CC BY
11
Канд. мед. наук О. В. ВАСИЛЬЕВСКАЯ (Москва)
Получение новых вододезинфицирующих веществ из класса хлораминов
Из кафедры общей гигиены II Московского медицинского института (зав.— заслуж. деятель науки проф. Н. К. Игнатов)
Существующие физические и химические методы обеззараживания питьевой воды, рассчитанные главным образом на дезинфекцию значительных ее объемов, хотя достаточно эффективны, но неудобны для обеззараживания небольших, индивидуальных запасов питьевой воды.
Изыскание рациональных методов дезинфекции индивидуальных запасов питьевой воды очень важно как для условий мирного времени (экспедиции, экскурсии, полевые станы, колхозные бригады и пр.), так и особенно в боевых условиях. В военной обстановке индивидуальное дезинфицирующее воду средство, предоставленное в распоряжение каждого отдельного бойца, несомненно, давало бы наилучший эффект в предупреждении желудочно-кишечных заболеваний.
Такого рода препараты должны отличаться простотой изготовления, значительной химической стойкостью при хранении, быстрым дезинфицирующим действием, отсутствием токсичности и не представлять трудностей при пользовании ими.
Содержащие активный хлор органические соединения, хлорамины, обладают рядом значительных преимуществ по сравнению с неорганическими содержащими активный хлор препаратами (хлорная известь, жидкость Дакена и пр.). Они более стабильны и легко дозируются. Некоторые хлорамины являются также средствами для дегазации кожи от стойких отравляющих веществ. Судя по американской и немецкой литературе, еще во время первой империалистической войны (1914—1918 гг.) хлорамины применялись для дезинфекции воды. Весьма ценным хлорамином, представляющим собой мощный вододезинфицирующий препарат и одновременно дегазатором от стойких отравляющих веществ, является итальянский препарат 81епс1го1о, который успешно применялся во время итало-абиссинской войны.
Б1ег]<1го1о представляет собой смесь, состоящую из чрезвычайно стойкого дихлор-амина—4-дихлорсульфамидо-бензойной кислоты, впервые описанного С1ааая в 1922 г. в его патенте,
и бикарбоната и карбоната натрия, прибавляемых к этому дихлорамину для растворения его в воде. Продукт гидролиза 81ег1с1го1о — 4-сульфамидо-бензойная кислота
СООН
являющаяся и полупродуктом при получении этого дихлорамина; впервые она была описана <1. Кетвеп в 1875 г.
СООН
/\
БО^С!
/\
Болт
В свое время 4-сульфамидо-бензойная кислота была исследована на токсические свойства Сальковским, установившим ее безвредность для организма.
ОиЬевдЫ и СегесЦ в 1928 г. давали кроликам в течение 20 дней раствор к1еп(1гок>, соответствующий 30 мл активного хлора, а затем еще 10 дней по 50 мл активного хлора, причем животные не обнаружили никаких признаков заболеваний, уменьшения в весе или других отклонений от нормы. Эти исследователи наносили также на конъюнктиву глаза кролика Iю/» раствор з1епс1го1о без всяких последствий для животных. Другим кроликам несколько раз делали инъекции по 10 см3 раствора в ушную вену и также не обнаружили каких-либо изменений или заболеваний.
Задачей нашего исследования явилось получение новых, более совершенных отечественных хлораминов, пригодных для обеззараживания питьевой воды. Мы синтезировали два хлорамина, взяб за исходный продукт бензойную кислоту: а) 3-дихлорсульфамидо-бензой-ную кислоту, которую мы назвали дихлорамин БК и б) 3,5-бис-дихлорсульфамидо-бензойную кислоту, которую назвали тетра-хлорамин БК (дихлорамин БК типа 81епс1го1о, имеющий известные преимущества перед 4-дихлорсульфамидо-бензойной кислотой).
Схема синтеза Нихлорамина В К
соон соон соон соон
302С1
ЭОгМНг 30гШ
Схема синтеза тетрахлорамина Б К СООН соон соон соон
СЮгЗ к^БОга НгИ0г5 V/1 50гКНг С1гН0г5Ч^^ 30гМСЬг
Схема синтеза steri(lrolo СН3 СНЭ СН3 соон соон
Э0гС1 ?0гМНг 30гМНг 50гМС1а
Кристаллы 4-дихлорсульфамидо-бензойной кислоты 81епс1го1о собираются в комочки при хранении; растворение их в воде дает небольшое помутнение и требует почти удвоенного количества карбоната и бикарбоната натрия. 3-дихлорсульфамидо-бензойная кислота (дихлорамин БК) — рассыпчатые кристаллы, растворение их в воде не вызывает никакого помутнения ее и требует вдвое меньше карбоната и бикарбоната натрия. 3,5-бис-дихлорсульфамидо-бензойная кислота (тетрахлорамин БК) растворяется в воде при небольшом количестве карбоната и бикарбоната натрия, а маленькие дозы его растворяются и в одном бикарбонате натрия.
Содержание (теоретическое) активного хлора в з1епс1го1о 52,6%, в дихлорамине БК — 52,6% и в тетрахлорамине БК — 67,9%. Обеззараживающее действие дихлорамина БК и тетрахлорамина БК, как и всех хлораминов, основано на их способности при гидролизе отщеплять хлорноватистую кислоту. В литературе нет описания способа получения дихлорамина БК и тетрахлорамина БК, а также и полупродукта тетрахлорамина БК — 3,5-бис-сульфамидо-бензойной кислоты.
Полученные хлорамины были исследованы на бактерицидность и токсичность.
Изучение бактерицидного действия мы проводили на чистых культурах следующим образом: 1) «американским методом» Reddisch с бульонными культурами микробов, 2) методом тестов на батисте по Hailer и 3) методом заражения стерильной водопроводной воды с высевом на чашки Петри с агаром и в бульон Хоттингера. Опыты производились с культурами В. coli, В. paratyphi В, В. staphylococcus aureus, В. subtilis и В. anthracoides.
Для сравнения изучалось бактерицидное действие steridrolo. В таблицах приводятся исследования по третьему методу
Таблица 1
Название микроба
Заражение стерильной водопроводной
воды (на 1 см3)
Концентрация дихлорамина
БК (в °/0)
Экспозиция в минутах
10
20
30 45
Примечания
В. coli . .
В. paratyphi В
В. staphylo coccus aureus В. subtilis
В. anthracoides
1 ООО ООО
1 ООО ООО
100 0Ö0 100 000
10000 10 000
10 000 10 000 10 000
10 000 10 000 10 000 10 000 10 000
10 000
0,1-0,05
0,1-0,05
0,1—0,005 0,1—0,005
0,1-0,01 0,1-0,01
0,1—0,05
0,03 0,1—0,05
0,03 0,1—0,05 0,03 0,02 0,1-0,03
0,02
+
+ t
+
-f +
+
+
+
+ + + + +■
+
На чашках Петри
с агаром В бульоне Хоттингера
На чашках Петри В бульоне Хоттингера
На чашках Петри В бульоне Хоттингера
На чашках Петри То же
В бульоне Хоттингера То же
На чашках Петри То же
На чашках Петри В бульоне Хоттингера То же
1. Бактерицидное и спороцидное действие дихлорамина БК (содержание активного хлора — 51,64%) видно из табл. 1.
Бактерицидное и спороцидное действие дихлорамина БК в водопроводной (стерильной) воде, как видно из данных опыта,— 0,05%. Аналогичные результаты получены и при исследованиях по методу Reddish и Hailer.
2. Бактерицидное и спороцидное действие тетрахлорамина БК (содержание активного хлора — 66,74%) показано в табл. 2.
В водопроводной (стерильной) воде во всех исследуемых концентрациях тетрахлорамин БК проявил' бактерицидное и спороцидное действие в концентрации до 0,01%. По методу Hailer бактерицидное действие обнаружено в концентрации 0,1%, а спороцидное — в концентрации 0,2%.
1 Для гигиенической оценки эффективности дезинфекции воды методики ЕеЙсНйсЬ и На-Пег мало пригодны, так как проводятся в условиях, весьма отличных от тех, в которых осуществляется дезинфекция питьевой воды, поэтому в таблицах оставлены лишь данные, полученные автором по третьему методу. Ред.
Заражение Концентрация Экспозиция в минутах
Название стерильной водо- л Примечания
микроба проводной воды (на 1 см3) БК (в о/о) 10 20 30 45 60 о, н X о ^
В. coli . . 100 000 юоооэ 0,1-0,01 0,1-0,01 + + На чашках Петри В бульоне Хоттин-гера
В. paraty- 100 000 0,1-0,01 + На чашках Петри
phi В 100 000 0,1—0,01 — — — — — + В бульоне Хот-тингера
В. staphy- 10 000 0,1—0,01 — — — — — + На чашках Петри
lococcus 10 000 0,1-0,01 — — — — — + В бульоне Хоттин-
aureus гера
В. subtilis 10 000 0,1—0,01 — — — - + На чашках Петри
10 000 0,1—0,01 — — —■ + В бульоне Хот-тингера
В. anthra- 10 000 0,1-0,01 — + На чашках Петри
coides 10 000 0,1-0,01 1 В бульоне Хоттин-гера
3. Бактерицидное и спороцидное действие 81епс1го1о (содержание активного хлора — 51,69%) видно из табл. 3.
Таблица 3
Заражение Концентрация steridrolo (В "/„) Экспозиция в минутах
Название стерильной водо- л ч Примечания
микроба проводной поды (на 1 см3) 10 20 30 45 60 о о, н я о ^
В. coli 1 000 000 1 000 000 0,1—0,005 0,1—0,005 + + На чашках Петри В бульоне Хоттин-гера
В. paraty- 100 000 0,1—0,005 + На чашках Петри
phi В 100 000 0,1-0,005 + В бульоне Хот-
+ тингера
В. staphy- 10 000 0,1—0,01 На чашках Петри
lococcus 10 000 0,1-0,01 — — — — — + В бульоне Хот-
aureus тингера
В. subtilis 10 000 0,1-0,05 — — — — — -J- На чашках Петри
10 000 0,03 + + — — — + То же
10 000 0,1-0,05 — — — + В бульоне Хоттин-
гера
В. anthra- 10 000 0,03 + + + — — + То же
10 000 0,1-0,05 — — 4- На чашках Петри
coides 10 000 0,03 + + — — — То же
10 000 0,1-0,03 — — — + В бульоне Хоттин-
+ гера
10 000 0,03 + + + То же
По данным проведенных опытов с steridrolo его бактерицидное и спороцидное действие в водопроводной (стерильной) воде обнаруживается в тех же концентрациях, что и при дезинфекции воды синтезированным нами дихлорамином БК. При минимальной экспозиции в 10 минут эффективной оказалась концентрация в 0,05% stcrdrolo.
Как известно из работы Виноградова и Гинзбурга, хлорамин Т в концентрации 3% дает рост В. staphylococcus aureus и В. anthracoides при экспозиции до 30 минут без сыворотки и с лошадиной сывороткой до 1 часа. Хлорацид Шауфлера также уступает по бактерицид-
ному эффекту полученным нами дихлорамину и тетрахлорамину БК и steridrolo.
Химическое строение и состав синтезированных нами хлораминов не вызывает больших сомнений в отношении их нетоксичности; тем не менее мы считали необходимым провести исследования на установление токсичной дозы амидов и хлораминов: 3-сульфамидо-бен-зойной кислоты, 3,5-бис-сульфамидо-бензойной кислоты. Белым мышам весом 15—-17 г вводились под кожу растворы амидов с карбонатом и бикарбонатом натрия и дихлорамидов. Под опытом было свыше 200 мышей. Результаты исследования на токсичность показали, что дихлорамин, тетрахлорамин БК и steridrolo токсическими свойствами не обладают. Случаи гибели мышей имели место при 10% концентрации амидов и хлораминов. Так как для растворения амидов и хлораминов требовалось применение карбоната и бикарбоната натрия в концентрациях, пропорциональных хлорамину, были проведены контрольные опыты только с карбонатом и бикарбонатом натрия. В этих опытах отмечалось резкое ухудшение состояния мышей, а при 10% концентрации гибель мышей с явлениями ожогов. Эти наблюдения дали нам основание предполагать, что токсичность концентрации 10% растворов объясняется главным образом наличием значительного количества карбоната и бикарбоната натрия. Следует, однако, иметь в виду, что 10% растворы никогда в практике применения хлорирования питьевой воды не будут применяться.
Выводы
1. Нами были синтезированы новые, не описанные в литературе, 3-дихлорсульфамидо-бензойная кислота, и 3,5-бис-дихлорсульфамидо-бензойная кислота.
2. 3-дихлорсульфамидо-бензойной кислоте мы дали название «дихлорамин БК». 3,5-бис-дихлорсульфамидо-бензойную кислоту назвали «тетрахлорамин БК». Название определяет количество активного хлора и исходное вещество — бензойную кислоту.
3. Полученные хлорамины легко дозируются и рекомендуются нами для обеззараживания главным образом индивидуальных запасов питьевой воды.
4. Хлорамины легко заготовить в виде порошков и таблеток с соответственным количеством карбоната и бикарбоната натрия.
5. В условиях постановки наших .исследований оправдало себя применение полученных хлораминов для обеззараживания 1 л питьевой воды в дозах 0,3—0,5 г для дихлорамина БК и 0,2—0,3 г для тетрахлорамина БК. Окончательное заключение об оптимальных дозах хлораминов, синтезированных автором для реальной практики, сможет быть сделано на основании учета данных последующей их проверки на природных водах.
6. В указанных дозах полученные хлорамины — нетоксичные продукты.
ЛИТЕРАТУРА
1. Виноградова и Гинзбург, Сравнительное исследование бактерицидных свойств пяти образцов русского хлорамина и заграничных препаратов. ЖМЭИ, № 4, 1935.—2. Шауфлер, Антисептический препарат хлорацид, Саратов, 1937.—3. Кроткое, Руководство по военной гигиене, стр. 163, 164, 1939,—4. Claass, DRP, No. 31, 899, 1922.-5. Zalkobuski, Virch. Arch., 105, 46v 1886,—6. Rem sen I A., 178,-299, 1875.—7. OttolughieCeredi, L'igiene moderna, XI, 1928.— 8. Schmelkes, Bactericidal action of azochloramid, Joiirn. bacter., 29„ 323—331, 1935.
