Биоцидная композиция и способы обработки растений и животных с ее использованием

Изобретение относится к биоцидным композициям. Биоцидная антибактериальная композиция для обработки тканей живых организмов содержит соль тиурония и растворитель. В качестве соли тиурония она содержит соединение следующей формулы:

где X - галоген, R₀ - алкил, при этом если R₀ является нонилом, то X не является бромом. Композиция содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: соль тиурония 0,001-20, растворитель - остальное. Изобретение позволяет повысить эффективность и безопасность биоцидной обработки для тканей живых организмов. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 табл., 6 пр.

 

Область техники

Группа изобретений относится биоцидным композициям и способам их применения для лечения, профилактики и защиты растений и теплокровных животных (в т.ч. человека) от бактериальных заболеваний.

Уровень техники

Защита, лечение и профилактика растений и животных от бактериальных и грибных заболеваний является важнейшим и неотъемлемым звеном технологии их выращивания, поскольку позволяет получить конечную продукцию в необходимом количестве и требуемого качества, а также обеспечить рентабельность производства. Одним из решений данной задачи является применение биоцидных композиций для фунгицидной и антибактериальной обработки тканей растений или животных.

Из уровня техники известно применение в качестве биоцидов различных солей тиурония, проявляющих антибактериальные и фунгицидные свойства.

Например, в публикации международной заявки WO 0179359, 25.10.2001 раскрыт противообрастающий агент, содержащий соль изотиурония.

В патенте США US 4435381, 06.03.1984 раскрыто применение фосфатов тиурония для зубной гигиены животных, а также упоминается использование бромидов тиурония в качестве фунгицидов для обработки растений.

В патенте США US 2547356, 03.04.1951 описано применение в качестве антибактериальных агентов солей тиурония, содержащих фенильные группы.

В патенте США US 2980578, 18.04.1961 раскрыт способ фунгицидной обработки растений с использованием раствора хлоридов и бромидов изотиурония.

Наиболее близким аналогом рассматриваемого изобретения является биоцидная композиция и способ ее использования, раскрытые в патенте Великобритании GB 1551224, 30.08.1979. Композиция представляет собой водный раствор, содержащий 0,001-10 мас. % s-замещенной соли тиурония, а также неионогенные или катионные ПАВ. В качестве соли тиурония используют соединение следующей формулы:

где R₀ - аралкил, алканоид, аралканоил, ароил и аллил, а X - галоген

В указанном аналоге также раскрыт способ антибактериальной обработки кожных покровов человека, включающий нанесение указанной композиции.

Однако известная композиция имеет ряд недостатков. Описанные соли тиурония галогенидов в составе радикальной группы содержат бензольное или фенольное кольцо. Циклические ароматические соединения при нагревании в присутствии галогенов (таких как хлор или бром) и кислорода воздуха могут образовывать опасные для здоровья живых организмов (растений, животных, человек) соединения из группы диоксинов и диоксиноподобные соединения. Соответственно, существует риск образования указанных соединений при синтезе солей, что требует особого контроля при производстве и тщательной очистки вещества.

Раскрытие изобретения

Задачей заявленной группы изобретений является создание эффективной, безопасной для растений и животных и простой в производстве биоцидной композиции.

Техническим результатом изобретений является повышение антибактериальных свойств композиции, повышение эффективности и безопасности биоцидной обработки для тканей растений и животных, а также упрощение способа ее производства и применения.

Указанный технический результат достигается в биоцидной антибактериаальной композиции для обработки тканей живых организмов за счет того, что она содержит соль тиурония и растворитель, причем в качестве соли тиурония она содержит соединение следующей формулы:

где X - галоген, R₀ - алкил, при этом если R₀ является нонилом, то X не является бромом, причем композиция содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %: соль тиурония 0,001-20, растворитель - остальное.

Согласно частным вариантам реализации композиции:

- алкил является C₁-С₃₀ алкилом;

- галоген является хлором или бромом, или фтором, или йодом;

- в качестве растворителя использована вода или раствор этилового спирта,

- композиция дополнительно содержит по меньшей мере один компонент выбранный из группы, включающей поверхностно активные вещества, соединения серы, меди, железа, известь, соединения из группы азолов, стробилуринов, бензимидазолов, фениламидов, анилидопиримидинов, пиримидинилкарбинолы, дитианолы, фосфанаты, фталамиды, антибиотики, буферные вещества, консерванты, антиоксиданты, смачивающие реагенты, антипенные вещества, загустители и увлажнители в количестве 0,001-40 мас.%

Указанный технический результат достигается в способе биоцидной обработки растений за счет того, что он включает обеспечение контактирования ткани растения или его части с упомянутой биоцидной композицией. При этом обеспечение контактирования растения с композицией может быть реализовано путем: опрыскивания композицией поверхности растения, замачивания в композиции корней растения, нанесения композиции на поверхность семян, инъекций композиции в стебель растения, внесения композиции в почву.

Указанный технический результат достигается в способе биоцидной обработки животных, за счет того, что он включает нанесение на наружные ткани животного упомянутой биоцидной композиции

Осуществление изобретения

В качестве основного действующего компонента заявленной композиции использована соль тиурония из группы S-алкил тиурония галогенидов, которая имеет следующие преимущества по сравнению с известными аналогами.

1. В отличие от ближайшего аналога указанные вещества, также как и соединения, используемые для их синтеза, не содержат циклические, ароматические радикалы, что исключает риски образования опасных для растений и животных соединений из группы диоксинов и диоксиноподобных соединений.

2. В отличие от известных аналогов вещества указанной группы обладают значительно более высокой активностью, поскольку обеспечивают гибель вредоносных микроорганизмов в концентрации от 0,0005 мг/мл.

3. Указанные вещества обладают хорошей растворимостью в воде и в других безопасных растворителях.

4. Все соединения указанной группы обладают низким уровнем опасности для растений и теплокровных животных, в т.ч. человека. Это, в свою очередь, позволяет повысить уровень безопасности применения заявленной композиции при биоцидной обработке тканей растений или животных практически при любой любой концентрации активного компонента.

5. Вещества данной группы ранее не использовались для обработки растений и животных против бактериальных инфекций, что определяет не только новизну предлагаемого изобретения, но и также эффективность биоцидной композиции в связи с наличием явления устойчивости вредоносных бактерий к ряду препаратов, традиционно применяемых для их подавления и уничтожения. Это явление возникает в результате длительного применения веществ одного химического класса. При этом происходит естественный отбор и появление новых штаммов вредоносных микроорганизмов, устойчивых к данному классу веществ. В результате защита, лечение и профилактика могут быть и нередко бывают неэффективными, происходят потери урожайности, качества, ухудшение здоровья животных или их падеж. Появление вещества из нового класса с новым механизмом действия позволяет не только уничтожать вредоносные, устойчивые к другим, ранее использовавшимся веществам, но и составить систему защиты, лечения и профилактики, предотвращающую появление новых устойчивых штаммов.

6. Спектр препаратов для профилактики и лечения бактериальных заболеваний культурных растений, крайне ограничен, при этом недопустимо использование антибиотиков для предотвращения возникновения устойчивости к ним у бактерий, опасных для человека и животных. Единственным разрешенным средством борьбы являются препараты, содержащие соединения меди, однако, интенсивное применение таких препаратов приводит к накоплению соединений меди в растительной продукции в опасных для человека концентрациях. В связи с этим очень важным является внедрение альтернативных антибиотикам и соединениям меди веществам с низким уровнем опасности для человека и высокой эффективностью.

Применяемая в изобретении соль тиурония (S-алкил тиуроний галогенид) имеет следующую структурную формулу:

где R₀ - алкил, предпочтительно C₁-С₃₀ алкил (имеющий от 1 до 30 атомов углерода);

X - галоген, предпочтительно хлор или бром, или фтор, или йод;

при этом если R₀ является нонилом, то X не является бромом,

Соединения группы S-алкил тиуроний галогенидов представляют собой хорошо растворимые в воде кристаллы. Соединение может быть синтезировано известными специалисту методами. В частности, оно может быть получено путем смешивания равных в молярном выражении частей тиомочевины, галоидного алкила и этанола, последующего нагрева смеси в течение 3-6 часов, ее охлаждения, фильтрации и перекристаллизации полученных кристаллов из эфира.

Биоцидная антибактериальная композиция для обработки растений и животных включает 0,001-20 мас.% указанной соли тиурония и растворитель (остальное). При содержаниях соли тиурония менее 0,001 мас.% композиция не обладает требуемой эффективностью, при этом содержание более 20 мас.% нецелесообразно по экономическим соображениям (наиболее оптимально содержание до 5 мас.%). В качестве растворителя предпочтительно используется вода. Однако возможно применять и другие приемлемые для контакта с тканями растений и животных растворители, например раствор этилового спирта и др.

Композиция может также содержать дополнительные компоненты, такие как ПАВ, соединения серы (молотая и коллоидная сера), меди (медный купорос, хлорокись меди), железа (железный купорос), известь, соединения из группы азолов, стробилуринов, бензимидазолов, фениламидов, анилидопиримидинов, пиримидинилкарбинолы, дитианолы, фосфанаты, фталамиды, антибиотики, буферные вещества, консерванты, антиоксиданты, смачивающие реагенты, антипенные вещества, загустители, увлажнители. Указанные вспомогательные компоненты могут быть введены в состав композиции в количестве 0,001-40 мас. %

Способ биоцидной обработки растений включает обеспечение контактирования ткани части или всего растения с указанной биоцидной композицией. Обработка может осуществляться путем опрыскивания поверхности растения, замачивания корней, нанесения на поверхность семян, инъекций в стебель или внесения композиции в почву.

Способ биоцидной обработки животных включает нанесение композиции на их кожный покров.

Концентрация соли тиурония для каждого случая подбирается индивидуально в зависимости от цели обработки (лечение, профилактика, защита и т.д.) и вида микроорганизма.

Ниже приведены конкретные примеры использования биоцидной композиции.

Пример 1.

Проводили лабораторные испытания бактерицидной активности S-октилтиурония бромида в отношении бактерии - золотистого стафилококка Staphylococcus aureus возбудителя заболеваний у теплокровных животных. В таблице 1 показаны результаты учета гибели бактериальных клеток в жидкой питательной среде после добавления раствора дистиллированной воды с различными концентрациями S-октилтиурония бромида и выдержки в течение 1-й и 3-х минут.

Пример 2.

Проводили лабораторные испытания бактерицидной активности S-декилтиурония в отношении бактерии - золотистого стафилококка Staphylococcus aureus (см. выше). Результаты показаны в таблице 2.

Пример 3.

Проводили лабораторные испытания бактерицидной активности S-декилтиурония хлорида в отношении бактерии - золотистого стафилококка Staphylococcus aureus (см. выше). Результаты показаны в таблице 3.

Таким образом, заявленная композиция обладает высокой антибактериальной активностью и может быть эффективно и безопасно использована для защиты, профилактики и лечения растений и животных от бактериальных заболеваний.

1. Биоцидная антибактериальная композиция для обработки тканей живых организмов, содержащая соль тиурония и растворитель, причем в качестве соли тиурония она содержит соединение следующей формулы:

где X - галоген,

отличающаяся тем, что в указанном соединении R₀ - алкил, при этом если R₀ является нонилом, то X не является бромом,

причем композиция содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

соль тиурония 0,001-20,

растворитель - остальное.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что алкил является C₁-С₃₀ алкилом.

3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что галоген является хлором или бромом, или фтором, или йодом.

4. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве растворителя использована вода или раствор этилового спирта.

5. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, включающей поверхностно-активные вещества, соединения серы, меди, железа, известь, соединения из группы азолов, стробилуринов, бензимидазолов, фениламидов, анилидопиримидинов, пиримидинилкарбинолы, дитианолы, фосфанаты, фталамиды, антибиотики, буферные вещества, консерванты, антиоксиданты, смачивающие реагенты, антипенные вещества, загустители и увлажнители, в количестве 0,001-40 мас.%

6. Способ биоцидной антибактериальной обработки растений, включающий обеспечение контактирования ткани растения или его части с биоцидной композицией по любому из пп. 1-5.

7. Способ по п. 6, в котором обеспечение контактирования растения с композицией осуществляют по меньшей мере одним методом, выбранным из группы, включающей опрыскивание композицией поверхности растения, замачивание в композиции корней растения, нанесение композиции на поверхность семян, инъекций композиции в стебель растения, внесение композиции в почву.

8. Способ биоцидной обработки животных, включающий нанесение на наружные ткани животного биоцидной композиции по любому из пп. 1-5.