ГИДРАТ ДИИОДИДА 1,3-ДИМЕТИЛ-2(1',2'-ДИМЕТИЛХИНОЛИЛ-4')-БЕНЗИМИДАЗОЛА, ПРОЯВЛЯЮЩИЙ БИОЦИДНЫЕ И АНТИКОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА Советский патент 1998 года по МПК C07D401/02 C23F11/14 C07D401/02 C07D215/04 C07D235/06 

Изобретение относится к органической химии, конкретно к гидрату дииодида 1,3-диметил-2(1',2'-диметилхинолил-4') бензимидазола (НШ-27) формулы

который проявил биоцидные и антикоррозионные свойства и может быть использован в медицинской практике для дезинфекции инструментов.

Предлагаемое вещество, его структура, способ получения и свойства не описаны в научно-технической и патентной литературе.

Ближайшим аналогом по структуре для соединения формулы I является соль-1-метил-4(1'-метилбензимидазол-2')хинолиний метилсульфат(НШ-31) формулы

известная как ингибитор коррозии в кислых средах, которое получают при кипячении 4-(бензимидазолил-2')хинолина и диметилсульфата в среде растворителя [1].

Однако отсутствуют сведения о биоцидных свойствах этого вещества. В качестве базового объекта принят промышленный ингибитор ЧМ (тяжелые фракции хинолиновых соединений).

Цель изобретения - получение новых хинолил-бензимидазолов, обладающих не только антикоррозионными, но и антимикробными свойствами.

Поставленная цель достигается синтезом предлагаемого соединения 1.

Получением соли I ведут при взаимодействии гидрата 2-(2-метил-хинолил-4'(бензимидазола и иодистого метила в среде диметилформамида при кратковременном кипячении по следующей схеме.

Полученный конечный продукт I представляет собой кристаллическое вещество оранжевого цвета, строение которого доказано элементным анализом, ИК- и УФ-спектрами.

Испытания антикоррозионных свойств соли I показали, что она обеспечивает степень защиты металлов при концентрации 0,05-0,8 г/л и температуре 30, 60, 90^oC с растворителем АМ в соотношении 1:10, равную:
64,5-97,8; 60,4-98,3; 58-4-97,5% в 10%-ной HCl,
67,5-98,2; 66,8-98,8; 69,0-98,0% в 10%-ной H₂SO₄,
73,5-98,6; 74,7-97,3; 70,6-95,4% в 3%-ной NaCl+ 1,5 г/л H₂S, против 37,5-68,3; 38,9-70,5; 30,5-67,2% в 10%-ной HCl, 47,8-72,7; 42,3-75,6; 38,7-71,6% в 10%-ной H₂SO₄,
44,2-73,2; 47,2-70,4; 43,7-69,5% в 3%-ной NaCl + 1,5 г/л H₂S для соединения-аналога (НШ-31).

Полученное новое химическое соединение труднорастворимо в кислых средах. Поэтому защита металлов этими соединениями может происходить на поверхности раздела фаз. Чтобы получить гомогенную смесь и тем самым увеличить площадь соприкосновения металлов с ингибитором, используют известный растворитель АМ, который к тому же усиливает ингибирующий эффект заявляемого соединения. Растворитель подобран с учетом достижения эффекта синергизма и представляет собой смесь, состоящую преимущественно из 2-амино-2-оксиэтилового эфира, остальное - диэтиленгликоль 10-25% и морфолин 0,5-5%.

Испытания полученного соединения в чистом виде и в смеси с растворителем АМ проводили на модельных образцах стали марки Ст.3 КП размером 50х25х2 мм.

В качестве коррозионной среды использован 10%-ный водный раствор соляной кислоты, серной кислоты, а также 3%-ный NaCl + 1,5 г/л H₂S. Скорость коррозионного разрушения определяли гравиметрическим методом на пяти параллельных образцах. Эффективность ингибирующей добавки оценивали по величине степени защиты (Z, %):

где
v₀ и v - скорости растворения металла в агрессивной среде без ингибиторов и с ингибитором соответственно, г/м²•ч. Продолжительность испытаний 6, 3 и 1 ч соответственно при 30, 60 и 90^oC.

Ингибирующая активность нового соединения I при концентрации 0,05 - 0,8 г/л, а также в смеси с растворителем АМ при температуре 30-90^oC приведена в табл. 1-3. Для сравнения приведена активность базового объекта - технического ингибитора ЧМ, растворителя АМ, аналога.

Найдены оптимальные соотношения четвертичной соли и растворителя АМ, которое составляет 1:10.

Сопоставительный анализ свидетельствует о значительной антикоррозионной активности предлагаемых соединений в кислых средах при 30-90^oC, превосходящей активность базового объекта - технологического ингибитора ЧМ.

Испытания антибактериального действия предлагаемого соединения I проводились на кафедре микробиологии Донецкого медицинского института. Антимикробное действие препаратов изучалось методом серийных разведений по общепринятой методике.

Из табл. 4 видно, что соль I (НШ-27) проявила бактериостатическое действие на пять бактериальных культур (Staphylococcus aureus 209, Escherichia coli M-17, Basillus anthracoides, Salmonella typhimurium 353, Psendomonas aeruginosa), бактерицидное действие на три культуры (Staphylococcus aureus 209, Escherichia coli M.-17, Salmonella typhimurium 353).

Соединение I проявило значительную антикоррозионную активность в трех агрессивных средах (10%-ной HCl, 10%-ной H₂SO₄, 3%-ной NaCl + 1,5 г/л H₂S). Все это дает возможность эффективно использовать заявляемое соединение в качестве комплексного ингибитора коррозии в дезинфекционных растворах, применяемых для медицинских инструментов и в других областях для защиты металлического оборудования, подвергающегося воздействию агрессивных сред.

У ближайшего аналога - соли НШ-31 для сравнения были исследованы биоцидные свойства, которые впервые приведены в материалах заявки. Изобретение иллюстрируется примером.

Пример. Гидрат дииодида 1,3-диметил-2(2',2'-диметилхинолил-41)бензимидазола I (НШ-27)
К раствору 2,77 г (0,01 моль) гидрата 2(2-метил-хинолил-4)-бензимидазола в 50 мл диметилформамида приливают 2,13 г (0,015 моль) иодистого метила, кипятят 40 мин. Реакционную массу охлаждают, выпавший осадок оранжевого цвета отфильтровывают, многократно промывают эфиром. Выход 4,14 (72%). Т.пл. 261^oC (из метанола). Rf 0,37 соотношение бензола, гексана, хлороформа и метанола 6:1:30:1).

УФ-спектр, λ_макс(lgε) 208 (4,73; 217 (4,75); 268 нм (4,32).

Найдено, %: C 41,1; H 4,1; N 7,3; I 44,5%.

C₂₀H₂₁N₃I₂•H₂O.

Вычислено, %: C 41,7; H 3,3; N 7,3; I 44,1%.

Положительный эффект от использования предлагаемых соединений состоит в эффективной комплексной защите металлов как от воздействия различных кислых сред, так и микроорганизмов, что дает возможность использования их в составе дезинфицирующих растворов, применяемых для медицинского инструментария.

Авторское свидетельство СССР N 1415721, кл. C 07 D 401/02, 1988к

Изобретение касается гетероциклических веществ, а именно гидрат дииодида 1,3-диметил-2(1',2'-диметилхинолил-4') бензимидазола, который проявляет биоцидные и антикоррозионные свойства и может быть использован для дезинфекции медицинских инструментов. Цель - создание вещества, обладающего двумя видами активности. Синтез ведут кипячением раствора гидрата 2-(2-метилхинолил-4)бензимидазола в диметилформамида с иодистым метилом. Выход 72%. Т. пл. 261^oC. Брутто ф-ла C₂₀H₂₁I₂N₃ • H₂O. Новое соединение по антикоррозионной активности в кислых средах при 30-90^oC превосходит ингибитор ЧМ и проявляет бактерицидную активность. МИК 250-500 мгк/мл. 4 табл.

Гидрат дииодида 1,3-диметил-2(1',2' -диметилхинолил-4') -бензимидазола формулы

проявляющий биоцидные и антикоррозионные свойства.