Синергетическая противомикробная композиция, содержащая глутаровый альдегид и диметоксан(2,6-диметил-1,3-диоксан-4-илацетат)

Синергетическая противомикробная композиция, содержащая глутаровый альдегид и диметоксан(2,6-диметил-1,3-диоксан-4-илацетат)

Реферат

Настоящее изобретение относится к комбинациям биоцидов, а именно к комбинациям, обладающим активностью, которая превышает сумму активностей входящих в них противомикробных соединений при их индивидуальном применении.

Применение комбинаций, включающих по меньшей мере два противомикробных соединения, может дать возможность расширять потенциальные рынки, уменьшать используемые концентрации и стоимость, а также снижать уровень отходов. В некоторых случаях поступающие в продажу противомикробные соединения не позволяют эффективно бороться с микроорганизмами (обеспечивать эффективный контроль микроорганизмов) даже при их применении в высоких концентрациях, что обусловлено либо слабой активностью в отношении определенных типов микроорганизмов, либо относительно медленным противомикробным действием, либо нестабильностью в определенных условиях, например, при высокой температуре и высоком значении рН. Иногда применяют комбинации различных противомикробных соединений для обеспечения общего контроля микроорганизмов или для достижения такого же уровня контроля микроорганизмов при меньших нормах внесения в конкретных условиях конечного применения. Например, в US 3469002 описана комбинация 6-ацетокси-2,4-диметил-мета-диоксана и параформальдегида, однако в этом процитированном документе не предложена ни одна из комбинаций, заявленных в настоящем изобретении. Кроме того, существует необходимость в разработке дополнительных комбинаций противомикробных соединений, обладающих повышенной активностью, для обеспечения эффективного контроля микроорганизмов. В основу настоящего изобретения была положена задача, разработать такие дополнительные комбинации противомикробных соединений.

Краткое изложение сущности изобретения

Настоящее изобретение относится к синергетической противомикробной композиции, содержащей: (а): глутаровый альдегид; и (б) 2,6-диметил-1,3-диоксан-4-илацетат (DXN); в которой массовое соотношение глутарового альдегида и 2,6-диметил-1,3-диоксан-4-илацетата составляет от 9:1 до 1:15.

Подробное описание изобретения

В контексте настоящего описания перечисленные ниже понятия имеют указанные ниже значения, если из контекста ясно не следует иное. Понятие «противомикробное соединение» относится к соединению, обладающему способностью ингибировать рост или размножение микроорганизмов и/или уничтожать микроорганизмы; в качестве противомикробных соединений можно применять бактерициды, бактеристатики, фунгициды, фунгистатики, альгициды и альгистатики в зависимости от применяемого уровня доз, системных условий и требуемого уровня контроля микроорганизмов. Понятие «микроорганизм» включает, например, грибы (такие как дрожжевые и плесневые грибы), бактерии и водоросли. В настоящем описании используются следующие сокращения: част./млн обозначает массовые части на миллион (мас./мас.), мл обозначает миллилитр. Если не указано иное, то температуры даны в градусах Цельсия (°С), а проценты представляют собой массовые проценты (мас.%). Процентные содержания противомикробных соединений в композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, даны в пересчете на общую массу действующих веществ в композиции, т.е. самих противомикробных соединений, без учета каких-либо количеств растворителей, носителей, диспергирующих средств, стабилизаторов или иных материалов, которые могут присутствовать в композиции. 2,6-Диметил-1,3-диоксан-4-илацетат (DXN) представляет собой то же соединение, которой описано ранее под названием 6-ацетокси-2,4-диметил-мета-диоксан.

В некоторых вариантах осуществления изобретения массовое соотношение глутарового альдегида и 2,6-диметил-1,3-диоксан-4-илацетата составляет от 9:1 до 1:12, в других вариантах от 9:1 до 1:10, в других вариантах от 9:1 до 1:9, в других вариантах от 3:1 до 1:12, в других вариантах от 3:1 до 1:10, в других вариантах от 3:1 до 1:9, в других вариантах от 1:1 до 1:10, в других вариантах от 1:1 до 1:9; в других вариантах от 1:2 до 1:10, в других вариантах от 1:2 до 1:9. В некоторых вариантах осуществления изобретения композицию применяют для предупреждения роста микроорганизмов в среде при повышенных температурах и высоких уровнях сульфидов, а именно, при температуре, составляющей по меньшей мере 50°С, и содержании сульфидов, составляющем по меньшей мере 2 част./млн, т.е. в условиях, которые, как правило, имеют место в нефтяных и газовых скважинах. В некоторых вариантах осуществления изобретения среда с повышенной температурой и высоким уровнем сульфидов представляет собой среду, температура которой составляет по меньшей мере 60°С, а уровень сульфидов в которой составляет по меньшей мере 4 част./млн. В некоторых вариантах осуществления изобретения температура составляет по меньшей мере 65°С; в других вариантах по меньшей мере 70°С; в других вариантах по меньшей мере 75°С; в других вариантах по меньшей мере 80°С. В некоторых вариантах осуществления изобретения среда содержит сульфиды в количестве, составляющем по меньшей мере 5 част./млн, в других вариантах она содержит сульфиды в количестве, составляющем по меньшей мере 6 част./млн, в других вариантах она содержит сульфиды в количестве, составляющем по меньшей мере 7 част./млн, в других вариантах она содержит сульфиды в количестве, составляющем по меньшей мере 8 част./млн, в других вариантах она содержит сульфиды в количестве, составляющем по меньшей мере 9 част./млн, в других вариантах она содержит сульфиды в количестве, составляющем по меньшей мере 10 част./млн. В некоторых вариантах осуществления изобретения среда, имеющая высокую температуру и высокое содержание сульфидов, в которую добавляют противомикробную композицию, является анаэробной. В некоторых вариантах осуществления изобретения среда, в которую добавляют противомикробную композицию, содержит сульфатредуцирующие бактерии. В некоторых вариантах осуществления изобретения имеющая высокую температуру среда с высоким уровнем сульфидов содержит сульфатредуцирующие бактерии. В некоторых вариантах осуществления изобретения среда, в которую добавляют противомикробную композицию, представляет собой водную среду, а именно, среду, содержание воды в которой составляет по меньшей мере 60%, в других вариантах содержание воды составляет по меньшей мере 80%. В некоторых вариантах осуществления изобретения водная среда представляет собой имеющую высокую температуру среду с высоким уровнем сульфидов.

В некоторых вариантах осуществления изобретения противомикробную комбинацию, предлагаемую в настоящем изобретении, можно применять для введения в нефтяные и газовые месторождения, в добываемые жидкости, жидкости для гидравлического разрыва пластов и функциональные жидкости, в нефтяные и газовые скважины, системы эксплуатации, разделения, хранения и транспортировки нефти и газа, нефте- и газопроводы, резервуары для нефти и газа, а также в топливо. Комбинация особенно пригодна для обработки жидкостей, которые добавляют в нефтяные или газовые скважины, или которые добывают из них. Композицию можно применять также для контроля микроорганизмов в других промышленных водах и в водах, содержащих примеси/загрязненных примесями, таких как охлаждающая вода, вода для воздухоструйных моющих установок, теплообменников, бойлерная вода, вода для целлюлозно-бумажных заводов, вода, применяемая в других промышленных процессах, балластная вода, сточные воды, жидкости для металлообрабатывающих предприятий, в латексе, краске, покрытиях, адгезивах, чернилах, соединениях, применяемых для склейки, пигментах, суспензиях на водной основе, средствах личной гигиены и продуктах бытовой химии, таких как детергенты, в системах фильтрации (включая системы обратного осмоса и ультрафильтрации), в жидкостях для обработки унитазов, текстильных изделий, кожи и в системах кожевенного производства, или системах, используемых при этом.

Как правило, содержание действующего вещества в комбинациях биоцидов, предлагаемых в настоящем изобретении, которое необходимо для контроля роста микроорганизмов, составляет от 10 до 5000 част./млн. В некоторых вариантах осуществления изобретения действующие вещества присутствуют в композиции в количестве, составляющем по меньшей мере 20 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем по меньшей мере 50 част./млн, в количестве, составляющем по меньшей мере 100 част./млн, в количестве, составляющем по меньшей мере 150 част./млн в количестве, составляющем по меньшей мере 200 част./млн. В некоторых вариантах осуществления изобретения действующие вещества присутствуют в композиции в количестве, составляющем не более чем 2000 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 1000 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 500 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 400 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 300 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 250 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 200 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 100 част./млн, в других вариантах в количестве, составляющем не более чем 50 част./млн. Указанные выше концентрации представляют собой концентрации в жидкой композиции, содержащей комбинации биоцидов. Как правило, концентрации биоцидов в среде с высоким содержанием сульфидов и имеющей высокую температуру должны быть выше, чем в других средах. В некоторых вариантах осуществления изобретения концентрации действующих веществ в нисходящей нефтяной скважине составляют от 30 до 500 част./млн, в других вариантах от 50 до 250 част./млн. В некоторых вариантах осуществления изобретения концентрации действующих веществ, применяемых при поверхностной обработке нефтяной скважины, составляют от 10 до 300 част./млн, в других вариантах от 30 до 100 част./млн.

Под объем настоящего изобретения подпадает также способ снижения или ингибирования или предупреждения роста микроорганизмов в условиях, характерных для описанных выше областей применения, прежде всего в областях, связанных с добычей нефти или природного газа, заключающийся в том, что заявленную комбинацию биоцидов вносят в соответствующие среды.

Примеры

Пример 1. Синергетическое действие глутарового альдегида (glut) и DXN в отношении сульфатредуцирующих бактерий (SRB)

Деаэрированный стерильный раствор солей (3,1183 г NaCl, 1,3082 мг NаНСО₃, 47,70 мг КСl. 72,00 мг СаСl₂, 54,49 мг MgSO₄, 172,28 мг Na₂SO₄, 43,92 мг Na₂CO₃ в 1 л воды), находящийся в анаэробной камере (анаэробная камера BACTRON III), заражали выделенным из нефтяного месторождения анаэробным консорциумом SRB, в конечной концентрации бактерий, составляющей от 10⁶ до 10⁷ КОЕ/мл. Затем аликвоты этой зараженной воды обрабатывали глутаровым альдегидом и DXN или комбинацией глутаровый альдегид/DXN с различными уровнями концентраций действующих веществ. После инкубации смесей в течение 24 ч при 40°С оценивали биоцидную эффективность путем определения минимальной концентрации тестируемых биоцидов, требуемой для полного уничтожения бактерий в рассматриваемых аликвотах (МВС). В таблице 1 обобщены данные об эффективности каждого биоцида и их смесей и приведены величины коэффициента синергизма* для каждой комбинации.

Биоцидная эффективность глутарового альдегида, DXN, комбинации глутаровый альдегид / DXN и коэффициент синергизма
Соотношение glut и DXN (массовое соотношение действующих веществ)	МВС (концентрация действующих веществ, част./млн	Коэффициент синергизма*1	Величина p в z-тесте*2
glut	DXN
1:0	2,63	0,0
9:1	2,62	0,29	0,99	0,00
3:1	2,58	0,86	0,98	0,00
1:1	2,48	2,48	0,95	0,00
1:3	2.23	6,70	0,87	0,00
1:9	1,71	15,39	0,70	0,00
0:1	0,0	333,33

*¹ Коэффициент синергизма равен (SI) Са/СА+Сб/СБ.

Са: Концентрация биоцида А, требуемая для достижения полного уничтожения бактерий, при его применении в составе комбинации.

СА: Концентрация биоцида А, требуемая для достижения полного уничтожения бактерий, при его применении индивидуально.

Сб: Концентрация биоцида Б, требуемая для достижения полного уничтожения бактерий, при его применении в составе комбинации.

СБ: Концентрация биоцида Б, требуемая для достижения полного уничтожения бактерий, при его применении индивидуально.

Величина SI ниже 1 свидетельствует о синергизме.

*² величина p<0,05 означает, что существует статистически значимая разница между величиной SI и 1,00.

1. Синергетическая противомикробная композиция, содержащая: (а) глутаровый альдегид; и (б) 2,6-диметил-1,3-диоксан-4-илацетат; в которой массовое соотношение глутарового альдегида и 2,6-диметил-1,3-диоксан-4-илацетата составляет от 9:1 до 1:15.

2. Композиция по п.1, в которой массовое соотношение составляет от 9:1 до 1:10.

3. Способ ингибирования роста микроорганизмов в среде, имеющей температуру по меньшей мере 60°C и содержание сульфидов по меньшей мере 4 част./млн, заключающийся в том, что в среду добавляют: (а) глутаровый альдегид; и (б) 2,6-диметил-1,3-диоксан-4-илацетат; где массовое соотношение глутарового альдегида и 2,6-диметил-1,3-диоксан-4-илацетата составляет от 9:1 до 1:15.

4. Способ по п.3, в котором температура составляет по меньшей мере 70°C и содержание сульфидов составляет по меньшей мере 7 част./млн.

5. Способ по п.4, в котором массовое соотношение составляет от 9:1 до 1:10.

6. Способ по п.5, в котором среда является анаэробной и содержит сульфатредуцирующие бактерии.