NO133308B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår nye preparater som er nyttige til landbruks- og industrielle anvendelser som antimikrobielle midler (fungicide, baktericide og algicide), som aktiv bestanddel inneholder 2-brom-2-brommethylglutaronitril.

Grenene av teknologien som påvirkes uheldig av fungus-, bakterie- og algevekst, er mange og innbefatter f.eks. maling-,

tre-, tekstil-, kosmetikk-, lær-, tobakk-, pels-, tau-, papir-, tremasse-, plast-, brensels-, olje- og gummiindustrien. Fungicider og baktericider er også anvendt i landbruket som f.eks. til å for-hindre eller nedsette veksten av skadelige fungi og/eller bakterier på planter, trær, frukt, frø eller jord. Foreliggende oppfinnelse bygger på den oppdagelse at 2-brom-2-brommethylglutaronitril beskrevet nedenfor er en aktiv antimikrobiell forbindelse til disse eller til andre anvendelser.

Uttrykkene "antimikrobiell", "fungicid", "baktericid",

"algicid" og lignende er her anvendt for å betegne bekjempelse av fungi, bakterier (såvel aerobe som anaerobe) og alger generelt og innbefatter drepingen såvel som inhiberingen av veksten av slike organismer.

Foreliggende oppfinnelse angår preparater med baktericid, fungicid og algicid virkning som kjennetegnes ved at de som aktiv bestanddel inneholder 2-brom-2-brommethylglutaronitril med

formelen:

Som nevnt ovenfor, bygger foreliggende oppfinnelse på den oppdagelse at 2-brom-2-brommethylglutaronitril, beskrevet ovenfor, er virksomt til å bekjempe veksten av bakterier, fungi og alger ved en rekke industrielle og landbruksanvendelser. Det har f.eks. vist seg at denne forbindelse er virksom i preparater til å øde-legge eller bekjempe jordfungi og bakterier og til å beskytte frø, knoller og planter. Den er også et virksomt algicid ved behand-ling av bassenger og dammer, kjølevannssystemer og lignende. Anvendbarheten av preparater av 2-brom-2-brommethylglutaronitril fremgår ikke bare av deres aktivitet mot bakterier og fungi som bevirker forkrøblet vekst, og endog ødeleggelse av mange typer *av avlingsproduserende planter, men også for dem som bevirker ned-brytning og tap av kvalitet av mange typer av industriprodukter innbefattende f.eks. papir, lær, tekstiler, vandige systemer som klebemidler, harpikser, borevæsker, pigmentdispersjoner og latex-malinger, oleoharpiksbelegg hvis filmer er særlig utsatt for den ødeleggende virkning av fungi. De store økonomiske tap som opp-står ved papirfremstillingsoperasjoner, bevirket av akkumuleringen av bakterie- og fungusslim i forskjellige deler av systemet, kan unngåes i betraktelig grad ved anvendelse av det her beskrevne prepa rat. ;Den antimikrobielle aktivitet av forbindelsen beskrevet ovenfor er blitt bekreftet ved anvendelse av standard laboratorie-metoder. Den har vist seg virksom ved f.eks. inhibering av bakterier innbefattende Aerobacter-arter som A. aerogenes, Bacillus-arter som B. mycoides, Pseudomonas-arter som P. aeruginosa, Staphylococcus-arter som S. aureus, Escherichia-arter som E. coli, Cellulomonas-arter som C. biazotea, Proteus-arter som P. mirabilis og sulfat reduserende bakterier innbefattende Desulfovibrio-arter som D. desulfuricans. Den har også vist seg virksom mot fungi innbefattende Rhodotorula-arter, Alternaria-arter, Aspergillus-arter som A. niger, Pullularia-arter som P. pullulans, Penicillium-arter som P. luteum, Chaetomium-arter som C. globosum, Tricho-derma-arter som T. viride, Rhizoctonia-arter som R. solani. Slike bakterier og/eller fungi finnes vanligvis på cereal- og korn-produkter, på oljer, på frukter og grønnsaker og på kosmetika, lær, elektrisk isolering, tekstiler og tallrike andre materialer som er i stand til å underholde deres vekst. Dessuten kan slike bakterier og/eller fungi finnes på planter, frø, pelsvarer og tre og i jord. Videre kan den anvendes til å bekjempe overvoksning med alger som Chlorella-arter innbefattende C. pyrenoidosa. ;2-brom-2-brommethylglutaronitril som anvendes i preparatet ifølge oppfinnelsen, fremstilles bekvemt fra 2-methylenglutaronitril, en forbindelse som er kommersielt tilgjengelig, ved brom-ering. Bromeringen kan utføres ved å bringe 2-methylenglutaronitrilet i intim kontakt med brom, fortrinnsvis ved temperaturer under 30°C og i fravær av et oppløsningsmiddel. Tilsetningen av brom til reaksjonsblandingen fortsettes inntil en ekvimolar mengde brom er absorbert, hvilket vanligvis krever fra 8 til 72 timer. Det således dannede 2-brom-2-brommethylglutaronitril er et fast stoff og kan utvinnes ved oppløsningsmiddelekstraksjon fulgt av fordampning av oppløsningsmidlet og konvensjonell omkrystallisasjon av det rå residuum. ;Alternativt kan bromeringen av 2-methylenglutaronitrilet utføres i nærvær av et passende organisk oppløsningsmiddel som methylenklorid, hexan, benzen, carbondisulfid, carbontetraklorid, ethylacetat og lignende. Reaksjonen utføres vanligvis ved at reaksjonstemperaturen holdes under 30°C ved anvendelse av utvendig kjøling. Efter absorpsjon av en ekvimolar mengde brom kan reak-sjonsproduktet utvinnes som angitt ovenfor. ;2-brom-2-brommethylglutaronitril kan anvendes i forskjellige preparater, faste innbefattende findelte pulvere og granulært materiale såvel som væsker som oppløsninger, emulsjoner, suspen-sjoner, konsentrater, emulgerbare konsentrater, oppslemninger og lignende, avhengig av den påtenkte anvendelse og det ønskede preparatmedium. ;Det vil således forståes at 2-brom-2-brommethylnitrilet kan anvendes i antimikrobielle preparater inneholdende forbindelsen som den vesentlige aktive bestanddel, hvilke preparater også kan inneholde en rekke bærermaterialer avpasset til industrielle og jordbruksanvendelser innbefattende findelte tørre eller flytende fortynningsmidler, ekstendere, leirer, diatoméjord, talkum og lignende, eller vann og forskjellige organiske væsker som lavere alkanoler, petroleum, benzen, toluen og andre petroleums-destillatfraksjoner eller blandinger derav. ;Det aktive 2-brom-2-brommethylglutaronitril kan anvendes i kombinasjon med andre antimikrobielle materialer. Eksempelvis kan forbindelsen kombineres med andre fungicider og baktericider som 2-(4'-thiazolyl)-benzimidazol, sorbinsyre, propionsyre, mycostatin, natriumdiacetat, trichomycin, amfotericin, griseofulvin, unde-cylensyre, estere av parahydroxybenzoesyre, klorkinaIdol, 5,7~ diklor-8-hydroxykinolin, natrium-o-fenylfenat, o-fenylfenol, bi-fenyl-klorerte fenoler , natriumbenzoat i passende konsentrasjoner og i passende tilfeller slik at virkningen av hver enkelt kombineres for å få særlig nyttige resultater. Slike kombinasjoner kan finne særlig anvendelse ved fremstilling av germicide såper, ved fremstilling av kosmetika og vandige belegg og til å bekjempe papirfabrikkslim-oppsamlinger. Det er også ganske klart at 2-brom-2-brommethylglutaronitril kan kombineres med andre algicide midler som benzalkoniumklorider og andre kvartære ammoniumforbind-elser for å få preparater som er særlig egnet til spesielle pro-blemer ved algebekjempelse. ;Som nevnt ovenfor, har det vist seg at veksten av forskjellige skadelige fungi og bakterier som foreligger i jord, elimineres eller begrenses ved anvendelse av preparater inneholdende det her beskrevne 2-brom-2-brommethylglutaronitril. Uttrykket, jord, er her anvendt for å betegne alle medier som er i stand til å underholde veksten av planter og kan innbefatte humus, sand, gjødsel, kompost, kunstig frembrakte plantevekstoppløsninger og lignende. ;2-brom-2-brommethylglutaronitril har aktivitet mot bakterier, fungi og alger når det anvendes i passende konsentrasjoner og kan anvendes til å inhibere veksten av disse organismer. Det vil være åpenbart for fagfolk at den nødvendige virksomme konsentrasjon vil variere med de spesielle organismer og de spesielle anvendelser. I alminnelighet fåes imidlertid effektiv fungicid, baktericid og algicid respons når 2-brom-2-brommethylglutaronitril anvendes i konsentrasjoner mellom 0,5 og 1.000 d.p.m. (deler pr. million). ;Eksempel 1 ;2- brom- 2- brommethylglutaronitril ;Forén 106 g 2-methylenglutaronitril og l6o g flytende brom og omrør ved en temperatur på 25 - 27°C i 72 timer. Reaksjonsblåndingen behandles med vandig natriumbisulfit og ekstraheres med 3 x 100 ml ethylether. Etherekstraktene vaskes med 3 x 50 ml vandig natrium-bicarbonat og tørres med vannfritt magnesiumsulfat. Magnesium-sulfatet fjernes ved filtrering, og etheren fordampes. Det urene residuum renses ved omkrystallisasjon fra isopropanol, hvorved man får 2-brom-2-brommethylglutaronitril, smp. 51,2 - 52,5°C. ;Eksempel 2 ;2- brom- 2- brommethylglutaronitril ;42Zf,5 g 2-methylenglutaronitril i 400 ml met hylenklor id inn-føres i en 3-liters 3-halset rundkolbe forsynt med rører, termo-meter, kjøler og dråpetrakt. 639,3 g brom i 400 ml methylenklorid tilsettes til dråpet rakten. Methylenglutaronitriloppløsningen av-kjøles under omrøring til 15°C på et isbad. Bromoppløsningen tilsettes dråpevis til reaksjonskolben i løpet av ca. 1,5 timer, idet reaksjonstemperaturen holdes ved 15 - 20°C. Reaksjonsblandingen eldes under omrøring ved 20°C i 3 timer, og omrøringen fortsettes ved værelsetemperatur i 60 - 70 timer. Oppløsningsmidlet av-destilleres under vakuum ved ca. 40°C idet et konstant volum opp-rettholdes ved kontinuerlig tilsetning av ethanol. Alkoholoppløs-ningen avkjøles til -4°C, og produktet fraskilles ved filtrering. Filterkaken vaskes med kold alkohol og tørres under vakuum. Produktet omkrystalliseres fra ethanol, hvorved man får 2-brom-2-brommet hylglut aronitril. ;Eksempel 3 ;For å bestemme det antimikrobielle spektrum ble følgende metoder anvendt: Antibakteriell aktivitet: En stamoppløsning av prøven som skal undersøkes, fremstilles i 25%-ig methanol. Fortynninger av stamoppløsningen fremstilles i trypton-glucoseekstrakt-agar ("Difco"), og agaren helles i sterile petriskåler. Efter herdning strekes platene med en vandig suspensjon av prøveorganismen. De inokulerte plater inkuberes ved 35 - 37°C og undersøkes efter 24 timer på nærvær eller fravær av vekst. Den laveste konsentrasjon ved hvilken ingen vekst inntrer, angies som inhiberingskonsentrasjonen. ;Antifungusaktivitet : En stamoppløsning av prøven som skal undersøkes, fremstilles i 25%-ig methanol. Fortynninger av stam-oppløsningen gjøres i Sabouraud Maltose-Agar ("Difco"), og agaren helles i sterile petriskåler. Efter herdning strekes platene med en vandig sp< resuspensjon av forsøksorganismen. Intet fuktemiddel anvendes vjd fremstilling av suspensjonen. De inokulerte plater inkuberes ved 28 - 30°C og undersøkes efter 7 dager på nærvær eller fravær av vekst. Den laveste konsentrasjon ved hvilken ingen vekst inntrer, angies som den inhiberende konsentrasjon. ;Under anvendelse av de ovenfor beskrevne metoder ble 2-brom - 2-brommethylglutaronitril prøver ved 1, 10, 50 og 100 d.p.m. mot organismene, og med de resultater som er angitt i den følgende tabell: ;Eksempel k ;2-brom-2-brommethylglutaronitril ble prøvet på baktericid aktivitet ved tid-drepemetoden. Prøven består i å inokulere en kultur av Aerobacter aerogenes i sterilt vann under tilsetning av kjente konsentrasjoner av prøvekjemikaliet, og tillate de to kom-ponenter å forbli i kontakt i et kjent tidsrom. Bakterietellinger utføres efter den tildelte kontakttid. Effektiviteten av prøve-kjemikaliet bestemmes ved å sammenligne tellingene med en kont roll-telling inneholdende bare sterilt vann, og bakteriene tatt ved ;O timer. Resultatene av prøven er angitt i den følgende tabell: ;Eksempel 5';Effektiviteten av 2-brom-2-brommethylglutaronitril som et papirfabrikk-slimbekjempelsesmiddel ble bedømt ved følgende metode. ;Et kunstig papirfabrikk-bakvann ble fremstilt og besto av følgende i springvann: ;TAPPI standard sulfitpulp - 0,05% ;Technical Association of the Pulp ;and Paper Industry, New York, New York ;Trypticase-soya-buljong, steril - 0,05% ;Mettet alunoppløsning - til pH 4,5 ;Aerobacter aerogenes-suspensjon - 0,1%. ;lOO ml<*>s prøver av bakvannet ble anbrakt i for store beholdere egnet for anvendelse på et rysteapparat (f.eks. flasker, kolber).. Prøveforbindelsen ble tilsatt til disse prøver for å frembringe de ønskede forsøkskonsentrasjoner. En uinhibert kontrollprøve ble innbefattet i hvert forsøk. Platetellinger ble utført på det uinhiberte ved null tid, og på de behandlede prøver ved 1 time,

4 timer og 24 timer efter påbegynnelse av forsøket. Den prosentvise nedsettelse i tellingen for hvert inhibitornivå og ved hvert tids-intervall ble beregnet ved å sammenligne bakteriebestanden av hver prøve med den for den uinhiberte kontrollprøve. For å betraktes for å være av verdi må prosent reduksjon oppnådd med forsøksforbindelsen være minst 90%, og fortrinnsvis 99%, innen 4 timer. Resultatene av dette forsøk under anvendelse av 2-brom-2-brommethylglutaronitril er angitt i den efterfølgende tabell.

Eksempel 6

Effektiviteten av 2-brom-2-brommethylglutaronitril som et kon-serveringsmiddel for malinger under lagring, både alene og i nærvær av et tilsatt melduggmiddel, 2-(4'-thiazolyl)-benzimidazol, ble bedømt ved følgende metode.

Utendørs polyvinylacetat - og innendørs acrylmalinger med for-muleringene angitt i tabell IV og V ble fremstilt for prøvning.

Like store porsjoner av hver malingprøve ble anbrakt i sterile beholdere. Hver prøve ble streket på overflaten av plater av trypton-glucoseekstrakt-agar (TGE) for å kontrollere dens bakterie-tilstand. Bakteriefrie prøver ble så inokulert med en 24 timer gammel buljongkultur;-av Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145 (American Type Culture Collection) i en mengde på 1 ml kultur pr. 100 g prøve. De inokulerte prøver ble inkubert ved 28 - 30°C. Den mikro-biologiske tilstand av hver prøve ble kontrollert efter 24, 48,

72 timer og 7 dager :ved strekning på overflaten av TGE-plater.

Disse plater ble inkubert ved 28 - 30°C i 7 dager og undersøkt på vekst . 7 dager eft#r.. den første inokulering ble prøvene igjen inokulert med P. aeruginosa ATCC 10145 og streket på TGE 24, 48,

72 timer og 7 dager efter gjeninokulering. Prøver som når sterilitet i løpet av 48 timer :éfter inokulering og gjeninokulering, og som fremdeles er sterile 7 dager efter inokulering og gjeninokulering, betraktes som å væretilstrekkelig konservert. Resultatene oppnådd med forsøksprøvene angitt ovenfor, er angitt i tabell VI.

Eksempel 7

2-brom-2-brommethylglutaronitril ble prøvet på algicide egen-skaper ved følgende metode:

En aktivt voksende kultur av Chlorella-arter fremstilles i et modifisert Allen"s væskemedium. Varierende konsentrasjoner av kjemikaliet som skal prøves, tilsettes til 50 ml porsjoner av kulturen. Hver prøve inkuberes så ved 22°C i 2 uker. Hver prøve blir i løpet av forsøksperioden belyst med en fluorescerende lampe-kilde som gir 538 lux ved bunnen av hver kolbe. Lampen er på i 16 timer og av i 8 timer i løpet av hver dag av inkuberingsperioden. Ved utløpet av forsøksperioden undersøkes hver prøve mikroskopisk på algevekst. Resultatene av disse forsøk er angitt i den følgende tabell.

Eksempel 8

For å bedømme effektiviteten av 2-brom-2-brommethylglutaronitril mot sulfat reduserende bakterier, både i ferskvann og i saltlake, ble følgende metode anvendt: Organisme - Desulfovibrio desulfuricans ("Midcontinent strain A" -

Department of Biology, University of Houston, Houston, Texas)

Bakteriene dyrkes i et sterilt næringsmedium inneholdende natriumlactat, gjærekstrakt, magnesiumsulfat, ferroammoniumsulfat og andre bestanddeler som beskrevet i American Petroleum Institute Booklet RP-38, 2nd Ed. (1965) under tittelen "Recommended Practice for Biological Analysis of Subsurface Injection Waters".

Ferskvann: Det bakterielle inoculum blandes med vekstmediet i forholdet 10 ml/500 ml. Et volum av dette tilsettes så til sterile skruekorkrør og blandes med et likt volum av en oppløsning inneholdende prøvekjemikaliet i to ganger den ønskede forsøkskon-sentrasjon. Rørene fylles så til overløp med ytterligere forsøks - blanding for å utelukke luft. Hver prøve inkuberes ved 35°C i 3 uker og undersøkes på vekst av bakterier. Vekst av bakterier merkes lett ved dannelsen av sort ferrosulfid fra bakterielt dannet hydrogensulfid og ferrosalter.

Salt lake: For forsøk i saltlake modifiseres næringsmediet og bestemmelsesmediet ved tilsetning av natriumklorid for å få en til-nærmet kloridkonsentrasjon på 15.000 d.p.m.

Resultatene fra dette forsøk er angitt i den følgende tabell:

Claims (1)

1. Preparat med baktericid, rungicid og algiciu vii.juu.no, karakterisert ved at det som aktiv bestanddel inneholder 2-brom-2-brommelhylglutaronitril med formelen: 2 „ Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det inneholder fra 0,5 til 1.000 d.p.m, 2-brom-2-brommethyl-glutaronitril„