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と比較して、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、安全性の高い環境に優しい新規なビス第四アンモニウム塩化合物及びその製造方法を提供する。
【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は同一又は異なり、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炭素数３〜１８の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のアルキル基又はアルケニル基を示し、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。
【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は同一又は異なり、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炭素数３〜１８の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のアルキル基又はアルケニル基を示し、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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】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並びにその製造方法及び抗菌剤としての用途に関する。
【０００２】
【従来の技術】細菌、真菌等に対して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６】
【０００７】［式中、Ｚはピリジン環を示し、Ｒ1及びＲ2は同一又は異なり、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炭素数３〜１８の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のアルキル基又はアルケニル基を示し、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によって示されるアルキレン基及びアルケニレン基としては、炭素数３〜１８の直鎖状もしくは分枝鎖状のものが用いられるが、殺菌力の観点から炭素数４〜１２のものが好ましい。また、Ｒ4によって示されるアルキル基又はアルケニル基としては、炭素数６〜１８の直鎖状もしくは分枝鎖状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。なお、式（１）中の２つのＲ4は、天然油脂由来の炭素数が互いに異なるアルキル基又はアルケニル基であってもよい。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等が挙げられる。
【０００９】本発明の上記式（１）の化合物は、例えば、一般式（２）
【００１０】
【化７】
【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、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類や、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、アセトニトリル、メチルセロセルブ、エチルセロソルブ等の中で、約５０〜約１２０℃の温度で行うことができる。反応時間は通常２〜４８時間程度とすることができる。
【００１３】或いは上記反応は、上記の如き溶媒の存在下に、オートクレーブ中で加圧下、好ましくは約１０〜１００ＭＰａ（メガパスカル）において約５０〜約１００℃の温度で行うこともできる。この時の反応時間は通常約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、通常の分離精製手段、例えば、再結晶操作等により容易に精製することができる。
【００１６】上記反応において出発物質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おり（特開昭５５−８１８６１号公報、特開平３−８１２２２号公報参照）、例えば、ピリジンカルボン酸クロライド類と対応するアルキレンジアミン誘導体との反応により製造することができる。
【００１７】式（２）の化合物は、また、本発明者らが開発した方法、すなわち、下記式（４）
Ｚ−ＣＯＯＲ5 （４）
［式中、Ｚは前記の意味を有し、Ｒ5はアルキル基、アラルキル基又はアリール基を示す］で表されるピリジンカルボン酸エステルを下記式（５）
【００１８】
【化８】
【００１９】［式中、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ジアミン又はアルケニレンジアミン、好ましくはα,ω-ジアミノアルカン類と縮合させる方法によっても製造することができる。
【００２０】式（４）の化合物と式（５）の化合物との縮合反応は、通常、塩基触媒の存在下に、適当な有機溶媒中で、室温〜約１１０℃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。
【００２１】触媒として使用する塩基としては、特にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物が有効であり、例えばアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、アルコラート、水素化物等が挙げられるが、工業的には安価に市場より入手しうるナトリウムメチラートやナトリウムエチラート等のアルコラートが好適である。塩基の使用量は特に制限されるものではなく触媒量で十分であり、通常、式（４）のエステル１モルに対し０.０３〜０.３モルの割合で用いるのが好適である。
【００２２】上記反応により生成する式（２）の化合物は、必要により、通常の分離精製手段、例えば、再結晶操作等により容易に精製することができる。
【００２３】上記反応において出発物質として用いられる式（４）のピリジンカルボン酸エステルとしては、例えばイソニコチン酸メチル、イソニコチン酸エチルエステル、ニコチン酸メチル、ニコチン酸エチルエステル、ピコリン酸メチル、ピコリン酸エチル等が挙げられ、また、式（６）のα,ω-ジアミノアルカン酸としては、例えば、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペ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等を使用することができる。
【００２４】一方、式（２）の化合物と反応せしめられる式（３）の化合物としてはハロゲン化アルキル類が好適であり、その具体例としては、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、塩化オクタデカン等が挙げられる。
【００２５】また、天然油脂に由来する炭素数の異なるハロゲン化アルキル混合物も式（３）の化合物として用いることができる。
【００２６】本発明の式（１）の化合物は、また、一般式（６）
【００２７】
【化９】
【００２８】［式中、Ｚ及びＲ4は前記の意味を有し、Ｒ6はアルキル基、アラルキル基又はアリール基を示す］で表される化合物と前記式（５）で表されるアルキレンジアミン又はアルケニレンジアミンとの加熱反応により製造することもできる。
【００２９】以上に述べた方法で製造される式（１）の化合物におけるアニオン（Ｘ）は、必要に応じて、一般的な処理方法で所望の他のアニオンと交換することができる。アニオンは、特に限定されるものではなく、ヨウ素、臭素、塩素、フッ素、ヨウ素酸、臭素酸、塩素酸、過ヨウ素酸、過塩素酸、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸のアニオン；蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバル酸、オクタン酸、オクチル酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ソルビン酸、オレイン酸、エライジン酸、マレイン酸、シトラコン酸、メサコン酸；乳酸、リンゴ酸、クエン酸、グリコン酸等のヒドロキシ酸類；ピルビン酸等のオキソ酸類；安息香酸類、フタル酸類、ナフタレンカルボン酸等の炭素環式カルボン酸類；フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸等の複素環式カルボン酸類；アミノ酸類；メタン（アルキル）スルフォン酸、メチルベンゼンスルフォン酸等の有機スルフォン酸類；エリソルビン酸、アスコルビン酸、デヒドロ酢酸等の有機酸のアニオン、さらにアルコラート及びフェノラート類、水酸基等のアニオンを挙げることができる。
【００３０】本発明の式（１）の化合物は、後記の試験例１〜３に示すとおり、種々の細菌、真菌に対して広い抗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抗菌活性を示す。特に、現在一般に広く使用されている塩化ベンザルコニウムと比較して約３０倍という高い抗菌活性を有しており、しかも急性経口毒性値が極めて低く（ＬＤ50≧２０００ｍｇ／ｋｇ：マウス）、強力かつ安全な抗菌剤として極めて有用である。
【００３１】しかも、本発明の式（１）の化合物の生分解生成物は、最小殺菌濃度が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抗菌剤ということができる。
【００３２】本発明の化合物は、特に腐敗菌及び変敗菌に対する抗菌力が強く、従って、例えば、防菌防臭加工繊維製品、皮革製品、建材、木材、塗料、接着剤、プラスチック、フィルム、紙、パルプ、金属加工油、食品、医薬品、化粧品、文房具、畜産分野等における抗菌剤として幅広くその応用が期待される。
【００３３】
【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。
【００３４】実施例１：中間体４ＢＰ６の合成副生するエタノールを留去できる装置を備えた５００ｍｌ反応缶に５３.３ｇのイソニコチン酸エチル、２０.０ｇのヘキサメチレンジアミン、３００ｍｌのトルエン及び４.０ｇのナトリウムメチラート（２８％メタノール溶液）を仕込み、撹拌する。浴温を９０℃に保つとエタノールの留出にともない次第に白色の結晶が析出する。エタノールの留出停止後、さらに約１時間熟成する。冷却後、析出物を濾取し、水で十分洗浄し、減圧乾燥、白色のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（イソニコチン酸アミド）（以下、４ＢＰ６という）が定量的に得られた。融点１８２.８〜１８３.１℃。
【００３５】
元素分析：分子式Ｃ18Ｈ22Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ６６.２４ ６.７９ １７.１７ 実測値（％） ６６.３４ ６.８３ １７.１６実施例２：最終化合物４ＢＰ６-１０の合成３２.６ｇ（０.１ｍｏｌ）の４ＢＰ６をＮ,Ｎ-ジメチルホルムアミド３５ｍｌに溶解し、４８.７ｇ（０.２２ｍｏｌ）の臭化デカンを投入し、約１１０〜１２０℃で７時間加熱した。反応物をアセトン５００ｍｌに投入し、析出した結晶を濾取後、メタノール／アセトン／酢酸エチルエステルの３種類の溶剤を組み合わせて、繰り返し再結晶を行い、減圧乾燥、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、４ＢＰ６-１０という）を得た。収率８５.７％。
【００３６】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,１０（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ）、１.２８（２８Ｈ,ｓ）、１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.６（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.３（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（％） ５９.２４ ８.３３ ７.３７ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｂｒ 理論値（％） ２０.７９ 実測値（％） ２０.９２実施例３：中間体３ＢＰ６の合成副生するメタノールを留去できる装置を備えた５リットルの４口フラスコに、３７０ｇのニコチン酸メチル、１５０ｇのヘキサメチレンジアミン、１９００ｇのトルエン及び３５ｇのナトリウムメチラート（２８％メタノール溶液）を仕込み、撹拌する。浴温を８０℃に保つとメタノール及びトルエンの共沸物の留出にともない次第に白色の結晶が析出する。メタノールの留出停止後、さらに約１時間熟成する。冷却後、析出物を濾取し、トルエン４００ｇ、ついで水で十分洗浄し、減圧乾燥により、白色のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（ニコチン酸アミド）（以下、３ＢＰ６という）が定量的に得られた。融点１６４.４〜１６５.２℃。ＨＰＬＣ：９９.７％ 元素分析：分子式Ｃ18Ｈ22Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ６６.２４ ６.７９ １７.１７ 実測値（％） ６６.３７ ６.８３ １７.１３実施例４：最終化合物３ＢＰ６-８の合成実施例２と同様にして、３ＢＰ６を沃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９６〜９７℃の黄色粉末のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（３-カルバモイル-１-オクチルピリジニウム アイオダイド）（以下、３ＢＰ６-８という）を得た。収率８１.７％。ＨＰＬＣ：９９.２％。
【００３７】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-８（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ）、１.２７（２０Ｈ,ｓ）、１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.６（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.３（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Ｃ34Ｈ56Ｉ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５０.６３ ７.００ ６.９５ 実測値（％） ５０.５６ ７.０２ ７.０４ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｉ 理論値（％） ３１.４６ 実測値（％） ３１.２８実施例５：最終化合物３ＢＰ６-１０の合成実施例２と同様にして、３ＢＰ６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９５〜９６℃の白色粉末のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（３-カルバモイル-１-デシルピリジニウム ブロマイド）（以下、３ＢＰ６-１０という）を得た。収率８３.２％。ＨＰＬＣ：９９.３％。
【００３８】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-１０（δｐｐｍ）
０.８６（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.８Ｈｚ）、１.２３（２８Ｈ,ｓ）、１.３６（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.５（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.５（４Ｈ,ｍ）、４.９７（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ）、８.１４（２Ｈ,ｍ）、９.０４（２Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）、９.１９（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝７.８Ｈｚ）、９.５５（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝５.９Ｈｚ）、１０.００（２Ｈ,ｓ）
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（％） ５９.１７ ８.５２ ７.１１ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｂｒ 理論値（％） ２０.７９ 実測値（％） ２０.９２実施例６：最終化合物３ＢＰ６-１２の合成実施例２と同様にして、３ＢＰ６を沃化ドデカンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点１０７〜１０８℃の黄色粉末の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 アイオダイド）（以下、３ＢＰ６-１２という）を得た。収率９３.６％。ＨＰＬＣ：９９.５％。
【００３９】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-１２（δｐｐｍ）
０.８７（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）、１.２３（３６Ｈ,ｓ）、１.３５（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.５（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.５（４Ｈ,ｍ）、４.９７（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ）、８.１２（２Ｈ,ｍ）、９.０３（２Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）、９.１８（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝７.７Ｈｚ）、９.５７（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.０Ｈｚ）、９.９８（２Ｈ,ｓ）
元素分析：分子式Ｃ42Ｈ72Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５４.９０ ７.９０ ６.１０ 実測値（％） ５４.７７ ７.７６ ６.２５ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｉ 理論値（％） ２７.６２ 実測値（％） ２７.８４実施例７：最終化合物３ＢＰ６-１４の合成実施例３で得られた４.０ｇ（１２.２ｍｍｏｌ）の３ＢＰ６及び６.９ｇ（２５.０ｍｍｏｌ）の沃化テトラデカンをエチルアルコール４０ｍｌに溶解し、８０℃で、８００気圧の加圧下で４８時間反応させた。反応混合物を室温まで冷却し、生じた白色沈殿物を濾取、エチルアルコール／アセトン／酢酸エチルエステルの３種類の溶剤を組み合わせて、繰り返し再結晶を行い、減圧乾燥、融点１１０〜１１２℃の黄色粉末のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（３-カルバモイル-１-テトラデシルピリジニウム アイオダイド）（以下、３ＢＰ６-１４という）を得た。収率８７.６％。ＨＰＬＣ：９９.２％。
【００４０】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-１４（δｐｐｍ）
０.８７（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.６Ｈｚ）、１.２３（４４Ｈ,ｓ）、１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.６（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.５（４Ｈ,ｍ）、４.９５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.６Ｈｚ）、８.１１（２Ｈ,ｍ）、９.０７（２Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）、９.１８（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝７.８Ｈｚ）、９.５６（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.１Ｈｚ）、９.９７（２Ｈ,ｓ）
元素分析：分子式Ｃ46Ｈ80Ｉ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５６.６７ ８.２７ ５.７５ 実測値（％） ５６.４８ ８.０８ ５.７０ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｉ 理論値（％） ２６.０３ 実測値（％） ２６.１７実施例８：最終化合物３ＢＰ６-１６の合成実施例７と同様にして、３ＢＰ６を沃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１１５〜１１７℃の黄色粉末のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（３-カルバモイル-１-ヘキサデシルピリジニウム アイオダイド）（以下、３ＢＰ６-１６という）を得た。収率８９.０％。ＨＰＬＣ：９９.７％。
【００４１】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-１６（δｐｐｍ）
０.８７（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.６Ｈｚ）、１.２３（５２Ｈ,ｓ）、１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.６（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.５（４Ｈ,ｍ）、４.９６（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.２Ｈｚ）、８.１４（２Ｈ,ｍ）、９.０７（２Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）、９.１９（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝７.７Ｈｚ）、９.５７（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.１Ｈｚ）、９.９９（２Ｈ,ｓ）
元素分析：分子式Ｃ50Ｈ88Ｉ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５８.２４ ８.６０ ５.４３ 実測値（％） ５８.０１ ８.３４ ５.４６ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｉ 理論値（％） ２４.６１ 実測値（％） ２４.７３実施例９：最終化合物３ＢＰ６-１８の合成実施例７と同様にして、３ＢＰ６を臭化オクタデカンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点１１８〜１２０℃の黄色粉末のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（３-カルバモイル-１-オクタデシルピリジニウム アイオダイド）（以下、３ＢＰ６-１８という）を得た。収率８７.２％。ＨＰＬＣ：９９.６％。
【００４２】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-１８（δｐｐｍ）
０.８７（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ）、１.２８（６０Ｈ,ｓ）、１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.６（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.５（４Ｈ,ｍ）、４.９７（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ）、８.１３（２Ｈ,ｍ）、９.０５（２Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.６Ｈｚ）、９.１８（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝７.６Ｈｚ）、９.５８（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝５.８Ｈｚ）、１０.００（２Ｈ,ｓ）
元素分析：分子式Ｃ54Ｈ96Ｉ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５９.６６ ８.９０ ５.１５ 実測値（％） ５９.５６ ８.７７ ５.３４ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｉ 理論値（％） ２３.３４ 実測値（％） ２３.４７以上の実施例で製造された式（１）の化合物をまとめて下記表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】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薬剤（表１）をそれぞれ、４００μｇ／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。
【００４５】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希釈し胞子液を調製した。希釈薬剤溶液１ｍｌと胞子液１ｍｌを混合し、インキュベーター中で２７℃／一週間培養後、増殖の有無を濁度で判定し、濁度を生じていない所をＭＩＣとした。結果を下記表２に示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】試験例２：細胞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（３ＢＰ６-１２）を５００μｇ／ｍｌとなるように溶解した。この薬剤溶液をフレッシュＮＢ培地で段階希釈を繰り返し、希釈系列を調整した。
【００４８】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培地で希釈し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。
【００４９】
【表３】
【００５０】
【発明の効果】本発明の抗菌活性を有する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、抗菌剤として有用である。
【０００１】
【発明の属する技術分野】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並びにその製造方法及び抗菌剤としての用途に関する。
【０００２】
【従来の技術】細菌、真菌等に対して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６】
【０００７】［式中、Ｚはピリジン環を示し、Ｒ1及びＲ2は同一又は異なり、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炭素数３〜１８の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のアルキル基又はアルケニル基を示し、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によって示されるアルキレン基及びアルケニレン基としては、炭素数３〜１８の直鎖状もしくは分枝鎖状のものが用いられるが、殺菌力の観点から炭素数４〜１２のものが好ましい。また、Ｒ4によって示されるアルキル基又はアルケニル基としては、炭素数６〜１８の直鎖状もしくは分枝鎖状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。なお、式（１）中の２つのＲ4は、天然油脂由来の炭素数が互いに異なるアルキル基又はアルケニル基であってもよい。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等が挙げられる。
【０００９】本発明の上記式（１）の化合物は、例えば、一般式（２）
【００１０】
【化７】
【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、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類や、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、アセトニトリル、メチルセロセルブ、エチルセロソルブ等の中で、約５０〜約１２０℃の温度で行うことができる。反応時間は通常２〜４８時間程度とすることができる。
【００１３】或いは上記反応は、上記の如き溶媒の存在下に、オートクレーブ中で加圧下、好ましくは約１０〜１００ＭＰａ（メガパスカル）において約５０〜約１００℃の温度で行うこともできる。この時の反応時間は通常約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、通常の分離精製手段、例えば、再結晶操作等により容易に精製することができる。
【００１６】上記反応において出発物質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おり（特開昭５５−８１８６１号公報、特開平３−８１２２２号公報参照）、例えば、ピリジンカルボン酸クロライド類と対応するアルキレンジアミン誘導体との反応により製造することができる。
【００１７】式（２）の化合物は、また、本発明者らが開発した方法、すなわち、下記式（４）
Ｚ−ＣＯＯＲ5 （４）
［式中、Ｚは前記の意味を有し、Ｒ5はアルキル基、アラルキル基又はアリール基を示す］で表されるピリジンカルボン酸エステルを下記式（５）
【００１８】
【化８】
【００１９】［式中、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ジアミン又はアルケニレンジアミン、好ましくはα,ω-ジアミノアルカン類と縮合させる方法によっても製造することができる。
【００２０】式（４）の化合物と式（５）の化合物との縮合反応は、通常、塩基触媒の存在下に、適当な有機溶媒中で、室温〜約１１０℃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。
【００２１】触媒として使用する塩基としては、特にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物が有効であり、例えばアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、アルコラート、水素化物等が挙げられるが、工業的には安価に市場より入手しうるナトリウムメチラートやナトリウムエチラート等のアルコラートが好適である。塩基の使用量は特に制限されるものではなく触媒量で十分であり、通常、式（４）のエステル１モルに対し０.０３〜０.３モルの割合で用いるのが好適である。
【００２２】上記反応により生成する式（２）の化合物は、必要により、通常の分離精製手段、例えば、再結晶操作等により容易に精製することができる。
【００２３】上記反応において出発物質として用いられる式（４）のピリジンカルボン酸エステルとしては、例えばイソニコチン酸メチル、イソニコチン酸エチルエステル、ニコチン酸メチル、ニコチン酸エチルエステル、ピコリン酸メチル、ピコリン酸エチル等が挙げられ、また、式（６）のα,ω-ジアミノアルカン酸としては、例えば、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペ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等を使用することができる。
【００２４】一方、式（２）の化合物と反応せしめられる式（３）の化合物としてはハロゲン化アルキル類が好適であり、その具体例としては、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、塩化オクタデカン等が挙げられる。
【００２５】また、天然油脂に由来する炭素数の異なるハロゲン化アルキル混合物も式（３）の化合物として用いることができる。
【００２６】本発明の式（１）の化合物は、また、一般式（６）
【００２７】
【化９】
【００２８】［式中、Ｚ及びＲ4は前記の意味を有し、Ｒ6はアルキル基、アラルキル基又はアリール基を示す］で表される化合物と前記式（５）で表されるアルキレンジアミン又はアルケニレンジアミンとの加熱反応により製造することもできる。
【００２９】以上に述べた方法で製造される式（１）の化合物におけるアニオン（Ｘ）は、必要に応じて、一般的な処理方法で所望の他のアニオンと交換することができる。アニオンは、特に限定されるものではなく、ヨウ素、臭素、塩素、フッ素、ヨウ素酸、臭素酸、塩素酸、過ヨウ素酸、過塩素酸、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸のアニオン；蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバル酸、オクタン酸、オクチル酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ソルビン酸、オレイン酸、エライジン酸、マレイン酸、シトラコン酸、メサコン酸；乳酸、リンゴ酸、クエン酸、グリコン酸等のヒドロキシ酸類；ピルビン酸等のオキソ酸類；安息香酸類、フタル酸類、ナフタレンカルボン酸等の炭素環式カルボン酸類；フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸等の複素環式カルボン酸類；アミノ酸類；メタン（アルキル）スルフォン酸、メチルベンゼンスルフォン酸等の有機スルフォン酸類；エリソルビン酸、アスコルビン酸、デヒドロ酢酸等の有機酸のアニオン、さらにアルコラート及びフェノラート類、水酸基等のアニオンを挙げることができる。
【００３０】本発明の式（１）の化合物は、後記の試験例１〜３に示すとおり、種々の細菌、真菌に対して広い抗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抗菌活性を示す。特に、現在一般に広く使用されている塩化ベンザルコニウムと比較して約３０倍という高い抗菌活性を有しており、しかも急性経口毒性値が極めて低く（ＬＤ50≧２０００ｍｇ／ｋｇ：マウス）、強力かつ安全な抗菌剤として極めて有用である。
【００３１】しかも、本発明の式（１）の化合物の生分解生成物は、最小殺菌濃度が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抗菌剤ということができる。
【００３２】本発明の化合物は、特に腐敗菌及び変敗菌に対する抗菌力が強く、従って、例えば、防菌防臭加工繊維製品、皮革製品、建材、木材、塗料、接着剤、プラスチック、フィルム、紙、パルプ、金属加工油、食品、医薬品、化粧品、文房具、畜産分野等における抗菌剤として幅広くその応用が期待される。
【００３３】
【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。
【００３４】実施例１：中間体４ＢＰ６の合成副生するエタノールを留去できる装置を備えた５００ｍｌ反応缶に５３.３ｇのイソニコチン酸エチル、２０.０ｇのヘキサメチレンジアミン、３００ｍｌのトルエン及び４.０ｇのナトリウムメチラート（２８％メタノール溶液）を仕込み、撹拌する。浴温を９０℃に保つとエタノールの留出にともない次第に白色の結晶が析出する。エタノールの留出停止後、さらに約１時間熟成する。冷却後、析出物を濾取し、水で十分洗浄し、減圧乾燥、白色のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（イソニコチン酸アミド）（以下、４ＢＰ６という）が定量的に得られた。融点１８２.８〜１８３.１℃。
【００３５】
元素分析：分子式Ｃ18Ｈ22Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ６６.２４ ６.７９ １７.１７ 実測値（％） ６６.３４ ６.８３ １７.１６実施例２：最終化合物４ＢＰ６-１０の合成３２.６ｇ（０.１ｍｏｌ）の４ＢＰ６をＮ,Ｎ-ジメチルホルムアミド３５ｍｌに溶解し、４８.７ｇ（０.２２ｍｏｌ）の臭化デカンを投入し、約１１０〜１２０℃で７時間加熱した。反応物をアセトン５００ｍｌに投入し、析出した結晶を濾取後、メタノール／アセトン／酢酸エチルエステルの３種類の溶剤を組み合わせて、繰り返し再結晶を行い、減圧乾燥、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、４ＢＰ６-１０という）を得た。収率８５.７％。
【００３６】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：４ＢＰ-６,１０（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ）、１.２８（２８Ｈ,ｓ）、１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.６（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.３（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（％） ５９.２４ ８.３３ ７.３７ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｂｒ 理論値（％） ２０.７９ 実測値（％） ２０.９２実施例３：中間体３ＢＰ６の合成副生するメタノールを留去できる装置を備えた５リットルの４口フラスコに、３７０ｇのニコチン酸メチル、１５０ｇのヘキサメチレンジアミン、１９００ｇのトルエン及び３５ｇのナトリウムメチラート（２８％メタノール溶液）を仕込み、撹拌する。浴温を８０℃に保つとメタノール及びトルエンの共沸物の留出にともない次第に白色の結晶が析出する。メタノールの留出停止後、さらに約１時間熟成する。冷却後、析出物を濾取し、トルエン４００ｇ、ついで水で十分洗浄し、減圧乾燥により、白色のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（ニコチン酸アミド）（以下、３ＢＰ６という）が定量的に得られた。融点１６４.４〜１６５.２℃。ＨＰＬＣ：９９.７％ 元素分析：分子式Ｃ18Ｈ22Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ６６.２４ ６.７９ １７.１７ 実測値（％） ６６.３７ ６.８３ １７.１３実施例４：最終化合物３ＢＰ６-８の合成実施例２と同様にして、３ＢＰ６を沃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９６〜９７℃の黄色粉末のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（３-カルバモイル-１-オクチルピリジニウム アイオダイド）（以下、３ＢＰ６-８という）を得た。収率８１.７％。ＨＰＬＣ：９９.２％。
【００３７】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-８（δｐｐｍ）
０.８５（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ）、１.２７（２０Ｈ,ｓ）、１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.６（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.３（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Ｃ34Ｈ56Ｉ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５０.６３ ７.００ ６.９５ 実測値（％） ５０.５６ ７.０２ ７.０４ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｉ 理論値（％） ３１.４６ 実測値（％） ３１.２８実施例５：最終化合物３ＢＰ６-１０の合成実施例２と同様にして、３ＢＰ６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９５〜９６℃の白色粉末のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（３-カルバモイル-１-デシルピリジニウム ブロマイド）（以下、３ＢＰ６-１０という）を得た。収率８３.２％。ＨＰＬＣ：９９.３％。
【００３８】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-１０（δｐｐｍ）
０.８６（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.８Ｈｚ）、１.２３（２８Ｈ,ｓ）、１.３６（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.５（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.５（４Ｈ,ｍ）、４.９７（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ）、８.１４（２Ｈ,ｍ）、９.０４（２Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）、９.１９（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝７.８Ｈｚ）、９.５５（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝５.９Ｈｚ）、１０.００（２Ｈ,ｓ）
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（％） ５９.１７ ８.５２ ７.１１ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｂｒ 理論値（％） ２０.７９ 実測値（％） ２０.９２実施例６：最終化合物３ＢＰ６-１２の合成実施例２と同様にして、３ＢＰ６を沃化ドデカンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点１０７〜１０８℃の黄色粉末の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 アイオダイド）（以下、３ＢＰ６-１２という）を得た。収率９３.６％。ＨＰＬＣ：９９.５％。
【００３９】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-１２（δｐｐｍ）
０.８７（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）、１.２３（３６Ｈ,ｓ）、１.３５（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.５（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.５（４Ｈ,ｍ）、４.９７（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ）、８.１２（２Ｈ,ｍ）、９.０３（２Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）、９.１８（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝７.７Ｈｚ）、９.５７（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.０Ｈｚ）、９.９８（２Ｈ,ｓ）
元素分析：分子式Ｃ42Ｈ72Ｂｒ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５４.９０ ７.９０ ６.１０ 実測値（％） ５４.７７ ７.７６ ６.２５ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｉ 理論値（％） ２７.６２ 実測値（％） ２７.８４実施例７：最終化合物３ＢＰ６-１４の合成実施例３で得られた４.０ｇ（１２.２ｍｍｏｌ）の３ＢＰ６及び６.９ｇ（２５.０ｍｍｏｌ）の沃化テトラデカンをエチルアルコール４０ｍｌに溶解し、８０℃で、８００気圧の加圧下で４８時間反応させた。反応混合物を室温まで冷却し、生じた白色沈殿物を濾取、エチルアルコール／アセトン／酢酸エチルエステルの３種類の溶剤を組み合わせて、繰り返し再結晶を行い、減圧乾燥、融点１１０〜１１２℃の黄色粉末のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（３-カルバモイル-１-テトラデシルピリジニウム アイオダイド）（以下、３ＢＰ６-１４という）を得た。収率８７.６％。ＨＰＬＣ：９９.２％。
【００４０】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-１４（δｐｐｍ）
０.８７（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.６Ｈｚ）、１.２３（４４Ｈ,ｓ）、１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.６（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.５（４Ｈ,ｍ）、４.９５（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.６Ｈｚ）、８.１１（２Ｈ,ｍ）、９.０７（２Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）、９.１８（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝７.８Ｈｚ）、９.５６（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.１Ｈｚ）、９.９７（２Ｈ,ｓ）
元素分析：分子式Ｃ46Ｈ80Ｉ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５６.６７ ８.２７ ５.７５ 実測値（％） ５６.４８ ８.０８ ５.７０ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｉ 理論値（％） ２６.０３ 実測値（％） ２６.１７実施例８：最終化合物３ＢＰ６-１６の合成実施例７と同様にして、３ＢＰ６を沃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１１５〜１１７℃の黄色粉末のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（３-カルバモイル-１-ヘキサデシルピリジニウム アイオダイド）（以下、３ＢＰ６-１６という）を得た。収率８９.０％。ＨＰＬＣ：９９.７％。
【００４１】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-１６（δｐｐｍ）
０.８７（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.６Ｈｚ）、１.２３（５２Ｈ,ｓ）、１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.６（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.５（４Ｈ,ｍ）、４.９６（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.２Ｈｚ）、８.１４（２Ｈ,ｍ）、９.０７（２Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.７Ｈｚ）、９.１９（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝７.７Ｈｚ）、９.５７（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝６.１Ｈｚ）、９.９９（２Ｈ,ｓ）
元素分析：分子式Ｃ50Ｈ88Ｉ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５８.２４ ８.６０ ５.４３ 実測値（％） ５８.０１ ８.３４ ５.４６ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｉ 理論値（％） ２４.６１ 実測値（％） ２４.７３実施例９：最終化合物３ＢＰ６-１８の合成実施例７と同様にして、３ＢＰ６を臭化オクタデカンによりビス第４級塩化し、以下同様に精製し、融点１１８〜１２０℃の黄色粉末のＮ,Ｎ′-ヘキサメチレンビス（３-カルバモイル-１-オクタデシルピリジニウム アイオダイド）（以下、３ＢＰ６-１８という）を得た。収率８７.２％。ＨＰＬＣ：９９.６％。
【００４２】1Ｈ-ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：３ＢＰ６-１８（δｐｐｍ）
０.８７（６Ｈ,ｔ,Ｊ＝６.５Ｈｚ）、１.２８（６０Ｈ,ｓ）、１.３７（４Ｈ,ｂｒ ｓ）、１.６（４Ｈ,ｍ）、１.９（４Ｈ,ｍ）、３.５（４Ｈ,ｍ）、４.９７（４Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.３Ｈｚ）、８.１３（２Ｈ,ｍ）、９.０５（２Ｈ,ｔ,Ｊ＝７.６Ｈｚ）、９.１８（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝７.６Ｈｚ）、９.５８（２Ｈ,ｄ,Ｊ＝５.８Ｈｚ）、１０.００（２Ｈ,ｓ）
元素分析：分子式Ｃ54Ｈ96Ｉ2Ｎ4Ｏ2として Ｃ Ｈ Ｎ 理論値（％） ５９.６６ ８.９０ ５.１５ 実測値（％） ５９.５６ ８.７７ ５.３４ ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）
Ｉ 理論値（％） ２３.３４ 実測値（％） ２３.４７以上の実施例で製造された式（１）の化合物をまとめて下記表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】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薬剤（表１）をそれぞれ、４００μｇ／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。
【００４５】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希釈し胞子液を調製した。希釈薬剤溶液１ｍｌと胞子液１ｍｌを混合し、インキュベーター中で２７℃／一週間培養後、増殖の有無を濁度で判定し、濁度を生じていない所をＭＩＣとした。結果を下記表２に示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】試験例２：細胞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（３ＢＰ６-１２）を５００μｇ／ｍｌとなるように溶解した。この薬剤溶液をフレッシュＮＢ培地で段階希釈を繰り返し、希釈系列を調整した。
【００４８】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培地で希釈し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。
【００４９】
【表３】
【００５０】
【発明の効果】本発明の抗菌活性を有する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、抗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は同一又は異なり、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炭素数３〜１８の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のアルキル又はアルケニル基を示し、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、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は請求項１に記載の意味を有する］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は請求項１に記載の意味を有する］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（１）で表されるビス第四アンモニウム塩化合物の製造方法。
【請求項３】 下記式（４）
Ｚ−ＣＯＯＲ5 （４）
［式中、Ｚは請求項１に記載の意味を有し、Ｒ5はアルキル基、アラルキル基又はアリール基を示す］で表されるピリジンカルボン酸エステルを下記式（５）
【化３】
［式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は請求項１に記載の意味を有する］で表されるアルキレンジアミン又はアルケニレンジアミンと塩基触媒の存在下に縮合させることを特徴とする請求項２に記載の一般式（２）で表わされるアルキレンビスカルバモイル化合物の製造方法。
【請求項４】 下記式（６）
【化４】
［式中、Ｚ及びＲ4は請求項１に記載の意味を有し、Ｒ6はアルキル基、アラルキル基又はアリール基を示す］で表わされる化合物を下記式（５）
【化５】
［式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は請求項１に記載の意味を有する］で表わされるアルキレンジアミン又はアルケニレンジアミン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（１）で表わされるビス第四アンモニウム塩化合物の製造方法。
【請求項５】 請求項１に記載の一般式（１）で表わされるビス第四アンモニウム塩化合物を有効成分として含有することを特徴とする抗菌剤。
【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は同一又は異なり、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炭素数３〜１８の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のアルキル又はアルケニル基を示し、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、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は請求項１に記載の意味を有する］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は請求項１に記載の意味を有する］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（１）で表されるビス第四アンモニウム塩化合物の製造方法。
【請求項３】 下記式（４）
Ｚ−ＣＯＯＲ5 （４）
［式中、Ｚは請求項１に記載の意味を有し、Ｒ5はアルキル基、アラルキル基又はアリール基を示す］で表されるピリジンカルボン酸エステルを下記式（５）
【化３】
［式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は請求項１に記載の意味を有する］で表されるアルキレンジアミン又はアルケニレンジアミンと塩基触媒の存在下に縮合させることを特徴とする請求項２に記載の一般式（２）で表わされるアルキレンビスカルバモイル化合物の製造方法。
【請求項４】 下記式（６）
【化４】
［式中、Ｚ及びＲ4は請求項１に記載の意味を有し、Ｒ6はアルキル基、アラルキル基又はアリール基を示す］で表わされる化合物を下記式（５）
【化５】
［式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は請求項１に記載の意味を有する］で表わされるアルキレンジアミン又はアルケニレンジアミン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（１）で表わされるビス第四アンモニウム塩化合物の製造方法。
【請求項５】 請求項１に記載の一般式（１）で表わされるビス第四アンモニウム塩化合物を有効成分として含有することを特徴とする抗菌剤。
【公開番号】特開平１０−９５７７３
【公開日】平成１０年（１９９８）４月１４日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平８−２６７６８５
【出願日】平成８年（１９９６）９月１９日
【出願人】（０００１０２０１６）イヌイ株式会社 (4)
【公開日】平成１０年（１９９８）４月１４日
【国際特許分類】
【出願日】平成８年（１９９６）９月１９日
【出願人】（０００１０２０１６）イヌイ株式会社 (4)
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