專利名稱：用鋅金屬離子和有機胺增效的疏氧吡啶殺生物劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及巰氧吡啶殺生物劑，具體地說是涉及一種表現(xiàn)出強化的殺生物作用的穩(wěn)定、可溶的殺生物組合物，所述組合物包含抗微生物有效組合的巰氧吡啶、巰氧吡啶鹽或巰氧吡啶加合物，鋅源如鋅合金、氧化鋅，氫氧化鋅或鋅鹽，和1，2-1，3鏈烷醇胺和1，2-1，3-烷基二胺。所述殺生物組合物以適于直接加到官能液(如金屬加工液)或加到官能液“母料”的殺生物組合物濃縮物的形式提供。
背景技術：
已知巰氧吡啶(也稱為1-羥基-2-吡啶硫酮；2-吡啶硫羥-1-氧化物；2-吡啶硫酮；2-巰基吡啶-N-氧化物；吡啶硫酮；和吡啶硫酮-N-氧化物)的多價金屬鹽為有效的殺生物劑，并廣泛用作油漆和金屬加工液的殺真菌劑和殺菌劑。巰氧吡啶也可用作個人護理產品例如去頭屑香波的殺真菌劑和殺菌劑。巰氧吡啶的多價金屬鹽在水中幾乎不溶，它包括巰氧吡啶鐵、巰氧吡啶亞鐵、巰氧吡啶鋁、巰氧吡啶鉍、巰氧吡啶鍶、巰氧吡啶銅、巰氧吡啶鋅、巰氧吡啶鎘和巰氧吡啶鋯。應用最廣泛的二價巰氧吡啶鹽是巰氧吡啶鋅和巰氧吡啶銅。
巰氧吡啶鋅和巰氧吡啶銅用作具有抗革蘭氏陽性和陰性細菌、真菌和酵母菌活性的抗微生物劑。巰氧吡啶鋅可用作香波的去屑組分，而巰氧吡啶鋅和/或巰氧吡啶銅的人工混懸液可用作油漆和聚合物的防腐劑。這些相同的鹽的粉末還用作防污油漆中的輔助殺生物劑。Berstein等人的US2,809,971描述了多價巰氧吡啶鹽的合成。披露了類似化合物及其制備方法的其它專利包括US2,786,847；3,589,999；3,590,035；3,773,770。
雖然巰氧吡啶殺生物劑已被證實具有上述的廣泛用途，但是其效用僅限于防治所選的真菌和細菌種屬及菌株。另外，雖然高濃度的巰氧吡啶或其鹽可控制許多生物體的生長，但是出于功效和經濟上考慮，市售產品中所能加入的巰氧吡啶或其鹽的適用量是有限的，而且出于環(huán)境和毒理學方面的原因，只能加入較低的量。
鋅的無機鹽如氯化鋅、硫酸鋅和氧化鋅，已被廣泛用作包括油漆、涂料和防腐劑的多種產品中的抑菌劑和/或抑真菌化合物。然而，雖然鋅鹽的毒性比巰氧吡啶或其鹽低，但是這些化合物并不具備許多商業(yè)用途中所需的高殺生物效力。
本領域已知巰氧吡啶與鋅的某些結合。例如，US5,854,266和5,883,154公開了防止由于鐵離子或銅離子的存在所致脫色的水性抗微生物組合物，其中組合物包含巰氧吡啶和脫色抑制量(0.001％-10％)的鋅化合物，所述鋅化合物選自鋅的有機酸鹽、鋅的無機酸鹽、氫氧化鋅、氧化鋅及其組合。然而，此專利沒有描述巰氧吡啶和鋅之間的任何有利的抗微生物作用。而且，在該專利中所用的濃度下，巰氧吡啶和鋅的組合物是不溶的，因此不能作為可溶殺生物組合物一起遞送。在另一實例中，US4,161,526公開了用于皮膚或頭發(fā)的白色至乳黃色的巰氧吡啶鹽或二巰氧吡啶，其含有0.01％-1％的鋅的有機酸鹽、鋅的無機酸鹽、氫氧化鋅、氧化鋅及其組合。然而，此專利未描述巰氧吡啶與鋅鹽間的任何有益作用，也沒有描述巰氧吡啶和鋅將形成可溶組合物。
多年以來，一直存在細菌和真菌所致的微生物污染問題，然而近年來發(fā)現(xiàn)生物膜是微生物污染的一個新的重要來源。通常，生物膜表征為通過粘性物質的胞外層而相互粘連或粘附到表面而形成的細胞聚集體。一般可在金屬加工液中發(fā)現(xiàn)生物膜污染物，這是因為這些加工液中含有供養(yǎng)生物膜中生物體生長的良好碳源。然而，金屬加工液中高濃度的生物膜可使加工液快速變質，并可使設備出問題和故障。
生物膜在表面的生長也可加速金屬表面的腐蝕和油漆、表面涂料及涂料下面構件的老化。船體上集結生物膜可增加阻力，并有助于滋生大量的無脊椎生物污垢生物體。生物膜常?？芍聝炔亢推つw感染。生物膜對抗微生物治療的日益增長的抗性常常使與生物膜有關的感染更難以治療。內科裝置例如心臟植入物和導管和醫(yī)療器械例如透析機和洗牙器也可被生物膜污染并傳播感染。
雖然先前努力控制生物膜的生長和增殖，但這些努力的成效不大。研究表明與自生細胞相比，生物膜細胞對消毒的抵抗力更大，這很大程度上是由于胞外粘液層的保護性包被作用。而且，迄今為止控制微生物污染的策略典型地是實驗室水平的抗自由活動生物體，很少或沒有關注抗微生物劑的抗生物膜效力。不幸的是，以前使用的殺微生物劑通常對耐藥性生物膜沒有作用。如果不除掉或破壞生物膜，它會給功能液的應用帶來許多問題，例如腐蝕、堵塞、表面粘滑、變臭、液體不穩(wěn)定和機器停工等。
微生物消毒領域中代表現(xiàn)有技術水平的其它代表性專利及出版物如下U.S.4,654,213公開了一種抗微生物組合物，其中的水溶性鋅鹽提高了2，2’-二硫代吡啶-1，1’-二氧化物的MgSO4加合物(MDS)的活性。
U.S.4,370,325公開了包含2，2′-二硫代吡啶-1，1′-二氧化物或它的一種金屬鹽加合物，包括MgSO4(MDS)和Zn鹽的組合物，用于治療眼和耳刺激和炎癥。
U.S.4,235,873公開了一種除臭組合物，所述組合物包含2，2′-二硫代吡啶-1，1′-二氧化物或它的一種金屬鹽加合物，包括MgSO4(MDS)和Zn鹽。
英國專利GB 2 230 190 A公開了一種防腐組合物，所述組合物包含2，2′-二硫代吡啶-1，1′-二氧化物的異噻唑酮和ZnCl2加合物。然而，此專利沒有描述巰氧吡啶和鋅鹽之間的任何有益作用。
日本專利申請6-134227公開了一種摻有ZnO或ZnO和巰氧吡啶鋅的抗菌濾器。然而，該專利并未披露巰氧吡啶與鋅鹽間的任何有益作用。
日本專利申請7-118103公開了一種用于不銹鋼洗滌機轉筒涂層的抗微生物組合物，其中采用ZnO作為ZPT熱塑性樹脂涂層中的載體，以防止內表面污垢。然而，此專利并未披露巰氧吡啶與鋅鹽間的任何有益作用。
一篇技術期刊文章公開了已發(fā)現(xiàn)0.2％金屬銅或0.2％金屬鋅的存在可降低12種不同金屬加工液中的巰氧吡啶鈉的殺生物活性(E.O.Bennet等人，(1982)Int.Biodeterioration Bull.18[1]7-12)。
另一篇技術期刊文章(M.M.Khattar & W.G.Salt，Journal ofAntimicrobial Chemotherapy(1993)175-177)公開了巰氧吡啶抗肺炎克雷伯氏菌活性的增強。更具體而言，Khattar & Salt文章的圖2(a)描述了0.1％巰氧吡啶抗該細菌活性的有利增強歸因于使用0.01％的氯化鋅與巰氧吡啶的組合。
2000年6月22日提交的共同未決專利申請09/599,371公開了一種殺生物組合物，所述組合物包含巰氧吡啶、巰氧吡啶鹽或巰氧吡啶加合物和鋅或銅源如銅和/或鋅金屬、其氧化物、氫氧化物或鹽的組合。但是，此專利申請中公開的抗微生物組合物易形成不溶的沉淀，因為組合物中巰氧吡啶和鋅源的濃度增加，從而需要構建濃縮的殺生物組合物(或“組合物濃縮物”)。例如，濃度大于0.0005％巰氧吡啶和0.00001％鋅的巰氧吡啶和鋅的組合物趨于形成不溶的沉淀。這些不溶的沉淀降低組合物作為抗微生物劑的效力，表現(xiàn)商品長期儲存的問題，并禁止在需要可溶殺生物劑情況下使用。而且，迄今為止不能構建可溶、濃縮的巰氧吡啶和鋅源的殺生物組合物導致只好高成本和無效地單獨地施用這些組分而不是組合施用。
此外，許多專利已討論含有某些有機化合物的巰氧吡啶衍生物的增溶。
U.S.3,636,213公開了使用伯胺或聚亞烷基亞胺增溶巰氧吡啶(例如巰氧吡啶鋅、巰氧吡啶銅等)的重金屬鹽。然而，此專利沒有公開所得的增溶巰氧吡啶鹽與單獨的巰氧吡啶相比的任何增強的抗微生物或抗生物膜作用。
U.S.3,940,482公開了使用長鏈多胺增溶巰氧吡啶的重金屬鹽，用于個人護理產品，例如肥皂、香波、美發(fā)品等。但是，與以上專利類似，此專利沒有公開所得增溶巰氧吡啶鹽與單獨的羥基吡啶酮相比的任何改善或強化的抗微生物或抗生物膜作用。
U.S.4,835,149公開了了某些胺化合物和某些氨基羧酸存在下巰氧吡啶的不溶金屬鹽(如巰氧吡啶鋅、巰氧吡啶銅等)的增溶方法。但是，與以上專利類似，此專利沒有公開所得增溶巰氧吡啶鹽與單獨的羥基吡啶酮相比的任何改善或強化的抗微生物或抗生物膜作用。
U.S.5,114,984公開了一種通過將巰氧吡啶鹽溶于可與多元醇混溶的鏈烷醇胺而賦予聚氨酯泡沫抗菌和抗真菌性能的方法。但是，與以上專利類似，此專利沒有公開所得增溶巰氧吡啶鹽與單獨的羥基吡啶酮相比的任何改善或強化的抗微生物或抗生物膜作用。
因此，本領域需要一種穩(wěn)定、可溶、濃縮的巰氧吡啶、巰氧吡啶鹽或巰氧吡啶加合物和鋅源的殺生物組合物，它允許同時將高濃度的巰氧吡啶和鋅離子遞送應用，還使巰氧吡啶及其衍生物抗自生微生物和生物膜的殺生物效力增強。這種組合物濃縮物將廣泛使用，高度有效、有成本效益，并作為“罐內”防腐劑時，在稀釋形成用于官能液的“母料”時，或在直接稀釋成官能液時具有增強的殺生物作用。

發(fā)明內容
一方面，本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定、可溶、抗微生物組合物濃縮物，包含用量為大約0.05％至大約20wt％的巰氧吡啶、巰氧吡啶鹽或巰氧吡啶配合物，用量為大約0.01％至大約5％的鋅源，和用量為大約30％至大約80％的有機胺組分，該百分數(shù)以組合物濃縮物的總重為基數(shù)。該有機胺組分包含單獨或與選自單體和聚合物形式的1，2-烷基二胺、單體和聚合物形式的1，3-烷基二胺及其組合的第二有機胺組合的第一有機胺。如果使用第二有機胺，則抗微生物組合物濃縮物中存在的第一有機胺的用量必須足以確保胺組分溶于抗微生物組合物濃縮物。該抗微生物組合物濃縮物還可以有利地包含甲醛源以在抗微生物組合物濃縮物中提供可利用的甲醛。本發(fā)明的抗微生物組合物濃縮物適于稀釋形成一種官能液“母料”，或者如果需要的話可以直接稀釋成官能液本身。
另一方面，本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定、可溶、抗微生物組合物，所述組合物通過稀釋以上抗微生物組合物濃縮物來制備，其包含大約0.05％至大約5wt％巰氧吡啶或巰氧吡啶配合物；大約0.005％至大約1wt％的選自鋅鹽、氧化鋅、氫氧化鋅、硼酸鋅、硫酸鋅、氯化鋅、鋅合金、鋅配合物及其組合的鋅源；和大約0.5％至大約40wt％的胺組分，所述胺組分包含單獨或與選自單體和聚合物形式的1，2-烷基二胺、單體和聚合物形式的1，3-烷基二胺及其組合的第二有機胺組合的選自1，2-鏈烷醇胺、1，3-鏈烷醇胺及其組合的第一有機胺，條件是該抗微生物組合物中存在的第一有機胺的用量足以確保該胺組分溶于該抗微生物組合物；其中，所有的重量百分數(shù)以該抗微生物組合物的總重為基數(shù)，且其中該抗微生物組合物具有強化的抗自由活動微生物或生物膜的殺生物作用。
另一方面，本發(fā)明涉及一種提供包含大約0.5％至大約20％的巰氧吡啶和用量為大約0.01％至大約5％的鋅源的穩(wěn)定、可溶抗微生物濃縮物的方法。該方法包括向該濃縮物中摻入穩(wěn)定有效量的至少一種有機胺組分，所述有機胺組分選自單獨或與選自單體和聚合物形式的1，2-烷基二胺、單體和聚合物形式的1，3-烷基二胺及其組合的第二有機胺組合的選自1，2-鏈烷醇胺，1，3-鏈烷醇胺及其組合物的第一有機胺，條件是該抗微生物組合物中存在的第一有機胺的用量足以確保該胺組分溶于該抗微生物組合物。優(yōu)選該有機胺的穩(wěn)定有效量占該有機胺和該鋅源和該巰氧吡啶總重的30％至大約80％。
另一方面，本發(fā)明涉及一種抑制金屬加工液中自由活動微生物或生物膜的生長的方法，包括以下步驟(A)將以上的抗微生物組合物濃縮物摻入包含以下組分的金屬加工液“母料”(a)大約0.05至大約5％的巰氧吡啶或巰氧吡啶配合物；(b)大約0.005至大約1％的選自鋅鹽、氧化鋅、硼酸鋅、氫氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、鋅合金、鋅配合物及其組合的鋅源，(c)大約0.5至大約40％的有機胺或有機胺的組合，其中所述第一必需有機胺選自1，2-鏈烷醇胺和1，3-鏈烷醇胺及其組合，單獨存在或與選自單體和聚合物形式的1，2-烷基二胺以及單體和聚合物形式的1，3-烷基二胺及其組合的第二有機胺組合；(B)稀釋該“母料”濃縮物以提供抗微生物有效的金屬加工液，和(C)使該自生微生物或生物膜與該抗微生物有效的金屬加工液接觸，其中該抗微生物組合物具有強化的抗金屬加工液中的自生微生物或生物膜的殺生物作用。
參閱以下本發(fā)明的詳述，本發(fā)明的這些和其它方面將變得顯而易見。
現(xiàn)已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，根據本發(fā)明，一個解決方案就是提供一種比單獨使用巰氧吡啶或其衍生物具更強的殺生物效力并可以有用、有效和有成本效益地遞送應用的可溶、穩(wěn)定和濃縮的殺生物組合物。本發(fā)明者通過研制表現(xiàn)出其組分可溶性和抗?jié)饪s物組分的不良沉淀的穩(wěn)定性的抗微生物組合物濃縮物來解決這個問題。這種可溶、穩(wěn)定抗微生物組合物濃縮物包含巰氧吡啶或巰氧吡啶配合物，與鋅源如鋅鹽以及某些1，2-鏈烷醇胺和1，3-鏈烷醇胺及其組合，單獨或再與選自單體和聚合物形式的1，2-烷基二胺以及單體和聚合物形式的1，3-烷基二胺及其組合的第二有機胺組合。特別優(yōu)選的有機胺為一乙醇胺、1-氨基-2-丙醇、3-氨基-1-丙醇及其組合。有利地，用于本發(fā)明的鋅源選自鋅鹽、氧化鋅、硼酸鋅、氫氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、鋅合金、鋅配合物及其組合。
本發(fā)明的組合物濃縮物適于稀釋以提供所謂的官能液的“母料”，例如金屬加工液濃縮物或其它涂料組合物，例如油漆。例如，母料適于包含0.05％-5wt％的巰氧吡啶，而該組合物濃縮物的其它組分在母料的制備中成比例地稀釋。
在該抗微生物組合物濃縮物、母料和最終的“加工”官能液中，本發(fā)明的抗微生物組合與單獨的巰氧吡啶、單獨的巰氧吡啶和鋅相比，表現(xiàn)出抗自生的和生物膜狀態(tài)下的大量微生物的“罐內”防腐和增強的殺生物作用。這種抗微生物性能大于根據這種組合物的各組分的加合作用所預期的性能。與常規(guī)用量的基于巰氧吡啶的殺生物劑相比，與本發(fā)明的組合物有關的強化的殺生物效力允許使用較少量的本發(fā)明的組合物的巰氧吡啶組分。
在此定義的術語“強化的殺生物作用”指所述組合物通過其中的巰氧吡啶或巰氧吡啶鹽組分、水溶性鋅組分和有機胺組分之間的相互作用所產生的殺生物效力要高于單獨采用其中任何組分時的效力。因此，該組合物的抗微生物效果超過根據單獨組分的性能所預期的組合殺生物效力。
本發(fā)明還允許制備濃縮、穩(wěn)定和可溶的含有巰氧吡啶或巰氧吡啶鹽組分和鋅組分的殺生物組合物。這種組合物允許同時遞送高濃度的溶解的巰氧吡啶和鋅組分和所得強化的殺生物作用，以有效地進行應用。
在另一個有利的方面，本發(fā)明允許在含鐵的應用中使用巰氧吡啶。應用中鐵的存在通常導致巰氧吡啶效力降低，并由于巰氧吡啶鐵的形成而導致該應用的伴隨的藍色脫色。與巰氧吡啶相比，本發(fā)明在鐵存在下使用時表現(xiàn)較高的效力和較少的脫色傾向。
下面的討論詳細說明了生物膜的幾個特有特征。在此定義的術語“生物膜”是指通過胞外粘液而相互粘結或粘附到表面的細胞聚集體。雖然大多數(shù)單細胞生物體可形成粘液保護層，但是聚集成生物膜的細胞則完全不同于自生細胞，它可形成更多的胞外粘液。構成部分生物膜的粘液結構在生物學和結構學上均十分復雜。粘液結構由離散的微生物聚集體(微菌落)組成，其中被水通道隔開，可形成較大塔形或蘑菇形結構。當生物膜形成后，自生細胞便從生物膜中分離出來，移動到環(huán)境中尋找聚居并形成新的生物膜的新區(qū)域。生物膜集結在金屬加工液中可產生許多問題，包括使液體變質/降解、變臭、腐蝕，堵塞濾器、傳輸管線、管口和裂縫、污染機器表面、使機器停工、縮短器械壽命，污染和損害工件等。如上所述，生物膜還可加速其它液體如油漆或其它表面涂料的降解。醫(yī)療裝置例如心臟植入物、導管、透析機和潔牙器等也可被生物膜污染并傳播感染。
生物膜具有廣泛的物理和化學不均勻性，而大量液體中的自生細胞卻沒有這種現(xiàn)象。由于生物膜細胞在生物膜中的相互緊密接觸，個體生物體間的生態(tài)相互作用會變得復雜而廣泛。由于生物膜的高度復雜性和不均勻性，導致生物膜細胞的代謝參數(shù)明顯不同于自由活動細胞(例如代謝速度、生長速度、對特定養(yǎng)料的偏愛等)。另外，與大量液體中自生細胞相比，生物膜中細胞的種屬和生物體類型通常更具多樣性。以下更為詳細地討論本發(fā)明組合物的各組分。
酸形式的巰氧吡啶或巰氧吡啶配合物可以用于本發(fā)明的組合物。在此定義的術語“巰氧吡啶配合物“指一個或多個巰氧吡啶分子與一個或多個金屬原子的組合如巰氧吡啶鹽和巰氧吡啶加合物(例如與金屬離子如鎂組合的2，2′-二硫代吡啶-1，1′-二氧化物)。用于本發(fā)明組合物的巰氧吡啶鹽的實例包括巰氧吡啶鈉、巰氧吡啶鉍、巰氧吡啶鉀、巰氧吡啶鋰、巰氧吡啶銨、巰氧吡啶鋅、巰氧吡啶銅、巰氧吡啶鈣、巰氧吡啶鎂、巰氧吡啶鍶、巰氧吡啶銀、巰氧吡啶金、巰氧吡啶錳及其組合。巰氧吡啶的有機胺鹽和二硫化鎂鹽也是有用的。用于本發(fā)明的兩種最優(yōu)選的巰氧吡啶的鹽是鈉鹽(即巰氧吡啶鈉)和巰氧吡啶鋅。巰氧吡啶鈉是已知的商品，它通常通過2-氯吡啶-N-氧化物與NaSH和NaOH反應來制備，如在US3,159,640的說明書中例示。巰氧吡啶鋅可以通過1-羥基-2-吡啶硫酮(即巰氧吡啶酸)或其可溶性鹽與鋅鹽(例如硫酸鋅)反應形成巰氧吡啶鋅沉淀來制備，如U.S2,809,971中例示。
在本發(fā)明的組合物濃縮物中，巰氧吡啶或巰氧吡啶配合物適宜用量范圍為大約0.05至大約20wt％，優(yōu)選大約0.5至大約15wt％，更優(yōu)選大約1至大約10wt％。由這種組合物濃縮物，用以大約0.05％至大約5wt％，更優(yōu)選大約0.01％至大約2.5wt％的用量范圍存在的巰氧吡啶或巰氧吡啶配合物適宜地制備“母料”，所有百分數(shù)以組合物的總重為基數(shù)。
例如，用于本發(fā)明組合物中的鋅源包括鋅合金、鋅鹽、氧化鋅、氫氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、硼酸鋅及其組合。
可以用于本發(fā)明組合物中的鋅鹽的實例包括醋酸鋅、氧化鋅、硼酸鋅、碳酸鋅、氫氧化鋅、氯化鋅、硫酸鋅、檸檬酸鋅、氟化鋅、碘化鋅、乳酸鋅、油酸鋅、草酸鋅、磷酸鋅、丙酸鋅、水楊酸鋅、硒酸鋅、硅酸鋅、硬脂酸鋅、硫化鋅、丹寧酸鋅、酒石酸鋅、戊酸鋅等。鋅鹽的組合也可以用于本發(fā)明組合物。
在本發(fā)明的組合物濃縮物中，鋅源一般在大約0.01wt％至大約5wt％，優(yōu)選大約0.05wt％至大約3wt％的范圍內存在，所述百分數(shù)以濃縮物的重量為基數(shù)。這使最終的“加工”官能液能夠包含范圍為0.005-1wt％，有利地為0.01-0.1wt％的鋅源，所有百分數(shù)基于加工液的總重。
期望地，所述有機胺組分包含一種或多種下式涵蓋的1，2和1，3鏈烷醇胺R1NH-(CHR2)n-CHR3-OH(式1)其中n＝1或2，而R1、R2和R3為氫或總碳數(shù)小于或等于4的低級烷基。最優(yōu)選為1，2-鏈烷醇胺和1，3-鏈烷醇胺，其中

一種或多種式1涵蓋的鏈烷醇胺與一種或多種下式涵蓋的鏈烷醇胺的任何可溶性組合也可以用作本發(fā)明的胺組分NR1R2R3(式2)其中
1)R1＝R2＝R3＝HO-CH2-CH2-；2)R1＝R2＝R3＝HO-CH(CH3)-CH2-；3)R1＝R2＝CH3-，而R3＝HO-CH2-CH2-；4)R1＝R2＝CH3CH2-，而R3＝HO-CH2-CH2-；5)R1＝R2＝CH3CH2CH2-，而R3＝HO-CH2-CH2-；6)R1＝R2＝CH3CH2CH2CH2-，而R3＝HO-CH2-CH2-；7)R1＝R2＝CH3-，而R3＝HO-CH(CH3)-CH2-；8)R1＝R2＝CH3CH2-，而R3＝HO-CH(CH3)-CH2-；9)R1＝R2＝CH3CH2CH2-，而R3＝HO-CH(CH3)-CH2-；10)R1＝R2＝CH3CH2CH2CH2-，而R3＝HO-CH(CH3)-CH2-；11)R1＝R2＝CH3-，而R3＝HO-CH2-CH2-CH2-，12)R1＝R2＝CH3CH2，而R3＝HO-CH2-CH2-CH2-；13)R1＝R2＝CH3CH2CH2-，而R3＝HO-CH2-CH2-CH2-；14)R1＝R2＝CH3CH2CH2CH2-，而R3＝HO-CH2-CH2-CH2-；15)R1＝CH3-，而R2＝R3＝HO-CH2-CH2-；16)R1＝CH3CH2-，而R2＝R3＝HO-CH2-CH2-；17)R1＝CH3CH2CH2-，而R2＝R3＝HO-CH2-CH2-；18)R1＝CH3CH2CH2CH2-，而R2＝R3＝HO-CH2-CH2-；19)R1＝CH3-，而R2＝R3＝HO-CH(CH3)-CH2-，20)R1＝CH3CH2-，而R2＝R3＝HO-CH(CH3)-CH2-；21)R1＝CH3CH2CH2-，而R2＝R3＝HO-CH(CH3)-CH2-；22)R1＝CH3CH2CH2CH2-，而R2＝R3＝HO-CH(CH3)-CH2-，23)R1＝CH3-，而R2＝R3＝HO-CH2-CH2-CH2-，.
24)R1＝CH3CH2-，而R2＝R3＝HO-CH2-CH2-CH2-；25)R1＝CH3CH2CH2-，而R2＝R3＝HO-CH2-CH2-CH2-；26)R1＝CH3CH2CH2CH2-，而R2＝R3＝HO-CH2-CH2-CH2-；27)R1＝H-，而R2＝R3＝HO-CH2-CH2-；28)R1＝H-，而R2＝R3＝HO-CH(CH3)-CH2-；29)R1＝H-，而R2＝R3＝HO-CH2-CH2-CH2-；
30)R1＝R2＝H，而R3＝HO-CH2-C(CH3)2-；31)R1＝H，而R2＝CH3-，而R3＝HO-CH2-C(CH3)2-；32)R1＝R2＝CH3-，而R3＝HO-CH2-C(CH3)2-；33)R1＝R2＝H，而R3＝(HOCH2)2C(CH2CH3)34)R1＝R2＝H，而R3＝HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-；35)R1＝H，而R2＝CH3-，而R3＝HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-；36)R1＝R2＝CH3-，而R3＝HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-；一種或多種式1涵蓋的胺和一種或多種選自單體或聚合物形式的下式烷基二胺的胺的任何可溶組合也可以用作本發(fā)明的胺組分R1R2N-[(CH2)n-CH2-NH-]m-H (式3)其中n為1或2，而m為大約1至大約2000，而R1和R2為氫或總碳數(shù)小于或等于4的低級烷基。
式3范圍內的胺化合物的實例為具有以下取代基的化合物1)R1＝R2＝CH3-，而n＝2和m＝2；2)R1＝R2＝CH3CH2，而n＝2和m＝1；3)R1＝R2＝H和n＝1，而m＝1；4)R1＝H和n＝1，而m＝2；5)R1＝R2＝H，n＝1，而m＝3。
在上述式1、2和3的范圍內，特別優(yōu)選以下的胺(式1)乙醇胺1-氨基-2-丙醇3-氨基-1-丙醇2-(甲基氨基)乙醇2-(乙基氨基)乙醇
2-(丙基氨基)乙醇2-(異丙基氨基)乙醇(式2)二乙醇胺三乙醇胺二異丙醇胺三異丙醇胺混合的異丙醇胺(一-、二-和三異丙醇胺)2-氨基-2-甲基-1-丙醇(也稱為AMP)2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇(也稱為AEPD)2-(2-氨基乙氧基)乙醇(也稱為二甘醇胺)N-甲基二乙醇胺N，N-二甲基乙醇胺N，N-二乙基乙醇胺N，N-二丁基氨基乙醇N，N-二甲基氨基-2-丙醇(式3)1，3-二氨基丙烷二亞乙基三胺三亞乙基四胺聚乙烯亞胺二乙基氨基丙基胺二甲基氨基丙基胺適用于本發(fā)明組合物濃縮物的有機胺的用量的適宜范圍為大約30至大約80wt％，優(yōu)選大約40至大約70wt％，以濃縮物的總重為基數(shù)。在“母料”或“加工”官能液中稀釋時，有機胺用量適宜為大約0.5-40wt％，以液體的重量為基數(shù)。
本發(fā)明的抗微生物組合物可以包含溶劑或溶劑的組合。適宜的溶劑包括水性介質如水；或者水與一種或多種與水混溶的有機溶劑的組合。有用的有機溶劑包括醇，例如甲醇、乙醇、醚、酯、二元醇等。
本發(fā)明的組合物還可以包含甲醛作為附加的殺生物劑。在本發(fā)明中，甲醛可以直接加入，或者是甲醛-釋放劑或供體形式，例如但不限于順式1-(3-氯代烯丙基)-3，5，7-三氮雜-1-氮鎓金剛烷氯化物、六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪、4，4-二甲基噁唑烷、5-羥基甲氧基甲基-1-1氮雜-3，7-二氧雜二環(huán)-辛烷、二羥甲基二甲基dantoin、N，N″-亞甲基雙[N′-[羥基甲基)-2，5-二氧代-4-咪唑烷基]脲]、N-(羥基甲基)-N-(1，3-二羥基甲基-2，5-二氧代-4-咪唑烷基)-N′-(羥基甲基)脲及其組合。一種有用的甲醛釋放劑為TRIADINE 10(六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪和巰氧吡啶鹽的組合，由Arch Chemicals，Inc.Norwalk，CT出售)。在本發(fā)明的組合物濃縮物中，甲醛的適宜用量范圍為大約0.1至大約30wt％，優(yōu)選大約0.5％至大約15wt％，以組合物的總重為基數(shù)。
如本領域中已知，在許多甲醛釋放劑的情況下，通常僅一部分物質釋放形成甲醛。例如，大約31％的六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪經歷甲醛釋放。在這些情況下，必須考慮適宜的轉化因素以在本發(fā)明的組合物中提供以上范圍的甲醛。例如，500ppm的六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪導致釋放大約160ppm甲醛。類似地，1500ppm六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪導致釋放大約480ppm的甲醛。
有利地，本發(fā)明的組合物可以通過以下方法制備首先將一種或多種所選擇的鋅源和一種或多種有機1，2-或1，3-鏈烷醇胺以及任選的單體和聚合物形式的1，2-或1，3-烷基二胺在適宜的溶劑或載體中混合在一起，然后加入巰氧吡啶或巰氧吡啶配合物。
作為可替代的選擇，本發(fā)明的組合物可以通過將各組分分別加到待處理以賦予抗微生物保護作用的溶劑或官能混合物或液體來制備。
本發(fā)明的殺生物組合物用作一種殺藻劑、殺菌劑和/或殺真菌劑，并具體用于抑制微生物如革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、真菌(例如酵母、霉菌(mold)、霉菌(mildew))、海藻和原生動物的生長。該組合物特別有效地抗銅綠假單胞菌、黑曲霉、鐮刀菌、頭孢菌、熒光假單胞菌、發(fā)紅假單胞菌、施氏假單胞菌、食油假單胞菌、糞產堿桿菌、大腸桿菌、費氏檸檬酸桿菌等。本發(fā)明的殺生物組合物是一種有用的以下物質的添加劑工業(yè)液體(例如金屬加工液)、油漆、涂料、粘合劑、濕態(tài)防腐劑、硬表面清潔劑、織物護理組合物、木材產品、塑料產品、藥品、纖維或者必須終止或減緩微生物生長，特別是生物膜生長的任何其它應用場合。
本發(fā)明的抗微生物組合物的一個重要應用是在官能液，例如金屬加工液、切削液等中的應用。金屬加工液通常以包含抗微生物組合物的“母料”濃縮物和其它制劑組分的形式提供。在濃縮物中，提供足量的抗微生物組合物以使稀釋的“加工”液包含殺生物有效量的所述組合物。為了滿足這個要求，通常將抗微生物劑摻入被稀釋的“加工”液所需濃度的大約10-100倍的金屬加工液的濃縮物。金屬加工濃縮物中巰氧吡啶的典型的濃度范圍為大約0.05-1.0％巰氧吡啶。在這些巰氧吡啶濃度下，少量的鋅會導致形成沉淀，從而不被接受用于金屬加工液濃縮物。
本發(fā)明的殺生物組合物允許加入巰氧吡啶和鋅的組合物，其濃度足以用于金屬加工液濃縮物但在制成濃縮的殺生物組合物時或在金屬加工液濃縮物中不形成沉淀。通過這種方式，由本發(fā)明的殺生物組合物賦予的強化的殺生物作用可以有效地提供給護理組合物、硬表面清潔劑和消毒劑、紡織品和織物護理組合物，并用于塑料和藥品應用。例如，適于將抗微生物組合物摻入包含有效處理基質，例如木材和木材復合物、磚石建筑和石頭、皮革、硬表面、紡織品、織物、塑料、藥品及其組合的組分的官能液。
本發(fā)明的組合物在本文所述的任何不同的應用中用作消毒劑和防腐劑，以液體或可擴散的固體形式，單獨或與惰性載體如水、液態(tài)烴、乙醇、異丙醇等組合使用?？梢杂贸Ｒ?guī)的方法將其用于控制不同基質中細菌和真菌的生長，并可以通過常規(guī)方法如噴霧、浸漬、浸潤、注入等方法以抗微生物量應用于細菌或真菌生物體或它們的基質上。
本發(fā)明允許使用少量的巰氧吡啶基本殺生物劑和比基本殺生物劑廉價的鋅鹽輔助殺生物劑，從而提供廉價生產并具有上述強化的抗不同微生物的抗微生物效力的特征的抗微生物組合物。此外，據信本發(fā)明的組合物的胺組分給組合物提供充足的溶解度和抗沉淀形成的強化的穩(wěn)定性，并允許該組合物保持長期商業(yè)活性。另外，本發(fā)明允許單獨或與單體和聚合物形式的烷基二胺組合在應用中作為濃縮、可溶和穩(wěn)定的組合物遞送巰氧吡啶殺生物劑、鋅鹽和1，2-和1，3-鏈烷醇胺的強化的殺生物組合物。
以下的實施例旨在例示而不是以任何方式限制本發(fā)明的范圍。除非另外指出，所有的份和百分數(shù)均為重量比，且所有的溫度均為攝氏溫度。
具體實施例方式
實施例1-40巰氧吡啶鈉、ZnCl2和胺的混合物抗金屬加工液中微生物的效力準備高壓滅菌的配有粗棉布塞的250ml錐形瓶，并往每只燒瓶中加入100ml以下稀釋(1∶20)的金屬加工液之一(1)可溶油，(2)半合成液，或(3)合成液。設計這些液體中的每一種以模擬可從制造商購得的商購的可溶、半合成和合成油。
可溶的油由以下成分制備100SUS環(huán)烷石油基本原料82.5％62％活性磺酸鈉11.0％油酸 1.5％三乙醇胺(TEA) 1.0％牛脂酸甲酯3.0％乙二醇醚 1.0％半合成液體由以下成分制備100SUS環(huán)烷石油基本原料5.0％62％磺酸鈉10.0％
TEA 15.0％油酸 15.0％羧酸型腐蝕抑制劑 10.0％水45.0％合成濃縮物液體由以下成分制備水63.0％聚亞烷基二醇(水溶類型)7.0％庚酸 1.0％TEA 15.0％羧酸型腐蝕抑制劑 14.0％除了未處理的對照組，為每種金屬加工液類型準備含有單獨的100PPM巰氧吡啶鈉(NaPT)、單獨的21PPM ZnCl2和單獨的600PPM的胺(一乙醇胺、1-氨基-2-丙醇或3-氨基-1-丙醇)的燒瓶。而且，設置燒瓶用于測試100PPM NaPT和21PPM ZnCl2的混合物、21PPM ZnCl2和600PPM的以上三種胺化合物之一的混合物。對于每種液體類型，設置三個處理燒瓶，并用最終濃度為1000PPM的由NaPT、ZnCl2和一種胺組成的A、B或C的混合物處理。混合物A由10％NaPT、1.8％ZnCl2和60.5％一乙醇胺組成?；旌衔顱由10％NaPT、1.8％ZnCl2和60.5％1-氨基-2-丙醇組成。混合物C由10％NaPT、1.8％ZnCl2和60.5％3-氨基-1-丙醇組成。以上所示的關于對照組的所有濃度是受試燒瓶中化合物的最終濃度。處理試驗燒瓶中混合組分的最終濃度為100PPM NaPT、18PPM ZnCl2和605PPM胺。
測定各燒瓶的pH?？扇苡蜔恐屑尤氚穼⒁后w的pH升高至大約9.9。對于任何這樣的燒瓶，通過加入HCl將pH調節(jié)至未處理的對照組的pH。完成此步驟以消除或最小化由pH導致的任何抗受試生物體的殺生物作用。在半合成或合成液體中，與未處理的對照組相比胺僅將pH提高0.3?？扇苡汀牒铣珊秃铣蔁康膒H分別為8.5-8.7、8.2-8.5和8.1-8.5。往各燒瓶中加入細菌至最終濃度為107細菌/ml。細菌接種物由等量的來自銅綠假單胞菌9027、大腸桿菌8739、熒光假單胞菌12201、發(fā)紅假單胞菌12202和惡臭假單胞菌的細胞組成。將真菌孢子加到各燒瓶至最終濃度為105孢子/ml。真菌加入物由等量的鐮刀菌屬和頭孢菌屬的來自金屬加工液現(xiàn)場分離物的孢子組成。
將燒瓶在室溫(23℃±2℃)下在130rpm的振蕩器上培養(yǎng)在培養(yǎng)1和4天之后從燒瓶中獲得液體樣品。在無菌、去離子水中連續(xù)稀釋(1∶10)樣品，并涂布培養(yǎng)以進行細菌和真菌存活計數(shù)。將平板在28℃下培養(yǎng)2-3天，然后給菌落形成單位打分。實驗結果顯示在表1中。
表1.巰氧吡啶鈉、ZnCl2和胺的混合物抗細菌和真菌的效力

如表1所示，用最終濃度為1000PPM的混合物A(10％NaPT、1.8％ZnCl2和60.5％一乙醇胺)、混合物B(10％NaPT、1.8％ZnCl2和60.5％1-氨基-2-丙醇)或混合物C(10％NaPT、1.8％ZnCl2和60.5％3-氨基-1-丙醇)進行的處理非常有效地抗在可溶油和半合成液體中的真菌。4天后在用這些混合物處理的燒瓶中沒有檢測到真菌。對照處理表明與未處理的對照組相比可溶油和合成液體中的真菌計數(shù)差別很小。與未處理組相比所有三種混合物A、B和C表現(xiàn)出在4天內可溶油中的細菌減少至少100倍，并在1天內半合成液體中的計數(shù)減少至零。與未處理的對照組相比，可溶油和半合成液體中的對照處理沒有很大地影響細菌計數(shù)?；旌衔顰和C將合成液體中的細菌計數(shù)分別減少大約至少500倍和10倍。在合成液體中，僅含鋅的對照組非常有效地抗細菌。這些混合物對合成液中的真菌都沒有很大影響。
實施例41-51巰氧吡啶鈉、ZnCl2和胺的混合物抗金屬加工液中自生微生物和生物膜相關的微生物的殺生物效力將兩個5加侖的玻璃培養(yǎng)缸用漂白劑消毒，并模擬成再循環(huán)金屬加工液系統(tǒng)。將一個水泵連接到每個培養(yǎng)缸上，使流體在培養(yǎng)缸中循環(huán)運行。為了提供上樣表面以供生物膜生長，將不銹鋼墊圈(1.2cm2表面積)和聚碳酸酯圓片墊圈(3.8cm2表面積)連接到帶有兩個膠粘墊帶的載玻片墊圈支架上。將兩個鋼墊圈和聚碳酸酯墊圈分別置于一個支架上。向每個培養(yǎng)缸中加入12.5升稀釋(1∶20)的半合成金屬加工液。
培養(yǎng)缸1用作未處理的對照組。將混合物D(16％NaPT、2％ZnCl2、20％一乙醇胺、20％3-氨基-1-丙醇)加到培養(yǎng)缸2中直至最終濃度為1250PPM，從而得到在12.5升稀釋的金屬加工液中的200PPM NaPT、25PPMZnCl2、250PPM一乙醇胺和250PPM 3-氨基-1-丙醇的最終活性濃度。培養(yǎng)缸1和培養(yǎng)缸2的pH分別為7.8和8.3。用HCl將培養(yǎng)缸1的pH調節(jié)至8.3。往每個培養(yǎng)缸中加入細菌至最終濃度為106細菌/ml。細菌接種物由等量的來自銅綠假單胞菌9027、大腸桿菌8739、熒光假單胞菌12201、發(fā)紅假單胞菌12202和惡臭假單胞菌的細胞組成。將真菌孢子加到每個燒瓶中至最終濃度為104孢子/ml。真菌加入物由等量的鐮刀菌屬和頭孢菌屬的來自金屬加工液現(xiàn)場分離物的孢子組成。細菌和真菌加入每周重復三次。在室溫(23℃±2℃)下再循環(huán)培養(yǎng)缸。
19天后得到本體金屬加工液和生物膜樣品。對于大量液體，用無菌去離子水連續(xù)稀釋(1∶10)樣品，并分別涂布培養(yǎng)于加有90PPM環(huán)己酰胺的胰蛋白酶大豆瓊脂和加有900PPM鏈霉素和550PPM青霉素G的麥芽汁瓊脂上，供細菌和真菌存活計數(shù)。對于生物膜樣品，將墊圈支架從培養(yǎng)缸的底部和側面上取下來。從支架取下墊圈，用無菌水浸漂后轉移至含有10nl無菌去離子水的一次性玻璃培養(yǎng)管(25mm×150mm)中。將從墊圈上析出的生物膜用渦流管以最大速度重新混懸30秒。然后連續(xù)稀釋重新混懸的生物膜，按大量液體樣品所用的方法涂布培養(yǎng)并進行細菌和真菌計數(shù)。用無菌、無針頭注射器從液體-空氣界面處的培養(yǎng)缸側面上采集0.5ml粘液物質樣品，將其重新混懸于無菌去離子水并渦流處理。按前面關于大量液體樣品所述的方法對粘液樣品中的細菌和真菌進行計數(shù)。平皿于28℃培養(yǎng)2-3天，然后記錄菌落形成單位(cfu)。除粘液物質外，生物膜樣品的菌落形成單位/ml被轉換成菌落形成單位/cm2。表2顯示此實驗的結果。
表2.巰氧吡啶鈉、ZnCl2、一乙醇胺和3-氨基-1-丙醇的混合物的殺生物效力

如表2所示，用混合物D處理的培養(yǎng)缸表現(xiàn)為在大量液體中的細菌比未處理的培養(yǎng)缸至少少200倍。處理和未處理的培養(yǎng)缸的大量液體中的真菌數(shù)有微小差別。用混合物D處理的培養(yǎng)缸與未處理的培養(yǎng)缸相比其生物膜中存在的細菌少至少1000倍至3000倍，而真菌少至少25倍至250倍。雖然來自未處理的培養(yǎng)缸的空氣-流體界面的每ml粘液物質中存在105細菌/ml，但在用混合物D處理的培養(yǎng)缸中的粘液物質中未檢測到細菌或真菌。
實施例52巰氧吡啶鈉、ZnCl2、胺和甲醛釋放殺生物劑的混合物抗金屬加工液中微生物的殺生物效力進行實驗以比較金屬加工液中巰氧吡啶鈉、ZnCl2、一乙醇胺和六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪(甲醛釋放劑)的混合物與巰氧吡啶鈉和六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的混合物的殺生物效力。
準備含有3ml 5％可溶油MWF或5％半合成金屬加工液的無菌的玻璃培養(yǎng)管(16mm×150mm)。往該管中加入適量的40％巰氧吡啶鈉、78.5％六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪或混合物A(10％巰氧吡啶鈉、1.8％ZnCl2和60.5％一乙醇胺)以產生不同的殺生物劑的混合物和每種殺生物劑的對照物。將細菌和真菌加到各管至最終濃度分別為107細菌/ml和105真菌孢子/ml。細菌接種物由等量的來自銅綠假單胞菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌、發(fā)紅假單胞菌和惡臭假單胞菌的細胞組成。真菌加入物由等量的鐮刀菌屬和頭孢菌屬的孢子組成。將管在28℃下培養(yǎng)3天，然后取樣在加有90PPM環(huán)己酰胺的胰蛋白酶大豆瓊脂上進行存活細菌計數(shù)；在加有900PPM鏈霉素和550PPM青霉素G的麥芽汁瓊脂上進行存活真菌計數(shù)。實驗結果如表3所示。
表3巰氧吡啶鈉、ZnCl2、一乙醇胺和六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的混合物抗金屬加工液中的微生物的殺生物效力


NaPT，巰氧吡啶鈉混合物A＝10％巰氧吡啶鈉，1.8％ZnCl2，60.5％一乙醇胺；TZ，三嗪＝78.5％六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪。
在表3中，應該注意的是所用的三嗪是78.5％的六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪水溶液。已知六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪與游離甲醛保持平衡，并且通常在以應用濃度在金屬加工液中用作甲醛釋放劑時釋放大約31％甲醛。實施例52、53和54中三嗪、六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪和甲醛之間的關系表示在表4中表4 三嗪、六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪和甲醛之間的關系

表3所示的實驗結果表明混合物A(10％巰氧吡啶鈉、1.8％ZnCl2，60.5％一乙醇胺)和六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的混合物抗真菌的性能好于巰氧吡啶鈉和六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的混合物。例如，當混合物A與250-500PPM的六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪一起使用時需要大約75％活性較小的巰氧吡啶鈉以產生與巰氧吡啶鈉和250-500PPM的六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的混合物相當?shù)臍⑸镄Я?。而且，增加混合物A的濃度還使消除真菌生長所需的六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的數(shù)量減小。例如，500PPM的混合物A可以將降低真菌水平所需的六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的數(shù)量減少4倍。當混合物A以大約1000PPM的濃度使用時，不需要六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪來消除微生物污染。
實施例53巰氧吡啶鈉、ZnCl2、一乙醇胺和甲醛釋放殺生物劑的混合物防止金屬加工液中微生物污染的效力測定巰氧吡啶鈉、ZnCl2、一乙醇胺和六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的混合物防止金屬加工液的微生物污染的效力。將效力與巰氧吡啶鈉和六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的混合物的效力進行比較。
準備含有100ml 5％半合成金屬加工液的無菌250ml錐形瓶。往燒瓶中加入適量的40％巰氧吡啶鈉、78.5％六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪或混合物A(10％巰氧吡啶鈉、1.8％ZnCl2和60.5％一乙醇胺)以產生殺生物劑的混合物和各殺生物劑的對照物。分別將細菌和真菌加到每只燒瓶中至最終總濃度為107細菌/ml和105真菌孢子/ml。細菌接種物由等量的來自銅綠假單胞菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌、發(fā)紅假單胞菌和惡臭假單胞菌的細胞。真菌加入物由等量的鐮刀菌屬和頭孢菌屬的孢子組成。細菌和真菌攻擊每周重復3次。將燒瓶在28℃下培養(yǎng)，并在數(shù)周之后取樣在加有90PPM環(huán)己酰胺的胰蛋白酶大豆瓊脂上進行存活細菌計數(shù)并在加有900PPM鏈霉素和550PPM青霉素G的麥芽汁瓊脂上進行存活真菌計數(shù)。實驗結果如表5所示。
表5NaPT、ZnCl2、一乙醇胺和甲醛釋放殺生物劑的混合物防止金屬加工液的細菌和真菌污染

NaPT＝巰氧吡啶鈉混合物A＝10％巰氧吡啶鈉，1.8％ZnCl2，60.5％一乙醇胺；TZ，三嗪＝78.5％六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪。
在此半合成液體中，混合物A和六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的混合物提供比NaPT和六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的混合物更長時間的對微生物污染的保護作用。而且，混合物A和六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪混合物也允許使用比巰氧吡啶鈉和六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪的混合物更少的巰氧吡啶鈉或更少的六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪，同時保持相同的效力持續(xù)時間。
實施例54鐵離子對金屬加工液中巰氧吡啶鈉、ZnCl2和胺的混合物的脫色和殺生物效力的影響已知鐵離子的存在導致含有巰氧吡啶鈉的金屬加工液的藍色脫色。而且，鐵離子還降低巰氧吡啶鈉的殺生物效力。進行實驗檢查巰氧吡啶鈉、ZnCl2和一乙醇胺的混合物在鐵存在下是否將類似地表現(xiàn)出較低的抗微生物效力，并產生藍色脫色。
給帶粗棉布塞的無菌250ml錐形燒瓶填充100ml 5％金屬加工液。檢查的流體包括可溶油、兩種半合成物和合成物。用于構成5％流體的水包含范圍為0PPM至20PPM的不同濃度的Fe離子(FeCl3·6H2O)。將由10％NaPT、1.8％ZnCl2和60.5％一乙醇胺組成的混合物A加到適宜的燒瓶中，最終濃度為1000PPM，在此流體中分別產生最終活性濃度為100PPM和8.6PPM的NaPT和Zn(II)。還建立了未處理的對照組和僅用100ai PPMNaPT處理的對照組。每周三次將細菌和真菌加到燒瓶中至最終總濃度為107細菌/ml和105真菌孢子/ml。細菌加入物由等量的銅綠假單胞菌9027、大腸桿菌8739、熒光假單胞菌12201、發(fā)紅假單胞菌12202和惡臭假單胞菌的細胞組成。真菌攻擊物由等量的鐮刀菌屬和頭孢菌屬的孢子組成。將燒瓶在室溫(23℃±2℃)和120rpm下在振蕩器上培養(yǎng)。通過目測檢查來測定金屬加工液的最初顏色。在兩周時，分別通過在加有90PPM環(huán)己酰胺的胰蛋白酶大豆瓊脂和加有900PPM鏈霉素和550PPM青霉素G的麥芽汁瓊脂上培養(yǎng)來進行細菌和真菌存活數(shù)計數(shù)。檢查流體的顏色。實驗結果如表6所示。
表6鐵離子對金屬加工液中巰氧吡啶鈉、ZnCl2和一乙醇胺的混合物的脫色和殺生物效力的影響

NaPT＝巰氧吡啶鈉混合物A＝10％巰氧吡啶鈉ai.，1.8％ZnCl2，60.5％一乙醇胺；Fe(III)＝FeCl3·6H2O表6的結果表明混合物A與NaPT相比在金屬加工液中產生藍色脫色的容易度大大減小。雖然藍色強度隨流體發(fā)生變化，但在4種含有至多100PPM Fe離子的流體的三種中未觀察到藍色。在200PPM Fe下，三種流體表現(xiàn)出一定的藍色。但是，一種流體即使在200PPM Fe離子存在下也不表現(xiàn)出藍色。結果還表明抗細菌和真菌的殺生物效力受100PPM或更低濃度的Fe離子影響很小。在四種流體中有兩種在200PPM Fe離子存在時效力降低。剩余的兩種流體的效力表現(xiàn)為無變化。
實施例55.制備穩(wěn)定、可溶、濃縮的巰氧吡啶鈉、氯化鋅和有機胺的混合物在100ml清潔的玻璃瓶中配制巰氧吡啶鈉、ZnCl2和不同有機胺的混合物，并在室溫(23℃±℃)下放置。在配制后24小時和72小時根據存在或不存在沉淀或任何其它物理不穩(wěn)定性跡象給混合物打分。
表7.巰氧吡啶鈉、氯化鋅和有機胺(包括單一胺[參見部分A]和胺的混合物[參見部分B]的溶解度和穩(wěn)定性


P＝在混合物中形成的沉淀S＝可溶、穩(wěn)定的混合物如表7所示，在使用1-氨基-2-丙醇、3-氨基-1-丙醇、2-(甲基氨基)乙醇、1，3-二氨基丙烷、二亞乙基三胺、乙醇胺、三亞乙基四胺和聚乙烯亞胺24和72小時后觀察到可溶和穩(wěn)定的混合物。三種胺(丙基乙醇胺、混合的異丙醇胺和3-甲氧基丙基胺)在24小時后而不是在72小時后呈現(xiàn)可溶混合物。AMP 95、二乙醇胺、AEPD 85、2(2-氨基乙氧基)乙醇、N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、三乙基胺、三異丙醇胺和二異丙醇胺在24和72小時后呈現(xiàn)沉淀。表7的部分B表明某些胺混合物在組合使用時提供適宜的溶解度。
盡管上述示例性實施方案對本發(fā)明作了說明，但是應該認識到，可以根據在此公開內容實施各種形式和細節(jié)上的變化、刪節(jié)和增添而不偏離本發(fā)明權利要求描述的范圍和精神。
權利要求
1.一種抗微生物組合物濃縮物，其特征在于包含數(shù)量為大約0.05％至大約20wt％的巰氧吡啶或巰氧吡啶配合物、數(shù)量為大約0.01％至大約5％的鋅源和數(shù)量為大約30％至大約80％的有機胺組分，該百分數(shù)以該組合物濃縮物的總重量為基數(shù)，所述有機胺組分包含單獨或與選自由1，2-鏈烷醇胺、1，3鏈烷醇胺、單體和聚合物形式的1，2-烷基二胺、單體和聚合物形式的1，3-烷基二胺及其組合組成的附加組的第二有機胺組合的選自由1，2-鏈烷醇胺、1，3-鏈烷醇胺及其組合組成的必需組的第一有機胺，條件是所述抗微生物組合物濃縮物中存在的第一有機胺的數(shù)量足以確保所述胺組分溶于所述抗微生物組合物濃縮物。
2.權利要求1的抗微生物組合物，其中所述巰氧吡啶配合物選自巰氧吡啶鹽和巰氧吡啶加合物。
3.權利要求2的抗微生物組合物，其中所述巰氧吡啶鹽選自巰氧吡啶鈉、巰氧吡啶鉍、巰氧吡啶鉀、巰氧吡啶鋰、巰氧吡啶銨、巰氧吡啶鋅、巰氧吡啶銅、巰氧吡啶鈣、巰氧吡啶鎂、巰氧吡啶鍶、巰氧吡啶銀、巰氧吡啶金、巰氧吡啶錳、有機胺巰氧吡啶及其組合。
4.權利要求2的抗微生物組合物，其中所述巰氧吡啶加合物為2，2′-二硫代吡啶-N-氧化物。
5.權利要求1的抗微生物組合物，其中所述鋅鹽選自醋酸鋅、硼酸鋅、氧化鋅、碳酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅、氫氧化鋅、檸檬酸鋅、氟化鋅、碘化鋅、乳酸鋅、油酸鋅、草酸鋅、磷酸鋅、丙酸鋅、水楊酸鋅、硒酸鋅、硅酸鋅、硬脂酸鋅、硫化鋅、丹寧酸鋅、酒石酸鋅、戊酸鋅及其組合。
6.權利要求1的抗微生物組合物濃縮物，其中所述第一有機胺包含下式的化合物R1NH-(CHR2)n-CHR3-OH(式1)其中n＝1或2，而R1、R2和R3為氫或總碳數(shù)小于或等于4的低級烷基。
7.權利要求6的抗微生物組合物濃縮物，其中所述第一有機胺為至少一種選自以下的化合物乙醇胺、1-氨基-2-丙醇、3-氨基-1-丙醇、2-(甲基氨基)乙醇、2-(正丙基氨基)乙醇、2-(乙基氨基)乙醇、2-(異丙基氨基)乙醇及其組合。
8.權利要求1的抗微生物組合物濃縮物，其中所述第二有機胺包含下式的化合物NR1R2R3(式2)其中R1為H、CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、CH3CH2CH2CH2-、HO-CH2-CH2-和HO-CH(CH3)-CH2-，R2為H、CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、CH3CH2CH2CH2-、HO-CH2-CH2-、HO-CH2-CH2-CH2-、HO-CH(CH3)-CH2-和HO-CH2-C(CH3)2-，而R3為HO-CH2-CH2-、HO-CH2-CH2-CH2-、HO-CH(CH3)-CH2-、HO-CH2-C(CH3)2-、(HOCH2)2C(CH2CH3)和HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-。
9.權利要求8的抗微生物組合物濃縮物，其中所述第二有機胺選自二乙醇胺、三乙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺、混合的異丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(也稱為AMP)、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇(也稱為AEPD)、2-(2-氨基乙氧基)乙醇(也稱為二甘醇胺)、n-甲基二乙醇胺、n，n-二甲基乙醇胺、n，n-二乙基乙醇胺、n，n-二丁基氨基乙醇、n，n--二甲基氨基-2-丙醇及其組合。
10.權利要求1的抗微生物組合物濃縮物，其中所述第二有機胺還包含下式的化合物R1R2N-[(CH2)n-CH2-NH-]m-H(式3)其中n為1或2，而m為大約1至大約2000，而R1和R2為氫或總碳數(shù)小于或等于4的低級烷基。
11.權利要求10的抗微生物組合物濃縮物，其中所述第二有機胺選自1，3-二氨基丙烷、n，n-二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、聚乙烯亞胺、二乙基氨基丙基胺、二甲基氨基丙基胺及其組合。
12.權利要求1的抗微生物組合物濃縮物，其中所述巰氧吡啶、巰氧吡啶鹽或巰氧吡啶配合物包含大約5至大約20wt％的所述抗微生物組合物，以所述抗微生物組合物濃縮物的總重為基數(shù)。
13.權利要求1的抗微生物組合物濃縮物，其中所述鋅源包含大約0.5至大約5wt％的所述抗微生物組合物，以所述抗微生物組合物濃縮物的總重為基數(shù)。
14.權利要求1的抗微生物組合物濃縮物，其中所述有機胺和有機胺的組合包含大約40至大約70wt％的所述抗微生物組合物，以所述抗微生物組合物濃縮物的總重為基數(shù)。
15.權利要求1的抗微生物組合物濃縮物，還包含水和或可與水混溶的有機溶劑。
16.權利要求1的抗微生物組合物濃縮物，還包含甲醛源以提供在抗微生物組合物濃縮物中可利用的甲醛。
17.權利要求16的組合物濃縮物，其中所述甲醛源選自甲醛、順式1-(3-氯代烯丙基)-3，5，7-三氮雜-1-氮鎓金剛烷氯化物、六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪、4，4二甲基噁唑烷、5-羥基甲氧基甲基-1-1氮雜-3，7-二氧雜二環(huán)-辛烷、二羥甲基二甲基dantoin、N，N″-亞甲基雙[N′-[羥基甲基)-2，5-二氧代-4-咪唑烷基]脲]、N-(羥基甲基)-N-(1，3-二羥基甲基-2，5-二氧代-4-咪唑烷基)-N′-(羥基甲基)脲及其組合。
18.權利要求16的抗微生物組合物濃縮物，其中所述甲醛源包含大約0.5至大約30wt％的所述抗微生物組合物，以所述抗微生物組合物濃縮物的總重為基數(shù)。
19.一種抑制金屬加工液中自生微生物或生物膜的生長的方法，所述方法的特征在于以下步驟(A)摻入權利要求1的抗微生物組合物濃縮物以提供包含以下組分的“母料”(a)大約0.05至大約5％的巰氧吡啶或巰氧吡啶配合物；(b)大約0.005至大約1％的選自鋅鹽、硼酸鋅、氧化鋅、氫氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、鋅合金、鋅配合物及其組合的鋅源，(c)大約0.5至大約40％的有機胺組分，所述有機胺組分包含單獨或與選自由1，2-鏈烷醇胺、1，3鏈烷醇胺、單體和聚合物形式的1，2-烷基二胺、單體和聚合物形式的1，3-烷基二胺及其組合組成的附加組的第二有機胺組合的選自由1，2-鏈烷醇胺、1，3-鏈烷醇胺及其組合組成的必需組的第一有機胺，條件是所述抗微生物組合物濃縮物中存在的第一有機胺的數(shù)量足以確保所述胺組分溶于所述抗微生物組合物濃縮物；(B)稀釋所述“母料”以產生抗微生物有效的金屬加工液，(C)使所述自生微生物或生物膜與所述抗微生物有效的金屬加工液接觸，其中所述抗微生物有效的金屬加工液具有強化的抗自生微生物或生物膜的殺生物作用。
20.權利要求19的方法，其中所述巰氧吡啶配合物選自巰氧吡啶鹽和巰氧吡啶加合物。
21.權利要求20的方法，其中所述巰氧吡啶鹽選自巰氧吡啶鈉、巰氧吡啶鉀、巰氧吡啶鉍、巰氧吡啶鋰、巰氧吡啶銨、巰氧吡啶鋅、巰氧吡啶銅、巰氧吡啶鈣、巰氧吡啶鎂、巰氧吡啶鍶、巰氧吡啶銀、巰氧吡啶金、巰氧吡啶錳及其組合。
22.權利要求20的方法，其中所述巰氧吡啶加合物為2，2′-二硫代吡啶-N-氧化物。
23.權利要求19的方法，其中所述鋅鹽選自醋酸鋅、硼酸鋅、氧化鋅、碳酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅、氫氧化鋅、檸檬酸鋅、氟化鋅、碘化鋅、乳酸鋅、油酸鋅、草酸鋅、磷酸鋅、丙酸鋅、水楊酸鋅、硒酸鋅、硅酸鋅、硬脂酸鋅、硫化鋅、丹寧酸鋅、酒石酸鋅、戊酸鋅及其組合。
24.權利要求19的方法，其中所述自生微生物或生物膜包含選自革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、酵母、真菌及其組合的微生物組分。
25.權利要求19的方法，其中所述微生物組分選自銅綠假單胞菌、黑曲霉、鐮刀菌、頭孢菌、熒光假單胞菌、發(fā)紅假單胞菌、施氏假單胞菌、食油假單胞菌、糞產堿桿菌、費氏檸檬酸桿菌、大腸桿菌及其組合。
26.權利要求19的方法，還包含0.05至大約5％的甲醛源。
27.權利要求26的方法，其中所述甲醛源選自甲醛、順式-1-(3-氯代烯丙基)-3，5，7-三氮雜-1-氮鎓金剛烷氯化物、六氫-1，3，5-三(2-羥基乙基)-s-三嗪、4，4-二甲基噁唑烷、5-羥基甲氧基甲基-1-1氮雜-3，7-二氧雜二環(huán)-辛烷、二羥甲基二甲基dantoin、N，N″-亞甲基雙[N′-[羥基甲基)-2，5-二氧代-4-咪唑烷基]脲]、N-(羥基甲基)-N-(1，3-二羥基甲基-2，5-二氧代-4-咪唑烷基)-N′-(羥基甲基)脲及其組合。
28.一種抑制自生微生物或生物膜的生長的方法，包括使所述自生微生物或生物膜與包含由權利要求19的方法制備的抗微生物組合物的抗微生物組合物接觸的步驟。
29.一種穩(wěn)定、可溶、抗微生物組合物，所述組合物通過稀釋權利要求1的濃縮物來制備，且其特征在于包含大約0.05％至大約5wt％巰氧吡啶或巰氧吡啶配合物；大約0.005％至大約1wt％的選自鋅鹽、氧化鋅、氫氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、鋅合金、鋅配合物及其組合的鋅源；和大約0.5至大約40％的有機胺組分，所述有機胺組分包含單獨或與選自由1，2-鏈烷醇胺、1，3鏈烷醇胺、單體和聚合物形式的1，2-烷基二胺、單體和聚合物形式的1，3-烷基二胺及其組合組成的附加組的第二有機胺組合的選自由1，2-鏈烷醇胺、1，3-鏈烷醇胺及其組合組成的組的第一有機胺，條件是所述抗微生物組合物中存在的第一有機胺的數(shù)量足以確保所述胺組分溶于所述抗微生物組合物；其中，所有的重量百分數(shù)以所述抗微生物組合物的總重為基數(shù)，且其中所述抗微生物組合物具有強化的抗自生微生物或生物膜的殺生物作用。
30.權利要求29的穩(wěn)定、可溶、抗微生物組合物，還包含大約0.05％-5％的甲醛或甲醛源。
31.一種提供包含大約0.5％至大約20％的巰氧吡啶和數(shù)量為大約0.1％至大約10％的鋅源的穩(wěn)定、可溶抗微生物濃縮物的方法，所述方法的特征在于以下步驟往所述濃縮物中摻入穩(wěn)定有效量的至少一種有機胺組分，所述有機胺組分選自單獨或與選自1，2-鏈烷醇胺、1，3-鏈烷醇胺、單體和聚合物形式的1，2-烷基二胺、單體和聚合物形式的1，3-烷基二胺及其組合的第二有機胺組合的選自1，2-鏈烷醇胺、1，3-鏈烷醇胺及其組合的第一有機胺，條件是所述抗微生物組合物中存在的第一有機胺的數(shù)量足以確保所述胺組分溶于所述抗微生物組合物。
32.權利要求31的方法，其中所述穩(wěn)定有效量的所述有機胺占所述有機胺和所述鋅源和所述巰氧吡啶總重的30％至大約80％。
33.權利要求31的方法，其中所述穩(wěn)定、可溶抗微生物濃縮物還包含大約0.5％至30％的甲醛或甲醛源。
34.權利要求29的組合物，所述組合物還包含鐵離子，且其中所述組合物與不含所述鋅和胺組分的組合物相比表現(xiàn)出抑制由所述鐵離子導致的藍色脫色。
35.一種使用權利要求29的組合物的方法，所述方法包括將其加到選自油漆、粘合劑、涂料和密封劑的官能液中，以賦予所述官能液抗微生物效力。
36.權利要求35的方法，其中所述官能液包含一種有效處理選自木材和木材復合物、磚石建筑和石頭、皮革、硬表面、紡織品、織物、塑料、藥品及其組合的基質的組分。
37.一種使用權利要求1的組合物濃縮物的方法，所述方法包括往其中摻入選自油漆、粘合劑、涂料和密封劑的官能液以賦予所述官能液抗微生物效力。
38.權利要求37的方法，其中所述官能液包含一種有效處理選自木材和木材復合物、磚石建筑和石頭、皮革、硬表面、紡織品、織物、塑料、藥品及其組合的基質的組分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定、可溶、抗微生物組合物濃縮物，包含用量為大約0.5％至大約30wt％的巰氧吡啶或巰氧吡啶配合物，用量為大約0.1％至大約10％的鋅源，和用量為大約30％至大約80％的有機胺組分，該百分數(shù)以組合物濃縮物的總重為基數(shù)。本發(fā)明還涉及用本發(fā)明的抗微生物組合物控制自生微生物或生物膜的生長的方法，以及用本發(fā)明的抗微生物組合物制造的產品。
文檔編號A01N25/34GK1713815SQ02830070
公開日2005年12月28日 申請日期2002年12月19日 優(yōu)先權日2002年12月19日
發(fā)明者M·L·利奧克斯, D·T·?？聘窦{尼, T·J·帕里斯, P·A·特雷 申請人:阿奇化工公司