在有机材料存在下具有改善的稳定性的碘载体组合物.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201580055477.2 (22)申请日 2015.08.20 (30)优先权数据 14181684.3 2014.08.20 EP (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2017.04.13 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2015/069190 2015.08.20 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2016/026946 EN 2016.02.25 (71)申请人 爱尔兰国立高威大学 地址 爱尔兰， 戈尔韦市 (72)发明人 V欧弗莱厄蒂 P麦凯 (7

2、4)专利代理机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人 张全信 尚晓芹 (51)Int.Cl. A01N 59/24(2006.01) A01N 59/12(2006.01) A01P 1/00(2006.01) A01P 3/00(2006.01) A61K 8/20(2006.01) A61Q 11/00(2006.01) A61Q 17/00(2006.01) A61Q 19/10(2006.01) A61K 33/18(2006.01) A61P 17/10(2006.01) A61P 31/00(2006.01) A61P 35/00(2006.01) A23C 3/0

3、8(2006.01) (54)发明名称 在有机材料存在下具有改善的稳定性的碘 载体组合物 (57)摘要 本发明涉及药学和工业碘载体制剂， 其合成 和潜在应用。 该化合物具有可预测的抗菌活性。 此外， 在有机材料存在下， 该碘载体比传统的碘 载体稳定得多。 当在溶液中时该组合物释放提供 抗菌活性的游离碘。 权利要求书2页 说明书13页 附图4页 CN 107072215 A 2017.08.18 CN 107072215 A 1.一种产生碘载体的组合物， 其包括碘化物/碘酸盐离子的来源， 硫氰酸盐离子的来源 和氧化剂， 其为能够原位或非原位反应以产生碘载体的化合物。 2.根据权利要求1所述的组合

4、物， 其不包含有机稳定剂。 3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物， 其中所述碘化物/碘酸盐离子的来源选 自碘化钾、 碘化钠、 碘化锂、 碘化铯、 碘化氢、 碘化铑、 碘酸钾或碘酸钠。 4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物， 其中所述硫氰酸盐离子的来源选自硫氰 酸钠、 硫氰酸钾、 硫氰酸锂、 硫氰酸铯、 硫氰酸、 硫氰酸铑、 烯丙基异硫氰酸盐、 或氰酸盐化合 物比如钾氰酸或硫化氰。 5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物， 其中所述氧化剂选自过氧化氢或高锰酸 钾； 过氧化钠； 过氧化锂； 释放过氧化物的过碳酸盐； 释放过氧化物的柠檬酸或维生素C； 过 氧化物盐， 其包括氧化钡、 过硼

5、酸钠、 过氧化氢-尿素加合物； 释放氧的假过氧化物， 其包括 超氧化物、 二氧、 臭氧、 臭氧化物； 有机过氧化物， 其包括过氧酸、 卤化酰基和脂肪族过氧化 物。 6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物， 其中碘酸钾用作所述氧化剂和所述碘酸 盐/碘离子来源二者。 7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物， 其中产生的所述碘载体是选自ISCN、 I2SCN、 I2(SCN)2、 IOH(SCN)2、 I3OH(SCN)2、 I3OH(SCN)3、 I4(SCN)4OH、 I5(SCN)5的一种或多种碘- 硫氰酸盐复合物。 8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物， 其中碘化物与硫氰酸盐的比值在

6、0.1: 10-10:1(按重量计)的范围中。 9.一种碘载体组合物， 其包括当放置在水性环境中时根据前述权利要求中任一项所述 的组合物的反应产物。 10.一种碘载体组合物， 其包括至少一个氧、 至少一个碘和至少一个硫化氰或氰酸单 元。 11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物， 其进一步包括药学上有效的载体和稀 释剂， 优选地， 其中所述药学上有效的载体是水、 生理盐水、 乳液、 凝胶或水凝胶。 12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物， 其中所述组合物适合用于乳腺炎哺乳 期反刍动物的治疗， 或适合于用作抗菌鼻冲洗剂， 或适合于用作抗菌漱口水， 或适合于用作抗菌洗液， 或适合于用作抗真菌

7、洗液， 或适合于用作抗菌洗面奶/痤疮乳剂， 或适用于处理污染的牛奶或饲料、 食品， 或适用于治疗由细菌、 酵母菌、 真菌、 病毒、 原生动物引起的感染， 或适合于材料、 表面或环境的消毒， 或适合用于癌症的治疗。 13.根据前述权利要求中任一项所述的组合物， 其适合于同时地或顺序地递送氧化剂 与碘化物和硫氰酸盐组分。 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 107072215 A 2 14.根据前述权利要求中任一项所述的组合物， 其适合于通过乳房内装置递送， 或适合 于通过浸湿的绷带递送。 15.根据前述权利要求中任一项所述的组合物， 其中所述组合物被添加至绷带或泥罨 剂， 用于治疗创伤或烧

8、伤感染。 16.根据前述权利要求中任一项所述的组合物， 其中所述组合物以喷雾的形式被雾化， 用于治疗人或动物的肺的细菌或真菌感染。 17.一种产生碘载体的方法， 其包括在水性环境中混合碘化物离子的来源、 硫氰酸盐离 子的来源和氧化剂。 18.一种根据权利要求17所述的方法， 其通过混合1w/v硫氰酸钾(KSCN)、 1w/v碘化 钾(KI)和1w/v过氧化氢(H2O2)制备。 19.一种降低牛奶或饲料的细菌污染的方法， 其包括施用根据权利要求1至16中任一项 所述的组合物。 20.一种降低乳腺中的细菌接种量的方法， 其包括施用根据权利要求1至16中任一项所 述的组合物。 21.一种根据权利要求

9、1至16中任一项所述的组合物， 其适合于口服施用、 静脉内施用、 外用施用或肠胃外施用。 22.一种根据权利要求1至16中任一项所述的组合物， 其被配制为乳剂、 凝胶或糊剂。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 107072215 A 3 在有机材料存在下具有改善的稳定性的碘载体组合物 0001 发明背景 0002 本发明涉及药学和工业碘载体制剂， 其合成和潜在应用。 该化合物具有可预测的 抗菌活性。 此外， 该碘载体在有机材料存在下比传统的碘载体稳定得多。 碘载体是与稳定剂 复合的基于碘的化合物。 当在溶液中时它们释放游离碘， 其提供抗菌活性。 它们通常通过使 碘与稳定剂混合伴随加热制

10、备。 0003 由于游离碘与主要细菌蛋白相互作用， 引起抑菌或杀菌效果， 碘载体发挥抗菌活 性。 它们具有潜在的宽范围的用途， 从清洁和消毒工业或医疗， 至创伤治疗(在感染之后或 之前作为预防药)。 稀释的碘载体被广泛地用于乳品工业中以清洁机器， 最小化潜在致病生 物体的传播。 碘载体不仅是抗菌的， 而且还是强力抗病毒的和抗真菌的。 它们的使用需要非 常少的后冲洗， 这与基于次氯酸盐的漂白化合物不同。 它们通常在水生池塘中用作最小化 细菌或寄生生物体的过量生长的方法。 它们可用于杀死与痤疮和皮肤状况相关的病原体生 物体， 以及治疗疱疹感染(病毒)的突然爆发。 碘载体已经被使用了许多年， 并且通

11、常被认为 是安全的化合物。 基于可获得的毒理学数据的综述， 美国环保署推断 “通过口服、 皮肤和吸 入路径的暴露， 碘和碘载体复合物具有非常低的毒性” 。 最常见的碘载体是聚乙烯吡咯烷酮 碘(已知为PVP-碘、 PVP-I或聚维酮， 和其商标名Betadine或Wokadine)。 PVP聚合物也用来降 低碘的潜在毒性效果。 存在非常少的报道的细菌对碘介导的杀死的抗性/耐受性特征。 这更 可能是由于碘载体对细胞内各种细菌蛋白的任意靶向。 这种耐受性/抗性表型将需要细菌 基因组中的多个并且同时有益的突变。 0004 PVP-I的使用已经克服了碘酊和鲁戈氏液(Lugol s solution)(碘

12、与碘化物离子 的溶液)关于长期储存、 游离碘对总的碘和毒性问题等的缺点中的一些。 然而， 常用的碘载 体比如PVP-I在有机材料存在下是非常不稳定的。 在将PVP-I溶解在水中之后， 化合物发挥 显著的抗菌活性， 但是在有机物质存在下抗菌活性最低。 例如， PVP-I在水中对大肠杆菌 ATCC25922的最低抑菌浓度(MIC)是500mg L-1记录MBC值。 MBC值的差异指示传统碘载体的限制。 在许多环境中这 种浓度的使用实际上将是困难的、 过分地昂贵的和潜在地有毒的。 0005 在乳品工业中， PVP-I定期地被用于在挤奶之前和之后清洁母牛的乳头以杀死存 在的细菌。 然而， 如果PVP-

13、I与牛奶接触， 活性被快速减弱。 相同模式出现在其他工业中， 比 如烘焙等， 这是由于留在机器上的食品残渣可与PVP-I相互作用并且停止其抗菌作用。 0006 发明目的 0007 本发明的目的是提供新的碘载体， 其在有机材料存在下比传统的碘载体稳定得 多。 进一步目的是提供产生碘载体的组合物， 尤其是可用于消毒具有高有机物质负载的环 境的组合物。 发明内容 0008 根据本发明， 提供了一种产生碘载体的组合物， 其包括碘化物或碘酸盐离子、 硫氰 酸盐离子和氧化剂。 说 明 书 1/13 页 4 CN 107072215 A 4 0009 碘化物/碘酸盐的来源可以是碘化钾、 碘化钠、 碘化锂、

14、碘化铯、 碘化氢、 碘化铑、 或 缓释形式的碘化物、 碘酸钾或碘酸钠。 0010 硫氰酸盐离子的来源可以是硫氰酸钾、 硫氰酸锂、 硫氰酸铯、 硫氰酸(hydrogen thiocyanate)、 硫氰酸铑、 缓释形式的硫氰酸盐、 或氰酸化合物比如氰酸钾或硫化氰。 0011 氧化剂可以是过氧化氢或高锰酸钾； 过氧化钠； 过氧化锂； 释放过氧化物的过碳酸 盐； 释放过氧化物的柠檬酸或维生素C； 过氧化物盐， 包括氧化钡、 过硼酸钠、 过氧化氢-尿素 加合物； 释放氧的假过氧化物， 其包括超氧化物、 二氧(dioxygenals)、 臭氧、 臭氧化物； 有机 过氧化物， 其包括过氧酸、 卤化酰基和脂

15、肪族过氧化物。 0012 在一些实施方式中， 碘酸钾可用作氧化剂和碘酸盐/碘离子的来源。 0013 本发明还提供包括碘-硫氰酸盐复合物的碘载体， 该碘-硫氰酸盐复合物包含氧， 比如I2OHS(CN)2。 0014 新的碘载体可以通过在水性环境中混合碘化物离子的来源(比如碘化钾)、 硫氰酸 盐离子的来源(比如硫氰酸钾)和氧化剂比如过氧化氢制备。 强力抗菌化合物可以通过混合 1w/v硫氰酸钾(KSCN)、 1w/v碘化钾(KI)和1w/v过氧化氢(H2O2)制备。 碘载体的更稀释 或浓缩的溶液可以通过增加或减少起始组分而制备。 同样地， 可以制备浓缩的原料， 并且根 据需要相应地稀释。 0015

16、在该水性环境中， 碘化物和硫氰酸盐同时被氧化， 并且形成包含氧原子的碘-硫氰 酸盐复合物。 进一步氧化可发生， 产生I2、 I3、 I4和I5种类， 增加了分子量。 0016 过氧化氢的使用是有利的， 因为当其裂解以形成氧和水时不存在显著的分解或毒 性问题。 可以使用其他氧化剂， 例如高锰酸钾， 尽管它们确实添加不需要的颜色和杂质至环 境。 可选地， 碘酸钾(KIO3， 1w/v)可用作氧化剂和碘来源二者， 作为过氧化物和碘化物的 组合的可选方案。 它和硫氰酸盐之间的反应以(在本文描述的浓度下需要几乎24小时， 尽管 反应可以通过添加过氧化氢被加速)较慢的速率进行。 重要地， 基于碘酸盐的反应

17、需要组分 的高于1w/v的浓度以产生显著的抗菌活性。 使用碘化物/硫氰酸盐/过氧化物模型， 溶液 可以使用低得多(0.001-0.01w/v)或高得多的浓度制造， 并且发挥的抗菌活性将与浓度 具有线性关系， 这与碘酸盐模型不同。 这是出人意料的。 碘载体如果在水性环境中制 备可被缓冲至需要的pH。 它在多种盐存在下， 并且如果在密封环境中在相对大的温度 范围下是稳定的。 碘载体可以被制备为水凝胶(使用例如1w/v聚丙烯酸钠)。 这使得其本 身被作为用于烧伤/皮肤疾病的凝胶使用。 0017 5-20ml体积的0.5-2w/v制备的碘载体将能够被注入乳腺炎反刍动物的乳房内 和杀死病原体生物体。 治

18、疗方案可反映抗生素治疗(对乳腺炎动物一天一次或两次， 持续2- 10天)。 因为由碘载体发挥的宽范围的抗菌活性谱， 化合物将能够杀死各种细菌(包括革兰 氏阳性、 革兰氏阴性、 抗生素抗性细菌、 真菌菌株和病毒)。 0018 稀释形式(1w/v)可用于清洁/杀菌或净化无生 命的材料， 比如食品加工装置、 钢碗、 外科手术装置等。 0019 虽然优选的是使用简单的离子盐， 比如碘化物和硫氰酸盐的钾或钠变型， 但是也 说 明 书 2/13 页 5 CN 107072215 A 5 可以使用其他形式， 包括但不限于碘化钠、 碘化钾、 碘化锂、 碘化铯、 碘化氢、 碘化铑、 或通过 元素碘的氧化和作为硫

19、氰酸盐的来源； 硫氰酸钾、 硫氰酸锂、 硫氰酸铯、 硫氰酸氢、 硫氰酸 铑、 或氰酸化合物比如氰酸钾或硫化氰。 0020 同样地， 将过氧化氢用作氧化溶液是优选的， 这是因为其在需要的浓度(500-1000L-1的MIC)。 0065 0066 说 明 书 7/13 页 10 CN 107072215 A 10 0067 说 明 书 8/13 页 11 CN 107072215 A 11 0068 说 明 书 9/13 页 12 CN 107072215 A 12 0069 0070 表1： 用于溶原性肉汤中的细菌菌株的碘-硫氰酸盐碘载体的最低抑菌浓度值 0071 在没有任何生长介质(即生理盐

20、水环境)的情况下， 新的碘-硫氰酸盐碘载体、 鲁戈 氏液和PVP-I的0.01-5mg L-1的比较浓度足以杀死相同的细菌菌株， 表明相关活性的差异是 由于有机材料。 0072 描述的组合物已经显示是杀菌的并且不抑菌。 如果从环境去除抗菌化合物并且一 旦细菌/病毒/真菌/酵母菌再次开始增殖， 化合物将被描述为抑菌的(即， 使细胞停止生 长)。 如果它们不恢复， 则化合物将被归类为杀菌的(即， 杀死细胞)。 在用新的碘载体的测试 中， 使用生理盐水中20mg L-1持续1小时， 能生存的细菌细胞是不可恢复的， 即使向生理盐水 添加丙酮酸钠来帮助细菌恢复。 单独使用相同浓度(和进一步10倍更高浓度

21、)的过氧化氢使 得能生存的细胞恢复， 表明杀死不是过氧化物介导的。 0073 抗病毒活性： 测试如实施例9中描述产生的新1(1:1)针对与各种人和动物疾病 相关的一系列病毒的效能， 以确定其活性。 使用许多不同的试验， 以确定化合物潜在抗病毒 活性。 这些包括： 病毒致细胞病变作用(CPE)试验， 由此测试化合物的其防止靶病毒在哺乳 动物细胞培养物中引起病毒致细胞病变作用的能力。 将化合物稀释数倍(至多8倍稀释)， 通 过回归分析确定有效的抗病毒浓度。 测试化合物的平行毒性。 也进行病毒产率减少试验， 以 确定化合物在哺乳动物细胞培养中抑制病毒产生的能力。 该试验是两步骤试验， 由此首先 在包

22、含各种稀释的化合物的培养物中产生病毒， 随后在96孔板中通过终点稀释滴定样品的 病毒滴度。 通过回归分析确定有效的抗病毒浓度。 0074 也进行杀病毒试验-这确定化合物是否可杀死细胞外部的病毒或使细胞外部的病 毒失活， 即， 是否通过接触化合物， 病毒被失活并且不能感染细胞。 该试验在显示环境设施 中具有潜能的化合物是重要的。 通过用化合物培养病毒1小时进行该试验， 随后通过在96孔 板中终点稀释确定病毒滴度。 这些研究的结果显示在下表中： 说 明 书 10/13 页 13 CN 107072215 A 13 0075 生物体MIC(mg/L) 牛呼吸道合胞病毒(BRSV)10mg-1)， 而

23、新的碘载体甚至在500mg L-1下也不这样。 当对于乳腺炎或处理污染的牛奶供应使用适当 剂量浓度时， 这是重要的。 0081 使用飞行时间质谱(TOF)检查1(1:1)样品， 以确定负责抗菌活性的复合物。 确定 了许多感兴趣的峰(指示它们的质荷比-m/z)。 m/z 121和922处的峰对应内标。 这表明在反 应期间形成了多于一种的碘-硫氰酸盐复合物。 随着更多的碘原子附着并且允许附着更多 待附着的氰分子， 形成了许多更大的分子。 在212、 309、 386、 483的m/z处观察到峰。 这些m/z 值将相当于许多化合物， 比如ICNH(SCN)、 I2SCN、 I2OH(SCN)2和I3

24、SCHN2O。 这些结构的每一种 是具有较小取代和加成的碘-硫氰酸盐复合物。 在580、 669和746的m/z比值处确定了较弱的 峰， 并且959指示更多的碘原子和氰分子附着， 产生甚至更大的复合物。 0082 为了表明可采用进一步可选的氧化剂， 以产生代替过氧化氢的化合物， 在平板扩 散试验中使用高锰酸钾； 小浓度的组分(10 l水中100 g的硫氰酸盐/碘化物/高锰酸钾)被 施加至用105cfu/ml的大肠杆菌ATCC 25922新鲜接种的溶原性琼脂的顶部的纸片。 将平板 在37下培养过夜并且测量所得的抑制区域。 大的区域指示强的抗菌活性。 无区域指示没 有可感知的抗菌活性。 来自测试的

25、结果呈现在表2中。 高锰酸盐本身可发挥抗菌作用， 但是 仅仅在没有有机材料存在下。 所以， 在包含高锰酸盐的样品中记录的任何抗菌活性是由于 其氧化硫氰酸盐和碘化物， 以产生新的碘载体。 显然， 当混合三种化合物时， 记录了强的活 性， 但是仅仅当混合所有三种时。 所以， 清楚地表明除了过氧化物之外的可选氧化剂能够产 生碘载体。 说 明 书 12/13 页 15 CN 107072215 A 15 0083 溶液抑制区域 375 g KMnO4无区域 375 g KMnO4+375 g KSCN无区域 375 g KI+375 g KSCN无区域 375 g KMnO4+375 g KI+375

26、 g KSCN34mm 0084 表2通过高锰酸盐介导的氧化证明碘载体产生 说 明 书 13/13 页 16 CN 107072215 A 16 图1： 鲁戈氏液(上)和新的碘载体(下)对牛奶颜色的影响(以500mg L-1开始从左至右二倍 稀释) 说 明 书 附 图 1/4 页 17 CN 107072215 A 17 图2： 在212、 232、 309、 386、 426、 483、 580、 669、 746、 796、 843和959处可观察到1(1 1).m/z 峰的飞行时间质谱(TOF-MS)分析。 说 明 书 附 图 2/4 页 18 CN 107072215 A 18 图3 图4 说 明 书 附 图 3/4 页 19 CN 107072215 A 19 图5 图6 说 明 书 附 图 4/4 页 20 CN 107072215 A 20