АЛКИЛ- И ОКСИАЛКИЛБУТАНОЛИДЫ, ПРОЯВЛЯЮЩИЕ АНТИСЕПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Советский патент 1995 года по МПК C07D307/32 

Изобретение относится к новым химическим соединениям алкил- и оксиалкилбутанолидам общей формулы
где R-C₆H₁₁ или CH₃(CH₂)₄CHOH, проявляющим антисептическую активность.

Антисептики вещества, токсичные по отношению к дереворазрушающим грибам. Древесина, обработанная антисептиками, приобретает биостойкость и не подается разрушению биологическими агентами. Известно использование в качестве антисептического препарата камменноугольного масла. Однако использование этого антисептика имеет ряд недостатков. Данный антисептик имеет резкий запах, окрашивает древесину в темный цвет, пропитанная им древесина трудно и плохо склеивается и не окрашивается, не совмещается с другими антисептиками и антипиренами, повышает горючесть древесины. Данный антисептик запрещен к применению внутри помещений жилых, общественных и производственных зданий, а также в подземных сооружениях и шахтах.

Известен в качестве антисептика пентахлорфенолят натрия. Однако этот антисептик также имеет ряд недостатков: обладает резким запахом, оказывает раздражающее действие на дыхательные пути человека, трудно проникает в древесину.

Известен также в качестве антисептика фтористый натрий, который в настоящее время и используется в основном в промышленности. Однако этот антисептик обладает рядом недостатков: относится к категории ядохимикатов, плохо растворяется в воде (3-4%), в связи с чем может применяться только в составе паст или методами глубокой пропитки; реагирует с растворами, содержащими известь, мел, цемент и гипс, в результате чего утрачивает свойства антисептика.

К числу других известных антисептиков относится 5Н-фуранон-2. Однако и этот антисептик обладает недостатком: в его присутствии происходит значительная потеря массы древесины (до 2,8%).

Целью изобретения является изыскание новых антисептиков, лишенных указанных недостатков.

Поставленная цель достигается предлагаемыми соединениями в качестве антисептиков алкил- и оксиалкилбутанолидами общей формулы
где R-C₆H₁₁ или CH₃(CH₂)₄CHOH. Указанные соединения малотоксичными (ЛД₅₀ > 500 мг/кг); их получают из бутенолида и спиртов, являющихся товарными продуктами.

Оксиалкилбутанолиды получают известным способом путем взаимодействия бутенолида со спиртом в присутствии в качестве инициатора ди-трет-бутилперекиси (ДТБП) при температуре 150-160^оС. Процесс ведут при мольном соотношении спирт: бутенолид: ДТБП 15:1:0,2. В качестве спиртов используют гексиловый и циклогексиловый спирты, которые в ходе синтеза могут быть регенериpованы и возвращены вновь в реакцию. Выход целевого продукта 90-97% Структуры целевых соединений подтверждены методами спектроскопами.

П р и м е р 1. 102 г (1,0 моль) н-гексанола загружают в реакционную колбу, снабженную мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником, и нагревают до 150^оС при интенсивном перемешивании. Затем медленно в течение 5-6 ч прикапывают смесь, состоящую из 51 г (0,5 моль) н-гексанола, 8,4 г (0,1 моль) бутенолида и 3 г (0,02 моль) ДТБП.

После окончания реакции избыток спирта отгоняют и разгонкой при 166^оС/1 мм рт.ст. получают 17,7 г (0,095 моль) 4-(1-оксигексил)бутанолида бесцветной жидкости, хорошо растворимой в спирте, эфире, хлороформе, четыреххлористом углероде, нерастворимой в воде, выход 95% от теоретического, n_D²⁰ 1,4661, d₄²⁰ 1,0447.

Найдено, C 64,48; H 9,71.

Вычислено, С 64,51; Н 9,71.

П р и м е р 2. Условия синтеза и выделения продукта аналогичны примеру 1. В реакцию берут 150 г (1,5 моль) циклогексанола, 8,4 г (0,1 моль) бутенолида и 3 г (0,02 моль) ДТБП. Разгонкой при 178^оС/1 мм рт.ст. получают 16,6 г 4-(1-оксициклогексил)бутанолида бесцветной жидкости, растворимой в спирте, эфире, ацетоне, хлороформе, нерастворимой в воде, выход 90% n_D²⁰ 1,5150, d₄²⁰ 1,1524.

Найдено, С 65,19; Н 8,70.

Вычислено, С 65,21; Н 8,69.

4-Циклогексилбутанолид получают обработкой 4-(1-оксициклогексил)бутанолида бисульфатом натрия и полученный при этом 4-циклогексенилбутанолид подвергают гидрированию в спирте над катализатором никелем Ренея при давлении 200 атм и температуре 70^оС.

П р и м е р 3. 184,1 г (1 моль) 4-(1-оксициклогексил)бутанолида нагревают при 100^оС с 4 г NaHSO₄. При этом выделяют 17,9 мл воды. Разгонкой в вакууме при 111^оС/0,8 мм рт.ст. выделяют 159,4 г (0,96 моль) 4-циклогексенилбутанолида, выход 96% n_D²⁰ 1,5026, d₄²⁰ 1,0910.

Найдено, С 72,14; Н 8,53.

Вычислено, С 72,30; Н 8,43.

Полученный 4-циклогексенилбутанолид подвергают гидрированию в 400 мл метанола над 20 г никеля Ренея в 1,0-литровом автоклаве при 70^оС и давлении 200 атм. По окончании гидрирования (3 ч) катализатор отфильтровывают, а реакционную смесь разгоняют.

При пониженном давлении отгоняют метанол и далее при 164^оС/15 мм рт.ст. получают 162 г (0,97 моль) 4-циклогексилбутанолида бесцветной жидкости, хорошо растворимой в эфире, спирте, хлороформе, нерастворимой в воде, выход 97% n_D²⁰ 1,4818, d₄²⁰ 1,0442.

Найдено, С 71,31; Н 9,29.

Вычислено, С 71,35; Н 9,50.

Антисептическую активность алкил- и оксиалкилбутанолидов изучают по ГОСТ 16713-71 "Антисептики для древесины. Метод испытания на токсичность".

Образцы, пропитанные 5%-ными растворами испытуемых антисептиков, подвергают микологическим испытаниям по стандартной методике по отношению к культуре домового пленчатого гриба Coniophora cerebella schrot.

Одновременно испытывают образцы древесины, пропитанные раствором эталонного антисептика фтористого натрия, а также близкого испытуемым веществам по составу органического антисептика 2-оксо-2,5-дигидрофурана. Также одновременно испытывают контрольные непропитанные образцы.

Образцы, пропитанные растворами веществ: 4-(1-оксигексил)бутанолида, 4-циклогексилбутанолида, а также раствором фтористого натрия в процессе испытаний мицелием гриба (определяли визуально) не обрастали.

Образцы, пропитанные 5%-ным раствором 2-оксо-2,5-дигидрофурана, мицелием или не обрастали совсем, или обрастали в очень слабой степени.

По окончании 60-дневных микологических испытаний определяли величину деструкции образцов.

Среднюю потерю массы древесины вычисляли как среднее арифметическое из потерь массы девяти образцов в трех повторностях опыта.

Установлено, что деструкция образцов составляет, Контроль 63,4
Натрий фторис- тый (эталон) 0,9
2-Оксо-2,5-дигид-
рофуран неочищен-
ный, 5%-ный раст- вор 2,8 (при погло-
щении 1,8)
4-(1-Оксигексил)-
бутанолид, 5%-ный раствор 0,8 (при погло-
щении 1,9)
4-Циклогексилбута-
нолид, 5%-ный раст- вор 1,1 (при погло-
щении 1,7)
Полученное в опыте поглощение испытуемых веществ несколько выше порогового (пороговое поглощение в условиях данного эксперимента Р₉₅ 3,17%).

В условиях проведенных испытаний при данном поглощении антисептика испытуемые вещества проявили токсичность более высокую, чем близкий им по свойствам 2-оксо-2,5-дигидрофуран, и на уровне эталонного антисептика. Результаты испытаний приведены в таблице.

Таким образом, алкил- и оксиалкилбутанолиды являются эффективными антисептическими препаратами.

Другим преимуществом указанных соединений является то, что они лишены неприятного запаха, древесину не окрашивают, пропитанная им древесина хорошо поддается склеиванию и окрашиванию, могут применяться в смеси с другими антисептиками и антипиренами, горючесть пропитанной древесины не повышается, не имеют противопоказаний к применению внутри помещений, не оказывают раздражающего воздействия на дыхательные пути человека, в древесину проникают без затруднения, не относятся к категории ядохимикатов, могут использоваться в виде растворов высокой концентрации методами поверхностной обработки.

Результаты испытаний по ГОСТ 16712-71 "Антисептик для древесины. Метод испытания на токсичность".

Алкил-и оксиалкилбутанолиды общей формулы

где R С₆Н₁₁ или СН₃ (СН₂)₄ СНОН,
проявляющие антисептические свойства.