專利名稱：二溴丙二酰胺組合物及其作為殺生物劑的用途的制作方法
二溴丙二酰胺組合物及其作為殺生物劑的用途
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求2009年9月觀日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)系列號(hào)61/M6，187的權(quán)益，通過(guò)參考將其整體引入本文中。發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及殺生物組合物及其用于在水系統(tǒng)和含水系統(tǒng)中控制微生物的方法。該組合物包含2，2- 二溴丙二酰胺和表面活性殺生物劑。
發(fā)明背景
水系統(tǒng)為藻類、細(xì)菌、病毒、和真菌提供肥沃的滋生地，它們中的一些可以是致病性的。微生物污染可以導(dǎo)致多種問(wèn)題，包括美學(xué)上使人不愉快諸如令人作嘔的綠水，嚴(yán)重的健康風(fēng)險(xiǎn)諸如真菌、細(xì)菌、或病毒感染，和機(jī)械問(wèn)題，包括堵塞、設(shè)備腐蝕、和傳熱減少。
殺生物劑通常用于消毒和控制水系統(tǒng)和含水系統(tǒng)中微生物的生長(zhǎng)。然而，并非全部殺生物劑均對(duì)廣泛范圍的微生物和/或溫度有效，且一些與其他化學(xué)處理添加劑不相容。另外，一些殺生物劑不在足夠長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)提供微生物控制。
盡管這些缺點(diǎn)中的一些可以通過(guò)使用較大量的殺生物劑來(lái)克服，但是這種選擇引起其自身的問(wèn)題，包括增加成本、增加廢物、和增加殺生物劑干擾被處理介質(zhì)所需性質(zhì)的可能性。另外，即使使用較大量的殺生物劑，許多商業(yè)殺生物劑化合物也不能提供有效的控制，這是因?yàn)獒槍?duì)某些類型微生物具有弱活性或微生物對(duì)那些化合物具有耐抗性。
提供用于處理水系統(tǒng)的產(chǎn)生一種或多種以下優(yōu)點(diǎn)的殺生物組合物應(yīng)該是本領(lǐng)域中的重大進(jìn)展以較低濃度產(chǎn)生增加的功效，與被處理介質(zhì)中物理?xiàng)l件和其他添加劑相容， 針對(duì)廣譜微生物有效，和/或能夠提供微生物的短期和長(zhǎng)期控制。
發(fā)明簡(jiǎn)述
在一方面，本發(fā)明提供一種殺生物組合物。該組合物有效用于在水系統(tǒng)或含水系統(tǒng)中控制微生物。該組合物包含2，2-二溴丙二酰胺和表面活性殺生物劑，所述表面活性殺生物劑選自由氯化C12-C16烷基二甲基芐基銨、氯化雙辛基二甲基銨、聚六亞甲基雙胍、 十二烷基胍鹽酸鹽、和氯化雙癸基二甲基銨組成的組。
在第二方面，本發(fā)明提供用于在水系統(tǒng)或含水系統(tǒng)中控制微生物的方法。該方法包括使用有效量的如本文中所述的殺生物組合物處理所述系統(tǒng)。
發(fā)明詳述
如上所述地，本發(fā)明提供殺生物組合物和利用它控制微生物的方法。該組合物包含2，2- 二溴丙二酰胺和表面活性殺生物劑，所述表面活性殺生物劑選自由氯化烷基二甲基芐基銨、氯化雙辛基二甲基銨、聚六亞甲基雙胍、十二烷基胍鹽酸鹽、和氯化雙癸基二甲基銨組成的組。已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)處于一定重量比的如本文中所述的2，2-二溴丙二酰胺和表面活性殺生物劑的組合在用于水性或含水介質(zhì)中的微生物控制時(shí)是協(xié)同的。即，組合的材料導(dǎo)致與基于它們各自性能預(yù)期的殺生物性質(zhì)相比提高的殺生物性質(zhì)。該協(xié)同作用允許使用減少量的材料來(lái)獲得所需的殺生物性能，由此減少由工業(yè)過(guò)程用水中微生物生長(zhǎng)導(dǎo)致的問(wèn)題，同時(shí)潛在地減小環(huán)境影響和材料成本。
為了本說(shuō)明書(shū)的目的，“微生物”的含義包括，但不僅限于，細(xì)菌、真菌、藻類、和病毒。詞語(yǔ)“控制(control)”和“控制(controlling) ”應(yīng)該廣泛地解釋為在其含義內(nèi)包括， 并不僅限于，抑制微生物的生長(zhǎng)或繁殖，殺滅微生物，消毒，和/或防腐。在一些優(yōu)選實(shí)施方案中，“控制(control)”和“控制(controlling) ”意指抑制微生物的生長(zhǎng)或繁殖。在其他實(shí)施方案中，“控制(control)”和“控制(controlling) ”意指殺滅微生物。術(shù)語(yǔ)“2，2_ 二溴丙二酰胺”指由以下化學(xué)式表示的化合物
O OH2NNH2Br Br 0
2，2_ 二溴丙二酰胺和本發(fā)明的表面活性殺生物劑可商購(gòu)，并/或可以由本領(lǐng)域中技術(shù)人員利用公知技術(shù)容易地制備。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，2，2_ 二溴丙二酰胺與表面活性殺生物劑的重量比是約 100 1 至約 1 100。
在一些實(shí)施方案中，2，2_ 二溴丙二酰胺與表面活性殺生物劑的重量比是約40 1 至約1 20。
在一些實(shí)施方案中，2，2_ 二溴丙二酰胺與表面活性殺生物劑的重量比是約32 1 至約1 16。
在一些實(shí)施方案中，所述表面活性殺生物劑是氯化烷基二甲基芐基銨且2，2_ 二溴丙二酰胺與氯化烷基二甲基芐基銨的重量比是約100 1至約1 20，備選地約70 1 至約1 10，備選地約40 1至約1 1，備選地約32 1至約2 1。
在一些實(shí)施方案中，所述表面活性殺生物劑是氯化雙辛基二甲基銨且2，2_ 二溴丙二酰胺與氯化雙辛基二甲基銨的重量比是約100 1至約1 20，備選地約70 1至約 1 10，備選地約20 1至約1 5，備選地約9 1至約1 3，或備選地約3 1至約 1 3。
在一些實(shí)施方案中，所述表面活性殺生物劑是聚六亞甲基雙胍且2，2- 二溴丙二酰胺與聚六亞甲基雙胍的重量比是約100 1至約1 20，備選地約70 1至約1 10， 備選地約10 1至約1 1，或備選地約8 1至約2 1。
在一些實(shí)施方案中，所述表面活性殺生物劑是十二烷基胍鹽酸鹽且2，2_ 二溴丙二酰胺與十二烷基胍鹽酸鹽的重量比是約100 1至約1 20，備選地約20 1至約 1 20，或備選地約10 1至約1 16，備選地約4 1至約1 16，或備選地約1 1 至約1 16。
在一些實(shí)施方案中，所述表面活性殺生物劑是氯化雙癸基二甲基銨且2，2_ 二溴丙二酰胺與氯化雙癸基二甲基銨的重量比是約100 1至約1 20，備選地約20 1至約 1 20，或備選地約10 1至約1 16，或備選地約4 1至約1 16。
本發(fā)明的組合物有效用于在多種水系統(tǒng)和含水系統(tǒng)中控制微生物。這樣的系統(tǒng)的實(shí)例包括，但不僅限于，油漆和涂料、水乳劑、乳膠、粘合劑、油墨、色素分散體、家庭和工業(yè)清潔劑、洗滌劑、碗碟洗滌劑、礦漿聚合物乳液、嵌縫膠和粘合劑、帶條接縫填料(tape joint compounds)、消毒劑、消毒殺菌劑、金屬加工液、建筑產(chǎn)品、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品、 紡織用液諸如紡絲油劑、工業(yè)過(guò)程用水(例如油田水、漿紙水、冷卻水)、油田功能性流體 (functional fluids)諸如鉆探泥漿和壓裂液、燃料、空氣洗滌器(air washer)、廢水、壓艙水、過(guò)濾系統(tǒng)、和游泳池和溫泉水。優(yōu)選的水系統(tǒng)是金屬加工液、個(gè)人護(hù)理品、家庭和工業(yè)清潔劑、工業(yè)過(guò)程用水、和油漆和涂料。特別優(yōu)選工業(yè)過(guò)程用水、油漆和涂料、金屬加工液、和紡織用液諸如紡絲油劑。
本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可以在不需要過(guò)度實(shí)驗(yàn)的條件下，容易地確定在任何具體應(yīng)用中提供微生物控制應(yīng)該使用的組合物的有效量。通過(guò)舉例說(shuō)明，合適的活性濃度(關(guān)于2，2-二溴丙二酰胺和表面活性殺生物劑二者的總量)典型地是基于水系統(tǒng)或含水系統(tǒng)總重量的至少約lppm，備選至少約3ppm，備選至少約7ppm，備選至少約lOppm，或備選至少約lOOppm。在一些實(shí)施方案中，活性濃度的合適上限是基于水系統(tǒng)或含水系統(tǒng)總重量的約 IOOOppm,備選約500ppm，備選約lOOppm，備選約50ppm，備選約30ppm，備選約15ppm，備選約 IOppm,或備選約7ppm。
所述組合物的成分可以單獨(dú)添加至水系統(tǒng)或含水系統(tǒng)中，或在添加前預(yù)混合。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以容易地確定合適的添加方法。所述組合物可以用在具有其他添加劑諸如，但不僅限于，表面活性劑、離子型/非離子型聚合物和污垢和腐蝕抑制劑、去氧劑、和/或另外的殺生物劑的系統(tǒng)中。
以下實(shí)施例舉例說(shuō)明本發(fā)明，但不意欲限制本發(fā)明的范圍。除非另外指示，本文中使用的比率、百分比、份等以重量計(jì)。實(shí)施例
實(shí)施例中提供的結(jié)果是利用生長(zhǎng)抑制測(cè)定或殺滅測(cè)定產(chǎn)生。以下提供各自測(cè)定的詳細(xì)信息。
殺滅測(cè)定。該測(cè)定用作活性物質(zhì)之間協(xié)同作用的初步評(píng)估。程序如下。無(wú)機(jī)鹽溶液(0. 2203g CaCl2,0. 1847g MgSO4JPO. 2033g NaHCO3,處于 IL 水中，約 pH 8)用等量(約 107CFU/ml)的銅綠假單孢菌(Pseudomonas aeruginosa)ATCC 10145和金黃色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus) ATCC6538的混合物來(lái)接種。然后使用不同濃度水平的2，2_ 二溴丙二酰胺(“DBMAL“)、表面活性殺生物劑、及其組合來(lái)處理細(xì)胞混懸液的等分試樣。在 37°C溫育2小時(shí)后，基于完全殺滅等分試樣中細(xì)菌細(xì)胞所需的最小殺生物劑濃度(MBC)來(lái)確定殺生物功效。MBC值然后用于計(jì)算協(xié)同作用指數(shù)(Si)值。
殺滅測(cè)定結(jié)果的總結(jié)顯示在各實(shí)施例中。在各表中，顯示關(guān)于測(cè)試的各殺生物劑和混合物的MBC值。同樣地，列舉了關(guān)于組合的協(xié)同作用指數(shù)(“Si")值。SI使用下式來(lái)計(jì)算
協(xié)同作用指數(shù)=Ca/CA+Mb/CB
其中
Ca 當(dāng)與殺生物劑B組合使用時(shí)，完全殺滅細(xì)菌所需的殺生物劑A的濃度
Ca 當(dāng)單獨(dú)使用時(shí)，完全殺滅細(xì)菌所需的殺生物劑A的濃度
Cb 當(dāng)與殺生物劑A組合使用時(shí)，完全殺滅細(xì)菌所需的殺生物劑B的濃度
Cb 當(dāng)單獨(dú)使用時(shí)，完全殺滅細(xì)菌所需的殺生物劑B的濃度SI值解釋如下
SI < 1 協(xié)同的
SI = 1 加和的
SI > 1 對(duì)抗的
牛長(zhǎng)抑制測(cè)定。實(shí)施例中使用的生長(zhǎng)抑制測(cè)定測(cè)量微生物聚生體生長(zhǎng)的抑制(或生長(zhǎng)的缺乏)。生長(zhǎng)抑制可以是殺滅細(xì)胞(因此無(wú)生長(zhǎng)發(fā)生)、殺滅大部分的細(xì)胞群以使得再生需要延長(zhǎng)的時(shí)間、或在不殺滅條件下抑制生長(zhǎng)(停滯)的結(jié)果。不考慮作用機(jī)理，殺生物劑(或殺生物劑的組合)的影響可以基于群落大小的增加而在一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。
該測(cè)定測(cè)量一種或多種殺生物劑防止細(xì)菌聚生體在稀釋無(wú)機(jī)鹽介質(zhì)中生長(zhǎng)的功效。該介質(zhì)包含(以mg/1為單位)以下成分=FeCl3. 6H20(1) ；CaCl2. 2H20(10)； MgSO4. 7H20 (22. 5) ； (NH4) 2S04 (40) ；KH2PO4 (10) ；K2HPO4 (25. 5)；酵母提取物(10)；和葡萄糖(100)。將全部成分加入至去離子水中后，將介質(zhì)的pH調(diào)節(jié)至7.5。過(guò)濾滅菌后，將等分試樣以IOOul的量分配到無(wú)菌微量滴定板孔中。然后將DBMAL和/或“殺生物劑 B”的稀釋液加入至微量滴定板。制備如下舉例說(shuō)明的活性物質(zhì)的組合后，各孔使用含有ca. IxlO6個(gè)細(xì)胞/毫升的銅綠假單孢菌O^seudomonas aeruginosa)、肺炎克雷伯氏菌 (Klebsiellapneumoniae)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、禾口枯草芽孢桿菌 (Bacillus subtilis)混合物的100 μ 1細(xì)胞混懸液來(lái)接種。各孔中介質(zhì)的最終總體積是 300 μ 1。一旦如本文中所述制備，各活性物質(zhì)的濃度范圍為25ppm至0. 195ppm，如表1中所示。由此產(chǎn)生的矩陣容許測(cè)試各活性物質(zhì)的8種濃度和處于一定(活性物質(zhì))比率的活性物質(zhì)的64種組合。
表1.基于微量滴定板的協(xié)同作用測(cè)定的模板，其顯示各活性物質(zhì)濃度。比率是基于各活性物質(zhì)的重量(ppm)。
權(quán)利要求
1.用于在水系統(tǒng)或含水系統(tǒng)中控制微生物的殺生物組合物，所述組合物包含2，2_二溴丙二酰胺和表面活性殺生物劑，所述表面活性殺生物劑選自由氯化c12-q6烷基二甲基芐基銨、氯化雙辛基二甲基銨、聚六亞甲基雙胍、十二烷基胍鹽酸鹽和氯化雙癸基二甲基銨組成的組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中2，2_二溴丙二酰胺與所述表面活性殺生物劑的重量比是約100 1至約1 100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中所述表面活性殺生物劑是氯化烷基二甲基芐基銨且 2，2_ 二溴丙二酰胺與氯化烷基二甲基芐基銨的重量比是約32 1至約2 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中所述表面活性殺生物劑是氯化雙辛基二甲基銨且2， 2-二溴丙二酰胺與氯化雙辛基二甲基銨的重量比是約9 1至約1 3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中所述表面活性殺生物劑是聚六亞甲基雙胍且2，2-二溴丙二酰胺與聚六亞甲基雙胍的重量比是約8 1至約2 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中所述表面活性殺生物劑是十二烷基胍鹽酸鹽且2， 2-二溴丙二酰胺與十二烷基胍鹽酸鹽的重量比是約1 1至約1 16。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中所述表面活性殺生物劑是氯化雙癸基二甲基銨且2， 2-二溴丙二酰胺與氯化雙癸基二甲基銨的重量比是約4 1至約1 16。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的組合物，所述組合物是油漆、涂料、水乳劑、乳膠、粘合劑、油墨、色素分散體、家庭或工業(yè)清潔劑、洗滌劑、碗碟洗滌劑、礦漿聚合物乳液、嵌縫膠、粘合劑、帶條接縫填料、消毒劑、消毒殺菌劑、金屬加工液、建筑產(chǎn)品、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品、紡織用液、紡絲油劑、工業(yè)過(guò)程用水、油田功能性流體、燃料、空氣洗滌器(air washer)、廢水、 壓艙水、過(guò)濾系統(tǒng)、或游泳池和溫泉水。
9.用于在水系統(tǒng)或含水系統(tǒng)中控制微生物生長(zhǎng)的方法，所述方法包括使用有效量的根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的組合物處理所述水系統(tǒng)或含水系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述水系統(tǒng)或含水系統(tǒng)是油漆、涂料、水乳劑、乳膠、 粘合劑、油墨、色素分散體、家庭或工業(yè)清潔劑、洗滌劑、碗碟洗滌劑、礦漿聚合物乳液、嵌縫膠、粘合劑、帶條接縫填料、消毒劑、消毒殺菌劑、金屬加工液、建筑產(chǎn)品、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品、紡織用液、紡絲油劑、工業(yè)過(guò)程用水、油田功能性流體、燃料、空氣洗滌器、廢水、壓艙水、過(guò)濾系統(tǒng)、或游泳池和溫泉水。
11.根據(jù)權(quán)利要求9-10中任一項(xiàng)的方法，其中所述組合物抑制在所述水系統(tǒng)或含水系統(tǒng)中的微生物的生長(zhǎng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-10中任一項(xiàng)的方法，其中所述組合物殺滅在所述水系統(tǒng)或含水系統(tǒng)中的微生物。
全文摘要
包含2，2-二溴丙二酰胺和表面活性殺生物劑的殺生物組合物，及其在水系統(tǒng)和含水系統(tǒng)中控制微生物的用途。
文檔編號(hào)A01N33/12GK102548402SQ201080042701
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者尹蓓, 弗雷迪·L·辛格爾頓 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司