DE69102203T2

DE69102203T2 - Biozide Zusammensetzung und ihre Verwendung.

Info

Publication number: DE69102203T2
Application number: DE69102203T
Authority: DE
Inventors: Fraser Forrest Morpeth
Original assignee: Zeneca Ltd
Current assignee: Syngenta Ltd
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1991-04-12
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2011-04-13
Also published as: BR9101624A; PT97492A; EP0457435A3; NO911674D0; EP0542721A3; NZ237856A; EP0457435B1; AU7516991A; FI97678B; ZA912856B; DE69102203D1; IE911275A1; KR910017936A; FI912038A0; NO179992B; NO911674L; PT97492B; NO179992C; EP0457435A2; FI97678C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Zusammensetzungen, die als industrielle Biocide brauchbar sind.
Industrielle Biocide werden zur Verhinderung von industrieilen Verschmutzungen verwendet, welche insbesondere durch Bakterien und Pilze verursacht werden. Industrielle Biocide finden Anwendung beim Schutz von Anstrichfarben, Latices, Klebstoffen, Leder, Holz, Metallbearbeitungsflüssigkeiten und Kühlwasser.
Eine Klasse von Verbindungen, die als industrielle Biocide verwendet werden kann, basiert auf der Isothiazolinon- Struktur. Es gibt viele bekannte Isothiazolinon-Derivate, von denen gesagt wird, dar sie brauchbare biocide Eigenschaften besitzen. Die US-PS 3 761 488 beschreibt Isothiazolinon-Derivate, bei denen Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl- oder Arylgruppen, die gegebenenfalls substituiert sein können, an das Stickstoffatom gebunden sind und die 4- und 5-Stellungen unsubstituiert oder mit Halogen oder Niederalkylgruppen substituiert sind. Die US-PS 4 165 318 beschreibt eine Lösung aus einem Isothiazolin-3-on in einem polaren organischen Lösungsmittel, wobei die Lösung auch eine stabilisierende Menge Formaldehyd enthalt. Die Stabilisierung von ähnlichen Verbindungen ist auch in der US-PS 4 067 878 beschrieben, wobei die stabilisierende Verbindung ein Nitrit oder Nitrat mit einem Metallkation ist. Die GB-PS 2 087 388 beschreibt 4,5-Polymethylen-4-isothiazolin-3-one und Derivate davon, worin die Polymethylenkette 3 oder 4 Kohlenstoffatome enthält.
Eine weitere Klasse von Verbindungen, die als industrielle Biocide Verwendung gefunden haben, sind die 2-Halogeno-2- halogenomethyl-glutaronitrile. Solche Verbindungen sind u.a. in der US-PS 3 833 731 beschrieben.
Verbindungen und Zusammensetzungen der obigen Type und verwandte Verbindungen der gleichen allgemeinen Type sind in verschiedenem Ausmaß gegen eine Reihe von Bakterien und/oder Pilzen wirksam, was von der jeweiligen Verbindung oder Zusammensetzung abhängt. Um jedoch die Kosten dieser Verbindungen zu verringern, ist es erwünscht, ihre Wirksamkeit als antimikrobielle Materialien zu verbessern.
Es sind Zusammensetzungen bekannt geworden, die mehr als eine Verbindung mit antimikrobiellen Eigenschaften enthalten. Im allgemein zeigen solche Zusammensetzungen eine Addition der Eigenschaften der in der Zusammensetzung vorliegenden Verbindungen. Typische solche Zusammensetzungen enthalten eine Verbindung, die brauchbare antibakterielle Eigenschaften zeigt, zusammen mit einer anderen Verbindung, die brauchbare antifungale Eigenschaften zeigt.
So sind beispielsweise aus der GB PS 2 208 474 Zusammensetzungen bekannt, die ein Isothiazolinon oder Isothiazolothion und eine bestimme Disulfidverbindung enthalten, worin mindestens eine der an das Disulfid gebundenen Gruppen eine Stickstoffoxid-Struktur, eine Gruppe R&sub2;NCX oder eine Gruppe CXOR¹ enthalt, worin R für Wasserstoff oder eine Kohlenwasserstoff-Gruppe steht, wobei mindestens ein R eine Kohlenwasserstoff-Gruppe ist, R¹ für Wasserstoff oder eine Kohlenwasserstoff-Gruppe steht, und X für ein Sauerstoffoder Schwefelatom steht. In der EP-A-O 196 452 sind synergistische antimikrobielle Gemische beschrieben, die 2- Bromo-2-bromomethyl-glutaronitril zusammen mit 5-Chloro-2- methyl-isothiazolin-3-on und 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on enthalten.
Es wurde nunmehr gefunden, daß gewisse Zusammensetzungen überraschend gute antimikrobielle, insbesondere antibakterielle, Eigenschaften besitzen.
Gegenstand der Erfindung ist also eine Zusammensetzung, die
a) mindestens ein 4,5-Polymethylen-4-isothiazolin-3-on oder ein Derivat davon und
b) mindestens ein 2-Halogeno-2-halogenomethyl-glutaronitril enthält,
wobei das Kennzeichen darin liegt, daß die Summe der anteilmäßigen Inhibitor-Konzentration (FIC) der Komponenten kleiner als 1 ist.
Das 4,5-Polymethylen-4-isothiazolin-3-on-Derivat, welches die Komponente (a) der Zusammensetzung bildet, besteht typischerweise aus einer Verbindung der allgemein Formel I
worin
R¹ und R² gemeinsam für eine Polymethylenkette mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch mindestens ein Niederalkylradikal mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert ist, stehen; und
R&sup5; für Wasserstoff, für lineares oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen, für lineares oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 3 Kohlenstoffatomen, das durch mindestens eine Hydroxylgruppe substituiert ist, für Alkenyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, für ein Radikal der Formel
worin n 0 oder 1 bedeutet, m 1 oder 2 bedeutet, R&sup4; Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom bedeutet und R&sup5; Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Nitro, Trifluoromethyl oder Halogen, vorzugsweise Chlor, Brom oder Jod bedeutet, für Cycloalkyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder für ein Radikal der Formel
worin R&sup6; Wasserstoff, lineares oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen oder ein oben definiertes Radikal der Formel
bedeutet, steht; oder aus einem Salz oder einem Komplex davon mit einer Mineralsäure oder organischen Säure oder mit einer Base.
In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung kann das 4,5-Polymethylen-4-isothiazolin-3-on durch die allgemeine Formel II dargestellt werden
worin t für 1 oder 2 steht und R³ die obige Definition besitzt. Diese Verbindungen sind somit Derivate von 4,5- Trimethylen- oder 4,5-Tetramethylen-4-isothiazolin-3-onen.
R³ kann in den Formeln I und II eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe sein, wie z.B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, tert-Butyl, Hexyl, Octyl oder Dodecyl.
Wenn R³ für Alkyl steht, das durch mindestens eine Hydroxylgruppe substituiert ist, dann ist es beispielsweise Hydroxymethyl, 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl oder 1,2- Dihydroxypropyl
Als Beispiel für Alkenyl, das durch R³ dargetellt wird, soll Allyl erwähnt werden.
Wenn R³ für ein Radikal der Formel
steht, dann kann dieses beispielsweise Phenyl, Chlorophenyl, 2,4-Dichlorophenyl, Benzyl, 4-Chlorobenzyl oder 2,4-Dichlorobenzyl sein.
Wenn R³ für Cycloalkyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen steht, dann kann dieses beispielsweise Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl sein.
Wenn R³ für ein Radikal der Formel
dann kann es Carbamoyl, N-Methylcarbamoyl, M- Ethylcarbamoyl, N-Isopropylcarbamoyl, N-Propylcarbamoyl, M- Phenylcarbamoyl, N-Cyclohexylcarbamoyl, N-Butylcarbamoyl oder N-Octylcarbamoyl sein.
Wenn die Verbindung der Formel I einen Komplex mit einer Base bildet, dann ist R³ ein Kation. Dieses Kation kann eine Wertigkeit von mehr als 1 aufweisen, ist aber insbesondere ein einwertiges Kation, wie z.B. ein Alkalimetall-, ein Amin- oder quaternäres Ammoniumkation.
Die Salze, die zwischen der Verbindung der Formel I und einer Mineralsäure oder organischen Säure gebildet werden, und die Komplexe, die zwischen der Verbindung der Formel I und einer Base gebildet werden, sind im allgemeinen wasserlöslich und können deshalb in einer wäßrigen Lösung verwendet werden.
Der Ausdruck Niederalkyl, wie er im Zusammenhang mit R&sup4; verwendet wird, umfaßt lineare oder verzweigte Alkylketten mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Methyl, Ethyl, Isopropyl, Butyl und tert-Butyl.
Spezielle Beispiele für Verbindungen, die als Komponente (a) der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendet werden können, sind 2-Methyl-4, 5-trimethylen-isothiazolin-3-on (Formel II, worin t für 1 und R³ für Methyl steht) und 4,5- Trimethylen-isothiazolin-3-on (Formel II, worin t für 1 und R³ für Wasserstoff steht).
Die Komponente (b) der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel
worin jedes X, welche gleich oder verschieden sein können, für ein Halogenatom, insbesondere Chlor oder Brom, steht.
Vorzugsweise bestehen die beiden Substituenten X aus dem gleichen Halogen und sind insbesondere Bromatome.
Als Beispiel sollen 2-Chloro-2-chloromethyl-glutaronitril und insbesondere 2-Bromo-2-bromomethyl-glutaronitril genannt werden.
Als spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Zusammensetzung vorgeschlagen, die 2-Methyl-4,5- trimethylen-4-isothiazolin-3-on und 2-Bromo-2-bromomethyl- glutaronitril enthält
Bei den verschiedensten Anwendungen ist es häufig nötig oder zweckmäßig, das Isothiazolin-3-on der Formel I in Lösung zu Formulierungen, wobei insbesondere Wasser oder polare organische Lösungsmittel, wie z.B. Alkohole verwendet werden. Zwar ergibt eine solche Formulierung keine Auswirkung auf die Stabilität oder Funktion der Isothiazolin-3-one als antimikrobielle Mittel, wenn sie verhältnismäßig rasch verwendet werden, aber eine längere Lagerung der formulierten Lösung, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, kann eine chemische Zersetzung des Isothiazolin-3-ons zur Folge haben, was zu einer verringerten biociden Wirksamkeit führt. Infolgedessen ist es üblich, solche Formulierungen durch die Einverleibung von Nitrit- oder Nitratsalzen von Metallen zu stabilisieren. Es ist auch möglich, solche Verbindungen durch Zugabe von Formaldehyd oder Verbindungen, die Formaldehyd in Freiheit setzen, zu stabilisieren.
Wenn Isothiazolin-3-one der oben erwähnten Strukturen, wie sie durch die Formel I dargestellt werden, in wäßrigen Lösungen verwendet werden, dann kann ihre Löslichkeit dadurch verbessert werden, daß man aus ihnen Salze mit starken organischen und/oder anorganischen Säuren, wie z.B. Salz-, Schwefel-, Bernstein- oder Zitronensäure, bildet.
Die relativen Anteile der Komponenten der Zusammensetzung können variieren. Zusammensetzungen mit brauchbaren Eigenschaften können erhalten werden, die 1 Gewichtsteil der Komponente (a) und dementsprechend bis 2000 Gewichtsteile der Komponente (b) enthalten. Die bevorzugten Verhältnisse hängen von den als Komponente (a) und Komponente (b) verwendeten Verbindungen und auch vom jeweiligen System, in welchem das Gemisch verwendet werden söll, ab.
Im allgemeinen enthalten Zusammensetzungen, welche die Komponenten (a) und (b) enthalten, 1 Gewichtsteil der Komponente (a) und mindestens 20 Gewichtsteile der Komponente (b) und insbesondere 1 Gewichtsteil der Komponente (a) und mindestens 100 Gewichtsteile der Komponente (b). Typischerweise enthält die die Komponenten (a) und (b) enthaltende Zusammensetzung 1 Gewichtsteil Komponente (a) und nicht mehr als 800 Gewichtsteile Komponente (b). Besonders brauchbare Wirkungen wurden mit Zusammensetzungen erhalten, die 1 Gewichtsteil Komponente (a) und nicht mehr als 600 Gewichtsteile Komponente (b) enthalten.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besitzen antimikrobielle Eigenschaften. Es wurde gefunden, daß erfindungsgemäße Zusammensetzungen gegen sowohl Bakterien als auch Pilze, insbesondere gegen Bakterien, aktiv sind. Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen derart aufgebaut, daß die Summe der anteilmäßigen Inhibierung-Konzentration (FIC) aller Komponenten der Zusammensetzung kleiner als 1 und vorzugsweise kleiner als 0,9 ist. Besonders bevorzugte Zusammensetzungen sind solche Zusammensetzungen aus den Komponenten (a) und (b), bei denen die Summe der FTC für alle Komponenten der Zusammensetzung nicht größer als 0,7 ist. Die FIC ist das Verhältnis der Konzentration der einzelnen Komponente zur Mindestinhibierungs-Konzentration dieser Komponente. Es ist darauf hinzuweisen, daß, wenn der Wert der Summe aller FIC kleiner als 1 ist, dies Zusammensetzung Synergismus zeigt, wobei das Ausmaß des Synergismus durch den Betrag gegeben wird, um den die Summe der FIC kleiner als 1 ist. Es wurde gefunden, daß bei einigen erfindungsgemäßen Zusammensetzungen die Summe der FIC kleiner als 0,7 ist.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besitzen antimikrobielle Eigenschaften und sind für die Verwendung als industrielle Biocide geeignet. Sie zeigen eine gute Konservierung im nassen Zustand und können deshalb als Schutzmittel für Schneideflüssigkeiten und auch Kühlwasser verwendet werden. Auch können sie in Papiermühlenflüssigkeiten verwendet werden. Außerdem können die Zusammensetzungen zum Schutz von industriell wichtigen Formulierungen verwendet werden, insbesondere Formulierungen auf Wasserbasis, die zum Färben verwendet werden, wie z.B. Farbstoffe und Drucktinten. Sie können in der agrochemischen Industrie verwendet werden, um Formulierungen zu schützen, wie z.B. flüssige bzw. rieselfähige Herbicid- und Pesticid- Formulierungen.
Weitere wichtige Anwendungen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen liegen in ihrer Verwendung in Kohlenwasserstoff-Flüssigkeiten, wie z.B. Diesel-Treibstoffen. Sie können auch in Klebstoffe eivnerleibt werden, um ein mikrobielles Verderben zu verhindern.
Der Schutz von Holz und Leder ist eine weitere wichtige Anwendung der Zusammensetzungen.
Besonders wichtig ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in Anstrichfarben, insbesondere in Latices auf Wasserbasis.
Eine besonders bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung liegt in der Konservierung von Polyvinylacrylat und insbesondere Acryllatices, insbesondere solchen, deren pH über 7 liegt, und ganz besonders solchen, die Ammoniak oder Amine enthalten.
Die Materialien, welche die Komponente (a) und die Komponente (b) der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bilden, sind in vielen polaren Lösungsmitteln löslich, jedoch hängt ihre Löslichkeit von der Natur der jeweiligen Verbindung ab, die in der Zusammensetzung vorliegt. Viele Verbindungen sind jedoch in Wasser, Alkoholen, Ethern, Ketonen und anderen polaren Lösungsmittelen oder Gemischen davon löslich.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können alleine als antimikrobielle Mittel verwendet werden, aber sie können auch in oder auf einem geeigneten Trägermaterial verwendet werden.
Demgemäß betrifft die Erfindung weiterhin eine biocide Zusammensetzung, die einen Träger und eine wirksame Menge einer Zusammensetzung aus den Komponenten (a) und (b) gemäß der Erfindung enthält.
Der Träger ist typischerweise ein Material, der wenig oder gar keine antimikrobielle Aktivität zeigt. Er kann sogar ein Material enthalten oder aus einem Material bestehen, das das Wachstum von Mikroorganismen, insbesondere Pilzen, unterhält. Der Träger kann ein flüssige Medium sein, und die biocide Zusammensetzung kann eine Lösung, Suspension oder Emulsion der Zusammensetzung aus der Komponente (a) und der Komponente (b) in einem flüssigen Träger sein. Der Träger kann aus Wasser bestehen, in welchem eine oder beide der Komponenten (a) und (b) im wesentlichen löslich ist, oder er kann aus einer Flüssigkeit bestehen wie Essigsäure, N,N-Dimethylformamid, Propylenglycol, Dimethylsulfoxid oder N-Methyl-2-pyrrolidon, worin mindestens eine und vorzugsweise beide der Komponenten (a) und (b) löslich sind. Alternativ kann ein Gemisch aus Flüssigkeiten verwendet werden, wobei eines ein Lösungsmittel für die Komponente (a) und der Komponente (b) und das andere ein Nichtlöser für beide Komponenten ist. Die Verwendung eines solchen Gemischs erfolgt typischerweise als Emulsion oder Tröpfchen einer Lösung der Komponente (a) und der Komponente (b) in dem Lösungsmittel hierfür, welche im Nichtlöser dispergiert sind. Wenn eine Suspension oder Emulsion verwendet wird, dann enthält diese zweckmäßig ein oberflächenaktives Mittel, welches die nichtkontinuierliche Phase im Zustand einer Suspension oder Emulsion hält. Jedes oberflächenaktive Mittel, das als Dispergiermittel oder Emulgiermittel wirksam ist und für die Verwendung von Biocid-Zusammensetzung bekannt ist, kann verwendet werden, wie z.B. Alkylenoxid-Copolymere und Alkylenoxid-Addukte von Fettalkoholen, Alkylphenolen und Aminen, wie z.B. Ethylendiamin.
Zwar ist es vorteilhaft, bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung die Komponente (a) und die Komponente (b) gleichzeitig zuzugeben, aber es wird darauf hingewiesen, daß es in gewissen Fällen nützlich sein kann, die Komponente (a) und die Komponente (b) aufeinanderfolgend zuzugeben.
Die Menge der Zusammensetzung, die in der biociden Zusammensetzung vorliegt, kann gerade ausreichen, daß ein antimikrobieller Effekt erreicht wird, aber die Zusammensetzung kann auch in einer wesentlich größeren Menge vorhanden sein. Es wird darauf hingewiesen, daß die biocide Zusammensetzung als konzentrierte Lösung geliefert werden kann, die später als antimikrobielles Material verdünnt werden muß. Die höheren Konzentrationen der biociden Zusammensetzung sind beispielsweise nützlich beim Transport der Zusammensetzung. So liegt die Menge der Zusammensetzung aus den Komponenten (a) und (b), welche in der biociden Zusammensetzung vorliegen, typischerweise im Bereich von 0,0001 bis 30 Gew.%, bezogen auf die biocide Zusammensetzung.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzungen besitzt insbesondere eine antibakterielle Aktivität. Deshalb kann die Zusammensetzung für die Behandlung von verschiedenen Medien verwendet werden, um das Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern.
Demgemäß betrifft die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Verhinderung des Wachstums von Mikroorganismen auf oder in einem Medium, bei welchem das Medium mit einer Zusammensetzung aus den Komponenten (a) und (b), wie sie oben definiert wurden, behandelt wird.
Die Zusammensetzung kann in Fällen verwendet werden, bei denen das Wachstum von Mikroorganismen, insbesondere von Bakterien, Schwierigkeiten machen kann. Systeme, in denen Mikroorganismen Schwierigkeiten machen können, sind flüssige und insbesondere wäßrige Systeme, wie z.B. Kühlwasser, Metallbearbeitungs flüssigkeiten, geologische Bohrschmiermittel, Polymeremulsionen und Oberflächenbeschichtungszusammensetzungen, z.B. Anstrichfarben, Firnisse und Lacke, wie auch feste Materialien, wie z.B. Holz und Leder. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können in solche Materialien einverleibt werden, um antimikrobielle Eigenschaften zu erzielen. Die Menge der Zusammensetzung liegt typischerweise im Bereich von 0,0001 bis 10 Gew.%, vorzugsweise 0,001 bis 5 Gew.% und insbesondere 0,002 bis 1 Gew.%, bezogen auf das System, welchem sie zugesetzt wird. In vielen Fällen wurde eine mikrobielle Inhibierung mit Mengen zwischen 0,005 und 0,1 Gew.% der Zusammensetzung erreicht.
Die Komponenten (a) und (b) der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können die einzigen antimikrobiellen Verbindungen sein, oder sie können zusammen mit weiteren Verbindungen mit antimikrobiellen Eigenschaften verwendet werden. Die Zusammensetzung kann mehr als eine Verbindung der Komponente (a) und/oder mehr als eine Verbindung der Komponente (b) enthalten. Alternativ kann eine Zusammensetzung aus den Komponenten (a) und (b) gemäß der Erfindung zusammen mit einer oder mehreren bekannten antimirobiellen Verbindungen verwendet werden. Die Verwendung eines Gemischs aus antimikrobiellen Verbindungen kann eine Zusammensetzung mit einem breiteren antimikrobiellen Spektrum und damit eine solche ergeben, die im allgemeinen wirksamer ist als die Komponenten selbst. Das bekannte antimikrobielle Mittel kann ein solches sein, daß antibakterielle, antifungale, antialgale oder andere antimikrobielle Eigenschaften besitzt. Das Gemisch der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit den weiteren antimikrobiellen Verbindungen kann typischerweise 1 bis 99 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der antimikrobiell aktiven Verbindungen, der Zusammensetzung aus den Komponenten (a) und (b) und insbesondere 40 bis 60 Gew.% der Zusammensetzung aus den Komponenten (a) und (b) enthalten.
Beispiele für weitere antimikrobielle Verbindungen, die gemeinsam mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden können, sind:
quartärnäre Ammoniumverbindungen, wie z.B.
Diethyldodecylbenzyl-ammoniumchlorid,
Dimethyloctadecyl(dimethylbenzyl)ammoniumchlorid,
Dimethyldidecylammoniumchlorid,
Dimethyldidodecylammoniumchlorid,
Trimethyltetradecylammoniumchlorid,
Benzyldimethyl(C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-alkyl)ammoniumchlorid,
Dichlorobenzyldimethyldodecylammoniumchlorid,
Hexadecylpyridinium-chlorid,
Hexadecylpyridinium-bromid,
Hexadecyltrimethylammonium-bromid,
Dodecylpyridinium-chlorid,
Dodecylpyridinium-bisulfat,
Benzyldodecyl-bis-(β-hydroxyethyl)ammoniumchlorid,
Dodecylbenzyltrimethylammoniumchlorid,
Benzyldimethyl(C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-alkyl)ammoniumchlorid,
Dodecyldimethylethyl-ammonium-ethylsulfat,
Dodecyldimethyl-(1-naphthylmethyl)ammoniumchlorid,
Hexadecyldimethylbenzyl-ammoniumchlorid,
Dodecyldimethylbenzyl-ammoniumchlorid und
1-(3-Chloroallyl)-3,5,7-triaza-1-azonia-adamantan-chlorid;
Harnstoff-Derivate, wie z.B.,
1,3-Bis(hydroxymethyl)-5,5-dimethylhydantoin, Bis(hydroxymethyl)harnstoff,
Tetrakis(hydroxymethyl)acetylen-diharnstoff, 1-(Hydroxymethyl)-5,5-dimethylhydantoin und
Imidazolidinyl-harnstoff;
Aminoverbindungen, wie z.B.,
1,3-Bis(2-ethylhexyl)-5-methyl-5-aminohexahydropyrimidin, Hxamethylen-tetraamin, 1,3-Bis (4-aminophenoxy)propan und
2-(Hydroxymethyl)amino]ethanol;
Imidazol-Derivate, wie z.B.
1-[2-(2,4-Dichlorophenyl)-2-(2-propenyloxy)ethyl]-1H- imidazol und
2-(Methoxycarbonylamino)benzimidazol;
Nitril-Verbindungen, wie z.B
2,4,5,6-Tetrachloroisophthalodinitril;
Thiocyanat-Derivat, wie z.B.
Methylen-bis-thiocyanat;
Zinnverbindungen oder Zinnkomplexe, wie z.B.
Tributylzinnoxid, -chlorid, -naphthoat, -benzoat oder -2- hydroxybenzoat;
Thiazol-Derivate, wie z.B.
2-(Thiocyanomethylthio)benzthiazol und
Mercaptobenzthiazol;
Nitroverbindungen, wie z.B.
Tris(hydroxymethyl)nitromethan, 5-Bromo-5-nitro-1,3-dioxan und
2-Bromo-2-nitropropan-1,3-diol;
Aldehyde und Aldehyd-Derivate, wie z.B.
Glutaraldehyd (Pentandial), p-Chlorophenyl-3-jodopropargyl-formaldehyd und
Glyoxal;
Amide, wie z.B.
Chloroacetamid, N,N-Bis (hydroxymethyl)chloroacetamid, N-Hydroxymethyl-chloroacetamid und
Dithio-2,2-bis (benzmethylamid);
Guanidin-Derivate, wie z.B.
Polyhexamethylenbiguanid und
1,6-Hexamethylen-bis[5-(4-chlorophenyl)biguanid];
Thione, wie z.B.
3,5-Dimethyltetrahydro-1,3,5-2H-thiodiazin-2-thion;
Triazin-Derivate, wie z.B.
Hexahydrotriazin und
1,3,5-Tri-(hydroxyethyl)-1,3,5-hexahydrotriazin;
Oxazolidin und Oxazolidin-Derivate, wie z.B. Bis-oxazolidin;
Furan und Furan-Derivate, wie z.B.
2,5-Dihydro-2,5-dialkoxy-2,5-dialkylfuran;
Carbonsäuren und Carbonsäuresalze und -ester, wie z.B.
Sorbinsäure und deren Salze und
4-Hydroxybenzoesäure und deren Salze und Ester;
Phenol und Phenol-Derivate, wie z.B.
5-Chloro-2-(2,4-dichlorophenoxy)phenol, Thio-bis(4-chlorophenol) und
2-Phenylphenol; und
Sulfon-Derivate, wie z.B.
Dijodomethyl-paratolyl-sulfon,
2,3,5,6-Tetrachloro-4-(methylsulfonyl)pyridin und
Hexachlorodimethyl-sulfon.
Verschiedene Aspekte der Erfindung werden in den nachfolgenden erläuternden Beispielen beschrieben.
In den folgenden Beispielen wurden die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Bestimmungen der antimikrobiellen Eigenschaften unterworfen. Die Bestimmungen wurden durchgehend unter sterilen Bedingungen wie folgt ausgeführt:
Bei den mikrobiologischen Bestimmungen wurden verschiedene Zusammensetzungen auf antimikrobielle Aktivität gegen Bakterien und Pilze getestet. Das verwendete Bakterium war Escherichia coli, und der verwendete Pilz war Aspergillus niger.

Mikrobiologische Bestimmungen

Die zu testenden Materialien oder Materialgemische wurden in eine Nährbrühe in Mengen eingebracht, so daß verschiedene Konzentrationen des zugegeben Materials erzielt wurden. Die zugegebenen Materialien wurden in Konzentrationen von null bis über die maximale Inhibierungskonzentration des betreffenden Materials zugesetzt. In den Gemischen wurden die Konzentrationen eines jeden Materials in systematischer Weise verändert, um eine Matrix von Gemischen mit verschiedenen relativen Verhältnissen und verschiedenen Gesamtkonzentrationen zu erhalten.
Die Wirkung auf die Inhibierung des Wachstums von Bakterien wurde durch Beimpfen jeder Probe der Nährbrühe mit ausreichenden Testbakterien, so daß ungefähr 10&sup5; Zellen cm&supmin;³ erhalten wurden, untersucht. Das Gemisch wurde 24 h bei 30ºC inkubiert. Am Ende der Testzeit zeigte die Anwesenheit von Trübung in der Nährbrühe an, daß ein Wachstum der Testbakterien stattgefunden hatte. Ein Fehlen der Trübung zeigt, daß kein Wachstum stattgefunden hatte. Die Resultate wurden dazu verwendet, ein Isobologramm zu zeichnen, aus welchem die Summe der anteilmäßigen Inhibierungskonzentration für ein Gemisch bestimmt werden kann.

Beispiel 1

Die beschriebene mikrobiologische Bestimmung wurde unter Verwendung des Baceteriums Escherichia coli ausgeführt. Die getestete Zusammensetzung war ein Gemisch aus 2-Methyl-4,5- trimethylen-4-isothiazolin-3-on und 2-Bromo-2-bromomethyl- glutaronitril.
Es wurde ein Isobologramm gezeichnet, wobei Konzentrationen von 0, 110, 221, 332, 444, 555, 665, 777, 888 und 1000 ug cm&supmin;³ des Glutaronitrils und 0, 0,2, 0,5, 0,7, 0,9, 1,1, 1,4, 1,6, 1,8 und 2 ug cm&supmin;³ des Isothiazolinons verwendet wurden.
Aus den erhaltenen Resultaten wurde gefunden, daß die niedrigste Summe der anteilmäßigen Inhibierungs-Konzentration (FIC) 0,61 war, welche mit einem Gemisch erreicht wurde, die 110 ug cm&supmin;³ des 2-Bromo-2-bromomethyl- glutaronitrils und 0,2 ug cm&supmin;³ des 2-Methyl-4,5- trimethylen-4-isothiazolin-3-ons enthielt. Dies steht im Gegensatz zur den Mindestinhibierungs-Konzentrationen (MIC) der beiden einzelnen Komponenten gegen den gleichen Mikroorganismus, welche zu 221 ug cm&supmin;³ bzw. 1,8 ug cm&supmin;³ gefunden wurden.

Beispiel 2

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß das verwendete Bakterium durch den Pilz Aspergillus niger ersetzt wurde.
Wiederum wurde ein Isobologramm unter Verwendung von Konzentrationen von 0, 166, 333, 500, 666, 833, 1000, 1166, 1333 und 1500 ug cm&supmin;³ des Glutaronitrils und 0, 55, 111, 166, 221, 277, 332, 388, 444 und 500 ug cm&supmin;³ des Isothiazolinons gezeichnet.
Aus den erhaltenen Resultaten wurde festgestellt, daß die niedrigste Summe der FIC 0,67 war, welche mit einem Gemisch erreicht wurde, das 500 ug cm&supmin;³ des 2-Bromo-2-bromomethylglutaronitrils und 111 ug cm&supmin;³ des 2-Methyl-4,5- trimethylen-4-isothiazolin-3-ons enthielt. Dies steht wiederum im Gegensatz zu den beiden MIC-Werten geben die gleichen Mikroorganismen, welche zu 1500 bzw. 332 pg cm&supmin;³ gefunden wurden.
Die Wirkung auf das Wachstum von Bakterien wurde dadurch bestimmt, daß jede Nährbrühenprobe mit ausreichend Testorganismen beimpft wurde, daß ungefähr 10&sup5; Zellen cm&supmin;³ erhalten wurden. Das Gemisch wurde 48 h bei 30ºC inkubiert. Am Ende der Testzeit zeigte die Anwesenheit von Trübheit in der Nährbrühe an, daß ein Wachstum des Testmikroorgansismus stattgefunden hatte. Ein Fehlen einer Trübung war ein Anzeichen, daß kein Wachstum stattgefunden hat. Die Resultate wurden dazu verwendet, ein Isobologramm zu zeichnen, aus welchem die Summe der anteilmäßigen Inhibierungs-Konzentration eines Gemischs bestimmt werden kann.

Claims

1. Zusammensetzung, welche folgendes enthält:

a) mindestens ein 4,5-Polymethylen-4-isothiazolin-3-on oder ein Derivat davon und

b) mindestens ein 2-Halogeno-2-halogenomethyl- glutaronitril,

dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der anteilmäßigen Inhibitor-Konzentration (FIC) der Komponenten kleiner als 1 ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher a) aus mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel

worin

R¹ und R² gemeinsam für eine Polymethylenkette mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch mindestens ein Niederalkylradikal mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert ist, stehen; und R³ für Wasserstoff, für lineares oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen, für lineares oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 3 Kohlenstoffatomen, das durch mindestens eine Hydroxylgruppe substituiert ist, für Alkenyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, für ein Radikal der Formel

worin n 0 oder 1 bedeutet, m 1 oder 2 bedeutet, R&sup4; Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatom bedeutet und R&sup5; Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Nitro, Trifluoromethyl oder Halogen bedeutet, für Cycloalkyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder für ein Radikal der Formel

worin R&sup6; Wasserstoff, lineares oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen oder ein oben definiertes Radikal der Formel

bedeutet, steht; oder aus einem Salz oder einem Komplex mit einer Mineralsäure oder organischen Säure oder mit einer Base besteht.

3. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher die Komponente a) aus entweder 4,5- Trimethylen-4-isothiazolin-3-on oder 2-Methyl-4,5- trimethylen-4-isothiazolin-3-on besteht.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Komponente b) aus mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel

worin jedes X, welche gleich oder verschieden sein können, für ein Halogenatom steht, besteht.

5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die Komponente b) aus entweder 2-Chloro-2- chloromethyl-glutaronitril oder 2-Bromo-2-bromomethyl- glutaronitril besteht.

6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche 2-Methyl-4,5-trimethylen-4-isothiazolin-3-on und 2-Bromo-2-Bromomethyl-glutaronitril enthält.

7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche von 1 Gewichtsteil der Komponente a) und bis zu 2000 Gewichtsteile der Komponente b) enthält.

8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher die Summe der anteilmäßigen Inhibierungs- Konzentration der Komponenten kleiner als 0,7 ist.

9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welche zusätzlich einen Träger enthält.

10. Medium, welches dem Angriff durch Mikroorganismen unterliegt und welches 0,00001 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Medium, einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 enthält.

11. Medium nach Anspruch 10, welches ausgewählt ist aus einem Kühlwassersystem, einer Papiermühlenflüssigkeit, einer Metallbearbeitungsflüssigkeit, einem geologischen Bohrschmiermittel, einer Polymeremulsion, einer Anstrichfarbe, einem Lack, einem Firnis, einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit, einem Klebstoff, einer Farbstoff- oder Tintenformulierung, einer agrochemischen Formulierung, Leder oder Holz.

12. Verfahren zur Inhibierung des Wachstums von Mikroorganismen auf oder in einem Medium, bei welchem das Medium mit einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 behandelt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem das behandelte Medium aus einem Kühlwassersystem, einer Papiermühlenflüssigkeit, einer Metallbearbeitungsflüssigkeit, einem geologischen Bohrschmiermittel, einer Polymeremulsion, einer Anstrichfarbe, einem Lack, einem Firnis, einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit, einem Klebstoff, einer Farbstoff- oder Tintenformulierung, einer agrochemischen Formulierung, Leder oder Holz besteht.