Синергетическая комбинация флуметсулама или диклозулама с пиритионом цинка

Синергетическая комбинация флуметсулама или диклозулама с пиритионом цинка

Реферат

В настоящем изобретении предлагаются комбинации биоцидов, которые характеризуются более высокой активностью по сравнению с индивидуальными противомикробными соединениями.

Применение комбинаций по крайней мере двух противомикробных соединений может расширить потенциальные рынки, снизить используемые концентрации и стоимость, а также уменьшить отходы. В ряде случаев коммерческие противомикробные соединения не обеспечивают эффективный контроль роста микроорганизмов при применении высоких концентраций вследствие их низкой активности в отношении отдельных типов микроорганизмов, например микроорганизмов, устойчивых к некоторым противомикробным соединениям. Комбинации различных противомикробных соединений в некоторых случаях используются для обеспечения контроля роста микроорганизмов в конкретной окружающей среде. Например, в патенте US5591760 описана комбинация 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC) и 4,5-дихлор-2-н-октил-4-изотиазолин-3-она (DCOIT), но в указанном патенте не предполагается какое-либо применение комбинации, заявленной в настоящем изобретении. Более того, существует потребность в дополнительных комбинациях противомикробных соединений, характеризующихся повышенной активностью в отношении различных штаммов микроорганизмов для обеспечения эффективного контроля роста микроорганизмов, прежде всего в сухих пленочных покрытиях. Целью настоящего изобретения является разработка таких дополнительных комбинаций противомикробных соединений.

Краткое описание сущности настоящего изобретения

В настоящем изобретении предлагается синергетическая противомикробная композиция, включающая: (а) флуметсулам или диклозулам, и (b) пиритион цинка (ZPT), причем массовое соотношение флуметсулама и пиритиона цинка составляет от 8:1 до 1:7, а массовое соотношение диклозулама и пиритиона цинка составляет от 15:1 до 1:2.

Подробное описание изобретения

В настоящем изобретении использованы термины, определения которых приведены ниже, если в контексте не указано иное. Флуметсулам обозначает N-(2,6-дифторфенил)-5-метил[1,2,4]триазоло[1,5-а]пиримидин-2-сульфонамид. Диклозулам обозначает N-(2,6-дихлорфенил)-5-этокси-7-фтор[1,2,4]триазоло[1,5-с]пиримидин-2-сульфонамид. Термин "противомикробное соединение" обозначает соединение, способное подавлять рост или контролировать рост микроорганизмов; противомикробные соединения включают бактерицидные, бактериостатические, фунгицидные, фунгистатические, альгицидные и альгистатические препараты, в зависимости от уровня использованной дозы, условий системы и требуемого контроля уровня микроорганизмов. Термин "микроорганизм" включает, например, грибы (такие как дрожжи и плесени), бактерии и водоросли. В описании изобретения использованы следующие сокращения: част./млн - массовые части на миллион (мас./мас.), мл - миллилитр, АТСС - американская коллекция типовых культур и МИК - минимальная ингибирующая концентрация. Если не указано иное, величины указаны в массовых процентах (мас.%). Содержание противомикробных соединений в композиции по настоящему изобретению в % определяли в расчете на общую массу активных ингредиентов в композиции, то есть самих противомикробных соединений, исключая любые количества растворителей, носителей, диспергирующих веществ, стабилизаторов или других материалов, которые могут присутствовать.

Предпочтительно, если противомикробная композиция включает флуметсулам и ZPT, массовое соотношение флуметсулама и ZPT составляет от 8:1 до 1:6, предпочтительно от 7:1 до 1:7, предпочтительно от 8:1 до 1:5, предпочтительно от 7:1 до 1:6, предпочтительно от 7:1 до 1:5, предпочтительно от 6:1 до 1:6, предпочтительно от 6:1 до 1:5.

Предпочтительно, если противомикробная композиция включает диклозулам и ZPT, массовое соотношение диклозулама и ZPT составляет от 12:1 до 1:2, предпочтительно от 10:1 до 1:2, предпочтительно от 10:1 до 1:1,5, предпочтительно от 10:1 до 1:1.

Предпочтительно диклозулам в комбинации с ZPT используют для подавления роста водорослей в водной среде. Предпочтительно соотношение диклозулама и ZPT составляет от 15:1 до 1:2, предпочтительно от 12:1 до 1:2, предпочтительно от 10:1 до 1:2, предпочтительно от 10:1 до 1:1,5, предпочтительно от 10:1 до 1:1.

Описанные выше противомикробные композиции могут содержать флуметсулам или диклозулам или оба указанных ингредиента и/или другие биоциды. Как правило, противомикробные композиции используют для подавления роста водорослей и/или грибов.

Предпочтительно противомикробные комбинации по настоящему изобретению включены в жидкие композиции, прежде всего дисперсии полимеров в водной среде. Комбинации биоцидов прежде всего используют для консервации строительных материалов, например адгезивов, герметиков, шовных герметиков, изоляционного материала, обивочного картона и т.п., красок, покрытий, полимеров, пластиков, синтетического и природного каучука, бумажной продукции, стеклоткани, изоляции, наружных теплоизоляционных систем, кровельного и строительного картона, строительной штукатурки, лесоматериалов и древесно-пластиковых композитных материалов. Предпочтительно противомикробные композиции являются латексными красками или другими жидкими композициями для нанесения покрытий, содержащими комбинации биоцидов, описанные в настоящем изобретении. Комбинации биоцидов используют для консервации сухих пленочных покрытий, образующихся после нанесения краски, или другой жидкой композиции для нанесения покрытий. Противомикробная композиция предпочтительно является акриловой латексной краской, содержащей одну или несколько комбинаций биоцидов, описанных в настоящем изобретении, или сухим пленочным покрытием, образующимся после нанесения краски на поверхность.

Как правило, количество активного ингредиента в комбинациях биоцидов по настоящему изобретению для контроля роста микроорганизмов составляет от 100 част./млн до 10000 част./млн. Активные ингредиенты композиции предпочтительно присутствуют в количестве по крайней мере 300 част./млн, предпочтительно по крайней мере 500 част./млн, предпочтительно по крайней мере 600 част./млн, предпочтительно по крайней мере 700 част./млн. Активные ингредиенты композиции предпочтительно присутствуют в количестве не более 8000 част./млн, предпочтительно не более 6000 част./млн, предпочтительно не более 5000 част./млн, предпочтительно не более 4000 част./млн, предпочтительно не более 3000 част./млн, предпочтительно не более 2500 част./млн, предпочтительно не более 2000 част./млн, предпочтительно не более 1800 част./млн, предпочтительно не более 1600 част./млн. Концентрации, указанные выше, приведены для жидкой композиции, содержащей комбинации биоцидов, количество биоцида в сухом пленочном покрытии составляет более высокую величину.

Настоящее изобретение также включает способ предотвращения роста микроорганизмов в строительных материалах, прежде всего в сухих пленочных покрытиях, за счет включения в материалы любой из заявленных комбинаций биоцидов.

Примеры

Подготовка образцов

Один биоцид или смесь биоцидов добавляли в белую акриловую латексную краску, не содержащую биоцидов, при этом получали максимальную исследуемую общую концентрацию активного ингредиента/ингредиентов. Затем указанную краску разбавляли акриловой латексной краской, не содержащей биоцидов, и получали требуемые для испытаний концентрации. Общие концентрации биоцидов изменяли в зависимости от типа исследуемых смесей биоцидов в интервале от 200 до 5000 част./млн. После добавления или разбавления биоцидов каждый образец перемешивали вручную в течение по крайней мере 1 минуты до образования однородной смеси. Каждый из образцов краски и контрольный образец (не содержащий биоцид) использовали для получения пленок на черных пластиковых панелях из сополимера винилхлорида и винилацетата (фирмы LENETA, Mahwah, NJ) с использованием 3-милового (0,0762 мм) углового аппликатора. Панели тщательно высушивали в течение по крайней мере 2 суток, не допуская попадания прямого солнечного света. Из каждой панели вырезали квадратные диски (0,5 дюйм², 1,27 см²), которые использовали в качестве субстратов для испытаний с использованием грибов и водорослей. Указанный размер образца позволял окружить исследуемый диск агаром при помещении его в лунку аналитического планшета. Испытание каждого образца проводили в двух повторах.

Условия испытаний

Для поддержания роста микроорганизмов использовали соответствующую среду (BOLD'S 3N для хлорофитов, BG-11 для цианобактерий и PDA для грибов). Исследуемые пластинки выдерживали при комнатной температуре (25°С-26°С), с использованием цикла свет-темнота в течение четырех недель для водорослей. Пластинки для испытаний на заражение грибами выдерживали при температуре 30°С в течение четырех недель. После завершения периода инкубации в образцах оценивали поверхность, покрытую видимым проростом микроорганизмов, в %.

Посевной материал (водоросли)

Организмы	Сокращенное название		Тип	Среда для испытаний
Gloeocapsa sp.	Gs	ATCC29159	Одноклеточные, колониеобразующие цианобактерий	BG-11
Oscillatoria sp.	Os	ATCC29135	Нитевидные цианобактерий	BG-11
Nostoc commune	Nc	CCAP 1453/29	Одноклеточные, хлорофиты Cenobial	Bold
Trentepohlia aurea+Trentepohlia odorata	Ta+To	UTEX LB 429+CCAP 483/4	Нитевидные хлорофиты	Bold
Chlorella sp. UTEX+Chlorella kessleri	Cs+Ck	ATCC30582+ATCC11468	Одноклеточные хлорофиты	Bold
Calothrix parientina	Cp	UTEX LB 1952	Нитевидные цианобактерии	Bold

Посевной материал (грибы)

Организмы	Сокращенное название	ATCC#	Среда для культивирования и испытаний
Aspergillus niger	An	9642	PDA
Penicillium funiculosum	Pf	11797	PDA
Cladosporium herbarum	Ch	11281	PDA
Aureobasidium pullulans	Ap	9348	PDA
Trichoderma viride	Tv	32630	PDA
Alternaria alternata	Aa	20084	PDA

Испытание на эффективность с использованием водорослей - Модифицированный метод ASTM 5589

Метод ASTM 5589 является стандартным ускоренным методом испытаний для определения устойчивости различных покрытий (включая краски) к заражению водорослями. Для повышения производительности анализа размер образцов снижали от чашек Петри до 6-луночных планшетов. Один образец помещали стерильным пинцетом в центр агарового слоя (на поверхность) окрашенной стороной вверх. Посевной материал водорослей получали при смешивании равных концентраций (1×10⁶ КОЕ/мл) и равных объемов (в зависимости от числа образцов, предназначенных для посева) организмов со сходными условиями роста.

При изучении синергизма комбинаций флуметсулама и различных IT (изотиазолонов) в качестве посевного материала для испытаний получали три пула смешанных водорослей: смесь цианобактерии Gloeocapsa sp. и Oscillatoria sp. культивировали в среде BG-11, смесь одноклеточных хлорофитов Chlorella sp., Chlorella kessleri и Nostoc commune смешивали и культивировали в среде Bold, смесь нитевидных водорослей Trentepohlia aurea, Tretepohlia odorata и Calotrix parientina смешивали и культивировали в среде Bold.

При изучении синергизма комбинаций диклозулама и различных IT получали только два пула смешанных водорослей: смесь Gloeocapsa sp. и Oscillatoria sp. культивировали в среде BG-11, и смесь Chlorella sp., Chlorella kessleri, Nostoc commune, Trentepohlia aurea, Tretepohlia odorata и Calotrix parientina культивировали в среде Bold.

В каждую лунку, содержащую исследуемый образец, вносили посевной материал, 400 мкл смеси организмов (1×10⁶ КОЕ/мл) таким образом, чтобы вся поверхность (слой краски и агар, окружающий его) была равномерно покрыта посевным материалом. Планшеты выдерживали при комнатной температуре (25°С-26°С), с использованием цикла свет-темнота (модель OTT-Lite # OTL4012P, 40 Вт, 26 килолюменов (клм)) в течение четырех недель. В конце каждой недели определяли общую покрытую площадь в процентах с шагом 5%.

Испытание на эффективность с использованием грибов - Модифицированный метод ASTM 5590

Метод ASTM 5590 является стандартным ускоренным методом испытаний для определения устойчивости различных покрытий (включая краски) к повреждению грибами. Для повышения производительности анализа размер образцов снижали от чашек Петри до 6-луночных планшетов. Для проведения анализа на дно каждой лунки стерильного 6-луночного планшета помещали слой агара. Один образец помещали стерильным пинцетом в центр агарового слоя (на поверхность) окрашенной стороной вверх. Посевной материал грибов получали при смешивании равных концентраций (1×10⁶ КОЕ/мл) и равных объемов (в зависимости от числа образцов для испытаний) организмов со сходными условиями роста. При изучении синергизма композиций флуметсулама и различных IT в качестве посевного материала для испытаний получали три пула смешанных грибов. Cladosporium herbarum смешивали с Aureobasidium pullulans, Aspergillus niger смешивали с Penicilliumfuniculosum и Alternaria alternata смешивали с Trichoderma viride. При изучении синергизма композиций диклозулама и различных IT все перечисленные грибы смешивали в один пул. В каждую лунку вносили посевной материал,400 мкл смеси организмов (1×10⁶ КОЕ/мл) таким образом, чтобы вся поверхность (слой краски и агар, окружающий его) была равномерно покрыта посевным материалом. Планшеты выдерживали при температуре 30°С в присутствии влаги в течение четырех недель. В конце каждой недели, начиная со второй, определяли общую покрытую площадь в процентах с шагом 5%.

Расчет индекса синергизма

Индекс синергизма (SI)

SI рассчитывали методом, описанным в статье F.C.Kull и др. (Applied Microbiology, т.9 (1961)). В указанном исследовании индекс SI рассчитывали по приведенной ниже формуле, причем минимальную ингибирующую концентрацию определяли по подавлению (в %), которое наблюдается для каждого биоцида в отношении каждого исследованного микроорганизма.

SI=Qa/QA+Qb/QB,

где Qa обозначает концентрацию биоцида А в смеси,

QA обозначает концентрацию биоцида А в качестве единственного биоцида,

Qb обозначает концентрацию биоцида В в смеси,

QB обозначает концентрацию биоцида В в качестве единственного биоцида.

Если величина SI<1, то наблюдается синергизм смешанных биоцидов.

Примечание: Если любое активное соединение при максимальной исследованной концентрации не проявляло никакого ингибирующего эффекта, эту максимальную концентрацию использовали для расчета SI, и если указан знак «менее» (<), то он означает, что для достижения необходимого подавления требуется более высокая концентрация активного соединения.

NE - отсутствует концентрация, которая удовлетворяет критерию, установленному для расчета каждого SI.

Оценка синергизма композиции флуметсулам:ZРТ

Соотношение	AaTv	AnPf	ApCh	Ср+То+Та	Cs+Ck+Nc	Gs+Os
Флуметсулам: ZРТ, 1:1
Общая концентрация, част./млн	3000	2250	750	750	750	750
Ингибирование, %	80	100	90	100	100	100
SI	<0,70	<2,1	1,0	0,7	0,7	<0,7
Флуметсулам: ZРТ, 1:3
Общая концентрация, част./млн	3000	750	750	750	750	750
Ингибирование, %	70,0	100	100	100	100	100
SI	0,7	<1,0	1,0	1,0	1,0	<1,0
Флуметсулам:ZРТ, 1:5
Общая концентрация, част./млн	3000	750	750	750	750	750
Ингибирование, %	60	100	100	100	100	100
SI	<0,60	<1,0	1,0	1,0	1,0	<1,0
Флуметсулам: ZРТ, 1:10
Общая концентрация, част./млн	NE	687,5	687,5	687,5	687,5	687,5
Ингибирование, %		100	100	100	100	100
SI		<1,0	1,0	1,0	1,0	<1,0
Флуметсулам: ZРТ, 6:1
Общая концентрация, част./млн	NE	1400	2800	2800	1400	725
Ингибирование, %		90	80	75	90	95
SI		<0,7	1,3	1,6	0,7	<0,40
Флуметсулам: ZРТ, 4:1
Общая концентрация, част./млн	NE	1625	2250	2250	2250	2250
Ингибирование, %		90	90	100	100	100
SI		<0,90	1,2	1,4	1,2	<1,4
Флуметсулам: ZРТ, 2:1
Общая концентрация, част./млн	NE	2250	2250	2250	750	750
Ингибирование, %		100	95	100	100	100
SI		<1,6	1,6	1,8	0,6	<0,60
Флуметсулам
Общая концентрация, част./млн	3500	3500	3500	2625	3500	2625
Ингибирование, %	0	0	25	100	90	0
ZPT
Общая концентрация, част./млн	5000	625	625	625	625	625
Ингибирование, %	50	100	100	100	100	100

Оценка синергизма композиции диклозулам: ZРТ

Соотношение	Aa+Tv+An+Pf+Ap+Ch	Cp+To+Ta+Cs+Ck+Nc	Gs+Os
Диклозулам: ZРТ, 1:1
Общая концентрация, част./млн	3000	750	750
Ингибирование, %	0	100	100
SI	NE	0,7	1,5
Диклозулам: ZРТ, 3:1
Общая концентрация, част./млн	3000	1500	750
Ингибирование, %	0	100	100
SI	NE	0,9	1,6
Диклозулам: ZРТ, 5:1
Общая концентрация, част./млн	3000	750	750
Ингибирование, %	о	100	100
SI	NE	0,4	1,6
Диклозулам: ZРТ, 10:1
Общая концентрация, част./млн	2750	687,5	687,5
Ингибирование, %	0	100	100
SI	NE	0,3	1,5
Диклозулам: ZРТ, 1:10
Общая концентрация, част./млн	3300	1650	825
Ингибирование, %	10	90	100
SI	NE	2,4	1,4
Диклозулам: ZРТ, 1:6
Общая концентрация, част./млн	2800	700	700
Ингибирование, %	10	100	100
SI	NE	1,0	1,9
Диклозулам: ZРТ, 1:4
Общая концентрация, част./млн	3250	812,5	812,5
Ингибирование, %	0	100	100
SI	NE	1,1	1,4
Диклозулам: ZРТ, 1:2
Общая концентрация, част./млн	3000	750	750
Ингибирование, %	10	100	100
SI	NE	0,9	1,4
Диклозулам
Общая концентрация, част./млн	3500	3500	437,5
Ингибирование, %	0	80	100
ZPT
Общая концентрация, част./млн	5000	625	625
Ингибирование, %	0	100	100

1. Синергетическая противомикробная композиция, включающая (а) флуметсулам или диклозулам и (b) пиритион цинка, где массовое соотношение флуметсулама и пиритиона цинка составляет от 8:1 до 1:7, а массовое соотношение диклозулама и пиритиона цинка составляет от 15:1 до 1:2.

2. Композиция по п.1, включающая флуметсулам и пиритион цинка, в которой массовое соотношение флуметсулама и пиритиона цинка составляет от 6:1 до 1:5.

3. Композиция по п.1, включающая диклозулам и пиритион цинка, в которой массовое соотношение диклозулама и пиритиона цинка составляет от 10:1 до 1:2.

4. Композиция по п.1, которая является строительным материалом.

5. Композиция по п.4, в которой строительным материалом является краска, покрытие, полимер, пластик, синтетический или природный каучук, бумажная продукция, стеклоткань, изоляция, наружная теплоизоляционная система, кровельный или строительный картон, строительная штукатурка, лесоматериал или древесно-пластиковый композитный материал.