3,3,4-Трихлор-4-пентахлорэтокситиолан-1,1-диоксид,обладающий бактерицидной и фунгицидной активностью Советский патент 1985 года по МПК C07D333/48 A01N43/10 

СА9 Од

Изобретение отно 5Тйтся к новому соединению 3,3,А-трихлор-4-пентахлорэтокситиолан-1,1-диоксиду формулы 1s

а С1

Cl-V-f ОСгС15

J

SO;

которое обладает бактерицидной и Лунгицидной активностью и может поэтому найти применение в прокатном производстве для стабилизации охлаждающих эмульсий от биологического повреждения, а также в нефтедобывающей и неф теперерабатывающей промышленности для борьбы с сульфатвосстанавливающими бактериями (СВБ).

В литературе описано вещество 3,3,4,4-тетрахлортиолан-t,1-диоксид (II), близкое по строению и действию к новому соединению. Известное вещество ингибирует развитие бактерий и грибов в водных средах и рекомендовано для стабилизации оборотной воды целлюлозно-бумажного производства ij . Однако известное соединение обладает недостаточно высокой бактерицидной и фунгицидной активностью,

Целью данного изобретения является расширение ассортимента биологически активных веществ, которые бы превосходили по действию известное хлор-производное тиолан-1,1 диоксида.

Поставленная цель достигается новым соединением формулы (I), которое проявляет бактерицидную и фунгицидную активность. Оно может быть получено хлорированием 3-этокситиолан-1,1-диоксида хлором в растворе четыреххлористого углерода при температуре 25-30°С в течение 3-4 ч. Выход продукта 70%. Другим способом синтеза (1) является хлорирование 3-хлор-4-(Й-хлорэтокси)-тиолан-1,1- диоксида хлором при облучении реакци онной массы ультрафиолетовьи светом,

температуре в начале процесса при20с,

в конце реакции - 70-75 С и продолжительности процесса 27-30 ч. Выход продукта 40%,

.Пример 1. Получение 3,3,4трихлор-4-пентахлорэтокситиолан-1,1диоксида,

. А. В раствор 9,8 г (0,06 моль) 3 этокситиолан-1,1-диоксида в 100 мл

четыреххлористого углерода про ают 30 г (0,424 моль) хлора в течение 4 ч при температуре 25-30 С. Из реакционной массы при пониженном давлении (10-20 мм) удаляют летучие продукты, оставшееся масло вакуумируют при 20-30(1-2 мм. После перекристаллизации технического продукта получают 18,6 г (70,5%) соединения I. Т.пл, 143-144 С (из метанола). Найдено, %: С 16,48; Н 1,01; С1 64,20; S 7,30

Вычислено, %: С 16,38; Н 0,92; С1 64,49; S 7,29

Ик-спектр, 1127 и 1342(S02); 771 и 797 (С-С1); 1250 (С-ОС) ПМР (10-%ньй раствор в ССЦ), м,д, : 4,03 (с); 4,25 (|); 4,51 (g) .13,8 Гц,

Б.В раствор 6,96 г (0,03 моль) 3-хлор-4-(| -хлорэтокси)тиолан-1,1диоксида в 50 мл четыреххлористого углерод, помещенный в колбу из стекла Пирекс, при интенсивном перемешивании и температуре 20 С пропускают ток сухого хлора до Hacbhщения. Инициируют процесс ультрафиолетовым излучением, во время экзотермической реакции охлаждают реак-. ционную массу холодной водой. Затем охлаждение снимают и в раствор при облучении вновь пропускают хлор до прекращения его поглощения при 20 С, Поднимают температуру на 10-20°С и вновь продолжают хлорирование до

30прекращения поглощения хлора

при 40 С. Так поступают несколько раз, постепенно повышая температуру смеси до кипения. Общее время синтеза составляет 27-30 ч, конец реакции определяют появлением устойчивой зеленоватой окраски реакционной массы и по прекращению выделения хлористого водорода. Упаривают раствориТель при давлении 12 мм, для полного удаления летучих продуктов реакционную массу выдерживают при давлении 0,03 мм и температуре 40-50 С в течение 24 ч. К остатку - бесцветной маслянистой жидкости - добавляют 30 мл изопропилового спирта. Выпавшее твердое вещество отфильтровывают, промывают небольшим количеством изопропилового спирта, сушат. Получают 5,0 г (40%) соединения I, Т,пл, 142-144 /из i-Pr-OH/, Полученный продукт идентичен по ИК-спектру соединению, описанному в примере 1, и в пробе смешения с ним не дает депрессии температуры плавления. Бактерицидная и фунгидидная акти ность соединения формулы I установл не в опытах на чистых культурах угл водородокисляющих микроорганизмов, подтверждена действием соединения 1 на аэробную микрофлору, разрушающую СОЖ промышленного использования и и следована-на чистых и накопительных .культурах СВБ, выделенных из пласто вых вод. Пример 3. Соединение t испытывают на бактерицидную и фунгициднзпо активность в лабораторных условиях методом серийных разведений в трехразовой повторности на жидкой питательной среде на спектре из 7 штаммов микроорганизмов (4 штамма грибов и 3 штамма бактерий). В опытах с грибами используют жидкое сусло, в опытах.с бактериями - мясопептонный бульон. Микробная нагрузка штаммов .бактерий 250 000 клеток в t мл среды, грибов - 400 000 зародышей в 1 мл среды. Длительность инкубации грибов - 5-7 суток при тем. пературе 27 С, бактерий - 18 ч ;при 37С. Активность соединений оценивают по величине минимальных фунгистатиче ких () и фунгицидных (№1)цК) или бактериостатических (МБсК) и бактерицидных (МБцК) концентраций, выраженных в мкг/мл. Для сравнительной оценки активности соединения 1 проверяют действи на те же культуры микроорганизмов антимикробного препарата вазин и известного соединения (II) (см.табл. Результаты испытаний соединений на антимикробную активность (см. табл. 1) свидетельствуют о том, что 3 j 3,4-трихлор-4-пентахлорэтокситиолан-1,1-диоксид обладает явно выраженной бактерицидной и фунгицидной активностью по отношению к чистьм культурам аэробной микрофлоры, вызывающей деструкцию углеводородов. Соединение (I) в ряде случае, превосходит по активности соединение (II) в 2 раза, а препарат вазин в 400-700 раз. Пример 4. Проверка действия соединения I на аэробную микрофлору эмульсий и масел прокатного производ ства проводилась на образцах нефте164 . продуктов, взятых из рае) системы прокатного стана. Использовались образцы нефтепродуктов биологически поврежденных и стабилизированных соединениями I, II и вазин. Образцы анализировались по следующим показателям: 1.Стабильность нефтепродуктов. 2.Коррозионное действие. 3.Количественное содержание микроорганизмов в 1 мл нефтепродукта. 4.Концентрация соединения, необходимая дпя подавления развития микрофлоры. Результаты испытаний образцов представлены в табл. 2. Полученные результаты подтверждают высокую активность соединения I к подавлению микроорганизмов, развивающихся в СОЖ промьш1ленного использования, выявленную ранее для чистых культур (см. табл. 1). Пример 5. Соединение 1 ис- . пытывают на чистых и накопительных культурах СВБ, выделенных из пластовых в-од Прикарпатских нефтепромыслов. В качестве сравнительной оценки активности соединения (I) испытаны на тех же культурах другие антимикробные вещества - вазин и формалин, которые нашли применение в практике для подавления микрофлоры СОЖ и пластовых вод, применяемых с целью интенсификации.нефтеотдачи. Об интенсивности влияния исследуемых веществ на жизнедеятельность данной группы микроорганизмов судят по накоплению ими сероводорода. Учет опытов проводят по наличию черного осадка, обусловленного накоплением сульфидов металлов при росте культуры, на первые, третьи и шестые сутки. Определение сероводорода проводят на шестые сутки. Подавление образования сероводорода рассчитывают по формуле Аббота: Р (С - t)100% где Р - подавление образования H2S,% С - количество в контроле, мг/л t - количество в опыте, Полученные результаты представлеНЫ в табл. 3. Из данных табл. 3 следует, что новое соединение I по своей активнос ти в отношении чистой и накопительной культуры СВБ на порядок превышает вазин, применяемый в качестве присадок к СОЖ и более активен, чем формалин, который широко применяется в нефтяной промьш1ленности для подавления биогенного восстановления сульфатов в воде, используемой для вторичной добычи нефти. Таким образом, результаты испытаний 3,3,4-трихлор-4-пентахлорэтокситиолен-t,1-диоксида свидетельствуют

Антимикробная активность соединения 1 и эталонов

Таблица 1

(мкг/мл) о том, что это соединение обладает явно выраженной бактерицидной и фунгицидной активностью в борьбе с аэробными и анаэробными микроорганизмами, развивающимися на углеводородах. Соединение превьшает по активности известные бактерицидные препараты и представляет практический интерес как ингибитор биологического повреждения пластовых вод, применяемых с целью интенсификации нефтеотдачи, и СОЖ, используемых в металлообрабатывающей промьппленности при различных процессах обработки металла.

3,3,4-трихлор-4-пентахлорэтокситиолан-1,1-диоксид формулы I: С1 С1 (I) ciV-4-oc2Ci5 обладанщий бактерицидной и фунгицидной активностью.

МикроорганизмыСоединение I МБ с КМБцК МФсКМФцК Bacillus mesentericus 0,390,39 Mycobacterium phlei 5050 Pseudomonas aeruginosa 0,780,78 Aspegillus niger 6,256,25 Trichbderma viride 12,512,5 Cladosporium resinae 6,256,25

Paccilomyces variotii

6,25 12,5

12,5 5000

5000

12,5 Соединение II Вазйн МБсКМБцК МБсКМБцК МФсКМФцК МФсКМФцК 0,780,78312,5625 6060312,5625 1,561,566251250 12,512,512501250 12,5t2,525005000 3,16,2525005000 7ШЗ&016 Результаты испытаний смазочно-охлаждаюп1их с бактерицидными присадками и без них

Стабильность, мм

Коррозионное действие, ч

Количество Микроорганизмов,

млн/мл .

Концентрация соединения а) для подавления

:ТаблицаЗ

Влияние бактерицидных присадок на образование сероводорода СВБ (мг/л) | 176,5 180,5 -181.5/ Процент подавленияобразования HjS СВБ ОО 100 127,5 164,3 124,6 8,5 Формалин Процент подавления образованияHjS СВБ О 2,2 90

0,5-1,0 0,5-1,0 20-24 12-20

1-10

1-10 8 Т а б л и ц а 2 эмульсий - 202,6 174,3 178,5 00- 13 11 100 100 ,5 214 218 195 12,8 10,3 90 10 94

Соединение I 215,3 222,2

Процент подавленияобразования

О 100 100 100 Hj S СВБ

1036016

10

,3 Продолжение т- 202,6 182,8

9,7 100 100 100