塩化ベンザルコニウム

塩化ベンザルコニウム
名前
	その他の名前 N -アルキル- N -ベンジル- N , N -ジメチルアンモニウムクロリド; アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロリド; ADBAC; BC50 BC80
識別子
CAS番号	8001-54-5 ;
チェビ	チェビ:3020 ;
チェムBL	チェムBL502109 ;
EC番号	264-151-6;
ケッグ	D00857 ;
RTECS番号	BO3150000;
ユニ	Ｆ５ＵＭ２ＫＭ３Ｗ７ ;
プロパティ
化学式	変数
モル質量	変数
外観	100% は白色または黄色の粉末、ゼラチン状の塊です。; BC50（50%）およびBC80（80%）溶液は、無色から淡黄色の溶液です。;
密度	0.98グラム/ cm3
水への溶解度	非常に溶けやすい
薬理学
ATCコード	D08AJ01 ( WHO )
危険
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H302、H312、H314、H410
注意事項	P260、P264、P270、P273、P280、P301+P312、P301+P330+P331、P302+P352、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P310、P312、P321、P322、P330、P363、P391、P405、P501
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	3 0 0
引火点	250 °C (482 °F; 523 K) (溶剤ベースの場合)
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

ベンザルコニウム塩化物（BZK、BKC、BAK、BAC ）は、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩化物（ADBAC ）とも呼ばれ、商品名ゼフィラン^[1]で知られ、カチオン界面活性剤の一種です。これは、第四級アンモニウム化合物に分類される有機塩です。ADBACには、殺生物剤、カチオン界面活性剤、および相間移動剤の3つの主な用途があります。^[2] ADBACは、アルキル基がさまざまな偶数アルキル鎖長を持つアルキルベンジルジメチルアンモニウム塩化物の混合物です。

溶解性と物理的性質

ベンザルコニウムクロリドは、純度に応じて無色から淡黄色（不純）までの範囲の色をしています。ベンザルコニウムクロリドはエタノールとアセトンに容易に溶けます。水に溶解するには、かき混ぜます。水溶液は中性から弱アルカリ性です。溶液は振ると泡立ちます。濃縮溶液は苦味があり、かすかにアーモンドのような香りがします。^[要出典]

標準濃縮液は 50% および 80% w/w 溶液として製造され、BC50、BC80、BAC50、BAC80 などの商標名で販売されています。50% 溶液は純粋な水性溶液ですが、より濃縮された溶液では、低温条件下での粘度上昇やゲル形成を防ぐためにレオロジー改質剤 (アルコール、ポリエチレングリコールなど) を組み込む必要があります。

カチオン界面活性剤

塩化ベンザルコニウムは界面活性作用を持ち、涙液層の脂質相を溶解して薬剤の浸透を高めるため、有用な賦形剤となるが、眼の表面に損傷を与えるリスクがある。^[3]

洗濯用洗剤とトリートメント。
繊維用柔軟剤。

相間移動剤

塩化ベンザルコニウムは相間移動触媒の主力であり、医薬品を含む有機化合物の合成における重要な技術です。^{[引用が必要]}

生理活性物質

特にその抗菌作用により、塩化ベンザルコニウムは多くの消費者製品の有効成分となっています。

防腐剤としての点眼薬、点耳薬、点鼻薬などの医薬品。
ハンドサニタイザー、ウェットティッシュ、シャンプー、石鹸、^[4]デオドラント、化粧品などのパーソナルケア製品。^[5]
バクチンなどの皮膚消毒薬や創傷洗浄スプレー。^[6]^[7]
喉のトローチ^[8]やうがい薬は殺生物剤として
殺精子クリーム。
消毒剤としての、床や硬い表面用のクリーナー（ LysolやDettol の抗菌スプレーやワイプなど）。
歩道、屋根瓦、プール、石積みなどから藻、苔、地衣類を除去するための藻類駆除剤。

塩化ベンザルコニウムは、外科用消毒の有効成分としてなど、多くの非消費者向けプロセスや製品にも使用されています。包括的な用途リストには工業用途も含まれています。^[9]

COVID-19パンデミックの期間中、エタノールやイソプロパノールを有効成分とするハンドクリーナーが不足することが時々ありました。FDAは、医療従事者用手指消毒剤の配合において、塩化ベンザルコニウムが代替品として使用できると述べています。^[10]しかし、FDAの規則に関連して、CDCは、エタノールやイソプロパノールを有効成分とする推奨代替品はないと述べ、「入手可能な証拠によると、塩化ベンザルコニウムは、特定の細菌やウイルスに対して、どちらのアルコールよりも信頼性の高い活性を示していない」と付け加えています。^[11] 2020年11月、 Journal of Hospital Infectionは、塩化ベンザルコニウムの配合に関する研究を発表しました。土壌や硬水が存在する場合でも、0.13％の塩化ベンザルコニウムを含む実験室および市販の消毒剤は、接触後15秒以内にSARS-CoV-2ウイルスを不活性化することがわかりました。^[12]その結果、CDCのガイドラインにもかかわらず、BZK消毒剤はアルコールベースの消毒剤と同等に効果的であるというコンセンサスが高まりました。^[13]手指消毒剤としては、BZKは最初の塗布後に皮膚に残留する抗菌作用がはるかに大きいため、状況によってはエタノールよりも有利な場合があります。^[14]塩化ベンザルコニウムは接触後最大4時間持続する抗菌活性を示していますが、エタノールベースの消毒剤は塗布後10分間しか皮膚保護を示しません。^[15]

薬

塩化ベンザルコニウムは点眼薬によく使われる防腐剤で、典型的な濃度は0.004%から0.01%の範囲です。^{[16]濃度が高いと腐食性があり}^{[17] 、}角膜内皮に不可逆的な損傷を引き起こす可能性があります。^[18]

コンタクトレンズを装着している間は塩化ベンザルコニウム溶液の使用を避けることが文献で議論されている。^[19]^[20]

皮膚に塗布すると抗菌作用^[21]があるため、尋常性ざ瘡の局所用薬の中には、製品の効能や保存期間を延ばすために塩化ベンザルコニウムが添加されているものもあります。^[22]^[23]

塩化ベンザルコニウムも殺精子剤として効果があることが示されています。^[24]ロシアと中国では、塩化ベンザルコニウムは避妊薬として使用されています。錠剤を膣に挿入するか、ジェルを塗布することで、局所的な殺精子避妊が行われます。^[25]^[26]これは完全に信頼できる方法ではなく、刺激を引き起こす可能性があります。

養蜂

この化学物質は養蜂において、幼虫の腐敗病の治療に使用されます。^[27]

副作用

歴史的にベンザルコニウム塩化物は点眼薬の防腐剤として広く使用されてきたが、その眼毒性と刺激性^[28]と消費者の需要により、製薬会社は防腐剤を含まない製剤の生産を増やしたり、ベンザルコニウム塩化物をより害の少ない防腐剤に置き換えたりするようになった^{[29] 。}

市販されている吸入器や点鼻薬の多くには、防腐剤として塩化ベンザルコニウムが含まれていますが、繊毛運動、粘膜繊毛クリアランス、鼻粘膜組織学、ヒト好中球機能、局所炎症に対する白血球反応に悪影響を与える可能性があるという十分な証拠があります。^[30]いくつかの研究では、点鼻薬中の0.1%以下の濃度での塩化ベンザルコニウムの使用と薬剤性鼻炎との間に相関関係はないと判明しましたが、^[31]他の研究では、点鼻薬中の塩化ベンザルコニウムを避けるように推奨されています。^[32]^[33]米国では、塩化ベンザルコニウムを含まない鼻用ステロイド製剤には、ブデソニド、トリアムシノロンアセトニド、デキサメタゾン、ベコナーゼおよびバンセナーゼのエアロゾル吸入器があります。^[30]

塩化ベンザルコニウムは、通常使用される濃度では中耳組織を刺激する。内耳毒性が実証されている。^[34]

ベンザルコニウム塩化物への職業的暴露は喘息の発症と関連している。^[35] 2011年には、異なる有効成分をベースにした手指消毒剤が学童のウイルス感染を防ぐ効果を評価するために設計された大規模な臨床試験が、安全性の懸念からベンザルコニウム塩化物をベースにした消毒剤を除外するように再設計された。^[36]

塩化ベンザルコニウムは、1940 年代から医薬品の防腐剤および抗菌剤として広く使用されています。初期の研究では塩化ベンザルコニウムの腐食性および刺激性が確認されていましたが、塩化ベンザルコニウムの副作用や関連する病状に関する調査は、ここ 30 年ほどで表面化しました。^{[引用が必要]}

毒物学

RTECSには以下の急性毒性データが記載されている: ^[37]

塩化ベンザルコニウムは、人間の皮膚と目に強い刺激を与える。^[38]呼吸器毒性物質、免疫毒性物質、胃腸毒性物質、神経毒性物質である。^[39]^[40]^[41]

消費者向けの塩化ベンザルコニウム製剤は希釈溶液です。濃縮溶液は人体に有毒であり、皮膚や粘膜に腐食や刺激を引き起こし、十分な量を内服すると死に至ります。0.1%は、無傷の皮膚に一次刺激を与えず、感作剤として作用しない塩化ベンザルコニウムの最大濃度です。^[42]

ベンザルコニウム塩化物による中毒は文献で認められている。^[43] 2014年の症例研究では、78歳の男性が10%ベンザルコニウム塩化物を最大8.1オンス（240 ml）摂取して死亡したことを詳述しており、現在公表されているベンザルコニウム塩化物摂取の症例報告の要約も含まれている。ほとんどの症例は容器の内容物に関する混乱によって引き起こされたが、ある症例では、薬局でのベンザルコニウム塩化物の誤った希釈が2人の乳児の中毒の原因であるとされている。^[44] 2018年には、日本人看護師が逮捕され、横浜の病院で約20人の患者の点滴バッグにベンザルコニウム塩化物を注入して殺害したことを認めた。^[45]^[46]

ペットの塩化ベンザルコニウム中毒は、塩化ベンザルコニウムを有効成分とする消毒剤で清掃した表面に直接接触した結果として発生することが確認されている。^[47]

生物活性

抗菌活性は鎖の長さに依存します。例えば、酵母と真菌はC12の影響を最も受け、グラム陽性菌はC14の影響を、グラム陰性菌はC16の影響を最も受けます。^[48]

最も強い殺生物活性は、C12 ドデシルおよび C14ミリスチルアルキル誘導体と関連している。殺菌/微生物殺傷作用のメカニズムは、分子間相互作用の破壊によるものと考えられている。これにより、細胞膜脂質二重層の解離が起こり、細胞透過性の制御が損なわれ、細胞内容物の漏出が誘発される。細菌細胞内の他の生体分子複合体も解離を起こす可能性がある。広範囲の呼吸および代謝細胞活動を細かく制御する酵素は、特に不活性化の影響を受けやすい。このような非常に特殊な生化学システムにおける重要な分子間相互作用および三次構造は、カチオン界面活性剤によって容易に破壊される可能性がある。^{[引用が必要]}

塩化ベンザルコニウム溶液は、中程度に長い作用持続時間を持つ即効性の殺生物剤です。細菌や一部のウイルス、真菌、原生動物に対して有効です。細菌胞子は耐性があると考えられています。溶液は濃度に応じて静菌性または殺菌性になります。グラム陽性細菌は一般にグラム陰性細菌よりも感受性があります。その活性は界面活性剤の濃度と、処理時の細菌濃度（接種物）に依存します。^[49]活性はpHに大きく影響されませんが、高温と長時間の曝露で大幅に増加します。

1998年にFDAのプロトコルを使用して行われた研究では、ベンザルコニウム塩化物を有効成分とするノンアルコール消毒剤がFDAの性能基準を満たしていたのに対し、人気のアルコールベースの消毒剤であるPurellは満たしていませんでした。この研究は、第四級アンモニウム化合物をベースにした局所抗菌医薬品の大手米国開発、製造、販売会社によって実施され、報告されましたが、繰り返し使用した場合、自社のベンザルコニウム塩化物ベースの消毒剤はアルコールベースの手指消毒剤よりも優れた性能を発揮することがわかりました。^[50]

さまざまな第四級アンモニウム誘導体を配合したベンザルコニウムを使用した新しい処方は、殺生物スペクトルを拡大し、ベンザルコニウムベースの消毒製品の有効性を高めるために使用できます。^{[引用が必要]処方技術は、}肝炎やHIVなどの一般的な医療感染の危険に対するVirucide 100などの第四級アンモニウムベースの消毒剤の殺ウイルス活性を高めるために大きな効果を発揮してきました。^{[引用が必要]適切な}賦形剤の使用は、スペクトル、性能、洗浄力を大幅に向上させ、使用条件下での失活を防ぐこともできます。^{[引用が必要]}処方は、有機および無機汚染物質の存在下でのベンザルコニウム溶液の失活を最小限に抑えるのにも役立ちます。^{[引用が必要]}。しかし、最近の研究では、細菌膜の改変、ポンプ活性の増加、特定のポリンの発現の減少などの戦略を採用することで、環境微生物がベンザルコニウム塩化物に対する感受性を低下させる能力があることが実証されています。^[51]

劣化

塩化ベンザルコニウムの分解は、脱ベンジル化、脱アルキル化、脱メチル化の連続ステップに続いて起こり、塩化ベンジル、アルキルジメチルアミン、ジメチルアミン、長鎖アルカン、アンモニアが生成される。^{[52]中間体、主生成物、および微量生成物は、その後、CO}₂、H ₂ O、NH ₃、およびCl ^–に分解される。 BACの生分解の最初のステップは、図に示すように、アルキル鎖を第四級窒素から分裂または分割することです。これは、ヒドロキシルラジカルを使用してアルキル鎖から水素を引き抜き、炭素中心ラジカルを生成することによって行われます。これにより、最初の中間体としてジメチルベンジルアミン、主要生成物としてドデカナールが生成される。 ^[52]

ここから、ジメチルベンジルアミンはフェントン法を用いて安息香酸に酸化することができます。ジメチルベンジルアミンのトリメチルアミン基は切断されてベンジルを形成し、さらに安息香酸に酸化することができます。安息香酸は水酸化（ヒドロキシル基の付加）によってp-ヒドロキシ安息香酸を形成します。その後、ジメチルベンジルアミンは、脱メチル化を2回行って両方のメチル基を除去し、続いて脱ベンジル化を行って水素化によってベンジル基を除去することでアンモニアに変換できます。^[52]図^[^どれ？^]は、界面活性剤の疎水性領域と親水性領域の両方について、BACの生分解の推奨経路を表しています。ステアラルコニウムクロリドはBACの一種であるため、生分解プロセスは同じ方法で起こるはずです。

規制

塩化ベンザルコニウムは、米国食品医薬品局(FDA) によってカテゴリー III の消毒有効成分として分類されています。成分がカテゴリー III に分類されるのは、「安全性と有効性を判断するには利用可能なデータが不十分であり、さらにテストが必要である」場合です。

2016年9月、FDAは安全性と有効性の証拠が不足しているとして、消費者向け抗菌石鹸に含まれる19種類の成分の禁止を発表しました。^[53]塩化ベンザルコニウムを含む3種類の追加成分の禁止は、進行中の研究を完了させるために延期されました。

塩化ベンザルコニウムは、2019年のFDA最終規則「消費者向け手指消毒剤の安全性と有効性」において、OTC手指消毒剤に使用するための基準を満たしているかどうかの判断に必要な「追加の安全性と有効性に関するデータの継続的な研究と提出を可能にするため」、さらなる規則制定が延期されたが、FDAは塩化ベンザルコニウムベースの手指消毒剤を市場から排除する措置を講じるつもりはないと表明した。^[54]特に以下の点に関して、その安全性、効能、効果に関するさらなるデータが必要であることが認められている。

代謝物に関する情報を含むヒト薬物動態研究
動物の吸収、分布、代謝、排泄に関する研究
製剤が経皮吸収に与える影響を定義するのに役立つデータ
発がん性
発達および生殖毒性学に関する研究
潜在的なホルモンの影響
細菌耐性の発現可能性の評価
避妊方法として使用する場合のリスク。

しかし、最近の研究では、細菌膜の改変、ポンプ活性の増加、特定のポリンの発現の減少などの戦略を採用することで、環境微生物がベンザルコニウム塩化物に対する感受性を低下させる能力があることが実証されています。^[55]

参照

ステアラルコニウムクロリド – 帯電防止剤、界面活性剤、抗菌剤
ポリアミノプロピルビグアニド – 化合物– コンタクトレンズ洗浄液の代替防腐剤
エチレンジアミン四酢酸 – 工業および化学目的で使用される化合物
トリクロサン – 抗菌剤
チオマーサール – 有機水銀防腐剤および抗真菌剤

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さらに読む

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外部リンク

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溶解性と物理的性質

カチオン界面活性剤

相間移動剤

生理活性物質

薬

養蜂

副作用

毒物学

生物活性

劣化

規制

参照

参考文献

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