抗菌活性を有するビス第四アンモニウム塩化合物及びその製造方法
【課題】 既知の第四アンモニウム塩化合物に比べて、極めて優れた殺菌効果と広い抗菌スペクトルを示し、かつ、安全性の高い新規なビス第四アンモニウム塩化合物及びその製造法を提供する。
【解決手段】 一般式
【化１】
［式中、Ｚはピリジン環を示し、Ｒ1及びＲ2は同一または異なり、各々水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ3は炭素数３〜１８のアルキレン基又はアルケニレン基を示し、Ｒ4はＺの環窒素原子に結合した炭素数６〜１８のアルキル基を示し、Ｘはアニオン示す］で表される抗菌活性を有するビス第四アンモニウム塩化合物。
【解決手段】 一般式
【化１】
［式中、Ｚはピリジン環を示し、Ｒ1及びＲ2は同一または異なり、各々水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ3は炭素数３〜１８のアルキレン基又はアルケニレン基を示し、Ｒ4はＺの環窒素原子に結合した炭素数６〜１８のアルキル基を示し、Ｘはアニオン示す］で表される抗菌活性を有するビス第四アンモニウム塩化合物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は抗菌活性を有するビス第四アンモニウム塩化合物及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】細菌、真菌等に抗菌活性を発揮するビス第四アンモニウム塩化合物は古くから知られており、現在も広く一般に用いられている。しかしながらこのような化合物は通常、抗菌活性に優れていると同時に生分解生成物の残留毒性も高いため、実際の使用に際しては安全性を考慮し、その応用範囲には制限がある。
【０００３】そのため、従来より抗菌活性に極めて優れ、かつ、生分解後は残留毒性が低く、地球環境に優しいビス第四アンモニウム塩化合物の開発が強く望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既知の第四アンモニウム塩化合物に比べて、極めて優れた殺菌効果と広い抗菌スペクトルを示し、かつ、安全性の高い新規なビス第四アンモニウム塩化合物及びその製造法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式（１）
【０００６】
【化３】
【０００７】［式中、Ｚはピリジン環を示し、Ｒ1及びＲ2は同一または異なり、各々水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ3は炭素数３〜１８のアルキレン基又はアルケニレン基を示し、Ｒ4はＺの環窒素原子に結合した炭素数６〜１８のアルキル基を示し、Ｘはアニオンを示す］で表される抗菌活性を有するビス第四アンモニウム塩化合物を提供するものである。
【０００８】上記一般式（１）において、Ｒ3のアルキレン基及びアルケニレン基としては炭素数３〜１８のものが用いられるが、殺菌力の観点からは炭素数４〜１２のものが好ましい。また、Ｒ4のアルキル基としては炭素数６〜１８のものが用いられるが、殺菌力の観点から炭素数８〜１４のものが好適である。さらに、Ｘによって示されるアニオンは、特に限定されるものではなく、例えば、Ｉ-、Ｂｒ-、Ｃｌ-、ＮＯ3-等の無機アニオン；ＣＨ3ＣＯＯ-等の有機酸アニオンなどが挙げられる。
【０００９】本発明の化合物は、一般式（２）
【００１０】
【化４】
【００１１】［式中、Ｚ、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は前記の意味を有する］で表されるアルキレンビスカルバモイルピリジン化合物を一般式（３）
Ｒ4Ｘ （３）
［式中、Ｒ4及びＸは前記の意味を有する］で表される化合物と反応させることにより製造することができる。
【００１２】上記反応は、通常、有機溶媒中、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ニトロメタン、ニトロエタン等の中で、約５０〜約１００℃の温度で行なうことができる。反応時間は１８〜４８時間程度とすることができる。
【００１３】或いは上記反応は、溶媒の存在下に、オートクレーブ中で加圧下、好ましくは約１０〜約１００ＭＰａにおいて約５０〜１００℃の温度で行なうこともできる。このときの反応時間は１０〜１２０時間程度とすることができる。
【００１４】式（２）の化合物と式（３）の化合物との反応割合は厳密に制限されるものではないが、通常、式（２）の化合物１モルに対して式（３）の化合物を２〜６モル、特に２．１〜３モルの割合で使用するのが好適である。
【００１５】上記反応により生成する式（１）の化合物は、それ自体既知の精製方法、例えば、再結晶等により精製することができる。
【００１６】上記反応において出発原料として使用される式（２）の化合物は、一部は既知のものも含まれているが（特開昭５５−８１８６１号公報、特開平３−８１２２２号公報参照）、例えば、下記式（４）
Ｚ−ＣＯＣｌ・ＨＣｌ （４）
［式中、Ｚは前記の意味を有する］で表される化合物を下記式（５）
【００１７】
【化５】
【００１８】［式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は前記の意味を有する］で表されるα，ω−ジアミノアルカンと反応させることによって合成することができる。
【００１９】式（４）の化合物と式（５）の化合物との反応は、通常、適当な有機溶媒中で室温ないし約１００℃の温度において実施することができる。式（４）の化合物に対する式（５）の化合物の使用割合は特に制限されないが、通常、式（５）の化合物１モルに対して式（４）の化合物を２〜４モル、特に２．１〜２．５モルの割合で用いるのが好適である。
【００２０】生成する式（２）の化合物は、必要に応じて、再結晶等の手段により精製することができる。
【００２１】上記の反応において用いられる式（４）の化合物としては、例えば、イソニコチン酸クロリド、ニコチン酸クロリド、ピコリン酸クロリド等が挙げられ、また、式（５）のα，ω−ジアミノアルカン類としては、例えば、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ぺンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミンなどを使用することができる。
【００２２】一方、前記式（２）の化合物との反応に用いられる式（３）の化合物としては、例えば沃化ヘキサン、沃化オクタン、沃化デカン、沃化ドデカン、沃化テトラデカン、沃化ヘキサデカン、沃化オクタデカン、臭化ヘキサン、臭化オクタン、臭化デカン、臭化ドデカン、臭化テトラデカン、臭化ヘキサデカン、臭化オクタデカン、塩化ヘキサン、塩化オクタン、塩化デカン、塩化ドデカン、塩化テトラデカン、塩化ヘキサデカン、塩化オクタデカンなどが挙げられる。
【００２３】以上述べた如くして製造される式（１）の化合物におけるアニオン（Ｘ）は、必要に応じて、例えば、式（１）の化合物を可溶性溶媒に溶解した後、希望するアニオンを含有する塩を加え、反応後、濃縮、乾燥、精製することにより、所望のアニオンと交換することができる。
【００２４】本発明の式（１）の化合物は、後記の試験例１及び２に示すとおり、種々の細菌、真菌に対して広い殺菌スペクトルを有しており、しかも、従来の市販の第四アンモニウム塩等に比べて、１／１０〜１／１００の最小殺菌濃度という優れた殺菌活性を示す。
【００２５】従って、本発明の式（１）の化合物は、従来の市販の同種の殺菌剤よりもはるかに少ない使用濃度で従来の殺菌剤と同等の殺菌効果を期待することができ、従って、経済的であり且つ人体に対する安全性もそれだけ向上する。さらに、本発明の式（１）の化合物の生分解生成物は、殺菌活性が１０００分の１に低下するため、本発明の化合物は環境に対して優しい薬剤ということができる。
【００２６】
【実施例】以下、実施例及び試験例により本発明をさらに具体的に説明する。
【００２７】実施例１ 中間体４ＢＰ-６の合成イソニコチン酸１２３ｇ(１.０mol)に過剰の塩化チオニルを滴下し、完全に室温で溶解するまで撹拌する。一夜放置後、過剰の塩化チオニルを回収し、さらに乾燥トルエンを投入し、反応系からトルエンと共に未回収塩化チオニルをできるだけ減圧留去する。得られた結晶性残留物をピリジンに懸濁させ、さらにトリエチルアミンを加えて、フリーベースとし、ヘキサメチレンジアミン(０.５mol)のピリジン溶液を滴下する。さらに室温で２４時間撹拌した。反応混合物に、２０％Ｋ2ＣＯ3水溶液を加え、中和、濃縮後、析出した粗晶を濾取する。粗晶は、イソプロピルアルコール／水で再結晶、減圧乾燥により、微黄褐色のＮ,Ｎ'-ヘキサメチレンビス（イソニコチン酸アミド）（以下、４ＢＰ-６と略記する）が得られた。
【００２８】実施例２ 最終化合物４ＢＰ-６,１２の合成２.００ｇ(６.１３mmol)の４ＢＰ-６をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４０mlに溶解し、臭化ドデカン３.０７ｇ(１２.３２mmol)を投入し、２日間還流した。冷後、減圧で溶媒を留去、得られた結晶をエチルアルコールで繰り返し再結晶、減圧乾燥し、融点８４〜８５℃の微黄色粉末のＮ,Ｎ'−ヘキサメチレンビス（４-カルバモイル−１−ドデシルピリジニウムブロマイド）（以下、４ＢＰ-６,１２と略記する）２.２ｇを得た。
【００２９】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,１２（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ），１.２９（３６Ｈ,ｓ），１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ），１.５８（４Ｈ,ｍ），１.９２（４Ｈ,ｍ），３.３３（４Ｈ,ｍ），４.６５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ），８.４５（４Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ），９.２７（６Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ）
元素分析：分子式Ｃ42Ｈ72Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ６１.１６ ８.８０ ６.７９ 実測値（％） ６１.１０ ８.９３ ６.６８ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法) Ｂｒ 理論値（％） １９.３８ 実測値（％） １９.５６実施例３ 最終化合物４ＢＰ-６,１４の合成実施例２と同様にして、４ＢＰ-６を臭化テトラデカンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点１１３〜１１５℃の微黄色粉末のＮ,Ｎ'-ヘキサメチレンビス（４−カルバモイル―１−テトラデシルピリジニウムブロマイド）（以下、４ＢＰ-６,１４と略記する）を得た。収率７８.２％。
【００３０】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,１４（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ），１.２３（４４Ｈ,ｓ），１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ），１.５８（４Ｈ,ｍ），１.９２（４Ｈ,ｍ），３.３４（４Ｈ,ｍ），４.６５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ），８.４５（４Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.７Ｈｚ），９.２７（６Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）
元素分析：分子式Ｃ46Ｈ80Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ６２.７２ ９.１５ ６.３６ 実測値（％） ６２.６１ ８.９３ ６.４７ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法) Ｂｒ 理論値（％） １８.１４ 実測値（％） １７.９８実施例４ 最終化合物４ＢＰ-６,１６の合成実施例２と同様にして、４ＢＰ-６を臭化ヘキサデカンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点１１２〜１１３℃の微黄色粉末のＮ,Ｎ'−ヘキサメチレンビス（４−カルバモイル―１−ヘキサデシルピリジニウムブロマイド）（以下、４ＢＰ-６,１６と略記する）を得た。収率８６.５％。
【００３１】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,１６（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.４Ｈｚ），１.２３（５２Ｈ,ｓ），１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ），１.５５（４Ｈ,ｍ），１.９２（４Ｈ,ｍ），３.２８（４Ｈ,ｍ），４.６５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.２Ｈｚ），８.４５（４Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.７Ｈｚ），９.２７（６Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）
元素分析：分子式Ｃ50Ｈ88Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ６４.０９ ９.４７ ５.９８ 実測値（％） ６３.９１ ９.３８ ６.０７ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法) Ｂｒ 理論値（％） １７.０５ 実測値（％） １６.９６実施例５ 最終化合物４ＢＰ-６,１０の合成実施例２と同様にして、４ＢＰ-６を臭化デカンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点１２８〜１３０℃の微黄色粉末のＮ,Ｎ'-ヘキサメチレンビス（４-カルバモイル―１-デシルピリジニウムブロマイド）（以下、４ＢＰ-６,１０と略記する）を得た。収率８５.７％。
【００３２】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,１０（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ），１.２８（２８Ｈ,ｓ），１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ），１.５８（４Ｈ,ｍ），１.９２（４Ｈ,ｍ），３.３１（４Ｈ,ｍ），４.６５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ），８.４５（４Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ），９.２７（６Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ）
元素分析：分子式Ｃ38Ｈ64Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５９.３７ ８.３９ ７.２９ 実測値（％） ５９.２１ ８.２３ ６.３７ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法) Ｂｒ 理論値（％） ２０.７９ 実測値（％） ２０.８２実施例６ 最終化合物４ＢＰ-６,８の合成実施例２と同様にして、４ＢＰ-６を臭化オクタンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点９０〜９１.５℃の微黄色粉末のＮ,Ｎ'-ヘキサメチレンビス（４-カルバモイル―１-オクチルピリジニウムブロマイド）（以下、４ＢＰ-６,８と略記する）を得た。収率８１.７％。
【００３３】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,８（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ），１.２７（２０Ｈ,ｓ），１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ），１.５８（４Ｈ,ｍ），１.９２（４Ｈ,ｍ），３.３４（４Ｈ,ｍ），４.６５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.２Ｈｚ），８.４５（４Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ），９.２７（６Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ）
元素分析：分子式Ｃ34Ｈ56Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５７.３０ ７.９２ ７.８６ 実測値（％） ５７.１６ ８.０２ ８.０４ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法) Ｂｒ 理論値（％） ２２.４２ 実測値（％） ２２.２８なお、上記実施例において得られた本発明の化合物をまとめて示せば、下記表１のとおりである。
【００３４】
【表１】
【００３５】試験例１ 真菌に対する最小発育阻止濃度(ＭＩＣ)の測定エタノールに表１に記載の化合物をそれぞれ５００ｐｐｍ（μｇ/ｍｌ）となるように溶解した。この薬剤溶液を無菌蒸留水で２倍の段階希釈を１０回繰り返し、希釈系列を調製した。
【００３６】一方、ＰＤＡ培地で１０〜１４日間培養した供試菌を１０6ｃｅｌｌ/ｍｌとなるように湿潤剤添加殺菌水で胞子液を調製した。希釈薬剤溶液１ｍｌと胞子液１ｍｌを混合し、インキュべーター中で２７℃／一週間培養後、増殖の有無を濁度で判定し、濁りを生じていないときの最小薬剤濃度をＭＩＣとした。結果を下記表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】試験例２ 細菌に対する最小発育阻止濃度(ＭＩＣ)の測定ニュートリエントブロス（ＮＢ培地）に薬剤（４ＢＰ―６,１２）を５００ｐｐｍ（μg/ml)となるように溶解した。この薬剤溶液をフレシュＮＢ培地で２倍の段階希釈を１０回繰り返し、希釈系列を調製した。
【００３９】一方、ＮＢ培地で２４時間培養した供試菌を１０6ｃｅｌｌ/ｍｌとなるようにＮＢ培地で接種菌液を調製した。希釈薬剤溶液１ｍｌと接種菌液１ｍｌを混合し、インキュベーター中で４８時間培養後、増殖の有無を濁度で判定し、濁りが生じていない最小薬剤濃度をＭＩＣとした。結果を下記表３に示す。
【００４０】
【表３】
【００４１】
【発明の効果】本発明のビス第四アンモニウム塩化合物は、既知の第四アンモニウム塩化合物に比べて、極めて優れた殺菌効果と広い抗菌スペクトルを示し、かつ、安全性も高く、殺菌剤として有用である。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は抗菌活性を有するビス第四アンモニウム塩化合物及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】細菌、真菌等に抗菌活性を発揮するビス第四アンモニウム塩化合物は古くから知られており、現在も広く一般に用いられている。しかしながらこのような化合物は通常、抗菌活性に優れていると同時に生分解生成物の残留毒性も高いため、実際の使用に際しては安全性を考慮し、その応用範囲には制限がある。
【０００３】そのため、従来より抗菌活性に極めて優れ、かつ、生分解後は残留毒性が低く、地球環境に優しいビス第四アンモニウム塩化合物の開発が強く望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既知の第四アンモニウム塩化合物に比べて、極めて優れた殺菌効果と広い抗菌スペクトルを示し、かつ、安全性の高い新規なビス第四アンモニウム塩化合物及びその製造法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式（１）
【０００６】
【化３】
【０００７】［式中、Ｚはピリジン環を示し、Ｒ1及びＲ2は同一または異なり、各々水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ3は炭素数３〜１８のアルキレン基又はアルケニレン基を示し、Ｒ4はＺの環窒素原子に結合した炭素数６〜１８のアルキル基を示し、Ｘはアニオンを示す］で表される抗菌活性を有するビス第四アンモニウム塩化合物を提供するものである。
【０００８】上記一般式（１）において、Ｒ3のアルキレン基及びアルケニレン基としては炭素数３〜１８のものが用いられるが、殺菌力の観点からは炭素数４〜１２のものが好ましい。また、Ｒ4のアルキル基としては炭素数６〜１８のものが用いられるが、殺菌力の観点から炭素数８〜１４のものが好適である。さらに、Ｘによって示されるアニオンは、特に限定されるものではなく、例えば、Ｉ-、Ｂｒ-、Ｃｌ-、ＮＯ3-等の無機アニオン；ＣＨ3ＣＯＯ-等の有機酸アニオンなどが挙げられる。
【０００９】本発明の化合物は、一般式（２）
【００１０】
【化４】
【００１１】［式中、Ｚ、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は前記の意味を有する］で表されるアルキレンビスカルバモイルピリジン化合物を一般式（３）
Ｒ4Ｘ （３）
［式中、Ｒ4及びＸは前記の意味を有する］で表される化合物と反応させることにより製造することができる。
【００１２】上記反応は、通常、有機溶媒中、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ニトロメタン、ニトロエタン等の中で、約５０〜約１００℃の温度で行なうことができる。反応時間は１８〜４８時間程度とすることができる。
【００１３】或いは上記反応は、溶媒の存在下に、オートクレーブ中で加圧下、好ましくは約１０〜約１００ＭＰａにおいて約５０〜１００℃の温度で行なうこともできる。このときの反応時間は１０〜１２０時間程度とすることができる。
【００１４】式（２）の化合物と式（３）の化合物との反応割合は厳密に制限されるものではないが、通常、式（２）の化合物１モルに対して式（３）の化合物を２〜６モル、特に２．１〜３モルの割合で使用するのが好適である。
【００１５】上記反応により生成する式（１）の化合物は、それ自体既知の精製方法、例えば、再結晶等により精製することができる。
【００１６】上記反応において出発原料として使用される式（２）の化合物は、一部は既知のものも含まれているが（特開昭５５−８１８６１号公報、特開平３−８１２２２号公報参照）、例えば、下記式（４）
Ｚ−ＣＯＣｌ・ＨＣｌ （４）
［式中、Ｚは前記の意味を有する］で表される化合物を下記式（５）
【００１７】
【化５】
【００１８】［式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は前記の意味を有する］で表されるα，ω−ジアミノアルカンと反応させることによって合成することができる。
【００１９】式（４）の化合物と式（５）の化合物との反応は、通常、適当な有機溶媒中で室温ないし約１００℃の温度において実施することができる。式（４）の化合物に対する式（５）の化合物の使用割合は特に制限されないが、通常、式（５）の化合物１モルに対して式（４）の化合物を２〜４モル、特に２．１〜２．５モルの割合で用いるのが好適である。
【００２０】生成する式（２）の化合物は、必要に応じて、再結晶等の手段により精製することができる。
【００２１】上記の反応において用いられる式（４）の化合物としては、例えば、イソニコチン酸クロリド、ニコチン酸クロリド、ピコリン酸クロリド等が挙げられ、また、式（５）のα，ω−ジアミノアルカン類としては、例えば、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ぺンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミンなどを使用することができる。
【００２２】一方、前記式（２）の化合物との反応に用いられる式（３）の化合物としては、例えば沃化ヘキサン、沃化オクタン、沃化デカン、沃化ドデカン、沃化テトラデカン、沃化ヘキサデカン、沃化オクタデカン、臭化ヘキサン、臭化オクタン、臭化デカン、臭化ドデカン、臭化テトラデカン、臭化ヘキサデカン、臭化オクタデカン、塩化ヘキサン、塩化オクタン、塩化デカン、塩化ドデカン、塩化テトラデカン、塩化ヘキサデカン、塩化オクタデカンなどが挙げられる。
【００２３】以上述べた如くして製造される式（１）の化合物におけるアニオン（Ｘ）は、必要に応じて、例えば、式（１）の化合物を可溶性溶媒に溶解した後、希望するアニオンを含有する塩を加え、反応後、濃縮、乾燥、精製することにより、所望のアニオンと交換することができる。
【００２４】本発明の式（１）の化合物は、後記の試験例１及び２に示すとおり、種々の細菌、真菌に対して広い殺菌スペクトルを有しており、しかも、従来の市販の第四アンモニウム塩等に比べて、１／１０〜１／１００の最小殺菌濃度という優れた殺菌活性を示す。
【００２５】従って、本発明の式（１）の化合物は、従来の市販の同種の殺菌剤よりもはるかに少ない使用濃度で従来の殺菌剤と同等の殺菌効果を期待することができ、従って、経済的であり且つ人体に対する安全性もそれだけ向上する。さらに、本発明の式（１）の化合物の生分解生成物は、殺菌活性が１０００分の１に低下するため、本発明の化合物は環境に対して優しい薬剤ということができる。
【００２６】
【実施例】以下、実施例及び試験例により本発明をさらに具体的に説明する。
【００２７】実施例１ 中間体４ＢＰ-６の合成イソニコチン酸１２３ｇ(１.０mol)に過剰の塩化チオニルを滴下し、完全に室温で溶解するまで撹拌する。一夜放置後、過剰の塩化チオニルを回収し、さらに乾燥トルエンを投入し、反応系からトルエンと共に未回収塩化チオニルをできるだけ減圧留去する。得られた結晶性残留物をピリジンに懸濁させ、さらにトリエチルアミンを加えて、フリーベースとし、ヘキサメチレンジアミン(０.５mol)のピリジン溶液を滴下する。さらに室温で２４時間撹拌した。反応混合物に、２０％Ｋ2ＣＯ3水溶液を加え、中和、濃縮後、析出した粗晶を濾取する。粗晶は、イソプロピルアルコール／水で再結晶、減圧乾燥により、微黄褐色のＮ,Ｎ'-ヘキサメチレンビス（イソニコチン酸アミド）（以下、４ＢＰ-６と略記する）が得られた。
【００２８】実施例２ 最終化合物４ＢＰ-６,１２の合成２.００ｇ(６.１３mmol)の４ＢＰ-６をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド４０mlに溶解し、臭化ドデカン３.０７ｇ(１２.３２mmol)を投入し、２日間還流した。冷後、減圧で溶媒を留去、得られた結晶をエチルアルコールで繰り返し再結晶、減圧乾燥し、融点８４〜８５℃の微黄色粉末のＮ,Ｎ'−ヘキサメチレンビス（４-カルバモイル−１−ドデシルピリジニウムブロマイド）（以下、４ＢＰ-６,１２と略記する）２.２ｇを得た。
【００２９】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,１２（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ），１.２９（３６Ｈ,ｓ），１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ），１.５８（４Ｈ,ｍ），１.９２（４Ｈ,ｍ），３.３３（４Ｈ,ｍ），４.６５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ），８.４５（４Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ），９.２７（６Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ）
元素分析：分子式Ｃ42Ｈ72Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ６１.１６ ８.８０ ６.７９ 実測値（％） ６１.１０ ８.９３ ６.６８ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法) Ｂｒ 理論値（％） １９.３８ 実測値（％） １９.５６実施例３ 最終化合物４ＢＰ-６,１４の合成実施例２と同様にして、４ＢＰ-６を臭化テトラデカンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点１１３〜１１５℃の微黄色粉末のＮ,Ｎ'-ヘキサメチレンビス（４−カルバモイル―１−テトラデシルピリジニウムブロマイド）（以下、４ＢＰ-６,１４と略記する）を得た。収率７８.２％。
【００３０】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,１４（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ），１.２３（４４Ｈ,ｓ），１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ），１.５８（４Ｈ,ｍ），１.９２（４Ｈ,ｍ），３.３４（４Ｈ,ｍ），４.６５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ），８.４５（４Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.７Ｈｚ），９.２７（６Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）
元素分析：分子式Ｃ46Ｈ80Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ６２.７２ ９.１５ ６.３６ 実測値（％） ６２.６１ ８.９３ ６.４７ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法) Ｂｒ 理論値（％） １８.１４ 実測値（％） １７.９８実施例４ 最終化合物４ＢＰ-６,１６の合成実施例２と同様にして、４ＢＰ-６を臭化ヘキサデカンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点１１２〜１１３℃の微黄色粉末のＮ,Ｎ'−ヘキサメチレンビス（４−カルバモイル―１−ヘキサデシルピリジニウムブロマイド）（以下、４ＢＰ-６,１６と略記する）を得た。収率８６.５％。
【００３１】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,１６（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.４Ｈｚ），１.２３（５２Ｈ,ｓ），１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ），１.５５（４Ｈ,ｍ），１.９２（４Ｈ,ｍ），３.２８（４Ｈ,ｍ），４.６５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.２Ｈｚ），８.４５（４Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.７Ｈｚ），９.２７（６Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）
元素分析：分子式Ｃ50Ｈ88Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ６４.０９ ９.４７ ５.９８ 実測値（％） ６３.９１ ９.３８ ６.０７ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法) Ｂｒ 理論値（％） １７.０５ 実測値（％） １６.９６実施例５ 最終化合物４ＢＰ-６,１０の合成実施例２と同様にして、４ＢＰ-６を臭化デカンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点１２８〜１３０℃の微黄色粉末のＮ,Ｎ'-ヘキサメチレンビス（４-カルバモイル―１-デシルピリジニウムブロマイド）（以下、４ＢＰ-６,１０と略記する）を得た。収率８５.７％。
【００３２】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,１０（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ），１.２８（２８Ｈ,ｓ），１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ），１.５８（４Ｈ,ｍ），１.９２（４Ｈ,ｍ），３.３１（４Ｈ,ｍ），４.６５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ），８.４５（４Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ），９.２７（６Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ）
元素分析：分子式Ｃ38Ｈ64Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５９.３７ ８.３９ ７.２９ 実測値（％） ５９.２１ ８.２３ ６.３７ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法) Ｂｒ 理論値（％） ２０.７９ 実測値（％） ２０.８２実施例６ 最終化合物４ＢＰ-６,８の合成実施例２と同様にして、４ＢＰ-６を臭化オクタンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点９０〜９１.５℃の微黄色粉末のＮ,Ｎ'-ヘキサメチレンビス（４-カルバモイル―１-オクチルピリジニウムブロマイド）（以下、４ＢＰ-６,８と略記する）を得た。収率８１.７％。
【００３３】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,８（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ），１.２７（２０Ｈ,ｓ），１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ），１.５８（４Ｈ,ｍ），１.９２（４Ｈ,ｍ），３.３４（４Ｈ,ｍ），４.６５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.２Ｈｚ），８.４５（４Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ），９.２７（６Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.８Ｈｚ）
元素分析：分子式Ｃ34Ｈ56Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５７.３０ ７.９２ ７.８６ 実測値（％） ５７.１６ ８.０２ ８.０４ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法) Ｂｒ 理論値（％） ２２.４２ 実測値（％） ２２.２８なお、上記実施例において得られた本発明の化合物をまとめて示せば、下記表１のとおりである。
【００３４】
【表１】
【００３５】試験例１ 真菌に対する最小発育阻止濃度(ＭＩＣ)の測定エタノールに表１に記載の化合物をそれぞれ５００ｐｐｍ（μｇ/ｍｌ）となるように溶解した。この薬剤溶液を無菌蒸留水で２倍の段階希釈を１０回繰り返し、希釈系列を調製した。
【００３６】一方、ＰＤＡ培地で１０〜１４日間培養した供試菌を１０6ｃｅｌｌ/ｍｌとなるように湿潤剤添加殺菌水で胞子液を調製した。希釈薬剤溶液１ｍｌと胞子液１ｍｌを混合し、インキュべーター中で２７℃／一週間培養後、増殖の有無を濁度で判定し、濁りを生じていないときの最小薬剤濃度をＭＩＣとした。結果を下記表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】試験例２ 細菌に対する最小発育阻止濃度(ＭＩＣ)の測定ニュートリエントブロス（ＮＢ培地）に薬剤（４ＢＰ―６,１２）を５００ｐｐｍ（μg/ml)となるように溶解した。この薬剤溶液をフレシュＮＢ培地で２倍の段階希釈を１０回繰り返し、希釈系列を調製した。
【００３９】一方、ＮＢ培地で２４時間培養した供試菌を１０6ｃｅｌｌ/ｍｌとなるようにＮＢ培地で接種菌液を調製した。希釈薬剤溶液１ｍｌと接種菌液１ｍｌを混合し、インキュベーター中で４８時間培養後、増殖の有無を濁度で判定し、濁りが生じていない最小薬剤濃度をＭＩＣとした。結果を下記表３に示す。
【００４０】
【表３】
【００４１】
【発明の効果】本発明のビス第四アンモニウム塩化合物は、既知の第四アンモニウム塩化合物に比べて、極めて優れた殺菌効果と広い抗菌スペクトルを示し、かつ、安全性も高く、殺菌剤として有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一般式（１）
【化１】
［式中、Ｚはピリジン環を示し、Ｒ1及びＲ2は同一または異なり、各々水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ3は炭素数３〜１８のアルキレン基又はアルケニレン基を示し、Ｒ4はＺの環窒素原子に結合した炭素数６〜１８のアルキル基を示し、Ｘはアニオンを示す］で表される抗菌活性を有するビス第四アンモニウム塩化合物。
【請求項２】 一般式（２）
【化２】
［式中、Ｚはピリジン環を示し、Ｒ1及びＲ2は同一または異なり、各々水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ3は炭素数３〜１８のアルキレン基又はアルケニレン基を示す］で表されるアルキレンビスカルバモイルピリジン化合物を一般式（３）
Ｒ4Ｘ （３）
［式中、Ｒ4は炭素数６〜１８のアルキル基を示し、Ｘはアニオンを示す］で表される化合物と反応させることを特徴とする請求項１に記載の一般式（Ｉ）で表されるビス第四アンモニウム塩化合物の製造法。
【請求項１】 一般式（１）
【化１】
［式中、Ｚはピリジン環を示し、Ｒ1及びＲ2は同一または異なり、各々水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ3は炭素数３〜１８のアルキレン基又はアルケニレン基を示し、Ｒ4はＺの環窒素原子に結合した炭素数６〜１８のアルキル基を示し、Ｘはアニオンを示す］で表される抗菌活性を有するビス第四アンモニウム塩化合物。
【請求項２】 一般式（２）
【化２】
［式中、Ｚはピリジン環を示し、Ｒ1及びＲ2は同一または異なり、各々水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示し、Ｒ3は炭素数３〜１８のアルキレン基又はアルケニレン基を示す］で表されるアルキレンビスカルバモイルピリジン化合物を一般式（３）
Ｒ4Ｘ （３）
［式中、Ｒ4は炭素数６〜１８のアルキル基を示し、Ｘはアニオンを示す］で表される化合物と反応させることを特徴とする請求項１に記載の一般式（Ｉ）で表されるビス第四アンモニウム塩化合物の製造法。
【公開番号】特開平９−１１０６９２
【公開日】平成９年（１９９７）４月２８日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平７−２９５００１
【出願日】平成７年（１９９５）１０月１９日
【出願人】（０００１０２０１６）イヌイ株式会社 (4)
【公開日】平成９年（１９９７）４月２８日
【国際特許分類】
【出願日】平成７年（１９９５）１０月１９日
【出願人】（０００１０２０１６）イヌイ株式会社 (4)
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