DK146496B - Fremgangsmaade til fremstilling af stoevfri dyrefoderadditiver indeholdende quinoxalin-1,4-dioxid - Google Patents

Description

146496 i

Mange quinoxalin-1,4-dioxider indgivet til dyr er effektive til bekæmpelse af urinvejsinfektioner og systemiske infektioner, kroniske luftvejssygdomme hos fjerkræ og infektiøs sinusitis hos kalkuner, som angivet i beskrivelsen til USA 5 patent nr. 3 371 090. Af særlig interesse er deres brug til bekæmpelse af svinedysenteri. Disse antibakterielle midler er nyttige til både profylaxe og terapi. Ved bekæmpelse eller eliminering af mange almindelige bakterieinfektioner, som angriber dyr, fungerer disse midler også som både vækst- og fo-10 dereffektivitetsfremmende midler. Antibakterielle quinoxalin- 1,4-dioxider har strukturformlen 0 1 Φ ir -é=N-R3 00=·* 4- 0 hvori R1 og R2 hver for sig betyder hydrogen eller lavere alkyl, og R^ er udvalgt blandt nh-co-nh2 nh-cs-nh2 nh-c(nh)-nh2 NHR4 NHC00R5 NHCOR6 OR7 ό og

-CHo-CHo-0H

\_y 2 2 2 146496 hvor betyder lavere alkyl, phenyl, benzyl eller hydroxyal-kyl med 2-4 carbonatomer, R betyder lavere alkyl, hydroxy- alkyl med 2-4 carbonatomer eller halogenalkyl med 2-4 carbon- fi 7 atomer, R betyder lavere alkyl eller phenyl, og R' betyder 5 hydrogen eller lavere alkyl.

Betegnelsen "lavere alkyl" skal i denne beskrivelse inkludere de forgrenede, såvel som de ligekædede radikaler af de lavere ‘ alkylgrupper, som har tre eller flere carbonatomer. Særligt foretrukkent som antibakterielt middel er 2-formylquinoxalin-10 1,4-dioxid-methoxycarbonylhydrazon, kendt under fællesnavnet carbadox.

Carbadox leveres til forbrugeren blandet med en bærer som et additiv, der blandes yderligere med et dyrefoder til dannelse af et slutprodukt indeholdende en farmaceutisk effektiv koncen-15 tration af carbadox. Sammensætningen af additivet varierer af hængigt af det område af verden, hvori det er bregnet til brug. Bæreren varierer også i overensstemmelse med ønsker om at anvende et materiale, sædvanligvis stivelseholdigt, som er let tilgængeligt i det område, hvori det skal forbruges. Typiske 20 carbadox-additiver indeholder omkring 85-98 % bærer og et el ler andet sted fra 2 til 12 % carbadox. Op til omkring 1 vægt-% siliciumdioxid eller 10 vægt-% ealciumcarbonat kan anvendes foruden stivelseholdige materialer. Sommetider tilsættes også en effektiv mængde calciumpropionat som konserveringsmiddel, 25 sædvanligvis 0,2 vægt-%. Blandt de stivelseholdige bærere er risklid, majsfrømel, sojabønnemel, sojabønnegrits, hvedemidd-lings, majsglutenfoder, blødt phosphatmineral, majsmel, rapsfrø og sojabønnemøllefraktion.

På grund af carbadox-krystallens fysiske natur, en natur den 30 deler med andre quinoxalin-l,4-dioxider, mødes der vanskeligheder ved sammensætningen af et støvfrit additiv indeholdende en ensartet mængde carbadox. De kendte fremgangsmåder til fremstilling af carbadox giver et yderst finkrystallinsk materiale med typisk omkring 3 vægt-% mindre i partikelstørrelse end 3 U6496 5yum, 23 vægt-^ mellem 5 og 10yum og 74 vægt-% større end 10yum. Denne partikelstørrelsesfordeling kan imidlertid være yderst vildledende, da carb ado x-krys tallen er meget skør og har tendens til ved gnidning at reduceres stærkt i størrelse.

5 På grund af carbadox's lille partikelstørrelse i forhold til bæreren vil ethvert støv, som undslipper fra blanderen, hvori additivet sammensættes, forventes at være sammensat hovedsageligt af carbadox. Målinger har faktisk vist, at dette undslupne støv er omkring 93 % carbadox. Selv om partikler mindre end 10 lOyum sædvanligvis betragtes som indåndelige, er dette intet problem med den foreliggende anvendelse, fordi al blanding foretages i lukkede systemer med støvopsamlere. Ikke desto mindre medfører det undslupne støv vanskeligheder ved fremstilling af en ensartet sammensætning. Det carbadox, som opfanges 15 i en støvopsamler, der i de fleste tilfælde er et posehus, re cirkuleres tilbage til blanderen. Imidlertid kan der køres 6 eller 7 charger, før det opsamlede materiale udtages, vejes og recirkuleres. Som resultat heraf vil de første blandinger have tendens til lavt carbadoxindhold, og chargen indeholdende 20 det recirkulerede materiale til høj carbadox-koncentration.

Ensartethed af sammensætningen kræver derfor, at den dannede mængde støv ved blandingsprocessen, selv i et lukket system, skal være et absolut minimum.

Additivet forbliver støvet, selv efter at det er fjernet fra 25 blanderen og emballeret til transport. Det antages, at noget - carbadox faktisk kan gå tabt ved transport, og det er kendt, at noget tabes definitivt, når additivet sammensættes til et foder hos den endelige bruger. Igen kræver ensartetheden af sammensætningen en stabil, d.v.s. støvfri blanding af carbadox 30 og bærer. Endvidere er det almindeligvis uønskeligt at markeds føre et produkt, som indeholder eller frembringer indåndeligt støv, selv om der ikke synes at være nogen middelbar medicinsk risiko.

4 146496

Støvfri quinoxalin-1,4-dioxid-additiver er også yderst ønskelige på grund af deres sikkerhed. Tendensen hos carbadox til at eksplodere er stor. Dets minimale antændelsesenergi er yderst lav, og krystallen er stærkt brændbar og selvnærende 5 i fravær af luft. I stabile støvfri forblandinger mødes disse farer ikke. Imidlertid er der en risiko, når som helst carbadox udskilles fra dets bærer. Stabile additiver eliminerer muligheden af posehusbrande og eksplosioner ved overførsel. Støvede additiver kan ikke transporteres som luftfragt, medens 10 produktet af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er tilstrække ligt sikkert til at forsendes ved enhver transportmåde.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af i det væsentlige støvfri quinoxalin-1,4-dioxid-dyrefoderadditiver. Fremgangsmåden består i at blande 0,5 - 2,0 vægtdele og for-15 trinsvis 1,0 - 1,25 vægtdele af en egnet ikke-toxisk olie, sæd vanligvis en med nogen næringsværdi, såsom sojabønneolie, majsolie, mineralolie og blandinger deraf, med 80 - 95 vægtdele af en spiselig bærer, som sædvanligvis er af stivelseholdig natur, såsom sojabønnemøllefraktion, risklid, sojabønnemel, sojabønne-20 grits, majsfrømel, majsglutenfoder, hvedemiddlings, rapsfrømel og blandinger deraf. Blød phosphatsten anvendes også, ligesom blandinger af alle de ovenstående med siliciumdioxid og calciumcarbonat. Den ikke-toxiske olie selv indeholder hyppigt en passende antioxidant, såsom calciumpropionat. Denne blanding 25 af bærer og olie blandes derpå med fra omkring 2 til omkring 12 vægtdele farmaceutisk acceptabelt antibakterielt quinoxalin-1, 4-dioxid. Af særlig interesse som antibakterielt middel er 2-formylquinoxalin-l,4-dioxid-methoxycarbonylhydrazon. Til den grundigt sammenblandede blanding af olie, bærer og anti-30 bakterielt middel sættes derpå yderligere 1,5 - 6,0 vægtdele og fortrinsvis 3,0 - 3,75 vægtdele, af den nævnte olie, og . blandingen sammenblandes igen grundigt. Den endelige koncen- . tration af olie i additivet skal ligge i området 2-8 vægt-%, og fortrinsvis 4-5 vægt-%.

146496 5

Det har vist sig, at der ved den ovenfor beskrevne trinvise olietilsætningsfremgangsmåde kan sammensættes stabile blandinger af antibakterielle quinoxalin-l,4-dioxider til anvendelse som dyrefoderadditiver, som i det væsentlige ikke har 5 nogen tendens til at skille, er frie for indåndeligt støv og er uden de rene quinoxalin-l,4-dioxiders antændelige og eksplosive egenskaber. Særligt foretrukne er de additiver, hvori olien er sojabønneolie eller mineralolie, og olien indeholder en egnet antioxidant, såsom calciumpropionat, med sojabønne-10 møllefraktion, rapsfrømel, risklid eller sojabønnemel som bærer.

Tilsætningen af olie for at reducere støvmængden i dyrefoderadditiver er kendt indenfor teknikken. I beskrivelsen til USA patent nr. 3 468 667 er beskrevet et produkt indeholdende dicalciumortophosphat, diammoniumortopho sphat, ammoniumdihydro-15 genphosphat og blandinger deraf, som også indeholder glyceryl- lactopalmitat og en fedtsyre eller et fedtsyresalt, hvori der tilsættes en olieagtig væske med det formål at binde blandingen. Endvidere er det klart, at forøgelse af oliemængden i ethvert foderadditiv, inklusive sådanne ifølge opfindelsen, vil redu-20 cere den indeholdte mængde støv. Imidlertid kan tilsætningen af store mængder olie til dette formål give et produkt med mange uønskede egenskaber, såsom ringe strømningsevne, hvilket gør produktet vanskeligt at blande og emballere.

Det har nu vist sig ved fremstillingen af additiver indehol-25 dende antibakterielle quinoxalin-l,4-dioxider, at tilsætningen af olie i to portioner, hvor tilnærmelsesvis 20 - 30 % sættes til bæreren før det antibakterielle middel, og resten af olien tilsættes efter det antibakterielle middel, er væsentligt mere effektivt til fremstilling af et støvfrit foderadditiv end 30 tilsætningen af olie i en enkelt charge, enten før eller efter indførelsen af det antibakterielle middel. Især har det vist sig, at anvendelsen af tilnærmelsesvis 2 - 8 %, og fortrinsvis 4 - 5 %, olie tilsat på en sådan måde, at tilnærmelsesvis 10 -60 % og fortrinsvis 20 - 30 %, af den nævnte olie overtrækkes 35 på bæreren før tilsætningen af det antibakterielle middel, og 6 146496 resten tilsættes efter det antibakterielle middel, er yderst effektiv til fjernelse af indåndeligt støv fra foderadditivet.

Ved et lignende forsøg med additiv indeholdende 10 % carbadox, fandtes det, at tilsætningen af 0,75 % olie før og en ligeså 5 stor mængde efter tilsætningen af carbadox var tilnærmelsesvis 9 gange mere effektiv end tilsætning af 1,5 % olie før tilsætningen af carbadox. I et forsøg med et additiv indeholdende 2.,2. % carbadox, fandtes det, at tilsætningen af 0, 75 % olie før carbadoxet og 2,25 % efter carbadoxet var op til omkring 10 40 gange så effektivt til at reducere mængden af indåndeligt støv som tilsætningen af den samme mængde olie før carbadoxet blev tilsat. Det kan også anslås ud fra disse forsøg, at tilsætningen af 5 % olie er op til 50 gange mere effektivt end tilsætningen af 1,5 % olie til fjernelse af indåndeligt støv.

15 Produktet indeholdende 5 % olie har gode strømningsegenskaber.

Tilsætning af oliemængder på over ca. 8 % reducerer additivets strømningsevne og gør det vanskeligt at sammenblande og emballere. Det antages, at den første tilsatte delmængde olie danner et overtræk på bærerens overflade, hvortil carbadoxet hæf-20 ter, og at den anden delmængde olie derpå dækker carbadoxet og forhindrer de skøre krystaller i at nedbrydes på grund af slid og derved forhindrer adskillelse af blandingen. Opfindelsen skal dog ikke være bundet af denne fortolkning.

. EKSEMPEL 1 25 Direkte sammensætning af carbadox-additiv

Sojaskalmel (3456 kg) afvejes og sættes til en blander. Der tilsættes sojabønneolie (27 kg), og blanderen køres, indtil sojaskalmelet er ensartet overtrukket med olie. Derpå tilsættes carbadox (80 kg) af foderkvalitet, og blanderen køres igen 30 til ensartet sammenblanding af carbadoxet med blandingen. Derpå ..... tilsættes sojabønneolie (81,6 kg), og chargen blandes i en forud fastsat tid, indtil den er homogen, til opnåelse af et carbadox-additiv, som er i det væsentlige støvfrit og har en koncentration på 22 g carbadox pr. kg.

EKSEMPEL 2 146496 7

Sammensætning af carbadox-additiv ved hjælp af en udgangsblanding___

Sojaskalmel (292,5 kg) anbringes i en blander. Der tilsættes 5 sojabønneolie (27 kg), og blanderen køres i et forud fastsat tidsrum, indtil sojabønneolien ensartet har overtrukket soja-skalmelet. Derpå tilsættes carbadox (80 kg) af foderkvalitet, og blanderen køres i et forud fastsat tidsrum, indtil blandingen er homogen. Dette produkt, kaldet en udgangsblanding, op-10 bevares derpå indtil det tidspunkt, hvor man ønsker at frem stille additivet.

Til fremstilling af additivet sættes udgangsblandingen (400 kg) til en blander sammen med sojaskalmel (3145 kg), og blanderen køres i et forud fastsat tidsrum, indtil blandingen er 15 homogen. Derpå tilsættes sojabønneolie (81,6 kg), og blanderen køres i et forud fastsat tidsrum, indtil olien ensartet har overtrukket bæreren og carbadoxet. Dette additiv (3630 kg) indeholder 22 g carbadox pr. kg og er i det væsentlige støvfrit.

EKSEMPEL 3 20 Bestemmelse af procentmængden af carbadox i støv

Der blev konstrueret et apparat bestående af en 75 liters tromle med et elliptisk hul på 15 x 10 cm udskåret i den ene ende, som hviler i et hængestativ, som kan vippes af en elektrisk motor med forskellige hastigheder. Når tromlen fyldes med car-25 badoxadditivet, simulerer dette apparat det støv, som frem bringes, når en pose additiv tømmes. Tromlen selv tømmes ud i en tragtsilo, som ligner den, der anvendes af foderfabrikanter.

Et additiv (45 kg) fremstillet ved fremgangsmåden ifølge ek-30 sempel 2 og indeholdende 10 % carbadox og ingen olie, blev 146496 8 anbragt i tromlen og låget fastgjort. Tre "Bendix Model C115" luftprøvesonder blev anbragt i en afstand af 10 cm fra centret af den forventede støvsky. Denne sonde simulerer menneskelige indåndingsmængder og -hastigheder. Den totale indåndingsmængde 5 er 22 liter pr. minut. De adskiller også partikler mindre end og større end 10yum, idet de, som er mindre end lO^um, almindeligvis betragtes som indåndelige. Luftprøvesonderne blev sat igang ligesom hængestativet, og prøven blev dumpet i et tidsrum på 45 minutter. Støvet blev opsamlet fra hver af sonderne, 20 vejet og carbadox-koncentrationen blev bestemt ved differen tiel impulspolarografi. Undergrænsen for let bestemmeligt car-badox ved denne prøvningsprocedure er 0,1yug. Der blev opnået følgende resultater.

Ikke-indåndeligt

Indåndeligt støv % støv carbadoxvægt % 15 Sonde carbadox/støvvægt Carbadox /støvvægt_ Carbadox 1 Ingen prøve opsamlet, sonden stoppet 2 4,1 mg/4,3 mg 95,5 % 31,2 mg/33,1 mg 94,3 % 3 2,8 mg/2,9 mg 96,5 % 26,0 mg/28,4 mg 92,3 % 20 EKSEMPEL 4

Virkning af olietilsætning på forskellige additiver

Additiverne i dette forsøg blev sammensat i 45,4 kg charger i en "AMF Glen Mixer" ved først at sætte en passende mængde bærer til blanderen, blande denne med den angivne mængde olie 25 og carbadox og køre blanderen, indtil der var opnået en homo gen blanding.

Blandingernes støvethed blev bestemt ved metoden fra eksempel 3 med "Bendix" luftprøvesonderne anbragt i en afstand på 10, 50 og 75 cm fra centret af den synlige støvsky, som dannedes 30 på dumpningsstedet.

146496 9

Et plustegn angiver, at der blev opnået et positivt analytisk svar, men at koncentrationen var mindre end 0,lyug. "i.b." angiver, at der ikke blev iagttaget noget som helst analytisk svar.

5 Værdierne viser, at nedsættelse af støvethed med stigende olie koncentration er ikke-lineær, og at der opnås praktisk taget optimale resultater ved en oliekoncentration på omkring 3 %.

Ved indhold over denne procent skades additivets strømningsevne.

146496 10 (Μ <ΜΟ Η

Hr1 2 ·» ♦1 Η 00 CM Η σ> c\l Η ·ί <t" Η in 00 fo Η Η •Η Η Η (Η φ νΟ m ΙΑ *5 CM ΟΊ VQ Η Ο CM Η Ο θ'-1

Tj ΛΟ ΙΟ IS CM CM

α Η •Η

φ 00 CM ΙΓν CM

bgjy I « ·> 1 1 3114 Hl CO O VQ m CT\ 00 ΙΟ H 00 <t

W Η ΝΊ H CM

H t> s ·

+ I CM C" HpH IT\H

ra + km » ·>+ ·>-·1 + “ 1

IfaQI in ΙΛ H O-hO CM o

X'H

OH Λ.

Ti Φ 1 CM

flj xJ <y\ -+ p CM H OH

h ri I ·% 1k Λ 1 ♦1 f1 ·» Λ

J^JCdCMI (fl VO CM + OHOO CM O

CO XJ I CM

o a

M

CM VO K\ ΙΛ H

h vo o in + o+o+ m o I m m t Φ d s o

CQ

in <D in o [>- in ο o h ooHin ooHtn o m o

S fl S S

o o o o •Η Ή ·Η Η + + + + ,14 ,kj ,¾ ,Ϊ4

HHHH CdcOcOcO

ΦΦΦΦ ^ fn S-i a a a a ++1 + +1 ££ φφφφ φφφφ φφ ϋ O ϋ d HHHH + + 2 2 2 2 HHHH 0 3

IS) s S IS) S S Φ S) HH

Sh o o o o a a s a &οω φ cd co cd cd cd ro cd cd rara jL, TO το ΤΟ TO ΤΟ ΤΟ ΤΟ ΤΟ ΤΟ ΤΟ $ ΟΟΟΟ Ο Ο Ο Ο ti Φ

Ρ5 CQC0C0CQ CQC0WCQ SS

ο -d m

Cfl CM CM CM CM -+ +

t SS?? « cj N W W cJ

Cd Η Η H

2

O

EKSEMPEL 5 146496 11

Virkning af trinvis olietilsætning på additiver

Støvetheden af additiver sammensat i 45,4 kg charger ved fremgangsmåden i eksempel 1 blev målt ved fremgangsmåden i 5 eksempel 4. Der blev opnået følgende resultater.

-P

bC I CM CM

•h iH in <f 12 - , „ . _ e hi 146496

Ti fl oCd T) I <1· M3

S CM IS CM

Φ

X

'mh I cd ro a h <t oo

'S I H

t>

S

-P

to IS fO

I Ku M M

X I H O

O P Tf b£

Cd ·Η •° H

0 IS CM

cd Tf CM| » ·»

O ri I CM O

»cfl xf ri H

CM IS H * * I in o

A

i ø

Tf ri o w φ •h m

H IS

o ω m o ti ·* + ri h m s is ^-9 " d o •r: o

W

Η H

<D 0

S B

ø 0 S S) ^ β β ø cd cd u T3 -o 8 o o

WWW

X

o

Tf cd o o

•SR,a Η H

M

cd o EKSEMPEL 6 USA96 13

De følgende additiver blev fremstillet ved fremgangsmåden i eksempel 1. I hvert tilfælde sattes 1/4 af olien til bæreren før carbadoxet og 3/4 efter tilsætningen af carbadoxet.

5 Ingrediens % % %

Carbadox (våd kage)* 13,33 3,33 6,67

Sojabønneolie 5,00 5,00 5,00

Calciumpropionat 0,50 0,125 0,25 10 Rapsfrømel 81,17 91,54 88,08

Ingrediens % % %

Carbadox (våd kage)* 6,67 3,33 3,33

Sojabønneolie 4,00 4,00 5,00 15 Calciumpropionat 0,25 0,125 0,125

Sojabønnemøllefraktion 89,08 92,54 91,54 tilnærmelsesvis 75 % carbadox; 25 % vand.