Бактерицидное средство Советский патент 1984 года по МПК A61L2/16 

о х ;о г

35

у 1|- об11с:гение относится к медицине, Г) частности к химическим средстплм -.зщиты техническ1гх продуктов и промышленных материалов от микробнсио повреждения. Известно использование ароматических сульфиновых кислот в органическом синтезе как промежуточных соединений для получения сульфонов 1 Целью изобретения является повышение эффективности защиты различных материалов от разрушительного воздействия бактерий и микроскопических грибов. Поставленная цель достигается тем, что в качестве бактерицидного средства используют п-хлорбензол- и м -нитробензолсульфиновых кислот. Предлагаемые бактерициды м -нитро и п-хлорбензолсульфиновые кислоты относятся к ряду ароматических сульфиновых кислот, которые в отличие от алкансульфиновых обладают повышенной устойчивостью при длительном хранении. Данные кислоты - белые кристал лические соединения с i для п хлорбензолсульфиновой кислоты (мол.вес . 17 для м -нитробензолсульфиновой (мол.вес.187) 100°С, хорошо раст воримы в воде, органических растворителях (ацетоне, хлороформе, спирте и т.д.) термически и химически стабил ны. Ключевыми соединениями для синтеза П -хлор- и м-нитробензолсульфиновых кислот являются п-хлор- или м-нитро бензолсульфохлориды, восстановление которых сульфитом натрия в щелочном растворе ( i 70°С, 3 ч) приводит получению соответствующих п-хлорм -нитробензолсульфиновых кислот с высокими выходами. При испытании антимикробной активности сульфиновьгх кислот в качестве тест-культур бактерий были использованы представители рода Pseudomonas, грибов представители родов Penicifliiim, Aspergillus, наиболее активно раз рушающие различные промышленные риалы и изделия из них. Из испытуемых веществ готовили стерильные водные растворы различной концентрации (0,05-0,5%) и разливали в стандартные стерильные проборки из расчета 5 мл в каждую. В пробирки добавляли по 0,5 мл суспензии тесткультур микроорганизмов и инкубирова ли 48 ч при комнатной температуре. Контролем служили пробы без добавле1bf)2 НИН сульфиковых кислот, а также обработанные известным бактерицидом 1-пиперазино-2 хлорпропеном - наиболее активным соединением, относ; цимся к 2-хлораллиламинам. По истечении срока инкубации, с целью выявления бактерицидного эффекта, содержимое каждой пробирки стерильной пипеткой в объеме 0,1 мл пересевали в отдельную пробирку с 5 мл стерильного мясопептонного бульона. После инкубирования в течение двух недель в термостате при 28-30 0 визуально оценивали рост микробов. О наличии бактерицидных свойств у испытуемых соединений судили по подавлению роста и развития микроорганизмов и отсутствию изменений питательной среды, которая оставалась светлой и лрозрачной на протяжении всего срока наблюдения, в то время как в контрольных пробах без добавления сульфиновых кислот отмечался интенсивный рост микроорганизмов, сопровождающийся помутнением среды и газообразованием, Для необходимой воспроизводимости результатов опыты ставили в пяти повторностях. Эффективной считали ту дозу испытуемого соединения, которая вызывала 100%-ное подавление роста тест-культур. Из табл.1 в которой представлены результаты испытаний бактериальных свойств сульфиновых кислот, видно что сульфиновые кислоты проявляют бактерицидные свойства, начиная с концентрации 0,05%, в то время как известное бактерицидное средство в концентрации О,1%. Абсолютную антимикробную активность в отношении всех испытуемьк тест-культур (бактери ) и грибов)предлагаемые бактерициды проявляют в концентрации 0,1%, известный - в концентрации 0,5%. Эффективность предлагаемого бактерицидного средства и совместимость его с компонентами защищаемого продук та проверена путем обработки бурового раствора, содержащего в качестве реагента-стабилизатора биополимер БП-1, получаемый путем ферментации глюкозы бактериями рода Xanthonias compeytris и представляющий собой гетерополисахарид с мол.весом 500 тыс. и более. Являясь продуктом микробного расщепления глюкозы и содержащих ее продуктов, БП-1 неустойчив к воздействию микроорганизMOB, и предотвратить его биоразложе ние с помощью известных бактерицидов, рекомендованньгх для защиты полимерных материалов и смол, не удалось, Выбор бурового раствора в качест ве технической среды, подлежащей обработке бактерицидом, обусловлен стоянным обнаружением в нем высокой численности бактерий рода Pseudoraonas и микроскопических грибов р,р. Penicillium, Aspergillus, вызывающих глубокую ферментацию органических реагентов, добавляемых в бурово раствор с целью регулирования его свойств. Из табл.2 следует, что через 24 после обработки п -хлорбензолсульф новой кислотой численность микроорганизмов в 1 мл бурового раствора снизилась с 14 млн до 3 тыс. Через 4 недели в буровом растворе обработанном бактерицидом микроорганизмы не обнаруживались, в то время как в необработанном растворе их числен ность возросла до 750 млн. в 1 мл. Введение максимальной концентрации сульфиновой кислоты (0,5%) улучшило физико-химические и технологические свойства бурового раствора (снизилась водоотдача раствора, возросла величина статическог напряжения сдвига ). Таким образом, результаты проведенных исследований показали высо кую эффективность сульфиновых кисло в качестве ингибиторов микробиологического поражения различных технических продуктов и промышленных материалов, поскольку предлагаемые соединения проявляют антимикробную активность в концентрациях, не оказывающих отрицательного влияния на свойства защищаемого продукта (буровой раствор). Лабораторные испытания п -хлорбензолсульфиновой и /v -нитробензол сульфиновой кислот показали, что указанные соединения проявляют высо кую бактерицидную активность в отно шении тест-культур бактерий и грибов, разрушающих различные материал используемые в народной хозяйстве. Обработка сульфиновыми кислотами бурового раствора, содержащего в ка честве реагента-стабилизатора биополимер, неустойчивый к воздействию микроорганизмов, обеспечивает полно подавление микрофлоры бурового раст ра к предотврап1ает микробиологнческую деструкцию биополимера. После введения бактерицида в буровой раствор отпадает необходимость в повторных многократньгх обработках раствора дорогостоящими высокомолекулярными реагентами-стабилизаторами и устраняется опасность внесения микроорганизмов вместе с буровым раствором в продуктивные пласты. Добавление в буровой раствор заведомо завышенных концентраций сульфиновых кислот (до 0,3%) не только не оказывает отрицательного действия на технологические параметры раствора, но даже способствует улучшению таких показателей качества бурового раствора, как водоотдава (В), пластическая вязкость ( Ирд) динамическое наг пряжение сдвига ( Cjj ) (см.табл.1 и 2). Так, например, у контрольного бурового раствора без добавления бактерицида после 4-недельной инкубации в результате жизнедеятельности микроорганизмов, численность которых достигала 75-10 в 1 мл, и микробной ферментации биополимера водоотдача увеличилась в 2 раза и составила 40 см, а показатели структурно-механических свойств резко снизились (вплоть до нулевых значений), что свидетельствует о полной потере стабильности бурового раствора и его непригодности к применению без дополнительной обработки реагентами-стабилизаторами. Экономический эффект от внедрения изобретения обусловлен высоким .бактерицидным эффектом, способствующим снижению расхода химреагентов, и низкой стоимостью предлагаемого бактерицидного средства и составит 101400000 р. Таким образом, применение в неФтедобывающей промышленности в качестве бактерицидного средства п -хлорбензол- и л -нитробензолсульфиновой кислот имеет следующие техникоэкономические преимущества: высокая бактерицидная и фунгицидная активность в низких концентрациях, способность подавлять развитие сульфатэосстанавливающих бактерий и нейтрализовать вредное вещество сероводород, что важно с точки зрения безопасности условий труда и охраны окружающей среды, сочетаемость с компонентами бурового раствори и улучшение его технологических параметров.

крнст.чллическое состояние и хорошая растворимость заявляем 1х соединений в воде, что обеспечивает удобс;т1зо и простоту их хранения, транспортировки и применения в произ- 5 водственных условиях,

доступность и низкая стоимость (200 р, за 1 т продукта) за счет технологичности

t

и простоты способа получения предлагаемого бактерицидного средства. Таблица 1

п -хлор-бензол сульфиновая Примечание:

Через 24 ч после обработки

14x10

1,012 24 21 7,5 10,2 11,64 14,4 Знаком (+) обозначены пробы, в которых продолжается рост и развитие культур микроорганизмов, знаком (-) пробы, в которых наблюдается 100%-ное подавление их жизнедеятельности. Таблица 2

31x10 1,012 29 13 9,7 Через 4 недели после обработки

;т

75x10

Продолжение табл. 2

13,8 17,61 22,3

1,012 17 40 О

1,012 28 13 9,6 13,6 17,7 21,9