Гидрохлорид 8 @ -гидроксихинолинового эфира 8-гидроксихинолин-7-карбоновой кислоты, в качестве бактерицида для подавления сульфатвосстанавливающих бактерий и культур РSеUDомоNаS и АRтнRовастеR Советский патент 1992 года по МПК C07D215/26 C02F1/50 C02F103/10 C02F103/34 

Изобретение относится к новому со-; единению, конкретно. к гидрохлориду 8-гидроксихинолинового эфира 8-гидроксихинолин-7-карбоновой кислслы формулы

f rr

2HCJ

обладающему бактерицидной активностью в отношении сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) при обработке воды, закачиваемой в нефтяные пласты, и культур Pseudomonas и Arthrobacter.

Ближайшим аналогом по структуре является. 8-оксихинолин, проявляющий широкий спектр бактерицидной активности. Известно использование 8-оксихинолина в качестве антимикробных присадок к маслам. Ближайшим аналогом по функциональному назначению являются N-пpoпил-1.3-oкcaзoлидин.и М-бутил-1.3-оксазолидин.

Цель изобретения - изыскание новых соединений, обладающих более высокой активностью в отношении сульфатвосстанавливающих бактерий и культур Pseudomonas и Arthrobacter. чем известные структурные и функциональные аналоги.

П р и м е р 1.24.42 г (0,1 моля) гидрохлорида хлорангидрида 8-гидроксихинолин-7карбоновой кислоты помещались в двухгорлую колбу, снабженную мешалкой и

обратным холодильником. В колбу добавлялся ацетон в количестве 100 мл и масса суспендировалась. Затем в течение 3-5 мин в колбу добавлялся раствор 14,52 г (0,1 моля) 8-гидроксихинолина в 100 мл ацетона. Реакционная масса нагревалась до кипения и при непрерывном перемешивании кипятилась в течение 6 ч. Затем продукты реакции охлаждались. Образовавшийся твердый осадок отделялся фильтрованием, суспендировался в 100 мл воды и обрабатывался 1 н раствором гидроксида натрия до значения рН 7-7,3. Осадок отфильтровывался и высушивался под вакуумом при 60-65°С в течение 10-12 ч. Выход 8 -гидроксихинолинового эфира 8-гидроксихинолин-7-карбоновой кислоты составил 24,73 г, т.е. 78,2%.

Содержание основного вещества в полученном продукте устанавливалось путем определения эфирного числа. Эфирное число составило 177,2 мг/г. Содержание основного вещества 99,8%.

8 -гидроксихинолиновый эфир 8-гидроксихинолин-7-карбоновой кислоты представляет собой мелкокристаллическое вещество желтого цвета, не. растворимое в воде, ацетоне, спирте, растворимое в диметилсульфоксиде. Температура плавления

y -ygOQ

.Найдено, %: С 72,44; Н 3,65; N 8,91;

Cl9Hl2N203 .

Вычислено, %: С 72,15; Н 3,80; N 8,86.

Данные ПМР спектра (химический сдвиг, (5) М.Д.; 7,26-9,00 м (протоны ароматических колец); растворитель диметилсуяьфоксид-Об. внутренний эталон ГМ,ДС.

П р и м е р 2, 15.82 г (0,05 моля) вЧидроксихинолинового эфира 8-гидроксихинолин-7-карбоновой кислоты помещались в двухгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником. В колбу добавлялось 100 мл 1 н раствора хлористоводородной кислоты (0,1 моля). Масса перемешивалась в течение 1 ч. Затем под вакуугуюм при 60-70°С из продуктов реакции отгонялась вода. Осадок высушивался под вакуумом при 60-70°С в течение 5-7 ч. Выход гидрохлорида 8 -гидроксихинолинового эфира 8-гидроксихинолин-7-карбоновой кислоты составил 19,45 г, т.е. 99,9%.

Гидрохлорид 8 -гидроксихинолинового эфира 8 гидроксихинолин-7-карбо.новой кислоты представляет собой желтый кристаллический порошок, растворимый в воде. Температура плавления 208-210°С.

Найдено, %; С58,73; Н3,81; N7,14; 0118,12, Ci9Hi2N203-2HCI.

Вычислено, %: С 58,61; Н 3,60; N 7,20; С1 18,25.

Дaнныe 1Kcпeктpa(v, см ): 1740 (); 2300-2500 (sN-H)- в вазелиновом масле.

Испытания бактерицидной активности реагентов проводили на чистой культуре СВБ Desulfovlbrio desulfurlcans ВКМ 1388.; Для этого в пробирки дозировали пипеткой растворы реагентов в концентрациях 80, 100. 125, 150, 300 мг/л в расчете на объем пробирки. Колбочки с выращенной культурой СВБ встряхивали до оседания осадка, быстро отбирали .суспензию стерильной пипеткой и вводили в пробирки с реагентами, доливали в пробирки питательную среду до верха и закрывали пробкой без пузырьков воздуха. Пробирки ставили в термостат при 28-30°С и выдерживали 15 сут, отмечая появления черной окраски. Для каждой концентрации проводили три параллельных испытания. Две пробирки без добавки реаген.та служили контрольной пробой. Эффективными считали концентрации реагентов в пробирках, не дающих потемнение. Результаты испытаний представлены в табл.1.

Как видно из представленных результатов, предлагаемое соединение полностью подавляет чистую культуру СВБ в концентрации 100 мг/л (0,01 мас.%) и выше, тогда как известные бактерициды - при 150 мг/л (0,015 мас.%) и выше.

В дальнейшем проводили испытания предлагаемого соединения, и прототипа непосредственно в промысловой воде, содержащей не менее 10 -10 клетокнакопительной культуры СВБ в 1 мл. Для этого в бутылочки с промысловой водой, отобранной из скважины Южарланнефть, вводили определенное количество реагента, закрывали пробкой без пузырьков воздуха и выдерживали, до 24 ч при 20-22°С. Затем отбирали из каждой бутылочки 1-2 мл пробы и вводили в бутылочки с питательной средой Постгейта В. В каждом случае прово.или 3 параллельных опыта. Бутылочки помещали в термостат и наблюдали 15 сут. Через 15 сут в не окрашенных и окрашенных пробирках определяли степень подавления CBB(S) по формуле

Ci -С2

100%, Ci

где Ci и С2 - содержание сероводорода в контрольной и исследуемой пробах (мг/л) через 15 сут после начала испытаний.

Результаты испытаний представлены в табл.2..

Как видно из представленных результатов предлагаемое соединение полностью

подавляет накопительную культуру СВБ в концентрации 0,01 мас,% и выше.

Исследование бактерицидной активности проводили также на чистых культурах .нефтеокисляющих бактерий из рода Pseudomonas putida ВКМ 1301 и Arthrobactergloblformis ВКМ 860.

Известно, что СВБ в нефтяных пластах, особенно в призабойной зоне нагнетательных скважин, развиваются в симбиозе с нефтеокисляющими микроорганизмами Pseudomonas putida ВКМ 1301 и Arthrobacter globlformls ВКМ 860. Эти микроорганизмы, будучи аэробными, поглощая растворенный кислород, создают не только благоприятные условия для развития анаэробных СВБ, но и инициируют разложение нефтепродуктов, которые впоследствии могут служить источником углерода для СВБ. Таким образом, бактерии культуры Pseudomonas и Arthrobacter, во-первых, ухудшают качество нефти, окисляя углеводороды, во-вторых, косвенно активизируют и поддерживают рост СВБ. Поэтому немаловажное значение имеют исследования бактерицидной активности соединения на культурах Pseudomonas и Arthrobacter.

Исследуемые микроорганизмы выращивали на плотной среде (МПА). Готовили однофазную суспензию клеток в стерильной водопроводной воде. В 1 мл суспензии содержалось не мене 10 клеток. Затем 1 мл суспензии вносили в пробирки в 20 мл расплавленной остуженнЬй до 50°С Средь (МПА). Содержимое пробирки тщательно перемешивали и выливали в чашку Петри. Когда среда застывала, на ее поверхности помещали бумажные диски, пропитанные раствором бактерицида в определенной концентрации, на равном расстоянии друг от друга и на 1,5-2,0 см от края чашки. Чашки выдерживали 24 ч при 28-30°С.

Влияние реагентов на рост СВБ

Если бактерии чувствительны к бактерициду, то вокруг дисков образуются зоны отсутствия роста. Зона более 30 мм свидетельствует о высокой чувствительности микроорганизма к бактерициду, а менее 12 мм -о слабой чувствительности. Результаты испытаний представлены в табл.3.

Как видно из представленных результатов, предлагаемое соединение полностью подавляет культуры Pseudomonas и Arthrobacter в концентрации 0,0125 мас.% и выше, что ниже, чем структурных и функциональных аналогов.

Основными преимуществами нового соединения являются его высокая бактерицидная активность в отношении СВБ и культур Pseudomonas и Arthrobacter. Соединение полностью подавляет рост СВБ в концентрации 0,01-0,015 мас.%: прототипы по структуре полностью подавляют СВБ в концентрации 0,015 мас.% и выше, а по функциональному назначению в концентрации 0,030 мае. % и выше. Предлагаемое соединёние полностью подавляет культуры Pseudomonas и Arthrobacter в концентрации 0,0125-0,015 мас.%, а прототип по структуре - при концентрации 0,015 мас.% и выше. Прототипы по функциональному назначению слабо подавляют культуры из ряда Pseudomonas и Arthrobacter.

Формула изобретенияя Гидрохлорид 8 -гидроксихинолинового

эфира 8-гидроксихинолин-7-карбоновой

кислоты формулы

ZHC1

он О.

в качестве бактерицида для подавления сульфатвосстанавливающих бактерий и культур Pseudomonas и Arthrobacter.

Таблица 1

Продолжение табл. 1

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к гидрохлориду 8*-гидроксихинолинового эфира 8-гидроксихинолин-7-кар6оновой кислоты, обладающему бактерицидной активностью в отношении сульфатвосстанавливающих бактерий и культур Pseudomonas и Arthrobacter, что может быть использовано в нефтяной промышленности. Цель - создание нового более эффективного вещества указанного класса. Синтез ведут реакцией 8'-гидроксихинолинового эфира 8-гидро- ксихинолин-7-карбоновой кислоты с соляной кислотой. Выход. %: 99.9; т.пл. 208-210°С; брутто-ф-ла Ci9Hi2N203.2HCI. Новое соединение подавляет рост сульфатвосстанавливающих бактерий в концентрации 0.01 мас.%.в;то время как 8-оксихинолин - в концентрации 0.015 мае. %.3 табл.

Примечание: +++ -интенсивный рост СВБ в пробирке, сильное почернение; -f умеренный рост; -ь -слабый рост; - -отсутствие роста.

Влияние реагентов на степень подавления СВБ

Таблица 2

Результаты испытаний бактерицидных свойств реагентов на культурах PeeudomonaS и Archrobaccer

Гидрохлорид 8 -гидро.1 ;сихинолинового эфира 8-гидр6ксихинолин-7.-карбс1Новой кислоты

Peeudoinonae puclda ВКМ 1301

Acthrobacter globlforo ВКИ 860

Структурный Сме

Fseudomonas puCida ВКН 1301

Arthrobacter globifomie ВКМ 860

функциональный аналог Н-пропмл-1,З-оксазолидин

Feeudoigonae putida ВКМ 1301

Arthtobacter globteottnlB ВКИ 860

Функциональный «налог Н-бутил-1,3-океазолилин

Peeudomonas putida ВКИ 1301

Arthrobacter globiformis ВКМ 860

. : Таблица

83

90

100

100

100

80

86

100

100

100

6 13

20

«з 66

20 30 30

100 100

9 13 22 30

30

3

73

100

30

100

О О 7 8 20

о о

23

26 66

О О О О О

О

о о о о

О

о

о

о

3

10 13

ц

18

60

о о

о о о о о

о о

о