В КАЧЕСТВЕ БИОЦИДА

Область техники

Изобретение относится к новым химическим соединениям - солям цинка и меди с органическими кислотами, которые могут найти применение в качестве биоцидов.

Предшествующий уровень техники

Известны различные соединения цинка и меди, проявляющие биоцидную активность, в частности, оксиды и неорганические соли цинка и меди (US 5540954, A01N 59/16, A01N 59/20, В27К 3/52, B05D 07/06, A01N 31/08, A01N 31/00, 1996; US 6858658, A01N 59/20, A01N 59/16, C09D 5/16, C08K 03/10, C08K 03/18, C08K 03/22, 2005; US 20080219944, C09D 5/16, 2008; US 20090223408, C09D 5/16, C09D 5/14, 2009), нафтенаты или резинаты цинка и меди (ЕР 2161316, C09D 133/06, C09D 133/12, C09D 143/04, C09D 5/16, C09D 7/12, 2010; ЕР 2360214, C09D 143/04, C09D 193/04, C09D 5/16, 2011; US 4258090, С04В 41/45, С04В 41/52, С04В 41/60, С04В 41/70, B05D 03/02, 1981), аммиачные комплексы солей цинка (US 5460644, С08К 3/10, С08К 3/00, C09D 5/14, C09D 5/00, 1995), пиритионаты цинка и меди - бис-(2-пиридилтио)-1,1'-диоксиды (US 5185033, C09D 5/14, C09D 5/16, 1993; US 5298061, C09D 5/16, C09D 5/14, 1994; US 5717007, C09D 5/16, C08L 33/10, С08К 05/17, С08К 05/18, 1998; US 6399560, A01N 43/40, A01N 43/34, A61L 2/18, CUD 3/48, 2002; US 7410553, D21C 5/02, B32B 27/04, D21G 1/02, 2008). Указанные соединения применялись с различной степенью эффективности в качестве добавок к покрытиям, предназначенным для обработки строительных конструкций и для предотвращения обрастания подводных конструкций и частей судов, а также для обработки бумаги и древесины.

Наиболее близкой к предложенным соединениям является соль цинка с уксусной и метакриловой кислотами, т.е. метакрилат-ацетат цинка (далее - МАЦ), проявляющий определенную биоцидную активность в составе водной стиролакриловой дисперсии, используемой в качестве полимерной грунтовки при получении лакокрасочных покрытий на различных поверхностях (RU 2315793, C09D 5/14, C09D 131/02, C09D 133/10, 2008). Раскрытие изобретения

Для создания новых средств воздействия на разнообразные биологические субстраты предложена соль цинка или меди (II) общей формулы сн ₂ =с-соо-м-о-со-н,

R где М - Zn или Си, R - Н ИЛИ СН ₃ .

Для решения этой же задачи предложено также применение указанного соединения в качестве биоцида.

Неожиданно было обнаружено, что соли цинка и меди (II), отвечающие приведенной выше формуле, т.е. акрилат- и метакрилат-формиаты цинка и меди, обладают на порядок более высокой биоцидной активностью, чем МАЦ.

Варианты осуществления изобретения

Сущность изобретения иллюстрируется приведенными ниже примерами. Примеры 1, 2 иллюстрируют получение и свойства конкретных представителей предложенного ряда веществ, пример 3 - их бактерицидную активность. Пример 4 является сравнительным и иллюстрирует бактерицидную активность МАЦ в условиях, аналогичных условиям примера 3.

Пример 1. В круглодонную колбу емкостью 500 мл помещают 11,82 г муравьиной кислоты и 100 мл дистиллированной воды. Затем к раствору при постоянном перемешивании постепенно добавляют взвесь 20,69 г оксида цинка в 100 мл дистиллированной воды, после чего добавляют 22,12 г метакриловой кислоты и перемешивают до полного растворения взвеси. Полученный раствор упаривают досуха при температуре не выше 70°С, и полученный твердый продукт подвергают перекристаллизации из дистиллированной воды. Получают 49 г растворимого в воде порошкообразного метакрилат-формиата цинка с температурой плавления 179°С, отвечающего приведенной выше общей формуле при R=CH ₃ (выход - 98 % от стехиометрического). Результаты элементного анализа, %: С 30,68, Н 3,09, Zn 33,39 . Вычислено для C ₅ H ₆ 0 ₄ Zn,%: С 30,7, Н 3,1, Zn 33,4. Пример 2. Акрилат-формиат меди (R=H) получают с выходом 97 % от стехиометрического аналогично примеру 1 , используя акриловую кислоту вместо метакриловой и оксид меди (II) вместо оксида цинка. Результаты элементного анализа, %: С 26,71, Н 2,18, Си 35,2 . Вычислено для C ₄ H ₄ 0 ₄ Cu,%: С 26,7, Н 2,2, Си 35,4.

Пример 3. Определяют бактерицидную активность метакрилат-формиата цинка, полученного в соответствии с примером 1, и акрилат-формиата меди, полученного в соответствии с примером 2, по известному методу (RU 2378363, C12N 1/00, C12Q 1/00, 2010), основанному на экспозиции культуры бактерий в растворе бактерицидного вещества в течение определенного времени с последующей его нейтрализацией и высевом культуры на твердую питательную среду. О чувствительности микроорганизмов к дезинфицирующему средству судят по росту микроорганизмов на питательной среде до 300 КОЕ/мл (КОЕ - колониеобразующая единица), при этом, при росте до 100 КОЕ/мл судят о неполном бактерицидном действии, при росте 100-300 КОЕ/мл - о суббактерицидном действии, при росте более 300 КОЕ/мл - об устойчивости микроорганизмов к дезинфицирующему средству. Определение проводят на тест- штаммах E.coli No 1257 и S.aureus N° 906, традиционно используемых для изучения бактерицидной активности биоцидов, а также на клиническом штамме - P. aeruginosa, - при концентрациях солей от 0,1 до 1% и времени экспозиции от 5 до 60 мин. Результаты испытаний приведены в таблице. Из таблицы видно, что метакрилат-формиат цинка в концентрации 0,1% показывает устойчивое бактерицидное действие в отношении всех штаммов при времени экспозиции 60 мин., а в концентрации 0,5% и выше - при времени экспозиции от 5 мин. Устойчивое бактерицидное действие акрилат-формиата меди в отношении всех исследованных штаммов в концентрации 0,1% проявляется при времени экспозиции от 15 мин. а в концентрации 0,5% и выше - при времени экспозиции от 5 мин.

Пример 4 (сравнительный). Тем же методом, что в примере 3, определяют бактерицидную активность МАЦ в отношении тех же штаммов, на которых проводились определения в примере 9. Результаты испытаний приведены в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что бактерицидная активность МАЦ практически на порядок ниже бактерицидной активности предложенных солей: он показывает устойчивое бактерицидное действие в отношении E.coli Ν° 1257 при времени экспозиции от 30 мин. в концентрации от 1,0 до 2,5%, в отношении P.aeruginosa - лишь в концентрации от 2,5%, и при этом не вполне устойчивое, а в отношении S. aureus Ns 906 его действие не выходит за пределы суббактерицидного и при этом лишь в концентрации 2,5% и времени экспозиции 60 мин.

Промышленная применимость

Изобретение может быть использовано для получения биоцидов, предназначенных, для борьбы с патогенньши микроорганизмами, например, для введения в состав дезинфекционных и антисептических составов, полимерных материалов, для обработки древесины, бумаги, строительных конструкций и иных материалов с целью предотвращения их порчи под воздействием биологических объектов (микроорганизмов, грибков, водорослей), создания различных изделий с биоцидными свойствами и др.

Таблица 1. Бактерицидная активность метакрилат-формиата цинка и акрилат-формиата меди

Примечания.

рн - роста нет; КОЕ - число колониеобразующих единиц в 1 мл; сплошь - сплошной рост

Таблица 2

Бактерицидная активность метакрилат-ацетата цинка

Примечания.

рн - роста нет; КОЕ - число колониеобразующих единиц в 1 мл; сплошь - сплошной рост