專利名稱：穩定的殺生物組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及包含某些咪唑烷化合物與3-異噻唑酮化合物混劑的穩定殺生物組合物。本發明還涉及使用低濃度銅鹽穩定這種組合物的用途。
殺微生物劑在商業上用于抑制各種場所的微生物生長，如冷卻塔、金屬加工流體系、油漆和化妝品。較重要的一類殺微生物劑為3-異噻唑酮類化合物。由于它們在各種不同的條件下和多種不同場所都能有效地抑制微生物生長，因而目前已有多種3-異噻唑酮化合物在商業上獲得成功。其中最重要的3-異噻唑酮化合物為5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮(“CMI”)，2-甲基-3-異噻唑酮(“MI”)，及其混合物。
然而，盡管3-異噻唑化合物為高效殺微生物劑，但其中的一些在某些條件下是不穩定的。如果無穩定劑存在，許多3-異噻唑酮化合物都會發生化學降解，從而喪失殺微生物效力。已有許多研究都致力于穩定這些3-異噻唑酮化合物，并且也已知多種供3-異噻唑酮溶液用的穩定劑，例如參見US5，461，150(Gironda等)和US5，312，827(Bayer等)的描述。
咪唑烷類化合物(包括乙內酰脲類化合物在內)是另一類殺微生物劑，并且在各種不同場所已使用多年。此類最知名的殺微生物劑為1，3-二羥甲基-5，5-二甲基乙內酰脲(“DMDMH”)。DMDMH通常為水溶液、無水粉末、或甘醇溶液形式。DMDMH具有多種商品名，包括Glydant_。這些類型的化合物能夠以所提供的形式穩定貯藏，不需要另加穩定劑來防止化學降解。
本發明涉及一類穩定的殺生物組合物，其中包括至少一種釋甲醛的咪唑烷，至少一種3-異噻唑酮，穩定量的銅離子和溶劑。
本發明還涉及一種通過加入低濃度銅離子穩定包含至少一種釋甲醛的咪唑烷和至少一種3-異噻唑酮的殺生物組合物的方法。
本說明書中所用的術語“抗微生物劑”是指在給定體系中能抑制微生物生長的化合物(防腐劑)以及能降低微生物濃度的化合物(消毒劑)。術語“抗微生物活性”是指抗微生物劑殺滅、抑制或防止微生物生長的活性。術語“微生物”是指例如(但不限于)下述微生物真菌，細菌，和藻類。術語“場所”是指可被微生物污染的工業體系或產品。本發明書中使用了下述縮寫AI=活性成分，mL=微升；g=克。除非另有具體說明，本說明書中的百分比是指重量比，數值范圍包括端值，并且所有比例均為重量比。
本發明部分地基于下述意料不到的發現，即向咪唑烷組合物中加入3-異噻唑酮能導致咪唑烷發生去穩定作用。進一步意想不到的發現是這種混劑可用低濃度銅離子穩定。
本發明組合物中可使用任何3-異噻唑酮化合物。適當的3-異噻唑酮化合物包括但不限于5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮；2-甲基-3-異噻唑酮；2-乙基-3-異噻唑酮；5-氯-2-乙基-3-異噻唑酮；4，5-二氯-2-甲基-3-異噻唑酮；2-正辛基-3-異噻唑酮；4，5-二氯-2-正辛基-3-異噻唑酮；1，2-苯并異噻唑酮(1，2-benzisothiazolone)；4，5-三亞甲基-2-甲基-3-異噻唑酮；以及它們的混合物。當使用5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮和2-甲基-3-異噻唑酮的混合物時，5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮與2-甲基-3-異噻唑酮的重量比通常為99∶1-1∶99，優選90∶10-70∶30。
可用于本發明組合物中的咪唑烷化合物為任何釋甲醛的咪唑烷類化合物，特別是式Ⅰ那些化合物及其低聚物 其中R1和R2獨立地選自H；CH2OH；任選被O、S或N取代的C1-C4烷基、C1-C4鏈烯基或C1-C4炔基；條件是R1或R2中至少一個為CH2OH；和R3和R4獨立地選自H；OH；鹵素；C1-C3烷氧基；NR5C(O)NHR6；任選被O、S或N取代的C1-C4烷基、C1-C4鏈烯基或C1-C4炔基；和R5和R6獨立地選自H；CH2OH；任選被O、S或N取代的C1-C4烷基、C1-C4鏈烯基或C1-C4炔基。
優選的咪唑烷包括二偶氮烷基脲(diazolidinylurea)，咪唑烷基脲和單-和二-羥甲基5，5-二甲基乙內酰脲。最優選1，3-二羥甲基-5，5-二甲基乙內酰脲。
一般來講，本發明組合物中咪唑烷的含量大于3-異噻唑酮。咪唑烷與3-異噻唑酮之比隨具體應用不同而變化很大，但通常為1∶1-800∶1。咪唑烷與3-異噻唑酮之比優選為10∶1-400∶1，且最優選75∶1-333∶1。
本領域已知多種銅鹽，而且任何具有足夠的水溶性從而能在溶液中提供所需銅離子濃度的銅鹽都可以使用。適當的例子包括但不限于硫酸銅，乙酸銅，氯化銅，溴化銅，氯酸銅，高氯酸銅，亞硝酸銅和硝酸銅。優選硫酸銅和硝酸銅。銅鹽一般可以從市場上購得，例如可購自Pfalz和Bauer(Waterbury，Connecticut)，并且可不經進一步純化而直接使用。
在本發明組合物中，銅離子的量通常為10-2500ppm。優選銅離子的量為10-1000ppm，最優選10-100ppm。當3-異噻唑酮的濃度較低時，需要的銅離子量較少。而隨著3-異噻唑酮濃度增加，為獲得相同的穩定性則需要成比例地增加銅離子量。一般來講，銅離子與3-異噻唑酮之比為1∶150-2∶1。優選銅與3-異噻唑酮之比為1∶75-1∶1，且最優選1∶15-1∶5。
本發明組合物中使用的溶劑可以為水、有機溶劑、或它們的混合物。適用于最終用途且不會使抗微生物劑去穩定的任何有機溶劑都是適宜的。適宜的有機溶劑包括但不限于脂族和芳族烴，如二甲苯和烷基苯混合物；鹵代脂族及芳族烴，如二氯乙烷和單氯苯；醇類，如一元、二元、及多元醇；醛；酮，如丙酮、甲乙酮、和甲基異丁基酮；醚；乙二醇醚；乙二醇醚乙酸酯；具有至少4碳原子的飽和和不飽和脂肪酸；酯，如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇酯、和鄰苯二甲酸酯；以及酚類。優選的有機溶劑為乙二醇醚；乙二醇醚乙酸酯；脂族和芳族烴；以及醇。更優選使用乙二醇醚或乙二醇醚乙酸酯與水的混合物。最優選水。
本發明組合物中還可以包含其它穩定劑，如金屬硝酸鹽，碘酸或其鹽，以及各種其它無機鹽等，它們都不會對本發明混配組合物的性能產生實質性影響。可包含在本發明殺生物混劑中的其它成分包括但不限于乙二胺四乙酸，苯甲醇，苯氧基乙醇，對羥基苯甲酸甲酯或丙酯，或其它殺生物劑。
通過將殺微生物有效量的本發明組合物加入到受微生物侵染的場所之上、之內或之處，這些組合物可用于抑制微生物的生長。適當的場所包括但不限于冷卻塔；空氣洗滌器；鍋爐；礦物漿料；廢水處理；觀賞噴泉；反滲透過濾；超過濾；壓艙水；蒸發冷凝器；熱交換器；紙漿和紙加工液；塑料；乳液和分散液；油漆；乳膠漆；涂料，如清漆；建筑產品，如膩子、白堊、和密封膠；建筑粘合劑，如陶瓷粘合劑、地毯襯墊粘合劑、和層壓粘合劑；工業或家用粘合劑；照相用化學品；印刷液；家用產品，如浴室消毒劑或衛生洗滌劑；化妝品和梳妝用具；香波；香皂；洗滌劑；表面活性劑；工業消毒劑或衛生洗滌劑，如冷消毒劑，硬表面消毒劑；地板拋光劑；洗衣店漂洗水；織物柔軟劑；金屬加工液；傳送帶潤滑劑；傳壓流體；皮革和皮革制品；織物；紡織產品；木材和木材制品，如膠合板、粗紙板、刨花板、層壓條、定向條紋板、硬紙板和碎料板；石油加工液；燃料；油田用液體，如注入水、壓裂液、和鉆探泥漿；農業助劑防腐；表面活性劑防腐；醫療器械；診斷試劑用防腐；食品防腐，例如塑料或紙質食品包裝袋；以及游泳池和溫泉浴場。優選的場所為化妝品和梳妝用具；膠乳；乳液和分散液；油漆；表面活性劑；地板拋光劑；織物柔軟劑；洗滌劑；和家用產品。
適合于抑制或控制微生物生長的殺生物活性物質的總量取決于咪唑烷和3-異噻唑酮的濃度，以及要保護的場所，但通常為200-7000ppm(以需要保護的所述場所的體積量為基準)。當然，在本發明范圍內，所述組合物可另外含有其它殺生物活性物質。
下列實施例用于進一步說明本發明的各方面，但它們并不以任何方式對本發明范圍構成限制。
實施例1下面研究與任一種單一活性成分相比，咪唑烷和3-異噻唑酮混劑的儲藏穩定性。
混劑樣品制備如下將DMDMH(55％AI水溶液)在蒸餾水中稀釋至適當濃度，充分混合。接著加入穩定劑(加入量以CuSO4·5H2O中Cu2+量為基準)，并充分混合樣品。將適當量3-異噻唑酮(CMI∶MI=3∶1)溶解(melt)在少量熱自來水中，加到上述樣品內，然后充分混合。以類似方式制備其它樣品(即不含DMDMH，ITA或穩定劑的樣品)。
制得樣品之后，將各樣品再分樣到大約10g玻璃小瓶內。然后蓋帽小瓶，頂部用膠帶粘貼，置于用于持續時間研究的恒溫烘箱內。每周觀測樣品的任何視覺變化，并且在研究過程中的不同時間取等分液樣。采用HPLC測定AI濃度，剩余的％AI濃度采用起始測量值(0周)作為100％AI進行測定。
*所用ITA包括MI和CMI，但只測量CMI濃度。
上述結果清楚表明，咪唑烷本身是貯藏穩定的，并且不需要加入穩定劑，但當向組合物中加入3-異噻唑酮時，咪唑烷的穩定性降低。
實施例2下述實施例進一步證明本發明組合物的貯藏穩定性。按照上述實施例1的方法制備樣品。
該結果顯示加入銅離子后DMDMH和3-異噻唑酮的穩定性都大大增強。
權利要求
1．一種穩定的殺生物組合物，其包括至少一種釋甲醛的咪唑烷；至少一種3-異噻唑酮；穩定量的銅離子；和溶劑。
2．權利要求1的組合物，其中所述的釋甲醛的咪唑烷為式Ⅰ化合物或其低聚物 其中R1和R2獨立選自H；CH2OH；任選被O、S或N取代的C1-C4烷基、C1-C4鏈烯基或C1-C4炔基；條件是R1或R2中至少一個為CH2OH；和R3和R4獨立選自H；OH；鹵素；C1-C3烷氧基；NR5C(O)NHR6；任選被O、S或N取代的C1-C4烷基、C1-C4鏈烯基或C1-C4炔基；和R5和R6獨立選自H；CH2OH；任選被O、S或N取代的C1-C4烷基、C1-C4鏈烯基或C1-C4炔基。
3．權利要求2的組合物，其中所述的咪唑烷選自二偶氮烷基脲，咪唑烷基脲和單-羥甲基5，5-二甲基乙內酰脲和二-羥甲基5，5-二甲基乙內酰脲。
4．權利要求1的組合物，其中所述的3-異噻唑酮選自5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮；2-甲基-3-異噻唑酮；2-乙基-3-異噻唑酮；5-氯-2-乙基-3-異噻唑酮；4，5-二氯-2-甲基-3-異噻唑酮；2-正辛基-3-異噻唑酮；4，5-二氯-2-正辛基-3-異噻唑酮；1，2-苯并異噻唑酮；4，5-三亞甲基-2-甲基-3-異噻唑酮；以及它們的混合物。
5．權利要求4的組合物，其中所述的3-異噻唑酮包括5-氯-2-甲基-3-異噻唑酮和2-甲基-3-異噻唑酮的混合物。
6．權利要求1的組合物，其中銅離子與3-異噻唑酮的重量比為1∶150-2∶1。
7．權利要求1的組合物，其中咪唑烷與3-異噻唑酮的重量比為1∶1-500∶1。
8．通過加入低濃度銅離子穩定包含至少一種釋甲醛的咪唑烷和至少一種3-異噻唑酮的殺生物組合物的方法。
9．權利要求8的方法，其中銅離子與3-異噻唑酮的重量比為1∶150-2∶1。
10．權利要求8的方法，其中咪唑烷與3-異噻唑酮的重量比為1∶1-500∶1。
全文摘要
本發明公開了由低濃度銅鹽穩定的包括釋甲醛的咪唑烷化合物(如1,3－二羥甲基－5,5－二甲基乙內酰脲)與3－異噻唑酮化合物混合物的殺生物組合物。
文檔編號A01N25/22GK1287780SQ0012638
公開日2001年3月21日 申請日期2000年9月12日 優先權日1999年9月14日
發明者B·J·艾爾阿瑪, S·L·納嘉哈西 申請人:羅姆和哈斯公司