CH500663A

CH500663A - Verwendung von Diphenylketonen zur Bekämpfung schädlicher Mikroorganismen ausserhalb der Textilindustrie

Info

Publication number: CH500663A
Application number: CH651868A
Authority: CH
Inventors: Max Dr Duennenberger; Max Dr Schellenbaum
Original assignee: Ciba Geigy Ag
Priority date: 1968-05-02
Filing date: 1968-05-02
Publication date: 1970-12-31

Description

Verwendung von Diphenylketonen zur Bekämpfung schädlicher Mikroorganismen ausserhalb der Textilindustrie
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Diphenylketonen der Formel
EMI1.1
worin X ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Hydroxyalkylgruppe, eine Halogenalkylgruppe, eine Alkenylgruppe, einen Phenylalkylrest, eine Gruppe der Zusammensetzung -(CnHn-O) m-CnHn-Y oder eine solche der Zusammensetzung -OC-R darstellt, wobei Y eine Hydroxylgruppe oder ein Halogenatom, m eine ganze Zahl im Wert von mindestens 1, n eine der Zahlen 2 und 3 und R eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Hydroxyalkylgruppe, eine Halogenalkylgruppe, einen Phenylrest oder einen Phenylalkylrest bedeutet, zur Bekämpfung schädlicher Mikroorganismen ausserhalb der Textilindustrie.

Bevorzugte Diphenylketone entsprechen der Formel
EMI1.2
worin X1 ein Wasserstoffatom, eine -OC-Alkylgruppe, deren Alkylrest 1 bis 3, vorzugsweise 1, Kohlenstoffatome enthält, eine Chloracetyl-, n-Butyl-, 3-Chlorpropyl-, Allyl- oder Benzylgruppe darstellt.

Als besonders vorteilhafte Wirkstoffe erweisen sich die Diphenylketone der Formel
EMI1.3
worin X2 ein Wasserstoffatom, einen Rest der Formel -OC-CHCl, ferner einen Rest der Formel -OC-Alkyl, dessen Alkylgruppe 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, bedeutet, z. B. das 2,4,4'-Trihydroxy-3',5'-di-tertiär- butyl-diphenylketon-(l,l') der Formel
EMI1.4
und das 2,4'-Dihydroxy-4-chloracetoxy-3 ',5'-di-tertiär- butyldiphenylketon-(l,l') der Formel
EMI2.1

Die Diphenylketone der Formel (1) können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden.

Das Keton der Formel (3) erhält man durch Umsetzung von 3,5 - Di-tertiär-butyl-4-hydroxybenzol-carbons äurechlorid mit 1,3-Dihydroxybenzol in wasserfreiem inertem Lösungsmittel in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators, vorzugsweise Aluminiumchlorid. Aus diesem Grundkörper lassen sich die an der paraständigen Hydroxylgruppe weitersubstituierten Derivate herstellen.

So gelangt man zu den neuen Diphenylketonen der Formel
EMI2.2
worin Z eine Hydroxyalkylgruppe, eine Halogenalkylgruppe, eine Alkenylgruppe, einen Phenylalkylrest, eine Gruppe der Zusammensetzung ¯(CnH2n-O)m-CnH2n-Y oder eine solche der Zusammensetzung -OC-R darstellt, wobei Y eine Hydroxylgruppe oder ein Halogenatom, m eine ganze Zahl im Wert von mindestens 1, n eine der Zahlen 2 und 3 und R eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Hydroxyalkylgruppe, eine Halogenalkylgruppe, einen Phenylrest oder einen Phenylalkylrest bedeutet, wenn man die in 4-Stellung befindliche Hydroxylgruppe der Verbindung der Formel (3) mit Hydroxyalkylhalogeniden, a-Brom-cs-chloralkanen, Alkenylhalogeniden, Phenylalkylhalogeniden,

Halogeniden von Polyäthylenglykolen oder Polypropylenglykolen veräthert oder sie mit Halogeniden von Carbonsäuren der Formel HOOC-R (worin R die angegebene Bedeutung hat) verestert oder an sie Athylenoxyd oder Propylenoxyd anlagert.

Enthalten die Diphenylketone der Formeln (1) oder (5) im Rest X bzw. Z noch weitere Benzolkerne, so können diese ebenfalls zusätzliche Substituenten tragen, z. B. Alkylgruppen wie Äthyl oder Methyl, Alkoxygruppen wie Äthoxy oder Methoxy, Halogenatome wie Chlor.

Die Diphenylketone der Formel (1) können in üblicher an sich bekannter Weise angewendet werden.

Besonders wertvoll an den Verbindungen der Formel (1) ist das breite antibakterielle Wirkungsspektrum, das sich bei vielen Verbindungen sowohl auf grampositive als auch gramnegative Bakterien erstreckt. Hierbei ist in anwendungstechnischer Hinsicht die Geruchlosigkeit der Diphenylketone von besonderem Wert. Die Verwen dung ist auf sehr breiter Basis möglich, insbesondere zum Schutze von organischen Substraten ausserhalb der Textilindustrie gegen den Befall durch zerstörende und pathogene (auch phytopathogene) Mikroorganismen. Die Diphenylketone eignen sich demnach sowohl als Konservierungsmittel wie auch als Desinfektionsmittel für technische Produkte ausserhalb der Textilindustrie, im Pflanzenschutz und in der Landwirtschaft.

Unter den technischen Produkten, welche mit Hilfe der Diphenylketone konserviert werden können, seien die folgenden als Beispiele herausgegriffen:
Textilhilfsmittel bzw. Veredlungsmittel, Leime, Bindemittel, Anstrichmittel, Farb- bzw. Druckpasten und ähnliche Zubereitungen auf der Basis von organischen und anorganischen Farbstoffen bzw. Pigmenten, auch solche, welche als Beimischungen Casein oder andere organische Verbindungen enthalten. Auch Wandund Deckenanstriche, z. B. solche, die ein eiweisshaltiges Farbbindemittel enthalten, werden durch einen Zusatz der neuen Verbindungen vor dem Befall mit Schädlingen geschützt. Die Verwendung zum Holzschutz ist gleichfalls möglich.

Auch in der Zellstoff- und Papierindustrie können Diphenylketone der Formel (1) als Konservierungsmittel eingesetzt werden, u. a. zur Verhütung der bekannten, durch Mikroorganismen hervorgerufenen Schleimbildung in den zur Papiergewinnung verwendeten Apparaturen.

Ferner gelangt man durch Kombination von Diphenylketonen der Formel (1) mit wasch- bzw. ober flächenaktiven Stoffen zu Wasch- und Reinigungsmitteln mit ausgezeichneter antibakterieller bzw. antimykotischer Wirkung. Das Diphenylketon kann z. B. in Seifen eingearbeitet, mit seifenfreien, wasch- bzw. oberflächenaktiven Stoffen oder mit Gemischen aus Seifen und seifenfreien waschaktiven Stoffen kombiniert werden, wobei in diesen Kombinationen seine antimikrobielle Wirksamkeit in vollem Umfang erhalten bleibt.

Reinigungsmittel, welche ein Diphenylketon der Formel (1) enthalten, können in Industrie und Haushalt eingesetzt werden, ebenso im Lebensmittelgewerbe, z. B.

Molkereien, Brauereien, Schlachthöfen.

Die Wirkung kann auch in konservierenden und desinfizierenden Ausrüstungen von Kunststoffen ausgenützt werden. Bei Verwendung von Weichmachern ist es vorteilhaft, das Diphenylketon dem Kunststoff im Weichmacher gelöst bzw. dispergiert zuzusetzen. Zweckmässig ist für eine möglichst gleichmässige Verteilung im Kunststoff Sorge zu tragen. Die Kunststoffe mit antimikrobiellen Eigenschaften können für Gebrauchsgegenstände aller Art, bei denen eine Wirksamkeit gegen verschiedenste Keime, wie z. B. Bakterien und Pilze, erwünscht ist, Verwendung finden, so z. B. in Fussmatten, B adezimmervorhängen, Sitzgelegenheiten, Trittrosten in Schwimmbädern, Wandbespannungen. Durch Einverleibung in Wachs- und Bohnermassen erhält man Fussboden- und Möbelpflegemittel mit desinfizierender Wirkung.

Die Anwendungsformen können den üblichen Formulierungen von Schädlingsbekämpfungsmitteln entsprechen, beispielsweise können Mittel, die ein Diphenylketon der Formel (1) enthalten, gegebenenfalls auch noch Zusätze wie Trägerstoffe, Lösungsmittel, Verdünnungs-, Dispergier-, Netz- oder Haftmittel usw., sowie andere Schädlingsbekämpfungsmittel enthalten.

Schliesslich können in solchen Mitteln zur Bekämpfung schädlicher Mikroorganismen auch zwei oder mehrere Verbindungen der Formel (1) gleichzeitig vorhanden sein.

Die in der nachfolgenden Herstellungsvorschrift und den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente, sofern nichts anderes angegeben.

Herstellungsvorschrif ten
Die Formeln und Schmelzpunkte der Verbindungen A bis FZ sind auf Tabelle I zusammengestellt.

A. 25 Teile 3,5 -Di-tertiärbutyl- 4-hydroxybenzol carbonsäure werden in 100 Teilen Thionylchlorid während einer Stunde am Rückfluss verrührt. Dann wird das überschüssige Thionylchlorid am Vakuum abdestilliert und das Säurechlorid (Schmelzpunkt: 940 C) in 120 Teilen Nitrobenzol gelöst. Man fügt bei 10 bis 150 C 11 Teile Resorcin und 14 Teile wasserfreies Aluminiumchlorid zu und rührt das Gemisch anschlie ssend 20 Stunden bei 400 C. Die dunkle Lösung giesst man nun auf 500 Teile Eiswasser, wäscht neutral und unterwirft das Reaktionsgemisch einer Wasserdampfdestillation. Nach dem Trocknen erhält man ungefähr 30 Teile der Verbindung der Formel (3). Nach zweimaliger Umkristallisation aus einem Methylenchlorid Hexan-Gemisch erhält man die leicht gelbliche Verbindung A der Formel (3).

B. 6,9 Teile der Verbindung der Formel (3) werden in 70 Teilen Toluol gelöst. Man gibt bei 400 C unter Rühren zuerst 1,6 Teile Pyridin und dann 2,3 Teile Chloracetylchlorid zu, rührt 2 Stunden bei 60 bis 700 C weiter und unterwirft das Reaktionsgemisch einer Wasserdampfdestillation, wobei das Reaktionsprodukt in Form beinahe farbloser Kristalle ausfällt. Die Ausbeute beträgt etwa 7,2 Teile. Nach zweimaliger Umkristallisation aus einem Methylenchlorid Methanol-Gemisch erhält man die Verbindung B der Formel (4).

C. 6,9 Teile der Verbindung der Formel (3) werden in 401 Teilen Dimethylsulfoxyd und 0,8 Teilen Natriumhydroxyd gelöst. Dann lässt man in einer Stunde bei 300 C 2,8 Teile n-Butylbromid zutropfen und rührt 5 Stunden bei 40 bis 450 C weiter. Man kühlt anschlie ssend auf 200 C und versetzt das Reaktionsgemisch mit 30 Teilen Wasser, wobei sich das Reaktionsprodukt in Form beinahe farbloser Kristalle abscheidet. Die Ausbeute beträgt etwa 7,5 Teile. Nach dreimaliger Umkristallisation aus einem Methanol-Wasser-Gemisch erhält man die Verbindung C.

D. Ersetzt man in dem unter C angegebenen Herstellungsverfahren das n-Butylbromid durch die entsprechende Menge l-Chlor-3-brom-propan, so erhält man die Verbindung D in ähnlicher Reinheit und Aus beute.

E. Ersetzt man in dem unter B angegebenen Herstellungsverfahren das Chloracetylchlorid durch die entsprechende Menge Acetylchlorid, so erhält man die Verbindung E in ähnlicher Reinheit und Ausbeute.

F. Ersetzt man in dem unter C angegebenen Herstellungsverfahren das n-Butylbromid durch die entsprechende Menge Benzylbromid oder Allylbromid, so erhält man die Verbindungen F1 und F2 in ähnlicher Ausbeute und Reinheit.

Tabelle I
EMI3.1

<tb> <SEP> Formel <SEP> Schmelzpunkt
<tb> Verbindung <SEP> Nr. <SEP> X <SEP> in <SEP> der <SEP> Formel <SEP> (1) <SEP> oC
<tb> <SEP> A <SEP> 3 <SEP> -H <SEP> 194-195
<tb> <SEP> B <SEP> 4 <SEP> -OC-CH2-C1 <SEP> 183-184
<tb> <SEP> C <SEP> - <SEP> -CH2-CH2-CH2-CH8 <SEP> 135-136
<tb> <SEP> D <SEP> -CHCH2-CH2-CI <SEP> 151-152
<tb> <SEP> E <SEP> - <SEP> -OC-CH3 <SEP> 180-182
<tb> <SEP> F1 <SEP> - <SEP> -CH2-t3 <SEP> 127-12S
<tb> <SEP> F2 <SEP> - <SEP> -CH2-CH=CH2 <SEP> 117-118
<tb> Bestimmung der minimalen Hemmkonzentration (MIC) gegen Bakterien und Pilze.

Die Bestimmung der MIC (minimal inhibitory concentration) erfolgt nach einer an Standard-Normen angelehnten Prüfung, die eine Annäherung an absolute minimale Hemmwerte eines Wirkstoffes erlaubt.

Als Testorganismen werden Staphylococcus aureus, Rhodotorula rubra, Trichophyton interdigitale und Trichophyton mentagrophytes verwendet.

Die minimale Hemmkonzentration gegen Staphylococcus aureus wird im Verdünnungstest, diejenige gegen die drei Pilze im Gradientenplattentest ermittelt.

Für die Verbindung der Formel (3) ergeben sich dabei folgende Werte:
Minimale Hemmkonzen tration in ppm Staphylococcus aureus 1 Rhodotorula rubra 1 Trichophyton interdigitale 1,5 Trichophyton mentagrophytes 2 Ähnliche Wirksamkeiten zeigt auch die Verbindung der Formel (4).

Beispiel
Zur Herstellung einer antimikrobiellen Stückseife werden 1,2 g der Verbindung der Formel (3) oder (4) folgender Mischung zugesetzt:
120 g Grundseife in Schuppenform
0,12 g Dinatriumsalzdertithylendiamintetra-essig säure (Dihydrat)
0,24 g Titandioxyd
Die durch Walzen erhaltenen Seifenspäne werden mit einem Schnellrührer pulverisiert und anschliessend zu Seifenstücken gepresst.

Mit der antimikrobiellen Seife stellt man eine 5 ziege und eine 1,5 %ige Lösung in sterilem Leitungswasser her. Je 1 ml dieser Lösungen wird zu 4 ml steriler Brain Heart Infusion Broth gegeben. Durch fortlaufendes Verdünnen auf das jeweils Zehnfache werden zwei Reihen erhalten, die durch Kombination folgende kontinuierliche Verdünnungsreihe ergeben:
100, 30, 10, 3, 1 ... ppm Wirksubstanz.

Die Lösungen werden mit Kulturen von Staphylococcus aureus beimpft und 24 Stunden bei 370 C be brütet. Nach dieser Zeit wird mit der Pipette den Lösungen 0,05 ml entnommen und über Brain Heart Infusion Schräg-Agar laufen gelassen. Die Agar-Röhrchen werden weitere 24 Stunden bei 370 C bebrütet, und hierauf wird die minimale Abtötungskonzentration bestimmt:
Wirkung gegenüber
Verbindung der Formel Staphylococcus aureus (3) 10 (4) 10

Claims

PATENTANSPRUCH Verwendung von Diphenylketonen der Formel EMI4.1 worin X ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Hydroxyalkylgruppe, eine Halogenalkylgruppe, eine Alkenylgruppe, einen Phenylalkylrest, eine Gruppe der Zusammensetzung -(CnH2n-O)m-CnH2n-Y oder eine solche der Zusammensetzung -OC-R darstellt, wobei Y eine Hydroxylgruppe oder ein Halogenatom, m eine ganze Zahl im Wert von mindestens 1, n eine der Zahlen 2 und 3 und R eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Hydroxyalkylgruppe, eine Halogenalkylgruppe, einen Phenylrest oder einen Phenylalkylrest bedeutet, zur Bekämpfung schädlicher Mikroorganismen ausserhalb der Textilindustrie.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verwendung gemäss Patentanspruch von Diphenylketonen der Formel EMI4.2 worin X1 ein Wasserstoffatom, eine -OC-Alkylgruppe, deren Alkylrest 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, eine Chloracetyl-, n-Butyl-, 3-Chlorpropyl-, Allyl- oder Benzylgruppe darstellt.

2. Verwendung gemäss Patentanspruch von Diphenylketonen der Formel EMI4.3 worin X2 ein Wasserstoffatom, einen Rest der Formel -OC-CHCl oder einen Rest der Formel -OC-Alkyl, dessen Alkylgruppe 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, bedeutet.

3. Verwendung gemäss Patentanspruch des Diphenylketons der Formel EMI4.4 4. Verwendung gemäss Patentanspruch des Diphenylketons der Formel EMI4.5