DE69029666T2

DE69029666T2 - Synergistische Mikrobizide Kombinationen

Info

Publication number: DE69029666T2
Application number: DE69029666T
Authority: DE
Inventors: Jemin Charles Hsu
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 1989-11-03
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2010-11-03
Also published as: MX172669B; PL287620A1; ZA908425B; HUT55196A; JPH03184904A; BR9005562A; EP0608914A1; DE69029666D1; EP0608911B2; EP0608911B1; KR0179328B1; EP0608912B1; EP0608911A1; EP0431752B1; AU644610B2; CA2028223C; EP0611522B1; DE69012524D1; DE69033037T2; EP0431752A3

Description

Diese Erfindung betrifft mikrobizide Zusammensetzungen. die ein Isothiazolon und ein weiteres Biozid enthalten und die dazu gedacht sind, eine effektivere und breitere Bekämpfung von Mikroorganismen in verschiedenen industriellen Systemen und für Haushaltsprodukte, landwirtschaftliche Produkte und biomedizinische Produkte etc. bereitzustellen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung einer Zusammensetzung von 2-n-Octyl-4,5-dichlor-3-isothiazolon, das hierin folgend als 4,5-Dichlor-2- octyl-3-isothiazolon bezeichnet wird, mit Tetrachlorisophthalonitril.
Der Ausdruck "Mikrobizid" (oder "Antimikrobiell" oder "Biozid"), wie hierin verwendet, ist dazu gedacht, aber nicht darauf beschränkt, jegliche bakteriozide, fungizide und algizide Aktivität zu umfassen.
Isothiazolone sind in U.S.-A-3,761,488; 4,105,431; 4,252,694; 4.265,899 und 4,279.762 und anderswo beschrieben. Ihre Verwendung als Mikrobizide ist wohl bekannt.
Wir haben festgestellt, daß Zusammensetzungen, die aus 4,5-Dichlor-2-octyl- 3-isothiazolon und Tetrachlorisophthalonitril gebildet werden, eine unerwartet gute synergistische antimikrobielle Aktivität gegen einen weiten Bereich von Mikroorganismen gewähren; die zersetzende Wirkung auf die Organismen durch die beiden Verbindungen gemeinsam ist unerwarteter Weise größer als die der Summe der beiden Verbindungen allein genommen. Diese Synergie rührt weder von der erwarteten Aktivität der Komponenten, noch von der erwarteten Verbesserung in der Aktivität her. Als ein Ergebnis der Synergie kann die benötigte effektive Dosis herabgesetzt werden, was nicht nur ökonomischer ist, sondern auch die Sicherheitsreserven erhöht. Die synergistischen Zusammmensetzungen der vorliegenden Erfindung stellen eine effektive und breitere Bekämpfung von Mikroorganismen in einer Zahl von Systemen bereit.
Die vorliegende Erfindung stellt daher eine Zusammensetzung mit mikrobizider Aktivität bereit, die 4,5-Dichlor-2-octyl-3-isothiazolon und Tetrachlorisophthalonitril enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von 4.5-Dichlor-2- octyl-3-isothiazolon zu Tetrachlorisophthalonitril von ungefähr 150:1 bis 1:250 beträgt.
Wichtige Anwendungen der synergistischen antimikrobiellen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, Inhibierung des Wachstums von Bakterien und Pilzen in wässrigen Farben und Beschichtungssystemen, Klebstoffen, Dichtungsmitteln, Latexemulsionen und Verbindungszementen, Holzkonservierung, Konservierung von Schneidflüssigkeiten, Bekämpfung von schleimerzeugenden Bakterien und Pilzen in Pulpe und Papiermühlen und Kühltürmen, als Spray oder Tauchbehandlung für Textilien und Leder, um Schimmelwachstum zu verhindern, Schutz von Farbfilmen, insbesondere für Außenanstriche, vor Angriff durch Pilze, der durch Umwelteinflüsse auf dem Farbfilm auftreten kann, Schutz der Verarbeitungsausrüstung vor Schleimablagerung während der Herstellung von Rohr- oder Rübenzucker, Verhinderung der Anhäufung von Mikroorganismen und Ablagerungen in Luftwäschern oder Gasreinigungssystemen und in industriellen Trinkwasserversorgungssystemen, Konservierung von Treibstoffen, Bekämpfung der Kontamination durch Mikroorganismen und Ablagerungen in Bohrflüssigkeiten und Schlämmen bei der Rohölförderung und in sekundären Petroleumgewinnungsverfahren; Verhinderung von bakteriellem und Pilzwachstum in Papierbeschichtungen und bei Beschichtungsverfahren, Bekämpfung von bakteriellem und Pilzwachstum und Ablagerung während der Herstellung von verschiedenen Spezialpappen z. B. Karton und Spanplatten, Verhinderung der Zellsaftentfärbung bei frisch geschlagenem Holz verschiedener Art, Bekämpfung von bakteriellem und Pilzwachstum in Ton- und Pigmentaufschlämmungen verschiedener Art. Verwendung als Flächendesinfektionsmittel, um das Wachstum von Bakterien und Pilzen an Wänden, Böden etc. zu vermeiden, als ein Konservierungsmittel für Kosmetik- und Toilettenartikelausgangsmaterialien, Bodenpoliermitteln, Faserweichspülern, Haushalts- und Industriereinigern, in Swimmingpools, um Algenwachstum zu vermeiden, Inhibierung des Wachstums von gefährlichen Bakterien, Hefen, Pilzen auf Pflanzen, Bäumen, Früchten, Samen oder Boden, Konservierung von landwirtschaftlichen Formulierungen, Elektroabscheidungssystemen, diagnostischen und Nachweisprodukten, medizinischen Vorrichtungen, Schutz für Badezusammensetzungen für Tiere gegen den Aufbau von Mikroorganismen und bei der Fotoentwicklung, um den Aufbau von Mikroorganismen und dergleichen zu verhindern.
Die Zusammensetzungen der Erfindung können getrennt voneinander dem betreffenden System zugesetzt werden oder können als eine einfache Mischung, die die wichtigen Bestandteile und falls erwünscht einen geeigneten Träger oder Lösungsmittel enthält oder als eine wässrige Emulsion oder Dispersion formuliert werden.
Die Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zur Inhibierung des Wachstums von Bakterien, Pilzen oder Algen an einem Ort, der einer Verunreinigung durch Bakterien, Pilze oder Algen ausgesetzt oder dafür empfindlich ist, bereit, welches das Einbringen auf oder in den Ort jeder der oben beschriebenen Zusammensetzungen in einer Menge umfaßt, die wirksam ist, das Wachstum von Bakterien, Pilzen oder Algen nachteilig zu beeinflussen.
Die Zusammensetzung der Erfindung kann als Lösung in einem weiten Bereich von organischen Lösungsmitteln formuliert werden. Die Lösungen enthalten im allgemeinen ungefähr 5 bis 30 Gew% der aktiven Zusammensetzungen. Es ist im allgemeinen geeigneter die Zusammensetzung in einer wasserverdünnten Form bereitzustellen: dies kann durch Zusatz eines Emulgators zu der organischen Lösung, gefolgt durch Verdünnen mit Wasser erreicht werden.
Im allgemeinen kann das Gewichtsverhältnis von 4.5-Dichlor-2-octyl-3- isothiazolon zu Tetrachlorisophthalonitril in einem Bereich von ungefähr 150:1 bis ungefähr 1:250 liegen. Die anderen spezifischen und bevorzugten Verhältnisse sind in den Beispielen angegeben.
Der Synergismus der Zwei-Komponenten-Zusammensetzung wird durch Untersuchung eines weiten Bereiches von Konzentrationen und Verhältnissen der Verbindungen gegen das Bakterium Escherichia coli (ATCC 11229) oder den Pilz Candida albicans (ATCC 11651). Aspergillus niger (ATCC 6275) oder Aureobasidiumpullulan (ATCC 9348) demonstriert, die durch zweifache serielle Verdünnung in einer Trypticase-Soja-Nährlösung (Difco) Wachstumsmedium eines Mikrobizids in einer Richtung und eines anderen Mikrobizids in der zweiten Richtung erzeugt werden. Jedes Reagenzglas wurde geimpft, um ungefähr 1 bis 5 x 10&sup7; Bakterien pro Milliliter oder 1 bis 5 x 10&sup5; Pilzen pro Millimeter zu ergeben. Die niedrigste Konzentration einer jeden Verbindung oder der Mischung, die das sichtbaren Wachstum (Trübung) bei 37ºC für E. coli und bei 30ºC für die Pilze während sieben Tagen verhindert, wird als die minimale inhibitorische Konzentration (MIC) genommen. Die MIC wurden als Endpunkte der Aktivität genommen. Endpunkte für die Mischungen der Verbindung A (4,5- Dichlor-2-octyl-3-isothiazolon) und Verbindung B (Tetrachlorisophtalonitril) wurden dann mit den Endpunkten für das Isothiazolon A alleine und Verbindung B alleine verglichen. Synergismus wurde mittels einer allgemein verwendeten akzeptierten Methode, die von Kull, F.C.; Eisman, P.C.; Sylwestrowicz. H.D. und Mayer, R.L. in Applied Microbiology 9.538-541 (1961) beschrieben wurde, unter Verwendung des Verhältnisses ermittelt, das durch
Qa/QA + Qb/QB = Synergie-Index (SI)
bestimmt wird, worin
QA = Konzentration der Verbindung A in Teilchen pro Million (ppm) allein, welche einen Endpunkt erzeugt.
Qa = Konzentration der Verbindung A in ppm in der Mischung, welche einen Endpunkt erzeugt.
QB = Konzentration der Verbindung B in ppm allein, welchen einen Endpunkt erzeugt.
Qb = Konzentration der Verbindung B in ppm in der Mischung, die einen Endpunkt erzeugt.
Wenn die Summe von Qa/QA und Qb/QB größer als 1 ist, deutet dies auf Antagonismus hin. Wenn die Summe gleich list, deutet dies auf additive Wirkung hin und wenn sie kleiner als 1 ist wird Synergismus demonstriert.
Die Testergebnisse, mit denen Synergismus von bioziden Zusammensetzungen aufgezeigt wird, sind in Tabelle I gezeigt. Diese Tabelle betrifft die Kombination von 4,5-Dichlor-2-octyl-3-isothiazolon und Tetrachlorisophthalonitril und zeigt:
1. Test gegen E. coli, C.albicans (C.alb). A.niger oder A.pullulan (A. pullul)
2. Die Endpunktaktivität in ppm. gemessen durch MIC für Verbindung A allein (QA). für Verbindung B allein (QB), für Verbindung A in der Mischung (Qa) oder für Verbindung B in der Mischung (Qb);
3. Die Berechnung des Synergie-Index (SI) bezogen auf die Formel SI = Qa/QA + Qb/QB und das Gewichtsverhältnis von 4,5-Dichlor- 2-octyl-3-isothiazolon (Verbindung A) zu Tetrachlorisophthalonitril (Verbindung B) in der jeweiligen Kombination (A:B);
4. Der Bereich der Gewichtsverhältnisse für Synergismus und die bevorzugten Gewichtsverhältnisse.
Es wird von den Fachleuten erkannt, daß die gegebenen Verhältnisse nur angenähert sind.
Die MIC-Werte jeder Verbindung, die allein untersucht wurde (QA oder QB) sind Endpunktaktivitäten, außer wenn die Werte als x 10 ausgedrückt sind. In diesen Fällen wird die Endpunktaktivität nicht als die höchste untersuchte Konzentration betrachtet. Zu Zwecken der Berechnung des Synergie- Index und zur Arbeitsdefinition von MIC ist der angegebene Wert doppelt so groß wie die höchste untersuchte Konzentration. Der Wert könnte eine Unterschätzung des wahren MIC-Wertes sein, daher kann der richtige Synergie- Index sogar niedriger sein. Tabelle 1
Synergistische Verhältnisse von Verbindung A zu Verbindung B liegen im Bereich von 16:1 bis 1:64; bevorzugte Verhältnisse sind im Bereich von 8:1 bis 1:8.
Wie bei Betrachtung der Tabelle I gesehen werden kann, demonstrieren die Zusammensetzungen der Erfindung synergistische mikrobizide Aktivität gemessen durch minimale inhibitorische Konzentration (MIC) und zeigen überraschenderweise eine größere Aktivität als die algebraische Summe der Einzelkomponenten, die die jeweilige Zusammensetzung aufbauen.
Im Vergleich dazu ist ein Beispiel einer nichtsynergistischen Kombination von 4.5-Dichlor-2-octyl-3-isothiazolon und Natriumdichlorophen in Tabelle II gezeigt. In diesem Beispiel für Nichtsynergismus wird die mikrobielle Aktivität jeder Komponente gemessen gegen E. coli, und C.albicans nicht durch die Gegenwart oder Abwesenheit der anderen Komponente in der Kombination beeinflußt. Sie ist ebenfalls nicht antagonistisch, da kein Verlust an Aktivität jeder Komponente in der Kombination nachgewiesen wurde.
Die synergistischen Aktivitäten der Zusammensetzungen der Erfindung sind in den meisten Fällen auf Bakterien, Pilzen und einer Mischung von Bakterien und Pilzen anwendbar. Daher erniedrigen die Kombinationen nicht nur den Anwendungsgehalt von Bioziden, sondern verbreitern auch das Spektrum der Aktivität. Dies ist insbesondere in Situationen geeignet, bei denen eine der Komponenten allein nicht die besten Ergebnisse aufgrund der geringen Aktivität gegen bestimmte Organismen erreicht. Tabelle II (Vergleichsbeispiel)

Claims

1. Eine mikrobizide Zusammensetzung, deren erste Komponente 4,5-Dichlor-2- octyl-3-isothiazolon und deren zweite Komponente Tetrachlorisophthalonitril ist. wobei das Gewichtsverhältnis der ersten Komponente zur zweiten Komponente von 150:1 bis 1:250 beträgt.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Isothiazolon zu Tetrachlorisophthalonitril von 16:1 bis 1:64, vorzugsweise von 8:1 bis 1;8. beträgt.

3. Ein mikrobizides Produkt, das 5 bis 30% einer Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, ein Lösungsmittel und vorzugsweise ein Emulgiermittel und Wasser enthält.

4. Ein Verfahren zur Inhibierung oder Verhinderung des Wachstums von Bakterien, Pilzen oder Algen an einem Ort, der einer Kontaminierung ausgesetzt ist oder dafür empfänglich ist, das das Einbringen einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 an oder in den Ort in einer Menge, die wirksam ist, das Wachstum dieser Bakterien, Pilze oder Algen nachteilig zu beeinflussen, umfaßt.