ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО НА ОСНОВЕ ЧЕТВЕРТИЧНОГО АММОНИЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ "ИЗОБАК" Российский патент 2023 года по МПК A61L2/18 A61L101/34 

Изобретение относится к дезинфицирующим средствам, используемым в ветеринарии для обработки помещений, инвентаря, инструмента и оборудования, профилактической и вынужденной дезинфекции объектов ветеринарного надзора (скотоводческие предприятия, птицефабрики, ветеринарные клиники, ветеринарные лаборатории).

Дезинфицирующее средство «Изобак» включает четвертичное аммониевое соединение на основе N-метилизоцианурата, глутаровый альдегид, изопропиловый спирт и воду.

Разработка новых дезинфицирующих средств является приоритетной задачей, поскольку повышается спрос на дезинфицирующие препараты в ветеринарной индустрии. Проанализировав результаты научных исследований за последние пять лет, можно сделать вывод о способности формирования устойчивости патогенных микроорганизмов к дезинфицирующим средствам. Современные дезинфицирующее средства содержат в своем составе большой процент действующего вещества, что существенно повышает себестоимость конечного продукта. Кроме того, ассортимент дезинфектантов российского рынка богат импортными препаратами.

Большое распространение в настоящее время получили дезинфицирующее препараты на основе четвертичных аммониевых соединений.

Известно дезинфицирующее средство (патент RU 2583140, опубл. 10.05.2016 г.), включающее в себя алкилдиметилбензиламмония хлорид, дидецилдиметиламмония хлорид, глутаровый альдегид, глиоксаль и вспомогательные вещества.

Недостатками прототипа являются превышение массовых процентов четвертичных аммониевых соединений (до 50,0 мас.%), уменьшение массовых процентов глутарового альдегида (до 15,0 мас.%), добавление к смеси диальдегида щавелевой кислоты – глиоксаля. Сложный состав способствует повышению токсичности смеси, повышению себестоимости готовой смеси за счет большого расходования компонентов для приготовления рабочего раствора.

Дезинфицирующее средство Пирен (патент KZ 30766, опубл. 25.12.2015 г.), включающее в себя алкилдиметилбензиламмония хлорид (10-25 мас.%), глутаровый альдегид (10-25 мас.%), воду очищенную (50-80 мас.%), также содержит большие массовые доли ЧАС и глутарового альдегида, что способствует повышению токсичности смеси.

Задача авторов изобретения - разработать высокоэффективное и малотоксичное дезинфицирующее средство, в основу которого войдут компоненты из отечественного сырья.

Технический результат изобретения заключается в предлагаемом дезинфицирующем средстве на основе четвертичного аммониевого соединения, отличающимся тем, что в его состав кроме глутарового альдегида, воды и изопропилового спирта входит четвертичное аммонийное соединение на основе N-метилизоцианурата - дибромид 1,3-бис(5-децилдиэтиламмониопентил)-5-метилизоцианурат формулы (1),

1

при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

дибромид 1,3-бис(5-децилдиэтиламмониопентил)-5-метилизоцианурата – 2%;

глутаровый альдегид – 2 %;

изопропиловый спирт – 10 %;

вода до 100%.

Изобретение проявляет высокую антимикробную активность при более низких концентрациях рабочего раствора по ЧАС.

Способ получения соединения (1) основан на известных реакциях по схеме: 1,3-бис(5-бромпентил)-5-метилизоцианурат [ссылка 1] - 1,3-бис(5-диэтиламинопентил)-5-метилизоцианурат - дибромид 1,3-бис(5- децилдиэтиламмониопентил)-5-метилизоцианурата.

На первой стадии взаимодействием 1,3-бис(5-пентил)-5-метилизоцианурата с диэтиламином получают 1,3-бис(5-диэтиламинопентил)-5-метилизоцианурат, который подвергают кватернизации децилбромидом.

Характеристики новых соединений приведены в примерах конкретного выполнения.

Пример 1. 1,3-Бис(5-диэтиламинопентил)-5-метилизоцианурат

4.41 г (0.01 моля) 1,3-бис(5-бромпентил)-5-метилизоцианурата перемешивают без нагрева в 20 мл диэтиламина 2 дня, фильтруют от осадка, упаривают при пониженном давлении. Получают 4.25 г (с количественным выходом) светло-желтого прозрачного масла. Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д.п., CDCl₃ (400 Гц): 0.99 т (³J_HH 7.1, 12Н, СН₃), 1.28-1.34 м (4Н, СН₂), 1.43-1.51 м (4Н, СН₂), 1.59-1.66 м (4Н, СН₂), 2.41 т (³J_HH 7.6, 4Н, СН₂N); 2.48-2.54 м (8Н, NСН₂), 3.30 c (3H, NCH₃); 3.84 т (³J_HH 7.5, 4H, NCH₂). Найдено, %: С 61.98; Н 10.14; N 16.42. C₂₂H₄₃N₅O₃. Вычислено, %: С 62.08; Н 10.18; N 16.45.

Пример 2. Дибромид 1,3-бис(5-децилдиэтиламмониопентил)-5-метилизоцианурата

1.06 г (0.0025 моля) 1,3-бис(5-диэтиламинопентил)-5-метилизоцианурата, 2.23 г (0.01 моля) 1-бромдекана и 2 мл н-бутанола нагревают при 150 ̊С 20 ч, охлаждают, 3 раза промывают диэтиловым эфиром, сушат при пониженном давлении, остаток растворяют в 40 мл воды и перемешивают с активированным углем 1 час, упаривают и сушат при пониженном давлении, получают 1.65 г (77 %) светло-коричневого прозрачного густого масла. Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д.п., d₆-ДМСО (600 Гц): 0.86 т (³J_HH 6.6, 6Н, СН₃), 1.18 т (³J_HH 6.9, 12Н, СН₃), 1.21-1.30 м (32Н, СН₂), 1.58-1.63 м (12Н, СН₂), 3.10-3.14 м (8Н, СН₂N⁺); 3.17 с (3Н, NCH₃); 3.24-3.28 м (8Н, СН₂N⁺); 3.77 т (³J_HH 6.9, 4H, NCH₂). Найдено, %: С 58.05; Н 9.83; Br 18.39; N 8.04. C₄₂H₈₅Br₂N₅O₃. Вычислено, %: С 58.10 Н 9.87; Br 18.41; N 8.07.

1,3-Бис(5-диэтиламинопентил)-5-метилизоцианурат берут для приготовления концентрата – дезинфицирующего средства.

Пример 3. Приготовление концентрата-дезинфицирующего средства.

2 г 1,3-бис(5-диэтиламинопентил)-5-метилизоцианурата растворяют в 50 мл дистиллированной воды, добавляют 8 г 25% раствора глутарового альдегида (2 г глутарового альдегида), 10 мл изопропилового спирта, доводят до 100 мл водой, перемешивают 15 минут. Готовый раствор содержит 2 % ЧАС и 2 % глутарового альдегида.

Перед применением концентрат разбавляют в 100 раз. Получают рабочую концентрацию по ЧАС 0,02 % или 0,0002 г/мл.

Антимикробную активность дезинфицирующего средства «Изобак» изучали путем определения минимальной ингибирующей концентрации. Различные концентрации (1000; 500; 250; 125; 62,5; 32,5; 15,6; 7,8 мкг/мл) исследуемых растворов вносили в мясо-пептонный бульон, который засеивали тест-культурами грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов. В качестве контроля использовали стерильную воду.

Испытания проводили в соответствии с «Методами испытаний дезинфекционных средств для оценки их безопасности и эффективности», М. 1998, утвержденными Главным государственным санитарным врачом РФ; «Методическими указаниями по отбору, оценке и испытаниям антивирусного и антибактериального действия химических соединений», М. 2009; Руководством Р4.2.2.2643-10 «Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности 2010-06-02».

Для приготовления инокулята использовали метод прямого суспендирования в стерильном 0,9% растворе натрия хлорида колоний чистой 24-х часовой культуры бактерий, выросшей на мясо-пептонном агаре. Стерильной бактериологической петлей собирали несколько морфологически схожих колоний и суспендировали полученный материал в стерильном 0,9% растворе натрия хлорида. Бактериальную суспензию доводили до плотности 0,5 по стандарту мутности.

Определение концентрации в готовом растворе рассчитано по ЧАС (четвертичному аммониевому соединению).

В таблице 1 представлены данные по минимальной ингибирующей концентрации (МИК) дезинфицирующего средства «Изобак».

Таблица 1

Минимальная ингибирующая концентрация (МИК) дезинфицирующего средства «Изобак»

№ Тест-культура МИК дезинфицирующего средства Изобак
(мкг/мл) 1 Escherichia coli 7,8 2 Staphylococcus aureus 7,8 3 Pseudomonas aeruginosa 15,6 4 Bacillus cereus 15,6 5 Salmonella typhimurium 7,8 6 Klebsiella pneumonia 7,8 7 Enterobacter cloacae 7,8 8 Enterococcus fecalis 7,8

Минимальная ингибирующая концентрация дезинфицирующего средства «Изобак» в отношении штаммов Pseudomonas aeruginosa и Bacillus cereus составила 15,6 мкг/мл среды. Минимальная ингибирующая концентрация в отношении штаммов Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium, Klebsiella pneumonia, Enterobacter cloacae, Enterococcus fecalis – 7,8 мкг/мл.

Согласно ГОСТ 12.1.007 дезинфицирующее средство «Изобак» относится к умеренно опасным веществам (ⅠⅠⅠ класс опасности) при введении в желудок, не оказывает раздражающего действия на кожу и конъюнктиву, не обладает аллергическим действием.

Дезинфицирующее действие средства «Изобак» изучали в лабораторных условиях с применением тест-объектов. Согласно «Методическим указаниям о порядке испытания новых дезинфицирующих средств для ветеринарной практики», 1987.

В качестве тест-объектов использовали кафель, железо, дерево, бетон, бетон. Для проведения эксперимента брали штаммы Escherichia coli (шт. 1257), Staphylococcus aureus (шт. 209 Р) и Bacillus cereus (шт. 96). Контроль качества дезинфекции осуществляли путем исследования смывов с опытных и контрольных тест-объектов на наличие заданной тест-культуры.

В таблице 2 указаны данные по обеззараживанию гладких и шероховатых тест-объектов различными концентрациями дезинфицирующего средства «Изобак».

Таблица 2

Дезинфицирующая активность средства «Изобак» на гладких и шероховатых поверхностях тест-объектов

Концентрация раствора по ЧАС, % Экспозиция Тест-поверхность железо кафель бетон дерево Escherichia coli (шт. 1257) 2 1 - - - - 3 - - - - 1,5 1 - - - - 3 - - - - 1 1 - - - - 3 - - - - 0,5 1 - - - - 3 - - - - 0,25 1 - - + + 3 - - + + 0,125 1 + + + + 3 + + + + Staphylococcus aureus (шт. 209 Р) 2 1 - - - - 3 - - - - 1,5 1 - - - - 3 - - - - 1 1 - - - - 3 - - - - 0,5 1 - - - - 3 - - - - 0,25 1 + + + + 3 + + + + 0,125 1 + + + + 3 + + + + Bacillus cereus (шт. 96) 2 1 - - - - 3 - - - - 1,5 1 - - - - 3 - - - - 1 1 - - - - 3 - - - - 0,5 1 + + + + 3 - - - - 0,25 1 + + + + 3 + + + + 0,125 1 + + + + 3 + + + + Контроль (дистиллированная вода) 1 + + + + 3 + + + +

Примечание. «+» - наличие роста, «-» - отсутствие роста.

1% раствор дезинфицирующего средства «Изобак» обладает обеззараживающим эффектом в отношении Escherichia coli (шт. 1257), Staphylococcus aureus (шт. 209 Р), Bacillus cereus (шт. 96).

Были исследованы коррозионные и пенообразующие свойства дезинфицирующего средства «Изобак». Испытания проводили в лабораторных условиях, руководствуясь «Методикой определения и оценки коррозионной активности моющих и дезинфицирующих препаратов, утв. ГУВ МСХ СССР 20.06.1974 г.».

В таблице 3 описаны данные коррозии металлических пластинок под воздействием дезинфицирующего средства «Изобак» и препарата эталона. Степень коррозии металлических пластинок определяли по потере массы и гравиметрическим методом. В качестве контроля использовали 2 % раствор едкого натра (препарат эталон).

Таблица 3

Данные коррозионной активности дезинфицирующего средства «Изобак» и 2% раствора едкого натра

Металлическая пластинка Скорость коррозии, г/м² час Внешний вид металлических пластин после завершения опыта Дезинфицирующее средство «Изобак» Алюминиевая пластинка марки А 0,37 Не изменился Пластинка из нержавеющей стали 0,18 Не изменился Пластинка из оцинкованного железа 0,25 Не изменился 2 % раствор едкого натра Алюминиевая пластинка марки А 2,2 Присутствует темно-серый налет Пластинка из нержавеющей стали 0,58 Присутствует серый налет Пластинка из оцинкованного железа 1,47 Присутствуют очаги коррозии

Внешний вид металлических пластин, погруженных в раствор дезинфицирующего средства, не изменялся. Скорость коррозии алюминиевой металлической пластинки марки А после погружения в дезинфицирующее средство на 1, 83 г/м² час ниже, чем после погружения в 2 % раствор едкого натра. Скорость коррозии при экспозиции в дезинфицирующем средстве пластинки из оцинкованного железа и пластинки из нержавеющей стали на 1,22 и 0,4 г/м² час ниже, чем при экспозиции в 2 % растворе едкого натра соответственно.

Пенообразующие свойства дезинфицирующего средства «Изобак» представлены в таблице 4.

Таблица 4

Пенообразующая способность дезинфицирующего средства «Изобак»

Процентная концентрация дезинфицирующего раствора, % Пенообразующая способность дезинфицирующего раствора, % 2,0 2900 1,0 2706 0,5 2698 0,2 500

Исследуемое дезинфицирующее средство «Изобак» обладает пенообразующей способностью. При 0,2 % концентрации рабочего раствора дезинфицирующего средства оптимальная пенообразующая способность составила 500 %.

Изобретение относится к дезинфицирующим средствам, используемым в ветеринарии для обработки помещений, инвентаря, инструмента и оборудования, дезинфекции объектов ветеринарного надзора. Дезинфицирующее средство содержит N-метилизоцианурата - дибромид 1,3-бис(5-децилдиэтиламмониопентил)-5-метилизоцианурат, глутаровый альдегид, изопропиловый спирт и воду при следующих соотношениях компонентов, мас.%: дибромид 1,3-бис(5-децилдиэтиламмониопентил)-5-метилизоцианурата – 2%; глутаровый альдегид – 2%; изопропиловый спирт – 10%; вода до 100%. Дезинфицирующее средство проявляет высокую антимикробную активность при более низких концентрациях рабочего раствора, а также имеет пониженную коррозионную активность. 4 табл., 3 пр.

Дезинфицирующее средство, содержащее в своем составе четвертичное аммониевое соединение на основе N-метилизоцианурата - дибромид 1,3-бис(5-децилдиэтиламмониопентил)-5-метилизоцианурата при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

дибромид 1,3-бис(5-децилдиэтиламмониопентил)-5-метилизоцианурата – 2%;

глутаровый альдегид – 2%;

изопропиловый спирт – 10%;

вода до 100%.