ДИГИДРАТ НАТРИЕВОЙ СОЛИ 3-ХЛОР -2- ОКСО -4- ОКСИ -5- АЛКИЛХЛОРАМИНО -1,3,5-ТРИАЗИНА, ПРОЯВЛЯЮЩИЙ СПОРОЦИДНУЮ АКТИВНОСТЬ Российский патент 1995 года по МПК C07D251/26 C07D251/46 

Изобретение относится к новым химическим соединениям, конкретно к N-хлораминопроизводным симм. триазина, которые могут найти применение в качестве дезинфицирующих и стерилизующих средств в различных областях народного хозяйства.

Наиболее традиционными дезинфицирующими средствами являются гипохлориты и хлорамины. Гипохлориты обладают широким спектром антимикробной активности, однако они недостаточно стабильны, особенно в кислых и нейтральных средах, обладают раздражающим и корродирующим действием. По токсикологическим исследованиям гипохлориты могут быть использованы для дезинфекции ограниченно. Антимикробные свойства хлораминов в основном зависят от содержания в них активного хлора. Наиболее известными и приемлемыми для дезинфекции являются монохлорамин-Б и натриевая соль дихлоризоциануровой кислоты (Nа-соль ДХИЦК). Монохлорамин Б содержит невысокий процент активного хлора (26%). При попадании на кожу монохлорамин Б вызывает слабую аллергическую реакцию (зуд, шелушение кожи). Кроме того, монохлорамин Б недостаточно активен и обладает спороцидным действием только при концентрации 5-10% (по активному хлору). В концентрации 0,2-0,5% (по активному хлору) водные растворы монохлорамина Б применяются для обеззараживания (дезинфекции различных объектов. Для повышения активности водные растворы монохлорамина требуют дополнительной активации непосредственно перед применением путем подкисления или введением солей аммония или водного аммиака.

Однако при подкислении и активации водные растворы монохлорамина Б неустойчивы.

Наиболее близким по структуре и свойствам к новым хлораминам являются Na-соль ДХИЦК, проявляющая широкий спектр антимикробного действия. Na-соль ДХИЦК также, как и трихлоризоциануровая и дихлоризоциануровая кислоты, обладает высокой бактерицидной и спороцидной активностью и намного превосходит спороцидную активность хлорамина Б, хлорной извести и две трети основной соли гипохлорита кальция. Так споры антикроида погибают в 0,1%-ном растворе, а кишечная палочка в 0,0043%-ном растворе этой соли через 20 мин при 60^оС.

Однако Na-соль ДХИЦК неустойчива в виде водных растворов при хранении даже при собственном значении рН 6-6,6, раздражает кожные покровы и слизистые оболочки.

Задачей изобретения является разработка новых водорастворимых хлораминов, обладающих высокой стойкостью в виде водных растворов в сочетании в дезинфицирующей и стерилизующей активностью.

Поставленная задача достигается новыми соединениями дигидратом натриевой соли 3-хлор-2-оксо-4-окси-5-алкилхлорамино-1,3,5-триазина формулы

где R-CH₃-, C₂H₅- обладающими высокой стойкостью в виде водных растворов и проявляющими спороцидную активность.

Новые хлорамины получают из доступного отечественного сырья: цианурхлорида, алкаиламинов хлора.

Способ получения заключается во взаимодействии цианурхлорида с алкиламинами в водной или водно-органической средах при температуре 10 ± 5^оС и молярном соотношении 1:1, в последующем щелочном гидролизе продукта аминирования, в хлорировании продукта гидролиза в водно-щелочной среде газообразным хлором и последующем взаимодействии полученного хлорамина с эквимолярным количеством едкого натра.

П р и м е р 1. Получение дигидрата натриевой соли 3-хлор-2-оксо-4-окси-5-метилхлорамино-1,3,5-триазина (Na-соль МДХМЦК).

В круглодонную четырехгорлую колбу емкостью 1000 мл, снабженную мешалкой с затвором, термометpом, капельной воронкой и холодильником, помещают 73,6 г (0,4 моль) цианурхлорида, растворенного в 400 мл ацетона. При температуре 10 ± 5^оС прибавляют 13 г (0,4 моль) метиламина (или соответствующее количество его водного раствора) и затем при перемешивании и той же температуре прибавляют 300 мл водного раствора, содержащего 21,2 г (0,2 моль) углекислого натрия или 13 г (0,4 моль) метиламина, взятого в качестве акцептора хлористого водорода. Реакцию заканчивают при рН≈ 7. Реакционную массу разбавляют водой в соотношении 1:2. Полученный осадок отделяют фильтрованием, отжимают и переносят в виде влажной пасты или сухого продукта в колбу объемом 1000 мл. Доливают в колбу 600 мл 50%-ного водного раствора едкого натра, перемешивают и выдерживают смесь в течение не более часа при температуре 90 ± 5^оС, затем охлаждают до комнатной температуры (20 ± 5^оС) и переносят в колбу хлоратор, снабженную мешалкой с затвором, термометром, барботером и отводной трубкой. В хлоратор помещают дополнительно 300 и 10%-ного водного раствора едкого натра и подают газообразный хлор в течение 2-3 ч, поддерживая температуру 25 ± 5^оС. В процессе хлорирования реакционная масса растворяется, затем из раствора выделяется осадок, при этом рН в реакционной массе изменяется от 12 до 3. Образовавшийся осадок отделяют фильтрованием, слегка промывают водой и отжимают, сушат на воздухе или в сушильном шкафу при температуре 40 ± 50^оС.

Получают до 50 г белого порошка с выходом до 70% в пересчете на цианурхлорид. Полученный порошок 3-хлор-2-оксо-4-оксиметилхлорамино-1,3,5-триазина. Затем в круглодонную колбу емкостью 250 мл, снабженную мешалкой с затвором, термометром, капельной воронкой и воздушным холодильником, помещают 42 г (0,2 моль) хлорамина МДХИЦК в 35 мл воды и при перемешивании прикапывают 15 мл водного раствора, содержащего 8 г (0,2 моль) едкого натра, при комнатной температуре в течение 0,5 ч. Полученный осадок отделяют, отжимают на фильтре и высушивают на воздухе. Из фильтрата выделяют дополнительное количество продукта. Общий выход дигидрата натриевой соли 3-хлор-2-оксо-4-окси-5-метилхлорамино-1,3,5-триазина (Na-соль МДХИЦК) составляет 43,5 г, что в пересчете на цианурхлорид составляет 82%
Вычислено, С 17,85; Н 2,66; N 20,82; Cl 26,36; Na 8,55; Cl_акт 52,72.

C₄H₃N₄Cl₂NaO₂^.2H₂O
Найдено, С 18,23; 18,13; Н 2,41; 2,44; N 19,93; 20,25; Cl 25,84; 26,08; Na 8,53; 8,54; Cl_акт 52,47; 52,16.

П р и м е р 2. Получение дигидрата натриевой соли 3-хлор-2-оксо-4-окси-5-этилхлорамино-1,3,5-триазина (Na-соль ЭДХИЦК).

В круглодонную колбу помещают 73,6 г (0,4 моль) цианурхлорида, растворенного в 400 мл ацетона. При температуре 10 ± 5^оС прибавляют 18,0 г (0,4 моль) этиламина (или соответствующее количество его водного раствора), затем прибавляют 300 мл водного раствора, содержащего 21,2 г (0,2 моль) углекислого натрия или 18 г (0,4 моль) этиламина, взятого в качестве акцептора хлористого водорода. Реакцию заканчивают при рН ≈7. Реакционную массу разбавляют водой в соотношении 1:2 и образовавшийся осадок отделяют фильтрованием, отжимают и в виде пасты или сухого продукта переносят в круглодонную колбу емкостью 1000 мл. В колбу дополнительно помещают 600 мл 5%-ного водного раствора едкого натра и выдерживают реакционную смесь в течение не более часа при температуре 90 ± 5^оС.

Продукт гидролиза охлаждают до 25± ± 5^оС, дополнительно помещают в реакционную колбу 300 мл 10% -ного водного раствора едкого натра и хлорируют газообразным хлором в течение 2-3 ч, поддерживая температуру 25 ± 5^оС, при этом рН в реакционной массе изменяется от 12 до 3. Образовавшийся осадок отделяют фильтрованием, слегка промывают водой, отжимают и сушат. Получают белый порошок с выходом до 70% в пересчет на цианурхлорид. Полученный порошок 3-хлор-2-оксо-4-окси-5-этилхлорамино-1,3,5-триазин (хлорамин ЭДХИЦК) с содержанием активного хлора 49 ± 0,5% Затем в круглодонную колбу емкостью 250 мл помещают 45 г (0,2 моль) хлорамина ЭДХИЦК в 30 мл воды и при перемешивании прикапывают 15 мл водного раствора, содержащего 8 г (0,2 моль) едкого натра, при комнатной температуре в течение 0,5 ч. Полученный осадок отделяют фильтрованием, отжимают и сушат на воздухе или при температуре 40-50^оС в сушильном шкафу. Из фильтрата дополнительно выделяют хлорамин. Общий выход Na-соли ЭДХИЦК составляет ≈ 40 г, что в пересчете на цианурхлорид составляют до 70%
Вычислено, С 21,21; Н 3,18; N 19,80; Cl 25,06; Na 8,13; Cl_aкт 50,12.

C₅H₅N₄O₂Cl₂Na ₂^.H₂O
Найдено, С 21,40; 21,79; Н 3,48; 3,64; N 19,59; 19,65; Cl 24,80; 25,00; Na 8,20; 7,90; Cl_акт 49,85; 50,25.

Физико-химические свойства новых хлораминов представлены в табл.1-3.

Новые хлорамины, хорошо растворяясь в водных средах, обладают высокой стойкостью в условиях длительного хранения по сравнению с Na-соль ДХИЦК.

Данные, представленные в табл.3 показывают, что новые хлорамины существенно превосходят по стойкости в водных растворах структурный аналог (прототип).

Водные растворы монохлорамина Б (одного из наиболее приемлемых и известных дезинфицирующих средств) стабильны в течение 15 дней в соответствии с "Методическими указаниями по применению хлорамина для дезинфекционных целей" N 1359-75 от 21.10.75 года. Однако водные растворы монохлорамина Б активированного амина соединениями стабильны только в течение нескольких часов.

П р и м е р 3. Определение раздражающих свойств Na-соли МДХЦК и Na-соли ЭДХЦКА.

Оценку раздражающих свойств проводят при нанесении на обнаженную кожу кроликов порошков солей или их водных растворов (2-4% по активному хлору) при трехкратной аппликации (по соответствующей методике. Методы определения токсичности и опасности химических веществ. Под ред И.В.Сапецкого. М. Медицина, 1970).

Испытания проводили в сравнении с Na-солью дихлоризоциануровой кислоты (ДХИЦК). Трехкратное нанесение на обнаженную кожу кроликов новых хлораминов как в виде порошка, так и в виде водных растворов, не приводит к какому-либо изменению кожного покрова, в то время как Na-соль ДХИЦК в виде водного раствора с концентрацией 2% (по активному хлору) вызывает покраснение кожи после первого нанесения.

Таким образом, оценка заявляемых соединений показала, что они не обладают явно выраженным раздражающим действием на обнаженную кожу.

П р и м е р 4. Определение спороцидной активности новых хлораминов.

Антимикробная активность и дезинфицирующие свойства натриевых солей алкилдихлоризоциануровой кислоты оценены в соответствии с методиками, рекомендованными "Инструкцией по определению бактерицидных свойств новых дезинфицирующих средств" N 739-68. В качестве примера была дана оценка спороцидного действия новых хлораминов в сравнении с 6% перекисью водорода с 0,5% детергента и 4% хлорамина Б, активированного сернокислым аммонием. Предварительно приготовленные батистовые тест-объекты размером 11х6 мм контаминировали суспензией споровой культуры B.anthrаcoides. После 20-минутной экспозиции при комнатной температуре из тест-объектов удаляли избыточную суспензию и подсушивали их в термостате при 37^оС в течение 20 мин. В свежеприготовленные 4% -ные растворы изучаемых веществ погружали по 2 тест-объекта на каждую экспозицию. Для сравнения спороцидного действия взяли испытуемые в практике 6% перекись водорода, 0,5% детергента и 4% хлорамин Б, активированный сернокислым аммонием. Для контроля обсемененности споровой культурой два контаминированных тест-объекта погружали в водопроводную воду на максимальный срок экспозиции.

После различных экспозиций (от 15 с до 150 мин) тест-объекты для нейтрализации хлора промывали в 0,5%-ном гипосульфите натрия и водопроводной воде. Посев тест-объектов (опытных и контрольных) производили в бульон Хоттингера при рН 7,2 с последующим инкубированием при температуре 37^оС. Учет результатов осуществляли ежедневно в течение 7 сут. Для изучения изменения активности спороцидного действия 4%-ных растворов изучаемых препаратов проводили аналогичные эксперименты после их 1-суточного хранения в растворенном состоянии.

Сравнительная оценка эффективности спороцидного действия стандартных и заявляемых хлорсодержащих веществ представлены в табл.4.

Из таблицы видно, что среди свежеприготовленных растворов наиболее эффективным является 4% активированный хлорамин Б. Заявляемые препараты Na-соль МДХЦК и Na-соль ЭДХИК без активации оказывают спороцидное действие аналогично 6% перекиси водорода. Однако после 1-суточного хранения в растворенном состоянии все препараты как стандартные, так и заявляемые, давали практически одинаковый эффект. Следует подчеркнуть, что у заявляемых препаратов активность будет сохраняться в течение не мене месяца хранения, так как сохраняется содержание активного хлора постоянным в течение этого времени, в то время как у активированного хлорамина Б и перекиси водорода активность во времени существенно снижается.

Таким образом, проведенные испытания показали, что новые заявляемые хлорамины Na-соль МДХЦКА и Na-соль ЭДХЦК обладают высокой стойкостью в виде водных растворов, не раздражают обнаженную кожу и проявляют высокую спороцидную активность без дополнительной активности водных растворов.

Сущность изобретения: продукт-дигидрат натриевой соли 3-хлор -2-оксо -4- окси -5- алкилхлорамино -1,3,5 -триазина ф-лы I, где R- CH₃, или C₂H₅. Реагент 1: цианурхлорид. Реагент 2: алкиламин. Условия реакции: водная или водноорганическая среда при 10 ± 5°C. Щелочной гидролиз продукта аминирования. Реагент 3: газообразный хлор. Реагент 4: едкий натр. Соединение хорошо растворимо в воде, обладает высокой стойкостью в виде водных растворов и обладает спороцидной активностью. 4 табл. Структура соединения ф-лы I:

Дигидрат натриевой соли 3-хлор-2-оксо-4-окси-5-алкилхлорамино-1,3,5-триазина общей формулы

где R-CH₃ или C₂H₅,
проявляющий спороцидную активность.