DE3307733C2

DE3307733C2 -

Info

Publication number: DE3307733C2
Application number: DE3307733A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Chem. Dr. 2000 Hamburg De Beilfuss; Holger Dr. Brill; Karl-Heinz 2000 Norderstedt De Diehl; Heinz Dipl.-Chem. Dr. Eggensperger; Hans-Peter Dipl.-Chem. Dr. 2000 Hamburg De Harke; Helmut 2000 Tangstedt De Nolte
Original assignee: Schuelke & Mayr 2000 Norderstedt De GmbH
Current assignee: Schuelke and Mayr GmbH
Priority date: 1983-03-04
Filing date: 1983-03-04
Publication date: 1991-06-20
Also published as: DE3307733A1

Description

Die Erfindung betrifft biozide Mittel gemäß Anspruch 1.

Die Verbindungen der in Anspruch 1 angegebenen Formel besitzen ausgezeichnete biozide Wirksamkeit, insbesondere gegenüber Pilzen. Sie können als reine Enantiomere (cis oder trans) als Enantiomeren-Gemisch vorliegen.

Als anorganische Kationen kommen Alkalikationen, wie Lithium, Natrium, Kalium und Ammonium; Erdalkalikationen wie Magnesium, Calcium, Strontium und Barium sowie Ionen von Metallen mit unterschiedlichen Wirksamkeitsstufen, wie z. B. Zink, Aluminium, Kupfer, Quecksilber, Silber, Cer, Zinn, Mangan, Eisen, Blei, Chrom, Kobalt, Molybdän, Nickel, Thallium und Wolfram in Betracht, als organische Kationen substituierte Ammonium- und Phosphoniumkationen, Guanidinium- und Diguanidiniumkationen, wie Chlorhexidinium, Alexidinium, 1,1′-Hexamethylenbis[5-(2-ethylhexyl)biguanid], Dodecylguanidinium und Guanidinium; Amidiniumkationen wie Benzamidinium und Hexamidinium; zinnorganische Kationen, wie das Tributylzinnkation; Isothiuroniumkationen, wie Dodecylisothiuronium; protonierte Aminoxide und Phosphinoxide, wie Lauryldimethylaminoxid und Lauryldimethylphosphinoxid.

Als substituierte Ammoniumverbindungen sind zu nennen mono-, di-, tri- und tetrasubstituierte Ammoniumverbindungen, die in den organischen Resten Substituenten tragen können; Verbindungen mit einer oder mehreren Ammoniumstrukturen im Molekül, einschließlich polymerer Ammoniumverbindungen. Die Ammoniumstruktur kann auch in aliphatischen, alicyclischen, heterocyclischen, aromatischen oder heteroaromatischen Verbindungen enthalten sein.

Beispiele für substituierte Ammoniumionen sind:

Methyl-, Dodecyl-, Octadecyl-;
Dimethyl-, Methyläthyl-, Didecyl-;
Trimethyl-, Dimethyldodecyl- und Tridecylammonium; Cyclohexyl-, Dibenzyl-, Dimethylphenylammonium;
Äthanol-, Diäthanol- und Triäthanolammonium;
Urotropinium,

N,N′,N′′-Tris(β-hydroxyäthyl)hexahydrotriazinium; Hexetidinium, 5-Amino-1,3-bis(2-ethylhexyl)hexahydro-5-methylpyrimidin, Hexedinium;

Imidazolidinium, Imidazolium, Isothiazol-3-onium, Benzisothiazolonium und N,N′-Methylen-bis-(oxazolidinium).

Beispiele für quaternäre Ammoniumionen sind:
Dodecyldimethylbenzylammonium, Tetradecyldimethylbenzylammonium, Fettalkyl(C₁₂-C₁₄)dimethylbenzylammonium, Didecyldimethylammonium, Cetylpyridinium, Dodecyltrimethylammonium, Stearyldimethylbenzylammonium, Oleyldimethyhlbenzylammonium, Tetrabutylammonium, WSCP-Quat- Kation,

mit n=12-16, polymere Ammoniumkationen wie sie in der DE-OS 29 30 865 beschrieben sind, die auch ungesättigte Bindungen aufweisen können, Octenidinium,

Didecylimidazolium und Benzyldodecylimidazolium.

Beispiele für erfindungsgemäße Thioschwefelsäureester und deren Salze sind:

S-(β-Aminocarbonyl-vinyl)thioschwefelsäure
S-(β-n-Octylaminocarbonyl-vinyl)thioschwefelsäure
Natrium-cis-S-(β-aminocarbonyl-vinyl)thiosulfat
Natrium-trans-S-(β-aminocarbonyl-vinyl)thiosulfat
Natrium-cis/trans-S-(β-aminocarbonyl-vinyl)thiosulfat
Natrium-cis/trans-S-(β-methylaminocarbonyl-vinyl)thiosulfat
Natrium-S-(β-dimethylaminocarbonyl-vinyl)thiosulfat
Natrium-S-(β-n-octylaminocarbonyl-vinyl)thiosulfat
Natrium-S-(β-methylaminocarbonyl-α-chlorvinyl)thiosulfat
Natrium-S-(β-methylaminocarbonyl-α, β-dichlorvinyl)thiosulfat
Natrium-S-(β-hydroxymethylaminocarbonyl-vinyl)thiosulfat
Natrium-S-(β-cyclohexylaminocarbonyl-vinyl)thiosulfat

Polymere Verbindungen der oben genannten Art können vorliegen, wenn R¹ und/oder R² in der allgemeinen Formel ungesättigt sind. Z. B. kann man bei Anwendung der Verfahrensweise a) N-Vinylisothiazolon zunächst polymerisieren und anschließend die Isothiazolonringe im Polymeren mit Natriumhydrogensulfit öffnen.

Salze von Thioschwefelsäureestern, die auch als Bunte- Salze bezeichnet werden, sind bekannt, auch die Wirksamkeit einiger dieser Salze gegenüber verschiedenen Schädlingen.

So werden in der deutschen Patentschrift 6 74 883 für die Bekämpfung von Pflanzenschädlingen, wie Blattläusen und Raupen; Ungeziefer, wie Wanzen, Läusen und Flöhen und von höher organisierten Schädlingen, wie Ratten und Mäusen Salze von Schwefelsäureesterns sowie Thioschwefelsäureestern beansprucht. Die spezifischen erfindungsgemäßen Thioschwefelsäureester sind dort jedoch nicht genannt.

In der DE-AS 10 03 724 wird die Herstellung von für Schädlingsbekämpfungsmittel geeigneten Ausgangsstoffen, nämlich von Halogenalkyl- oder Halogenalkenylthiosulfaten beschrieben.

Die Herstellung weiterer Bunte-Salze, die ebenfalls von den erfindungsgemäßen verschieden sind, ist in der DE-OS 15 68 069 beansprucht. Sie sollen, wenn sie im alkalischen Milieu fixiert werden, vgl. S. 4, Abs. 2 der DE-OS, Geweben eine permanente fungizide Ausrüstung verleihen, d. h. nicht die Bunte-Salze selbst, sondern die unter alkalischen Bedingungen entstehenden Reaktionsprodukte verursachen die fungizide Wirkung.

In der DE-OS 25 12 812 schließlich sind im Benzolkern substituierte Thiosulfate der allgemeinen Formel

sowie deren Herstellung und Verwendung, auch als biozide Mittel, beansprucht.

Aus "Archiv der Pharmazie", 310. Band, Heft 3, Seite 216 bis 222 ist bekannt, Isothiazol-3-one mit Natriumhydrogensulfit unter Bildung von Bunte-Salzen umzusetzen. Diese Umsetzung erfolgte im Zusammenhang mit Untersuchungen zur Bestimmung dieser Substanzklasse in isothiazol-3-on-haltigen Lösungen. Biozide Wirkungen dieses Bunte-Salze sind nicht beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Thioschwefelsäureesterderivate besitzen gegenüber anerkannt gut wirksamen Bioziden eindeutige Vorteile:

Ein solches Biozid mit guter Wasserlöslichkeit ist das 2- Mercaptopyridin-N-oxid. Nachteilig ist jedoch dessen Verfärbung mit Metallionen, speziell Eisenionen (Schwarzfärbung). Die erfindungsgemäßen Verbindungen, insbesondere das wasserlösliche Natrium-S-(β-octylaminocarbonyl-vinyl) thiosulfat führen nicht zu einer Verfärbung mit Eisenionen oder anderen Metallionen.

2-n-Octyl-isothiazol-3-on (Handelsprodukt), das z. B. zur fungiziden Ausrüstung von Farben verwendet wird, ist wasserunlöslich. Diese Wasserunlöslichkeit beschränkt die Einsetzbarkeit des 2-n-Octyl-isothiazol-3-ons.

Das wasserlösliche Gemisch aus N-Methyl-isothiazol-3-on und N-Methyl-5-chlor-isothiazol-3-on ist nur begrenzt stabil und muß daher z. B. durch Komplexbildung mit Metallsalzen stabilisiert werden. Aber auch bei den stabilisierten Produkten läßt die für einen technischen Einsatz erforderliche Stabilität zu wünschen übrig.

Ein weiterer Nachteil der Isothiazolone besteht darin, daß sie eine gewisse Flüchtigkeit besitzen. Die erfindungsgemäßen Bunte-Salze sind, aufgrund ihres Salzcharakters nur minimal flüchtig. Ferner besitzen sie gute Stabilität und Wasserlöslichkeit. So lassen sich z. B. die erfindungsgemäßen Bunte-Salze aus Äthanol, Natriumhydrogensulfitlösung und anderen Lösungsmitteln ohne Zersetzung umkristallisieren. Außerdem besitzen sie hohe Schmelzpunkte. Erst bei hohen Schmelzpunkttemperaturen von z. B. 170°C beobachtet man eine Zersetzung. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bunte-Salze ist, daß ihre Löslichkeit in Wasser oder organischen Lösungsmitteln nach Belieben durch Wahl des Kations eingestellt werden kann, so daß man bei Bedarf entweder in Wasser lösliche Salze (z. B. Natrium-Salze) oder in Wasser unlösliche Salze (z. B. Quat-Salze) bzw. in Wasser wenig lösliche Salze (z. B. Ammonium-Salze, Magnesium-Salze) herstellen kann.

Die erfindungsgemäßen Salze schäumen nicht bzw. sind schaumarm. Salze biozider Basen (z. B. kationaktiver Verbindungen) mit den erfindungsgemäßen organischen Thioschwefelsäureestern besitzen ausgezeichnete biozide Wirkung und sind aufgrund ihrer geringen Wasserlöslichkeit aber guten Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln als wasserunlösliche Biozide einsetzbar. Demgegenüber sind die bioziden Verbindungen der DOS 25 12 812 nicht mit kationenaktiven Detergenzien verträglich. Es kommt zu schleimigen Ausfällungen, verbunden mit einer Inaktivierung der bioziden Wirksamkeit.

Als Kationen in den erfindungsgemäßen Bunte-Salzen werden vorzugsweise solche eingesetzt, die:

a) eigene biozide Wirkung besitzen
b) das Wirkungsspektrum der Thioschwefelsäureester erweitern, z. B. durch eine Wirkungsverstärkung gegenüber Bakterien oder besonders resistenten Keimen
c) durch synergistische Effekte die Wirkung im Vergleich zu z. B. Bunte-Salzen mit Alkalien erhöhen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind in einfacher Weise und hohen Ausbeuten aus technisch leicht zugänglichen Ausgangsstoffen erhältlich.

Ihre Herstellung ist an sich bekannt.

Sie können durch

a) Ringöffnung von Isothiazol-3-onen mit Hydrogensulfit oder auch Sulfit-Salzen
- a1) Ringöffnung von Isothiazol-3-onen mit SO₂ in wäßriger Lösung und gegebenenfalls Neutralisation mit der gewünschten Base.
b) Umsetzung von Propiolamid-Derivaten mit Thiosulfat unter Abfangen eines Mols Base mit der Säure HX hergestellt werden.

Beim Verfahren a) kann das Sulfit in äquimolaren Mengen oder im Überschuß zugesetzt werden. Bestimmte erfindungsgemäße Bunte-Salze können auch nach dem Verfahren a1) durch Zugabe subäquivalenter Mengen SO₂ zu wäßrigen Lösungen oder organisch wäßrigen Lösungen von Isothiazol- 3-onen ausreichender Basizität hergestellt werden. Man erhält dann Bunte-Salze, in denen das basische Isothiazol- 3-on zu Isothiazolinium-Kationen protoniert ist.

Die erfindungsgemäßen Thioschwefelsäureester bilden sich spontan und quantitativ. Sie können dementsprechend auch in situ aus Isothiazolon und Sulfit hergestellt werden.

Als Lösungsmittel eignen sich Wasser, wäßrige Lösungen oder organische Lösungsmittel, wie Alkohole, Glykole u. ä.; es kann aber auch ohne Lösungsmittel gearbeitet werden, z. B. bei Verwendung flüssiger Isothiazolone.

Die Reaktion kann bei Raumtemperatur oder darunter, aber auch bei höheren Temperaturen bis 150°C erfolgen.

Die Herstellung erfolgt durch Mischen der Komponenten oder durch portionsweise Zugabe, wobei sowohl das Isothiazolon als auch das Sulfit vorgelegt werden können. Die Umsetzung verläuft ohne Nebenreaktionen.

Das Reaktionsprodukt kann nach üblichen Verfahren isoliert werden, z. B. durch Filtrieren, Einengen des Lösungsmittels, Waschen mit geeigneten Lösungsmitteln oder Umkristallisieren. Da die Reaktion ohne signifikante Nebenreaktionen abläuft und ein verhältnismäßig reines Produkt erhalten wird, kann das Reaktionsprodukt direkt ohne Isolierung verwendet werden.

Gewünschte Salze der erfindungsgemäßen Thioschwefelsäureester lassen sich durch Umsalzen aus den leicht zugänglichen und in Wasser leichter löslichen Natrium-Salzen herstellen.

Die Identifizierung und Charakterisierung der hergestellten Verbindungen und die Überprüfung ihrer Reinheit erfolgt unter Anwendung der üblichen Verfahren, z. B. mit Hilfe der Dünnschichtchromatographie, Kernresonanzspektroskopie, HPLC, dem IR-Spektrometer und durch Bestimmung des Schmelzpunkts.

Bunte-Salze werden durch Säuren langsam zersetzt. Es ist deshalb zweckmäßig, die Lösungen der erfindungsgemäßen Salze zu stabilisieren, z. B. mit Puffern und Salzen, so daß der pH-Wert der Lösungen möglichst nicht längere Zeit unter pH=2 liegt oder absinkt.

Feste Stoffe, aus denen Gebrauchslösungen hergestellt werden, müssen nicht unbedingt stabilisiert werden, da in diesen Gemischen die Zersetzung der Bunte-Salze unter pH=2 bei Temperaturen bis etwa 50°C nur langsam vor sich geht und eine Beeinträchtigung der bioziden Wirkung nicht signifikant ist.

Im schwach sauren, neutralen und alkalischen Bereich sind die Bunte-Salze wesentlich beständiger.

Bei den erfindungsgemäßen Bunte-Salzen handelt es sich überwiegend um farblose - bei einigen Schwermetallsalzen auch um schwach gefärbte - geruchlose, kristalline Verbindungen mit hohem Schmelzpunkt. In fester Form können die Bunte-Salze Kristallwasser enthalten.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen und Zubereitungen, die sie enthalten, besitzen biozide und pestizide Wirksamkeit. Sie dienen zur Kontrolle von Mikroorganismen und Schädlingen und können in der Humanmedizin, der Veterinärmedizin, im Pflanzenschutz und im Materialschutz angewandt werden, und zwar sowohl prophylaktisch als auch therapeutisch.

Aufgrund ihrer antimikrobiellen Wirkung können aus ihnen Mittel mit keimtötender und/oder keimhemmender Wirkung bzw. wachstumshemmender Wirkung hergestellt werden. Sie können auf zu schützende Stoffe aufgebracht oder in diese eingearbeitet werden. Sie inaktivieren Bakterien, Pilze, Viren, Algen, Protozoen, Spermien u. a.

Zur Abtötung und Bekämpfung von Mikroorganismen sind die erfindungsgemäßen Verbindungen und Mittel, die sie enthalten als Bakterizide und Fungizide, u. a. auf folgenden Einsatzgebieten brauchbar:
als Konservierungsmittel für kosmetische Zubereitungen, z. B. Lösungen, Lotionen, Salben, Cremes, Pulver, Puder, Pasten und Sprays oder für technische Produkte, z. B. Lösungen, Emulsionen, Suspensionen und Dispersionen;
zur antimikrobiellen Ausrüstung von Stoffen und Materialien, z. B. Farben, Lacken, Putzen, Anstrichen, Textilien;
zur Bekämpfung von mikrobiellem Bewuchs auf Flächen, z. B. auf dem Lebensmittelsektor und im Haushalt;
als Desinfektionsmittel für Wäscherkammern, Luftbefeuchter und Klimaanlagen;
als Biozide bei der Papierherstellung, für Wasserkreisläufe und Wasserkühlsysteme, als Schleimbekämpfungsmittel und für die Konservierung von Kühlschmierstoffen;
als Fungizide in der Landwirtschaft, als Saatgutbehandlungsmittel und Mittel zur Pflanzenhygiene;
als Antiseptika, Dermatika und Antimykotika;
zur Behandlung von Haut, Schleimhaut und Haaren;
in Haarbehandlungsmitteln gegen Haarschuppen und zur Behandlung der Schuppenflechte;
zur Wunddesinfektion.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen haben ein breites Wirkungsspektrum und sind im allgemeinen wenig toxisch.

Die Menge der zu verwendenden Stoffe hängt vom Anwendungszweck ab und kann durch Vorversuche, z. B. aus dem MHK-Wert ermittelt werden. Im allgemeinen sind Mengen von 1 ppm bis 5000 ppm in den Gebrauchsverdünnungen ausreichend. Sie können aber auch unverdünnt oder konzentriert bis hochkonzentriert eingesetzt werden und bei Bedarf verdünnt werden.

Als Zubereitungen kommen feste, flüssige oder pastöse Formulierungen in Frage.

Als flüssige Zusatzstoffe eignen sich Wasser oder organische Lösungsmittel, wie Alkohole, Glykole, anionische, nichtionische, kationische und ampholytische Tensid-Lösungen, Äther, Ester, Ketone, Amine, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, Amide, Fette, Öle, Wachse, anorganische oder organische Säuren, Basen oder Salzlösungen. Bevorzugt werden wäßrige Lösungen oder Gemische organischer Lösungsmittel mit Wasser.

Feste Träger oder Streckmittel sind:
anorganische oder organische Salze,
anorganische oder organische Reinigungsmittel,
Tonerde, Talkum, Aktivkohle, Kieselgel und
Stoffe, die Einschlußverbindungen bilden können, wie
Harnstoff.

Geeignet sind auch flüssige oder feste Ionenaustauscher, insbesondere stark oder schwach basische Ionenaustauscher, von denen die erfindungsgemäßen Thioschwefelsäureester als Anionen gebunden werden.

Die erfindungsgemäßen Bunte-Salze können mit anderen bioziden Stoffen kombiniert werden, z. B. mit Quats, Phenolen, Alkoholen, Amphotensiden, Aldehyden, heterocyclischen Bioziden und bioziden Halogenverbindungen.

Zur Erzielung anwendungstechnischer Vorteile können sie mit Zusätzen und Hilfsstoffen kombiniert werden, z. B. mit Korrosionsinhibitoren, Stabilisatoren, Lösungsvermittlern, Emulgatoren, Härtestabilisatoren, pH-Regulatoren, Farbstoffen, Parfüms, Netzmitteln, Reinigungskomponenten und Geruchsinhibitoren.

Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung erfindungsgemäßer Bunte-Salze

Beispiel 1 Natrium-S-(β-N-octylaminocarbonyl-vinyl)-thiosulfat (NA-I)

NaO₃S-S-CH = CH-CONH-C₈H₁₇

a) 213 g (1 Mol) N-Octyl-isothiazol-3-on läßt man unter Bühnen und Eiskühlung in 400 g 40%ige Natriumhydrogensulfitlösung fließen. Nach 1-stündigem Rühren bei Raumtemperatur werden die farblosen Kristalle abgesaugt, aus der 10-fachen Menge Isopropanol, oder Äthanol umkristallisiert und im Vakuum getrocknet. Man erhält 164 g farblose geruchlose Kristalle. Schmelzpunkt ab 170°C (Zersetzung). Das Produkt enthält 2-3 Mol Kristallwasser.
b) Das obige Bunte-Salz kann auch aus dem erwähnten technisch zugänglichen Handelsprodukt (einer ca. 40%igen Lösung von N- Octylisothiazol-3-on in 1,2-Propylenglykol) durch Zugabe von äquimolaren oder überschüssigen Mengen Natriumhydrogensulfit bei 0-50°C hergestellt werden. Die Ausbeute ist nahezu quantitativ. Aus der so hergestellten Lösung kann das Bunte-Salz isoliert werden. Die Lösung kann aber auch als solche oder mit Zusätzen und Hilfsstoffen zu einem Handelsprodukt formuliert werden.
Das erhaltene Natrium-S-(β-N-octylaminocarbonyl- vinyl)thiosulfat bildet eine farblose, geruchlose Kristalle und ist gut wasserlöslich. Seine Löslichkeit in destilliertem Wasser beträgt über 10%.

Die Beständigkeit wäßriger Lösungen dieses Salzes wurde wie folgt untersucht:
Lösung 1: 10 Tle Natriumsalz an 100 Tle H₂₀ perm.
Lösung 2: 10 Tle Natriumsalz+1 Tl Natriumhydrogencarbonat ad 100 Tle H₂O perm.

Die erhaltenen klaren und farblosen Lösungen wurden bei Raumtemperatur stehengelassen. Nach 10 Monaten war die Lösung 2 unverändert klar, farblos und geruchlos; pH=8,2. In der Lösung 1 hatte sich nach 10 Monaten ein farbloser Niederschlag gebildet; die Lösung war ansonsten farblos und wies einen schwachen SO₂-Geruch auf; pH=2,2.

Herstellung von anderen Salzen der S-(β-N-Octylaminocarbonyl- vinyl)-thioschwefelsäure (I) durch Umsalzen

Das oben erhaltene Natriumsalz wird in Wasser gelöst und mit äquimolaren Mengen wäßriger Metallsalz- oder Ammoniumsalzlösungen, z. B. mit Metall- oder Ammoniumsulfat-, -chlorid- oder -acetatlösungen versetzt. Die gebildeten Metall- und Ammoniumsalze fallen aus, werden abgesaugt, getrocknet und bei Bedarf umkristallisiert.

Auf diese Weise wurden die folgenden Salze Kat⁺(^-O₃S₂-CH=CH-CONH-C₈H₁₇)_n=(I) hergestellt:

Kat
Kalium (n=1)
farblose Kristalle F 185°C
Analyse C₁₁H₂₀NO₄S₂K	MG 331,51 ber. S 19, 23%
	gef. S 19, 26%
Ammonium (n=1)	farblose Kristalle F 167-69°C
(Löslichkeit in dest. Wasser 0,1%) @	Magnesium (n=2)	farblose Kristalle F 156-69°C
(Löslichkeit in dest. Wasser 0,2%) @	Barium (n=2)	farblose Kristalle
Silber (n=1)	gelbliche Kristalle
Quecksilber (n=2)	gelbliche Kristalle
a Fettalkyl(C₁₂-C₁₄)dimethyl-benzylammonium	farblose Kristalle F 152°C
(Löslichkeit in dest. Wasser <0,05%) @	b Fettalkyl(C₁₂-C₁₄)trimethyl-ammonium	farblose Kristalle F 180°C
(Löslichkeit in dest. Wasser <0,05%) @	d Myristyl-dimethyl-(2,2-diäthoxyäthyl)ammoniumbromid	farblose Kristalle F 69-70°C
(Löslichkeit in dest. Wasser <0,1%) @	e Laurylammonium	farblose Kristalle

In analoger Weise wie oben wurde unter Verwendung von N-Methylisothiazol-3-on anstelle des N-Octylisothiazol-3- ons das Natrium-S-(β-N-methylaminocarbonyl-vinyl)thiosulfat NaO₃S-S-CH=CH-CONHCH₃(Na-V) hergestellt. Seine Löslichkeit in destilliertem Wasser betrug mehr als 10%.

Beispiel 2 a) S-[β-Aminocarbonyl-vinyl]-thioschwefelsäure (H-II)

HO₃S-S-CH=CH-CONH₂

30 g Isothiazol-3-on werden in 100 ml Wasser gelöst. In diese Lösung wird SO₂ als Gas eingeleitet, bis die Bildung des Thioschwefelsäureesters vollständig ist. Der Reaktionsverlauf wird dünnschichtchromatographisch mit Hilfe des Laufmittels Essigester-Isopropanol-Wasser 7 : 3 : 1 verfolgt. Bunte-Salz (H⁺-Form) R_F=0,35; Isothiazol- 3-on, R_F=0,60.

Der Ansatz wird in einem Rotationsverdampfer bei einer Badtemperatur von +30°C eingeengt. Man erhält eine gelbe, ölige Flüssigkeit, die sich mit der Zeit zersetzt.

b) Natrium-S-(β-Aminocarbonyl-vinyl)-thiosulfat (Na-II)

10,1 g (0,1 Mol) Isothiazol-3-on und 10,4 g (0,1 Mol) Natriumhydrogensulfit werden in 100 ml Wasser gegeben. Die Lösung wird kurze Zeit bei Raumtemperatur gerührt und im Vakuum zur Trockne eingeengt. Man erhält eine schwach gelblich gefärbte kristalline Substanz. Schmelzpunkt 198-200°C.

DC=Laufmittel Essigester-Isopropanol-Wasser 7 : 3 : 1. R_F=0,35 (wie vorstehend für die Säure). Nach NMR handelt es sich um die cis-Verbindung, die in wäßriger Lösung mit der Zeit in ein cis, trans-Gemisch übergeht (DC, NMR).

c) Triäthanolammonium-S-(β-Aminocarbonyl-vinyl)-thiosulfat (TEA-II)

10,1 g (0,1 Mol) Isothiazol-3-on werden in 100 ml Wasser gelöst und es wird solange SO₂-Gas in die Lösung eingeleitet, bis dünnschichtchromatographisch kein Isothiazol-3-on mehr nachzuweisen ist. Das überschüssige SO₂ wird im Vakuum entfernt und die klare gelbe Lösung mit 14,9 g (0,1 Mol) Triäthanolamin versetzt. Nach dem Einengen im Vakuum erhält man ein klares, zähflüssiges Öl, das sich dünnschichtchromatographisch als Bunte-Salz erwies.

Beispiel 3 Natrium-S-(β-Methylaminocarbonyl-α,β-dichlor-vinyl)- thiosulfat (Na-III)

Äquimolare Mengen 4,5-Dichlor-N-methyl-isothiazol-3- on und Natriumhydrogensulfit wurden in Wasser oder wäßrig methanolischer Lösung bei Raumtemperatur gerührt. Nach 5 Minuten war die Umsetzung zum Bunte- Salz erfolgt, wie dünnschichtchromatographisch festgestellt wurde.

Laufmittel: Essigester-Isopropanol-Wasser 7 : 3 : 1 Bunte-Salz, R_F=0,50
4-5-Dichlor-N-methyl-isothiazol-3-on, R_F=0,70

Das erhaltene Bunte-Salz ist im Vergleich zum Ausgangs- Isothiazol-3-on gut wasserlöslich. Nach dem Einengen der Lösung wurde eine schwach rosa gefärbte kristalline Substanz erhalten.

In analoger Weise wurde 5-Chlor-N-methyl-isothiazol-3- on mit Natriumhydrogensulfit zum Natrium-S-(β-methyl- aminocabonyl-α-chlor-vinyl)thiosulfat (Na-IV) umgesetzt.

Die mikrobiologische Wirkung wurde im Suspensionsversuch (keimtötende Wirkung) sowie im Reihenverdünnungstest zur Bestimmung der MHK-Werte (keimhemmende Wirkung) ermittelt. In einigen Fällen wurde die keimhemmende Wirkung mit Hilfe des sog. Hemmhoftests (Agardiffusionstest) ermittelt.

Verwendete Keime

1 Staph. aureus
2 E. coli
3 Pseudomonas aeruginosa
4 Proteus vulgaris
5 Klebsiella
6 Trichophyton mentagrophytes
7 Microsporum gypseum
8 Aspergillus niger
9 Candida albicans
10 Penicillium funiculosum
11 Penicillium expansum.

Tabelle I

Bestimmung der Hemmhöfe der erfindungsgemäßen Mittel im Agardiffusionstest.
Zusammensetzung der getesteten Lösungen: 1 Teil Bunte-Salz+6 Teile Dimethylformamid.
Hemmhofdurchmesser in mm.

Tabelle 2

Von folgenden in Wasser wenig löslichen Bunte-Salzen wurden mit Hilfe eines Homogenisators feine Dispersionen hergestellt und geprüft, bei welchen Bunte-Salz-Konzentrationen gerade noch Hemmhöfe im Agardiffusionstest festgestellt wurden.

In einem Konservierungsversuch (Handcreme, beimpft mit Pilzen und in wöchentlichen Zeitabständen nachbeimpft) erwiesen sich

0,005-0,01%
Natrium-I und
0,05%	Kalium-I als wirksam.

In einem anderen Konservierungsversuch (Handcreme, Kühlschmierstofflösung, beimpft mit Bakterien, Pilzen sowie Bakterien+Pilzen und in wöchentlichen Zeitabständen nachbeimpft) erwiesen sich als wirksam

0,05-0,1%
Natrium-II
0,05-0,1%	Triäthanolammonium-II
0,01-0,2%	Natrium-V

Die Wirkung des Bunte-Salzes b-I¹ wurde gegen Pilze (Aspergillus niger, Penicillium funiculosum) an der Fläche gemäß DGHM-Richtlinien getestet und für gut befunden.

Claims

1. Biozide Mittel mit einem Gehalt an Salzen der Thioschwefelsäureester von β-Merkaptocarbonsäureamiden, dadurch gekennzeichnet, daß diese der Formel entsprechen,
in der Kat.+ ein- oder mehrwertige Kationen bedeutet,
n eine Zahl ist, die der Ladung des Kations entspricht,
R¹ und R² gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, bis 30 C-Atome enthaltende geradkettige oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylreste oder Cycloalkylreste bedeuten, oder R¹ und R² zusammen mit dem N-Atom einen heterocyclischen Ring bilden,
Z¹ und Z² gleich oder verschieden sind und Wasserstoff Halogen, niedere Alkylgruppen mit bis 4 C- Atomen oder die CN-Gruppe bedeuten.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkylrest R¹ und/oder R² mit einer Hydroxygruppe substituiert ist.

3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ und/oder R² ein Cyclohexylrest ist.

4. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kation Natrium, Kalium, Ammonium, Magnesium oder Barium ist.

5. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kation Fettalkyl-(C₁₂- bis C₁₄)-dimethylbenzylammonium, Fettalkyl- (C₁₂- bis C₁₄)-trimethylammonium, Myristyl-dimethyl- (2,2-diethoxyethyl)ammonium, Laurylammonium oder Triethanolammonium ist.

6. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Natrium-S-(β-n-Octyl-aminocarbonyl)-vinylthiosulfat enthalten.