hydroxypropyl substitution: DS = 0.05
Swellability: 13.0 ml / g
Moisture content: 5.59%
70 g of this gel were made to swell in a mixture of 200 ml of acetone and 600 ml of water for 60 minutes at 22 ° C. with stirring. A solution of 14 g of iodine in 100 ml of 99.5% ethanol was added. The reaction solution was stirred at 22 ° C. for 30 minutes. The iodine-containing gel was separated off by suction filtration and then dried.
The yield was 82 g.
The analysis of the iodine-containing gel showed the following values: 14.9% iodine, 3.9% moisture, swellability: 11.1 ml / g, extraction test 1, extraction 2.7%.
Example 15 Diethylaminoethyl starch gel, prepared according to the method of Example 3, had the following properties:
Nitrogen content: 5.62%
Swelling capacity: 5.4 ml / l
Moisture content: 3.72%
100 g of this gel were swollen in 1000 ml of 60% alcohol for 30 minutes at a temperature of 23 ° C. and with stirring. the pH was 4.5 units. The gel was filtered off and dried. A solution of 30 g of iodine in 2000 ml of 70% ethanol was then added to the dried gel on the filter. After drying the gel again, 500 ml of methanol were added. Then another 300 ml of 99.5% ethanol to which 30 g of iodine had been added was added to the slurry gel.
The reaction solution was treated with stirring for 30 minutes. The iodine-containing gel was filtered off and dried.
Yield: 142 g. The analysis: 32.2% iodine and 1.12% moisture. Swelling capacity: 3.6 ml / g.
Application 1
A cosmetic ointment was made by mixing the following components:
3 g of the iodophore according to Example 2 (particle size <100FL), in 28 ml
Swollen water 31 g
Paraffin 10 g
lanolin
Vaseline 24g
Silicone oil 2g
Wool wax alcohol 1 g
Cetanol 1g
Zinc oxide 24 g
Total: 103 g
Application 2
A viscous suspension for cosmetic use was prepared as follows:
5 g of the product according to Example 2 (with a particle size <100) were swollen in 25 ml of physiological saline solution with stirring. The suspension obtained is preferably applied by means of a spray cannula.