СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИСЕПТИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА Российский патент 2018 года по МПК A61K33/38 B82B1/00 A61K31/14 A61L2/16 

Изобретение относится к области санитарии и гигиены, в частности, к способу получения антисептического препарата, в том числе дезинфицирующего средства для обеззараживания воды в плавательных бассейнах и иных искусственных водоемах, для санитарно-гигиенической обработки помещений, хозяйственного инвентаря, мебели, бытовой техники и промышленного оборудования, а также для обеззараживания промывных и сточных вод.

Из уровня техники известны антимикробные препараты для обеззараживания воды в плавательных бассейнах и иных искусственных водоемах, а также для санитарно-гигиенической обработки помещений и оборудования.

В патенте США №1993686 от 03.05.1935 г. раскрыт способ изготовления мыла с антисептическими свойствами, содержащего 0,5-1 масс. % «субхлорида серебра», то есть вещества с формулой Ag_xCl, где х=2. Предложенное мыло обладает бактерицидной активностью и не изменяет окраску под действием света. Недостатком такого мыла является низкая эффективность антимикробного действия и, как следствие, высокое содержание серебра.

В патенте РФ №2414912 от 27.03.2011 раскрыт дезинфицирующий водный раствор, содержащий ионы серебра, дистиллированную воду, молочную кислоту и 33%-ный водный раствор перекиси водорода. Это изобретение предназначено для использования в здравоохранении, пищевой и фармацевтической отраслях промышленности, на предприятиях коммунального хозяйства для обеззараживания и консервации питьевой воды, для дезинфекции плавательных бассейнов. Недостатком этого препарата является небольшая длительность биоцидного действия.

В заявке на выдачу патента РФ №2010134589 раскрыт способ дополнительного пролонгированного фунгицидного обеззараживания поверхностей ванн и вспомогательных помещений плавательных бассейнов, в котором наносят на поверхность облицовочных керамических плиток наночастицы серебра в концентрации 167 ppm путем обработки плиток водно-органическим раствором наноразмерных частиц серебра в течение 40-50 ч при температуре 16-20°C с последующим промыванием углеводородом, водно-спиртовой смесью и дистиллированной водой в течение 30 мин при комнатной температуре. Недостатком этого препарата является недостаточная выраженность биоцидного действия. Кроме того, такой многостадийный способ обработки достаточно сложен и трудоемок.

Из уровня техники известны антимикробные препараты на основе солей полигексаметиленгуанидина

а также солей полигексаметиленбигуанида

В патенте РФ №2427380 от 27.08.2011 раскрыто дезинфицирующее средство для обработки кожных покровов, которое содержит коллоидное серебро, соль полигексаметиленгуанидина или соль полигексаметиленбигуанида. Это дезинфицирующее средство проявляет высокую биоцидную активность в отношении Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Leuconostoc mesenteroides, Aspergillus niger, Saccharomyces cerevisiae. Минимальная подавляющая концентрация дезинфицирующего средства, раскрытого в патенте РФ №2427380, в отношении этих штаммов в несколько раз меньше минимальной подавляющей концентрации аналогичного дезинфицирующего средства, в составе которого отсутствует коллоидное серебро. По совокупности существенных признаков дезинфицирующее средство, раскрытое в патенте РФ №2427380, является наиболее близким аналогом заявленного изобретения.

Одним из основных недостатков известных антимикробных препаратов на основе коллоидного серебра и производных полигексаметиленгуанидина и соответствующих способов использования этих препаратов является то, что положительно заряженные частицы серебра, стабилизированные производными полигексаметиленгуанидина, легко сорбируются на водоочистных фильтрах, особенно изготовленных из материалов, содержащих оксид кремния и алюмосиликаты, а не трубах и стенках бассейнов. Кроме того, такие препараты теряют стабильность при замораживании и последующем оттаивании. Скорость генерирования ионов серебра, ответственных за бактерицидное действие препаратов коллоидного серебра, при окислительном растворении частиц серебра достаточно невелика, поэтому для поддержания в воде достаточной концентрации ионов серебра необходимо использовать большие концентрации коллоидного серебра.

В международной заявке PCT/RU 2014/000615 от 19.08.2014 г. раскрыт антисептический препарат, включающий наноразмерные частицы, включающие одновременно серебро и хлорид серебра, дополнительно содержащий по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, включающей карбоновые кислоты и их производные типа I с общей формулой

и карбоновые кислоты и их производные типа II с общей формулой

при этом заместители M₁ и M₂ выбраны из группы, включающей H, Na, K, NH₄, при этом число a равно 1 или 2, число b равно 2 или 3, число с равно 1 или 2, число m равно 1 или 2, число n равно 0 или больше 0, число p равно 0 или больше 0, число q больше 0, при этом заместитель R₁ выбран из группы, включающей разветвленные и неразветвленные насыщенные и ненасыщенные линейные и циклические углеводородные радикалы. Указано, что наноразмерные частицы, включающие одновременно серебро и хлорид серебра, обладают более высокой антибактериальной активностью, чем аналогичные наноразмерные частицы серебра Ag и наноразмерные частицы хлорида серебра AgCl. Препарат проявляет выраженную биоцидную активность в отношении многих прокариотических и эукариотических микроорганизмов, в том числе в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, грибов. Наночастицы, включающие серебро и хлорид серебра, стабилизированные амфотерными ПАВ, стабильны в широком интервале pH и обладают устойчивостью к агрегации в присутствии электролитов, что позволяет использовать дисперсии таких наночастиц в качестве антисептических препаратов широкого спектра действия.

В заявке PCT/RU 2014/000615 от 19.08.2014 г. раскрыт двухстадийный способ получения антисептического препарата, в котором на первой стадии проводят восстановление соли серебра восстановителем, например боргидридом натрия, в присутствии амфотерного поверхностно-активного вещества, на второй стадии для частичного окисления наночастиц серебра к полученному коллоидному раствору серебра добавляют раствор пероксида водорода. Основным недостатком этого способа является необходимость проведения синтеза в два этапа, а также необходимость использования на первой стадии токсичного реагента боргидрида натрия.

В связи с этим возникает задача разработки более простого технологически приемлемого способа получения упрощения антисептического препарата, раскрытого в заявке PCT/RU 2014/000615 от 19.08.2014 г.

Далее подробно описан простой одностадийный фотохимический способ получения наноразмерных частиц, включающих одновременно серебро и хлорид серебра, в том числе антисептических препаратов, включающих одновременно серебро и хлорид серебра.

Описание изобретения

Наноразмерные частицы, включающие серебро и хлорид серебра, могут быть получены при фотохимическом разложении частиц хлорида серебра ультрафиолетовым или видимым светом, за исключением красного света. Тем не менее, при воздействии электромагнитного излучения, вызывающего фотохимическое разложение хлорида серебра, на водную дисперсию наночастиц AgCl чрезвычайно сложно остановить процесс на стадии формирования композитных частиц, включающих одновременно серебро и хлорид серебра, большое количество частиц неизбежно переходит в наночастицы серебра, трудноотделимые от целевого продукта реакции.

При проведении экспериментальных исследований было обнаружено, что формирование наночастиц серебра в процессе фотохимического разложения AgCl можно исключить при проведении реакции в присутствии хлорид-ионов и небольших количеств окислителя, например пероксида водорода, который переводит находящееся на поверхности частиц металлическое серебро обратно в хлорид серебра. При этом постоянно возобновляемая оболочка AgCl защищает кластеры металлического серебра внутри частицы от окисления. Таким образом можно с высоким выходом обеспечить контролируемое получение целевого продукта - композитных частиц, включающих одновременно серебро и хлорид серебра.

Заявляемое изобретение относится к способу получения наноразмерных частиц, включающих одновременно серебро и хлорид серебра, в котором коллоидный раствор наноразмерных частиц хлорида серебра облучают электромагнитным излучением, способным осуществить фотохимическое разложение хлорида серебра, в присутствии окислителя.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения в качестве окислителя используют пероксид водорода.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения коллоидный раствор наноразмерных частиц хлорида серебра дополнительно включает по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, включающей карбоновые кислоты и их производные с общей формулой

и карбоновые кислоты и их производные с общей формулой

при этом заместители M₁ и M₂ выбраны из группы, включающей H, Na, K, NH₄, при этом число a равно 1 или 2, число b равно 2 или 3, число c равно 1 или 2, число m равно 1 или 2, число n равно 0 или больше 0, число p равно 0 или больше 0, число q больше 0, при этом заместитель R₁ выбран из группы, включающей разветвленные и неразветвленные насыщенные и ненасыщенные линейные и циклические углеводородные радикалы.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения коллоидный раствор наноразмерных частиц хлорида серебра дополнительно включает по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, включающей N-(2-этилгексил)-иминодипропионовую кислоту и ее соли, N-октил-иминодипропионовую кислоту и ее соли, N-таллоалкилиминодипропионовую кислоту и ее соли, N-кокоалкилиминодипропионовую кислоту и ее соли, N-кокоалкиламинопропионовую кислоту и ее соли, соединение типа I, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=2, b=3, c=2, m=2, n=1, p=0, соединение типа I, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и М₂ - Na, a=2, b=2, c=2, m=2, n=1, p=0, смесь соединений типа I, в которых R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и М₂ - Na, a=1, b=3, c=1, m=2, n находится в пределах от 5 до 10, p=0, смесь соединений типа I, в которых R₁ представляет собой таллоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=3, c=1, m=2, n находится в пределах от 1 до 5, p=0, смесь соединений типа I, в которых R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=3, c=1, m=2, n находится в пределах от 1 до 5, p находится в пределах от 7 до 10, соединение типа II, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=2, b=3, c=2, m=2, q=1, p=0, соединение типа II, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=2, c=1, m=1, q=1, p=0, смесь соединений типа II, в которых R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=3, c=1, m=2, q находится в пределах от 5 до 10, p находится в пределах от 7 до 10.

Под термином «кокоалкил» подразумевается смесь насыщенных и ненасыщенных углеводородных радикалов, в основном C₈-C₂₂, входящая в состав продуктов, получаемых при химической переработке кокосового масла.

Под термином «таллоалкил» подразумевается смесь насыщенных и ненасыщенных углеводородных радикалов, в основном C₈-C₂₄, входящая в состав продуктов, получаемых при химической переработке таллового масла.

Изобретение иллюстрируется примерами альтернативных вариантов его выполнения.

Пример 1

В качестве коллоидного раствора наночастиц хлорида серебра использовали водную дисперсию наночастиц AgCl с концентрацией хлорида серебра 0,0025 масс. %, полученную при смешении стехиометрических количеств растворов нитрата серебра и хлорида натрия, дополнительно содержащих 0,03 масс. % амфотерного поверхностно-активного вещества N-кокоалкилиминодипропионата натрия, при интенсивном перемешивании.

Для получения наноразмерных частиц, включающих одновременно серебро и хлорид серебра, к 1000 мл коллоидного раствора наночастиц хлорида серебра при интенсивном перемешивании в течение 1 часа прилили 50 мл раствора пероксида водорода с концентрацией 2 масс. % и, одновременно, облучали реакционную смесь ультрафиолетовым излучением с длиной волны 240-320 нм с использованием ультрафиолетовой дуговой разрядной ртутной лампы ДРТ 240 с мощностью лучистого потока, при длине волны 240-320 нм 24,6 Вт. В процессе облучения раствор постепенно приобретал интенсивную сине-фиолетовую окраску.

Полученный раствор стабилен на свету, а также агрегативно устойчив в течение длительного времени. В высушенном образце раствора с помощью метода просвечивающей электронной микроскопии были обнаружены аморфные наночастицы, при разложении которых под действием электронного пучка образовывались частицы серебра. Появление при разложении препарата частиц серебра было подтверждено данными электронной микродифракции, поскольку на микродифрактограмме образца дифракционные кольца расположены так же, как и на микродифрактограмме стандартного образца поликристаллического серебра. Наличие в составе наночастиц в препарате хлорида серебра и серебра было подтверждено методом спектроскопии дальней тонкой структуры в рентгеновских спектрах поглощения (EXAFS, Extended X-ray Absorption Fine Structure). В образце скоагулированных наноразмерных частиц препарата было обнаружено наличие связей Ag-Ag и Ag-Cl, что свидетельствует о том, что наноразмерные частицы препарата содержат и серебро, и хлорид серебра.

Было показано, что полученный раствор обладает выраженной бактерицидной активностью в отношении грамотрицательной бактерии Escherichia coli ATCC 25922 и грамположительной бактерии Staphylococcus aureus FDA 209Р и может быть использован в качестве антисептического препарата. При оценке антибактериальной активности препарата в отношении бактерий после инкубирования суспензии клеток с полученным коллоидным раствором наночастиц, включающих одновременно серебро и хлорид серебра, в течение 1 часа при 30°C отбирали пробы суспензии и высевали на твердую агаризованную среду в чашки Петри. Чашки Петри инкубировали при 30°C в течение 24 часов и подсчитывали число выросших колоний визуально. Во всех случаях после инкубирования клеток с полученным коллоидным раствором появления колоний в чашках Петри не наблюдалось.

Группа примеров 1

В группе примеров 1 наноразмерные частицы, включающие одновременно серебро и хлорид серебра, изготавливали аналогично примеру 1, при этом в качестве амфотерного ПАВ использовали N-кокоалкилиминодипропионат натрия или N-(2-этилгексил)-иминодипропионат натрия, или N-октилиминодипропионат натрия, или N-таллоалкилиминодипропионат натрия, или N-кокоалкиламинопропионат натрия, или соединение типа I, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=2, b=3, c=2, m=2, n=1, p=0, или соединение типа I, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=2, b=2, c=2, m=2, n=1, p=0, или смесь соединений типа I, в которых R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=3, c=1, m=2, n находится в пределах от 5 до 10, p=0, или смесь соединений типа I, в которых R₁ представляет собой таллоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=3, c=1, m=2, n находится в пределах от 1 до 5, p=0, или смесь соединений типа I, в которых R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=3, c=1, m=2, n находится в пределах от 1 до 5, p находится в пределах от 7 до 10, или соединение типа II, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=2, b=3, c=2, m=2, q=1, p=0, или соединение типа II, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=2, c=1, m=1, q=1, p=0, или смесь соединений типа II, в которых R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=3, c=1, m=2, q находится в пределах от 5 до 10, p находится в пределах от 7 до 10. Концентрацию амфотерного ПАВ варьировали в пределах от 0,001 масс. % до 10 масс. %, концентрацию наноразмерных частиц хлорида серебра варьировали в пределах от 10^-4 масс. % до 0,5 масс. %, концентрацию пероксида водорода варьировали в пределах от 0,5 масс. % до 30 масс. %, варьировали длину волны электромагнитного излучения, способного вызвать фотохимическое разложение хлорида серебра.

Во всех случаях полученные коллоидные растворы содержали наноразмерные частицы, включающие одновременно серебро и хлорид серебра.

Изобретение относится к области санитарии и гигиены, в частности к способу получения антисептического препарата, в том числе дезинфицирующего средства для обеззараживания воды в плавательных бассейнах и иных искусственных водоемах, для санитарно-гигиенической обработки помещений, хозяйственного инвентаря, мебели, бытовой техники и промышленного оборудования, а также для обеззараживания промывных и сточных вод. Для получения наноразмерных частиц, включающих одновременно серебро и хлорид серебра, коллоидный раствор наноразмерных частиц хлорида серебра облучают электромагнитным излучением, способным осуществить фотохимическое разложение хлорида серебра, в присутствии окислителя. В качестве окислителя может быть использован пероксид водорода. Описанный фотохимический способ получения антисептического препарата является простым одностадийным. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ получения антисептического препарата, содержащего наноразмерные частицы, включающие одновременно серебро и хлорид серебра, отличающийся тем, что используют коллоидный раствор наночастиц хлорида серебра, который облучают электромагнитным излучением, способным осуществить фотохимическое разложение хлорида серебра в присутствии окислителя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют пероксид водорода.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что коллоидный раствор наноразмерных частиц хлорида серебра дополнительно содержит по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество выбрано из группы, включающей карбоновые кислоты и их производные типа I с общей формулой

,

и карбоновые кислоты и их производные типа II с общей формулой

,

при этом заместители M₁ и M₂ выбраны из группы, включающей Н, Na, K, NH₄, при этом число а равно 1 или 2, число b равно 2 или 3, число с равно 1 или 2, число m равно 1 или 2, число n равно 0 или больше 0, число p равно 0 или больше 0, число q больше 0, при этом заместитель R₁ выбран из группы, включающей разветвленные и неразветвленные насыщенные и ненасыщенные линейные и циклические углеводородные радикалы.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество выбрано из группы, включающей N-(2-этилгексил)-иминодипропионовую кислоту и ее соли, N-октил-иминодипропионовую кислоту и ее соли, N-таллоалкилиминодипропионовую кислоту и ее соли, N-кокоалкилиминодипропионовую кислоту и ее соли, N-кокоалкиламинопропионовую кислоту и ее соли, соединение типа I, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, а=2, b=3, с=2, m=2, n=1, р=0, соединение типа I, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, а=2, b=2, с=2, m=2, n=1, p=0, смесь соединений типа I, в которых R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=3, с=1, m=2, n находится в пределах от 5 до 10, р=0, смесь соединений типа I, в которых R₁ представляет собой таллоалкил, M₁ и M₂ - Na, а=1 b=3, с=1, m=2, n находится в пределах от 1 до 5, р=0, смесь соединений типа I, в которых R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=3, с=1, m=2, n находится в пределах от 1 до 5, р находится в пределах от 7 до 10, соединение типа II, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, а=2, b=3, с=2, m=2, q=1, р=0, соединение типа II, в котором R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, a=1, b=2, с=1, m=1, q=1, р=0, смесь соединений типа II, в которых R₁ представляет собой кокоалкил, M₁ и M₂ - Na, а=1, b=3, с=1, m=2, q находится в пределах от 5 до 10, р находится в пределах от 7 до 10.