抗微生物空气消毒剂组合物及其用途技术领域
本发明涉及抗微生物空气消毒组合物。所述消毒组合物包含在二醇溶剂中的三种
铵化合物的组合。还描述了所述组合物的使用方法。
背景技术
人们为了工作、娱乐、休闲或出于健康原因而进行活动和聚集的环境是存在微生
物例如细菌、病毒和真菌的环境。这些环境可以将人们置于被这些微生物感染的风险中。病
毒例如流感病毒感染的严重疫情可以容易地在诸如医院、医疗中心、机场、学校、幼儿园、疗
养院、体育馆、运动俱乐部、购物中心等的环境中蔓延。
常用的空气消毒剂和除臭剂通常主要由掩蔽气味但不有效地从环境除去微生物
的香料构成。一些空气消毒剂使用有毒化学品来杀死空气中的微生物，因此仅仅在受限的
环境中有用。在其他空气消毒产品中，通过例如蒸发或扩散的分配速率可能难以控制。
对于无毒或具有低毒性、从空气除去微生物并且扩散易于控制的空气消毒组合
物，存在着需求。
本发明至少部分地基于下述发现，即在二醇载体中特定季铵化合物的组合可以提
供无毒的空气消毒活性，并且当在空气消毒机械分配装置中使用时具有受控的释放。
发明内容
在本发明的第一方面，提供了一种空气消毒组合物，其包含：
(i)烷氧基甲硅烷基铵成膜化合物；
(ii)苯扎氯铵或苄索氯铵；
(iii)聚合双胍；和
(iv)二醇载体。
在某些实施方式中，所述组合物还包含交联剂。在某些实施方式中，所述组合物还
包含香料。
在本发明的另一方面，提供了一种在封闭环境中对空气进行消毒和/或除臭的方
法，所述方法包括将本发明的组合物分散在所述环境中。
在本发明的另一方面，提供了本发明的组合物作为空气消毒剂和/或除臭剂的用
途。
在某些实施方式中，本发明的组合物从空气纯化装置分散。
发明详述
在本发明的第一方面，提供了一种空气消毒组合物，其包含：
(i)烷氧基甲硅烷基铵成膜化合物；
(ii)苯扎氯铵或苄索氯铵；
(iii)聚合双胍；和
(iv)二醇载体。
在某些实施方式中，所述烷氧基甲硅烷基铵成膜剂是式(I)的化合物：
[(R1O)3Si-A-N+(W)(X)(Y)]M- (I)
其中每个R1独立地选自氢和-C1-6烷基；
A是C1-6亚烷基；
W和X独立地选自-C1-6烷基；
Y是C10-20烷基；并且
M是平衡阴离子。
在特定实施方式中，下述一种或多种情况适用：
R1是氢、甲基或乙基，特别是甲基或乙基，更特别是甲基；
A是C2-4亚烷基，特别是-CH2CH2CH2-；
W和X独立地选自甲基和乙基，特别是甲基；
Y是C10-18烷基，特别是C10烷基或C18烷基，更特别是C18烷基；并且
M选自F-、Cl-、Br-和I-，特别是Cl-。
在特定实施方式中，式(I)的烷氧基甲硅烷基铵成膜化合物选自1-十八烷基铵-N,
N-二甲基-N-[3-三甲氧基甲硅烷基(丙基)]氯化物(也被称为3-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,
N-二甲基-N-十八烷基氯化铵)、3-三乙氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基-N-十八烷基氯化
铵、3-三乙氧基甲硅烷基丙基-N,N-二甲基-N-异癸基氯化铵或3-三甲氧基甲硅烷基丙基-
N,N-二甲基-N-异癸基氯化铵。
在某些实施方式中，所述烷氧基甲硅烷基铵成膜化合物以所述组合物的0.1％至
1.5％w/w，特别是约0.5％至1.0％w/w，更特别是约0.5至0.9％w/w的量存在于所述组合物
中。
所述苯扎氯铵或苄索氯铵化合物是式(II)的化合物：
其中R2和R3独立地选自C1-6烷基，并且
R4是C8-18烷基或-(CH2CH2O)2[4-(1-二甲基-3-二甲基丁基)苯基]。
在特定实施方式中，下述一种或多种情况适用：
R2和R3独立地选自甲基或乙基，特别是甲基；并且
R4选自C8、C10、C12、C14、C16或C18烷基或其混合物或-(CH2CH2O)2[4-(1-二甲基-3-二
甲基丁基)苯基]。
所述苯扎氯铵或苄索氯铵化合物以所述组合物的约0.1％至1.0％w/w、特别是约
0.1％至约0.5％w/w、更特别是所述组合物的约0.1至0.2％w/w范围内的量存在。
在某些实施方式中，所述聚合双胍是式(III)的化合物或其可药用盐：
其中Z不存在或者是有机二价桥接基团，并且在整个聚合物中每个Z可以相同或不
同；n为至少3，优选为5至20，并且X3和X4独立地选自-NH2、-NH-C(＝NH)-NH-CN、任选取代的
烷基、任选取代的环烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂环基和任选取代的杂芳基。优选
地，所述聚合化合物的分子量为至少1,000amu，更优选在1,000amu至50,000amu之间。在单
一组合物中，n可以变化，以提供聚合双胍的混合物。
上述聚合双胍化合物和它们的制备方法被描述在例如美国专利号3,428,576和
East等，1997中。
在某些实施方式中，本发明中使用的聚合双胍是下面式(IV)的聚合亚烷基双胍或
其可药用盐：
其中n是3至500的整数，m为1至10、特别是3或6，并且X3和X4独立地选自-NH2、-NH-C
(＝NH)-NH-CN、任选取代的烷基、任选取代的环烷基、任选取代的芳基、任选取代的杂环基
和任选取代的芳基。在特定实施方式中，n具有3至15、更特别是3至12的平均值。适合的聚合
双胍在商品名Cosmocil CQTM(Lonza)下销售。
所述聚合双胍以所述组合物的约0.05％至1.0％w/w、特别是所述组合物的约
0.1％至0.5％w/w、更特别是所述组合物的约0.1％至约0.3％w/w范围内的量存在于所述组
合物中。
所述载体是二醇载体。在某些实施方式中，所述二醇载体选自二丙二醇、三丙二
醇、丙二醇和聚乙二醇。在特定实施方式中，所述二醇载体是二丙二醇。二丙二醇是包括4-
氧杂-2,6-庚二醇、2-(2-羟基丙氧基)丙-1-醇和2-(2-羟基-1-甲基乙氧基)丙-1-醇的二醇
化合物的异构体混合物。
所述载体以所述组合物的40％至99％w/w、特别是所述组合物的40％至70％、更特
别是所述组合物的约50％至65％w/w范围内的量存在。
本发明的组合物还可以包含香料。所述香料可以是提供所需背景气味所需的任何
香料。适合的香料包括合成香料、天然香料、精油及其混合物。一些适合的香料包括柑橘油
例如橙子、酸橙、柠檬、橘子、葡萄柚，花香香料例如茉莉、玫瑰、栀子花，水果香料例如芒果、
香蕉、覆盆子、杏、苹果，辛香料例如香草、肉桂、丁香、肉豆蔻，香料油例如依兰、檀香木、雪
松木、香茅、玫瑰果、胡椒薄荷和桉树，或任何这些香料的混合物。
所述香料可以以适合于提供所需空气芳香水平的任何量存在于所述组合物中。通
常，所述香料以所述组合物的20％至60％w/w、特别是所述组合物的约30％至50％w/w、更特
别是所述组合物的35％至45％w/w的量存在。
在特定实施方式中，所述组合物为粘稠液体的形式。
在某些实施方式中，所述组合物通过扩散或蒸发分散在空气中。在某些实施方式
中，在提供烟雾或喷雾或纯化空气并将所述组合物分散在其空气流中的装置中分散所述组
合物。
定义
除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的
普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文中所描述的相似或等同的任何方法和材
料可用于本发明的实践或试验中，但描述了优选的方法和材料。出于本发明的目的，下列术
语定义如下。
当在本文中使用时，没有具体数量的指称是指一个或超过一个(即至少一个)指称
物。例如，“要素”意味着一个要素或超过一个要素。
当在本文中使用时，术语“约”是指与参比数量、水平、值、尺度、尺寸或量相比变化
最多30％、25％、20％、15％或10％的数量、水平、值、尺度、尺寸或量。
在整个本说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包含”应该被理解为暗示包
括所陈述的步骤或要素或一组步骤或要素，但是不排除任何其他步骤或要素或一组步骤或
要素。
当在本文中使用时，术语“烷基”是指具有1至20个碳原子的直链或支链饱和烃基。
在适合情况下，烷基可能具有指定数目的碳原子，例如C1-6烷基包括具有采取直链或支链排
列方式的1、2、3、4、5或6个碳原子的烷基。适合的烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙
基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、4-甲基丁基、正己
基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、5-甲基戊基、2-乙基丁基、3-乙基丁基、庚基、辛
基、壬基、癸基、异癸基、十一烷基、十二烷基等。
当在本文中使用时，术语“环烷基”是指饱和的环状烃。所述环烷基环可以包括指
定数目的碳原子。例如，3至8元环烷基包括3、4、5、6、7或8个碳原子。适合的环烷基的实例包
括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基。
当在本文中使用时，术语“芳基”意在是指任何稳定的单环、二环或三环碳环系统，
在每个环中最多7个原子，其中至少一个环是芳香族的。这些芳基的实例包括但不限于苯
基、萘基、四氢萘基、茚满基、芴基、菲基、联苯基和联萘基。
当在本文中使用时，术语“亚烷基”是指具有1至6个碳原子的二价饱和烃链。在适
合情况下，亚烷基可能具有指定数目的碳原子，例如C1-6亚烷基包括具有采取直链排列方式
的1、2、3、4、5或6个碳原子的亚烷基。适合的亚烷基的实例包括但不限于-CH2-、-CH2CH2-、-
CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2-和-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-。
当在本文中使用时，术语“杂环”或“杂环基”是指环状烃，其中1至4个碳原子已被
独立地选自N、N(R)、S、S(O)、S(O)2和O的杂原子替换。杂环的环可以是饱和或不饱和的，但
不是芳香族的。杂环基也可以是含有1、2或3个环并且其中两个环采取“螺”排列方式的螺环
基的一部分。适合的杂环基的实例包括氮杂环丁烷、四氢呋喃基、四氢硫苯基、吡咯烷基、2-
氧代吡咯烷基、吡咯啉基、吡喃基、二氧戊环基、哌啶基、2-氧代哌啶基、吡唑啉基、咪唑啉
基、噻唑啉基、二硫杂环戊二烯基、氧杂环戊二烯基、二烷基、二英基、二唑基、氧杂
噻唑基、唑酮基、哌嗪基、吗啉基、硫代吗琳基、3-氧代吗琳基、二噻烷基、三噻烷基和
嗪基。
当在本文中使用时，术语“杂芳基”表示稳定的单环、二环或三环的环，每个环中最
多7个原子，其中至少一个环是芳香族的并且至少一个环含有1至4个选自O、N和S的杂原子。
该定义范围内的杂芳基包括但不限于吖啶基、咔唑基、噌啉基、喹喔啉基、喹唑啉基、吡唑
基、吲哚基、异吲哚基、1H,3H-1-氧代异吲哚基、苯并三唑基、呋喃基、噻吩基、硫苯基、苯并
噻吩基、苯并呋喃基、苯并二烷、苯并二氧杂苯、喹啉基、异喹啉基、唑基、异唑基、咪
唑基、吡嗪基、哒嗪基、吡啶基、嘧啶基、吡咯基、四氢喹啉基、噻唑基、异噻唑基、1,2,3-三唑
基、1,2,4-三唑基、1,2,4-二唑基、1,2,4-噻二唑基、1,3,5-三嗪基、1,2,4-三嗪基、1,2,
4,5-四嗪基和四唑基。具体的杂芳基具有5或6元环，例如吡唑基、呋喃基、噻吩基、唑基、
吲哚基、异吲哚基、1H,3H-1-氧代异吲哚基、异唑基、咪唑基、吡嗪基、哒嗪基、吡啶基、嘧
啶基、吡咯基、噻唑基、异噻唑基、1,2,3-三唑基、1,2,4-三唑基和1,2,4-二唑基和1,2,4-
噻二唑基。
本发明的烷基、环烷基、杂环基、杂芳基和芳基可以任选地被1至5个选自OH、OC1-6
烷基、Cl、Br、F、I、NH2、NH(C1-6烷基)、N(C1-6烷基)2、SH、SC1-6烷基、CO2H、CO2C1-6烷基、CONH2、
CONH(C1-6烷基)或CON(C1-6烷基)2的基团取代。
当在本文中使用时，术语“二价桥接基团”是指价数为2并且能够与两个其他基团
结合的原子团。适合的二价桥接基团的实例包括但不限于其中t为1至10的整数的-
(CH2)t-、-O-、-S-、二价饱和或芳香族碳环或杂环或杂芳环，或这些二价和/或环状组成部
分的组合。例如，饱和C6环状基团包括-C6H10-，C6芳香族基团包括-C6H4-，C6杂环基包括
并且C6杂芳基包括
其他二价桥接基团包括亚烷基(-CH2-)t，其中一个或多个碳原子已被NH、S、O、
替换。
在优选实施方式中，所述二价桥接基团是-(CH2)t-，其中t为1至10、特别是1至6、
更特别是3至6的整数。
本发明的化合物可以是可药用盐的形式。然而，应该认识到，非可药用盐也在本发
明的范围之内，因为它们可以在可药用盐的制备中用作中间体，或者可能在储存或运输期
间有用。适合的可药用盐包括但不限于可药用无机酸例如盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、碳酸、硼
酸、氨基磺酸和氢溴酸的盐，或可药用有机酸例如乙酸、丙酸、丁酸、酒石酸、马来酸、羟基马
来酸、延胡索酸、马来酸、柠檬酸、乳酸、粘酸、葡萄糖酸、苯甲酸、琥珀酸、草酸、苯乙酸、甲磺
酸、甲苯磺酸、苯磺酸、水杨酸、磺胺酸、天冬氨酸、谷氨酸、依地酸、硬脂酸、棕榈酸、油酸、月
桂酸、泛酸、鞣酸、抗坏血酸和戊酸的盐。
碱盐包括但不限于与可药用阳离子例如钠、钾、锂、钙、镁、铵和烷基铵形成的盐。
碱性含氮基团可以用诸如低级烷基卤化物例如甲基、乙基、丙基和丁基氯化物、溴
化物和碘化物，硫酸二烷基酯例如硫酸二甲酯和二乙酯等的试剂进行季铵化。
术语“封闭环境”是指被至少一面墙、优选地四面墙和天花板或屋顶限制的室内空
间。它不包括室外空间，但是可以包括部分室外的空间例如被至少一面墙和天花板或屋顶
限制的遮蔽的阳台或遮蔽的露天平台。
本发明的消毒组合物的用途
本发明的消毒组合物具有抗微生物活性，其在消毒封闭环境中的空气的应用中有
用，所述封闭环境例如医院、疗养院、学校、幼儿园、体育馆和运动俱乐部、购物中心、家庭、
办公室和其他工作场所和休闲中心例如电影院，以及存在微生物感染蔓延的风险的其他室
内区域。
不希望受到理论限制，据认为季铵化合物的正电荷吸引空气中带负电荷的微生物
粒子。当所述微生物与季铵化合物发生接触时，它们的细胞膜破裂，引起所述微生物死亡。
死亡的微生物结合于所述季铵化合物并且较重，轻柔地从空气中坠落并结合于它们落于其
上的表面。这阻止了死亡的微生物重新进入到空气中。
所述消毒组合物有效地对抗广范围的病原体，它们在暴露于所述组合物后被杀死
或失活。被本发明的消毒组合物杀死或失活的病原体包括：
革兰氏阳性细菌
芽孢杆菌(Bacillus sp.)(营养细胞)，白喉杆菌(Corynebacterium
diptheriae)，艰难梭状芽孢杆菌(Clostridium difficile)，粪肠球菌(Enterococcus
faecalis)，海氏肠球菌(Enterococcus hirae)，单核细胞增多性李斯特菌(Listeria
monocytogenes)，藤黄微球菌(Micrococcus luteus)，微球菌(Micrococcus sp.)，结核分
枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)，耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)，痤疮
丙酸杆菌(Propionibacterium acnes)，金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)，表皮
葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)，溶血葡萄球菌(Staphylococcus
haemolyticus)，人葡萄球菌(Staphylococcus hominis)，腐生葡萄球菌(Staphylococcus
saprophyticus)，粪链球菌(Streptococcus faecalis)，变异链球菌(Streptococcus
mutans)，肺炎链球菌(Streptococcus pneumonia)和化脓链球菌(Streptococcus
pyogenes)。
革兰氏阴性细菌
醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter caicoaceticus)，嗜水气单胞菌(Aeromonas
hydrophilia)，脆弱拟杆菌(Bacterioides fragilis)，多样柠檬酸杆菌(Citrobacter
deversits)，弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)，产气肠杆菌(Enterobacter
aerogenes)，成团肠杆菌(Enterobacter agglomerans)，阴沟肠杆菌(Enterobacter
cloacae)，肠球菌(Enterococcus)，大肠埃希氏杆菌(Escherichia coli)，大肠埃希氏杆菌
(Escherichia coli)O157:H7，流感嗜血杆菌(Haemophilus influenza)，产酸克雷伯氏菌
(Klebsiella oxytoca)，肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)，Klebsiella
terriena，嗜肺性军团菌(Legionella pneumophila)，摩氏摩根菌(Morganella
morganii)，奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)，普通变形杆菌(Proteus vulgaris)，铜绿
假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorscens)，霍乱沙
门氏菌(Salmonella cholera suis)，伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)，鼠伤寒沙门氏菌
(Salmonella typhimurium)，肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)，液化沙雷氏菌
(Serratia liquifaciens)，粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)和野油菜黄单胞菌
(Xanthomonas campestris)。
病毒
腺病毒II型和IV型，牛腺病毒I型和IV型，鼠诺如病毒1，猫肺炎病毒，单纯性疱疹
病毒I型，单纯性疱疹病毒II型，HIV-1(AIDS)，流感病毒A2(Aichi)，流感病毒A2(Asian)，流
感病毒B，流感病毒(H1N1)，腮腺炎病毒，副流感病毒(Sendai)，劳斯肉瘤病毒，呼肠孤病毒I
型，猿猴病毒40，痘苗病毒，MS2(噬菌体)和PRD1(噬菌体)。
真菌，藻类，霉菌，酵母，孢子
互隔交链孢霉(Alternaria alternata)，束丝藻(Aphanizomenon sp.)，黄曲霉
(Aspergillus flavus)，黑曲霉(Aspergillus niger)，萨氏曲霉(Aspergillus sydowi)，
土曲霉(Aspergillus terreus)，杂色曲霉(Aspergillus versicolor)，疣曲霉
(Aspergillus verrucaria)，出芽短梗霉(Aureobasidium pullans)，白假丝酵母(Candida
albicans)，伪热带假丝酵母(Candida pseudotropocalis)，球毛壳菌(Chaetomium
globosum)，枝孢样枝孢霉(Cladosporium cladosporioides)，普通小球藻(Chlorella
vulgaris)，澳洲内脐蠕孢(Dreschslera australiensis)，表皮癣菌(Epidermophyton
sp.)，絮状表皮癣菌(Epidermophyton floccosum)，禾谷粘鞭霉(Gliomastix cerealis)，
密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)，小孢癣菌(Microsporum sp.)，奥多尼小孢癣菌
(Microsporum audouinii)，Monilia grisea，颤藻(Oscillatoria)，产黄青霉
(Penicillium chrysogenum)，普通青霉(Penicillium commune)，绳状青霉(Penicillium
funiculosum)，嗜松青霉(Penicillium pinophilum)，可变青霉(Penicillium variable)，
Phoma fimeti，纸皮司霉(Pithomyces chartarum)，绵腐卧孔菌(Poria placenta)，栅藻
(Scenedesmus)，酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，腐植齿梗孢(Scolecobasidium
humicola)，月芽藻(Selenastrum sp.)，绿色木霉(Trichoderma viride)，指间毛癣菌
(Trichophyton interdigitale)，Trichophyton maidson，Trichophyton
mentogrophytes，红色毛癣菌(Trichophyton rubrum)和毛癣菌(Trichophyton sp.)。
原生动物寄生虫
隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)(卵囊)。
在某些实施方式中，所述组合物被包含在允许组合物缓慢蒸发的容器中。在其他
实施方式中，所述组合物被包含在带有允许组合物在空气中受控分散的芯的容器中。
在某些实施方式中，所述组合物从装配在分散装置例如雾化器中的容器分散，所
述分散装置可以被安装在墙上。在其他实施方式中，所述组合物从装配在空气纯化装置中
的容器分散，所述装置将所述组合物分散在空气流中或分散为雾。适合的空气纯化装置被
描述在WO 2013/149285中。
现在将参考下面的实施例对本发明进行描述，所述实施例示出了本发明的优选情
况。然而，应该理解，下面本发明的描述的特殊性不替代前面本发明的描述的普遍性。
具体实施方式
实施例1：空气消毒组合物
制造了芳香抗微生物制剂，其具有下述成分：
1.二丙二醇58.70％
2 1-十八烷基铵-N,N-二甲基-N-(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基氯化物0.75％
3聚氨基丙基双胍0.22％
4苯扎氯铵0.15％
5香料40.0％
在恒定混合下按照示出的顺序添加所述成分，确保在添加下一种成分之前形成均
质溶液。
使用的香料包括柑橘香料、芳香疗法香料、非洲雨(African Rain)香料和芒果香
料之一。