Brevet FR2362131A1 — publié le 19780317

La présente invention concerne des produits de condensation de l'allantoine avec l'acide glyoxylique et leur utilisa- tion comme bactéricides. les produits de condensation de l'allantoïne avec le formaldéhyde sont connus depuis longtemps; ils sont utilisés essentiellement comme bactéricides, notamment ceux obtenus par condensation en présence d'un catalyseur alcalin et constitués très probablement de dérivés N-méthylolés de l'allantoine comportant un ou plusieurs groupements méthylol . Etant donné que,d'une façon générale,les dérivés N-méthylolés obtenus par condensation en milieu légèrement alcalin du formaldéhyde sur les composés comportant des groupes -NH ou -NH2 sont considérés comme des donneurs de formaldéhyde, il n'est pas très surprenant que de tels composés possèdent des propriétés bactéricides compte tenu des propriétés bactéricides bien connues du formaldéhyde (cf.J. Frédéric WALKER Formaldehyde Reinhold Publishing Corporation 1953 - p. 465 et suivantes). On a également proposé plus récemment comme bactéricides des produits de condensation de l'allantoine avec le glyoxal (brevet japonais 68 t6,141 - Chemical Abstracts 70.68369c) Compte tenu des propriétés bactéricides bien connues du glyoxal gOtto SCHALES, Arch. Biochem. Biophys. 34 55-63 (1951) Chemicai Abstracts 46 11324 Ji il n'est pas non plus surprenant que ces composés possèdent des propriétés bactéricides. On a trouvé quten condensant llallantoïne avec l'acide glyoxylique en milieu aqueux, en ltabsence de catalyseur, on obtenait des produits solubles dans 11 eau présentant des pro priétés bactéricides supérieures non seulement à celles des produits de condensation allantoine-glyoxal qui, à la connaissance de la-demanderesse sont assez faibles, mais supérieures même à celles des produits de condensation allantoine-formal- déhyde qui sont des bactéricides commercialisés et d'un usage courant.Ceci est d'autant plus inattendu que l'acide glyoxylique, contrairement au formaldéhyde et au glyoxal; s'il pos séide des propriétés bactériostatiques, ne possède pas des propriétés bactéricides. très marquées; il est notamment inefficace contre Escherichia Coli. Lorsqu'on chauffe en milieu aqueux de l'alîantoine normalement insoluble dans ce milieu avec de l'acide glyoxylique à raison d'au moins une molécule d'acide glyoxylique par molécule d'allantoine, on constate qu'auprès une durée plus ou moins longue selon la température de chauffage, l'allantoine se dissout entièrement.On ignore la constitution exacte des produits formés mais il est probable qu'il se produit essentiellement une réaction d'addition de la fonction carbonyle de l'acide gyoxy- lique sur les azotes les plus facilement substituables de l'al lantolne. On peut donc probablement représenter les produits de la réaction par une formule du type dans laquelle R représente H ou le radical Il est également possible qu'il se forme des ponts entre deux azotes de deux molécules différentes. Si l'on augmente la proportion molaire d'acide glyoxylique, on augmente la rapidité de dissolution, mais on constate rapidement que les produits obtenus contiennent davantage d'acide glyoxylique libre. les produits selon l'invention sont obtenus en condensant en milieu aqueux à température comprise entre 400 et 9O0C l'allantoine avec l'acide glyoxylique dans la proportion de 1 à 2 molécules d'acide glyoxylique par molécule d'allantolne, jusqu'à dissolution complète de l'allantoine. ta durée de chauffage est fonction de la température et de la proportion d'acide glyoxylique utilisée. On utilise avantageusement 1,5 molécule d'acide glyoxylique. par molécule d'allantoine. Il est également possible d'obtenir des produits de condensation de l'allantoine avec l'acide glyoxylique en effectuant la condensation avec un glyoxylate alcalin, eientuel- lement en présence d'un catalyseur alcalin, mais les produits obtenus ne possèdent pas de propriétés bactéricides. En libérant la fonction carboxylique par action d'un acide organique, l'acide acétique par exemple, on observe une certaine activité bactéricide, mais nettement inférieure à celle des produits obtenus par condensation acide et les produits contiennent en outre une quantité importante de sel alcalin comme impureté. les produits de la réaction peuvent être utilisés tels quels en solution aqueuse ou sous forme de poudre obtenue par atomisation ou par pulvérisation de la masse amorphe résultant de l'élimination sous vide à basse température de l'eau de la masse réactionnelle. les doses d'utilisation peuvent atteindre 1 % du produit à protéger mais on emploie avantageusement 0,2 à 0,5 S selon la composition du produit à conserver. Ces produits présentent une activité bactéricide très nette et plus prononcée que celle meme des produits de condensation de l'allantoine et du formaldéhyde notamment sur Staphylo- coccus aureus, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa et Escherichia Coli et dans certaines conditions-en fonction de la composition du produit à conserver (voir exemple 7)-également sur les levures (Candida Albicans). Du fait de ces propriétés bactéricides, de leur grande solubilité dans l'eau et de leur compatibilité avec la plupart des autres matières premières utilisées, les produits selon l'invention constituent d'excellents agents de conservation des solutions, émulsions ou suspensions aqueuses comme les compositions cosmétiques, les émulsions aqueuses vinyliques ou acryliques, les fluides pour le travail des métaux (huiles dé forage et huiles de coupe) ainsi que les agents de nettoyage ménagers (détergent pour lavage de la-vaisselle). Il va de soi que dans ces compositions les produits selon l'invention peuvent entre associés à d'autres agents bactéricides usuels en vue de renforcer éventuellement leur efficacité en élargissant leur spectre antimicrobien comme par exemple les esters de I 'acide p-hydroxybenzotque ("Parabene"). Les exemples suivants illustrent l'invention EXEMPLE 1 On chauffe pendant 7 heures sous agitation à 50-550C le mélange de 222 g (1,5 mole) d'acide glyoxylique à 50 %, 158 g ( 1 mole) d'allantoine et 100 ml d'eau. On évapore une partie de l'eau sous vide de 20 mm de mercure. Une partie (341g) de la masse résineuse obtenue (360 g) est séchée sur plateau à l'étuve à vide à 50 C. On obtient 248g de produit qui est pulvérisé. Le produit en poudre titre 3,3 % d'humidité par la méthode de FISHER. EXEMPLE 2 On maintient pendant 7 heures sous agitation à 45-50 C le mélange de 222 g (1,5 mole) d'acide glyoxylique à 50%, 158 g (1 mole) d'allantoine et 100 ml d'eau. Après évaporation de la majeure partie de l'eau sous vide, on obtient une résine dont on termine le séchage sur un plateau à l'étuve à 500C sous vide. On obtient 263 g de produit qui, après pulvérisation, contiennent 3,7 % d'humidité (dosage par la méthode de FISHER). EXEMPLE 3 Influence de la température de chauffage Des essais ont été effectués avec les mêmes proportions de réactif qu'à l'exemple 1 mais en faisant varier les températures de chauffage. On constate que, selon les températures, la dissolution de l'allantoïne est obtenue au bout de durées variables à 50 C la dissolution exige 2: H 30 à 70 C la dissolution exige 0 H 20 à 900C la dissolution exige 0 H 10 EXEMPLE 4 Influence des proportions de réactifs On chauffe à 70 C un mélange de 158 g (1 mole) d'allan tome, 155,5 g (1,05 mole) de solution aqueuse à 50% d'acide glyoxylique et de 100 ml d'eau. La dissolution n'est pas encore complète au bout de 6 H. Par contre avec les memes charges à 90 C on obtient la dissolution complète de l'allantoïne au bout de 25 minutes. On chauffe à 700C un mélange de 94,8 g (0,6 mole) d'allantoïne, 177,6 g (1,2 mole) de solution aqueuse à 50% d'acide glyoxylique et de 60 ml d'eau. La dissolution est complète au bout de 12 minutes. Dans tin essai identique à 900C la dissolution est complète au bout de 7 minutes. Dans ces deux derniers essais avec 2 moles d'acide glyoxylique par mole d'allantoIne on constate nettement, par chromatographie en couche mince, la présence d'acide glyoxylique libre. EXEMPLE 5 L'activité bactéricide dù produit en poudre de ltexem- pie 2 (A) a été testée comparativement avec un agent antimicrobien en poudre du commerce, utilisé en cosmétique et présenté comme un dérivé d'imidazolidinylurée (B), avec un produit en poudre obtenu par condensation en milieu légèrement alcalin d'une mole d'allantoXne avec 1,5 mole de formaldéhyde (C) et avec ùn produit en poudre obtenu par condensation sans catalyseur d'une mole d'allantoFne avec 1,5 mole de glyoxal (D). Le tableau ci-dessous indique l'efficacité bactéricide et fongicide vis 9 vis des divers types de microorganismes testés, exprimée en t/ml pour des durées de contact de 24 et 48 heures å température ambiante. MICRO- A B C D ORGANISMES 24 heures 48 heures 24 heures 48 heures 24 heures 48 heures 24 heures 48 heures Staph. aureus 15,6 3,9 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 62,5 E. coli 250 250 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 Ps. aeruginosa 125 125 > 1 000 500 250 250 > 1 000 > 1 000 Prot. vulgaris 15,6 7,8 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 C. albicans > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 Asp. Niger > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 > 1 000 On constate que le produit selon l'invention (A) possède une activité bactéricide très nettement supérieure a celle des produits B, C et D. A titre de comparaison un produit obtenu par condensation d'allantoine (l mole) avec du glyoxylate de Na (1,5 mole) puis reificiation par l'acide acétique a donné dans les mêmes conditions les résultats suivants MICROORGANISMES 24 HEURES 48 HEURES Staph. aureus 1 000 31 E. coli > 1 000 > 1 000 Ps. aeruginosa 1 000 1 000 Proteus vulgaris l 000 l 000 Candida albicans > 1 000 > 1 000 Aspergillus niger > 1 000 z > 1 000 Ce produit est donc nettement moins efficace que le produit A selon l'invention. EXEMPLE 6 On détermine comparativement l'activité bactéricide des produits A et B de l'exemple précédent en association avec un tensio-actif anionique utilisé dans l'Industrie cosmétique, à base de sel de sodium d'un alkyltriglycoléther sulfate RO (CH2 - CH2 - 0)3 - S03Na, ROH étant un alcool gras synthétique, svus forme de pâte à environ 68 % de matière active, exempt d'agent de conservation. Le tableau suivant donne, pour un certain nombre de microorganismes, le nombre de germes/g restant après les périodes de l heure à 17 jours pour un nombre initial de germes de 105/g. Escherichia coli Asperg. Niger Cand. Albicans Ps. aeruginosa 1 h 7 j 10 j 17 j 1 h 7 j 10 j 17 j 1 h 7 j 10 j 17 j 1 h 7 j 10 j 17 j 1) 104 100 103 100 103 100 104 100 2) 105 105 105 105 104 100 103 100 105 105 105 105 3) 104 105 106 105 103 100 103 100 105 105 105 105 4) > 100 100 104 100 100 100 100 100 5) 105 105 105 105 103 100 103 100 105 105 106 105 6) 104 100 103 100 103 100 102 100 1) Tensio - actif concentré sans agent de conservation. Ce produit sous forme concentrée possède un certain pouvoir bactéricide. 2) Tensio-actif en solution à 5% de matières actives sans agent de conservation. Cette solution ne possède pas un pouvoir de conservation suffisant. 3) Tensio-actif en solution à 5% de matières actives contenant en outre 0,1% de A. La teheur en A est insuffisante pour assurer la conservation. 4) Tensio-actif en solution à 5% de matières actives contenant en outre 0,5% de A. La teheur en A suffit pour assurer la conservation. 5) Tensio-actif en solution à 5% de matières actives contenant en outre 0,1% de B. La teheur en B est insuffisante pour assurer la conservation. 6) Tensio-actif en solution à 5% de matières actives contenant en outre 0,5% de B. La teheur en B suffit pour assurer la conservation. Dans ces essais le produit A se révèle supérieur au produit B particulièrement en ce qui concerne l'efficacité en fonction du temps. A agit beaucoup plus rapidement que B sur E Coli et Pseudomonas aeruginosa. EXEMPLE 7 On a testé comparativement les produits A et B comme agents de conservation dans un lait cosmétique nourrissant de composition suivante Emulsifiant à base d'esters phosphoriques : 4,5 % Huile de paraffine : 5,0 % Lanoline : l,5 % Alcool cétylique : 1,0 % "Squalans " (perhydrosqualène) : 8,0 % "Cerine" : 3,0 % Myristate d'isopropyle :10,0 % Eau, parfum :67,0 % Les résultats sont exprimés comme å l'exemple précédent dans le tableau suivant. Escherichia coli Asperg. Niger Cand. Albicans Ps. aeruginosa 1 h 7 j 10 j 17 j 1 h 7 j 10 j 17 j 1 h 7 j 10 j 17 j 1 h 7 j 10 j 17 j 1) 105 105 103 100 105 105 104 104 104 106 105 105 105 105 105 105 2) 105 100 104 104 103 104 104 105 104 105 103 102 103 100 3) 100 100 105 105 103 103 105 104 100 100 100 4) 105 100 104 105 103 103 105 105 104 105 104 103 103 103 5) 104 100 104 104 104 104 105 105 105 105 105 104 103 100 1) Lait nourrissant sans agent de conservation. 2) Lait nourrissant contenant 0,1 % de A conservation insuffisante. 3) Lait nourrissant contenant 0,5 % de A conservation suffisante. 4) Lait nourrissant contenant 0,1 % de B conservation insuffisante. 5) Lait nourrissant contenant 0,5 % de B conservation insuffisante. Dans ces essais le produit A selon l'invention s'est révélé supérieur au produit B. Partioulièrement contre E. Coli et Pseudomonas aeruginosa, mais aussi contre Candida Albicans. REVENDICATIONS i - Produits nouveaux caractérisés par le fait qu'ils sont obtenus par condensation de l'allantoYne avecL'acide glyoxylique, en milieu aqueux, à température comprise entre 400C et 900 C, à raison de l a 2 moles d'acide glyoxylique par mole d'allsn- toïne, la réaction étant poursuivie au moins jusqu'à dissolution complète de l'allantoïne. 2 - Produits selon la revendication 1 sous forme de poudre caractérisés par le fait que l'on élimine liteau du milieu réactionnel par évaporation sous vide-a basse température et que l'on pulvérise la masse amorphe obtenue. 3 - Produits selon les revendications 1 et 2 caractérisés par le fait que l'on utilise 1,5 mole d'acide glyoxylique par mole d'allantoine. 4 - Application en tant que bactéricides hydrosolubles des produits selon les revendications 1, 2 et 3. 5 - Application selon la revendication 4 de préférence à lafidose de 0,2 à 0,5 % du produit à protéger. 6 - Application selon la revendication 4 comme agents de conservation pour les produits industriels susceptibles de s'altérer sous l'action des microorganismes. 7 - Application selon la revendication 4 en combinaison avec d'autres agents de conservation usuels en vue d'élargir leur spectre antimicrobien.