JPH054978A - 新規包接化合物及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ゲスト化合物の再放出特性に優れ、かつ、取扱
の容易な新規包接化合物を提供する。 【構成】テトラキス（ヒドロキシフェニル）エタン（式
〔Ｉ〕）をホスト化合物とし、水溶性殺菌剤である５−
クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン
（式〔２〕）をゲスト化合物とする新規包接化合物。 【効果】本発明の包接化合物は、５−クロロ−２−メチ
ル−４−イソチアゾリン−３−オンの（ＣＭＩ）再放出
特性に優れ、徐放性の殺菌剤の主成分として極めて有効
であり、また、包接化によりＣＭＩの毒性・皮膚刺激性
の低減及び安定性が向上するため、取扱も容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規包接化合物に係
り、更に詳しくは、テトラキス（ヒドロキシフェニルエ
タン類をホスト化合物とし、５−クロロ−２−メチル−
４−イソチアゾリン−３−オンをゲスト化合物とする新
規包接化合物に関する。本発明の包接化合物は、殺菌剤
として有効であるが、水溶性でかつ皮膚刺激性の強い５
−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン
を包接化して固形化するものであり、皮膚刺激性が緩和
されるため、取扱いの容易な殺菌剤として広範囲に使用
することができる。

【０００２】

【従来の技術】各種工場施設の冷却水系あるいは紙パル
プ抄造系などの水循環系においては、種々の菌類、藻
類、動植物類等のスライムが付着し、様々な障害の原因
となっている。例えば、冷却水系においては、ズーグレ
ア状細菌、藻類、糸状菌等のスライムが付着し、熱効率
の低下、通水の悪化、金属材料等の腐食の誘発等の原因
となっている。また紙パルプ抄紙系においては、細菌、
糸状菌、酵母等のスライムが主に抄紙工程で発生し、こ
れがパルプスラリー中に混入付着して製品の品質低下や
紙切れ等の生産工程での障害を引き起こす。

【０００３】更に海水を利用する火力発電所や製鉄所等
の冷却水系の取水口や冷却管内壁には、海水性の藻類や
バクテリア、ムラサキガイ、ホヤ等の生物が付着し、こ
れらの機能低下の原因となり、これら付着生物は水流等
により剥離し、熱交換器のチューブやストレーナ等の部
位の目詰まり等の障害も引き起こし、通水系全体の機能
低下の原因となっている。

【０００４】従来、このようなスライム等による障害を
防止するためには、スライムコントロール剤（抗菌剤）
を使用することが、取扱上簡便であり、安価なことから
一般的である。汎用されている抗菌剤としては、イソチ
アゾリン系化合物の水溶性抗菌剤が挙げられる。これら
の中で、特に５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾ
リン−３−オン（以下、「ＣＭＩ」と略記）抗菌力に優
れており、冷却水系用、紙パルプ、水泳プール用等の各
種水系用スライムコントロール剤、抗菌剤、殺藻剤、殺
黴剤として広く使用されている。

【０００５】このＣＭＩは、一般に 1) ベータチオケ
トアミドを酢酸エステル等の不活性有機エステル溶媒中
でハロゲン化する。 2) ベータ置換チオシアノアクリル
アミドを酸で処理してイソチアゾロンを得、更にハロゲ
ン化する等の方法で製造されている。（特公昭４６−２
１２４０号公報参照） ＣＭＩの合成方法として、前記、１）及び 2）のいずれ
の合成方法を採用しても、ＣＭＩのみを得ることはでき
ず、副成分として抗菌力がＣＭＩの約1/10である２−メ
チル−４−イソチアゾリン−３−オン（以下、「ＭＩ」
と略記）が混合したものしか得られない。しかも従来の
技術では、反応生成混合物からＣＭＩだけを選択的に取
り出すことは困難であり、やむを得ず抗菌力が劣るＭＩ
が混合されたままの状態で使用しているのが実情であ
る。

【０００６】一方、ＣＭＩは、優れた抗菌力を有する
が、極めて皮膚刺激性が強く、その取扱いには多大な注
意を払う必要があった。また、水に投入して用いる際に
は、水中の有機物（アミン、還元性物質等）と反応して
活性を失うため、長期に抗菌力を持続させることが困難
であった。近年、このＣＭＩを選択的に包接化する試み
がなされ、ホスト化合物としてビスフェノール系化合物
や、それに類似した化学構造を有する化合物が提案され
ている。（特開平１−１９０６０２号公報、特開昭６２
−２２７０１号公報、特開昭６１−５３２０１号公報参
照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする問題点】前記引用文献に記載
されたホスト化合物は、ＣＭＩの包接能に優れており、
それらの包接化合物では皮膚刺激性が大幅に緩和され、
取扱いが容易となっている。しかしながら、これらのホ
スト化合物を用いた包接化合物においては、使用時のＣ
ＭＩ水系中への放出速度が遅すぎ、持続性の要求される
系、例えば列車等の循環式トイレの殺菌等には適用でき
なかった。本発明は、ＣＭＩを選択的に包接した、かつ
水系でのＣＭＩの放出速度の速い新規包接化合物を提供
することを目的とする。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明者等は、前記目
的を達成すべく鋭意研究した結果、特定のテトラキス
（ヒドロキシフェニル）エタン類が、ＣＭＩを選択的に
包接するホスト化合物として極めて優れており、かつこ
れらの包接化合物からの水系におけるＣＭＩの放出速度
が、公知の包接化合物に比較して極めて速いことを見出
し、本発明を完成した。 本発明は、下記一般式〔１〕
で示されるテトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンを
ホスト化合物とし、化学式〔２〕で示される５−クロロ
−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンをゲスト
化合物とすることを特徴とする包接化合物である。

【０００９】

【化３】

【００１０】

【化４】 以下、本発明を詳細に説明する。

【００１１】（ホスト化合物）本発明に用いる前記一般
式〔１〕で示される化合物の具体例として、１，１，
２，２−テトラキス（ｐ−ヒドロキシフェニル）エタン
（以下「ＴＥＰ−ＤＦ」と略記) 、１，１，２，２−テ
トラキス（ｍ−ヒドロキシフェニル）エタン等が挙げら
れる。中でもＴＥＰ−ＤＦは、得られる包接化合物が常
温で固体であり、取り扱いが容易なことから特に好んで
用いられる。

【００１２】

【化５】 （ゲスト化合物）本発明に用いる前記化学式〔２〕で示
されるＣＭＩは、一般に市販されている合成時の副成分
であるＭＩ、安定化剤としての塩化マグネシウム、硝酸
マグネシウム等を含有する水溶性殺菌剤（商品名：ケー
ソンWT、ローム＆ハース社製）の主成分である。

【００１３】

【化６】

【００１４】（包接化合物）本発明の包接化合物は、通
常前記ホスト化合物を水中に懸濁したスラリー中に、前
記ＣＭＩを主成分とする水溶性殺菌剤を添加、常温〜５
０℃で１５〜180 分間攪拌して反応することにより、Ｃ
ＭＩがホスト化合物に包接される。ＣＭＩの包接量は、
ホスト化合物の種類、反応温度、反応時間により異なる
がホスト化合物１モルに対し、1.2 〜2.0 モルである。
前記反応において、水溶性殺菌剤中に副成分として存在
するＭＩも包接されるが、その包接量は、ＭＩ／ＣＭＩ
（モル比）は７％以下である。特にＴＥＰ−ＤＦの場合
はＭＩ／ＣＭＩ（モル比）は１％と小さく、ホスト化合
物として好適である。

【００１５】（包接化合物の使用方法）前記包接化合物
は、水系中で包接したＣＭＩを再放出し、殺菌剤として
の効力を発現する。従って、従来公知の殺菌剤等の水処
理剤を処理水系中に添加する各種の方法を採用すること
ができる。例えば、(1) 液状または粉末状の包接化合物
を、処理水系に連続的または間欠的に定量添加する方
法、(2) 常温で固体の包接化合物の成形体、例えば錠
剤、粒剤等をカラム充填し処理水を通水する方法、(3)
包接化合物を水不溶性、かつ水透過性の袋、カートリッ
ジ等の容器に入れ、処理水に浸漬又は浮遊させる方法、
(4) 直接又は塗料、樹脂等に混入し、機器、配管等の機
材の処理水と接触している表面に塗布又は付着させる方
法等を採用することができる。

【００１６】

【作用】本発明は、前記詳述したようにＣＭＩをゲスト
化合物とし、ホスト化合物としてテトラキス（ヒドロキ
シフェニル）エタン類を選択したことを特徴とする。こ
の種のホスト化合物としての条件は、 (1) 分子構造内に、分子の剛直性を保つためのフェニル
基を有する。 (2) 水溶性のＣＭＩを水系で徐放させるためには、ホス
ト化合物が水難溶性ること。 (3) 水系中でのＣＭＩの再放出速度が一定の水準にある
こと。 (4) 低価格で、毒性の低いものである。

【００１７】これらの条件を満足するホスト化合物とし
て、前記テトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンが選
択されたが、これらの包接化合物からのＣＭＩの再放出
速度が、従来公知の類似の包接化合物に比較して速い理
由については明らかでない。一方、ＣＭＩは包接される
ことにより、その毒性、皮膚刺激性等はホスト化合物の
毒性皮膚刺激性等に左右されるために低減され、また使
用中に他の物質と反応して抗菌活性が低下することも防
止される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により、更
に詳細に説明する。ただし、本発明の範囲は、これらの
実施例により何等制限を受けるものではない。 （１）包接化合物の製造

【００１９】実施例１ 水１０ml中にＴＥＰ−ＤＦ（旭有機材工業製）1.1555g
(2.85 mmol)を加え、２５℃で３０分攪拌しながら分散
させた後、ここへケーソンＷＴ（ローム＆ハース社製）
２０ｇ（ＣＭＩとして 11.4 mmol）を徐々に滴下し、２
５℃で３時間攪拌しながら反応させた。次いで、沈澱物
を吸引濾過し、濾物を室温にて真空乾燥して淡黄色粉末
の試料Ａ−１を得た。

【００２０】実施例２ 水１０ml中にＴＥＰ−ＤＦを 1.1355gを加え、５０℃で
２０分攪拌分散する。ここへケーソンＷＴ２０ｇを徐々
に滴下し、５０℃で３０分攪拌しながら反応させた。次
いで、この液を室温まで冷却した後、沈澱物を吸引濾過
し、濾物を室温にて真空乾燥して淡黄色粉末の試料Ａ−
２を得た。

【００２１】実施例３ メタノール５ml中にＴＥＰ−ＤＦ 1.1355g（2.85 mmol)
を加え、ＴＥＰ−ＤＦが完全に溶解するまで加温しなが
ら攪拌する。この溶液を２５℃まで冷却した後、ケーソ
ンＷＴ２０ｇを徐々に滴下し、２５℃で１時間反応させ
た。次いで、析出物を吸引濾過し、濾物を室温にて真空
乾燥して淡黄色結晶物の試料Ａ−３を得た。

【００２２】実施例４ メタノール５ml中にＴＥＰ−ＤＦ 1.1355g（2.85 mmol)
を加え、ＴＥＰ−ＤＦが完全に溶解するまで加温しなが
ら攪拌する。この溶液を４０℃に保持しながら、ケーソ
ンＷＴ２０ｇを徐々に滴下し、４０℃で１５分反応させ
た。次いで、この液を室温まで冷却した後、析出物を吸
引濾過し、濾物を真空乾燥して淡黄色結晶物の試料Ａ−
４を得た。

【００２３】比較例１ メタノール１７ml中にβ−ジナフトール 0.827g (2.85
mmol) を溶解し、ここへケーソンＷＴ 5.04g (ＣＭＩと
して 0.368g 、2.86mmol) を添加して攪拌したところ、
暗黒色の析出物が析出した。この析出物を吸引濾過し、
濾物を真空乾燥して比較試料Ｃ−１を得た。 注）：実施例１〜４及び比較例１で使用した水溶性殺菌
剤（ケーソンＷＴ）の分析値は下記のとおりである。 ＣＭＩ：１０．１ｗｔ％ ＭＩ ： ３．８ｗｔ％ 残部 ：塩化マグネシウム＋硝酸マグネシウム＋水

【００２４】以上のようにして得られた本発明の包接化
合物試料Ａ−1 〜試料Ａ−４及び比較用包接化合物試料
Ｃ−１おける製造条件、ＣＭＩ及びＭＩの包接量、ゲス
ト再放出温度を表１に示した。

【００２５】

【表１】 また、各包接化合物試料について、ＩＲスペクトル、Ｎ
ＭＲスペクトル、Ｘ線回折、ＤＴＡ、ＨＰＬＣ及びＴＬ
Ｃで解析して、包接体の形成を確認し、Ｘ線マイクロア
ナライザーにより、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウ
ムは含まれていないことが確認された。

【００２６】また、ＣＭＩの放出試験として、得られた
試料Ａ−３、比較試料Ｃ−１及びＣＭＩ単独のそれぞれ
を、ＣＭＩ換算で 10 mgとなるようにセルロース透析膜
に入れ、これを純水１l に浸漬し、溶出試験器を用いて
攪拌速度 100rpm で攪拌しながら一定時間後のＣＭＩの
放出量を測定してその経時変化を調べた。その結果を表
２に示し、その放出曲線を図７に示した。

【００２７】

【表２】

【００２８】更に、本発明で得られた包接化合物試料Ａ
−３、ホスト化合物ＴＥＰ−ＤＦ及びゲスト水溶性殺菌
剤（ケーソンＷＴ）から単離したＣＭＩのＩＲスペクト
ル図をそれぞれ、図１、図２及び図３に、Ｘ線回折図を
図４、図５及び図６に示した。

【００２９】

【発明の効果】本発明の包接化合物は、前述したように
殺菌剤として有効なＣＭＩをゲストとし、テトラキス
（ヒドロキシフェニル）エタン類をホストとした新規包
接化合物である。該包接化合物は、次の特徴を有する。 （１）毒性および皮膚刺激性の高いＣＭＩを、より低毒
性のテトラキス（ヒドロキシフェニル）エタン類をホス
トとして包接したことにより、毒性および皮膚刺激性が
低下させることができる。 （２）常温で固体であるため、打錠成形も可能であり極
めて取扱いが容易である。 （３）水系中において、有効成分のＣＭＩが、適度な速
さで再放出されるため、２〜３日単位で交換する、列車
用循環式トイレ用の殺菌剤として有効である。 （４）ホスト化合物が、有効成分のＣＭＩを保護するた
め、ＣＭＩが他の物質と反応し抗菌活性が低下するのが
防止される。 従って、 本発明は適度な徐放性を有する殺菌剤として
有効であり、かつ取扱いの容易な新規包接化合物及びそ
の製造方法を提供するものであり、特に水処理関連分野
における利用価値は極めて大きい。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】包接化合物試料Ａ−３のＩＲスペクトル図を示
す。

【図２】ホスト化合物ＴＥＰ−ＤＦのＩＲスペクトル図
を示す。

【図３】ゲスト化合物水溶性殺菌剤（ケーソンＷＴ）か
ら単離したＣＭＩのＩＲスペクトル図を示す。

【図４】包接化合物試料Ａ−３のＸ線回折図を示す。

【図５】ＴＥＰ−ＤＦのＸ線回折図を示す。

【図６】ゲスト化合物水溶性殺菌剤（ケーソンＷＴ）か
ら単離したＣＭＩのＸ線回折図を示す。

【図７】得られた試料Ａ−３、比較試料Ｃ−１及びＣＭ
Ｉ単独について、放出試験を行い、放出量を測定して得
た放出曲線を示した図である。（以下余白）

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【手続補正書】

【提出日】平成４年８月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】 従来、このようなスライム等による障害
を防止するためには、スライムコントロール剤（抗菌
剤）を使用することが、取扱上簡便であり、安価なこと
から一般的である。汎用されている抗菌剤としては、イ
ソチアゾリン系化合物の水溶性抗菌剤が挙げられる。こ
れらの中で、特に５−クロロ−２−メチル−４−イソチ
アゾリン−３−オン（以下、「ＣＭＩ」と略記）が抗菌
力に優れており、冷却水系用、紙パルプ、水泳プール用
等の各種水系用スライムコントロール剤、抗菌剤、殺藻
剤、殺黴剤として広く使用されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【発明が解決使用とする問題点】前記引用文献に記載さ
れたホスト化合物は、ＣＭＩの包接能に優れており、そ
れらの包接化合物では皮膚刺激性が大幅に緩和され、取
扱が容易となっている。しかしながら、これらのホスト
化合物を用いた包接化合物においては、使用時のＣＭＩ
の水系中への放出速度が速すぎ、持続性の要求される
系、例えば列車等の循環式トイレの殺菌等には適用でき
なかった。本発明は、ＣＭＩを選択的に包接した、かつ
水系でのＣＭＩの放出速度の比較的遅い新規包接化合物
を提供することを目的とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】

【作用】本発明は、前記詳述したようにＣＭＩをゲスト
化合物とし、ホスト化合物としてテトラキス（ヒドロキ
シフェニル）エタン類を選択したことを特徴とする。こ
の種のホスト化合物としての条件は、 （１）分子構造内に、ゲスト分子を包接するためのフェ
ニル基を有する。 （２）水溶性のＣＭＩを水系で徐放させるためには、ホ
スト化合物が水難溶性であること。 （３）水系中でＣＭＩの再放出速度が一定の水準である
こと。 （４）低価格で、毒性の低いものであること。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】 これらの条件を満足するホスト化合物と
して、前記テトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンが
選択されたが、これらの包接化合物からのＣＭＩの再放
出速度が、従来公知の類似の包接化合物に比較して遅い
理由については明らかでない。一方、ＣＭＩは包接され
ることにより、その毒性、皮膚刺激性等はホスト化合物
の毒性、皮膚刺激性等に左右されるために低減され、ま
た使用中に他の物質と反応して抗菌活性が低下すること
も防止される。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】実施例１ 水１０ｍｌ中にＴＥＰ−ＤＦ（旭有機材工業製）１．１
３５５ｇ（２．８５ｍｍｏｌ）を加え、２５℃で３０分
攪拌しながら分散させた後、ここへケーソンＷＴ（ロー
ム＆ハース社製）２０ｇ（ＣＭＩとして１１．４ｍｍｏ
ｌ）を徐々に滴下し、２５℃で３時間攪拌しながら反応
させた。次いで、沈澱物を吸引濾過し、濾物を室温にて
真空乾燥して淡黄色粉末の試料Ａ−１を得た。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記一般式〔１〕で示されるテトラキス
   （ヒドロキシフェニル）エタンをホスト化合物とし、化
   学式〔２〕で示される５−クロロ−２−メチル−４−イ
   ソチアゾリン−３−オンをゲスト化合物とすることを特
   徴とする包接化合物。 【化１】 【化２】
2. 【請求項２】テトラキス（ヒドロキシフェニル）エタン
   と５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−
   オンを反応してなることを特徴とする請求項１記載の包
   接化合物の製造方法。