DD278062A1 - Bakterizide und fungizide mittel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft bakterizide und fungizide Mittel, die zur Bekaempfung von unerwuenschten oder schaedigenden Bakterien und Pilzen bei der Desinfektion auf dem Hygiene- und Veterinaerhygienesektor und im Materialschutz angewendet werden koennen. Die Aufgabe, neue Mittel mit hohen Gebrauchswerteigenschaften bezueglich bakterizider und fungizider Wirksamkeit, Wirkungsspektrum, Haut- und Materialvertraeglichkeit und Warmbluetertoxizitaet zu entwickeln, wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass als Wirkstoffe 4-Sulfomethyl-pyrrolidinium-betaine der allgemeinen Formel I verwendet werden. Die Bedeutung von Y und R ist der Beschreibung zu entnehmen. Formel

Description

il⁺

II-.C U

.J

in der

Y Wasserstoff oder eine SO₂~-Gruppe und

R einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine CH₂-CO-NH-Ri-Gruppierung, worin

R₁ ein geradkettigor oder verzweigter Alkylrest mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, bedeuten, enthalten.

2. Bakterizide und fungizide Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Wirkstoff 1,1,3-Trirnethy!-4-sulfomethyl-pyrrolidinium-betain enthalten.

3. Bakterizide und fungizide Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Wirkstoff 1,1 -Dimethyl-S-sulfinatomethyl^-sulfornethyl-pyrrolidiunium-betain enthalten.

4. Bakterizide und fungizide Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Wirkstoff 1-AIkYl(C₁₀-C₂O)-1,3-dimethyl-4-sulfomethyl-pyrrolidinium-betain enthalten.

5. Bakterizide und fungizide Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Wirkstoff i-AlkyKC^-C^I-i-methyl-S-sulfinatomethyl^-sulfomethyl-pyrrolidinium-betain enthalten.

6. Bakterizide und fungizide Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Wirkstoff i-AlkyKC^-C^I-aminocarbonylmethyl-I.S-dimethyl^-sulfomethyl-pyrrolidinium-betain enthalten.

7. Bakterizide und fungizide Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Wirkstoff i-AlkyKC^-C^-aminocarbonylmethyl-i-methyl-S-sulfinatomethyl^-sulfomethyl-pyrrolidiniumbetain enthalten.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft bakterizide und fungizide Mittel, die gegen unerwünschte oder schädigende Bakterien und Pilze in verschiedenen Bereichen oder bei der Desinfektion und des Materialschutzes angewendet werden können.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren. P.ienele, Quecksilberverbindungen, zinnorganische Verbindungen oder quaternäre Ammoniumverbindungen zur Bekämpfung unerwünschter oder schädigender Bakterien und Pilze in der Desinfektion oder für die Konservierung technischer Erzeugnisse einzusetzen. Die bisher bekannten Mittel weisrn jedoch entscheidende Nachteile auf. So besitzen Alkohole, aliphatische Aldehyde und substituierte Phenole keine anhalte, de und gleichmäßig starke Wirkung. Der Einsatz von kondensierten chlorierten Phenolen (z. B. Hexachlorophen) und organischer Quecksilber- und Zinnverbindungen ist durch die hohe Toxizität, insbesondere gegenüber Warmblütern, mit einer deutlichen Umweltbelastung verbunden. Aufgrund ihrer Aggressivität gegenüber vielen Materialien sind diese Verbindungen nur für spezielle Anwendungszwecke geeignet. Quaternäre Ammoniumverbindungen haben ebenfalls zu keiner befriedigenden Lösung der Probleme bei der Desinfektion und technischen Konservierung geführt, da sie in niedrigen Konzentrationen eine unzureichende mikrobizide Wirkung zeigen. Auch die Verwendung von Kombinationen bekannter Mittel kann die bestehenden Mangel in der Wirkung und den anwendungstechnischen Eigenschaften nur zureichend beseitigen.

Durch die ständige Ausbildung resistenter Mikroorganismenstämme werden ebenfalls neuo Mittel gefordert, die die bekannten bakteriziden und fungiziden Mittel in ihrer Wirkung übertreffen oder ergänzen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, neue bakterizide und fungizide Mittel mit hohen Gobrauchswerteigenschaften bereitzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue bakterizide und fungizide Mittel zu entwickeln, die eine hohe Wirksamkeit und ein breites Wirkungsspektrum sowie günstige Eigenschaften bezüglich Haut- und Materialverträglichkeit, Warmblütertoxizität und Geruch bieten und sich nach einfachen Syntheseprozessen auf de.· Basis großtechnischer Ausgangsprodukte herstellen lassen, Zur Lösung dieser Aufgabe werden bakterizide und fungizid« Witte! vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie neben den üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoffe mindestens ein 4-Sulfomethyl-pyrrolidinium-betain der allgemeinen Formel I enthalten,

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in der

Y Wasserstoff oder eine SOy-Gruppe und

R einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine CH₂-CO-NH-R|-Gruppierung, worin R, ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, bedeuten.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen 4-Sulfomethyl-pyrrolidinium-betaine der allgemeinen Formel I eine starke bakterizide und fungizide Wirkung und eine hinreichend lange Wirkungsdauer aufweisen. Die erfindungsgemäßen Mittel sind zur Bekämpfuno einer Vielzahl von Bakterien und Pilzen auf organischen oder anorganischen Substraten geeignet. Der Einsatz alternativ zu bekannten mikrobiziden Wirkstoffen vermindert die Gefahr der Ausbildung resistenter Bakterien und Pilze. Die erfindungsgenäßen Wirkstoffe sind geruchsneutral und zeichnen sich durch eine gute physiologische Verträglichkeit aus. Die Verbindungen der allgemeinen Formel I sind biologisch leicht abbaubar. Somit sind keine nachteiligen Belastungen des Menschen oder der Umwelt zu erwarten.

Die erfindungsgemäßen 4-Sulfomethyl-pyrrolidinium-betaine sind zur Lösung der verschiedensten Probleme der Desinfektion und der technischen Konservierung geeignet. Als Beispiele für derartige Einsatzmöglichkeiten ist die Verwendung als Desinfektionsmittel in Haushaltsreinigern, flüssigen und festen Seifen, in industriellen Reinigungsmitteln für Lebensmittelbetriebe, Großküchen, Molkereien, Brauereien und dergleichen, zur Flächendesinfektion in Krankenhäusern, zur Sanierung von Operationsräumen und Klimaanlagen sowie zui Instrumentendesinfektion zu nennen. Weiterhin können die erfindungsgemäße!! Mittel in Waschmitteln für die Wäschedesinfektion in üblichen Waschverfahren sowie bei der chemischen Reinigung eingesetzt werden. Ein weiteres Einsatzgebiet betrifft die Anwendung zur vorbeugenden und akuton Bshandlung von durch Mikroorganismen bedingten Hauterkrankungen bei Lebewesen sowie im Veterinärbereich zur Sanierung von Geflügel- und Säugetierställen, Brütereien und Mästereien. Ferner sind die erfindungsgemaßen Mittel zur Konservierung von Zellstoff- und Papierprodukten, Kosmetika, Leder, verschiedenen Leimen, wasserhaltigen Anstrichmitteln, Metallveracboitungsgeräten sowie von Industrie- und Brauchwasser, wie z. B. das Wasser in Kühlkreisläufen, Schwimmbädern, Wäschern von Klimaanlagen u.a. einsetzbar.

Die Herstellung der erfindungsgemälten 4-Sulfomethyl-pyrrolidinium-betaine der allgemeinen Formel I kann nach an sich bekannten Syntheseprinzipien erfoigan, indem Methyldiallylamin mit Alkylhalogeniden der Kohlenstoffzahl 1 bis 1Pbzw. mit a-Halogencarbonsäuren oder deren acylierend wirkenden Derivaten und anschließend mit aliphatischen Aminen der Kohlenstoffzahl 6 bis 24 zu den entsprechenden Methyldiallylammonium-Salzen der allgemeinen Formel Il umgesetzt werden,

M₂C = HC CH = CH₂

H₂C CH₂

x" im

N ⁺

H₃C K

bei dsnen R die in der Formel I angegebene Bedeutung hat und X"für ChIc rid, Bromid oder Jodid steht. Die Salze der allgemeinen Formel Il können durch homogenkatalytisch initiierte Hydrogensulfit-Addition (DD-PS 154444; DD-PS 224847; DD-PS 225128) in die erfindungsgemäßon Wirkstoffe der allgemeinen Formel I überführt werden.

Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe können in flüssige, pastöse oder fecce Zubereitungen eingearbeitet werden und in Abhängigkeit vom spezifischen Anwenäungszweck insbesondere al? Lösungen, Emulsionskonzentrate, Pasten, Pulver oder

Granulate zur Anwendung kommen. Die Konfektionierung kann durch Vermischen oder Vermählen von Wirkstoffen der allgemeinen Formel I mit üblichen Zusatzmitteln, wie geeigneten Trägerstoffen, Dispersions- und Lösungsmitteln, oberflächenaktiven Substanzen, Wasserenthärtern, Komplexbildnern, Duftstoffen, Schauminhibitoren oder Feststoffen erfolgen. In die Konfektionierung ist auch die Einstellung von Lösungen auf einen bestimmten, dem Anwendungszweck entsprechenden pH-Wert eingeschlossen.

Die Formulierungen der erfindungsgemäßen Wirkstoffe enthalten im allgemeinen zwischen 0,5 und 95% Massegehalt der Wirkstoffe. Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe können in Form ihrer Formulierungen oder den daraus durch weheres Verdünnen bereiteten Anwendungsformen eingesetzt werden.

Die Anwendungskonzentrationen der erfindungsgemäßen Mittel hängen vom spezifischen Anwendungszweck ab und können in einem größeren Bereich variiert werden. 8ei der Verwendung als Desinfektionsmittel beträgt die Wirkstoffkonzentration gebrauchsfertiger Lösungen zwischen 0,1 und 5 Ma.-% an Wirkstoff. Aus den Konzentraten hergestellte Sprühlösungen haben im allgemeinen eine Menge von 0,1 bis 10 Ma.-% an Wirkstoff. Zurtechn^:schen Konservierung betragen die üblichen Anwendungskonzentrationen 0,01 bis 1 Ma.-% an Wirkstoff, bezogen auf die Masse des zu schützenden Materials. Beim Einsatz zur Wasserbehandlung sind Wirkstoffmengen von 0,0005 bis 0,01 Ma.-% ausreichend.

In den nachfolgenden Beispielen wird die bakterizide und fungizide Wirkung der erfindungsgemäßen Wirkstoffe gezeigt.

Ausführungsbuispiele

Zur Prüfung der bakteriziden und fungiziden Wirksamkeit werden in den nachstehenden Beispielen folgende Wirkstoffe verwendet:

1 = 1,1,3-Trimethyl-4-sulfomethyl-pyrrol' jinium-betain

2 = 1,1-Dimethyl-3-suirinatomethyl-4-&ulfomethyl-pyrrolidinium-betain 3_#= 1-n-Dodecyl-1,3-dimethyl-4-sulfomethyl-pyrrolidinium-betain

4 = 1-n-Dodecyl-1-methyl-3-sulfinatomethyl-4-sulfom'ithyl-pyrrolidinium-betain

5 = 1 -Octadecyl-Zhexadecylaminocarbonylmethyl-I,3-dimethyl-4-sulfomethyl-pyrrolidinium-betain

6 = 1 -Octadecyl-Zhexadecylaminocarbonylmethyl-I -methyl-S-sulfinatomethyl^-sulfomsthyl-pyrrolidinium-betain.

Beispiel 1:

Suspensionswachstumstest bei Bakterien

Man läßt die Wirkstoffe in Kulturröhrchen auf Escherichia coli einwirken. Das Wachstum der Bakterien wird durch Extinktionsmessungen im grobdispersen System photometrisch bestimmt. Die Röhrchen werden mit einer bestimmten Menge Bakteriensuspension gefüllt, die nach 15 Stunden Vorkultivierungszeit in Glucose-Nährbouillon bei 22°C herangewachsen ist und auf einen Extinktionswert von 0,075 eingestellt wird. Danach werden die in 70%igem Ethanol gelösten Wirkstoffe hinzugefügt (Ethanol-Endkonzentration 0,7 Vol.-%). Nach 6 Stunden erfolgt die Messung des Bakterienwachstums im MAYER-Nährmcdium mittels eines Photometers.

Anhand einer Eichkurve werden die den Extinktionswerten entsprechenden Bakterientrockensubstanzwerte ermittelt. Die Auswertung erfo'gt durch Berechnung der prozentualen Wachstumshemmung füi dio jeweiligen Wirkstoffe im Verhältnis zu der Kontrolle ohne Wirkstoff (Tabelle A).

Tabelle A: Wachstumshemmung von Bakterien (Cschcrichia coli) Wirks' iffkonzentration: 50pg/ml

Wirkstoff Wachstumshemmung in %

1 52

2 28

3 17

4 29

5 100

6 100

Beispiel 2:

Suspensionswachstumstest bei Hefepilzen

Man läßt die Wirkstoffe in Kulturröhrchen auf Hefepilze einwirken. Das Wachstum der Hefepilze wird durch Extinktionsmessungen im grobdispersen System photometrisch bestimmt.

Die Röhrchen v/erden mit einer bestimmten Menge der Hefepilz-Suspension gefüllt, die nach 15 Stunden Vorkultivierungszeit im MILLER Medium (3% Glucose) herangewaschen ist und auf einen geeigneten Extinktionswert (für Torulopsis Candida 0,095; für Candida utilis 0,035) eingestellt wird. Danach werden die in 70%igem Ethanol gelösten Wirkstoffe hinzugefügt (Ethanol-Endkonzeni.qtion 0,7 Vol.-%). Nach 5 Stunden erfolgt die Wachstumsmessung im Photometer.

Anhand einer tir hkurve werden die den Extinktionswerten entsprechenden Hefetrockensubstanzwerte ermittelt. Die Auswertung erfolg; durch Berechnung der prozentualen Wachstumshemmung für die jeweiligen Wirkstoffe im Verhältnis zu der Kontrolle ohne Wirkstoff (Tabelle B).

-4- 278 085:

Tabelle B: Wachstumshemmung von Hefepilzen Wirkstoiikunzentration: 100pg/ml

Wirkstoff

Wachsuimshemmung in % Torulopsis Candida Candida utilis

25 10

43 57

25 18 79 76

Beispiel 3:

Agar-Plattentest mit Pilzen unterschiedlicher laxonomischer Stellung

Die fungizide Wirksamkeit der Wirkstoffe gegenüber den Testpüzen wird in herkömmlicher Weise als Hemmung des Radialwachstums der Pilze auf Malzagar-Njihrmedium (2% Malz) in Petrischa'en bei einer Inkubationstemperatur von 25°C bestimmt.

Die in 70%igem Ethanol gelösten Wirkstoffe werden dem flüssigen Agar in der gewünschten Wirkstoffkonzentration so zugemischt, daß der Ethanoi-Gehaii ö,7 Voi.-% nicht übersteigt. Nach Erkalten des Agar-Wirkstoff-Gemisches wird mit einem Myzelstück von 1 cm Durchmesser für die Pilze Schizophyllum commune, Penicillium chrysogenum und Mucor mucedo oder mit einem Tropfen einer Sporensuspension von Aspergillus nidulans beimpft.

Die Wachstumsmessungen werden vorgenommen, wenn die Kontrollen ohne Wirkstoffzusatz zu 70 bis 90% des Schalendurchmessers durchwachsen sind. Die Auswertung erfolgt durch Berechnung der prozentualen Wachstumshemmung für die jeweiligen Wirkstoffe gegenüber der Kontrolle ohne Wirkstoffzusatz (Tabelle C).

Tabelle C: Wachstumshemmung von Pilzen im Agar-Plattentest

	Wirkstoffkonzentration: 100pg/ml	Wachstumshemmung in	%	Mucor
Wirkstoff		Penicillium	Aspergillus	mucedo
	Schizophyllum	chrysogenum	nidulans	8
	commune	6	13	4
3	9	14	8	13
4	19	23	10	Ul
Ul	21	(Jl	16
6	19

Beispiel 4:

Suspensionstest mit verschiedenen Keimen

Die Vorbereitung der Mikroorganismen erfolgt über jeweils 3 Passagen auf Nähragar (Passage 24h/37°C). Von den Test-Mikroorganismen wird eine ISstündige Bouillon-Kultur verwendet (Bebrütungstemperatur37°C). Hiervon werden jeweils 0,1 ml zu 10ml der zu prüfenden Wirkstofflösung gegeben und gut vermischt. Nach bestimmten Einwirkungszeiten wird jeweils eine Platinöse (Durchmesser 4mm) des Wirkstoff-Mikroorganismen-Gemisches entnommen und in 10 ml Nährbouillon gegeben. Bakterienkulturen werden bis zu 7 Tagen bei 37⁰C, Pilzkulturen bis zu 28 Tagen bei 23°C bebrütet. Als Kontrolle dienen in jeder Versuchsreihe Ansätze mit 10ml sterilem Wasser und 0,1 ml Mikroorganismensuspension, aus denen nach der längsten Einwirkungszeit ebenfalls eine Platinöse voll Gemisch entnommen und in 10ml Nährbouillon gegeben wird. ZUr Ausschaltung der Nachwirkung des zu prüfenden Präparates werden der Näh-bouillon 3% Tween 80 und 0,3% Lezithin zugesetzt. Testkeime sind: A = Staphylococcus aureus 3 = Escherichiacoli C = Pseudomonasaeruginosa D = Candida albioans E = Trichophytom mentagrophytes F = Penicillium sp

G = Aspergillus niger

Tabelle E: Abtötungszeiten verschiedener Keime

Wirkstoff	Wirkstoff-	A	B	Abtötungszeiten in Minuten	Testkeime	E	5	F	G
	konz. (%)	10	60		D	10	120	120
		10	10	C	CJl		60	120
2	1,0		10	5
CJl	1,0		10

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Bakterizide und fungizide Mittel, gekennzeichnet dadurch, daß sie neben den üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoffe mindestens 4-Sulfomethyl-pyrrolidinium-betain der allgemeinen Formel I,

   YIL-C - MC Cl! - CII₀ - iü"

   n„c cn