Сополимер солей алкиленгуанидина в качестве биоцидного флокулянта

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ ВТОРСКО СВИ ельский т "Мосте в, Н, И. фонов, . Крас- екова 2,с,бласти синических сосинтезудина, и мо- ззараживатеринарии, ного хозяйрепараты,Изо теза би едине сополи жет быт нии сто а также ства, гд бретение относится к о ологически активных хим ний, в частности к мера солей алкиленгуани ь использовано при обе чных вод, в медицине, ве во всех отраслях народ е требуются биоцидные и луч реак нием зульт щий и(О Известны вещество ленгуанидин (ПГМГ) и спас включающий смешение ге дина в твердом виде и ра гидрохлорида, последую смеси при 150-160 С в После прекращения выдел- полигексаметиоб его получения, ксаметиленгуанисплава гуанидинщее нагревание течение 10 - 15 ч. ения аммиака из ствиеполурасчелоты О уюмГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Московский научно-исследовати проектно-изыскательский институводоканалниипроект" и Институт немического синтеза им. А, В, Топчиева(54) СОПОЛИМЕР СОЛЕЙ АЛКИЛЕНГУАНИДИНА В КАЧЕСТВЕ БИОЦИДНОГОФЛОКУЛЯНТА(57) Изобретение относится к синтезу биологически активных химических соединений, а именно к синтезу сополимера солейалкиленгуанидина формулыИН-СЧН(СН 1, ИН-ЬКНСЙДЬ1фН й фЬВтнн-онн(сн,)1,Мн Нх-СНгСН-Сногде х=СГ; ОН при С=О; А=10 - 90 мол, %,В=90-10 мол. % и характеристическая вязкость ( у)=0,05 - 0,18 дл/г; А=10 - 40 мол, %В=50 - 80 мол, % при С=10-40 мол. % иц 3=0,04-0,4 дл/г. Изобретение мо- фжет быть использовано в медицине и ветеринарии, при обеззараживании сточныхвод, а также во всех отраслях народногохозяйства, где требуются биоцидные препараты. 3 табл. ционной смеси ее охлаждают с по еполигексаметиленгуанидина.аиболее близким к предлагаемому поческой сущности и достигаемому реату является фосфат ПГМГ, обладаюротивоопухолевой активностью,лигогексаметиленгуанидин-фосфатГ) получают следующим образом,идрохлорид ОГМГ деионизируют дейм этилата натрия в спирте, а затем кенному основанию ОГМГ добавляюттное количество ортофосфорной кисВ результате реакции;получают тетрагуанидингидрофосфата,днако известный препарат имеет низол. м, (-800 усл. ед.).Способ его получения нетехнологичен,так как связан с опасной процедурой предварительного получения алкоголята натрияиз металлического натрия и спирта.Гидрохлорид ОГМГ трудно ( и оченьмедленно) растворим в спирте, образование с металлическим натрием вообще нежелательно на производстве. Кроме того, всвязи с плохой растворимостью ОГМГ вспирте приходится испольэовать большоеколичество этилового спирта ( 100 мл на 1 10г ОГМГ). Дополнительные трудности вноситпроцесс фильтрации раствора основанияОГМГ от тонкодисперсного осадка хлористого натрия.Кроме того, недостатком этого вещества является его незначительная дезинфицирующая способность, характеризующаясянизкой антибактериальной активностью вотношении граммотрицательных и граммположительных микроорганизмом, наиболее часто встречающихся в стационарахпрактического здравоохранения.Предлагаемое вещество получено химическим путем формулы=0,04-0,4 дл/г, в качестве биоцидного флокулянта. 40Предлагаемый двойной сополимер приА=10-90 мол. %, В=90 - 10 мол.и С=Опредставляет собой стеклообразное вещество от бесцветного до светло-желтого цвета без запаха, растворимое в воде, спирте и 45некоторых других органических растворителях, не токсичное.Сополимер, где х=С получают следующим образом. Готовят 50%-ный водный раствор полигексаметиленгуанидингидрохлорида 50(ПГМГГХ) (с характеристической вязкостью0,05-0,18 дл/г, к полученному раствору припериодическом перемешивании прибавляютконцентрированную (85%-ную) ортофосфорную кислоту. Реакцию проводят при температуре 20-25 оСйэменяя соотношение взятых в реакцию ПГМГГХ и ортофосфорной кислоты,можно варьировать соотношение звеньев А и В от 10 до 90 мол. %.Сополимер, где х=ОН, получают следующим образом. 50%-ный водный раствор ПГМГГХ (с ц =0,05-0,18 дл/г) прибавляют при перемешивании к 5-10-кратному количеству 20%-ного водного раствора едкого натра, собирают всплывающее на поверхность раствора вещество - основание ПГМГ с величиной у=0,05 - 0,18 дл/г, затем готовят 50%-ную водную суспензию, к которой при перемешивании прибавляют по каплям концентрированную ортофосфорную кислоту. Изменяя соотношение ортофосфорной кислоты и ПГМГ, взятых в реакцию, можно варьировать соотношение звеньев А и В в сополимере от 10 до 90 мол. %,Вещество характеризуется повышенной антибактериальной активностью в отношении наиболее распространенных типов условно патогенных микроорганизмов: Беарз. ацгеоз (золотистый стафилококк), Рготецз чи 9 агз (вульгарный протей), Рзецбоеопаз аего 9 поза (синегнойная палочка), Е. Со (кишечная палочка), - и обладает высоким флокулирующим действием при очистке нефтесодержащих сточных вод, Имея более высокую гидрофобность, благодаря присутствию фосфатных анионовсополимер превосходит соответствующий хлорид равной мол, м. по флокулирующей способности.Тройные сополимеры получают взаимодействием ПГМГ с величинойт)=0,04-0,18 дл/г с зпихлоргидрином и едким натром и последующим добавлением необходимого количества ортофосфорной кислоты. Варьируя количество добавленного зпихлоргидрина, получают тройные сополимеры с различным содержанием звеньев эпихлоргидрина (С - звено).Сополимер получают обычно в форме водных растворов или пасты, содержащей 35-40% основного вещества, он хорошо растворим в воде и спирте.П р и м е р 1, 35,6 г (0,2 г-моль) гидрохлорида ПГМГ с вязкостью ( ту)=0,05 дл/г (везде Я измеряли в водном растворе йаС 0,1 М) растворяют в 70 мл горячей воды (55 С) при перемешивании, Полученный раствор прибавляют по каплям при перемешивании в 500 мл 20%-ного водного раствора едкого натра (избыток щелочи). Всплывающее на поверхность раствора основание ПГМГ собирают, отжимают от раствора щелочи, быстро промывают 200 мл холодной воды (450 мл), сушат до постоянного веса и получают 24 г (выход 85,1%) основания ПГМГ с величиной ( у)=0,05 дл/г.15 Протекающая реакция может быть представлена уравнением ссн 1,сс-с-кс;.исссКЙ 1 СГ"КНЯЖОН14,1 (0,1 г-моль) основания ПГМГ смешивают с 50 мл воды и к смеси прибавляют 6,13 мл (10,4 г, 0,09 г-моль) 85%-ной ортофосфорной кислоты, при этом выделяется тепло, смесь перемешивают, давая ей остыть до 20 С, В результате реакции, идущей по схеме-С-ККРМ,КК-С-КК-ЙК 90 К КК 9 Н 9 РО 9получают сополимер дигидрофосфата (В) и основания (А) гексаметиленгуанидина состава А/В=10:90 с величиной ( 9=0,05 дл/г,Данные элементного анализа сополимера приведены в табл, 1.П р и м е р 2, Осуществляют по примеру 1 за исключением того, что используют основание ПГМГ с Ц =0,05 дл/г и мольное соотношение основания ПГМГ/НзР 04=0,10:0,01.Получают сополимер дигидрофосфата и основания гексаметиленгуанидина состава А/В=90:10 с величиной ( т 0,05 дл/г.Данные анализа состава сополимера приведены в табл. 1.. П р и м е р 3, Осуществляют по примеру 1 за исключением того, что используют основание ПГМГ с величиной Ц =0,18 дл/г и мольное соотношение основания ПГМ Г/НЗРО 4=0,10:0,05. Полученный сополимер дигидрофосфата и основания гексаметиленгуанидина имеет состав А/В=50;50 с величиной ( ц=0,18 дл/г.Данные элементного анализа представлены в табл. 1. П р и м е р 4. 35,6 г (0,2 г-моль) гидрохлорида ПГМГ с величиной ( д=0,18 дл /г растворяют в 72 мл воды при 50 - 60 С при перемешивании. К раствору прибавляют 12,3 мл (0,18 г-моль) 85%-ной ортофосфорной кислоты, смесь оставляют охлаждаться до 20 С. Выделяют сополимер гидрохлорида (А) и дигидрофосфата (В) гексаметиленгуанидина состава А/В=10:90 с величиной Я=0,18 дл/г. Сополимер образуется по схеме Данные элементного анализа представлены в табл. 1.П р и м е р 5. Осуществляют по примеру4 за исключением того, что используют гид 20 рохлорид ПГМГ с (у =0,05 дл/г и мольноесоотношение ПГМГ/НЗР 04=0,20:0,18. Получают сополимер гидрохлорида и дигидрофосфата гексаметиленгуанидина составаА/В=10:90 с величиной (9=0,05 дл/г,25 Данные элементного состава сополимера приведены в табл. 1.П р и м е р 6. Осуществляют по примеру4 за исключением того, что используютПГМГ с у =0,18 дл/г и мольнае соотноше 30 ние ПГМГ/НзРО 4=0,10:0,01, Выделяют сополимер гидрохлорида и дигидрофосфатагексаметиленгуанидина состава А/В=90:10с у =0,18 дл/г, Элементный состав приведен в табл, 1.35 П р и м е р 7, Осуществляют по примеру4 за исключением того, что используютПГМГ с величиной ф =0,10 дл/г и мольноесоотношение ПГМГ/НЗРО 4=0,10:0,05. Выделяют сополимер гидрохлорида и дигидро 40 фосфата гексаметиленгуанидина составаА/В=50:50 с Ц =0,10 дл/г,Таким образом, характеристическаявязкость меняется в пределах Я = 0,051,18 дл/г.45 П р и м е р 8. Синтезтройногосополимера гидрохлорида (А); дигидрофосфата (В)и эпихлоргидрина (С)-СН 11 г КН-С-НН(ССНПЛ,КН-С-КН.Я,- (СЩ-КН-С-КН+КЙР КЙС . К,50 Н,СНщр: СН; Й,РС,С Н 17,7 г (0,1 г-моль) гидрохлорида ПГМГ с 55 величиной ф=0,02 дл/г растворяют в 30 млводы, к раствору при 40 С при перемешивании добавляют 0,92 г (0,01 г-моль) эпихлоргидрина (ЭХГ) и раствор,0,4 г (0,01 г-моль) едкого натра в 5 мл воды. Смесь выдерживают при 40 - 50 С в течение 8 ч, Протекающие реакции могут быть представлены следующим образом;МН-СМН(СК,ЯКИ-СЮЦ(СНАИННк ИОНуеь ВКК КН(СН 2)гс 1 С сКК К-СН 9 СК-СЕ 9о1728256 К полученному раствору при 20 С прибавляют 5,45 мл 9,22 г, 0,08 г-моль) 85-ной ортофосфорной кислоты и смесь перемешивают еще 2 ч), Выделяют тройной сополимер состава А/В /С=10:80:10 с ц =0,04 дл/г. Элементный анализ сополимера приведен в табл, 1,П р и м е р 9. Осуществляют по примеру8 за исключением того, что используют 10ПГМГ сц=.0,05 дл/г и мольное соотношение ПГМГ/ЭХГ/НзРО 4=0,100,04:0,05. Получают тройной сопол имер составаА/В/С=10:50:40 сд=0,20 дл/г, Элементный анализ представлен в табл. 1, 15П р и м е р 10, Осуществляют по примеру 8 за исключением того, что используютПГМГ с ф =0,10 дл/г и мольное соотношение ПГМГ/ЭХГ/НЗРО=-0,10:0,02:0,07. Выделяютт тройной сополимер состава 20А/В/С=10;70;20 с величиной ф =0,30 дл/г.Элементный анализ представлен в табл. 1.П р и м е р 11, Осуществляют по примеру 8 за исключением того, что используютПГМГ сд=0,18 дл/г и мольное соотношение Г 1 ГМГ/ЭХГ/НзРО 4=0,10:0,01:0,05. Выделот тройной сополимер составаА/ВС=40:50:10 с Ц =0,40 дл/г. Элементный состав представлен в табл. 1,П р и м е р 12. Осуществляют по примеру 8 за исключением того, что используютПГМГ сд=0,01 дл/г и мольное соотношение ПГМГ/ЭХГ/НзРО 4=0,10:0,03:0,05. Выделяют тройной сополимер составаА/В/С=20:50:30 сту=0,04 дл/г. Элементный состав представлен в табл. 1.П р и м е р 13. Осуществляют по примеру 8 за исключением того, что используютПГМГ с у =0,10 дл/г и мольное соотношение ПГМГ/ЭХГ/НЗР 04=0,10:0,03:0,05, Получают тройной сополимер составаА/В/С=20:50:30 с Ц =0,40 дл/г.Элементный состав приведен в табл. 1.В этом случае характеристическая вязкостьменяется в пределах 0,04-0,40 дл/г 45П р и м е р 14. Определение антибактериальной активности сополимера солей алкиленгуанидина проводилось общепринятымметодом серийных разведений исследуемыхпрепаратов на жидких питательных средах с 50использованием мясопептон ного бульона(МПБ). Для этого в ряд пробирок помещалось по 2,0 мл МПБ, затем в первую пробирку помещается такое же количествоисследуемого препарата определенной концентрации 2500 мкг/мл). Из первой пробирки после тщательного перемешивания2,0 мл переносится во вторую пробирку итак далее с двухкратным шагом разведения Для сравнения антибактериальной активности предлагаемого вещества с различным содержанием звеньев А, В и С с известными препаратами были проведены лабораторные испытания, результаты которых представлены в табл, 3.Аналогичные результаты получены при работе с Зтарй, ацгеоз и Рготеиз чоайагз;Таким образом, результаты экспериментов, представленные в таблицах 1-3, показывают, что предлагаемое вещество с10 1728256 где Х - С илиОН;при С=О, А-90 мол, , В=90-10 мол,и характеристическая вязкость д -0,05- 0,18 дл/г,при С=10 - 40 мол. , А 10-40 мол. 6, В=-50-80 мол, 6 и характеристическая вязкость173=0,04 - 0,4 дл/г в качестве биоцид-. ного флокулянта,различным содержанием звеньев А, В и С обладает высокой дезинфицирующей способностью по отношению к условно-патогенной микрофлоре человека по сравнению с известными веществами, а 5 также высокой флокулирующей способностью.Формула изобретения Сополимер солей алкиленгуэнидина фо р мул ы фИН-СЙН(СндИНСМЩОНДд. 10,А ДН. ВНННННД,Нх НЮСНС- НН Таблица 1е ее еПри- Состав сополимера Я, мер дл/гА/В/С С 18,18 - . 12,0025,20 в . 2,0021,12 - 7 7518 ь 12 1 ф 55 1 гэ 0018, 10 1,57 11,9522,75 17,40 1,6620,20 8,49 7,5017,70 2,45 10,3117 83 7 17 . б 4317,65 4,28 9,0019,40 7,876,9618,30 7,40 6, 7018,15 7,60 6,43Продолжение таблицы 1 1 1 О:90 2 90:10 3 50:50 4 10:90 5 О:90 6 90:10 О,05 0,05 7,82 10,29 8,75 7,63 7,65 0,18 0,18 0,05 8,90 8,19 0,18 7 50:508 10:80; 10 0,10 0,04 7,32 0,20 7,98 7,65 9 10:50;40 10 1070:20 11 40:50: 10 12 20: 50:30 13 20:50:30 0,30 8,05 0,40 8,01 0,040,40 э 7,78 Брутто-формула Вычислено,Пример Н И С 1е ве е 18,1725, 12 36,35 7,80 50,27 10,30 42, 19 8,85 36,06 7,69 36,06 7,69 45,72 8,87 40,32 8,21 37,68 7,84 42,57 8,27 39,31 7,98 40,9 З 8,2 З 42,05 8,26 42,05 8,26 кислород. " 21,09 18, 02 18,02 22,85 20,15 18,06 18,16 18, 09 19,61 18,62 18,62 4 тНСб НЗРо,ч Оз,тТ 37,1 НЪ о,1 01,3СТН 17 б НРо О4 СтНт аИС 1 о 1 Р 10 бСТНТ 8 ИС 1 о Р О бСТН 1 бдКС 1 а Р Оо +СТНЧ,С 1 Р, ОС 7 ЛНЮ, ЯС 1 ог Ро,в Оз Ъ9 СВН 11 Ньс 1 оР О+СтбНЕКС 1 о. Р ОСт,дНУб ЮС 1 о бРо ОС,бНнКС 31 Р Оо ьСтл 1 в,ю НС 1 овРо О аПрГЪНЪлиэе не определялся 36,30 50,21 42,2336,10 36,12 45,68 40,32 37, 15 42,05 38,90 40,62 41,72 41,67 1,521,5217,378,5113,057,674,588,287,867,86 12,061,857, 77.11,9711,971,687,4310 706,709,347,236,876,87ее 28, 73 12,46 20,10 25,24 25,24 3,51 5,38 22,67 16,90 20,70 15,72 16,34 16,84172825 б 12 Табл и ца 2 Таблица 3 оставитель П.Гембицкиехред М.Моргентал Редактор Л,Гратилло рректор О. Ци Заказ 1379 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственногокомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10