Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSIÇÕES, MÉTODOS E SISTEMAS ANTIMICROBIANOS".
REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS RELACIONADOS
O presente pedido reivindica o benefício do pedido provisório dedomínio público que possui o número de série 60/772.021, depositado em 9de fevereiro de 2006, e intitulado "ANTIMICROBIAL COMPOSITIONS, ME-THODS AND SYSTEMS"; e o pedido provisório que possui o número de sé-rie 60/851.472, depositado em 13 de outubro de 2006, e intitulado "ANTIMI-CROBIAL COMPOSITIONS, METHODS AND SYSTEMS".
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a composições, métodos e siste-mas antimicrobianos. Mais particularmente, a invenção refere-se a composi-ções úteis como desinfetantes e também úteis como conservantes em for-mulações de agentes de limpeza para uso doméstico, industrial e na higienepessoal.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
É geralmente reconhecido que produtos que contêm água, inclu-indo muitos agentes de limpeza (para uso doméstico ou institucional), podemcontribuir para a proliferação de microorganismos. Sem conservação sufici-ente, isso, por sua vez, pode levar à deterioração do produto, o que pode semanifestar nos produtos como mudanças no cheiro, descoloração, cresci-mento de bolor, formação de gás, separação de emulsões ou mudanças daviscosidade, tornando, dessa forma, o produto inaceitável ao consumidor.
Além disso, a contaminação microbiana não visível também pode represen-tar um perigo significativo, colocando em risco a saúde do consumidor casoos microorganismos sejam potencialmente patogênicos.
A designação de um microorganismo como inadmissível parauma categoria específica de produtos não estéreis depende de seu potencialpatogênico estabelecido e da capacidade para causar infecções ou doençasatravés da via de aplicação (a qual, por sua vez, é determinada pelo uso de-sejado do produto). Muitos agentes de limpeza e desinfetantes entram emcontato com a pele e também podem entrar em contato com as membranasmucosas do olho e as cavidades nasal e bucal. Além disso, caso o usuárioapresente quaisquer lesões cutâneas, essas áreas da pele comprometidaspodem permitir que os microorganismos atravessem a barreira da pele.
Alguns patógenos microbianos relevantes incluem: bactériasgram-positivas (por exemplo, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyoge-nes, Enteroeoeeus spp., Clostridium tetani, Listeria monoeytogenes e Clos-tridium perfringens), bactérias gram-negativas (por exemplo, Pseudomonasspp., Klebsiella spp., Salmonella spp. e Enterobaeteriaeeae), e fungos (porexemplo, Candida albieans, Candida parapsilosis, Malassezia furfur, Trieho-phyton spp., Triehoderma e Aspergillus spp.). Patógenos cutâneos clássicosincluem bactérias como, por exemplo, Staphyloeoeeus aureus, várias Pseu-domonas spp., e fungos, como, por exemplo, Candida albieans.
A deterioração microbiana de um produto pode ocorrer em con-seqüência de contaminação durante a fabricação do produto, ou durante ouso pelo consumidor. Por exemplo, a área de superfície de um recipienteaberto de um agente de limpeza que esteja exposta à atmosfera e em conta-to repetido com as mãos mais ou menos altamente contaminadas do usuárioapresenta um cenário altamente favorável à contaminação microbiana pós-produção.
As propriedades conservantes da formulação do produto influen-ciam a atividade metabólica do microorganismo e, quando eficazes, podeminterromper o metabolismo, em outras palavras, efetuar a bacteriostase oufungistase, ou até mesmo causar a morte do microorganismo.
Independentemente de qualquer função conservante, algunsagentes de limpeza podem ser formulados para fornecer função desinfetan-te. Em termos gerais, desinfetantes são composições que destroem formasvegetativas de microorganismos, especialmente em objetos inanimados. Pa-ra uma desinfecção adequada, os patógenos são mortos, mas alguns orga-nismos e esporos bacterianos podem sobreviver. Desinfetantes tipicamentevariam em suas propriedades de danificação de tecidos dos compostos cor-rosivos que contêm fenol (que só devem ser usados em objetos inanima-dos), aos materiais menos tóxicos, tais como etanol e iodo (que podem serusados em superfícies cutâneas).
A morte de microorganismos ocorre em certa taxa que dependeprimariamente de duas variáveis: a concentração do agente exterminador, eo período de tempo em que é aplicado. A taxa de morte é definida pelo rela-cionamento:
que mostra que o número de sobreviventes, N, é inversamenteproporcional à concentração do agente, C, e ao tempo de aplicação do a-gente, T. Coletivamente, CT é freqüentemente citado como a dose. Coloca-do alternativamente, o número de microorganismos mortos é diretamenteproporcional a CT. O relacionamento é normalmente definido em termos desobreviventes, na medida em que eles são facilmente medidos por formaçãode colônias. A morte microbiana é definida como a incapacidade de reprodu-ção.
Muitos desinfetantes apresentam riscos a seres humanos duran-te o uso, em conseqüência das propriedades de danificação de tecidos men-cionadas acima. Por exemplo, desinfetantes que contêm fenóis, cloro e ou-tros agentes poderosos podem apresentar risco de danificar a pele e tecidomucoso de um consumidor durante o uso dos produtos. A toxicidade poten-cial a seres humanos pode restringir os tipos de desinfetantes disponíveispara uso pelos consumidores e/ou as aplicações para as quais podem serusados.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
De acordo com a invenção, verificou-se que o ácido 9-dece-nóico, sais de ácido 9-decenóico e ésteres de ácido 9-decenóico são úteiscomo agentes antimicrobianos em diversas aplicações industriais e comerci-ais, incluindo aplicações em agentes de limpeza, desinfetantes e em aplica-ções têxteis. Embora tenha sido descrita previamente alguma atividade an-timicrobiana do ácido 9-decenóico, de certos sais de ácido 9-decenóico e decertos ésteres de ácido 9-decenóico, o presente pedido descreve novos u-sos, composições e sistemas que incluem esses compostos.
De acordo com a invenção, verificou-se que o ácido 9-decenói-co, sais de ácido 9-decenóico e ésteres de ácido 9-decenóico são úteis nocontrole do crescimento microbiano. Como aqui discutido, o controle docrescimento microbiano pode envolver a prevenção da propagação de mi-cróbios dentro de um ambiente e/ou a eliminação de muitos ou todos os mi-croorganismos patogênicos em um ambiente. Por exemplo, o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-decenóico e os ésteres de ácido 9-decenóicopodem ser incorporados em composições de tratamento de superfície paraproteger as próprias composições do ataque microbiano (ou seja, como con-servantes). Nessas modalidades, o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-decenóico e os ésteres de ácido 9-decenóico podem ser utilizados como umagente auxiliar dentro da composição de tratamento de superfície a ser con-servada e/ou protegida do ataque, e/ou deterioração microbiana.
Além disso, o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-decenóico eos ésteres de ácido 9-decenóico podem ser empregados como desinfetante.
Nessas modalidades, o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-decenóico eos ésteres de ácido 9-decenóico podem ser incorporados como um ingredi-ente ativo em diversas composições de tratamento de superfície para usodoméstico e industrial. Em alguns aspectos, o ácido 9-decenóico, o sal deácido 9-decenóico ou o éster de ácido 9-decenóico está presente em umaquantidade suficiente para dar a uma composição de tratamento de superfí-cie propriedades desinfetantes. Como aqui usado, o termo "desinfetar" devesignificar a eliminação de muitos ou de todos os microorganismos indesejá-veis (por exemplo, patogênicos) em um ambiente (por exemplo, uma super-fície) com a possível exceção de endosporos bacterianos. Como aqui usado,o termo "sanitizar" deve significar a redução de contaminantes no ambienteinanimado a níveis considerados seguros de acordo com as regulamenta-ções de saúde pública, ou que reduza a população bacteriana em númerossignificativos quando as exigências de saúde pública não foram estabeleci-das. Uma redução de pelo menos 99% na população bacteriana em um pe-ríodo de tempo de 24 horas é considerada "significativa".
Verificou-se que o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-dece-nóico e os ésteres de ácido 9-decenóico possuem atividade antimicrobianasignificativa contra um amplo espectro de microorganismos. Além disso, es-ses compostos antimicrobianos possuem baixa toxicidade e podem ser utili-zados para gerar produtos finais mais brandos. Além disso, em alguns as-pectos, são observados tempos de morte rápidos para vários microorganis-mos quando esses compostos são fornecidos a um ambiente de tratamentocomo, por exemplo, uma superfície rígida. Adicionalmente, esses compostospodem ser facilmente formulados com outros componentes para a geraçãode produtos finais que, por sua vez, possuam propriedades antimicrobianas.
Considerando-se as propriedades do ácido 9-decenóico, dossais de ácido 9-decenóico e dos ésteres de ácido 9-decenóico, como aquidescritos, esses compostos podem ser usados como agentes auxiliares paraa geração de conservantes, ou como desinfetantes. Em termos gerais,quando os compostos são utilizados como agente auxiliar dentro de umaformulação de produto (por exemplo, composição de tratamento de superfí-cie), os compostos são combinados com componentes encontrados tipica-mente na formulação de produto. Tomando como exemplo produtos de higi-ene pessoal, os compostos podem ser combinados com ingredientes típicosde higiene pessoal como, por exemplo, tensoativos, emolientes, e semelhan-tes. Quando os compostos são utilizados como agente ativo, os compostospodem ser combinados com um solvente para alcançar uma concentraçãodesejada do agente antimicrobiano no solvente, formando, dessa forma,uma composição desinfetante. Da mesma forma, os compostos podem sercombinados com componentes encontrados tipicamente em produtos para oconsumidor (por exemplo, detergentes ou sabonetes) para, desse modo,fornecer produtos "antimicrobianos" que desinfetam ou sanitizam.
Outra diferença entre os conservantes e desinfetantes da inven-ção pode, em alguns aspectos, ser encontrada ha concentração de agenteantimicrobiano no produto final. Tipicamente (mas não necessariamente),pode ser utilizada uma concentração menor do agente antimicrobiano comoconservante, quando comparado com um desinfetante, em que o objetivo éa morte de microorganismos em um período de tempo relativamente curto.
Em alguns aspectos, a invenção fornece métodos e sistemaspara a formulação de uma composição de tratamento de superfície que com-preende a combinação de um ou mais agentes antimicrobianos aqui descri-tos com outros ingredientes de um agente de limpeza para controlar o cres-cimento de microorganismos dentro da composição de tratamento de super-fície ao longo do tempo. Nesses aspectos, podem ser introduzidos microor-ganismos na composição de tratamento de superfície durante a fabricaçãoe/ou pelo consumidor durante o uso da composição de tratamento de super-fície. Dessa forma, a invenção pode fornecer métodos para o controle docrescimento de microorganismos em composições de tratamento de superfí-cie por combinação de uma quantidade antimicrobiana eficaz de um ou maisagentes antimicrobianos com outros ingredientes encontrados tipicamentena composição de tratamento de superfície. De acordo com essas modali-dades, os agentes antimicrobianos são utilizados como agente auxiliar paradar função conservante aos produtos para o consumidor, por exemplo, com-posições de tratamento de superfície.
Em outros aspectos, a invenção fornece métodos e sistemaspara a formulação de desinfetantes. Os aspectos desinfetantes da invençãosão causados, pelo menos em parte, por uma ou mais das seguintes carac-terísticas dos agentes antimicrobianos aqui descritos: morte relativamenterápida de microorganismos, função biocida de amplo espectro, e baixa con-centração necessária para o efeito biocida.
Em alguns aspectos, a invenção fornece métodos de tratamentode um ambiente suspeito de conter microorganismos indesejáveis, o métodocompreendendo a exposição do ambiente a uma quantidade biocida eficazde um agente antimicrobiano. Em algumas modalidades, a quantidade bioci-da eficaz é uma quantidade de agente antimicrobiano suficiente para elimi-nar praticamente todos os microorganismos selecionados suspeitos de esta-rem presentes em um ambiente selecionado. Em alguns aspectos, essaquantidade pode ser uma quantidade suficiente para causar uma redução de-5-log em microorganismos selecionados. Em algumas modalidades, a quan-tidade biocida eficaz é uma quantidade suficiente para eliminar praticamentetodos os microorganismos selecionados dentro de um período de tempo de-sejado, por exemplo, em dois minutos ou menos, ou um minuto ou menos,ou 30 segundos ou menos. Em alguns aspectos, a quantidade biocida eficazé uma quantidade suficiente para causar uma redução de 5-log em E. colie/ou S. aureus em 30 segundos ou menos em uma amostra, se presente. Aconcentração de agente antimicrobiano pode depender do agente específicoselecionado, a aplicação (por exemplo, aplicação industrial ou doméstica,aplicação em superfície rígida ou em têxteis, e semelhantes), e outros fato-res semelhantes.
Em alguns aspectos, a invenção fornece um método de trata-mento de uma superfície, o método compreendendo a aplicação de umacomposição de tratamento de superfície à superfície, em que a composiçãode tratamento de superfície inclui um agente de limpeza substancialmentelivre de fenol e um agente antimicrobiano, o agente antimicrobiano compre-endendo ácido 9-decenóico, um sal de ácido 9-decenóico, um éster de ácido-9-decenóico, ou uma combinação destes, em que o agente antimicrobianoestá presente em uma quantidade suficiente para controlar o crescimentomicrobiano.
Em aspectos adicionais do método, a invenção fornece um mé-todo de tratamento de uma superfície, o método compreendendo a aplicaçãode uma composição de tratamento de superfície que possui um pH na faixade 4,1 a 8,5 a uma superfície, em que a composição de tratamento de super-fície inclui um agente de limpeza e um agente antimicrobiano, o agente an-timicrobiano compreendendo ácido 9-decenóico, um sal de ácido 9-dece-nóico, um éster de ácido 9-decenóico, ou uma combinação destes, em que oagente antimicrobiano está presente em uma quantidade suficiente paracontrolar o crescimento microbiano.
Em algumas modalidades, a composição de tratamento de su-perfície possui um pH na faixa de 6 a 8.
Em alguns aspectos, o agente antimicrobiano está presente emuma quantidade suficiente para fornecer à composição de tratamento de su-perfície propriedades antimicrobianas para resistir à deterioração, por exem-plo, o agente antimicrobiano pode estar presente em uma quantidade nafaixa de 0,002% a 3% em peso, com base no peso total da composição detratamento de superfície.
Em alguns aspectos, o agente antimicrobiano está presente emuma quantidade suficiente para fornecer à composição de tratamento de su-perfície propriedades desinfetantes na superfície. Em algumas modalidades,o agente antimicrobiano está presente em uma quantidade suficiente paracausar uma redução de 5 Iog em um ou mais microorganismos-alvo na su-perfície em um período de tempo de 1 minuto ou menos. Microorganismos-alvo ilustrativos incluem Staphylococci spp., Pseudomonas, Klebsiella spp. ecoliformes. Em algumas modalidades, o agente antimicrobiano está presenteem uma quantidade de 0,125% em peso ou menos, com base no peso totalda composição de tratamento de superfície.
Opcionalmente, a composição de tratamento de superfície podeainda incluir um segundo agente antimicrobiano. Em algumas modalidades,a composição de tratamento de superfície pode incluir água como solvente.
Em alguns aspectos da composição, a invenção fornece umacomposição de tratamento de superfície que compreende um agente de lim-peza substancialmente livre de fenol e um agente antimicrobiano; o agenteantimicrobiano compreendendo ácido 9-decenóico, um sal de ácido 9-decenóico, um éster de ácido 9-decenóico, ou uma combinação destes, emque o agente antimicrobiano está presente em uma quantidade suficientepara controlar o crescimento microbiano.
Em alguns aspectos adicionais da composição, a invenção for-nece uma composição de tratamento de superfície que possui um pH na fai-xa de 4,1 a 8,5, em que a composição de tratamento de superfície inclui umagente de limpeza e um agente antimicrobiano, o agente antimicrobianocompreendendo ácido 9-decenóico, um sal de ácido 9-decenóico, um ésterde ácido 9-decenóico, ou uma combinação destes, em que o agente antimi-crobiano está presente em uma quantidade suficiente para controlar o cres-cimento microbiano.
Em algumas modalidades, o agente antimicrobiano é ácido 9-decenóico que possui a estrutura mostrada na Fórmula 1:<formula>formula see original document page 10</formula>
Verificou-se que o ácido 9-decenóico é particularmente eficazpara fornecer propriedades antimicrobianas aos agentes de limpeza, comoaqui descritos. Quando formulado com outros ingredientes encontrados tipi-camente nesses produtos, o produto final exibe maior estabilidade no arma-zenamento. Verificou-se também que o ácido 9-decenóico é um desinfetanteeficaz, causando uma redução de 5 Iog em vários microorganismos em bai-xas concentrações em curtos períodos de tempo. Além disso, o ácido 9-decenóico exibe baixa toxicidade aos seres humanos e atividade de amploespectro contra microorganismos.
Em algumas modalidades, o agente antimicrobiano é um ésterde ácido 9-decenóico que possui a estrutura mostrada na Fórmula II:onde -R é um grupo orgânico. Como usado aqui, o termo "grupo orgânico"pode ser um grupo alifático, um grupo alicíclico ou um grupo aromático. Gru-pos orgânicos podem incluir heteroátomos (por exemplo, átomos O, N ou S),além de grupos funcionais (por exemplo, grupos carbonila). No contexto dainvenção, o termo "grupo alifático" significa um grupo hidrocarboneto satura-do ou insaturado, linear ou ramificado. Esse termo é usado para englobargrupos alquila, alquenila e alquinila, por exemplo. O termo "grupo alquila"significa um grupo hidrocarboneto monovalente, saturado, linear ou ramifica-do. O termo "grupo alquenila" significa um grupo hidrocarboneto monovalen-te, saturado, linear ou ramificado, com uma ou mais ligações duplas carbo-no-carbono. O termo "grupo alquinila" significa um grupo hidrocarbonetomonovalente, insaturado, linear ou ramificado, com uma ou mais ligaçõestriplas carbono-carbono. Um grupo alicíclico é um grupo alifático disposto emuma ou mais estruturas fechadas em anel. O termo é usado para englobargrupos saturados (por exemplo, cicloparafinas) ou insaturados (cicloolefinasou cicloacetilenos). Um grupo aromático ou grupo arila é um hidrocarbonetoinsaturado cíclico que possui uma estrutura conjugada em anel. Incluídosdentro dos grupos aromáticos ou arila estão aqueles que possuem tantouma estrutura aromática em anel quanto um grupo alifático ou um grupo ali-cíclico. Em alguns aspectos, -R pode ser selecionado para desempenhar umpapel duplo como um agente antimicrobiano e emulsificante ou auxiliar decompatibilidade. Por exemplo, modalidades em que -R é um grupo C8 a Ci6alquila podem possuir propriedades de emulsificação.
Em algumas modalidades, -R é um grupo alquila, por exemplo,um grupo Ci a Ci8 alquila, um grupo C2 a Ci8 alquila, um grupo Ci a C6 al-quila, ou um grupo C2 a C6 alquil. Exemplos representativos incluem metila,etila, propila (n-propila ou i-propil), butila (n-butila ou t-butil), heptila, octila,nonila, decila, dodecila, octadecila, e semelhantes. Em outras modalidades, -R é um grupo alquenila, por exemplo, um grupo C9 alquenila, por exemplo, -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2=CH2. Em alguns aspectos, os ésteresde ácido 9-decenóico podem ser particularmente úteis, na medida em queesses compostos podem ser pH-independentes dentro de certas formula-ções.
Em algumas modalidades da invenção, o agente antimicrobianoé um sal de ácido 9-decenóico que possui a estrutura mostrada na Fórmula(III):
K+n [R"]n(III)
em que R- é <formula>formula see original document page 11</formula>
η é um número inteiro, por exemplo, variando de 1 a 4; e
K+n é um cátion carregado +n.
Quando η = 1, exemplos representativos incluem cátions do gru-po IA (por exemplo, Li+· Na+1 K+· Ag+), e diversos sais de amônio como, porexemplo, aqueles que incluem amônio (NH4+) ou amônio quaternário (NR4+)como cátions. Quando η = 2, exemplos representativos incluem Ca+2, Mg+2,Zn2+, Cu2+ e Fe2+. Quando η = 3, exemplos representativos incluem Al3+,Fe3+ e Ce3+. Quando η = 4, exemplos representativos incluem Ce4+- Aindaem modalidades adicionais, o par ânion/cátion (K+n [R']n) pode se ligar a umagente antimicrobiano conhecido como, por exemplo, aqueles aqui descritosem outra seção como úteis para o segundo agente antimicrobiano. Em al-gumas modalidades, o par ânion/cátion pode desempenhar um papel duplocomo, por exemplo, como agente antimicrobiano e emulsificante ou auxiliarde compatibilidade (por exemplo, o sal de cobre pode aumentar a atividadecontra espécies de algas, enquanto o sal de zinco pode aumentar a ativida-de antifúngica).
Em outros aspectos, a invenção fornece composições antimicro-bianas inéditas para o controle do crescimento microbiano em uma amplagama de produtos (conservantes) e/ou para a eliminação de microorganis-mos em um ambiente (desinfetantes). Essas composições antimicrobianasinéditas podem compreender uma combinação de quaisquer dois ou maisdos agentes antimicrobianos de Fórmula (I), (II) ou (III).
Ainda em aspectos adicionais, a invenção fornece composiçõesantimicrobianas inéditas para o controle do crescimento microbiano em umaampla gama de produtos e/ou para a eliminação de microorganismos em umambiente, as composições antimicrobianas compreendendo qualquer um oumais dos agentes antimicrobianos de Fórmula (I), (II) e/ou (III), em combina-ção com um ou mais agentes antimicrobianos conhecidos (segundo agenteantimicrobiano). Em alguns aspectos, o segundo agente antimicrobiano ésubstancialmente livre de fenol. Em alguns aspectos, a composição de tra-tamento de superfície global possui um pH na faixa de 4,1 a 8,5, ou 5 a 8,5,ou 6-8. Nesses aspectos da combinação, a invenção pode fornecer produtoscomerciais com toxicidade significativamente menor do que os produtos atu-ais que incluem o(s) segundo(s) agente(s) antimicrobiano(s) isoladamente.Nessa discussão, o termo "toxicidade" é usado em seu sentido mais amplo.
Ele pode significar toxicidade para as pessoas per se, risco ou dano ao am-biente, risco indireto às pessoas por meio de dano ambiental, e/ou simples-mente irritação de tecido (por exemplo, da pele ou da membrana mucosa).Em outras palavras, os agentes antimicrobianos de Fórmula (I), (II) e/ou (III)podem substituir pelo menos uma porção do segundo agente antimicrobiano,fornecendo, dessa forma, menor toxicidade do produto global. Sabe-se queprodutos como Kathon™, Triclosan™ e outros podem ter efeitos de toxicida-de nas formulações atuais. Dessa forma, substituindo-se pelo menos umaporção dessas substâncias pelo agente antimicrobiano de Fórmula (I), (II)e/ou (III), pode ser obtido um produto final com toxicidade global menor. Emalguns aspectos, essa menor toxicidade pode ser obtida ao mesmo tempoem que se mantém a eficácia dos agentes antimicrobianos como um todo.
As características antimicrobianas da invenção são aqui descri-tas com referência à concentração inibidora mínima (MIC) e à concentraçãobactericida mínima (MBC) do agente. Como aqui descrita, a MIC é definidacomo a concentração do agente antimicrobiano que inibe completamente ocrescimento de um organismo de ataque. A MBC é definida como a concen-tração de agente antimicrobiano que erradica completamente organismosviáveis do sistema de teste. Dessa forma, para as características conservan-tes dos métodos e sistemas da invenção, a MIC será particularmente discu-tida. Com relação às características desinfetantes dos métodos e sistemasda invenção, a MBC será particularmente discutida.
Foi descoberto surpreendentemente que os métodos e sistemasda invenção que utilizam os agentes antimicrobianos aqui descritos demons-tram uma atividade antimicrobiana de amplo espectro que engloba bactériasgram-positivas e gram-negativas, além de fungos. Esses agentes antimicro-bianos podem, em alguns aspectos, ter um valor especial e uma ampla ga-ma de aplicações industriais em função de sua baixa toxicidade oral, cutâ-nea, ocular e aquática, além de baixas propriedades irritativas. A habilidadepara liberar atividade antimicrobiana eficaz ao mesmo tempo com baixastoxicidades e propriedades irritativas pode ser particularmente valiosa emaplicações como, por exemplo, agentes de limpeza e desinfetantes (por e-xemplo, detergentes e limpadores de superfícies rígidas, em que a toxicida-de e os efeitos ambientais são uma preocupação). Características vantajo-sas adicionais que podem estar presentes incluem ação biocida relativamen-te rápida, eficácia contra microorganismos que tipicamente são de difícilacontrole, e facilidade de formulação com outros ingredientes.
Em alguns aspectos, a atividade de amplo espectro dos agentesantimicrobianos aqui descritos também pode fornecer atividade aumentadacomo conservante ou desinfetante por redução de probabilidade de forma-ção de biofilmes. Como aqui discutido, alguns agentes antimicrobianos dainvenção demonstraram eficácia contra Pseudomonas, organismos que po-dem produzir biofilmes. Em termos gerais, após a formação de um biofilme,as bactérias do biofilme são altamente resistentes à desinfecção e remoçãoda superfície. Dessa forma, a formação de biofilmes pode apresentar desafi-os significativos para o tratamento de superfícies com agentes antimicrobia-nos.
Esses e outros aspectos e vantagens serão agora descritos commais detalhes.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
A figura 1 é uma figura que mostra catalisadores de metátesebaseados em rutênio exemplares.
A figura 2 é uma figura que mostra catalisadores de metátesebaseados em rutênio exemplares.
A figura 3 é uma figura que mostra catalisadores de metátesebaseados em rutênio exemplares.
A figura 4 é uma figura que mostra catalisadores de metátesebaseados em rutênio exemplares.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
As modalidades da invenção descritas abaixo não visam sercompletas ou limitar a invenção às formas exatas descritas na descrição de-talhada a seguir. Em vez disso, as modalidades são escolhidas e descritasde forma a que outros versados na técnica possam observar e entender osprincípios e práticas da invenção.
Ao longo de toda o relatório descritivo e reivindicações, as per-centagens são em peso, e as temperaturas em graus Celsiusl a menos queindicado de forma diferente.
Foram descobertos usos inéditos de ácido 9-decenóico, de saisde ácido 9-decenóico e de ésteres de ácido 9-decenóico. Em alguns aspec-tos, o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-decenóico e os ésteres de ácido-9-decenóico podem ser usados como agentes antimicrobianos isoladamen-te, ou seja, sem agentes antimicrobianos adicionais. De acordo com essesaspectos da invenção, o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-decenóico eos ésteres de ácido 9-decenóico podem funcionar em baixas concentraçõesisoladamente (ou seja, sem agentes antimicrobianos adicionais) com a efi-cácia desejada. Em algumas modalidades, as composições antimicrobianasconsistem essencialmente em ácido 9-decenóico, um ou mais sais de ácido9-decenóico e/ou um ou mais ésteres de ácido 9-decenóico. Em algumasmodalidades, esses agentes antimicrobianos podem ser utilizados em com-posições que são "substancialmente livres de fenol", como aqui descrito. Emalgumas modalidades, esses agentes antimicrobianos podem ser utilizadosem composições que não incluem agentes antimicrobianos conhecidos co-mo, por exemplo, álcoois de cadeia curta (por exemplo, álcoois C1-4 como,por exemplo, etanol ou propanol); compostos fenólicos que possuem propri-edades antioxidantes (por exemplo, hidróxi tolueno butilado (BHT), hidróxianisol butilado (BHA), butila hidróxi quinona terciária (TBHQ)) e análogosnaturais com propriedades antioxidantes similares, tais como, tocoferóis,compostos de ácido cinâmico, e compostos descritos geralmente como flavi-nas ou flavinóides; e/ou ácidos orgânicos hidrossolúveis de cadeia curta quepossuem comprimento da cadeia de carbono de 1-4 (por exemplo, ácidofórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido butírico, incluindo ácidos decadeia substituída e ramificada como, por exemplo, ácido lático, ácido glicó-lico, alanina, cisteína, ácido malônico, ácido succínico, ácido glutárico).
Além disso, são aqui descritas composições inéditas que inclu-em ácido 9-decenóico, sais de ácido 9-decenóico e ésteres de ácido 9-decenóico, as composições incluindo combinações de dois ou mais dessescompostos. Além disso, são descritas composições inéditas que incluemácido 9-decenóico, sais de ácido 9-decenóico e/ou ésteres de ácido 9-decenóico em combinação com um ou mais segundos (diferentes) agentesantimicrobianos. De acordo com esse último aspecto da invenção, o segun-do agente antimicrobiano pode ser um agente antimicrobiano conhecido e,freqüentemente, pode compreender um agente antimicrobiano que possuitoxicidade maior do que compostos que são tema desta invenção.
Como ficará evidente a partir da revisão deste relatório descriti-vo, os agentes antimicrobianos podem ser formulados para fornecer diversascomposições antimicrobianas como produtos finais. As composições antimi-crobianas podem estar em forma concentrada ou de um recipiente, de umrecipiente de aerossol, ou de um recipiente como um cristal, em pó ou emalguma outra forma semi-sólida ou sólida, ou como um líquido. As composi-ções antimicrobianas podem ser aplicadas em várias formulações como, porexemplo, mas sem limitação, soluções, géis, cremes, loções, bastões, bál-samos, sprays, pós e semelhantes, em veículos aquosos ou não aquosos.Agente antimicrobiano
Foi descoberto que o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-decenóico e os ésteres de ácido 9-decenóico possuem atividade antimicro-biana inesperada, bem mais ampla do que previamente descrita. Sob testesmicrobianos padronizados, verificou-se que esses agentes inibem o cresci-mento e/ou eliminam várias bactérias gram-positivas (por exemplo, Staph-ylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Enterococcus spp., Clostridiumtetani, Listeria monoeytogenes, Clostridium perfringens, Bacillus spp., Pedio-eoceus spp. e Lactobacillus spp.), bactérias gram-negativas (por exemplo,Pseudomonas spp., Klebsiella spp., Salmonella spp., Enterobaeteriaeeae, eSerratia spp.), e fungos (por exemplo, Candida albieans, Candida parapsilo-sis, Malassezia furfur, Triehophyton spp., Triehoderma, Aspergillus spp. eCladosporium spp.). Além disso, esses agentes podem, em algumas modali-dades, inibir o crescimento e/ou eliminar vários coliformes. Coliformes ilus-trativos incluem E. eoli, Enterobaetere Klebsiella.
Foi descoberto que o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-decenóico e os ésteres de ácido 9-decenóico podem ser eficazes no controledo crescimento microbiano dentro de vários agentes de limpeza (ou seja,como conservante) e eficazes na eliminação de microorganismos em umambiente (ou seja, como desinfetante).
Em um aspecto da composição, o agente antimicrobiano podeser um ácido graxo monoinsaturado de 10 átomos de carbono que pode serfornecido como um ácido, sal ou éster. Em algumas modalidades, o agenteantimicrobiano é ácido 9-decenóico que possui a estrutura mostrada naFórmula I:<formula>formula see original document page 17</formula>Verificou-se que o ácido 9-decenóico (também conhecido comoácido caproléico) é particularmente eficaz no fornecimento de propriedadesantimicrobianas como conservantes e/ou sanitizadores ou desinfetantes.Quando formulado com outros ingredientes encontrados em vários produtosdestinados ao consumidor e/ou industriais, o produto final exibe atividadeantimicrobiana aumentada. Além disso, o ácido 9-decenóico exibe baixa ιο-xicidade para os seres humanos e atividade de amplo espectro contra mi-croorganismos.
Geralmente, ácido 9-decenóico é um líquido incolor que possuium peso molecular de aproximadamente 170, um ponto de ebulição de a-proximadamente 269°C a 271°C/760 mm, uma gravidade específica de0,912 a 0,920 a 25°C, e um índice de refração de 1,44 a 1,45 a 20°C. Ge-ralmente, o ácido 9-decenóico é hidrossolúvel em níveis biocidas (como aquidescrito em outra seção) e solúvel em álcool.
Em algumas modalidades, o agente antimicrobiano pode ser uméster de ácido 9-decenóico que possui a estrutura mostrada na Fórmula II:
<formula>formula see original document page 17</formula>em que -R é um grupo orgânico. Como aqui usado, "grupo orgâ-nico" pode ser um grupo alifático, um grupo alicíclico ou um grupo aromático.Grupos orgânicos podem incluir heteroátomos (por exemplo, átomos de O, Nou S), além de grupos funcionais (por exemplo, grupos carbonila). No con-texto da invenção, o termo "grupo alifático" significa um grupo hidrocarbone-to saturado ou insaturado, linear ou ramificado. Esse termo é usado paraenglobar grupos alquila, alquenila e alquinila, por exemplo. O termo "grupoalquila" significa um grupo hidrocarboneto monovalente, saturado, linear ouramificado. O termo "grupo alquenila" significa um grupo hidrocarboneto mo-novalente, saturado, linear ou ramificado, com uma ou mais ligações duplascarbono-carbono. O termo "grupo alquinila" significa um grupo hidrocarbone-to monovalente, insaturado, linear ou ramificado, com uma ou mais ligaçõestriplas carbono-carbono. Um grupo alicíclico é um grupo alifático disposto emuma ou mais estruturas fechadas em anel. O termo é usado para englobargrupos saturados (por exemplo, cicloparafinas) ou insaturados (cicloolefinasou cicloacetilenos). Um grupo aromático ou grupo arila é um hidrocarbonetoinsaturado cíclico que possui uma estrutura conjugada em anel. Incluídosdentro dos grupos aromáticos ou arila estão aqueles que possuem tantouma estrutura aromática em anel quanto um grupo alifático ou um grupo ali-cíclico.
Em alguns aspectos, -R pode ser selecionado para desempe-nhar um papel duplo como um agente antimicrobiano e emulsificante ou au-xiliar de compatibilidade. Para a finalidade de emulsificar fases imiscíveis ouestabilizar uma emulsão, a adição de uma molécula anfifílica pode aumentaro contato interfacial. Moléculas anfifílicas são moléculas que possuem regi-ões de duas polaridades distintas. Uma parte da molécula é polar, ou hidrofí-lica, o que a faz ser atraída para a fase mais polar. A outra parte da moléculaé não polar, ou hidrofóbica, o que a faz ser atraída para a fase não polar. Anatureza dupla dessas moléculas as atrai para a interface entre duas fasesimiscíveis em que elas absorvem e reduzem a energia do limiar da fase. Asmoléculas que adsorvem fortemente e fornecem cargas interfaciais elevadassão tipicamente bons tensoativos, e podem ser bons emulsificantes. A forçada atração para um tensoativo à interface, a energia de absorção, depende,em parte, da força da interação para cada parte do anfifílico para cada fase.Portanto, um tensoativo fortemente adsorvente irá, em termos gerais, ter umcomponente hidrofílico polar atraído à fase polar e um componente hidrofó-bico muito não polar fortemente atraído à fase não polar. Uma característicade cada componente do anfifílico é que ele, de preferência, deve reter solu-bilidade suficiente como uma molécula inteira em uma das fases, a fim deque o tensoativo possa ser liberado à interface. A tensão interfacial é reduzi-da por adsorção de moléculas do tensoativo e é uma propriedade coligativa,o que significa que a redução da tensão interfacial depende primariamentedo número de moléculas adsorvidas. A seleção adequada das espécies hi-drofílicas e hidrofóbicas no emulsificante determina seu desempenho.
Para o caso de grupos alquila lineares usados como a poçãohidrofóbica, o comprimento da cadeia é uma variável que pode ser usadapara ajustar as propriedades de emulsificação. Cadeias muito curtas tipica-mente não fornecem atração suficiente para a fase não polar para fazer umanfifílico fortemente adsorvente. Cadeias muito longas trazem maior obstá-culo estérico para a interface, e podem evitar que outras moléculas adsor-vam reduzindo, dessa forma, a carga interfacial e a redução da tensão. Ca-deias alquila longas também podem ter solubilidade reduzida em uma dasfases. Modalidades nas quais-R é um grupo C8 a Ci6 alquila podem fornecerpropriedades de emulsificação em certas composições de revestimento desuperfície. Em algumas modalidades, -R é um grupo Ci0 a Ci2 alquil. A sele-ção do grupo alquila apropriado pode depender, por exemplo, do resto damolécula à qual o grupo alquila está anexado, e também pode depender dacomposição das fases com as quais a molécula interage.
Em algumas modalidades, -R é um grupo alquila, por exemplo,um grupo Ci a Ci8 alquila ou um grupo Ci a C6 alquil. Exemplos representa-tivos incluem metila, etila, propila (n-propila ou i-propil), butila (n-butila ou t-butil), heptila, octila, nonila, decila, dodecila, octadecila, e semelhantes. Emoutras modalidades, -R é um grupo alquenila, por exemplo, um grupo C9 al-quenila como, por exemplo, -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CHa=CH2.Ainda em modalidades adicionais, -R pode compreender um a-gente antimicrobiano conhecido como, por exemplo, mas sem limitação, a-gentes antimicrobianos aqui descritos em outra seção como úteis como se-gundos agentes antimicrobianos.
Em alguns aspectos, a utilização de um éster de ácido 9-decenóico, como descrito na Fórmula (II), pode ser vantajosa, na medida emque esses compostos podem ser pH-independentes em várias formulações.
Em algumas modalidades da invenção, o agente antimicrobianoé um sal de ácido 9-decenóico que possui a estrutura mostrada na Fórmula(III):
<formula>formula see original document page 20</formula>
η é um número inteiro, por exemplo, variando de 1 a 4; eK+n é um cátion carregado+n.
Quando η = 1, exemplos representativos incluem cátions do gru-po IA (por exemplo, Li+, Na+, K+ e Ag+) e diversos sais de amônio como, porexemplo, aqueles que incluem amônio (NH4+) ou amônio quaternário (NR4+)como cátions. Quando η = 2, exemplos representativos incluem Ca2+, Mg2+,Zn2+, Cu2+ e Fe2+. Quando η = 3, exemplos representativos incluem Al3+,Fe3+ e Ce3+. Quando η = 4, exemplos representativos incluem Ce4+. Aindaem modalidades adicionais, o par ânion/cátion (K+n [R"]n) pode se ligar a umagente antimicrobiano conhecido como, por exemplo, aqueles aqui descritosem outra seção como úteis para o segundo agente antimicrobiano. Em al-gumas modalidades, o par ânion/cátion pode desempenhar um papel duplocomo, por exemplo, como agente antimicrobiano e emulsificante, ou auxiliarde compatibilidade.
Em alguns aspectos, a utilização de um sal de ácido 9-dece-nóico, como descrito na Fórmula (III), pode ser vantajosa, por exemplo, porser mais solúvel em sistemas aquosos, menos volátila e/ou mais fácila demanipular quando comparado com o ácido ou com as formas de éster deácido 9-decenóico. A escolha de um agente antimicrobiano das Fórmulas (I),(II) e/ou (III) dependerá do uso final da composição, incluindo consideraçõesquanto à formulação, microorganismos-alvo, e semelhantes.
Será facilmente observado que pode ocorrer alguma combina-ção de ácido 9-decenóico e sal dentro de uma composição em virtude donível de pH da composição. Por exemplo, na pKa calculada de cerca de 4,78(± 0,1), uma composição será composta por quantidades aproximadamenteiguais de ácido 9-decenóico e sal (50/50 ácido 9-decenóico/sal). Em algu-mas modalidades, a presença de ácido 9-decenóico (em alguns níveis nacomposição) pode ser particularmente vantajosa.
Para os agentes antimicrobianos de Fórmulas l-lll, foi estudadaa solubilidade em um ambiente aquoso e alcoólico. Os estudos de solubili-dade foram realizados com os sais de sódio (Na) e potássio (K) de ácido 9-decenóico em água e isopropanol (IPA). Foram analisadas seis amostras. Asamostras foram as seguintes: sal de Na em água, sal de Na em IPA, sal deK em água, sal de K em IPA, ácido 9-decenóico (protonado) em água, ácido9-decenóico (protonado) em IPA. Para a forma protonada dos ácidos, asamostras foram acidificadas e diluídas em IPA e submetidas à análise porcromatografia a gás/detector por ionização em chama (GC/FID). O mesmoprocedimento foi seguido para os sais de Na e K em IPA. Para os sais de Nae K em água, as amostras foram acidificadas e depois extraídas com éter depetróleo. O éter de petróleo foi então evaporado, e as amostras foram re-constituídas em IPA, acidificadas e submetidas à análise por GC/FID. Asconcentrações foram calculadas comparando-se a área de pico da amostracom uma tabela de calibração de ácido 9-decenóico. A curva de calibraçãofoi linear de 1 mg/g a 500 mg/g. Os resultados de solubilidade das seis a-mostras são mostrados na Tabela 1. Os resultados são registrados em mg/g(mg de ácido 9-decenóico/g de solvente).Tabela 1. Solubilidade do ácido 9-decenóico e sais
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A partir dos dados na Tabela 1, fica claro que a forma de sal doácido 9-decenóico é bem mais solúvel em água do que em isopropanol. In-versamente, a forma protonada do ácido é mais solúvel em isopropanol doque em água.
A habilidade para controlar a solubilidade do agente antimicrobi-ano pelo fornecimento de uma forma de sal (fornecendo, dessa forma, umagente hidrossolúvel) ou a forma de ácido (fornecendo, dessa forma, umagente mais solúvel em composições não aquosas) pode gerar característi-cas benéficas nos métodos e sistemas da invenção. Por exemplo, quando sedeseja fornecer um agente antimicrobiano ou desinfetante baseado em á-gua, podem ser utilizadas as formas de sal do agente. Alternativamente,quando se deseja fornecer um agente antimicrobiano que seja solúvel emsistemas não aquosos, pode ser utilizada a forma de ácido. A solubilidaderelativa e a quantidade antimicrobiana eficaz necessária para um microorga-nismo em particular (ou classe de microorganismos) podem ser considera-das quando se formula uma composição antimicrobiana que inclui um oumais dos agentes como conservantes aqui descritos. Da mesma forma, asolubilidade relativa e a quantidade biocida eficaz podem ser consideradasquando se formulam composições biocidas que incluem um ou mais agentesantimicrobianos como desinfetantes.
Em termos gerais, para muitas aplicações como agente de lim-peza (e, em particular, em muitas aplicações na higiene pessoal), pode serdesejável utilizar um agente antimicrobiano hidrossolúvel, enquanto aplica-ções como têxteis e superfícies sólidas (por exemplo, tábuas de cortar paraaplicações em alimentos) podem se beneficiar da utilização de um agenteantimicrobiano menos solúvel.Em alguns aspectos, a invenção contempla o uso de composi-ções antimicrobianas compostas pelos agentes de Fórmulas (I), (II) e/ou (III)isoladamente. Nesses aspectos, nenhum agente adicional que possua pro-priedades antimicrobianas significativas é incluído na composição. Em algu-mas modalidades, essas composições antimicrobianas não incluem agentesantimicrobianos conhecidos como, por exemplo, álcoois de cadeia curta (porexemplo, álcoois C1-4); compostos fenólicos que possuem propriedades anti-oxidantes, e análogos naturais com propriedades antioxidantes similares, porexemplo, tocoferóis, compostos de ácido cinâmico, e compostos descritosgeralmente como flavinas ou flavinóides; e/ou ácidos orgânicos hidrossolú-veis de cadeia curta que possuem comprimento da cadeia de carbono de 1-4, como aqui discutido.
De acordo com alguns aspectos da invenção, os agentes antimi-crobianos de Fórmulas (I), (II) e/ou (III) podem ser utilizados em composi-ções que possuem uma ampla gama de níveis de pH. Em particular, os éste-res de ácido 9-decenóico, como ilustrados na Fórmula (II), podem ser pH-independentes em várias formulações. Em outras palavras, ésteres de ácido9-decenóico, como ilustrados na Fórmula II, podem ser eficazes em váriosníveis de pH. Isso é o contrário do que ocorre com muitos agentes antimi-crobianos conhecidos, por exemplo, ácidos orgânicos, que podem possuirefeito antimicrobiano significativamente maior em níveis de pH mais baixos(ácidos). Em algumas modalidades, o nível de pH de composições de trata-mento de superfície que incluem os agentes antimicrobianos de acordo coma invenção pode ser aproximadamente neutro a ácido, por exemplo, pH de 8ou menos, ou 7 ou menos, ou 6 ou menos, ou 5 ou menos. Em alguns as-pectos, as composições de tratamento de superfície podem ter um pH de 4,1a 8,5, ou 4,5 a 8, ou 5 a 8, ou 6 a 8. Esses níveis de pH podem ser úteis pa-ra composições compostas por ácido 9-decenóico, em particular.
Em aspectos adicionais, as composições de tratamento de su-perfície de acordo com os princípios da invenção podem incluir um agentede limpeza substancialmente livre de fenol e um agente antimicrobiano. Deacordo com esses aspectos da invenção, a referência a "fenol" significacompostos que contêm o grupo fenol (anel benzeno anexado a um grupohidroxil). Compostos fenol ilustrativos incluem tocoferóis, flavonas, e seme-lhantes. Como aqui discutido, um agente de limpeza é "substancialmentelivre de fenol" caso o agente de limpeza contenha fenol em uma quantidadeabaixo de um nível que seja capaz de fornecer um efeito antimicrobiano aoagente de limpeza. Em algumas modalidades, a limpeza inclui fenol em umaquantidade abaixo de 1% em peso, ou menos do que 0,5% em peso, ou me-nos do que 0,005% em peso, ou menos do que 0,0025% em peso, ou me-nos do que 0,001% em peso, com base no peso da composição total. Osmesmos princípios podem ser aplicados a uma composição de tratamentode superfície que seja descrita como "substancialmente livre de fenol".
Síntese
Modalidades dos agentes antimicrobianos de Fórmulas (I), (II) e(III) podem ser preparadas, por exemplo, por metátese. Por exemplo, etilenopode sofrer metátese cruzada com um composto insaturado que compreen-de: (a) um triglicerídeo que compreende ésteres de ácido graxo C9-Ci0 insa-turado, (b) um ácido graxo C9-Ci0 insaturado, (c) um éster graxo C9-Ci0 insa-turado, ou (d) uma mistura destes. A metátese cruzada é efetuada tipica-mente na presença de um catalisador de metátese.
Em algumas modalidades, ácido oléico é submetido à metátese cruzadacom etileno na presença de um catalisador de metátese, para gerar ácido 9-decenóico de acordo com a equação (IV).
<formula>formula see original document page 24</formula>
Em outras modalidades, oleato de metila é submetido à metáte-se cruzada com etileno na presença de um catalisador de metátese paragerar o éster metílico de ácido 9-decenóico de acordo com a equação (V). Ooleato de metila pode ser obtido comercialmente, por exemplo, de CognisInc. (Cincinnati, OH) ou de NuChek Prep, Inc. (Elysian, MN).
<formula>formula see original document page 24</formula>Caso o material de partida insaturado esteja na forma de triglice-rídeo, ele pode primeiro ser hidrolisado para formar ácidos graxos insatura-dos livres, seguido por metátese cruzada com etileno para gerar ácido 9-decenóico. Alternativamente, o triglicerídeo pode ser submetido à metátesecruzada com etileno, seguida por hidrólise, para gerar ácido 9-decenóico.Ainda em outra modalidade, o triglicerídeo é submetido à metátese cruzadacom etileno, seguida por transesterificação com um álcool, para gerar uméster de ácido 9-decenóico.
Em algumas modalidades, um composto de α-olefina é submeti-do à metátese cruzada com uma composição insaturada de partida quecompreende: (a) um triglicerídeo que compreende ésteres de ácido graxoC9-C10 insaturado, (b) um ácido graxo C9-Ci0 insaturado, (c) ésteres graxosC9-C10 insaturados, ou uma mistura destes. A metátese cruzada é realizadatipicamente na presença de um catalisador de metátese. Compostos de a-olefina úteis incluem, por exemplo, 1-buteno, 1-propeno, 1-penteno, 1-hexe-no, 1-hepteno, 1-octeno e 1-deceno, além de outras α-olefinas. Além disso,α-olefinas úteis não se limitam às alifáticas, lineares ou hidrocarbonetos. Ametátese cruzada de um composto de α-olefina com um ácido graxo C9-10insaturado, éster ou triglicerídeo gera uma mistura de produtos que incluemácido 9-decenóico, ésteres de ácido 9-decenóico e outras olefinas. A com-posição do produto depende do composto de α-olefina que é utilizado e doácido graxo C9-Ci0 insaturado, éster ou triglicerídeo usado como material departida.
Em uma modalidade exemplar, como mostrado na equação (VI),oleato de metila é submetido à metátese cruzada com 1 -propeno na presen-ça de um catalisador de metátese, para gerar o éster metílico de ácido 9-decenóico e o éster metílico de ácido 9-undecenóico, juntamente com outroscompostos de olefina. Oleato de metila pode ser obtido comercialmente, porexemplo, de Cognis Inc. (Cincinnati, OH) ou de NuChek Prep, Inc. (Elysian,MN).
<formula>formula see original document page 25</formula>Caso o material de partida insaturado esteja na forma de triglice-rídeo, ele pode primeiro ser hidrolisado para formar ácidos graxos insatura-dos livres, seguido por metátese cruzada com uma α-olefina, para gerar áci-do 9-decenóico. Alternativamente, o triglicerídeo pode ser submetido à metá-tese cruzada com uma α-olefina, seguido por hidrólise, para gerar ácido 9-decenóico. Ainda em outra modalidade, o triglicerídeo é submetido à metá-tese cruzada com uma α-olefina, seguido por transesterificação com um ál-cool, para gerar um éster de ácido 9-decenóico. Ainda em outra modalidade,o triglicerídeo é transesterifiçado com um álcool para gerar um éster de áci-do graxo, seguido por metátese cruzada còm uma α-olefina, para produzir oéster de ácido 9-decenóico.
Em algumas modalidades, é desejável tratar a composição Cg-C10 insaturada de partida a fim de reduzir seu valor de peróxido (PV), antesde efetuar a reação de metátese cruzada. Por exemplo, a composição departida pode ser tratada para reduzir o valor de peróxido até cerca de 1 oumenos. O valor de peróxido do material de partida pode ser reduzido portratamento da composição de partida com um absorvente como, por exem-plo, bissulfito de sódio, silicato de magnésio, borohidreto de sódio, ou com-binações destes. Um absorvente útila é o silicato de magnésio, disponívelcomercialmente sob o nome comercial "MAGNESOL" (de Dallas Group ofAmerica, Inc.). A fim de tratar com o uso de silicato de magnésio, a composi-ção de partida é tipicamente aquecida (por exemplo, até uma temperatura decerca de 80°C) e agitada durante borrifação de nitrogênio. Após desgaseifi-car com nitrogênio, cerca de 1% do peso a cerca de 5% do peso silicato demagnésio é adicionado, e a composição é agitada por um período de tempo(por exemplo, cerca de 1 hora) para permitir que o silicato de magnésio ad-sorva impurezas da composição de partida. Em algumas modalidades, umfiltro auxiliar (por exemplo, "CELITE 545" de Sigma-AIdrich, Catalog #61790-53-2) também é adicionado junto com o absorvente. Após a adsorção, per-mite-se que a composição de partida resfrie, e ela é filtrada uma ou maisvezes, antes de efetuar a reação de metátese cruzada. Antes da realizaçãoda metátese cruzada, o material é preferivelmente mantido sob nitrogênio natemperatura do congelador (por exemplo, abaixo de cerca de O0C, mais tipi-camente, na faixa de cerca de 10°C a cerca de 20°C).Catalisadores de metátese:
A reação de metátese é realizada na presença de uma quanti-dade cataliticamente eficaz de um catalisador de metátese. O termo "catali-sador de metátese" inclui qualquer catalisador ou sistema catalisador quecatalise a reação de metátese. Qualquer catalisador de metátese conhecidoou a ser desenvolvido no futuro pode ser usado, isoladamente ou em combi-nação com um ou mais catalisadores adicionais. Catalisadores de metáteseexemplares incluem catalisadores metálicos de carbeno baseados em me-tais de transição, por exemplo, rutênio, molibdênio, ósmio, cromo, rênio etungstênio. Em relação à figura 1, catalisadores de metátese baseados emrutênio exemplares incluem aqueles representados pelas estruturas 12 (co-mumente conhecido como catalisador de Grubbs), 14 e 16. Em relação àfigura 2, as estruturas 18, 20, 22, 24, 26 e 28 representam catalisadores demetátese baseados em rutênio adicionais. Em relação à figura 3, as estrutu-ras 30, 32, 34, 36 e 38 representam catalisadores de metátese baseados emrutênio adicionais. Em relação à figura 4, os catalisadores C627, C682,C697, C712 e C827 representam ainda catalisadores baseados em rutênioadicionais. Nas estruturas das FIGS. 1-4, Ph é fenila, Mes é mesitila, py épiridina, Cp é ciclopentila e Cy é ciclohexil. Tecnologias para a utilização doscatalisadores de metátese são conhecidas na técnica (veja, por exemplo,Patentes U.S. Nos 7.102.047, 6.794.534, 6.696.597, 6.414.097, 6.306.988,-5.922.863 e 5.750.815). Catalisadores de metátese são mostrados, por e-xemplo, nas FIGS. 1-4, e são fabricados por Matéria, Inc. (Pasadena, CA).
Catalisadores de metátese exemplares adicionais incluem, semlimitação, complexos metálicos de carbeno selecionados do grupo que con-siste em molibdênio, ósmio, cromo, rênio e tungstênio. O termo "complexo"refere-se a um átomo de metal, por exemplo, um átomo de metal de transi-ção, com pelo menos um Iigante ou agente de formação de complexo coor-denado ou ligado a ele. Um Iigante desse tipo tipicamente é uma base deLewis em complexos metálicos de carbeno úteis para metátese de aJquinoou alqueno. Exemplos típicos de Iigantes desse tipo incluem fosfinas, haletose carbenos estabilizados. Alguns catalisadores de metátese podem empre-gar vários metais ou co-catalisadores metálicos (por exemplo, um catalisadorque compreende um haleto de tungstênio, um composto de tetraalquila es-tanho, e um composto de organo-alumínio).
Um catalisador imobilizado pode ser usado para o processo demetátese. Um catalisador imobilizado é um sistema que compreende umcatalisador e um suporte, o catalisador associado ao suporte. Associaçõesexemplares entre o catalisador e o suporte podem ocorrer através de Iiga-ções químicas ou interações fracas (por exemplo, ligações de hidrogênio,interações doador-receptor) entre o catalisador, ou quaisquer porções deste,e o suporte, ou quaisquer porções deste.
O termo "suporte" visa incluir qualquer material adequado paraapoiar o catalisador. Tipicamente, catalisadores imobilizados são catalisado-res de fase sólida que atuam em reagentes e produtos de fase líquida ougasosa. Suportes exemplares são polímeros, sílica ou alumina. Esse catali-sador imobilizado pode ser usado em um processo de fluxo. Um catalisadorimobilizado pode simplificar a purificação de produtos e a recuperação docatalisador a fim de que a reciclagem do catalisador possa ser mais conve-niente.
O processo de metátese pode ser efetuado sob quaisquer con-dições adequadas à produção dos produtos de metátese desejados. Por e-xemplo, estoiquiometria, atmosfera, solvente, temperatura e pressão podemser selecionados para a produção de um produto desejado e para minimizarsubprodutos indesejáveis. O processo de metátese pode ser realizado sobuma atmosfera inerte. Da mesma forma, caso um reagente seja fornecidocomo um gás, poderá ser usado um diluente gasoso inerte. A atmosfera i-nerte ou diluente gasoso inerte tipicamente é um gás inerte, o que significaque o gás não interage com o catalisador de metátese para substancialmen-te impedir a catálise. Por exemplo, gases inertes específicos são seleciona-dos do grupo que consiste em hélio, neon, argônio, nitrogênio, e combina-ções destes.Da mesma forma, caso seja usado um solvente, o solvente es-colhido poderá ser selecionado para ser substancialmente inerte com rela-ção ao catalisador de metátese. Por exemplo, solventes substancialmenteinertes incluem, sem limitação, hidrocarbonetos aromáticos, por exemplo,benzeno, tolueno, xilenos etc.; hidrocarbonetos aromáticos halogenados, porexemplo, clorobenzeno e diclorobenzeno; solventes alifáticos, incluindo pen-tano, hexano, heptano, ciclohexano etc.; e alcanos clorados como, por e-xemplo, diclorometano, clorofórmio, dicloroetano etc.
Em certas modalidades, um Iigante pode ser adicionado à rea-ção de metátese mistura. Em muitas modalidades que utilizam um ligante, oIigante é selecionado para ser uma molécula que estabiliza o catalisador epode, desse modo, fornecer um número de turnover aumentado para o cata-lisador. Em alguns casos, o ligante pode alterar a seletividade da reação e aproduto distribuição. Exemplos de Iigantes que podem ser usados incluemligantes de base de Lewis como, por exemplo, sem limitação, trialquilfosfi-nas, por exemplo, triciclohexilfosfina e tributil fosfina; triarilfosfinas, por e-xemplo, trifenilfosfina; diarilalquilfosfinas, por exemplo, difenilciclohexilfosfi-na; piridinas, por exemplo, 2,6-dimetilpiridina, 2,4,6-trimetilpiridina; além deoutros Iigantes básicos de Lewis como, por exemplo, óxidos de fosfina e fos-finitas. Também podem estar presentes durante a metátese aditivos queaumentam a vida útila do catalisador.
Qualquer quantidade útila do catalisador de metátese seleciona-do pode ser usada no processo. Por exemplo, a proporção molar do éster depoliol insaturado para catalisador pode variar de cerca de 5:1 a cerca de-10,000.000:1, ou de cerca de 50:1 a 500.000:1. Em algumas modalidades, éusada uma quantidade de cerca de 1 a cerca de 10 ppm, ou cerca de 2 ppma cerca de 5 ppm, do catalisador de metátese por ligação dupla da composi-ção de partida (ou seja, em termos de mol/mol).
A temperatura da reação de metátese pode ser uma variável decontrole da taxa em que a temperatura é selecionada para fornecer um pro-duto desejado em uma taxa aceitável. A temperatura da metátese pode sermaior do que -40°C, pode ser maior do que cerca de -20°C, e é tipicamentemaior do que cerca de O0C ou maior do que cerca de 20°C. Tipicamente, atemperatura da reação de metátese é menor do que cerca de 150°C, tipica-mente menor do que cerca de 120°C. Uma faixa de temperatura exemplarpara a reação de metátese varia de cerca de 20°C a cerca de 120°C.
A reação de metátese pode ser executada sob qualquer pressãodesejada. Tipicamente, será desejável manter uma pressão total suficiente-mente elevada para manter o reagente de metátese cruzada em solução.Portanto, à medida que o peso molecular do reagente de metátese cruzadaaumenta, a faixa inferior de pressão tipicamente diminui, uma vez que o pon-to de ebulição do reagente de metátese cruzada aumenta. A pressão totalpode ser selecionada para ser maior do que cerca de 10 kPa, em algumasmodalidades, maior do que cerca de 30 kPa, ou maior do que cerca de 100kPa. Tipicamente, a pressão da reação é de, no máximo, cerca de 7.000kPa, em algumas modalidades, no máximo, cerca de 3.000 kPa. Uma faixade pressão exemplar para a reação de metátese é de cerca de 100 kPa acerca de 3.000 kPa.
Em algumas modalidades, a reação de metátese é catalisadapor um sistema que contém tanto um componente de metal de transiçãoquanto um de não transição. Os sistemas de número de catalisador maisativos e maiores são derivados de metais de transição do Grupo Vl A, porexemplo, tungstênio e molibdênio.
Detalhes adicionais em relação à produção de ácido 9-decenóico por metátese podem ser encontrados no Pedido U.S. ProvisórioNúmero de Série 60/851.693, depositado em 13 de outubro de 2006, intitu-lado "Synthesis of Terminal Alkenes From Internai Alkenes Via Olefin Meta-thesis", e no Pedido U.S. Provisório Número de Série 60/851.501, deposita-do em 13 de outubro de 2006, intitulado "Methods of Making MonounsaturedFunctionalized Alkene Compounds by Metathesis".
O ácido 9-decenóico (ou sal ou éster deste) pode ser separadodo material de partida e de outros componentes com o uso de técnicas co-nhecidas para separação que incluem, por exemplo, destilação.
Em algumas modalidades, o agente antimicrobiano que compre-ende ácido 9-decenóico (ou um éster ou sal deste) que é produzido por me-tátese é uma composição altamente pura que compreende cerca de 90% dopeso ou mais de ácido 9-decenóico (ou éster ou sal deste), por exemplo,cerca de 95% do peso ou mais de ácido 9-decenóico (ou éster ou sal deste),cerca de 96% do peso ou mais de ácido 9-decenóico (ou éster ou sal deste),cerca de 97% do peso ou mais de ácido 9-decenóico (ou éster ou sal deste),cerca de 98% do peso ou mais de ácido 9-decenóico (ou éster ou sal deste),cerca de 99% do peso ou mais de ácido 9-decenóico (ou éster ou sal deste),cerca de 99,5% do peso ou mais de ácido 9-decenóico (ou éster ou sal des-te), cerca de 99,8% do peso ou mais de ácido 9-decenóico (ou éster ou saldeste), ou cerca de 99,9% do peso ou mais de ácido 9-decenóico (ou ésterou sal deste).
Em algumas modalidades, o agente antimicrobiano que compre-ende ácido 9-decenóico (ou éster ou sal deste) que é produzido por metáte-se compreende menos de cerca de 0,5% em peso de ácido 8-nonenóico (porexemplo, menos de cerca de 0,1% em peso de ácido 8-nonenóico). Em ou-tras modalidades, o agente antimicrobiano que compreende ácido 9-decenóico (ou éster ou sal deste) que é produzido por metátese compreendemenos de cerca de 0,5% em peso de ácido n-decanóico (por exemplo, me-nos de cerca de 0,1% em peso de ácido n-decanóico). Em outras modalida-des, o agente antimicrobiano que compreende ácido 9-decenóico (ou ésterou sal deste) que é produzido por metátese compreende menos de cerca de-0,5% em peso de ácido 3-decenóico (por exemplo, menos de cerca de 0,1%em peso de ácido 3-decenóico). Em outras modalidades, o agente antimi-crobiano que compreende ácido 9-decenóico (ou éster ou sal deste) que éproduzido por metátese compreende menos de cerca de 0,5% em peso deácido undecenóico (por exemplo, menos de cerca de 0,1% em peso de ácidoundecenóico).
Em uma modalidade exemplar, o agente antimicrobiano quecompreende ácido 9-decenóico (ou éster ou sal deste) que é produzido pormetátese compreende menos de cerca de 0,5% em peso de ácido 8-nonenóico, menos de cerca de 0,5% em peso de ácido n-decanóico, menosde cerca de 0,5% em peso de ácido 3-decenóico, e menos de cerca de 0,5%em peso de ácido undecenóico. Em outra modalidade exemplar, o agenteantimicrobiano que compreende ácido 9-decenóico (ou éster ou sal deste)que é produzido por metátese compreende menos de cerca de 0,1% em pe-so de ácido 8-nonenóico, menos de cerca de 0,1% em peso de ácido n-decanóico, menos de cerca de 0,1% em peso de ácido 3-decenóico, e me-nos de cerca de 0,1% em peso de ácido undecenóico.
As vias que não envolvem metátese para a produção de ácido 9-decenóico incluem, por exemplo, o método relatado por Black e outros, em"Unsaturated Fatty Acids. Part I. The Synthesis of Erythrogenic (Isantic) andOther Acetylenic Acids"; Journal of the Chemical Society, Abstracts (1953)nas pp. 1.785-93. Como relatado por Black, uma solução de trióxido de cro-mo (19,0 g) em água (20 cm3) foi adicionada ao longo de 1,5 hora com agi-tação vigorosa a uma solução de 1:1 difenilundeca-1:10-dieno (25,0 g) emacético ácido glacial (250 em3) a 35°C. Após uma agitação adicional por 0,5hora, o ácido acético (70 cm3) foi removido sob pressão reduzida, e 2 N deácido suIfúrico (500 cm3) foram adicionados ao resíduo. A extração do pro-duto com benzeno e o isolamento da fração ácida geraram ácido 9-dece-nóico (8,5 g).
O ácido 9-decenóico também pode ser obtido comercialmente,por exemplo, de Pyrazine Specialties, Inc. (Athens, GA). Seja ele produzidopor metátese ou por outra técnica, o ácido 9-decenóico pode ser convertidoem seus ésteres (veja, fórmula II) e sais (veja, fórmula III) de acordo comtécnicas sintéticas conhecidas para a conversão de compostos de ácido car-boxílico em ésteres ou sais, respectivamente.
Combinações
De acordo com alguns aspectos da invenção, combinações dedois ou mais agentes antimicrobianos podem ser utilizadas para a formula-ção de um conservante ou desinfetante. Essas combinações podem incluirdois ou mais agentes antimicrobianos selecionados das Fórmulas I, Il e/ou Ill(aqui citados para fins de discussão como agentes antimicrobianos do "Gru-po I"). Essas combinações podem ser obtidas com o uso de quaisquer técni-cas convencionais.
Para cada uma das aplicações aqui descritas, será descrito um"teor de agente antimicrobiano". O teor de agente antimicrobiano é a quanti-dade total de agente antimicrobiano (ou agentes), com base no peso total dacomposição, fornecida no produto. Por exemplo, quando apenas um agenteantimicrobiano é selecionado dos agentes definidos nas Fórmulas I, Il ou III,então o teor de agente antimicrobiano é a quantidade do agente incluída noproduto, com base no peso total do produto. Em outro exemplo, caso umacombinação de dois agentes antimicrobianos (A e B) esteja presente emuma composição, o teor de agente antimicrobiano será o total de A + B nacomposição.
Em alguns aspectos, a invenção fornece composições antimi-crobianas que incluem uma combinação de quaisquer dois ou mais dos a-gentes antimicrobianos de Fórmulas I, Il e/ou III. Nesses aspectos, as quan-tidades relativas de cada agente antimicrobiano podem ser selecionadaspara fornecer um efeito antimicrobiano global. Em alguns aspectos, podeocorrer uma combinação de ácido e sal em virtude dos parâmetros da formu-lação. Por exemplo, como aqui mencionado, na pKa calculada de cerca de4,78 (± 0,1), uma composição será composta por quantidades aproximada-mente iguais de ácido 9-decenóico e sal 9-decenóico (50/50 de 9-decenóicoácido/sal). Em algumas modalidades, quando a composição antimicrobianacompreender uma combinação de dois agentes antimicrobianos, os agentesantimicrobianos poderão ser fornecidos em uma proporção de 1:1. Em al-guns aspectos, quando a composição antimicrobiana compreender umacombinação de dois agentes antimicrobianos, os agentes antimicrobianospoderão ser fornecidos em uma proporção na faixa de cerca de 1:10 a cercade 10:1, ou na faixa de cerca de 1:5 a cerca de 5:1, ou na faixa de cerca de1:1 a cerca de 3:1.
Em alguns aspectos, a invenção fornece composições antimi-crobianas que incluem combinações de um agente antimicrobiano de Fórmu-la I, Il e/ou Ill com um ou mais segundos agentes antimicrobianos (agentesantimicrobianos do Grupo II). Agentes antimicrobianos do Grupo Il adequa-dos incluem qualquer agente antimicrobiano que seja compatível com o a-gente antimicrobiano de Fórmula I1 Il e/ou III. O termo "compatível" visa sig-nificar que os agentes antimicrobianos podem ser misturados em conjunto,sem afetar de forma adversa uma ou mais propriedades úteis dos agentesantimicrobianos individuais, por exemplo, a habilidade dos agentes antimi-crobianos para serem formulados em uma composição estável, de tal formaque os agentes antimicrobianos individuais permaneçam na composição,sem que se separem ao longo do tempo (por exemplo, por precipitação).
Nesses aspectos, a composição antimicrobiana pode fornecerum ou mais dos seguintes benefícios: espectro de atividade ampliado; usode concentrações menores de agentes antimicrobianos individuais, minimi-zando, dessa forma, o potencial de irritação; risco reduzido do desenvolvi-mento de resistência microbiana; efeito sinérgico, gerando um efeito maiordo que o efeito aditivo simples previsto; potenciação, ou a atividade de umagente antimicrobiano é aumentada por combinação com um agente micro-biologicamente inativo ou fracamente ativo como, por exemplo, EDTA ouMonolaurin; e/ou estabilidade de longo prazo aumentada do produto porcombinação de um agente lábila, fortemente biocida, com um agente estávelde ação longa.
Em algumas modalidades, quando o segundo agente antimicro-biano exibir toxicidade oral, aguda ou aquática maior ou maior irritação, aformulação de uma composição que inclui uma quantidade reduzida do se-gundo agente antimicrobiano poderá fornecer benefícios significativos emtermos de toxicidade e/ou ambientais.
Segundos agentes antimicrobianos ilustrativos incluem: deriva-dos de fenol (por exemplo, fenóis halogenados, por exemplo, 3,5-diclo-rofenol, 2,5-diclorofenol, 3,5-dibromofenol, 2,5-dibromofenol, 2,5- ou 3,5-dicloro-4-bromofenol, 3,4,5- triclorofenol, 3,4,5-tribromofenol, fenilfenol, 4-cloro-2-fenilfenol, 4-cloro-2-benzilfenol); diclorofeno, hexaclorofeno; aldeídos(por exemplo, formaldeído, glutaraldeído, salicilaldeído); álcoois (por exem-plo, fenoxietanol); ácidos carboxílicos antimicrobianos e derivados destescomo, por exemplo, parabenos, incluindo metila, propila e benzila parabe-nos, e semelhantes; compostos organometálicos (por exemplo, derivadostributil estanho); compostos de iodo (por exemplo, iodóforos, compostos deidonium); compostos de amônio quaternário (por exemplo, cloreto de benzil-dimetildodecilamônio, cloreto de dimetildidecilamônio, cloreto de benzil-di-(2-hidroxietil)-dodecilamônio, cloreto de dimetildidecilamônio, cloreto de benzil-di-(2-hidroxietil)-dodecilamônio)); compostos de sulfônio e fosfônio; compos-tos de mercapto e os sais de metal alcalino, metal alcalino terroso e metalpesado destes, por exemplo, 2-mercaptopiridina-N-óxido e os sais de sódio,zinco e cobre deste, 3-mercaptopiridazina-2-óxido, 2-mercaptoquinoxalina-1-oxido, 2-mercaptoquinoxalina-di-N-óxido, e também os dissulfetos simétricosdesses compostos de mercapto; uréias (por exemplo, tribromocarbanilida outriclorocarbanilida); diclorotrifluormetildifeniluréia; tribromossalicilanilida; 2-bromo-2-nitro-1,3-diidroxipropano; diclorobenzoxazolona; clorexidina; isotia-zolona, e derivados de benzisotiazolona. Segundos agentes antimicrobianosilustrativos adicionais incluem Triclosan™ (2,4,4,-tricloro-2'-hidroxidifenilaéter, também conhecido como 5-cloro-2-(2,4-diclorofenoxi)fenol) e Kathon™(metila cloroisotiazolinona e metila isotiazolinona em várias proporções).
Em algumas modalidades, os derivados de fenol adequadoscomo segundo agente antimicrobiano não incluem compostos fenólicos quepossuem propriedades antioxidantes. Exemplos desses compostos incluemBHT, BHA, TBHQ e análogos naturais com propriedades antioxidantes simi-lares, tais como tocoferóis, compostos de ácido cinâmico, e compostos des-critos como flavinas ou flavinóides. Em algumas modalidades, os ácidos car-boxílicos antimicrobianos adequados como segundos agentes antimicrobia-nos não incluem ácidos orgânicos de cadeia curta que são hidrossolúveis,tais como lático, acético; cítrico, málico, succínico, aminoácidos naturais,fórmico, propiônico, butírico, e semelhantes. Ácidos orgânicos de cadeia cur-ta ilustrativos desse tipo possuem quatro ou menos átomos de carbono naestrutura central de carbono, e também podem conter outros grupos substi-tuintes, tais como -OH1 NH2, e semelhantes. Em algumas modalidades, ál-coois adequados como segundos agentes antimicrobianos não incluem ál-coois de cadeia curta como, por exemplo, álcoois Ci-C4, por exemplo, meta-nol, etanol, propanol, butanol. Nesses aspectos, os agentes antimicrobianosde Fórmulas (I), (11) e (III) podem ser eficazes em baixas concentrações,sem combinação com esses segundos agentes antimicrobianos em particu-lar.
Tipicamente, quando um agente antimicrobiano do Grupo I forcombinado com um agente antimicrobiano do Grupo II, a reatividade químicados ingredientes será levada em consideração durante a formulação do pro-duto. Por exemplo, o agente de Fórmula I pode, em alguns casos (por e-xemplo, ácido 9-decenóico) ser incompatível com um ingrediente de amônioquaternário, mas, em outros casos (por exemplo, quando formulado comoum éster), irá misturar bem.
Quando um agente antimicrobiano de Fórmula I, Il ou Ill forcombinado com um segundo agente antimicrobiano, a proporção do primeiroem relação ao segundo agente antimicrobiano poderá ser na faixa de cercade 1:10 a cerca de 10:1, ou na faixa de cerca de 1:5 a cerca de 5:1, ou nafaixa de cerca de 1:1 a cerca de 3:1. Quando mais de um agente antimicro-biano for selecionado do Grupo I e/ou Grupo II, a quantidade total de agen-tes antimicrobianos do Grupo I poderá ser comparada com a quantidade to-tal de agentes antimicrobianos do Grupo II. Nesses aspectos, as proporçõesidentificadas acima para um sistema de dois componentes podem ser apli-cadas. Como aqui mencionado em outra seção, quando mais de um agenteantimicrobiano for incluído em um sistema conservante ou desinfetante, aquantidade total de agente antimicrobiano incluída no sistema (teor de agen-te antimicrobiano) poderá ser igual ou menor do que nas modalidades emque apenas um único agente antimicrobiano estiver presente.
O agente antimicrobiano (ou agentes, quando for utilizada umacombinação) pode ser formulado para fornecer uma composição conservan-te ou desinfetante. Em alguns aspectos, o agente antimicrobiano pode serfornecido em forma líquida, semi-sólida ou sólida. Formas sólidas ilustrativasincluem particulada, flocos, e semelhantes; formas semi-sólidas ilustrativasincluem pastas, géis e semelhantes.
Os agentes antimicrobianos da invenção podem ser usados paracontrolar o crescimento de microorganismos por introdução de uma quanti-dade antimicrobiana eficaz do agente (ou agentes) sobre, dentro ou no localsujeito ao ataque e/ou adesão microbiana. Esses locais podem ocorrer emprodutos de limpeza (para aplicação doméstica ou industrial). Além disso, em função, pelo menos em parte, do período de tempo relativamente curtonecessário para que o(s) agente(s) antimicrobiano(s) mate diversos microor-ganismos, os agentes antimicrobianos podem ser utilizados para a elimina-ção de microorganismos de um ambiente, fornecendo, dessa forma, proprie-dades sanitizantes ou desinfetantes aos produtos.
Aplicações
Os agentes antimicrobianos de Fórmulas I-Ill e as composiçõesque incluem um ou mais desses agentes podem fornecer característicasconservantes, anti-sépticas, sanitizantes e/ou desinfetantes a uma amplagama de produtos finais. Algumas aplicações ilustrativas comuns que podemse beneficiar das propriedades antimicrobianas aqui descritas (sejas elas aspropriedades conservantes, anti-sépticas, sanitizantes ou desinfetantes) in-cluem diversas composições de tratamento de superfície que incluem agen-tes de limpeza (incluindo agentes de limpeza para uso doméstico, industriale institucional e higiene pessoal), composições de tratamento de superfíciepara uso em relação a várias superfícies sólidas (incluindo artigos e plásticosem contato com alimentos/água de beber e artigos e plásticos sem contatocom alimentos/água de beber), e composições de tratamento de superfíciepara uso em relação a têxteis.
Agentes de limpeza doméstica ilustrativos incluem detergentespara lava-louças, detergentes, limpadores de superfícies rígidas, limpadoresde vidro, limpador de aparelhos, limpador de pisos, limpadores de banheiro ecozinha, limpadores e produtos de polimento de automóveis, tratamento deágua (incluindo limpadores para umidificadores e amaciantes de água), esemelhantes. Como aqui usado, o termo "superfície rígida" inclui, sem Iimita-ção, superfícies de banheiros (por exemplo, piso, banheira, chuveiro, espe-lho, toalete, bidê, objetos fixados em banheiros), superfícies de cozinhas(por exemplo, tampos, fogão, forno, fogão com forno, pia, refrigerador, mi-croondas, aparelhos, mesas, cadeiras, armário, gavetas, piso), superfíciesde móveis (por exemplo, mesas, cadeiras, home theaters, bibliotecas, armá-rios, escrivaninhas, portas, prateleiras, sofás, camas, televisores, estéreos,mesas de bilhar, mesas de pingue-pongue), janelas, peitoris de janelas, fer-ramentas, dispositivos de utilidade (por exemplo, telefones, rádios, tocadoresde CD, dispositivos de som digital, computadores do tipo palm, computado-res laptop), brinquedos, implementos para escrita, relógios, fotos ou pinturasemolduradas e livros.
As composições antimicrobianas podem ser usadas em diversasaplicações industriais e institucionais. Como aqui usados, os termos "indus-trial" e "institucional" representam os campos de uso que incluem, sem limi-tação, limpeza e/ou desinfecção contratada (profissional), além de serviçosde limpeza e/ou desinfecção para instalações comerciais, instalações indus-triais/fabris, instalações de escritórios, instalações de hotéis/restaurantes/entretenimento, instalações de atendimento médico (por exemplo, hospitais,instalações de atendimento de urgência, clínicas, asilos, consultórios médi-cos/dentários, laboratórios), instalações educacionais, instalações recreati-vas (por exemplo, arenas, coliseus, hotéis de lazer, auditórios, estádios, em-presas de cruzeiros, jogos eletrônicos, centros de convenção, museus, tea-tros, clubes, complexos de entretenimento familiar (em ambiente fechadoe/ou ao ar livre), marinas, parques), instalações de praças de alimentação,instalações governamentais e instalações de transporte público (por exem-plo, aeroportos, linhas aéreas, taxis, ônibus, trens, metrôs, barcos, portos, esuas instalações associadas).
Detergentes e agentes de limpeza que possuem uma excelenteação antimicrobiana podem ser obtidos por combinação de um ou mais dosagentes antimicrobianos de acordo com a invenção com substâncias tensoa-tivas, em particular com detergentes ativos. Os detergentes e agentes delimpeza podem estar em qualquer forma desejada, por exemplo, em formalíquida, semilíquida ou sólida. Formas sólidas ilustrativas incluem, sem limi-tação, firma granular, em flocos ou forma sólida a granel.
Além das aplicações domésticas, institucionais e industriais ob-servadas, os agentes antimicrobianos podem ser utilizados em relação aagentes de limpeza de higiene pessoal. Agentes de limpeza de higiene pes-soal ilustrativos de acordo com esses aspectos incluem, sem limitação, lo-ções e cremes cutâneos, barras de sabonete, loções líquidas para as mãose para o corpo, sabonetes líquidos para as mãos, sais de banho, pomadas,loções faciais, produtos de xampu e condicionador para os cabelos, tônicoscapilares, óleos para pele, pós, cremes de protetor solar, solução de estoca-gem e/ou limpeza de lentes de contato, e semelhantes.
Os agentes antimicrobianos podem ser usados em relação auma ampla variedade de artigos em contato com alimentos/água de beber eartigos sem contato com alimentos/água de beber como, por exemplo, semlimitação, adesivos; fibras de carpetes; forros de carpetes; tapetes de ba-nheiro de borracha ou com forro de borracha; base de espuma para carpe-tes; materiais sintéticos que não são de couro; enchimento de espuma paratravesseiros e cobertores; isolamento de fios e cabos; revestimentos de pi-sos de vinila, linóleo, azulejo e outros revestimentos de pisos sintéticos; re-vestimentos de paredes; móveis de plástico; pisos e tapetes atléticos; forros,capas ou riscados de colchões; guarnições; esteiras; vedações; isolamentosclimáticos; tecidos revestidos para almofadas de móveis, capas de barcos,tendas; encerados e toldos; luvas de borracha (não cirúrgicas); sacos, latasde lixo e outros recipientes de lixo; acessórios para banheiras; mangueirasde jardim; canos (água não potável); redes de condutos; filtros de ar; com-ponentes e meios de filtração de ar para aquecimento e resfriamento indus-trial, hospitalar, residencial e comercial; correias transportadoras; cortinas dechuveiros; tapetes de esponja ou fibra; esponjas de uso doméstico; receptá-culos de escovas de toalete; receptáculos de escovas de dentes (sem conta-to com as cerdas); escovas para escovação (não médicas); tapetes para piae placas de drenagem; recipientes para estocagem; recipientes para deter-gente para louças; barras de toalha; componentes das partes superiores emcalçados; e semelhantes.
Além disso, podem ser fornecidos plásticos com acabamentosantimicrobianos. Nessas modalidades, pode ser vantajoso fornecer o(s) a-gente(s) antimicrobiano(s), em forma dissolvida ou dispersa, ao plástico emum plastificante (quando usado). Essa incorporação no plastificante podefornecer uma distribuição mais uniforme no plástico. Os plásticos com pro-priedades antimicrobianas podem ser usados em uma ampla gama de pro-dutos nos quais a atividade contra microorganismos de diversos tipos é de-sejada (por exemplo, bactérias e fungos). Aplicações ilustrativas de acordocom essas modalidades incluem tapetes para os pés, cortinas para banhei-ro, assentos, ralos em piscinas, objetos pendurados, itens para a manipula-ção de alimentos (por exemplo, tábuas de cortar, balcões de cozinha, e se-melhantes), brinquedos de crianças, spas.
Em outros aspectos, os sistemas e métodos antimicrobianos dainvenção podem ser aplicados nos campos de lavagem de roupas ou têxtil.Por exemplo, o agente antimicrobiano pode ser utilizado para o acabamentoe/ou proteção de têxteis e fibras. Por exemplo, o agente antimicrobiano podeser usado como um acabamento para fibras e têxteis. O agente antimicrobi-ano pode ser aplicado em fibras naturais e sintéticas nas quais podem exer-cer uma ação duradoura contra microorganismos como, por exemplo, fungose bactérias. O agente antimicrobiano pode ser fornecido à fibra ou têxtilaantes, simultaneamente com, ou após tratamento desses materiais com ou-tras substâncias como, por exemplo, óleo ou pastas de impressão, agentesa prova de fogo, amaciantes de tecido e outros agentes de acabamento. Emalgumas modalidades, os têxteis tratados de acordo com a invenção podemfornecer proteção contra o odor da perspiração causado por microorganis-mos.
Têxteis ilustrativos que podem ser acabados ou conservadosincluem tanto fibras de origem natural (por exemplo, fibras que contêm celu-lose, por exemplo, algodão) ou fibras que contêm polipeptídeos (por exem-plo, lã ou seda), e materiais de fibras de origem sintética, por exemplo, aque-les com base em poliamida, poliacrilonitrila ou poliéster; além de misturasdessas fibras.
Quando utilizado em relação a têxteis ou fibras, o agente antimi-crobiano pode ser aplicado com a utilização de técnicas conhecidas. O a-gente antimicrobiano contém tipicamente as substâncias ativas em uma for-ma finamente dividida. Em particular, podem ser usadas soluções, disper-sões e emulsões do agente antimicrobiano. Dispersões aquosas podem serobtidas, por exemplo, a partir de pastas ou concentrados, e podem ser apli-cadas como líquidos ou na forma de aerossol.
Em geral, quando usado para o tratamento de têxteis ou fibras, oagente antimicrobiano pode ser fornecido em uma quantidade na faixa decerca de 0,01% a cerca de 5%, ou cerca de 0,1% a cerca de 3% de agenteantimicrobiano, com base no peso dos materiais têxteis.
Os agentes antimicrobianos de Fórmulas I-Ill podem ser combi-nados com componentes convencionais para o fornecimento de vários pro-dutos para o consumidor. Para agentes de limpeza, diversos materiais auxi-Iiares podem ser incluídos como, por exemplo, agentes enchimentos, pig-mentos, espessantes, agentes umidificantes, agentes emulsificantes (porexemplo, éteres poliglicólicos), tensoativos, estabilizantes de congelamento-descongelamento, solventes, agentes que mascaram o odor, excipientes(por exemplo, solventes orgânicos), agentes de formação de complexo (porexemplo, silicatos, carbonatos, EDTA, sal trissódico de ácido metilglicinadia-cético), fragrâncias, corantes, e semelhantes, em quantidades normalmenteusadas para as finalidades.
Por exemplo, quando o agente antimicrobiano for utilizado emuma composição de sabonete ou detergente sintético, as composições tam-bém poderão compreender aditivos habituais como, por exemplo, agentesseqüestrantes, corantes, óleos de perfumes, agentes espessantes ou solidi-ficantes (reguladores da consistência), emolientes, absorventes de UV, a-gentes protetores cutâneos, antioxidantes, aditivos que melhoram as propri-edades mecânicas, tais como ácidos dicarboxílicos e/ou sais de alumínio,zinco, cálcio e magnésio de ácido graxos C14-C22· Detergentes também po-dem incluir agentes auxiliares na lavagem de roupas como, por exemplo,formador de detergente (por exemplo, formadores orgânicos hidrossolúveis),perfumes substantivos de tecidos, agentes limpadores selecionados paracapturar corantes e/ou tensoativos aniônicos e/ou óleos fugitivos, amacian-tes de tecidos, enzimas detergentes, quelantes, sistema solvente, sistemaefervescente, e semelhantes.
Os agentes antimicrobianos da invenção podem ser combinadoscom agentes tensoativos, por exemplo, compostos aniônicos como, por e-xemplo, sabonetes e outros carboxilatos (por exemplo, sais de metal alcalinode ácidos graxos superiores), derivados de sulfuroxiácidos (por exemplo, salde sódio de ácido dodecilbenzenossulfônico, sais hidrossolúveis de monoés-teres de ácido sulfúrico de álcoois moleculares superiores ou de seus éteresde éteres poliglicólicos, por exemplo, sais solúveis de sulfato de álcool dode-cílico ou de éter poliglicólico de álcool dodecílico sulfato), derivados de oxiá-cidos fosforosos (por exemplo, fosfatos), derivados com nitrogênio ácido (e-letrofílico) no grupo hidrofílico (por exemplo, sais de dissulfeto), Iauril sulfato,alquil succínico ou dodecila sulfato; bem como com agentes tensoativos ca-tiônicos, tais como aminas e seus sais (por exemplo, laurildietilenotriamina),compostos de ônio, óxidos de amina; ou agentes tensoativos não iônicoscomo, por exemplo, compostos de polihidróxi, agentes tensoativos baseadosem mono- ou polissacarídeos, glicóis de acetileno moleculares superiores,éteres poliglicólicos (por exemplo, éteres poliglicólicos de álcoois graxos su-periores, éteres poliglicólicos de fenóis alquilados moleculares superiores),ou em misturas de diferentes tensoativos. Além disso, a composição de sa-bonete ou detergente sintético pode conter adjuvantes convencionais, porexemplo, perboratos hidrossolúveis, polifosfatos, carbonatos, silicatos, alve-jantes fluorescentes, plastificantes, sais que reagem com ácido, por exem-plo, silicofluoreto de amônio ou zinco, ou certos ácidos orgânicos (por exem-pio, ácido oxálico), além de agentes de acabamento, por exemplo, aquelesbaseados em resina sintética ou em amido.
Halogênios, por exemplo, bromo e iodo, podem opcionalmenteser incluídos nas composições aqui apresentadas. Da mesma forma, sais demetal pesado, por exemplo, de prata, cério, e semelhantes, podem opcio-nalmente ser incluídos nas composições aqui descritas.
Algumas modalidades da invenção fornecem agentes antimicro-bianos que são solúveis em solventes orgânicos. Nesses aspectos, os agen-tes antimicrobianos podem ser adequados à aplicação por meios não aquo-sos. Além disso, os materiais a serem tratados podem ser simplesmente im-pregnados com essas soluções. Solventes orgânicos adequados incluem,por exemplo, tricloroetileno, cloreto de metileno, hidrocarbonetos, propilenoglicol, metoxietanol, etoxietanol ou dimetila formamida, aos quais tambémpodem ser adicionados agentes dispersantes (por exemplo, emulsificantescomo, por exemplo, óleo de rícino sulfatado e sulfatos de álcool graxo) e/ououtros adjuvantes.
Em termos gerais, uma quantidade eficaz do agente antimicrobi-ano (ou agentes) é a quantidade necessária para obter uma finalidade dese-jada, por exemplo, para controlar o crescimento microbiano ao longo dotempo em uma composição (função conservante) e/ou para causar uma re-dução substancial na população microbiana dentro de um período de tempodesejado (função desinfetante). Esses aspectos da invenção serão agoradescritos.
Dessa forma, as composições antimicrobianas de acordo com ainvenção podem ter uma aplicação ampla em produtos industriais, produtospara o consumidor e aplicações em alimentos/rações. A Tabela 2 resumealguns microorganismos relevantes e aplicações que estão relacionadascom alguns desses microorganismos.Tabela 2: Microorganismos relevantes para várias aplicações<table>table see original document page 44</column></row><table>
Conservantes
De acordo com alguns aspectos da invenção, o ácido 9-de-cenóico, os sais de ácido 9-decenóico e os ésteres de ácido 9-decenóicopodem ser incorporados em composições para a proteção das própriascomposições de ataques microbianos (ou seja, como conservantes). Nessasmodalidades, o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-decenóico e os éste-res de ácido 9-decenóico podem ser utilizados como um agente auxiliar den-tro da composição a ser conservada e/ou protegida do ataque e/ou deterio-ração microbiana.
De acordo com os aspectos conservantes da invenção, o agenteantimicrobiano é fornecido em uma quantidade antimicrobiana eficaz. Emtermos gerais, uma quantidade antimicrobiana eficaz é uma quantidade sufi-ciente para se obter uma diminuição inicial na população de microorganis-mos em um ambiente, seguida pela manutenção de estase microbiológicadentro do ambiente por um período de tempo. Os períodos de tempo dese-jados para a atividade antimicrobiana conservante são geralmente mais lon-gos do que aqueles desejados para anti-sépticos, sanitizadores ou desinfe-tantes. Por exemplo, uma atividade conservante pode incluir uma diminuiçãosignificativa na população microbiana dentro de até cerca de 7 dias de expo-sição, seguida por ausência de aumento na população microbiana por umperíodo de semanas ou meses posteriormente.
Nesses aspectos, a MIC do agente antimicrobiano pode ser ins-trutiva na seleção do agente antimicrobiano ou combinação de agentes, edas concentrações projetadas que podem ser úteis. A partir dessa informa-ção, uma gama de concentrações do agente antimicrobiano pode ser testa-da para identificar a faixa de concentração que exibe a eficácia desejada.Esse teste pode ser realizado com o uso de métodos rotineiros e sem expe-rimentação desnecessária.
Em geral, a quantidade antimicrobiana eficaz é a quantidade ne-cessária para passar no protocolo de teste específico usado para cada apli-cação separada. Um teste-padrão ilustrativo que é instrutivo para determina-ção da função conservante em formulações que contêm água é ASTM E640-78 (1998), intitulado "Standard Test Method for Preservatives in Water-Containing Cosmetics". Esse teste descreve um teste de ataque microbioló-gico de conservantes incorporados em formulações em níveis de eficáciarecomendados. De acordo com esse teste, os critérios de conservação in-cluem: bactérias gram-positivas e gram-negativas e leveduras devem exibiruma diminuição de pelo menos a 99,9% em até 7 dias após cada ataque enenhum aumento posteriormente pelo restante do teste dentro da variaçãonormal dos dados; e os fungos devem diminuir em pelo menos 90% em até28 dias e não exibir aumento durante o período de teste dentro da variaçãonormal dos dados. Outros testes adequados podem ser aplicados para aaplicação de uso final individual desejada para o conservante.
Em algumas modalidades, a quantidade antimicrobiana eficaz éigual ao teor de agente antimicrobiano do sistema, e é uma quantidade nafaixa de cerca de 2.000 ppm ou menos, ou 1.250 ppm ou menos, ou cercade 1.000 ppm ou menos, ou cerca de 800 ppm ou menos, ou cerca de 625ppm ou menos, o que corresponde a um percentual de peso na faixa de cer-ca de 0,2% a cerca de 0,0625% ou menos, com base no peso da composi-ção. Em algumas modalidades, uma quantidade antimicrobiana eficaz estána faixa de cerca de 0,002% a cerca de 3% em peso, ou na faixa de cercade 0,01% a cerca de 1% em peso, com base no peso total da composição.
Quando o agente conservante compreende uma combinação dedois ou mais agentes antimicrobianos (por exemplo, combinação de dois oumais agentes de Fórmulas I-Ill e/ou um ou mais agentes do Grupo I com umou mais agentes do Grupo II), o teor de agente antimicrobiano pode geral-mente estar na faixa de cerca de 0,002% a cerca de 3%, ou cerca de 0,02%a cerca de 2%, todas as percentagens em peso, com base no peso total dacomposição.
O agente antimicrobiano pode ser fornecido na forma de umapreparação aquosa, por exemplo, quando se cria um'agente detergente oude limpeza. Essas preparações aquosas podem ser usadas, em algumasmodalidades, para o acabamento antimicrobiano de materiais têxteis, namedida em que a substância ativa pode ser adsorvida substantivamente so-bre ou no material têxtil.
Desinfetantes
De acordo com alguns aspectos da invenção, o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-decenóico e os ésteres de ácido 9-decenóicopodem ser empregados como um ingrediente ativo em diversos produtos deagentes de limpeza para uso doméstico, institucional, industrial ou de higie-ne pessoal. Nessas modalidades, o ácido 9-decenóico, os sais de ácido 9-decenóico e os ésteres de ácido 9-decenóico podem ser utilizados como umdesinfetante. Os produtos para o consumidor ou industriais resultantes po-dem ser fornecidos como produtos antimicrobianos e/ou antibacterianos co-mo, por exemplo, produtos de limpeza doméstica, sabonetes líquidos, produ-tos para tratamento dos cabelos e outros produtos de higiene pessoal, e se-melhantes.
As formulações de acordo com a invenção podem exibir forteatividade biocida em dois aspectos, especificamente na destruição rápida demicroorganismos presentes e/ou atividade biocida de longo prazo dentro deum ambiente tratado (como, por exemplo, uma superfície rígida). A destrui-ção rápida de microorganismos presentes pode ser demonstrada, por exem-plo, por diversos testes industriais, por exemplo, o "European Standard Test"EN1276:1997, intitulado, "Chemical Disinfectants and Antiseptics. Quantitati-ve suspension test for the evaluation of bactericidal activity of chemical disin-fectants and antiseptics used in food, industrial, domestic, and institutionaluse. Test method and requirements". A atividade biocida de longo prazodentro de um ambiente de tratamento pode ser demonstrada, por exemplo,pelo "American Association of Textile Chemists and Colorists (AATCC) TestMethod 100-1993 Method", intitulado "Antibacterial Finishes on Textile Mate-rials Assessment of".
A função biocida dessas composições pode ser testada da se-guinte forma. Uma composição desinfetante candidata é colocada em conta-to com uma população conhecida de microorganismos por um período detempo especificado em uma temperatura especificada. A atividade do mate-rial de teste é extinta em intervalos de amostragem especificados (por e-xemplo, em 30 segundos, 60 segundos, ou qualquer intervalo cobrindo vá-rios minutos ou horas) com uma técnica de neutralização apropriada. O ma-terial de teste é neutralizado no tempo de amostragem e os microorganis-mos sobreviventes são enumerados. O percentual de redução ou reduçãoIog 10, ou ambos, de uma população microbiana inicial, ou um teste embranco, é calculado. Métodos básicos para a medida de alterações de umapopulação de microorganismos quando testados contra agentes antimicrobi-anos in vitro são descritos, por exemplo, em ASTM E2315-03 (2003), intitu-lado "Standard Guide for Assessment of Antimicrobial Activity Using a Time-Kill Procedure". Métodos ilustrativos para avaliação da função biocida serãodescritos nos Exemplos aqui apresentados.
Em geral, uma quantidade biocida eficaz é a quantidade neces-sária para passar no protocolo de teste específico usado para cada aplica-ção separada. Essa quantidade pode variar entre aquela necessária paraobter a morte rápida necessária para desinfetantes, para os quais uma redu-ção de 5 Iog na população microbiana em um tempo de contato de até 30segundo é necessária pelo "AOAC Use Dilution Test", até a quantidade ne-cessária para fornecer a estabilidade necessária para produtos de enxágüede lavagem de roupas com atividade sanitizante residual, para os quais umaredução de 3 Iog nos números, 24 horas após o tecido lavado ser atacado, énecessária pelo "American Association of Textile Chemists and Colorists (A-ATCC) Test Method 100-1974". Em algumas modalidades, uma quantidadebiocida eficaz é a quantidade necessária para passar nas exigências do tes-te de eficácia da EPA para cada aplicação.
A quantidade biocida eficaz pode depender de fatores como, porexemplo, o período de tempo para matar praticamente todos os microorga-nismos de um tipo ou tipos em particular em um ambiente de tratamento. Emalguns aspectos, a quantidade biocida eficaz é uma quantidade suficientepara fornecer uma redução de 2 log, ou uma redução de 3 log, ou uma redu-ção de 4 log, ou uma redução de 5 Iog na concentração microbiana em umaamostra. Por exemplo, o período de tempo pode ser de 2 minutos ou menos,1 minuto ou menos ou 30 segundos ou menos. A quantidade biocida eficaztambém dependerá dos microorganismos-alvo a serem mortos em um ambi-ente de tratamento.
Em alguns aspectos, uma quantidade biocida eficaz pode serdescrita com referência aos microorganismos-alvo encontrados sob as con-dições de uso. Por exemplo, uma quantidade biocida eficaz pode ser umaquantidade suficiente para causar uma redução de 5 Iog em Staphylococcusaureus e/ou Escherichia coli em dois minutos ou menos, ou em 1 minuto oumenos, ou em 30 segundos ou menos. Nessas modalidades, os microorga-nismos-alvo são dois organismos comuns portados por seres humanos eanimais e freqüentemente estão envolvidos em questões de saúde pública.
Podem ser selecionados outros microorganismos, dependendo da aplicaçãofinal do desinfetante.
Nesses aspectos desinfetantes, a MBC do agente antimicrobia-no pode ser instrutiva. Em algumas modalidades, a quantidade biocida efi-caz é igual ao teor de agente antimicrobiano do sistema, e é de cerca de1.250 ppm ou menos, ou cerca de 1.000 ppm ou menos, ou cerca de 800ppm ou menos, ou cerca de 625 ppm ou menos, o que corresponde a umpercentual de peso de cerca de 0,125% a cerca de 0,0625% ou menos, combase no peso da composição. Em algumas modalidades, concentrações tãobaixas quanto 10 ppm, o que corresponde a um percentual de peso de cercade 0,001% com base no peso da composição, podem ser úteis na geraçãode atividade biocida.
Em alguns aspectos, as composições desinfetantes podem a-presentar uma ou mais vantagens sobre desinfetantes conhecidos. Por e-xemplo, as composições desinfetantes de acordo com modalidades da in-venção podem ser eficazes contra um amplo espectro de microorganismosem concentrações com custos compensadores. Os agentes antimicrobianosde Fórmulas I-Ill demonstraram baixa toxicidade e podem ser obtidos a partirde fontes naturais. Em alguns aspectos, os agentes antimicrobianos são a-ceitáveis para uso em alimentos. Além disso, os agentes antimicrobianospodem possuir propriedades químicas que podem ser benéficas para o usofinal. Por exemplo, os agentes antimicrobianos são capazes de ser mistura-dos com biocidas atualmente aprovados, e podem possuir compatibilidadequímica com outros componentes das composições finais (por exemplo, sa-bonetes, detergentes, e semelhantes). Os agentes antimicrobianos de Fór-mulas I-Ill são facilmente manipulados e seguros para uso por um consumi-dor e/ou formulador. Os agentes antimicrobianos podem ter ação rápida,algumas formulações fornecendo função biocida em até 30 segundos oumenos. Os agentes antimicrobianos de Fórmulas I-Ill são facilmente adaptá-veis a uma ampla gama de aplicações, como aqui demonstrado. Além disso,os agentes antimicrobianos podem ser eficazes ao longo do prazo de valida-de do produto, mas não se degradam quimicamente durante a estocagem dacomposição.
Além das várias aplicações antimicrobianas aqui descritas, ascomposições desinfetantes da invenção podem ser utilizadas em relação aaplicações em que a morte rápida seja benéfica e/ou em certas aplicaçõesalimentícias. A invenção pode ainda fornecer esses produtos como sanitiza-dores das mãos, em que é desejável fornecer a morte rápida de microorga-nismos que estão potencialmente presentes nas mãos dos usuários.
Aplicações industriais adicionais para desinfetantes e sanitizado-res incluem a fabricação de alimentos e indústrias de engarrafamento, porexemplo, em cervejarias, indústria de laticínios, indústria de queijos, abate-douros, e semelhantes. As composições desinfetantes podem ser particu-larmente úteis em indústrias de alimentos e bebidas para a limpeza e saniti-zação de instalações de processamento, por exemplo, encanamentos, tan-ques, misturadores, e semelhantes, e aparelhos de homogeneização ou pas-teurização que operam continuamente. Outros usos para as composiçõesdesinfetantes incluem descontaminação da superfície de carnes, banheirasde resfriamento de aves, limpeza local de equipamento de processamentode alimentos, limpeza e desinfecção de recipientes de bebidas, esterilizaçãoterminal, tratamento de dejetos infecciosos contaminados, e semelhantes.
Para desinfecção, uma quantidade adequada da composiçãodeve ser aplicada (diluída de acordo com a indicação e a rapidez necessá-ria) sobre o material ou a superfície a ser desinfetada. Essa aplicação podeser efetuada por qualquer método convencional como, por exemplo, imer-são, pulverização, injeção, impregnação com o auxílio de um aplicador ade-quado para a composição desinfetante sobre os condutos, superfícies ouinstrumentos a serem desinfetados.
A invenção está relacionada aos métodos para o tratamento deum ambiente suspeito de conter microorganismos indesejáveis, o métodocompreendendo a aplicação no ambiente de uma quantidade biocida eficazde um ou mais agentes antimicrobianos aqui descritos. Em alguns aspectos,o agente antimicrobiano pode ser fornecido por um período de 2 minutos oumenos, ou 1 minuto ou menos, ou 30 segundos ou menos. Em alguns as-pectos, o teor de agente antimicrobiano pode ser de cerca de 10.000 ppm oumenos, ou 1.250 ppm ou menos, ou cerca de 1.000 ppm ou menos, ou cercade 800 ppm ou menos, ou cerca de 650 ppm ou menos, que correspondema um percentual de peso de cerca de 1% a cerca de 0,065% ou menos, combase no peso da composição. Em algumas modalidades, o agente antimi-crobiano é um agente de Fórmula (I), (II) ou (III) isoladamente. Em outrasmodalidades, um ou mais compostos das Fórmulas (I), (II) e (III) podem sercombinados. Ainda em modalidades adicionais, um ou mais agentes antimi-crobianos de Fórmulas (I), (II) e/ou (III) podem ser combinados com um oumais segundos agentes antimicrobianos, como aqui descritos.
A invenção será agora descrita com referência aos seguintesexemplos não limitantes.
Exemplos
Exemplo 1: Determinação da concentração inibidora mínima (MIC) econcentração bactericida mínima (MBC)
A determinação da MIC e da MBC do ácido 9-decenóico foi feitade acordo com o procedimento publicado no "Federal Register", junho de1994, e com o protocolo atual NCCLS M 11-A4.
Os organismos de ataque foram preparados da seguinte forma:a MIC e a MBC do ácido 9-decenóico e do éster metílico de ácido 9-decenóico foram determinadas para os seguintes organismos de ataque:Staphylococcus aureus (ATCC 6538), Pseudomonas aeruginosa (ATCC15442), Staphylococcus epidermidis (ATCC 12228), Klebsiella pneumoniae(ATCC 4352), Eseheriehia eoli 0157:H7 (ATCC 43895) e Candida albieans(ATCC 10231). Culturas de estoque de cada organismo foram transferidasem meios de cultura adequados, placas de ágar Muelier-Hinton (MHA), eincubadas por 24 horas (± 2 horas) a 37°C (± 2°C). No dia do teste, o topode pelo menos três a cinco colônias bem isoladas foi transferido por meio deuma alça de arame para um tubo contendo 4 a 5 ml de caldo de tripticase desoja (TSB). A cultura de TSB foi incubada por 2 a 6 horas, e a turvação foiajustada com soro fisiológico estérila para obter a turvação de um padrão deMcFarIand 0,5.
O ácido 9-decenóico concentrado (97%) foi diluído em caldo deMueller-Hinton (MHB) para gerar uma solução de estoque de 25.000 ppm doácido 9-decenóico. Para cada organismo, foram preparadas 12 diluições doácido 9-decenóico em MHB, variando de 0,25% a 0,00049%. A solução deteste do éster metílico de ácido 9-decenóico foi formulada da mesma forma.
Uma alíquota de 2 ml de solução adequadamente diluída de áci-do 9-decenóico ou éster metílico de ácido 9-decenóico foi colocada em cadatubo. Cada tubo foi inoculado com 0,05 ml de uma diluição 1:10 de um orga-nismo de ataque. Os tubos foram incubados a 37°C (± 2°C) por 20-24 horas,e observados quanto ao crescimento microbiano visualmente e por espectro-fotômetro. Para determinação da MBC, tubos que não apresentavam cres-cimento foram subcultivados em placas de ágar tripticase de soja (TSA) eincubados a 37°C (± 2°C) por 20-24 horas e observados visualmente quantoao crescimento.
Foram processados controles quanto à esterilização, viabilidadee confirmação do organismo. Foi determinado que todas culturas eram viá-veis e puras.
A MIC foi definida como a concentração de ácido 9-decenóico oudo éster metílico de ácido 9-decenóico que inibia completamente o cresci-mento do organismo de ataque. A MBC foi definida como a concentração deácido 9-decenóico ou do éster metílico de ácido 9-decenóico que erradicavacompletamente organismos viáveis do sistema de teste. Os resultados sãoilustrados na Tabela 3.Tabela 3. MIC e MBC de ácido 9-decenóico e do éster metílico de ácido9-decenóico para organismos de ataque__
<table>table see original document page 53</column></row><table>
Os resultados indicaram que um único agente antimicrobiano(aqui, ácido 9-decenóico ou éster metílico de ácido 9-decenóico isoladamen-te), de acordo com um aspecto da invenção, fornece bons níveis de MIC pa-ra um amplo espectro de bactérias e fungos. Os resultados indicaram que aMIC contra duas bactérias gram-negativas (Pseudomonas, Klebsiella) e paraa levedura Candida foi de 0,0625%, enquanto a MIC contra duas bactériasgram-positivas (Staphylococcus) e uma bactéria gram-negativa (Escherichia)foi de 0,125%. Além disso, os dados da MBC ilustram as boas propriedadesbiocidas contra o fungo Candida, com o éster metílico sendo mais eficaz(0,0156% vs. 0,0625%).
Exemplo 2: Determinação tempo-morte
A avaliação da eficácia de ácido 9-decenóico contra um espectrode microorganismos foi determinada com o uso do procedimento da "Ameri-can Society for Testing and Materials" (ASTM) intitulado "Standard Test Me-thod for the Assessment of Microbiocidal Activity of Test Materials Using aTime-Kill Procedure", outubro de 1998. Esse procedimento incorpora as re-comendações descritas no "Manual of Clinicai Microbiology", 5ã ed., editadopor A.B. Balows e cols., ASM, Washington, e é dirigido pelo "Federal Regis-ter", junho de 1994.
Os organismos de ataque foram preparados da seguinte forma.Foram obtidas culturas dos seguintes organismos: Staphylococcus aureus(ATCC 6538), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442), Staphyloeoeeusepidermidis (ATCC 12228), Klebsiella pneumoniae (ATCC 4352), Eseheri-ehia eoli 0157:H7 (ATCC 43895) e Candida albieans (ATCC 1023 I). As cul-turas de estoque foram transferidas para tubos estéreis, e foi adicionado cal-do tríptico de soja (TSB) estérila às culturas. A mistura foi incubada por 18-24 horas a 37°C (± 2°C). Uma porção dessa cultura foi então transferida so-bre placas de TSA e incubada por 18-24 horas a 37°G (± 2°C). As placasforam removidas da incubação, e o crescimento bacteriano foi lavado da su-perfície de ágar com o uso da Água de Diluição Tamponada com Fosfato deButterfield (PBDW).
A suspensão bacteriana foi ajustada para conter aproximada-mente 108 Unidades Formadoras de Colônias (CFU) por ml com PBDW. Aconcentração foi ajustada até uma densidade óptica (OD) de 0,4 -0,5 (versusum sem PBDW) a 620 nm em um espectrofotômetro UV-Vis1 e essa densi-dade óptica gerou aproximadamente 108 unidades formadoras de colôniaspor mililitro (CFU/ml).
A suspensão padronizada foi armazenada sob condições ade-quadas até ser utilizada como inóculo de ataque.
Ácido 9-decenóico concentrado (97%) foi diluído em isopropanolesterilizado por filtro para gerar uma solução de estoque de 25.000 ppm.Foram feitas diluições subseqüentes das soluções de estoque de ácido 9-decenóico com água deionizada estérila (Dl) para se obter concentrações de0,1%, 0,05%, 0,01% e 0,001%. O pH foi determinado para cada diluição; osvalores de pH variaram de 4,4 - 4,1. Adicionalmente, a solução de estoquede ácido 9-decenóico foi ajustada até o pH 7 com 1 N de NaOH, e diluídaserialmente com Dl estérila para obter concentrações de 1%, 0,5%, 0,2%,0,1%, 0,05% e 0,0025%. Além disso, a solução de estoque de ácido 9-decenóico foi combinada com Triclosan™ (obtido de Ciba Specialty Chemi-cal Corporation, sob o nome comercial Irgasan DP 300™) em várias propor-ções, como indicado na Tabela 8. O pH da solução combinada foi de 7.
Seguindo o procedimento da ASTM citado, para cada microor-ganismo de ataque, foi adicionada uma alíquota de 9,9 ml da suspensãopreparada de ácido 9-decenóico a um tubo estéril. Uma alíquota de 0,1 mldo inóculo padronizado foi adicionada à solução de ácido 9-decenóico querepresenta o início da exposição de teste. A solução de ácido 9-decenóicoinoculada foi imediatamente misturada cuidadosamente. A suspensão inocu-Iada foi mantida em temperatura ambiente por tempos de exposição de 0,5,2, 5, 7 e 10 minutos para testes efetuados em um nível de pH de aproxima-damente 4. Os testes de pH 7 foram mantidos em temperatura ambiente por0,5 e 2 minutos.
Em cada tempo de exposição da amostra, uma alíquota de 1,0ml da suspensão inoculada de ácido 9-decenóico foi transferida para 9,0 mlde caldo neutralizante D/E. Foram feitas diluições seriais adicionais de 10vezes em PBDW, e elas foram plaqueadas em duplicata em TSA. Todas asplacas foram incubadas por 48 horas a 37°C (± 2°C) e visualmente exami-nadas quanto ao crescimento. As placas foram enumeradas, registradas, e oIog de morte determinado para cada ponto do tempo.
Foram feitos os seguintes controles do estudo: pureza da cultu-ra, esterilização do neutralizante, população da suspensão inicial, populaçãode teste, verificação da neutralização, e um controle negativo com o uso deisopropanol. A pureza da cultura foi verificada pela realização de uma placariscada para colônias isoladas de cada cultura usada. Todas as culturas fo-ram determinadas como sendo puras com base na morfologia consistentedas colônias típica para o organismo de teste. A esterilização do neutralizan-te foi confirmada pela ausência de crescimento em uma amostra incubada.
As populações da cultura inicial e de teste foram determinadaspor diluição serial, plaqueamento e enumeração após incubação. A suspen-são inicial foi determinada como sendo de > 104 CFU/ml. A população dacultura de teste foi usada para o cálculo da redução Iog obtida em cada pon-to do tempo.
A eficácia da neutralização foi verificada por um teste de filtra-ção. Para cada organismo, foram preparados quatro tubos com 9 ml de cal-do neutralizante D/ e menos de 100 CFU/ml do organismo. Uma alíquota de1,0 ml de ácido 9-decenóico preparado foi adicionada a cada tubo. Imedia-tamente após a adição do ácido 9-decenóico, todo o conteúdo de dois tubosfoi filtrado através de um aparelho de filtração e enxaguado com diluenteestéril. Os dois tubos restantes foram mantidos em temperatura ambientepor 30 minutos, e depois todo o conteúdo foi filtrado com o uso do mesmoprocedimento. Os filtros foram transferidos assepticamente para placas deTSA e incubados por 48 horas a 37°C (± 2°C), e visualmente examinadosquanto ao crescimento. Todos os controles de neutralização mostraram re-cuperação eficaz das culturas.
Para demonstrar qualquer atividade antimicrobiana do diluentede isopropanol, foi feita uma diluição de 1:40 de água deionizada estérila emisopropanol, e ela foi adicionalmente diluída como feito para a concentraçãode teste de 1.000 ppm de ácido 9-decenóico. Esse controle foi inoculado,subcultivado e incubado como no procedimento de teste. Foi determinadoque as concentrações de isopropanol usadas não contribuíram para a ativi-dade antimicrobiana do teste, considerando que foi medida uma redução < 1log com esses controles.
Tabela 4. Redução Iog de organismos após exposição ao ácido 9decenóico 0,01% em pH 4,4.
<table>table see original document page 56</column></row><table>
Tabela 5. Redução Iog de organismos após exposição ao ácido 9decenóico 0,05% em pH 4,1.
<table>table see original document page 56</column></row><table>Tabela 6. Redução Iog de organismos após exposição ao ácido 9·decenóico 0,1% em pH 4,1.
<table>table see original document page 57</column></row><table>Tabela 7. Redução Iog de organismos após exposição a várias concentrações de ácido 9-decenóico em pH 7.
<table>table see original document page 57</column></row><table>Tabela 8: Interações entre ácido 9-decenóico e Triclosan™ em pH 7,reduções Iog de Escherichia coli.
<table>table see original document page 57</column></row><table>Os resultados nas Tabelas 4-6 ilustram a eficácia do ácido 9-decenóico contra um amplo espectro de microorganismos e, em particular,ilustram tempos e concentrações representativos mínimos para o efeito bio-cida do agente antimicrobiano. Como mostrado na Tabela 4, até em concen-trações de 0,01%, foi observada uma redução Iog significativa em 30 segun-dos para Pseudomonas e Staphylococcus. Por volta de 1 minuto, foi obser-vada uma redução Iog significativa contra S. aureus e K. pneumoniae, e, porvolta de 2 minutos, também foi observada uma redução Iog significativa con-tra Candida. Quando a concentração de ácido 9-decenóico era aumentadapara 0,05%, foi observada uma redução Iog significativa em 30 segundospara todos os microorganismos de ataque.
Os resultados obtidos em valores de pH neutro (Tabela 7) de-monstraram uma redução na atividade desinfetante do ácido 9-decenóicoquando comparados com os resultados obtidos em valores de pH ácido (Ta-belas 4-6). Essa redução da atividade antimicrobiana à medida que os valo-res de pH eram aumentados é comumente observada quando o agente ativoé um ácido orgânico. No entanto, foi bem encorajador que o ácido 9-decenóico tenha demonstrado atividade desinfetante substancial em pH 7quando usado em concentrações de 0,75% e 1%.
Pesquisas preliminares sobre a atividade desinfetante de combi-nações de agentes ativos em valores de pH neutro (Tabela 8) revelaramuma interação inesperada entre o ácido 9-decenóico e Triclosan™. A ativi-dade desinfetante de concentrações marginalmente eficazes de Triclosan™foi aumentada em 1 -2 reduções Iog quando ácido 9-decenóico 0,5% era adi-cionado ao sistema de teste. A Amostra E mostrou um aumento substancialda redução Iog de E. coli em 2 minutos, quando comparada com a AmostraB (que continha somente Triclosan™).
A Amostra F mostrou a mesma redução Iog em 0,5 minuto,quando comparada com a Amostra C (somente Triclosan™), mas um au-mento significativo da redução Iog em 2 minutos, quando comparada com aAmostra C. Os resultados para Amostra G mostraram um aumento das re-duções Iog em 0,5 e 2 minutos, quando comparada com a Amostra D (so-mente Triclosan™). Foi feito um teste de tempo-morte da mesma forma como éster metílico de ácido 9-decenóico. Os resultados mostraram uma redu-ção de menos de 1 Iog para todos os organismos, até mesmo depois de 10minutos com todas as concentrações (0,01, 0,05 e 0,1%). Embora o éstermetílico não tenha sido eficaz nesse sistema aquoso de teste, ele foi eficazem meios líquidos complexos (veja a Tabela 3). Podem ser necessáriasconcentrações maiores para que se obtenha eficácia.Exemplo 3
Foi determinada a eficácia do ácido 9-decenóico sobre patóge-nos de alimentos com o uso do protocolo sobre eficácia conservante encon-trado na Farmacopéia U.S. 23, 1995.
Culturas de estoque de Listeria monocytogenes (ATCC 19111),Salmonella enteritidis (ATCC 13076) e Campylobacter jejuni (ATCC 29428)foram transferidas por pelo menos três dias consecutivos sobre ágar triptica-se de soja (TSA) e incubadas a 30-35°C por 18-24 horas. No dia do teste, ascélulas foram lavadas da superfície de ágar com soro fisiológico estérila con-tendo 0,05% p/v de Polissorbato 80 (SS+), e a suspensão foi centrifugada a2.000 rpm por 15 minutos e re-suspensa em SS+. A suspensão foi diluídaaté aproximadamente 108 CFU/ml.
O ácido 9-decenóico foi diluído da mesma forma previamentedescrita, para obter concentrações de 0,25%, 0,125%, 0,0625%, 0,03%,0,015%, 0,0078% e 0,0039%. As amostras foram distribuídas em alíquotasde 20 ml em tubos de ensaio estéreis. Para cada concentração testada, umaalíquota de 0,1 ml de cada inóculo foi adicionada, até uma concentração finalde 105 a 106 CFU/ml. Os tubos foram incubados em temperatura ambiente eforam coletadas amostras nos dias 0, 1,2,4,7, 14, 21 e 28.
Em cada ponto de amostra, foram retiradas alíquotas de 1,0 ml,diluídas serialmente e plaqueadas em triplicata em TSA. As placas foramincubadas a 30-35°C por 2-4 dias. As colônias foram contadas e a CFU/mlmédia foi calculada. Foram feitos controles quanto à pureza, viabilidade eesterilização, como descrito previamente.
De acordo com a Farmacopéia U.S., um composto de teste é umconservante eficaz caso as concentrações de bactérias viáveis permaneçamnas concentrações iniciais ou abaixo delas durante os primeiro quatorze diase após 28 dias. De acordo com essa definição, os resultados demonstraramque o ácido 9-decenóico é um conservante eficaz contra Listeria monocyto-genes, Salmonella enteritidis e Campylobacter jejuni em concentrações deaté 0,0078%.
Além disso, os resultados demonstraram que o ácido 9-dece-nóico era bactericida contra L. monocytogenes após 1 dia em 0,0078% e nodia 0 a 150 ppm, e contra S. enteritidis após 7 dias a 0,0078% e no dia 0 a0,015%. Para C. jejuni, o ácido 9-decenóico foi bactericida no 2e dia a0,0078%, 12 dia a 0,0015%, e dia 0 para 0,003%.
Adicionalmente, os organismos de teste nas Tabelas 9-11 foramexpostos ao ácido 9-decenóico por vários minutos, antes da análise no Dia0. Como mostrado nas Tabelas 9-11, foi observada atividade biocida signifi-cativa até mesmo dentro desse curto período de tempo para os organismosde teste, ilustrando a eficácia do ácido 9-decenóico como agente biocida.
Tabela 9. Redução Iog de organismos após exposição ao ácido 9-decenóico 0,0078%.
<table>table see original document page 60</column></row><table>
Tabela 10. Redução Iog de organismos após exposição ao ácido 9decenóico 0,015%.
<table>table see original document page 60</column></row><table>Tabela 11. Redução Iog de organismos após exposição ao ácido 9-decenóico 0,03%.<table>table see original document page 61</column></row><table>Exemplo 4: Eficácia de composições antimicrobianas
A eficácia de composições antimicrobianas de acordo com as-pectos da invenção contra os organismos seguintes foi determinada da se-guinte forma. Os organismos seguintes foram incubados na presença deconcentrações variáveis de ácido 9-decenóico (9-DA) em uma superfície deágar: Aspergillus parasiticus (ATCC 56857), Trichoderma virens (ATCC9645), Aspergillus fIavus (ATCC 96045), Cladosporium cladosporiodes(ATCC 16022), Aspergillus flavus (ATCC 5917), Aspergillus oryzae (ATCC10124), Aspergillus parasiticus (ATCC 13539), Ulocladium atrum (ATCC52426), Candida albicans (ATCC 11651), Aspergillus niger (ATCC 11414).
A concentração inibidora mínima (MIC) foi definida como a me-nor concentração testada que inibia completamente o crescimento do orga-nismo.
Os esporos fúngicos foram hidratados em Tween 80 0,1% e de-pois plaqueados em ágar de dextrose de batata (PDA) (Difco # 213400; Bec-ton, Dickinson e Company, Sparks, MD) e incubados a 25-30°C por seis (6)dias. Os esporos foram lavados da superfície com 5 ml de Tween 80 0,1% eenumerados.
Foram preparadas placas de PDA de acordo com as instruçõesdo fabricante por meio de esterilização. O ágar foi temperado até aproxima-damente 50°C e esterilizado por filtro. Composições antimicrobianas conten-do 9-DA foram adicionadas por percentual de peso ao meio PDA derretidoautoclavado, considerando-se a gravidade específica (0,915 g/ml para 9-DA)e pureza (98% para 9-DA). O ágar foi cuidadosamente misturado e despeja-do em placas de Petri esterilizadas, e permitiu-se que solidificasse. O pH detodas as concentrações de 9-DA no meio PDA usado foi o seguinte:Tabela 12.
<table>table see original document page 62</column></row><table>
As MICs para 9-DA, 9-DA/9-UDA e 9-UDA são mostradas na
Tabela 13 abaixo:
Tabela 13. MIC para composições antimicrobianas.
<table>table see original document page 62</column></row><table>
As placas de ágar foram inoculadas com a solução de esporospara obter 102 esporos/placa. As placas foram incubadas a 25-30°C em sa-cos Ziploc com uma toalha de papel úmida para manter a umidade em nívelelevado. As placas foram examinadas quanto ao crescimento em 1, 2, 3, 4,8, 11, 15, 17, 23, 29 e 31 dias. O percentual de cobertura do crescimento nasuperfície de ágar foi registrado em cada ponto de amostragem.
Para todas as cepas fúngicas testadas acima, verificou-se que 9-DA é um agente antimicrobiano eficaz com MICs nas faixas de 0,025% a0,05%.
Exemplo 5: Eficácia de sais de 9-DA
A eficácia de sais de potássio de 9-DA foi determinada por meiode incubação dos seguintes organismos na presença de concentrações vari-áveis do sal de potássio: Serratia marcescens ATCC 990, Pseudomonasstraminea ATCC 33636, Bacillus subtilis ATCC 6051, Bacillus IicheniformisATCC 14580, Bacillus cereus ATCC 14579, Pediococcus acidilactici ATCC8042 e Lactobacillus casei ATCC 334.
Foram transferidas culturas de estoque de cada organismo emmeio líquido MRS. O meio MRS (Difco 288130) foi adquirido de Becton, Dic-kinson e Company, Sparks, MD.
Foi testada a eficácia de diferentes níveis de sais de potássio de9-DA (K-9-DA), dependendo do organismo, para inibir o crescimento de vá-rios microorganismos indicados acima.
Os organismos selecionados foram incubados de um dia para ooutro em 5 ml de meio MRS a 35°C e 250 rpm. Os meios MRS com K-9-DAforam preparados, juntamente com um controle somente de meio (sem adi-ção de antimicrobiano). Os agentes antimicrobianos concentrados foram di-luídos com os meios apropriados necessários para os respectivos microor-ganismos, até alcançar as concentrações necessárias para os estudos, co-mo indicado abaixo. Os agentes antimicrobianos foram adicionados por per-centual de peso/volume em termos de "como 9-DA" aos meios. A pureza doagente antimicrobiano (99% para K-9-DA) foi levada em conta. O pH domeio não foi ajustado.
O alvo para a densidade celular inicial foi de 105 a 106 CFU/ml.
De acordo com o padrão de McFarIand, uma OD6oo de 0,01 é equivalente aaproximadamente 108 CFU/ml. Para se obter a diluição adequada, 30 μΙ deuma cultura de um dia para o outro diluída até uma OD6oo de 0,01 foram adi-cionados aos 3 ml de meios em cada tubo. Os tubos foram incubados a35°C. Todos os tratamentos foram feitos em duplicata. Todas as cepas fo-ram agitadas a 250 rpm, com exceção de Lactobacillus (pois ele é anaeróbi-co). Foram feitas leituras da OD600 em 0, 4, 17, 23 e 47 horas.
O "percentual de redução em comparação com controle" foi de-finido como (1 - ausência de tratamento /ausência de controle) X 100. Osresultados são ilustrados na Tabela 14 abaixo:<table>table see original document page 56</column></row><table>Dentro da tabela acima, a inibição completa do crescimento estárealçada com letras em negrito para os microorganismos em particular ecomposição testada. Além disso, pode ser observado que, com exceção deSerratia marcescens, Bacillus Iicheniformis e Lactobacillus casei, todas asconcentrações dos sais de potássio de 9-DA resultaram em uma redução depelo menos 96% no crescimento, quando comparadas com os controles a-propriados cultivados em meio MRS, na ausência de qualquer composto an-timicrobiano. No caso de B. lieheniformis, potássio-9-DA 0,075% resultou emuma redução de 88,6% no crescimento, quando comparado com o controleapropriado, como descrito acima.
Deve-se observar que meio MRS é considerado como sendo ummeio rico por aqueles versados na técnica, e deve-se esperar que os sais depotássio de 9-DA sejam ainda mais eficazes em condições de cultura subó-timas para os vários microorganismos testados. Desse modo, é de se espe-rar que pudessem ser observadas reduções ainda maiores do crescimento,quando comparadas com o crescimento, com concentrações ainda menoresdos compostos antimicrobianos que aquelas listadas acima.Exemplo 6: Eficácia dos sais de 9DA
A eficácia dos sais de potássio de 9-DA foi testada em váriosníveis de pH contra os seguintes microorganismos: Serratia marcescensATCC 990 e Bacillus cereus ATCC 14579.
Foram transferidas culturas de estoque de cada organismo emmeio líquido MRS. O meio MRS (Difco 288130) foi adquirido de Becton, Dic-kinson e Company, Sparks, MD.
A eficácia dos sais de potássio de 9-DA (K-9-DA) foi testada emdiferentes concentrações e níveis de pH, incluindo 6,75 (não ajustado), 7,5 e-8,5.
Os organismos selecionados foram incubados de um dia para ooutro em 5 ml de meio MRS a 35°C e 250 rpm. Os meios MRS com K-9-DAforam preparados, juntamente com um controle somente de meios (sem adi-ção de antimicrobiano). Os agentes antimicrobianos foram adicionados porpercentual de peso/volume aos meios. A pureza da composição, 99% paraK-9-DA, foi levada em conta. Os ajustes do pH até 7,5 e 8,5 foram feitos comhidróxido de potássio 50%. A esterilização com filtro foi usada em vez deautoclave para evitar reações químicas adversas em pH e temperatura maiselevados. O alvo para a densidade celular inicial foi 105 a 106 CFU/ml. Deacordo com o padrão de McFarIand standard, uma OD6oo de 0,01 é equiva-lente a aproximadamente 108 CFU/ml.
Para se obter a diluição adequada, 30 μΙ de cultura de um diapara o outro diluída até uma Od600 de 0,01 foram adicionados aos 3 ml demeios em cada tubo. Os tubos foram incubados a 35°C, com exceção dascepas de Pseudomonas, que foram incubadas a 30°C. Todos os tratamentosforam feitos em duplicata. Todas as cepas foram agitadas a 250 rpm. As lei-turas de ODeoo foram feitas em 0, 19, 25,5, 42,5 e 49 horas.
O "percentual de redução do crescimento vs .controle" foi defini-do como (1 - ausência de tratamento /ausência de controle) X 100. Os resul-tados são ilustrados nas Tabelas 15-17 abaixo:
Tabela 15.
<table>table see original document page 66</column></row><table>
Tabela 16.
<table>table see original document page 66</column></row><table>Tabela 17.
<table>table see original document page 67</column></row><table>
Os resultados indicaram ainda que, no caso de todos os orga-nismos testados acima nas Tabelas 15- 17, com exceção de Serratia mar-cescens, nas concentrações usadas do agente antimicrobiano (indicadas natabela acima), as várias concentrações de sal de potássio de 9-DA testadasresultaram em uma redução de 96% no crescimento em pH 7,5, quandocomparado com os organismos de controle apropriados crescidos no mesmopH. As várias concentrações do sal de potássio de 9-DA testadas resultaramem uma redução de 94% no crescimento em pH 8,5, quando comparadascom os organismos de controle apropriados crescidos no mesmo pH, comexceção de Serratia marcescens.
Com base nas observações das Tabelas 15-17, espera-se queseria necessário o aumento das concentrações de potássio-9-DA para a ini-bição completa do crescimento daqueles microorganismos que não apresen-taram inibição completa do crescimento nas concentrações de antimicrobia-no usadas neste estudo.
Deve-se observar também que esses estudos foram realizadosem meios ricos sob condições ótimas de crescimento para os vários micro-organismos. Portanto, em alguns casos, o uso de quantidades menores doantimicrobiano poderia ser eficaz em vários produtos ou aplicações em quese deseja a inibição de micróbios específicos.
Além disso, é surpreendente que os sais de potássio de 9-DAtenham exibido atividade antimicrobiana significativa em níveis de pH de 8,5.Tipicamente, foi observado que a eficácia para os agentes antimicrobianosconvencionais cai em níveis de pH aproximadamente neutros. Dessa forma,de acordo com alguns aspectos da invenção, as composições antimicrobia-nas podem apresentar benefícios significativos em relação aos agentes an-timicrobianos conhecidos, à luz da faixa adicional de pHs da eficácia.Exemplo 7: Técnica de purificação com Magnesol
Esse tratamento reduz o valor de peróxido (PV) no material departida de óleo de semente antes das condições de propenólise.Materiais:
300 g de FAME
2,5% de Magnesol (1% e 5% também são usados)1,25% de Celite 545 EM Science lote AD42050Recipientes âmbar de 2 -125 ml de boca estreitaRecipientes âmbar de 1 - 60 mlPapel de filtro Whatmann #4 e #2Nitrogênio
Aparelho:
Foi usado um frasco de fundo redondo de 3 gargalos de 500 mlcom barra de agitação, termoacopladora/controladora/abóboda de aqueci-mento, agulha de borrifação de nitrogênio com borbulhados preenchido comóleo mineral e funila e frasco de Buchner.Procedimento:
1. O frasco foi preenchido com 300 gramas de FAME.
2. A barra de agitação foi iniciada.
3. Uma borrifação de nitrogênio foi iniciada.
4. O FAME foi aquecido até 80°C.
5. O FAME foi mantido por 45 minutos para desgaseificar.
6. Magnesol 2,5 p% e Celite 1,5 p% foram adicionados ao FAMEdesgaseificado.
7. A composição resultante foi mantida por 1 hora para permitirque o Magnesol adsorva.
8. A abóboda de aquecimento foi removida.
9. Quando a temperatura alcançou 40°C, a borrifação de nitro-gênio foi interrompida.
10. A composição resultante foi filtrada através de papel #4 emum funila de Buchner.
11. Após filtração com papel #4, a composição foi filtrada duasvezes através de um funila de Buchner adaptado com papel de filtro #2.
12. A composição filtrada foi colocada em garrafas âmbar e foi borrifada com nitrogênio por 5 minutos, seguida por cobertura de 1 minutodo headpace com nitrogênio.
14. Os recipientes foram tampados e lacrados, e foram armaze-nados em um congelador.
Reação de protenólise
Recipientes e reguladores da reação de propenólise de FisherPorter (válvulas abertas) foram colocados em uma câmara fechada (glove-box), juntamente com um frasco volumétrico de 10 ml. Óleo de semente ouFAME de soja (10 a 20 g) foi pipetado nos recipientes de Fisher Porter. Umasolução de estoque de catalisador foi feita em um frasco volumétrico, usandocloreto de metileno, e a concentração apropriada adicionada aos recipientesde Fisher Porter. Os recipientes foram anexados às cabeças reguladoras eas válvulas foram fechadas. O equipamento foi removido da "glovebox" e foiligado a um tubo coletor de aço com alimentação de propeno ou direto a umpequeno tanque de propeno. Após limpeza dos tubos com propeno (o tubo éfrouxamente anexado à cabeça de Fisher Porter), os tubos foram apertadosna cabeça e a solução foi borrifada três vezes com propeno deixando-se quese pressurizasse até 896,31 kPa, e depois descarregados. A solução foi en-tão pressurizada novamente até 896,31 kPa e foi fechada e aquecida até60°C com agitação. À medida que o catalisador consumia o propeno, a solu-ção era continuamente trazida de volta para 896,31 kPa abrindo-se e fe-chando-se a válvula. O fechamento da válvula evita qualquer fluxo retrógra-do para dentro do cilindro de gás, caso ele não esteja equipado com um re-gulador. As reações foram extintas e o catalisador de metátese removidoapós quatro horas, como descrito abaixo.
Procedimento para a remoção do catalisador
Uma solução de 1,0 M de tris(hidroximetil)fosfina (THMP) emIPA (equivalente a 25 mol de THMP por mol de catalisador de metátese) foiadicionada ao óleo submetido a metátese, e a mistura foi aquecida a 70°Cpor 6 horas (sob argônio) (R.L. Pederson; I.M. Fellows; T.A. Ung; H. Ishiha-ra; S.P. Hajela Adv. Syn. Cat. 2002, 344, 728). Foi adicionado hexano, casonecessário, para formar uma segunda fase, quando a mistura era lavada 3vezes com água. A fase orgânica foi seca com Na2SO4 anidro, filtrada e ana-lisada por análise GC.
Transesterificação de SBO submetido a metátese
A um frasco de vidro de fundo redondo com 3 gargalos com umagitador magnético, condensador, sonda de temperatura e um adaptador degás, foi carregado com produto de SBO submetido a metátese bruto 2 I) eNaOMe 1% p/p em MeOH. A mistura heterogênea amarelo-clara resultantefoi agitada a 60°C por 1 hora. Ao final da hora, a mistura ganhou uma corlaranja homogênea. Os produtos esterificados foram transferidos no funilaseparador e extraídos com 2,0 I de DI-H2O. A camada aquosa foi então ex-traída com 2 χ 2,0 I de Et2O. Os extratos orgânicos combinados foram secossobre 300 g de Na2SO4 anidro por 20 horas. A solução de produtos esterifi-cados foi filtrada, e o filtrado teve o solvente removido por meio de um eva-porador rotário.Destilação a vácuo
Um frasco de vidro de fundo redondo com 3 gargalos de 2,0 li-tros com um agitador magnético, coluna compactada, cabeça de destilaçãoe controlador de temperatura foi carregado com produtos de éster metílico ecolocado na abóboda de aquecimento. O frasco foi anexado a uma colunacompactada de destilação de vidro de 5,08 centímetros χ 91,44 centímetroscontendo selas de aço inoxidável de 0,406 centímetros Pro-Pak™. A colunade destilação foi adaptada a uma cabeça de destilação fracionária, que foiconectada ao tubo de vácuo; um frasco de fundo redondo pré-pesado de500 ml coletava as frações. O vácuo nesse sistema foi < 1 mmHg.Condições e métodos da análise GC
Os produtos foram analisados com a utilização de um instrumen-to de cromatografia a gás (GC) Agilent 6890 com um detector por ionizaçãoem chama (FID). Foram usadas as seguintes condições e equipamentos:<table>table see original document page 71</column></row><table>
Os produtos foram caracterizados comparando-se os picos compadrões conhecidos, em conjunto com dados de suporte de análise do es-pectro de massa (GCMS-Agilent 5973N). A análise GCMS foi obtida comuma segunda coluna GC Rtx-5, de 30 m χ 0,25 mm (ID) χ 0,25 μιη de es-pessura da película, usando o mesmo método acima. As Abreviações deCompostos são usadas ao longo das Tabelas seguintes.Tabela 18. Análise GC de produtos por metátese cruzada de óleos desementes com 1-Propeno ou 1-Buteno.
<table>table see original document page 72</column></row><table><table>table see original document page 73</column></row><table>Outras modalidades desta invenção ficarão evidentes para aque-les versados na técnica considerando este relatório descritivo ou a partir daprática da invenção aqui revelada.
Variações das modalidades aqui descritas ficarão evidentes paraaqueles habilitados nas técnicas relevantes mediante a leitura desta descri-ção. Os inventores esperam que aqueles versados na técnica utilizem essasvariações da forma adequada, e desejam que a invenção seja praticada deoutras formas além da especificamente aqui descrita. Conseqüentemente, ainvenção inclui todas as modificações e equivalentes da matéria em questãocitada nas reivindicações como permitido pelas leis aplicáveis. Além disso,qualquer combinação dos elementos mencionados acima em todas as varia-ções possíveis destes é englobada pela invenção, a menos que indicado deforma diferente. Todas as patentes, documentos de patentes e publicaçõesaqui citadas são aqui incorporadas por referência como se cada uma fosseindividualmente incorporada. Em caso de conflito, o presente relatório descri-tivo, incluindo definições, prevalecerá.