Brevet FR2009971A1 — publié le 19700213

Cette invention concerne la conservation de compositions industrielles ou cosmétiques contenant une proportion majeure d'un corps susceptible d'être contaminé et dégradé par des microorganismes délétères, et au moins une quantitérinhibitoire pour la croissance desdits micro-organismes délétères, de 2,3-dibromo propi onamide. Le terme "composition industrielle", tel qu'il est utilisé ici, désigne une préparation ayant une application industrielle ou autre application technique, par exemple une préparation de réfrigération et/ou de lubrification, en particulier mais pas exclusivement des émulsions d'huile de coupe, un fluide de forage de puits, par exemple des boues de forage ou des liquides de forage à base d'huile, un système d'eau de traitement industriel, par exemple des eaux d'injection utilisées dans l'industrie du pétrole pour la récupération de pétrole brut, ou des systèmes d'eau de papeterie; la pâte de bois; une préparation de colorant, par exemple des dispersions de pigment ou des solutions de colorant; des préparations à base de pétrole, comme les carburants hydrocarbonés représentés par exemple par les carburants pour moteurs à réaction, les carburants diésel et les huiles de chauffe; les préparations de revêtement destinée à donner des revêtements protecteurs et/ou attrayants à des surfaces comme, par exemple, les planchers, les murs, les meubles et les automobiles, comme la cire, notamment les cires pâteuses, les cires liquides et les émulsions d1auto-polissage; la peinture, notamment les peintures au latex, les peintures à base de résine époxy et les peintures a base d'huile; et les préparations adhésives, comme les colles et les adhésifs, représentés par exemple par les colles et les adhésifs qui sont à base de caséine ou à base de cellulose. Le terme "composition cosmétique", tel qu'il est utilisé ici, désigne une préparation qui est destinée à être appliquée sur, ou à être introduite dans le corps humain ou dans une partie quelconque du corps humain par frottement, versement, aspersion ou pulvérisation, et qui est destinée à nettoyer, à embellir, à aug menter l'attrait ou à modifier l'aspect, cette préparation étant formulée par exemple sous forme de crème, de lotion, de patte ou de solution, et pouvant être représentée, mais pas exclusivement, par les crèmes et les lotions de nettoyage, les crèmes et les lotions émollientes, les crèmes et les lotions pour les mains, les crèmes à base d'hormones, les crèmes et les lotions de bronzage, les crèmes pour éclaircir etblanchir la peau, le fard, le fond de teint, les préparations de maquillage des yeux, les shampooings, les préparations pour les soins des cheveux, les préparations pour le bain, et les désodorisants. Dans cette description le terme "micro-organismes"-englobe les champignons, les bactéries, les algues, et autres organismes animaux ou végétaux microscopiques susceptibles de nuire à certains corps. De telles compositions industrielles et cosmétiques sont sujettes à contamination tar les micro-organismes définis ci-dessus, ce qui entraîne ensi-e leur détérioration. La conservation de telles préparations par inhibition et contrôle de la croissance de ces micro-organismes est reconnue depuis longtemps comme un problème et maints produits et méthodes de conservation ont été proposés. De tels produits, par exemple le crésol, le phénylphénol, le pentachlorophénol, etc..., ont été proposés comme préservatifs pour ces préparations, non seulement pour les protéger de la détrio- ration par les micro-organismes mais aussi pour protéger des infections de la peau celles qui sont constamment exposées au contact de telles préparations. Cependant, les préservatifs#actuelÏement connus présentent certains inconvénients suivant les préparations particulières dans lesquelles ils doivent être utilisés. Beaucoup de ces préservatifs sentent mauvais, sont instables, et nuisent aux propriétés désirables des préparations. Par exemple, dans le cas de préparations industrielles comme les systèmes à circulation centrale, l'instabilité du préservatif est indésirable car il ne permet que de courtes périodes dtutilisation. En outre bien des préservatifs sont incompatibles avec Les propriétés inhibitrices de corrosion d'autres additifs de ces préparations et leur nuisent. Un autre inconvénient est que bien des préservatifs actuellement connus ne sont pas efficaces dans des conditions alcalines, et ceci est indésirable dans les préparations ayant des propriétés alcalines, comme par exemple les préparations industrielles contenant des inhibiteurs de rouille et de corrosion. Un autre inconvénient encore est que bien des préservatifs actuellement connus ne possèdent pas la gamme étendue deproprie.tés antibactériennes nécessaires pour la conservation effective des préparations définies ci-dessus, en permettant ainsi leur contamination rapide et par suite leur détérioration par les micro organismes. Un autre inconvénient des préservatifs connus est#que beaucoup d'entre eux, bien qu'ayant une excellente efficace antibactérienne, n'ont qu'une médiocre efficacité antifongique. Dans le cas des préparations destinées au consommateur final, c' est-à-dire des préparations de revêtement, d'adhésifs et de cos métriques, l'utilisation d'un grand nombre des préservatifs actuellement connus pour inhiber la détérioration due à la croissance de micro-organismes, présente aussi bien des inconvénients entrainant des problèmes pour leur formulation. Beaucoup de ces préservatifs ont des odeurs désaa--#ables et provoquent une décoloration de la préparation en entrainant ainsi leur rejet par le consommateur et en ne permettant qu'une courte vie d'entreposage. En outre, beaucoup de ces préservatifs sont incompatibles avec d'autres additifs de ces préparations.De plus, comme on l'a déjà indiqué, beaucoup de ces préservatifs ne sont efficaces que sur les bactéries ou sur les champignons mais pas sur les deux, ce qui nécessite l'utilis#- tion d'une combinaison d'au moins deux préservatifs, en compliquant encore la solution des problèmes définis ci-dessus. On a maintenant découvert que le composé appelé 2,3-dîbromo- piopionamide, de structure est un excellent agent de conservation ayant une gamme étendue d'activité sur les micro-organismes, par exemple sur les bactéries et sur les champignons, et est utile comme préservatif pour inhiber la croissance de micro-organismes dans les corps définis plus haut, sans avoir aucun des inconvénients décrits plus haut pour un grand nombre des agents de conservation déjà connus. Il est surprenant que le 2,3-dibromopropionamide présente des propriétés antibactériennes et antifongiques aussi excellentes, étant donné que des composés analogues comme le 2-chloropropionamide, le 3-chloropropionamide, le 2,3-dichloropropionamide, le 2-bromo propionami de, le 3-bromopropionamide, le 2-oxy-3-iodopropionamide, sont inefficaces. On a utilisé les méthodes d'essai suivantes pour déterminer les effets antibactériens et antifongiques du 2 Dans tous les essais, on a utilisé des méthodes d'essai standard, bien connues dans la technique, pour déterminer la présence et la croissance des micro-organismes.. Essai 1 - Comparaison du DPA a une solution aqueuse à 78 %- de 1,3,5-tri (2-hydroxyéthyl) -hexahydro-l, 3, 5-tria-zifle, appelée cidessous THT, préservatif bien connu pour les corps industrièls. On a ajouté du DPA et du THT à des échantillons frais- différents d'une émulsion commerciale d'huile-de coupe puis on a traité les échantillons par des quantités égales d'une boue d'huile de coupe usée provenant d'une machine de forage. On a maintenu ces échantillons dans un intervalle de température de 26 à 27C C pendant qu'on laissait continuellement barboter de l'air au travers. On a ensemencé les échantillons quotidiennement avec des quantités égales d'émulsion d'huile de coupe usée considérablement contaminée par des micro-organismes, et on les a essayés quotidiennement pour observer la croissance des bactéries et des champignons. Le tableau suivant énumère les résultats obtenus Concentration de Croissance des Croissance des Préservatif en Champignons Bactéries Pourcentage 1. DPA 0,1 63 jours/négative 9 63 jours/négative 9 0,05 61 jours/négative 9 61 jours/négative P 0,025 61 jours/négative Q 61 jours/négative Q 0,015 33 jours/positive 55 jours/positive 2.THT 0,015 33 jours/positive 61 jours/positive 4 On n'a pas décelé de croissance de micro-organismes au bout de sept (7) mois. Les essais précédents révèlent que le DPA est nettement supérieur au THT comme préservatif, car il est 9 fois plus efficace par son activité antibactérienne et 10 fois plus efficace par son activité antifongique. Essai 2 - On-a ensemencé des échantillons de bouillon nutritif contenant différentes concentrations de DPA par des cultures de bactéries et on les a essayés à différents intervalles de temps pour déterminer l'-inhibition de croissance. Le tableau suivant énumère les résultats. M.pyogenes B . pyocya- Bactérie var.aureus E.coli neum B.proteus résultat - + - + - + - + concentration 1000 100 100 20 100 20 100 20 de DPA (en ppm) L'essai 2 révèle que le DPA est un agent antibactérien efficace inhibant la croissance des bactéries lorsqu'il est utilisé à des concentrations minimales d'environ-10O à environ 1000 parties par million (ppm). Essai 3 - On a ensemencé des échantillons de bouillon nutritif contenant différentes concentrations de DPA par des cultures de champignons et on les a ensuite essayés pour déterminer i'inhibi- tion de croissance. Le tableau suivant énumère les résultats. Concen- Aspergillus tration Penicillium niger sur de DPA glaucum agar-agar Mucor (pourcentage) 0,15 22ème jour/négative :22ème jour/négative 22ème jourznjgative 0,015 7ème jour/positive 22ème jour/négative 22ème jour/négative 0,001 3ème jour/positive 3ème jour/positive 2ème jour/positive L'essai 3 révèle que le DPA est un agent antifongique efficace inhibant la croissance des champignons lorsqu'il est utilisé à des concentrations minimales d'environ 0,015 à environ 0,15 pour cent. Essai 4 - Comparaison de l'activité du tri(hydroxyméthyl)nitrométhane, appelé ci-dessous THN, du THT, et du DPA dans une huile de coupe commerciale, bien connue dans la technique, contaminée par des moisissures et des levures. L'échantillon d'émulsion d'huile de coupe utilisé dans ces essais avait servi dans des machines de forage, et on l'a abondamment contaminé par des moisissures et des levures - 1.890.000 micro-organismes par ml. Il y avait dans l'échantillon des masses visibles- de moisissures qui ne se désagrégeaient pas par agitation. A A 100 ml d'émulsion contaminée d'huile de coupe on a ajouté différentes quantités du préservatif. On a effectué des prélèvements par intervalles en faisant passer-un fil de platine sur de lagar-agar nutritif et en faisant couver des lames à 250 C pendant deux semaines. La période d'essai couvrait un intervalle de 3 3 semaines. Les résultats des essais sont donnés dans le tableau suivant Moment du Prélèvement THN THT DPA 0,1% 0,05 % 0,5 % 0,25% 0,1% 0,05% 0,025% 1-1/2 h ++++ ++++ ++++ ++++ 6h 2 5 1 jour 0 O 2 jours 3 jours ++++ ++++ 26 +++ O ++ 4 jours 5 5 jours 7 ++ O ++ 7 jours O +++ O 10 jours 21 jours ++++ ++++ 0 ++++ O +++ +++++++ 2-1/2 mois O ++++ ++++ = =Croissance abondante +++ = Croissance moins abondante ++ = Croissance encore moins abondante Les nombres indiquent les colonies dénombrées au prélèvement (0,01 ml). L'essai 4 montre que le DPA est supérieur au THN et au THT comme inhibiteur de la croissance des champignons. Le THN à 0,1 % était inefficace pour inhiber la croissance des moisissures et des levures. Le THT à 0,5 % n'était efficace qu'après 7 jours de contact, tandis que le THT à 0,25 % était inefficace. Cependant, le DPA à 0,1 % était efficace au bout d'un jour et le DPA à 0,05 % provoquait une réduction des moisissures et des levures pendant 3 jours. Essai 5 - activité bactériostatique et fongistatique du DPA dans un bouillon nutritif. On a effectué des dilutions en série du DPA dans un bouillon nutritif. A 10 ml de bouillon nutritif et d'agent bactériostatique on a ajouté 0,01 ml de la culture appropriée. On a utilisé comme inocula des bouillons de culture de bactéries agés de vingt-quatre heures. On a utilisé une suspension de spores de A.niger contenant 5 millions de spores par ml. On a réalisé les essais en triple, chaque essai étant réalisé un jour différent. On a fait couver les essais avec les bactéries pendant 4 jours à 37o C. On a maintenu les essais avec les champignons à 370 C pendant deux semaines. On lisait les résultats par observation visuelle. RESULTATS : ACTION STATIQUE DU DPA DANS UN BOUILLON NUTRITIF S. aureus 209 Dilution du DPA Essai NO 1 2 3 1:1000 1:2000 1:4000 + - + 1:6000 + + + P. aeruginosa ATCC 15442 1:10.000 1:20.000 + - 1:40.000 + + + Aspergillus niger ATCC 6275 1:10.000 1:20.000 1:40.000 C - 1:60.000 C + + C = contaminé - = Pas de croissance + = Croissance. Concentrations statiques efficaces DPA S.aureus - 0,05 % P. aeruginosa- 0,005 % A. niger - 0,0025 %. Essai 6 - On a filtré sur un filtre à membrane grossière une huile de coupe commerciale usée contenant 1.050.000 micro-organismes/ml (surtout du Pseudomonas sp.). On a essayé à différents intervalles de temps des échantillons de cette huile de coupe, contenant différentes concentrations de DPA, pour déterminer l'inhibition de croissance. Le tableau suivant énumère les résultats. Moment du DPA à DPA à DPA à Prélèvement 0,1 O/o 0,05 % 0,025 % Immédiatement 4+ 4+ 4+ 3 heures 3+ 4+ 4+ 1 jour 2+ 3+ 4+ 2 jours 1+ 2+ 2+ 3 jours 0 1+ 1+ 4 jours O O 0 7 jours O O 1+ 8 jours 0 0 0 11 jours O 0 2+ 24 jours 0 O O Essai 7 - On a préparé deux échantillons différents (A et B) d'huiles de coupe contaminées, en ensemençant une huile de coupe commerciale avec une huile de coupe contaminée usée. L'Echantillon A contenait 170.100.000 bactéries/O,l ml et l'Echantillon B contenait 5#67O bactéries/0,1 ml ainsi que 1.890 moisissures/O,l ml. On a essayé à différents intervalles de temps les Echantillons A et B, contenant différentes concentrations de DPA, pour déterminer l'inhibition de croissance. Le tableau suivant énumère les résultats. Résultats X Echantillon A Moment du Prélèvement DPA à 0,1 % DPA à 0,2 % Immédiatement 4+ 4+ 1 jour 0 O 7 jours 0 0 18 jours 0 O 25 jours 0 0 Echantillon B Moment du Prélèvement DPA à 0,1 % DPA à 0,2 % Immédiatement 4+ 3+ 1 jour 0. 0 25 jours O O On prépare le 2,3-dibromopropionamide, composé connu en faisant réagir l'acrylamide, composé- facile -à-- obtenir, avec brome. La méthode connue de préparation du 2,3-dibromopropionamide est la suivante : On traite une suspension d'acrylamide (1,14 mole) dans .lOO mi de tétrachlorure de carbone par un peu moins d'un équivalent de brome (1,0 mole). On filtre le précipité obtenu, on le lave au tétrachlorure de carbone et on recristallise le produit brut dans l'alcool absolu pour obtenir le 2,3-dibromopropionamide, p.f. 132 -1330 C, rendement 63 %. La méthode décrite ci-dessus n'est pas préférable pour les préparations à grande échelle car l'utilisation de grands volumes de tétrachlorure de carbone est indésirable à cause de sa toxicité, ainsi que de son prix et de ses frais de récupération. En outre le produit brut ainsi obtenu doit être encore purifié par recristallisation, et le rendement total de la réaction ne dépasse pas soixante trois pour cent environ. Un autre aspect encore de cette invention concerne le procédé de préparation du 2,3-dibromopropionamide, de formule qui comprend la réaction d'une solution d'acrylamide dans l'eau avec le brome à une température inférieure à 550 C environ. On a découvert qu'on peut obtenir un haut rendement de 2,3dibromopropionamide sous forme presque pure sans qu'il soit besoin a'une purification supplémentaire lorsqu'on traite par le brome une solution aqueuse d'acrylamide, dans les conditions suivantes. Il faut ajouter le brome à la solution énergiquement agitée d'acrylamide aussi rapidement que possible mais sans dépasser la vitesse à laquelle il réagit, c'est-à-dire qu'il ne faut pas laisser un excès de brome s accumuler dans la solution de réaction à aucun moment de l'addition. Comme la réaction est exothermique, il faut refroidir suffisamment pendant l'addition du brome afin que la température de réaction ne dépasse pas 550 C environ. La méthode suivante illustre la méthode nouvelle et préférée, décrite cidessus, pour la préparation du 2,3-dibromopropionamide. EXEMPLE A une solution énergiquement agitée d'acrylamide à trente pour cent (1,0 mole) dans lteau, on a ajouté, goutte à goutte, du brome (1,0 mole) à une vitesse ne dépassant pas la vitesse à laquelle le brome réagissait, comme on pouvait le déterminer par la dissipation rapide de la couleur du brome. Or refroidissait la solution de réaction afin de maintenir la température au-dessous de 550 C environ. Une fois l'addition du brome terminée on a refroidi le mélange obtenu, on a recueilli le solide par filtration et on l'a lavé à l'eau pour dbtenir le 2,3-dibromopropionamide (0,80 mole; 80 %); p.f. 129-132 C. Dans des réactions successives, le recyclage des filtrats aqueux a porté le rendement global à quatre-vingt-quinze pour cent. REVENDICATIONS 1. Une composition industrielle ou cosmétique qui contient une proportion majeure d'un corps susceptible d'être# contaminé et détérioré par des micro-organismes délétères, caractérisée par la présence d'au moins une quantité, inhibitoire pour la croissance desdits micro-organismes délétères, de 2,3-dibromopropionamide. 2. Une composition selon la revendication 1, qui est une émulsion technique, par exemple une émulsion d'huile de coupe. 3. Une composition selon la revendication 1, qui est un fluide de forage de puits. 4. Une composition selon la revendication 1, qui est une préparation de colorant, par exemple une dispersion de pigment. 5. Une composition selon la revendication 1, qui est une préparation à base de pétrole, par exemple un carburant hydrocarboné. 6. Une composition selon la revendication 1, qui est une préparation de revêtement. 7. Une composition selon la revendication 1, qui est une prépc-- ration d'adhésif. 8. Une méthode pour inhiber la croissance des micro-organismes délétères dans un corps susceptible d'être contaminé et détérioré par lesdits micro-organismes, caractérisée par l'incorporation audit corps d'au moins une quantité, inhibitoire pour la croissance desdits micro-organismes délétères, de 2,3-dibromopropionamide. 9. Un procédé de préparation du 2,3-dibromopropionamide, caractérisé par la réaction d'une solution aqueuse d'a rylamide avec du brome à une température inférieure à 550 C environ.