ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ ПРОТИВОМИКРОБНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СОДЕРЖАЩИХ ВОДУ СИСТЕМАХ
HETEROCYCLIC ANTIMICROBIAL COMPOUNDS FOR USE IN WATER-CONTAINING SYSTEMS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к противомикробным соединениям и способам их применения для борьбы с микроорганизмами в водных или содержащих воду системах, или в системах, которые подвергаются воздействию влаги.
Уровень техники
Защита водных систем от микробного загрязнения является крайне важной для успешного осуществления многих промышленных технологий, включая операции по добыче нефти или природного газа. В ходе добычи нефти и газа загрязнение микроорганизмами, аэробными и анаэробными бактериями, может привести к значительным затруднениям, таким как закисление пласта (в основном вызванное анаэробными сульфатредуцирующими бактериями (СРБ)), вызванная микробами коррозия (ВМК) металлических поверхностей оборудования и трубопроводов и разложение полимерных добавок.
Глутаровый альдегид является известным противомикробным соединением, которое используют для борьбы с ростом микроорганизмов в водных системах и средах, включая использующиеся при добыче нефти и газа. Однако глутаровый альдегид обладает рядом недостатков. Например, он может со временем разлагаться при повышенных температурах, которые часто используют в производственном оборудовании для добычи нефти и газа. Это вещество также может дезактивироваться при воздействии химических веществ, обычно использующихся в нефтяной промышленности, таких как бисульфиты и амины. Такие условия могут оказать отрицательное воздействие на инфраструктуру нефтяной промышленности (скважины, трубопроводы и т.п.) и объекты, подверженные микробному загрязнению.
Задачей настоящего изобретения является разработка противомикробных систем, обладающих улучшенной термической и химической стабильностью.
Описание изобретения
Согласно изобретению установлено, что соединения формулы I, описанные в настоящем изобретении, применимы для борьбы с микроорганизмами в водных или содержащих воду системах, или в системах, которые подвергаются воздействию влаги, включая использующиеся при добыче нефти и газа. В отличие от свободного альдегида соединения формулы I являются более стабильными при повышенных температурах, что позволяет расширить возможности борьбы с микробным загрязнением. Кроме того, соединения могут обладать улучшенной стабильностью в присутствии других химических веществ, таких как восстановительные или окислительные реагенты, включая бисульфиты и амины, которые в противном случае привели бы к разложению свободного глутарового альдегида.
Поэтому одним объектом настоящего изобретения является соединения формулы I:
1
2
3
2
3
4
4
1
10
3
8
3
8
1
6
в которой n равно 0 или 1; R, R и R независимо обозначают Н, линейный или разветвленный С-С-алкил или С-С-циклоалкил, или R и R вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, образуют С-С-циклоалкил; и X обозначает О или NR, где R обозначает Н или С-С-алкил.
Другим объектом настоящего изобретения являются способы борьбы с микроорганизмами в водных или содержащих воду системах, или в системах, которые подвергаются воздействию влаги. В некоторых вариантах осуществления водная или содержащая воду система обладает температурой, равной по меньшей мере 40°C. Способ включает взаимодействие водной или содержащей воду системы с соединением формулы I, описанным в настоящем изобретении.
Подробное описание изобретения
"Алкил" при использовании в настоящем описании включает обладающие линейной и разветвленной цепью алифатические группы, содержащие указанное количество атомов углерода. Типичные алкильные группы включают, но не ограничиваются только ими, метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, гексил, гептил и октил.
1
6
Термин "циклоалкил" означает насыщенные и частично ненасыщенные углеводородные группы, содержащие указанное количество атомов углерода. Предпочтительные циклоалкильные группы включают, но не ограничиваются только ими, циклопентил, циклогексил, циклогептил и циклооктил. Циклоалкил необязательно замещен линейным или разветвленным C-С-алкилом.
Для задач настоящего описания значения термина "микроорганизм" включают, но не ограничивается только ими, бактерии, грибы, водоросли, археи и вирусы. Термины "борьба" и "подавление" следует понимать в широком смысле, включая следующие значения и не ограничиваясь только ими, подавление роста или размножения микроорганизмов, уничтожение микроорганизмов, дезинфекцию и/или консервацию с целью предупреждения повторного роста микроорганизмов. В некоторых вариантах осуществления микроорганизмами являются бактерии. В некоторых вариантах осуществления микроорганизмами являются аэробные бактерии. В некоторых вариантах осуществления микроорганизмами являются анаэробные бактерии. В некоторых вариантах осуществления микроорганизмами являются сульфатредуцирующие бактерии (СРБ). В некоторых вариантах осуществления микроорганизмами являются кислотопродуцирующие бактерии (КПБ). В некоторых вариантах осуществления микроорганизмами являются археи.
Если не указано иное, то диапазоны числовых значений, например, такие как "от 2 до 10", включают числовые значения, определяющие диапазон (например, 2 и 10).
Если не указано иное, то отношения, значения, выраженные в процентах, частях и т.п., являются массовыми.
Как отмечено выше, настоящее изобретение относится к соединениям и способам их применения для борьбы с микроорганизмами в водных или содержащих воду системах, или в системах, которые подвергаются воздействию влаги, включая использующиеся при добыче нефти и газа.
Соединения, предлагаемые в настоящем изобретении, могут описываться формулой I:
1
2
3
2
3
4
4
1
10
3
8
3
8
1
6
в которой n равно 0 или 1; R, R и R независимо обозначают Н, линейный или разветвленный С-С-алкил или С-С-циклоалкил, или R и R вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, образуют С-С-циклоалкил; и X обозначает О или NR, где R обозначает Н или C-С-алкил.
1
В некоторых вариантах осуществления в соединениях формулы I Rобозначает Н.
2
3
1
10
В некоторых вариантах осуществления R обозначает Н и R обозначает линейный или разветвленный C-С-алкил.
2
3
3
8
В некоторых вариантах осуществления R обозначает Н и R обозначает С-С-циклоалкил.
2
3
1
10
В некоторых вариантах осуществления R и R независимо обозначают линейный или разветвленный С-С-алкил.
В некоторых вариантах осуществления n равно 0.
В некоторых вариантах осуществления X обозначает О.
4
4
4
1
6
В некоторых вариантах осуществления X обозначает NR, где R обозначает Н или C-С-алкил. В некоторых вариантах осуществления R обозначает Н.
Типичные соединения формулы I включают следующие:
В некоторых вариантах осуществления 2,3,4,8,9,9а-гексагидропиридо[2,1-b][1,3]оксазин исключен из числа соединений, предлагаемых в настоящем изобретении.
Соединения формулы I можно получить, например, как это представлено на схеме I. Обычно глутаровый альдегид смешивают с амином А в подходящем растворителе, таком как вода. Смесь можно перемешивать в течение промежутка времени, достаточного для протекания реакции и образования искомого соединения формулы I. Продукт можно использовать без обработки или его можно необязательно дополнительно очистить по методикам, хорошо известным специалистам в данной области техники, таким как кристаллизация, хроматография, перегонка, экстракция и т.п.
Соединение А, использующееся в описанном выше синтезе, обычно является амином, который содержит дополнительную амино- или гидроксигруппу. Примеры включают: 3-аминооктан-4-ол, 2-амино-4-этилоктан-3-ол, (1-аминоциклогексил)метанол, 2-амино-2-метилпропан-1-ол, 3-аминобутан-2-ол, 3-амино-1-пропанол, пентан-1,3-диамин или 2-амино-4-изопропилгептан-3-ол. Такие соединения могут иметься в продаже и/или их могут легко получить специалисты в данной области техники.
Как указано выше, в настоящем изобретении нет необходимости выделения соединений формулы I из реакционной смеси, в которой они были синтезированы, или их очистки, и в некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительным использование реакционной смеси для борьбы с микроорганизмами без проведения ее очистки. Такая смесь может содержать изомеры соединения или полимерные соединения, или другие побочные продукты, которые являются инертными или которые также могут обеспечить уничтожение микроорганизмов.
Соединения формулы I при термической активации могут высвобождать глутаровый альдегид. Однако, в отличие от свободного альдегида, соединения являются более стабильными при повышенных температурах, что позволяет расширить возможности борьбы с микробным загрязнением. Кроме того, соединения могут обладать улучшенной стабильностью в присутствии других химических веществ, таких как бисульфиты и амины, которые в противном случае привели бы к разложению свободных альдегидов.
Вследствие их стабильности и возможности их термической активации соединения, предлагаемые в настоящем изобретении, применимы для борьбы с микроорганизмами в течение длительных периодов времени в водных или содержащих воду системах, или в системах, которые подвергаются воздействию влаги, включая системы, находящийся при повышенных температурах. Соединения, предлагаемые в настоящем изобретении, также применимы для включения в продукты, которые производят или хранят при повышенных температурах. Соединения также применимы для борьбы с микроорганизмами в водных или содержащих воду системах, которые могут находиться или использоваться в жидкостях для добычи нефти или природного газа, оборотной воде бумагоделательной машины, промышленной рециркулирующей воде, растворах крахмала, эмульсиях латекса или полимера, продуктах для нанесения покрытий или строительства, или бытовых изделиях, или средствах для личной гигиены, которые производят при повышенных температурах, изделиях из пластмассы, смазочно-охлаждающих жидкостях для горячего вальцевания, промышленных жидкостях для мытья посуды или стирки, жидкостях для защиты животных от биологического воздействия или высокоактивных жидкостях для дезинфекции. В некоторых вариантах осуществления водная или содержащая воду система может находиться или использоваться в жидкостях для добычи нефти или природного газа. Примеры таких систем включают, но не ограничиваются только ими, жидкости для гидроразрыва пласта, буровые растворы, воду для заводнения, пластовую воду и добываемые жидкости.
В некоторых вариантах осуществления система может находиться при температуре, равной 40°C или выше, альтернативно, при 55°C или выше, альтернативно, при 60°C или выше, альтернативно, при 70°C или выше, или, альтернативно, при 80°C или выше.
Наряду с термической стабильностью соединения также могут обладать эффективностью в случае, когда в системе содержится дезактивирующий реагент, такой как источник бисульфит-иона или амины.
Специалист с общей подготовкой в данной области техники без проведения сложных экспериментов может определить эффективное количество соединения, которое необходимо использовать в любом конкретном случае для уничтожения микроорганизмов. Например, подходящая концентрация, обычно составляет по меньшей мере примерно 1 мас. част./млн, альтернативно, по меньшей мере примерно 5 мас. част./млн, альтернативно, по меньшей мере примерно 50 мас. част./млн, или, альтернативно по меньшей мере примерно 100 мас. част./млн в пересчете на 1 экв. глутарового альдегида, который может высвободиться (предполагая 100% высвобождение) соединением формулы I. В некоторых вариантах осуществления концентрация равна 2500 част./млн или менее, альтернативно, 1500 част./млн или менее, или, альтернативно, 1000 част./млн или менее. В некоторых вариантах осуществления эквивалентная концентрация альдегида равна примерно 100 част./млн.
Соединения формулы I можно использовать в системе с другими добавками, такими как, но не ограничиваясь только ими, поверхностно-активные вещества, ионогенные/неионогенные полимеры и ингибиторы образования отложений и коррозии, поглотители кислорода, нитраты или нитриты, и/или с дополнительными противомикробными соединениями.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения более подробно описаны в приведенных ниже примерах.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
4
В трехгорлую круглодонную колбу объемом 250 мл, снабженную стержнем для перемешивания, термопарой, капельной воронкой с присоединенным сверху патрубком для подачи азота и холодильником, помещают 3-аминооктан-4-ол (85%, 42,7 г, 0,25 молей, 1,0 экв.). Колбу охлаждают примерно до 10°C в бане со смесью лед/вода. После установления температуры в течение 45 мин по каплям добавляют глутаровый альдегид (50%, 50,0 г, 0,25 молей, 1,0 экв.). Температуру реакционной смеси поддерживают путем охлаждения бани и регулирования добавления глутарового альдегида. После завершения добавления глутарового альдегида прозрачная реакционная смесь становится мутной/непрозрачной и начинается образование вязкого липкого твердого вещества, что делает перемешивание затруднительным. Через 2 ч к реакционной смеси добавляют 100 мл этилацетата и энергично перемешивают в атмосфере азота. Все содержимое колбы растворяют в этилацетате. Слой, содержащий этилацетат, дважды промывают с помощью 100 мл воды и органический слой сушат над сульфатом магния. MgSO отфильтровывают, затем органический растворитель отгоняют с помощью роторного испарителя и получают примерно 43 г неочищенного вещества (выход 82,3%). Анализ с помощью ГХ-МС (газовая хроматография-масс-спектрометрия) подтверждает наличие четырех изомеров соединения (1), 2-бутил-3-этил-3,7,8,8а-тетрагидро-2Н-оксазоло[3,2-а]пиридина, и с помощью ХИ-МС (ХИ - химическая ионизация) найдено [М+Н]=210.
Пример 2
4
В трехгорлую круглодонную колбу объемом 50 мл, снабженную стержнем для перемешивания, термопарой, капельной воронкой с присоединенным сверху патрубком для подачи азота и холодильником, помещают 2-амино-4-этилоктан-3-ол (100%, 8,7 г, 0,05 молей, 1,0 экв.) и 10 мл воды. Колбу охлаждают примерно до 10°C в бане со смесью лед/вода. После установления температуры в течение 15 мин по каплям добавляют глутаровый альдегид (50%, 10,0 г, 0,05 молей, 1,0 экв.). Температуру реакционной смеси поддерживают путем охлаждения бани и регулирования добавления глутарового альдегида. После завершения добавления глутарового альдегида прозрачная реакционная смесь становится мутной/непрозрачной и начинается образование вязкого липкого твердого вещества, что делает перемешивание затруднительным. Через 1 ч к реакционной смеси добавляют 50 мл этилацетата и энергично перемешивают в атмосфере азота. Все содержимое колбы растворяют в этилацетате. Слой, содержащий этилацетат, дважды промывают с помощью 50 мл воды и органический слой сушат над сульфатом магния. MgSO отфильтровывают, затем органический растворитель отгоняют с помощью роторного испарителя и получают примерно 10,93 г неочищенного вещества (выход 91,8%). Анализ с помощью ГХ-МС подтверждает наличие шести изомеров соединения (2), 2-(гептан-3-ил)-3-метил-3,7,8,8а-тетрагидро-2Н-оксазоло[3,2-а]пиридина, и с помощью ХИ-МС найдено [М+Н]=238.
Пример 3
.
В трехгорлую круглодонную колбу объемом 50 мл, снабженную стержнем для перемешивания, термопарой, капельной воронкой с присоединенным сверху патрубком для подачи азота и холодильником, помещают (1-аминоциклогексил)метанол (100%, 3,23 г, 0,025 молей, 1,0 экв.) и 6 мл воды. Колбу охлаждают примерно до 10°C в бане со смесью лед/вода. После установления температуры в течение 10 мин по каплям добавляют глутаровый альдегид (50%, 5,0 г, 0,025 молей, 1,0 экв.). Температуру реакционной смеси поддерживают путем охлаждения бани и регулирования добавления глутарового альдегида. После завершения добавления глутарового альдегида реакционная смесь быстро становится вязкой и перемешивание становится крайне затруднительным. Для растворения твердого вещества к реакционной смеси добавляют 30 мл этил ацетата, однако лишь небольшое количество вещества, содержащегося в этой реакционной смеси, растворяется в этилацетате. Желтый раствор, содержащий этилацетат, сливают и избыток растворитель удаляют с помощью роторного испарителя. Эта процедура приводит к получению 1,13 г (выход 21,7%) желтого вязкого вещества. Анализ с помощью ГХ-МС подтверждает наличие соединения (3), 2',7',8',8а'-тетрагидроспиро[циклогексан-1,3'-оксазоло[3,2-а]пиридина], и с помощью ХИ-МС найдено [М+Н]=194.
Пример 4
4
В трехгорлую круглодонную колбу объемом 50 мл, снабженную стержнем для перемешивания, термопарой, капельной воронкой с присоединенным сверху патрубком для подачи азота и холодильником, помещают 2-амино-2-метилпропан-1-ол (95%, 7,8 г, 0,083 молей, 1,0 экв.). Колбу охлаждают примерно до 10°C в бане со смесью лед/вода. После установления температуры в течение 15-20 мин по каплям добавляют глутаровый альдегид (50%, 16,7 г, 0,083 молей, 1,0 экв.). Температуру реакционной смеси поддерживают путем охлаждения бани и регулирования добавления глутарового альдегида. После завершения добавления глутарового альдегида прозрачная реакционная смесь становится мутной/непрозрачной и начинается образование вязкого липкого твердого вещества, что делает перемешивание затруднительным. Реакцию останавливают и проводят анализ вещества с помощью ГХ и наблюдают пик при 11,99 мин, который соответствует соединению (4). Данные ГХ указывают на небольшие количества нескольких примесей с пиками в области более значительных времен удерживания. К реакционной смеси добавляют 20 мл этилацетата и энергично перемешивают в атмосфере азота. Все содержимое колбы растворяют в этилацетате. Слой, содержащий этилацетат, дважды промывают с помощью 25 мл воды и органический слой сушат над сульфатом магния. MgSO отфильтровывают, затем органический растворитель отгоняют с помощью роторного испарителя и получают примерно 6,72 г неочищенного вещества (выход 52%). Однако при повторном проведении анализа высушенного образца с помощью ГХ обнаружено существенное уменьшение площади пика при 11,99 мин, тогда как пики примесей в области более значительных времен удерживания становятся преобладающими, что указывает на то, что соединение (4) обладает ограниченной стабильностью. Анализ с помощью ГХ-МС подтверждает наличие соединения (4), 3,3-диметил-3,7,8,8а-тетрагидро-2Н-оксазоло[3,2-а]пиридина, и с помощью ХИ-МС найдено [М+Н]=154, однако оно не является основным соединением, содержащимся в неочищенной смеси.
Пример 5
4
В трехгорлую круглодонную колбу объемом 100 мл, снабженную стержнем для перемешивания, термопарой, капельной воронкой с присоединенным сверху патрубком для подачи азота и холодильником, помещают 3-аминобутан-2-ол (100%, 8,9 г, 0,1 молей, 1,0 экв.). Колбу охлаждают примерно до 10°C в бане со смесью лед/вода. После установления температуры в течение 20 мин по каплям добавляют глутаровый альдегид (50%, 20,0 г, 0,1 молей, 1,0 экв.). Температуру реакционной смеси поддерживают путем охлаждения бани и регулирования добавления глутарового альдегида. После завершения добавления глутарового альдегида прозрачная реакционная смесь становится непрозрачной и начинается образование вязкого липкого твердого вещества, что делает перемешивание затруднительным. Реакцию останавливают и проводят анализ вещества с помощью ГХ и наблюдают 4 пика изомеров в диапазоне от 11,92 до 12,30 мин, которые соответствуют соединению (5). Данные ГХ указывают на небольшие количества нескольких примесей с пиками в области более значительных времен удерживания. К реакционной смеси добавляют 20 мл этилацетата и энергично перемешивают в атмосфере азота. Все содержимое колбы растворяют в этилацетате. Слой, содержащий этилацетат, дважды промывают с помощью 25 мл воды и органический слой сушат над сульфатом магния. MgSO отфильтровывают, затем органический растворитель отгоняют с помощью роторного испарителя и получают примерно 7,1 г неочищенного вещества (выход 46,4%). Однако при повторном проведении анализа высушенного образца с помощью ГХ обнаружено существенное уменьшение площади пиков при 11,92 и 12,30 мин, тогда как пики примесей в области более значительных времен удерживания становятся преобладающими, что указывает на то, что соединение (5) обладает ограниченной стабильностью. Анализ с помощью ГХ-МС подтверждает наличие соединения (5), 2,3-диметил-3,7,8,8а-тетрагидро-2Н-оксазоло[3,2-а]пиридина, и с помощью ХИ-МС найдено [М+Н]=154, однако оно не является основным соединением, содержащимся в неочищенной смеси.
Пример 6
4
В трехгорлую круглодонную колбу объемом 100 мл, снабженную стержнем для перемешивания, термопарой, капельной воронкой с присоединенным сверху патрубком для подачи азота и холодильником, помещают 3-амино-1-пропанол (100%, 7,52 г, 0,1 молей, 1,0 экв.). Колбу охлаждают примерно до 10°C в бане со смесью лед/вода. После установления температуры глутаровый альдегид (50%, 20,0 г, 0,1 молей, 1,0 экв.) по каплям добавляют в течение 20 мин. Температуру реакционной смеси поддерживают путем охлаждения бани и регулирования добавления глутарового альдегида. После завершения добавления глутарового альдегида прозрачная реакционная смесь становится вязкой и желтой. Не наблюдается осаждения из раствора какого-либо твердого вещества. Реакционную смесь перемешивают в бане со смесью лед/вода в течение 30 мин и постепенно нагревают до комнатной температуры. При повышении температуры реакционной смеси желтое вещество становится коричневым. ГХ реакционной смеси указывает на израсходование исходного вещества и наблюдается интенсивный пик при времени удерживания, равном 12,15 мин. Реакционную смесь растворяют в 25 мл этилацетата и энергично перемешивают в атмосфере азота. Все содержимое колбы растворяют в этилацетате. Слой, содержащий этил ацетат, трижды промывают с помощью 25 мл воды и органический слой сушат над сульфатом магния. MgSO отфильтровывают, затем органический растворитель отгоняют с помощью роторного испарителя и получают примерно 3,83 г неочищенного вещества (выход 58%). Анализ с помощью ГХ-МС подтверждает наличие соединения (6), 2,3,4,8,9,9а-гексагидропиридо[2,1-b][1,3]оксазина, и с помощью ХИ-МС найдено [М+Н]=139,9.
Пример 7
В трехгорлую круглодонную колбу объемом 100 мл, снабженную стержнем для перемешивания, термопарой, капельной воронкой с присоединенным сверху патрубком для подачи азота и холодильником, помещают пентан-1,3-диамин (100%, 10,2 г, 0,1 молей, 1,0 экв.). Колбу охлаждают примерно до 10°C в бане со смесью лед/вода. После установления температуры глутаровый альдегид (50%, 20,0 г, 0,1 молей, 1,0 экв.) по каплям добавляют в течение 20 мин. Температуру реакционной смеси поддерживают путем охлаждения бани и регулирования добавления глутарового альдегида. После завершения добавления глутарового альдегида прозрачная реакционная смесь становится вязкой и желтой. Затем для облегчения перемешивания добавляют 15 мл воды. Не наблюдается осаждения из раствора какого-либо твердого вещества. Реакционную смесь перемешивают в бане со смесью лед/вода в течение 30 мин и постепенно нагревают до комнатной температуры. ГХ реакционной смеси указывает на израсходование исходного вещества и наблюдаются интенсивные пики при времени удерживания, равном 13,51 и 13,89 мин. Пики соответствуют разным изомерам соединения (7).
4
Реакционную смесь растворяют в 25 мл этилацетата и энергично перемешивают в атмосфере азота. Все содержимое колбы растворяют в этилацетате. Слой, содержащий этил ацетат, трижды промывают с помощью 25 мл воды и органический слой сушат над сульфатом магния. MgSO отфильтровывают, затем органический растворитель отгоняют с помощью роторного испарителя и получают примерно 7,60 г неочищенного вещества (выход 45,8%). Анализ с помощью ГХ-МС подтверждает наличие соединения (7), 2-этил-2,3,4,8,9,9а-гексагидро-1Н-пиридо[1,2-а]пиримидина, и с помощью ХИ-МС найдено [М+Н]=167.
Пример 8
Исследование биоцидной эффективности при комнатной температуре
Исследуют биоцидную эффективность глутарового альдегида и соединений 1 и 2 по отношению к группе аэробных организмов при комнатной температуре и по отношению к сульфатредуцирующим бактериям (СРБ) при комнатной температуре. Исследования проводят следующим образом:
a. Получение исходных растворов. Глутаровый альдегид (50% раствор в воде) и соединения 1 и 2 все растворяют в ДМСО (диметилсульфоксид) до обеспечения концентрации, равной 200 мМ, что эквивалентно 20000 част./млн свободного глутарового альдегида.
6
b. Аэробные бактерии - в 96-луночный планшет помещают смешанную группу, состоящую из 6 видов бактерий, в забуференном фосфатом физиологическом растворе при концентрации, равной примерно 5×10 КОЕ (колониеобразующие единицы)/мл. Каждую лунку подвергают независимой химической обработке глутаровым альдегидом или соединением 1 или 2 при концентрациях глутарового альдегида, находящихся в диапазоне от 200 до 12 част./млн. Также проводят контрольную обработку только с помощью ДМСО. При каждом условии эксперименты повторяют трижды. После инкубирования в течение установленных промежутков времени (1, 4 и 24 ч) подсчитывают количество живых клеток в каждой лунке путем разведения до исчезновения в среде, содержащей в качестве индикатора резазурин.
c. Сульфатредуцирующие бактерии (СРБ) - исследование СРБ проводят так же, как в случае аэробных бактерий, но со следующими изменениями: штаммы Desulfovibrio longus исследуют в анаэробном ЗФФ и количество живых клеток подсчитывают в среде, содержащей в качестве индикатора растворимое соединение железа.
d. Результаты: Значения означают минимальную дозу (указаны в част./млн), необходимую для 3-кратного логарифмического уменьшения концентрации бактерий. "НП" (не применимо) означает, что ни одна из исследованных доз не обеспечивает пороговое значение. "ДН" означает "данных нет".
Соединения 1 и 2 не обладают значительной биоцидной эффективностью по отношению к аэробным бактериям при комнатной температуре. Они обладают некоторой активностью по отношению к СРБ, но являются не такими эффективными, как глутаровый альдегид.
Исследование биоцидной эффективности при повышенной температуре
5
Соединение 1 (208 мг) растворяют в ДМСО (5 мл) и получают 200 мМ раствор, такой, что концентрация исходного раствора эквивалентна концентрации глутарового альдегида, равной 20000 част./млн. Штамм бактерий Thermus thermophilus (АТСС 27634) выдерживают при 70°C. После роста в течение 24-48 ч 10 мл бактериальной культуры собирают путем центрифугирования в настольной центрифуге Beckman-Coulter при 3000 об/мин в течение 15 мин. Таблетку клеток повторно суспендируют в 100 мл забуференного фосфатом физиологического раствора (ЗФФ) и получают концентрацию, равную примерно 5×10 КОЕ/мл, и аликвоты по 10 мл помещают в стеклянные пробирки для исследования, снабженные завинчивающимися крышками. Образцы приводят в равновесие при 37, 55 или 70°C в течение 30 мин и затем обрабатывают глутаровым альдегидом или соединением 1 при концентрации, эквивалентной 50 част./млн глутарового альдегида.
Обработанные образцы выдерживают при их соответствующих равновесных температурах в течение 4 ч и затем подсчитывают количество живых бактерий. Через 24 ч процедуру повторяют путем добавления свежевыращенных бактерий к образцам, чтобы повторно стимулировать биоцид. Через 4 ч в образцах проводят повторный подсчет.
Результаты приведены в виде отношения логарифма количества уничтоженных бактерий в обработанной популяции бактерий к количеству в необработанной контрольной группе при каждой температуре. Для значений, указанных, как ">x", фактическое количество уничтоженных бактерий могло быть большим, но его невозможно было определить в этом исследовании. При 70°C соединение 1 обладает такой же активностью, как глутаровый альдегид, но при более низких температурах оно является менее эффективным.