CN101801181A - 生物杀灭性聚丙烯醛组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物杀灭性组合物，其包括含有聚丙烯醛的微粒，其中至少90重量％的粒子的大小不超过30微米。优选地，至少90重量％的粒子的大小不超过5微米，更优选至少90％的粒子的大小不超过1微米。

Description

生物杀灭性聚丙烯醛组合物

本申请要求美国临时申请60/929,961(2007年7月19日)的优先权，在此引入该申请的内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种生物杀灭性聚丙烯醛组合物，涉及制备生物杀灭性聚丙烯醛组合物的方法，还涉及使用所述组合物控制微生物生长的方法。

背景技术

美国专利5,290,894中讨论了聚丙烯醛的生物杀灭性质。聚丙烯醛组合物在水中的较差物理稳定性使其难以配制。据报道，通过含有亲水性共聚单体克服了这些问题。美国专利6,723,336披露了适用于治疗动物胃肠道疾病的水溶性聚丙烯醛。本申请人的美国专利6,803,356和6,410,040也披露了通过修饰聚合物而包括酸基团并任选地进一步使聚合物反应而形成缩醛基团来提高聚丙烯醛酸的溶液稳定性和抗菌活性的方法。

发明内容

现在，本申请人已经发现，大小不超过30微米、优选不超过5微米、更优选不超过1微米的微细分散粒子形式的聚丙烯醛在水中形成稳定的分散体并且具有高水平的生物杀灭活性。

因此，本申请提供一种生物杀灭性组合物，其包括含有聚丙烯醛的微粒，其中至少90重量％的粒子的大小不超过30微米。优选地，至少90重量％的粒子的大小不超过5微米，更优选至少90％的粒子的大小不超过1微米。

在一个实施方案中，所述组合物呈含水悬浮液的形式，所述含水悬浮液包括含有上述粒子大小的聚丙烯醛的悬浮粒子。

在另一个实施方案中，本发明提供一种生物杀灭性组合物，其含有水可分散的粒子，所述水可分散的粒子包括微粒水溶性物质和相关的含有聚丙烯醛的生物杀灭性粒子，其中至少90重量％的粒子的大小不超过30微米。优选至少90重量％的粒子的大小不超过5微米，更优选至少90重量％的粒子的大小不超过1微米。

本发明还提供一种制备根据上面定义的组合物的含有聚丙烯醛的微粒生物杀灭剂的方法，所述方法包括：

(i)在至少部分溶于水的溶剂中形成聚丙烯醛的溶液；和

(ii)混合所述聚丙烯醛的溶液与含水组合物，提供聚丙烯醛粒子在所述含水组合物中的微细悬浮液。

本发明还提供一种制备微粒聚丙烯醛生物杀灭性组合物的方法，包括磨碎聚丙烯醛以减小粒子大小，使得至少90重量％的粒子的大小不超过30微米。优选至少90％的粒子的大小不超过5微米，更优选至少90％的粒子的大小不超过1微米。

具体实施方式

根据本发明的聚丙烯醛粒子包括至少90重量％的大小不超过30微米的粒子。优选地，至少90重量％的粒子的大小不超过5微米，更优选至少90％的粒子的大小不超过1微米。聚丙烯醛粒子通常大小为至少5nm，更优选至少10nm，最优选至少20nm。最佳粒子大小在一定程度上取决于使用组合物的应用，然而，通常，从活性的角度来看，最优选的大小提供至少90重量％的大小不超过200nm的粒子，最优选不超过150nm。已经发现，在纳米粒子范围(高达1000nm)的粒子活性显著改善，更优选不超过200nm，特别是达到150nm。

聚丙烯醛可以是丙烯醛均聚物或者包括例如达到15％和优选不超过10重量％的丙烯醛之外单体的共聚物。最优选地，聚丙烯醛是丙烯醛均聚物。

聚丙烯醛可以通过自由基聚合、阴离子聚合或碱催化聚合形成。已经发现，特别是当与通过自由基聚合制备的聚丙烯醛相比时，包括通过碱催化聚合形成的聚丙烯醛的聚丙烯醛粒子表现出优异的活性。

聚丙烯醛粒子可以被氧化，从而将所述聚合物修饰成包括选择比例的酸基团，如0.5～5摩尔羧基/千克聚合物。本申请人的美国专利6,723,336的实施例1b中描述了通过在空气或其他氧源中氧化固体而引入酸基团。

在一个方面，本发明提供一种制备上述微粒聚丙烯醛生物杀灭性组合物的方法，所述方法包括：

(i)在至少部分溶于水的溶剂中形成聚丙烯醛的溶液；和

(ii)混合所述聚丙烯醛的溶液与含水组合物，提供聚丙烯醛粒子在所述含水组合物中的微细悬浮液。所述方法提供了纳米悬浮液形式的微粒聚丙烯醛。如果需要，可以从纳米悬浮液收集纳米粒子，但一般来说，在该实施方案中，优选的是，含水纳米悬浮液用在任选地加入适合所需应用的赋形剂和佐剂的生物杀灭剂制剂中。所述溶剂优选至少部分溶于水。通常，在20℃下在水中溶解至少1％。适合溶剂的例子包括脂肪族和芳香族醇、醚以及它们两种或两种以上的混合物，其中溶剂组合物具有所需的溶解度。具体例子包括C₁～C₄烷醇、苄醇、多元醇(如聚乙二醇和丙二醇)和醚(如四氢呋喃)。

本发明还提供一种制备微粒聚丙烯醛生物杀灭性组合物的方法，包括磨碎含有聚丙烯醛的固体以减小粒子大小，使得至少90％的粒子的大小不超过30微米。优选至少90％的粒子的大小不超过5微米，再优选至少90％的粒子的大小不超过1微米。

可以使用诸如球磨机、盘磨机和流体能研磨机等各种已知设备进行磨碎。流体能研磨机是特别优选的。可以对固体或者固体在诸如水等适合的液体(其中固体是不溶性的)或适当的油中的分散体进行磨碎。

聚丙烯醛通常从粒子大小大于5微米、优选大于50微米和最优选大于100微米的组合物被磨碎，以提供其中至少90％的粒子大小不超过5微米和更优选至少90％的粒子大小不超过1微米的粒子大小。

在本发明特别优选的实施方案中，微粒生物杀灭剂被配制成水可分散的颗粒或水可分散的粉末制剂。这种制剂可以包括添加剂，如分散剂、表面活性剂、诸如粘土和金属盐等填料、水溶性物质和增稠剂等。在一个实施方案中，微粒聚丙烯醛吸附在载体上，所述载体优选是水溶性微粒载体，例如选自糖类、糖醇和水溶性盐(如氯化钠)。糖和糖醇的具体例子包括乳糖、甘露糖、蔗糖、麦芽糖、山梨糖醇和甘露醇。微粒乳糖是特别优选的。通常，微粒聚丙烯醛用的固体微粒载体的粒子大小基本上大于聚丙烯醛粒子。例如，水溶性粒子载体的粒子大小可以为30～2000微米，更优选50～500微米。

按微粒生物杀灭剂组合物的总重量计，微粒聚丙烯醛通常含有至少10％、优选至少25％、更优选50％和最优选至少80重量％的聚丙烯醛。微粒生物杀灭剂组合物可以是水可分散的组合物的一部分，在这种情况下，其通常占水可分散的组合物总重量的1～99重量％，优选1～20重量％。

本发明的组合物具有多种抗菌用途。它们可用于：(a)动物饲养，以治疗或减少胃肠道疾病的发病率；(b)用在防腐剂和消毒剂制剂中，(c)用在杀真菌剂中，以治疗或预防木材、土壤、建筑材料或植物中的真菌滋生；(d)作为化妆品和药品中的防腐剂；和(e)作为水处理制剂，用于水过滤器、水冷却塔、家用或工业用水的水修复和处理。

下面参照实施例说明本发明。可以理解的是，实施例用于说明本发明，而不以任何方式限制本发明的范围。

实施例

使用利用激光衍射的动态光散射法测定粒子大小，在该方法中，固体在水中的稀释悬浮液的粒子大小被测定为0.02～2000μm。

实施例1

部分(a)

该实施例涉及通过根据本发明另一方面的方法制备根据本发明一个方面的微粒聚丙烯醛，其中将水溶性液体中的聚丙烯醛溶液加到含水组合物中。

根据美国专利6,723,336的实施例1b制备该实施例中使用的聚丙烯醛，并且是包括0.5～5摩尔羧基/千克聚丙烯醛的被氧化的微粒聚(2-丙烯醛，2-丙烯酸)的形式。

微粒原料包括大小约10～2000微米的粒子，并且不溶于水。

通过在65℃下搅拌混合物制备20％w/w的聚(2-丙烯醛，2-丙烯酸)的苄醇溶液，并使搅拌的混合物冷却到室温，以提供透明粘稠溶液。加入少量乙醇，将混合物缓慢地加到剧烈搅拌的水中。由此生成的组合物是分散在含水混合物中的聚(2-丙烯醛，2-丙烯酸)的纳米粒子形式，外观呈乳状透明的混合物。

部分(b)

该实施例测试聚(2-丙烯醛，2-丙烯酸)的纳米微粒分散体的生物杀灭性质。

将20％的聚(2-丙烯醛，2-丙烯酸)的苄醇(97.98mg)溶液与无水乙醇(500μL)混合，将混合物加到玻璃小瓶中的搅拌水(6.9g)中。反洗生成的悬浮液。最终重量用水补充到9.979g(即2000ppm活性剂)。

作为对照样品，混合苄醇(82.4ml)和乙醇(500μL)，转移到水(74g)中，用水补充到10g。对活性和对照样品进行抗菌测试。

样品	MIC(大肠杆菌)
		本发明	62.5ppm
对照	1000ppm

实施例2

部分(a)

使用流体能研磨机磨碎粒子大小约10～2000微米的样品聚(2-丙烯醛，2-丙烯酸)，使得粒子大小小于5微米，其中大部分重量的样品的粒子大小小于1微米。流体能或喷射研磨机由于加工材料的粒子之间的高速碰撞而造成粒子大小减小。研磨室的内部允许超大粒子再循环。

部分(b)-制备饲料混合物

使用Tumble或Turbula混合机，将根据权利要求1所述方法制备的微细分散的微粒聚(2-丙烯醛，2-丙烯酸)与颗粒猪饲料混合。微粒聚(2-丙烯醛，2-丙烯酸)快速分布在动物饲料颗粒的表面上。如果在添加和未添加抗菌活性剂的猪饲料之间存在任何外观差别，差别也很小。

部分(c)-吸附在水溶性载体上

使用下述成分和方法，将根据部分a制备的微米化的聚(2-丙烯醛，2-丙烯酸)吸附在水溶性固体载体上。

将角叉菜胶(从海草提取的硫酸多糖)和氯化钠在研钵中一起研磨成微细大小(约＜100μm)，然后搅拌下(速度5)逐渐加到70ml 3％甘油溶液中。搅拌45分钟后，得到极细的分散体，没有大块。(外观呈透明的-微乳状)。

将微米化的聚(2-丙烯醛，2-丙烯酸)和乳糖在另一研钵中一起研磨，并在搅拌下(速度7)加到上述分散体中。完成加入后，用20ml 3％甘油溶液洗涤研钵，然后加到上述分散体中。

使用其余的10ml 3％甘油洗涤因在加入中飞溅而粘在主容器边缘上的细粉末。

搅拌洗涤再持续2小时，以确保完全混合。

最后，可以理解的是，可以在本发明的精神内做出各种其他修改和/或变更。

Claims (18)

1.一种生物杀灭性组合物，其包括含有聚丙烯醛的微粒，其中至少90重量％的粒子的大小不超过30微米。

2.如权利要求1所述的生物杀灭性组合物，其中至少90重量％的粒子的大小不超过5微米。

3.如权利要求1所述的生物杀灭性组合物，其中所述组合物呈含有聚丙烯醛微粒的含水悬浮液的形式。

4.如权利要求1所述的生物杀灭性组合物，其中所述粒子是固体粒子，并且通过磨碎将其大小从优选大于10微米的粒子大小减小。

5.一种生物杀灭性组合物，其含有水可分散的粒子，所述水可分散的粒子包括微粒水溶性物质和相关的含有聚丙烯醛的生物杀灭性粒子，其中至少90重量％的粒子的大小不超过30微米。

6.如前述权利要求中任一项所述的生物杀灭性组合物，其中90重量％的生物杀灭剂粒子的大小不超过200nm，最优选不超过150nm。

7.如前述权利要求中任一项所述的生物杀灭性组合物，其中所述聚丙烯醛选自丙烯醛均聚物和包括不超过10重量％的丙烯醛之外单体的共聚物。

8.如前述权利要求中任一项所述的生物杀灭性组合物，其中所述聚丙烯醛被氧化，从而将所述聚合物修饰成包括0.5～5摩尔羧基/千克聚合物。

9.如前述权利要求中任一项所述的生物杀灭性组合物，其中按所述微粒组合物的总重量计，所述微粒生物杀灭剂组合物含有至少25重量％的聚丙烯醛。

10.如权利要求5所述的生物杀灭性组合物，其中所述微粒生物杀灭剂的固体微粒载体的粒子大小基本上大于所述含有聚丙烯醛的生物杀灭剂粒子。

11.如权利要求10所述的生物杀灭性组合物，其中所述微粒载体的粒子大小为30～2000微米。

12.如权利要求5和11中任一项所述的生物杀灭性组合物，其中所述组合物包括选自分散剂、表面活性剂、诸如粘土和金属盐等填料、水溶性物质和增稠剂等的一种或多种添加剂。

13.如前述权利要求中任一项所述的生物杀灭性组合物，其中所述含有聚丙烯醛的微粒生物杀灭剂吸附在载体上，所述载体优选是水溶性微粒载体，更优选选自糖类、糖醇和水溶性盐。

14.一种制备微粒聚丙烯醛生物杀灭性组合物的方法，包括磨碎含有聚丙烯醛的固体以减小粒子大小，使得至少90重量％的粒子的大小不超过30微米。

15.如权利要求14所述的方法，其中磨碎所述固体，使得至少90重量％的粒子的大小不超过5微米。

16.如权利要求14或15所述的方法，其中对固体或者固体在微粒聚丙烯醛不溶的液体中的分散体进行磨碎。

17.如权利要求14～16中任一项所述的方法，其中所述含有聚丙烯醛的生物杀灭剂从粒子大小大于50微米的组合物被磨碎，以提供其中至少90重量％的粒子大小不超过5微米的粒子大小。

18.一种制备如权利要求1或2所述的含有聚丙烯醛的微粒生物杀灭剂的方法，所述方法包括：

(i)在至少部分溶于水的溶剂中形成聚丙烯醛的溶液；和

(ii)混合所述聚丙烯醛的溶液与含水组合物，提供聚丙烯醛粒子在所述含水组合物中的微细悬浮液。