【実施例】
【0047】
実施例A:3−アミノ−4−オクタノールアルカノールアミンの調製及び評価
1−ニトロプロパン及びバレルアルデヒドからの3−ニトロ−4−オクタノールの調製
。3−ニトロ−4−オクタノールの試料を、1−ニトロプロパン(1−NP、300g、
3.37モル)を、熱電対、マグネチックスターラー、500ml添加漏斗、窒素注入口
、及びガラス栓を装備した1リットルの三口丸底フラスコ(RBF、24/40、29/
42、24/40)へ添加することにより合成した。この淡黄色の液体を、メタノール(
MeOH、150g)を添加することにより希釈し、その結果吸熱がもたらされた。腐食
性触媒を添加した(16gの10%水溶液及び0.60gの50%腐食性水溶液、合計1
.9g、1.4モル%)。これにより反応物の色がオレンジ色に変化し、わずかな発熱が
もたらされた。バレルアルデヒド(258g、3.00モル、0.89当量)を添加漏斗
に装填し、1−NPに3時間かけてゆっくり添加した。反応熱は40から45℃の温度ま
で上昇した。バレルアルデヒドの添加が完了するとすぐにRBFの内容物を1リットルの
ガラス瓶に移し、窒素でパージし、周囲温度で保存した。反応の進行をガスクロマトグラ
フィーによりモニターした。2週間後、変換は84面積%に達し、10%塩酸水溶液(1
9ml)の添加により反応を停止させた。結果として生じるpH1の溶液を真空濃縮し(
50℃/完全真空/0.5時間)、溶媒及び残りの試薬を除去した。結果として生じるオ
リーブグリーン色の溶液(491g、修正純度(corrected purity)95面積%、収率8
9%)を濾過し(0.5ミクロン)、窒素でパージし、必要になるまで冷蔵庫の中で保存
した。
【0048】
3−ニトロ−4−オクタノールの3−アミノ−4−オクタノールアルカノールアミンへ
の接触水素化。3−アミノ−4−オクタノール(3A4O)の試料を、Parrオートク
レーブユニットによる3−ニトロ−4−オクタノールの還元により合成した。ステンレス
鋼、2リットルのオートクレーブに、Grace 3201 ラネーニッケル(RaNi
、湿重量90g、乾重量45g、10重量%)及びメタノール(MeOH、300g)を
詰めた。オートクレーブを密封し、組み立て、窒素で、次いで水素でパージし、水素(6
00psig)で加圧し、600RPMで攪拌し、そして40℃まで温めた。ニトロアル
コール(491g)を無水エタノール(EtOH、150g)で希釈し、オートクレーブ
にポンプ注入した(4ml/分)。3.5時間後に添加が完了し、4時間後、反応は、水
素取込みが観察されないので完全であると判断された。オートクレーブを冷却し、攪拌を
停止し、排出し、窒素でパージした。オートクレーブを分解し、内容物を真空濾過してR
aNi触媒を取り除いた。この結果、淡黄色の液体が単離され(92面積%)、それを真
空濃縮(55℃/完全真空)してから、生成物をオーバーヘッドに取った(57から62
℃/完全真空)。この結果、透明な無色の半固体(344g、95.3面積%、全収率7
5%)が単離され、それはいくらかのオキサゾリジン(2.2面積%)及びいくらかの第
二級アミン(0.5面積%)を含んだ。
【0049】
この化合物は、8重量%で表1に記載される一般的な半合成金属加工流体濃縮物に処方
された。従来のアミノアルコール化合物を3A4Oの代わりに用いることを除いて同一の
処方物が調製された。この従来のアミノアルコールは、2−アミノ−2−メチル−1−プ
ロパノール(AMP)及びn−ブチルエタノールアミン(BEA)であった。1,3,5
−トリス(2−ヒドロキシエチル)−s−トリアジン防腐剤の77%水溶液の1.5%を
含む、同一のセットの流体濃縮物を調製することにより、本発明者らが防腐剤を含む流体
と含まない流体を評価することが可能となった。流体濃縮物を、20部のシカゴ水道水に
対して1部の流体濃縮物(重量による)の割合で希釈した;従って希釈時の活性アミノア
ルコール濃度はおよそ0.4%であり、(保護されたセット中の)活性防腐剤量はおよそ
0.058%であった。これらの流体を、ASTM Practice E 2275−
03による微生物暴露試験に供した。この方法では、流体は最初に、次に週に一度、腐敗
した金属加工流体から単離された混合細菌/真菌接種剤で播種される。細菌数及び真菌数
は、週に一度連続希釈プレートカウント法を用いて測定され、1ミリリットルあたりのコ
ロニー形成単位として報告される(CFU/mL)。CFU/mLが小さいほど、微生物
防除が良好であり、かつ、予測される流体の耐用年数が長い。微生物の結果は、
図1及び
2(保護されていない)ならびに
図3及び4(トリアジンで保護)に記載される。保護さ
れていない流体は、予期された挙動を示し、微生物の順化に起因して最初のカウントがわ
ずかに低下した後、急速に増加した。保護された流体は、最初に予期されたカウントの低
下を示すが、3A4Oを含む流体は、試験の全経過にわたって思いもよらない成長率の低
下を示す。これは真菌の場合に特に有意義である、それは、トリアジン防腐剤は用いた投
与量で真菌に対して効果的でないためである。
【表1】
【0050】
実施例B:2−アミノ−3−ヘプタノールアルカノールアミンの調製及び評価。
ニトロエタン(NE)及びバレルアルデヒドからの2−ニトロ−3−ヘプタノールの調
製。上述した同じ方法で、2−ニトロ−3−ヘプタノールの試料を、ニトロエタン(NE
、275g、3.67モル)を、熱電対、マグネチックスターラー、500ml添加漏斗
、窒素注入口、及びガラス栓を装備した1リットルの三口丸底フラスコ(RBF、24/
40、29/42、24/40)へ添加することにより合成した。透明な無色の液体を、
95%エタノール(EtOH、160g)を添加することにより希釈し、その結果吸熱が
もたらされた。腐食性触媒を添加し(10gの10%水溶液、0.68モル%)、それに
より反応物の色が黄色に変化し、わずかな発熱がもたらされた。バレルアルデヒド(25
8g、3.00モル、0.89当量)を添加漏斗に装填し、4時間かけてNEにゆっくり
添加した。反応熱は40から45℃の温度まで上昇した。バレルアルデヒドの添加が完了
するとすぐにRBFの内容物を1リットルのガラス瓶に移し、窒素でパージし、夜には周
囲温度で、昼には50℃で保存した。反応の進行をガスクロマトグラフィーによりモニタ
ーした。6日後、変換は81面積%に達し、10%塩酸水溶液(9ml)の添加により反
応を停止させた。結果として生じるpH1の溶液を真空濃縮し(50℃/完全真空/0.
5時間)、溶媒及び残りの試薬を除去した。結果として生じる緑色の溶液(494g、修
正純度90面積%、収率83%)を濾過し(0.5ミクロン)、窒素でパージし、必要に
なるまで冷蔵庫の中で保存した。
【0051】
2−ニトロ−3−ヘプタノールの2−アミノ−3−ヘプタノールアルカノールアミンへ
の接触水素化。2−アミノ−3−ヘプタノール(2A3H)の試料を、Parrオートク
レーブユニットによる2−ニトロ−3−ヘプタノールの還元により合成した。ステンレス
鋼、2リットルのオートクレーブにGrace 3201 ラネーニッケル(RaNi、
湿重量90g、乾重量45g、9重量%)及びメタノール(MeOH、300g)を詰め
た。オートクレーブを密封し、組み立て、窒素で、次いで水素でパージし、水素(600
psig)で加圧し、600RPMで攪拌し、そして40℃まで温めた。ニトロアルコー
ル(491g)を無水エタノール(EtOH、150g)で希釈し、オートクレーブにポ
ンプ注入した(4ml/分)。3時間後に添加が完了し、3.5時間後、反応は、水素取
込みが観察されないので完全であると判断された。オートクレーブを冷却し、攪拌を停止
し、排出し、窒素でパージした。オートクレーブを分解し、内容物を真空濾過してRaN
i触媒を取り除いた。この結果、黄色の液体が単離され(82面積%)、それを真空濃縮
(55℃/完全真空)してから、生成物をオーバーヘッドに取った(40から50℃/完
全真空)。この結果、透明な無色の固体が単離され(302g、91.2面積%、全収率
64%)それはいくらかのオキサゾリジン(3.4面積%)を含んだ。
【0052】
この物質は、実施例Aに記載されるものと同じ金属加工流体濃縮物に8%の濃度で処方
された。同一の流体が、8%の2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール(AMP)及
び8%ジシクロヘキシルアミン(DCHA)を用いて調製された。防腐剤ベンズイソチア
ゾリノン(Dow Biocides製BIOBAN BIT 20 DPG)を、各々
の流体濃縮物に1.2%で加え、流体濃縮物中の活性濃度は0.24%となり、使用のた
めに希釈された流体中では0.012%となった。希釈された流体を、実施例Aに記載さ
れるものと同じ微生物試験プロトコールに供した。その結果は
図5及び6に記載される。
BITは、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)に対して効果的でないことが知られており
、典型的なグラム陰性細菌が金属加工流体中に見出された。これは、AMPを含む処方物
中での細菌に対する比較的低い性能から明白である。しかし、流体の寿命を促進すること
が知られているDCHAはAMPに対して向上した性能を有することが予期された;これ
は事実とは違い、実際には、正反対のことが真実である。また、2A3Hを含む流体が、
他のものよりも細菌の襲撃に対してより耐性を示すはずであることも予想外であるが、有
意な利点は特に4から8週の期間に観察される。真菌に関して、2A3Hを含む流体は、
AMPを含むものよりも襲撃に抵抗し、DCHAを含む流体の抵抗性に匹敵する。2A3
Hでの結果は、保護されていない流体での同様の試験で、それが細菌又は真菌の増殖を有
意に阻害しないことが示されるので、予想外である。
【0053】
実施例C:2−アミノ−2−メチル−3−ヘプタノールの調製及び評価
2−ニトロプロパン(2−NP)及びバレルアルデヒドからの2−メチル−2−ニトロ
−3−ヘプタノールの調製。上述した同じ方法で、2−メチル−2−ニトロ−3−ヘプタ
ノールの試料を、2−ニトロプロパン(2−NP、300g、3.37モル)を、熱電対
、マグネチックスターラー、500ml添加漏斗、窒素注入口、及びガラス栓を装備した
1リットルの三口丸底フラスコ(RBF、24/40、29/42、24/40)へ添加
することにより合成した。透明な無色の液体を、無水エタノール(EtOH、150g)
を添加することにより希釈し、その結果吸熱がもたらされた。腐食性触媒を添加し(16
gの10%水溶液及び0.6gの50%水溶液、1.4モル%)、それにより反応物の色
が黄色に変化し、わずかな発熱がもたらされた。バレルアルデヒド(258g、3.00
モル、0.89当量)を添加漏斗に装填し、3時間かけて2−NPにゆっくり添加した。
反応熱は40から45℃の温度まで上昇した。バレルアルデヒドの添加が完了するとすぐ
にRBFの内容物を1リットルのガラス瓶に移し、窒素でパージし、周囲温度で保存した
。反応の進行をガスクロマトグラフィーによりモニターし、3週間後に72%完了に達し
、10%塩酸水溶液(16ml)の添加により反応を停止させた。結果として生じる紺青
色のpH1の溶液を真空濃縮し(50℃/完全真空/0.5時間)、溶媒及び残りの試薬
を除去した。結果として生じる緑色の溶液(422g、修正純度90面積%、収率80%
)を無水エタノール(150g)で希釈し、濾過し(0.5ミクロン)、窒素でパージし
、必要になるまで冷蔵庫の中で保存した。
【0054】
2−メチル−2−ニトロ−3−ヘプタノールの2−アミノ−2−メチル−3−ヘプタノ
ールへの接触水素化。2−アミノ−2−メチル−3−ヘプタノール(2A2M3H)の試
料を、Parrオートクレーブユニットによる2−メチル−2−ニトロ−3−ヘプタノー
ルの還元により合成した。ステンレス鋼、2リットルのオートクレーブに、Grace
3201 ラネーニッケル(RaNi、湿重量90g、乾重量45g、10重量%)及び
メタノール(MeOH、300g)を詰めた。オートクレーブを密封し、組み立て、窒素
で、次いで水素でパージし、水素で加圧し、600RPMで攪拌し、そして40℃まで温
めた。黄色のニトロ−アルコール(422g)を無水エタノール(EtOH、150g)
で希釈しておき、オートクレーブにポンプ注入した(4ml/分)。3時間後に添加が完
了し、3.5時間後、反応は、水素取込みが観察されないので完全であると判断された。
オートクレーブを冷却し、攪拌を停止し、排出し、窒素でパージした。オートクレーブを
分解し、内容物を真空濾過してRaNi触媒を取り除いた。この結果、淡黄色の液体(8
0面積%)が単離され、それを真空濃縮(55℃/完全真空)してから、生成物をオーバ
ーヘッドに取った(50から52℃/完全真空)。この結果、透明な無色の固体が単離さ
れ(268g、91.9面積%、全収率57%)、それはいくらかのオキサゾリジンを含
んだ(4.9面積%)。
【0055】
この物質は、既に記載される半合成金属加工流体濃縮物に8%の濃度で処方された。既
に記載されるトリアジン防腐剤(77%活性)を、1.5%のレベルで添加した。同一の
流体を、AMP、3A4O及び2A3Hを用いて調製した。次に、これらの流体を、マイ
コバクテリウム・イムノゲヌム(mycobacterium immunogenum)の標準的なATTCC株
(700505)を用いて流体を播種することを除いて、上述した実施例に記載される同
じASTM微生物暴露試験に供した。これは、その親油性の細胞壁構造のために、制御の
難しい微生物である可能性があり、最近は過敏性肺炎(HP)として一般に知られている
疾病の発症に関与している。上記流体のこの生物に対する耐性を示すデータが
図7に見出
される。AMPを含む対照流体は、事実上活性が阻害されず、予期された反応をした。し
かし、その他の流体は、この生物に対して予想外な耐性を示した。
【0056】
実施例D:使用レベルの調査
本発明のアミノアルコールの使用レベルの影響を理解するため、本発明者らは、既に記
載されるものと同様であるが、4%アミノアルコールを用いて2000ppmの使用時希
釈度を得る半合成流体濃縮物を調製した;処方物の差は水で埋め合わせをした。この流体
濃縮物を、同じレベルの既に記載されるトリアジン−77%で保護した。これらの流体を
希釈し、実施例A及びBに記載される同じ細菌/真菌暴露試験に供した;データは
図8及
び9に見出される。本発明のアミノアルコールを含有する流体は、従来のアミノアルコー
ルAMPを含有する流体よりも、細菌と真菌の両方に対して有意に良好な耐性を示す。
【0057】
実施例E:2−アミノ−4−エチル−3−オクタノールの調製
ニトロエタン及び2−エチルヘキサナールからの2−ニトロ−4−エチル−3−オクタ
ノールの調製。上述した同じ方法で、2−ニトロ−4−エチル−3−オクタノールの試料
を、ニトロエタン(NE、200g、2.67モル)を、熱電対、マグネチックスターラ
ー、500ml添加漏斗、窒素注入口、及びガラス栓を装備した1リットルの三口丸底フ
ラスコ(RBF、24/40、29/42、24/40)へ添加することにより合成した
。これを無水エタノール(EtOH、150g)を添加することにより希釈し、その結果
吸熱がもたらされた。脱イオン水(7.5g)、それに続いて腐食性触媒(8.0mlの
10%水溶液)を添加した。反応物の色は暗くなってオレンジ色となり、わずかな発熱が
観察された。2−エチルヘキサナール(307g、2.40モル、0.90当量)を添加
漏斗に装填し、3.5時間かけてNEにゆっくり添加した。反応熱は30℃の温度まで上
昇した。バレルアルデヒドの添加が完了するとすぐにRBFの内容物を1リットルのガラ
ス瓶に移し、窒素でパージし、周囲温度で保存した。反応の進行をガスクロマトグラフィ
ーによりモニターした。2日後には測定される変換は53.2面積%であり、2週間後に
は55.8面積%であった。次に、10%塩酸水溶液(8ml)の添加により反応を停止
させ、pH1の溶液を真空濃縮し(55℃/完全真空/0.5時間)、溶媒及び残りの試
薬を除去した。結果として生じる黄色の溶液(362g、純度72面積%、収率74.3
%)を濾過し(0.5ミクロン)、窒素でパージし、必要になるまで冷蔵庫の中で保存し
た。
【0058】
2−ニトロ−4−エチル−3−オクタノールの2−アミノ−4−エチル−3−オクタノ
ールアミノアルコールへの接触水素化。2−アミノ−4−エチル−3−オクタノールの試
料を、Parrオートクレーブユニットによる2−ニトロ−4−エチル−3−オクタノー
ルの還元により合成した。ステンレス鋼、2リットルのオートクレーブにGrace 3
201 ラネーニッケル(RaNi、湿重量70g、乾重量35g、10重量%)及びメ
タノール(MeOH、300g)を詰めた。オートクレーブを密封し、組み立て、窒素で
、次いで水素でパージし、水素(750psig)で加圧し、600RPMで攪拌し、そ
して40℃まで温めた。ニトロ−アルコール(362g)をメタノール(MeOH、38
0ml)で希釈し、オートクレーブにポンプ注入した(5ml/分)。2時間後には添加
が完了し、さらに15分後に、反応は、水素取込みが観察されないので完全であると判断
された。オートクレーブを冷却し、攪拌を停止し、排出し、窒素でパージした。オートク
レーブを分解し、内容物を真空濾過してRaNi触媒を取り除いた。この結果、淡黄色の
液体(純度84面積%)が単離され、それを真空濃縮(55℃/完全真空)してから、生
成物を真空ジャケット付き18”ビグローカラム(vigreux column)/ヘッドアセンブリー
を用いてオーバーヘッドに取った(122℃/15mm)。この結果、生成物が透明な無
色の溶液として単離された(182g、96.9面積%、全収率44%)。
【0059】
実施例F.3−アミノ−4−オクタノールのさらなる評価
図10から17は、様々な殺生物剤と併用した、本発明のアミノアルコールである3−
アミノ−4−オクタノール(3A4O)と、本発明でないアミノアルコール化合物、2−
アミノ−2−メチル−1−プロパノール(AMP)及びn−ブチルエタノールアミン(B
EA)のさらなる比較を提供する。特に、
図10及び11、BIOBAN P−1487
(4−(2−ニトロブチル)−モルホリンと4,4'−(2−エチル−2−ニトロトリメ
チレン)ジモルホリンの組合せ)を含むアミノアルコールの、細菌及び真菌有効性比較。
この殺生物剤を希釈された流体に添加して750ppmとした。アミン投与量は、希釈時
に4000ppmとなるように調節した。
図12及び13は、トリアジン/IPBC殺生
物剤ブレンドの存在下、アミノアルコールの細菌及び真菌有効性を示す。トリアジン−7
8%を、希釈された流体に基づいて750ppmで添加し、ヨードプロピニルブチルカル
バメート(IPBC)を、希釈時に300ppmの活性で添加した。アミン投与量を、希
釈時に3000ppmとなるように調節した。
図14及び15は、ベンズイソチアゾリノ
ン(BIT)を含む化合物の細菌及び真菌有効性を示す。BITを、希釈された流体に基
づいて120ppmの活性で添加し、ヨードプロピニルブチルカルバメート(IPBC)
を、希釈時に300ppmの活性で添加した。アミン投与量を、希釈時に3000ppm
となるように調節した。
図16及び17は、クロロメチルイソチアゾリノン/メチルイソ
チアゾリノン(CMIT/MIT)ブレンドを含むアミノアルコールの細菌及び真菌有効
性を示す。このブレンドを、希釈された流体に直接加えて12ppmの活性を得た;用い
た生成物は、Dow Biocidesにより提供されるBIOBAN CM14であっ
た。アミン投与量を、希釈時に3000ppmとなるように調節した。
【0060】
データは一般に、その他のアミノアルコールと比較して、本発明の3A4Oでの殺生物
剤の有効性のさらなる向上を示す。その上、3A4Oと試験したその他のアミノアルコー
ルとの間の細菌に対する有効性の向上が類似している場合でも、3A4Oは一般に、真菌
に対してより大きな向上を示す。従って、3A4Oは一層広範囲の殺生物剤の向上を提供
し、その材料を防腐剤促進剤としてさらに一層望ましいものにする。
【0061】
本発明は、様々な具体的かつ好ましい実施形態及び技法に関して説明された。しかし、
本発明の精神及び範囲内にとどまる一方で、多くの変形例及び変更例が作成され得ること
は当然理解される。