抗菌活性を有する第四級アンモニウム塩化合物及びその製造法
【目的】 既知の第四級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、安全性の高い第四級アンモニウム塩化合物及びその製造法を提供する。
【構成】 一般式（１）で表される抗菌活性を有する第四級アンモニウム塩化合物及びその製造法。
［式中、Ｚはピリジン又はキノリンを；Ｒ４はＺの窒素原子に結合したＣ６〜１８−アルキル基を；Ｒ１，Ｒ２はＺの炭素原子に結合したＣ１〜３−アルキル基、水酸基、アミノ基等を；Ｒ３はＣ２〜１８−アルキレン基あるいはＣ２〜１８−アルケニレン基を；Ｘはアニオンを；それぞれ示す］
【構成】 一般式（１）で表される抗菌活性を有する第四級アンモニウム塩化合物及びその製造法。
［式中、Ｚはピリジン又はキノリンを；Ｒ４はＺの窒素原子に結合したＣ６〜１８−アルキル基を；Ｒ１，Ｒ２はＺの炭素原子に結合したＣ１〜３−アルキル基、水酸基、アミノ基等を；Ｒ３はＣ２〜１８−アルキレン基あるいはＣ２〜１８−アルケニレン基を；Ｘはアニオンを；それぞれ示す］
【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第四級アンモニウム塩及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】細菌等に抗菌活性を発揮する第四級アンモニウム塩化合物は古くから知られ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、抗菌活性と同時に人体に対する毒性も高く、使用上の安全性に問題があるため、種々の改良がなされている。
【０００３】そこで、本発明者らは鋭意、研究を続けた結果、抗菌活性に極めて優れ、かつ、人体に対する安全性も高い第四級アンモニウム塩化合物を見出し、本発明を完成するにいたつた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既知の第四級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第四級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）で表される抗菌活性を有する第四級アンモニウム塩化合物及びその製造法に係る。
【０００６】
【化８】
［式中、Ｚはピリジン又はキノリンを、Ｒ3は炭素数２〜18のアルキレン基あるいはアルケニレン基を、Ｒ4はＺの窒素原子に結合した炭素数６〜18のアルキル基を示し、いづれも置換基を含んでいてもよい。Ｒ1及びＲ2は同一または異なつて、Ｚの窒素原子以外の原子に結合した炭素数１〜３のアルキル基、水酸基、アミノ基、炭素数１〜３のアルコキシ基あるいは水素原子を、Ｘはアニオンをそれぞれ示す。］
【０００７】上記、一般式（１）の化合物において、Ｒ4のアルキル基は炭素数が６〜18の範囲のものが用いられるが、殺菌力の観点から、８〜14がより好ましい。
【０００８】尚、アニオンについては特に限定されずＢr-，Ｃl-，ＮＯ3-，ＣＨ3ＣＯＯ-などを含む。尚、アニオンについては、予め希望するものを前述のＲ4Ｘの段階で、選択することができる。或いは最終化合物を合成したのち、公知の方法でアニオン交換できる。例えば、該最終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、精製することによつて、アニオン交換することも可能である。
【０００９】次に本発明の第四級アンモニウム塩化合物の製造方法の一例を反応式で示す。
【００１０】
【化９】
【００１１】上記一般式（１）の製造方法において化合物（Ａ）から（Ｃ）への反応は、化合物（Ｂ）に対して、化合物（Ａ）を通常、約2.0〜4.0倍モル、好ましくは約2.1〜2.5倍モル反応させるのが良い。
【００１２】反応は有機溶媒中で行うのが好ましく、一般に約60〜110℃の反応温度が好適である。反応生成物（Ｃ）は再結晶等の方法により精製することができる。尚、反応時間は約10〜48時間が好適である。
【００１３】次に、化合物（Ｃ）から（Ｄ）への反応はまず、化合物（Ｃ）を水に溶解した後、アルカリ性溶液で約pＨ10〜12にて処理し、次に有機溶媒で抽出、乾燥および濃縮することによつて化合物（Ｄ）を得ることができる。尚、アルカリ性溶液としては約0.5〜2.0ＮのＮaＯＨ水溶液が好適である。
【００１４】最後に化合物（Ｄ）から（１）への反応は、化合物（Ｄ）に対して化合物（Ｅ）を通常約1.0〜3.0倍モル、好ましくは約1.1〜1.5倍モル反応させるのが良い。反応は有機溶媒中で行うのが好ましく一般に反応温度約50〜100℃、圧力約100〜20,000ヘクトパスカル、反応時間約20〜70時間が好適である。反応生成物（１）は再結晶等により精製することができる。
【００１５】本発明の第四級アンモニウム塩化合物を製造するために用いる化合物（Ａ）としては例えば、２−メルカプトピリジン、４−メルカプトピリジン、２−メルカプト−５−メチルピリジン、２−キノリンチオールなどが使用できる。
【００１６】次に、本発明の第四級アンモニウム塩化合物を製造するために用いる化合物（Ｂ）としては、１,２−ジクロルエタン、１,２−ジブロモエタン、１,２−ジヨードエタン、１,３−ジクロロプロパン、１,３−ジブロモプロパン、１,３−ジヨードプロパン、１,４−ジクロロブタン、１,４−ジブロモブタン、１,５−ジクロロペンタン、１,５−ジブロモペンタン、１,６−ジクロロヘキサン、１,７−ジブロモヘプタン、１,８−ジブロモオクタン、１,10−ジブロモデカン、１,18−ジクロロオクタデカン、１,６−ジブロモヘキサン、１,５−ジクロロペンテン、１,６−ジブロモヘキセン、１,８−ジヨードオクテンなどが使用できる。
【００１７】本発明の第四級アンモニウム塩は種々の細菌に対する殺菌試験を実施したところ、従来の市販第四級アンモニウム塩等に比べて、１／10〜１／100の最小殺菌濃度を示し、かつ、広い殺菌スペクトルをもつていることがわかつた。従つて、従来の市販殺菌剤の１／10〜１／100の濃度の使用量で従来の殺菌効果が期待できるため、経済的で人体に対する安全性も一段と向上する。尚、皮膚刺激試験の結果からみても、本発明の化合物は、安全性が高いことが証明される。
【００１８】
【実施例】本発明を実施例により説明する。
【００１９】実施例１ 中間体２ＭＨの合成２−メルカプトピリジン（以下２ＭＰと略す）22.2g（0.20モル）をエチルアルコール 100mlに溶解し、室温で撹拌下、1,6−ジブロモヘキサン（以下ＤＢＨと略す）24.4g（0.10モル）を滴下し、引き続き80℃で24時間加熱した。次に室温まで反応混合液を冷却し、生じた白色沈殿物を濾過、エチルアルコールで再結晶、次いでこのものを真空ポンプで充分、減圧乾燥すると、白色粉末状の１,６−ビス（２−メルカプトピリジン）ヘキサン臭化水素酸塩（以下２ＭＨ・２ＨＢrと略す）42.9gが得られた（２ＭＰに対する２ＭＨ・２ＨＢrの収率92.1％）。
【００２０】次に２ＭＨ・２ＨＢr 23.3g（0.050モル）を水 200mlに溶解し、これに１Ｎ−ＮaＯＨ水溶液を滴下して溶液をpＨ11に調整した後、ジエチルエーテル 300mlを加えて、抽出した。エーテル層を分液したのち、水層に更に、ジエチルエーテル300mlを加え抽出した。本操作をもう一度繰り返し、合計３回抽出した。エーテル層の合計約900mlにモレキユラーシーブ３Ａ １／16（和光純薬工業）200gを加え、一昼夜放置後、濾過、濃縮したところ、うすい黄色の溶液状２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ジピリジル（以下２ＭＨと略す）15.0g（0.049モル）（２ＭＨ・２ＨＢrに対する２ＭＨの収率98.7％）が得られた。出発原料２ＭＰに対する中間体２ＭＨの収率は90.9％であつた。結果を表１に示す。
【００２１】実施例２ 最終化合物２ＭＨＬの合成実施例１で得られた中間体２ＭＨ 12.2g（0.040モル）をエチルアルコール 100mlに溶解後、ラウリルブロマイド（以下ＬＢと略す）24.8g（0.10モル）を加え、80℃で、800気圧の加圧下で48時間反応させた。反応終了後、反応混合物を室温まで冷却し、生じた白色沈殿物を濾過、エチルアルコール／ジエチルエーテル／酢酸エチル＝６／２／２の混合溶媒で再結晶、次いでこのものを真空ポンプで減圧乾燥すると白色粉末状の２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（１−ドデシルピリジニウムブロマイド）（以下２ＭＨＬと略す）31.2g（0.039モル）（２ＭＨに対する２ＭＨＬの収率97.3％）が得られた。結果を表２に示す。表２において収率は化合物（Ｄ）に対する化合物（１）の収率を示す。得られた２ＭＨＬを分析して以下の結果を得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：２ＭＨＬ（δppm）
0.81（ｔ，６Ｈ）、1.20〜1.31（ｍ，40Ｈ）、1.43〜1.91（ｍ，４Ｈ）、3.19〜3.41（ｍ，８Ｈ）、4.80（ｍ，４Ｈ）、7.01〜9.73（ｍ，８Ｈ）
【００２２】元素分析：２ＭＨＬ
【００２３】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法、分析化学便覧、改訂三版、丸善、p228、1981）：２ＭＨＬ
【００２４】実施例３ 中間体２ＭＥ、２ＭＤおよび２ＭＯの合成実施例１において、ＤＢＨに代えて、１,２−ジブロモエタン（以下ＤＢＥと略す）18.8g（0.10モル）、１,10−ジブロモデカン（以下ＤＢＤと略す）30.0g（0.10モル）または１,８−ジブロモ−４−オクテン（以下ＤＢＯと略す）27.0g（0.10モル）を使用した以外は、実施例１と同様に反応及び後処理をして、それぞれ中間体２,２'−（１,２−ジチオジメチレン）−ジピリジル（以下２ＭＥと略す）、２,２'−（1,10−ジチオデカメチレン）−ジピリジル（以下２ＭＤと略す）または２,２'−（１,８−ジチオ−４−オクテニレン）−ジピリジル（以下２ＭＯと略す）を得た。結果を表１に示す。
【００２５】実施例４ 最終化合物２ＭＥＬ，２ＭＤＬ及び２ＭＯＬの合成実施例２において中間体２ＭＨに代えて、２ＭＥ 9.92g（0.04モル）、２ＭＤ14.4g（0.04モル）または２ＭＯ 13.2g（0.04モル）を使用した以外は、実施例２と同様に反応及び後処理をして、それぞれ目的とする最終化合物２,２'−（１,２−ジチオジメチレン）−ビス−（１−ドデシルピリジニウムブロマイド）（以下２ＭＥＬと略す）、２,２'−（１,10−ジチオデカメチレン）−ビス−（１−ドデシルピリジニウムブロマイド）（以下２ＭＤＬと略す）または２,２'−（１,８−ジチオ−４−オクテニレン）−ビス−（１−ドデシルピリジニウムブロマイド）（以下２ＭＯＬと略す）を得た。結果を表２に示す。得られた２ＭＥＬ，２ＭＤＬ及び２ＭＯＬを分析して以下の結果を得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：２ＭＥＬ（δppm）
0.82（ｔ，６Ｈ）、1.21〜1.33（ｍ，40Ｈ）、3.22（ｍ，４Ｈ）、4.85（ｍ，４Ｈ）、7.02〜9.77（ｍ，８Ｈ）
【００２６】元素分析：２ＭＥＬ
【００２７】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：２ＭＥＬ
【００２８】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：２ＭＤＬ（δppm）
0.83（ｔ，６Ｈ）、1.19〜1.40（ｍ，40Ｈ）、1.45〜2.02（ｍ，12Ｈ）、3.15〜3.44（ｍ，８Ｈ）、4.81（ｍ，４Ｈ）、7.32〜9.01（ｍ，８Ｈ）
【００２９】元素分析：２ＭＤＬ
【００３０】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：２ＭＤＬ
【００３１】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：２ＭＯＬ（δppm）
0.80（ｔ，６Ｈ）、1.20〜1.40（ｍ，40Ｈ）、1.90（ｍ，４Ｈ）、3.20〜3.40（ｍ，８Ｈ）、4.78〜4.90（ｍ，４Ｈ）、5.30（ｍ，２Ｈ）、7.05〜9.80（ｍ，８Ｈ）
【００３２】元素分析：２ＭＯＬ
【００３３】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：２ＭＯＬ
【００３４】実施例５ 中間体４ＭＨの合成実施例１において、２ＭＰに代えて、４−メルカプトピリジン（以下４ＭＰと略す）22.2g（0.20モル）を使用した以外は実施例１と同様に反応及び後処理をして、目的とする中間体４,４'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ジピリジル（以下４ＭＨと略す）を得た。結果を表１に示す。
【００３５】実施例６ 最終化合物４ＭＨＨ及び４ＭＨＳの合成実施例２において中間体２ＭＨに代えて、４ＭＨ 12.2g（0.040モル）を、ＬＢに代えてヘキシルクロライド（以下ＨＣと略す）6.0g（0.05モル）を、ステアリルクロライド（以下ＳＣと略す）14.4g（0.05モル）を使用した以外は、実施例２と同様に反応及び後処理をして、それぞれ目的とする最終化合物４,４'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（１−ヘキシルピリジニウムクロライド）（以下４ＭＨＨと略す）及び４,４'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（１−オクタデシルピリジニウムクロライド）（以下４ＭＨＳと略す）を得た。結果を表２に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：４ＭＨＨ（δppm）
0.81（ｔ，６Ｈ）、1.19〜1.40（ｍ，16Ｈ）、1.42〜2.00（ｍ，４Ｈ）、3.20〜3.40（ｍ，８Ｈ）、4.80〜4.85（ｍ，４Ｈ）、7.80（ｓ，８Ｈ）
【００３６】元素分析：４ＭＨＨ
【００３７】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：４ＭＨＨ
【００３８】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：４ＭＨＳ（δppm）
0.82（ｔ，６Ｈ）、1.20〜1.30（ｍ，64Ｈ）、1.43〜1.20（ｍ，４Ｈ）、3.19〜3.50（ｍ，８Ｈ）、4.78〜4.82（ｍ，４Ｈ）、7.80（ｍ，８Ｈ）
【００３９】元素分析：４ＭＨＳ
【００４０】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：４ＭＨＳ
【００４１】実施例７ 中間体３ＨＨの合成実施例１において、２ＭＰに代えて、２−メルカプト−３−ピリジオール（以下２Ｍ３Ｐと略す）25.4g（0.20モル）を用いた以外は実施例１と同様に反応及び後処理をして、目的とする中間体２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（３−ヒドロキシピリジル）（以下３ＨＨと略す）を得た。結果を表１に示す。
【００４２】実施例８ 最終化合物３ＨＨＬの合成実施例２において中間体２ＭＨに代えて、３ＨＨ 13.4g（0.040モル）を使用した以外は、実施例２と同様に反応及び後処理をして、目的とする最終化合物２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（３−ヒドロキシ−２−ドデシルピリジニウムブロマイド）（３ＨＨＬ）を得た。結果を表２に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：３ＨＨＬ（δppm）
0.81（ｔ，６Ｈ）、1.20〜1.30（ｍ，42Ｈ）、1.44〜2.02（ｍ，４Ｈ）、3.20〜3.40（ｍ，８Ｈ）、4.80〜4.85（ｍ，４Ｈ）、7.00〜9.50（ｍ，６Ｈ）
【００４３】元素分析：３ＨＨＬ
【００４４】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：３ＨＨＬ
【００４５】実施例９ 中間体２ＱＨの合成実施例１において、２ＭＰに代えて、２−メルカプトキノリン（以下２ＭＱと略す）32.2g（0.20モル）を使用した以外は実施例１と同様に反応及び後処理をして、目的とする中間体２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ジキノリル（以下２ＱＨと略す）を得た。結果を表１に示す。
【００４６】実施例１０ 最終化合物２ＱＨＬの合成実施例２において中間体２ＭＨに代えて、２ＱＨ 16.2g（0.040モル）を使用した以外は、実施例２と同様に反応及び後処理をして、目的とする最終化合物２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（１−ドデシルキノリニウムブロマイド）（２ＱＨＬ）を得た。結果を表２に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：２ＱＨＬ（δppm）
0.80（ｔ，６Ｈ）、1.20〜1.30（ｍ，40Ｈ）、1.40〜1.90（ｍ，４Ｈ）、3.20〜3.40（ｍ，８Ｈ）、4.80〜4.90（ｍ，４Ｈ）、7.50〜8.30（ｍ，12Ｈ）
【００４７】元素分析：２ＱＨＬ
【００４８】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：２ＱＨＬ
【００４９】実施例１１ 最終化合物２ＭＨＡの合成実施例２で得られた化合物２ＭＨＬ 8.0g（10ミリモル）をメタノール／水＝１／４（vol／vol）混合溶媒２ｌ中に溶解後、無水酢酸ソーダ 49.2g（0.60モル）を加え、室温で24時間、撹拌を続けた。この溶液を濃縮したのち、真空ポンプで室温下に、減圧乾燥したところ、白色粉末状混合物が得られた。該混合物にクロロホルム 300mlを加え、ナトリウム塩を濾別した後、クロロホルム溶液を濃縮し、析出した白色結晶を、一昼夜、加熱減圧乾燥したところ、２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（１−ドデシルピリジニウムアセテート）（以下２ＭＨＡと略す）が7.2g（9.0ミリモル）得られた（２ＭＨＬに対する２ＭＨＡの収率90％）。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】比較例１〜２ ＢＡＣ及びＢＩＧベンザルコニウムクロライド（以下、ＢＡＣと略す）及び１,６−ジ（Ｎ−ｐ−クロロフエニルビグアナイド）ヘキサンジグルコネート（以下ＢＩＧと略す）をそれぞれ、比較例１及び２とした。
【００５４】試験例１ 最小殺菌濃度（ＭＢＣ）の測定無菌蒸留水に薬剤（表２の８化合物及び比較例の２化合物）をそれぞれ、2,000ppm（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15回繰り返し、希釈系列を調製した。一方、ＮＢ（栄養）培地で、18時間前培養した供試菌（表３）を106cells／mlとなるように無菌蒸留水で希釈し、希釈菌液とした。希釈薬剤溶液１mlと希釈菌液１mlを混合し、37℃で10分間接触後、それぞれの試験溶液から、0.1mlを３回採取し、各々、ＮＢ培地中に接種した。接種後、24時間、37℃で培養し、増殖の有無を濁度で判定し、ＭＢＣとした。結果を表４に示す。
【００５５】
【表４】
【００５６】試験例２ 急性皮膚刺激性試験表２の化合物を用い、ＯＥＣＤ化学品テストガイドライン２（財団法人 化学品検査協会編）404に基づいて、ニユージーランドホワイト種の雌性ウサギ３匹を用いて、急性皮膚刺激性試験を実施した。
【００５７】ウサギの皮膚の小部分に前記化合物の粉末を投与しガーゼパツチでおおいテープで固定した。１，24，48及び72時間後、パツチを除去し、皮膚を検査した結果を表５に示す。尚、表５中の数字は以下の状態を意味する。又、表５の同一カラム中の数字は上が紅斑、下が浮腫の結果を示す。
【００５８】
【００５９】
【表５】
【００６０】
【発明の効果】本発明の抗菌活性を有する第四級アンモニウム塩化合物は既知の第四級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、安全性も高い。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は抗菌活性を有する第四級アンモニウム塩及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】細菌等に抗菌活性を発揮する第四級アンモニウム塩化合物は古くから知られ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、抗菌活性と同時に人体に対する毒性も高く、使用上の安全性に問題があるため、種々の改良がなされている。
【０００３】そこで、本発明者らは鋭意、研究を続けた結果、抗菌活性に極めて優れ、かつ、人体に対する安全性も高い第四級アンモニウム塩化合物を見出し、本発明を完成するにいたつた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、既知の第四級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第四級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）で表される抗菌活性を有する第四級アンモニウム塩化合物及びその製造法に係る。
【０００６】
【化８】
［式中、Ｚはピリジン又はキノリンを、Ｒ3は炭素数２〜18のアルキレン基あるいはアルケニレン基を、Ｒ4はＺの窒素原子に結合した炭素数６〜18のアルキル基を示し、いづれも置換基を含んでいてもよい。Ｒ1及びＲ2は同一または異なつて、Ｚの窒素原子以外の原子に結合した炭素数１〜３のアルキル基、水酸基、アミノ基、炭素数１〜３のアルコキシ基あるいは水素原子を、Ｘはアニオンをそれぞれ示す。］
【０００７】上記、一般式（１）の化合物において、Ｒ4のアルキル基は炭素数が６〜18の範囲のものが用いられるが、殺菌力の観点から、８〜14がより好ましい。
【０００８】尚、アニオンについては特に限定されずＢr-，Ｃl-，ＮＯ3-，ＣＨ3ＣＯＯ-などを含む。尚、アニオンについては、予め希望するものを前述のＲ4Ｘの段階で、選択することができる。或いは最終化合物を合成したのち、公知の方法でアニオン交換できる。例えば、該最終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、精製することによつて、アニオン交換することも可能である。
【０００９】次に本発明の第四級アンモニウム塩化合物の製造方法の一例を反応式で示す。
【００１０】
【化９】
【００１１】上記一般式（１）の製造方法において化合物（Ａ）から（Ｃ）への反応は、化合物（Ｂ）に対して、化合物（Ａ）を通常、約2.0〜4.0倍モル、好ましくは約2.1〜2.5倍モル反応させるのが良い。
【００１２】反応は有機溶媒中で行うのが好ましく、一般に約60〜110℃の反応温度が好適である。反応生成物（Ｃ）は再結晶等の方法により精製することができる。尚、反応時間は約10〜48時間が好適である。
【００１３】次に、化合物（Ｃ）から（Ｄ）への反応はまず、化合物（Ｃ）を水に溶解した後、アルカリ性溶液で約pＨ10〜12にて処理し、次に有機溶媒で抽出、乾燥および濃縮することによつて化合物（Ｄ）を得ることができる。尚、アルカリ性溶液としては約0.5〜2.0ＮのＮaＯＨ水溶液が好適である。
【００１４】最後に化合物（Ｄ）から（１）への反応は、化合物（Ｄ）に対して化合物（Ｅ）を通常約1.0〜3.0倍モル、好ましくは約1.1〜1.5倍モル反応させるのが良い。反応は有機溶媒中で行うのが好ましく一般に反応温度約50〜100℃、圧力約100〜20,000ヘクトパスカル、反応時間約20〜70時間が好適である。反応生成物（１）は再結晶等により精製することができる。
【００１５】本発明の第四級アンモニウム塩化合物を製造するために用いる化合物（Ａ）としては例えば、２−メルカプトピリジン、４−メルカプトピリジン、２−メルカプト−５−メチルピリジン、２−キノリンチオールなどが使用できる。
【００１６】次に、本発明の第四級アンモニウム塩化合物を製造するために用いる化合物（Ｂ）としては、１,２−ジクロルエタン、１,２−ジブロモエタン、１,２−ジヨードエタン、１,３−ジクロロプロパン、１,３−ジブロモプロパン、１,３−ジヨードプロパン、１,４−ジクロロブタン、１,４−ジブロモブタン、１,５−ジクロロペンタン、１,５−ジブロモペンタン、１,６−ジクロロヘキサン、１,７−ジブロモヘプタン、１,８−ジブロモオクタン、１,10−ジブロモデカン、１,18−ジクロロオクタデカン、１,６−ジブロモヘキサン、１,５−ジクロロペンテン、１,６−ジブロモヘキセン、１,８−ジヨードオクテンなどが使用できる。
【００１７】本発明の第四級アンモニウム塩は種々の細菌に対する殺菌試験を実施したところ、従来の市販第四級アンモニウム塩等に比べて、１／10〜１／100の最小殺菌濃度を示し、かつ、広い殺菌スペクトルをもつていることがわかつた。従つて、従来の市販殺菌剤の１／10〜１／100の濃度の使用量で従来の殺菌効果が期待できるため、経済的で人体に対する安全性も一段と向上する。尚、皮膚刺激試験の結果からみても、本発明の化合物は、安全性が高いことが証明される。
【００１８】
【実施例】本発明を実施例により説明する。
【００１９】実施例１ 中間体２ＭＨの合成２−メルカプトピリジン（以下２ＭＰと略す）22.2g（0.20モル）をエチルアルコール 100mlに溶解し、室温で撹拌下、1,6−ジブロモヘキサン（以下ＤＢＨと略す）24.4g（0.10モル）を滴下し、引き続き80℃で24時間加熱した。次に室温まで反応混合液を冷却し、生じた白色沈殿物を濾過、エチルアルコールで再結晶、次いでこのものを真空ポンプで充分、減圧乾燥すると、白色粉末状の１,６−ビス（２−メルカプトピリジン）ヘキサン臭化水素酸塩（以下２ＭＨ・２ＨＢrと略す）42.9gが得られた（２ＭＰに対する２ＭＨ・２ＨＢrの収率92.1％）。
【００２０】次に２ＭＨ・２ＨＢr 23.3g（0.050モル）を水 200mlに溶解し、これに１Ｎ−ＮaＯＨ水溶液を滴下して溶液をpＨ11に調整した後、ジエチルエーテル 300mlを加えて、抽出した。エーテル層を分液したのち、水層に更に、ジエチルエーテル300mlを加え抽出した。本操作をもう一度繰り返し、合計３回抽出した。エーテル層の合計約900mlにモレキユラーシーブ３Ａ １／16（和光純薬工業）200gを加え、一昼夜放置後、濾過、濃縮したところ、うすい黄色の溶液状２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ジピリジル（以下２ＭＨと略す）15.0g（0.049モル）（２ＭＨ・２ＨＢrに対する２ＭＨの収率98.7％）が得られた。出発原料２ＭＰに対する中間体２ＭＨの収率は90.9％であつた。結果を表１に示す。
【００２１】実施例２ 最終化合物２ＭＨＬの合成実施例１で得られた中間体２ＭＨ 12.2g（0.040モル）をエチルアルコール 100mlに溶解後、ラウリルブロマイド（以下ＬＢと略す）24.8g（0.10モル）を加え、80℃で、800気圧の加圧下で48時間反応させた。反応終了後、反応混合物を室温まで冷却し、生じた白色沈殿物を濾過、エチルアルコール／ジエチルエーテル／酢酸エチル＝６／２／２の混合溶媒で再結晶、次いでこのものを真空ポンプで減圧乾燥すると白色粉末状の２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（１−ドデシルピリジニウムブロマイド）（以下２ＭＨＬと略す）31.2g（0.039モル）（２ＭＨに対する２ＭＨＬの収率97.3％）が得られた。結果を表２に示す。表２において収率は化合物（Ｄ）に対する化合物（１）の収率を示す。得られた２ＭＨＬを分析して以下の結果を得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：２ＭＨＬ（δppm）
0.81（ｔ，６Ｈ）、1.20〜1.31（ｍ，40Ｈ）、1.43〜1.91（ｍ，４Ｈ）、3.19〜3.41（ｍ，８Ｈ）、4.80（ｍ，４Ｈ）、7.01〜9.73（ｍ，８Ｈ）
【００２２】元素分析：２ＭＨＬ
【００２３】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法、分析化学便覧、改訂三版、丸善、p228、1981）：２ＭＨＬ
【００２４】実施例３ 中間体２ＭＥ、２ＭＤおよび２ＭＯの合成実施例１において、ＤＢＨに代えて、１,２−ジブロモエタン（以下ＤＢＥと略す）18.8g（0.10モル）、１,10−ジブロモデカン（以下ＤＢＤと略す）30.0g（0.10モル）または１,８−ジブロモ−４−オクテン（以下ＤＢＯと略す）27.0g（0.10モル）を使用した以外は、実施例１と同様に反応及び後処理をして、それぞれ中間体２,２'−（１,２−ジチオジメチレン）−ジピリジル（以下２ＭＥと略す）、２,２'−（1,10−ジチオデカメチレン）−ジピリジル（以下２ＭＤと略す）または２,２'−（１,８−ジチオ−４−オクテニレン）−ジピリジル（以下２ＭＯと略す）を得た。結果を表１に示す。
【００２５】実施例４ 最終化合物２ＭＥＬ，２ＭＤＬ及び２ＭＯＬの合成実施例２において中間体２ＭＨに代えて、２ＭＥ 9.92g（0.04モル）、２ＭＤ14.4g（0.04モル）または２ＭＯ 13.2g（0.04モル）を使用した以外は、実施例２と同様に反応及び後処理をして、それぞれ目的とする最終化合物２,２'−（１,２−ジチオジメチレン）−ビス−（１−ドデシルピリジニウムブロマイド）（以下２ＭＥＬと略す）、２,２'−（１,10−ジチオデカメチレン）−ビス−（１−ドデシルピリジニウムブロマイド）（以下２ＭＤＬと略す）または２,２'−（１,８−ジチオ−４−オクテニレン）−ビス−（１−ドデシルピリジニウムブロマイド）（以下２ＭＯＬと略す）を得た。結果を表２に示す。得られた２ＭＥＬ，２ＭＤＬ及び２ＭＯＬを分析して以下の結果を得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：２ＭＥＬ（δppm）
0.82（ｔ，６Ｈ）、1.21〜1.33（ｍ，40Ｈ）、3.22（ｍ，４Ｈ）、4.85（ｍ，４Ｈ）、7.02〜9.77（ｍ，８Ｈ）
【００２６】元素分析：２ＭＥＬ
【００２７】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：２ＭＥＬ
【００２８】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：２ＭＤＬ（δppm）
0.83（ｔ，６Ｈ）、1.19〜1.40（ｍ，40Ｈ）、1.45〜2.02（ｍ，12Ｈ）、3.15〜3.44（ｍ，８Ｈ）、4.81（ｍ，４Ｈ）、7.32〜9.01（ｍ，８Ｈ）
【００２９】元素分析：２ＭＤＬ
【００３０】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：２ＭＤＬ
【００３１】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：２ＭＯＬ（δppm）
0.80（ｔ，６Ｈ）、1.20〜1.40（ｍ，40Ｈ）、1.90（ｍ，４Ｈ）、3.20〜3.40（ｍ，８Ｈ）、4.78〜4.90（ｍ，４Ｈ）、5.30（ｍ，２Ｈ）、7.05〜9.80（ｍ，８Ｈ）
【００３２】元素分析：２ＭＯＬ
【００３３】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：２ＭＯＬ
【００３４】実施例５ 中間体４ＭＨの合成実施例１において、２ＭＰに代えて、４−メルカプトピリジン（以下４ＭＰと略す）22.2g（0.20モル）を使用した以外は実施例１と同様に反応及び後処理をして、目的とする中間体４,４'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ジピリジル（以下４ＭＨと略す）を得た。結果を表１に示す。
【００３５】実施例６ 最終化合物４ＭＨＨ及び４ＭＨＳの合成実施例２において中間体２ＭＨに代えて、４ＭＨ 12.2g（0.040モル）を、ＬＢに代えてヘキシルクロライド（以下ＨＣと略す）6.0g（0.05モル）を、ステアリルクロライド（以下ＳＣと略す）14.4g（0.05モル）を使用した以外は、実施例２と同様に反応及び後処理をして、それぞれ目的とする最終化合物４,４'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（１−ヘキシルピリジニウムクロライド）（以下４ＭＨＨと略す）及び４,４'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（１−オクタデシルピリジニウムクロライド）（以下４ＭＨＳと略す）を得た。結果を表２に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：４ＭＨＨ（δppm）
0.81（ｔ，６Ｈ）、1.19〜1.40（ｍ，16Ｈ）、1.42〜2.00（ｍ，４Ｈ）、3.20〜3.40（ｍ，８Ｈ）、4.80〜4.85（ｍ，４Ｈ）、7.80（ｓ，８Ｈ）
【００３６】元素分析：４ＭＨＨ
【００３７】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：４ＭＨＨ
【００３８】1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：４ＭＨＳ（δppm）
0.82（ｔ，６Ｈ）、1.20〜1.30（ｍ，64Ｈ）、1.43〜1.20（ｍ，４Ｈ）、3.19〜3.50（ｍ，８Ｈ）、4.78〜4.82（ｍ，４Ｈ）、7.80（ｍ，８Ｈ）
【００３９】元素分析：４ＭＨＳ
【００４０】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：４ＭＨＳ
【００４１】実施例７ 中間体３ＨＨの合成実施例１において、２ＭＰに代えて、２−メルカプト−３−ピリジオール（以下２Ｍ３Ｐと略す）25.4g（0.20モル）を用いた以外は実施例１と同様に反応及び後処理をして、目的とする中間体２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（３−ヒドロキシピリジル）（以下３ＨＨと略す）を得た。結果を表１に示す。
【００４２】実施例８ 最終化合物３ＨＨＬの合成実施例２において中間体２ＭＨに代えて、３ＨＨ 13.4g（0.040モル）を使用した以外は、実施例２と同様に反応及び後処理をして、目的とする最終化合物２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（３−ヒドロキシ−２−ドデシルピリジニウムブロマイド）（３ＨＨＬ）を得た。結果を表２に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：３ＨＨＬ（δppm）
0.81（ｔ，６Ｈ）、1.20〜1.30（ｍ，42Ｈ）、1.44〜2.02（ｍ，４Ｈ）、3.20〜3.40（ｍ，８Ｈ）、4.80〜4.85（ｍ，４Ｈ）、7.00〜9.50（ｍ，６Ｈ）
【００４３】元素分析：３ＨＨＬ
【００４４】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：３ＨＨＬ
【００４５】実施例９ 中間体２ＱＨの合成実施例１において、２ＭＰに代えて、２−メルカプトキノリン（以下２ＭＱと略す）32.2g（0.20モル）を使用した以外は実施例１と同様に反応及び後処理をして、目的とする中間体２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ジキノリル（以下２ＱＨと略す）を得た。結果を表１に示す。
【００４６】実施例１０ 最終化合物２ＱＨＬの合成実施例２において中間体２ＭＨに代えて、２ＱＨ 16.2g（0.040モル）を使用した以外は、実施例２と同様に反応及び後処理をして、目的とする最終化合物２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（１−ドデシルキノリニウムブロマイド）（２ＱＨＬ）を得た。結果を表２に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣl3）：２ＱＨＬ（δppm）
0.80（ｔ，６Ｈ）、1.20〜1.30（ｍ，40Ｈ）、1.40〜1.90（ｍ，４Ｈ）、3.20〜3.40（ｍ，８Ｈ）、4.80〜4.90（ｍ，４Ｈ）、7.50〜8.30（ｍ，12Ｈ）
【００４７】元素分析：２ＱＨＬ
【００４８】ハロゲン分析（酸素フラスコ燃焼法）：２ＱＨＬ
【００４９】実施例１１ 最終化合物２ＭＨＡの合成実施例２で得られた化合物２ＭＨＬ 8.0g（10ミリモル）をメタノール／水＝１／４（vol／vol）混合溶媒２ｌ中に溶解後、無水酢酸ソーダ 49.2g（0.60モル）を加え、室温で24時間、撹拌を続けた。この溶液を濃縮したのち、真空ポンプで室温下に、減圧乾燥したところ、白色粉末状混合物が得られた。該混合物にクロロホルム 300mlを加え、ナトリウム塩を濾別した後、クロロホルム溶液を濃縮し、析出した白色結晶を、一昼夜、加熱減圧乾燥したところ、２,２'−（１,６−ジチオヘキサメチレン）−ビス−（１−ドデシルピリジニウムアセテート）（以下２ＭＨＡと略す）が7.2g（9.0ミリモル）得られた（２ＭＨＬに対する２ＭＨＡの収率90％）。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】比較例１〜２ ＢＡＣ及びＢＩＧベンザルコニウムクロライド（以下、ＢＡＣと略す）及び１,６−ジ（Ｎ−ｐ−クロロフエニルビグアナイド）ヘキサンジグルコネート（以下ＢＩＧと略す）をそれぞれ、比較例１及び２とした。
【００５４】試験例１ 最小殺菌濃度（ＭＢＣ）の測定無菌蒸留水に薬剤（表２の８化合物及び比較例の２化合物）をそれぞれ、2,000ppm（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15回繰り返し、希釈系列を調製した。一方、ＮＢ（栄養）培地で、18時間前培養した供試菌（表３）を106cells／mlとなるように無菌蒸留水で希釈し、希釈菌液とした。希釈薬剤溶液１mlと希釈菌液１mlを混合し、37℃で10分間接触後、それぞれの試験溶液から、0.1mlを３回採取し、各々、ＮＢ培地中に接種した。接種後、24時間、37℃で培養し、増殖の有無を濁度で判定し、ＭＢＣとした。結果を表４に示す。
【００５５】
【表４】
【００５６】試験例２ 急性皮膚刺激性試験表２の化合物を用い、ＯＥＣＤ化学品テストガイドライン２（財団法人 化学品検査協会編）404に基づいて、ニユージーランドホワイト種の雌性ウサギ３匹を用いて、急性皮膚刺激性試験を実施した。
【００５７】ウサギの皮膚の小部分に前記化合物の粉末を投与しガーゼパツチでおおいテープで固定した。１，24，48及び72時間後、パツチを除去し、皮膚を検査した結果を表５に示す。尚、表５中の数字は以下の状態を意味する。又、表５の同一カラム中の数字は上が紅斑、下が浮腫の結果を示す。
【００５８】
【００５９】
【表５】
【００６０】
【発明の効果】本発明の抗菌活性を有する第四級アンモニウム塩化合物は既知の第四級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、安全性も高い。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一般式［化１］で表される抗菌活性を有する第四級アンモニウム塩化合物。
【化１】
［式中、Ｚはピリジン又はキノリンを、Ｒ3は炭素数２〜18のアルキレン基あるいはアルケニレン基を、Ｒ4はＺの窒素原子に結合した炭素数６〜18のアルキル基を示し、いづれも置換基を含んでいてもよい。Ｒ1及びＲ2は同一または異なつて、Ｚの窒素原子以外の原子に結合した炭素数１〜３のアルキル基、水酸基、アミノ基、炭素数１〜３のアルコキシ基あるいは水素原子を、Ｘはアニオンをそれぞれ示す。］
【請求項２】 一般式［化２］で表されるビスメルカプト化合物（Ｄ）と一般式Ｒ4Ｘ（Ｒ4は炭素数６〜18のアルキル基を示し、置換基を含んでいてもよい。Ｘはアニオンを示す。）で表される化合物（Ｅ）を反応させることを特徴とする一般式［化３］で表される第四級アンモニウム塩化合物の製造法。
【化２】
【化３】
［式中、Ｚはピリジン又はキノリンを、Ｒ3は炭素数２〜18のアルキレン基あるいはアルケニレン基を、Ｒ4はＺの窒素原子に結合した炭素数６〜18のアルキル基を示し、いづれも置換基を含んでいてもよい。Ｒ1及びＲ2は同一または異なつて、Ｚの窒素原子以外の原子に結合した炭素数１〜３のアルキル基、水酸基、アミノ基、炭素数１〜３のアルコキシ基あるいは水素原子を、Ｘはアニオンをそれぞれ示す。］
【請求項３】 一般式［化４］で表されるメルカプト化合物（Ａ）と一般式Ｘ−Ｒ3−Ｘで表される化合物（Ｂ）を反応させて一般式［化５］で表される化合物（Ｃ）を得、次いでアルカリ性溶液で処理して一般式［化６］で表されるビスメルカプト化合物（Ｄ）を得、これと一般式Ｒ4Ｘ（Ｒ4は炭素数６〜18のアルキル基を示し、置換基を含んでいてもよい。Ｘはアニオンを示す。）で表される化合物（Ｅ）を反応させることを特徴とする一般式［化７］で表される第四級アンモニウム塩化合物の製造法。
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
［式中、Ｚはピリジン又はキノリンを、Ｒ3は炭素数２〜18のアルキレン基あるいはアルケニレン基を、Ｒ4はＺの窒素原子に結合した炭素数６〜18のアルキル基を示し、いづれも置換基を含んでいてもよい。Ｒ1及びＲ2は同一または異なつて、Ｚの窒素原子以外の原子に結合した炭素数１〜３のアルキル基、水酸基、アミノ基、炭素数１〜３のアルコキシ基あるいは水素原子を、Ｘはアニオンをそれぞれ示す。］
【請求項１】 一般式［化１］で表される抗菌活性を有する第四級アンモニウム塩化合物。
【化１】
［式中、Ｚはピリジン又はキノリンを、Ｒ3は炭素数２〜18のアルキレン基あるいはアルケニレン基を、Ｒ4はＺの窒素原子に結合した炭素数６〜18のアルキル基を示し、いづれも置換基を含んでいてもよい。Ｒ1及びＲ2は同一または異なつて、Ｚの窒素原子以外の原子に結合した炭素数１〜３のアルキル基、水酸基、アミノ基、炭素数１〜３のアルコキシ基あるいは水素原子を、Ｘはアニオンをそれぞれ示す。］
【請求項２】 一般式［化２］で表されるビスメルカプト化合物（Ｄ）と一般式Ｒ4Ｘ（Ｒ4は炭素数６〜18のアルキル基を示し、置換基を含んでいてもよい。Ｘはアニオンを示す。）で表される化合物（Ｅ）を反応させることを特徴とする一般式［化３］で表される第四級アンモニウム塩化合物の製造法。
【化２】
【化３】
［式中、Ｚはピリジン又はキノリンを、Ｒ3は炭素数２〜18のアルキレン基あるいはアルケニレン基を、Ｒ4はＺの窒素原子に結合した炭素数６〜18のアルキル基を示し、いづれも置換基を含んでいてもよい。Ｒ1及びＲ2は同一または異なつて、Ｚの窒素原子以外の原子に結合した炭素数１〜３のアルキル基、水酸基、アミノ基、炭素数１〜３のアルコキシ基あるいは水素原子を、Ｘはアニオンをそれぞれ示す。］
【請求項３】 一般式［化４］で表されるメルカプト化合物（Ａ）と一般式Ｘ−Ｒ3−Ｘで表される化合物（Ｂ）を反応させて一般式［化５］で表される化合物（Ｃ）を得、次いでアルカリ性溶液で処理して一般式［化６］で表されるビスメルカプト化合物（Ｄ）を得、これと一般式Ｒ4Ｘ（Ｒ4は炭素数６〜18のアルキル基を示し、置換基を含んでいてもよい。Ｘはアニオンを示す。）で表される化合物（Ｅ）を反応させることを特徴とする一般式［化７］で表される第四級アンモニウム塩化合物の製造法。
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
［式中、Ｚはピリジン又はキノリンを、Ｒ3は炭素数２〜18のアルキレン基あるいはアルケニレン基を、Ｒ4はＺの窒素原子に結合した炭素数６〜18のアルキル基を示し、いづれも置換基を含んでいてもよい。Ｒ1及びＲ2は同一または異なつて、Ｚの窒素原子以外の原子に結合した炭素数１〜３のアルキル基、水酸基、アミノ基、炭素数１〜３のアルコキシ基あるいは水素原子を、Ｘはアニオンをそれぞれ示す。］
【公開番号】特開平６−３２１９０２
【公開日】平成６年（１９９４）１１月２２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−１３９４８７
【出願日】平成５年（１９９３）５月１７日
【出願人】（０００２０６９０１）大塚化学株式会社 (55)
【公開日】平成６年（１９９４）１１月２２日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）５月１７日
【出願人】（０００２０６９０１）大塚化学株式会社 (55)
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