技术领域

本发明涉及含有粘土的组合物，特别是其中粘土与驱虫活性成 分混合在一起的组合物。这种组合物能提供驱虫活性成分的缓释作 用以改进其应用，从而避免频繁更新的需要。

技术背景

EP 548,940涉及用以缓释杀虫成分的杀虫组合物及其生产方法。 公开了这样的组合物，其包含60-99.9％重量的其中嵌入有机铵复合 物的粘土矿物、0.1-26％的杀虫剂和0.01-26％的pKa在25℃下为1- 9.5的酸。据称很多种粘土都适用。有机铵复合物优选结合至少一个 苯基或苄基和脂族基团。采用了很多种明显公知的杀虫剂。有机酸 和无机酸据称都适用。据称所述组合物可用作缓释组合物。或者， 所配制的组合物可与所谓的载体组合，以提供最终缓释组合物。无 机载体是粘土和其它矿物。

Choudary等，J.Agric.Food Chem.37，1422-1425(1989)公开了用 于杀虫剂缓释的杀虫剂-金属-蒙脱石复合物。公开了通过将杀虫剂与 绿土粘土层间中的金属进行复合来将杀虫剂包囊化。复合物通过将 金属-蒙脱石和配体甲醇溶液的组合物进行回流来制备。实际采用的 金属是铜和钴。采用了磷配体和氨基甲酸配体。

JP 59-199,602公开了以下驱虫组合物，其包含用来驱除有害昆 虫的成分和一种或多种选自以下的微粉：矿物如滑石、高岭土、蒙 脱石、陶土、膨润土或硅藻土；无机微粉如碳酸钙、碳酸镁、磷酸 钙、二氧化钛或硫酸钡；和有机微粉如淀粉、羧甲基纤维素或乳糖， 驱虫物质为膏霜、洗液、气溶胶或其它配方。驱虫成分包括N，N-二 乙基间甲苯酰胺(DEET)、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、 2，3，4，5-双(Δ2-亚丁基)四氢糠醛、异辛可部酸二正丙酯或琥珀酸二正 丁酯和其它驱虫成分。追求的结果是驱虫效果持久性的提高。该专 利中公开说由于杀虫剂与微粉介质发生复合，人皮肤对所施用的杀 虫剂的吸收减少。此参考文献中所用的矿物、无机微粉或有机微粉 的平均颗粒大小宜为50μm或以下。所采用的微粉占与其混合的驱虫 物质的0.1-50％重量。

美国专利6,015,570和美国专利6,326,015教导了缓释驱虫组合 物及其用途。公开了织物基材，其用包含驱虫剂如DEET、至少两种 反应性硅酮和淀粉的驱虫组合进行处理。这个发明的一个目标是提 供驱虫组合物及其制造方法以及所述织物，该驱虫组合物制造成驱 虫剂能从组合物中缓慢释放出来。

美国专利5,750,129教导了能够控制释放信息化学物质的复合聚 合物分配器的用途。该分配器使用了装在透过性高分子膜中的固体 弹性体基质储器，以让信息化学物质在一段时间内(数天)释放出来。 这些装置据称可用于控制昆虫。

共同待审的美国申请系列号10/392,455(对于所有目的该申请通 过引用整体结合到本文中)公开了通过荆芥内脂的氢化衍生的二氢荆 芥内脂(DHN)非对映异构体及其组合物，用作驱除对人类具有特别影 响的几种昆虫物种(包括蚊子、螫蝇和鹿扁虱)的有效驱虫剂。证实了 基本上与DEET相当的结果。

发明概述

本发明的一个实施方案是以下组合物，其包含具有带空隙的层 状结构的粘土和选自以下的成分：二氢荆芥内脂、二氢荆芥内脂衍 生物、荆芥内酰胺、N-取代的荆芥内酰胺、二氢荆芥内酰胺、N-取 代的二氢荆芥内酰胺和它们的混合物。

本发明的另一个实施方案是制备上述组合物的方法，即将所述 成分溶于溶剂中形成溶液，使溶液与具有带空隙的层状结构的粘土 接触，除去溶剂产生干粉末。

本发明还提供包括上述组合物的芳香性或者驱扁虱或昆虫的制 剂或制品；并因此相应地提供制造芳香性或者驱扁虱或昆虫的制剂 或制品的方法，即从上述组合物形成制剂或者将上述组合物掺入到 制品中。

具体的说，本发明还提供包含上述组合物的皮肤用局部处理剂， 如香气或香水、扁虱或昆虫驱除剂。

本发明也提供驱除一种或多种扁虱或昆虫的方法，即使扁虱或 昆虫暴露于上述组合物。具体的说，本发明提供驱除扁虱或昆虫的 方法，即将上述组合物施用到扁虱或昆虫喜好的宿主表面，如宿主 的皮肤、兽皮、毛发、软毛或羽毛。

附图简述

图1描绘DHN的各种立体异构体。

图2并列描绘比较本发明DHN-粘土组合物的热重分析(TGA)与 DEET-粘土组合物和荆芥内酯-粘土组合物的热重分析。

图3并列描绘比较本发明DHN-粘土组合物与DEET-粘土组合 物和荆芥内酯-粘土组合物在37℃下4000分钟时间内的等温失重。

图4描绘DNH-粘土组合物和Laponite-粘土组合物的驱蚊力。

发明详述

在一个实施方案中，本发明提供以下组合物，其包含具有带空 隙的层状结构的粘土和一种或多种选自以下的成分：二氢荆芥内脂 或其衍生物、荆芥内酰胺、N-取代的荆芥内酰胺、二氢荆芥内酰胺 和N-取代的二氢荆芥内酰胺。在一个优选的实施方案中，二氢荆芥 内脂、荆芥内酰胺、二氢荆芥内酰胺或各自的衍生物或它们的混合 物，在粘土组合物中充当驱虫活性成分。

术语“二氢荆芥内酯”和“DHN”在本文中应理解为涵括二氢 荆芥内酯的任何立体异构体或所述异构体的任何组合，以及还可包 含如下所述的DHN衍生物的组合。DHN的立体异构体在图1中显 示。特别值得关注的是：

(1S，9S，5R，6R)-5，9-二甲基-3-氧杂双环[4.3.0]壬-2-酮，

(1S，5S，9S，6S)-5，9-二甲基-3-氧杂双环[4.3.0]壬-2-酮，

(1S，9S，6S，5R)-5，9-二甲基-3-氧杂双环[4.3.0]壬-2-酮，

(9S，5S，1R，6R)-5，9-二甲基-3-氧杂双环[4.3.0]壬-2-酮，和

(9S，1R，5R，6R)-5，9-二甲基-3-氧杂双环[4.3.0]壬-2-酮。

适合于实施本发明的各DHN或其衍生物由式(I)表示：

其中R1为氢、C1-C20烷基或C6-C20芳基，R2为氢或C1-C20烷基。R1 和/或R2的代表性值除了氢以外，还包括直链或支链的C1-C20烷基如 叔丁基或新戊基，优选为直链的C1-C12烷基如甲基、乙基、丙基、 丁基、戊基或己基；或者R1和/或R2可为取代或未取代的C6-C20苯 基，优选为未取代或者间或对位取代的苯基，其中苯基上的取代基 可为直链的C1-C12烷基或烷氧基或者卤素。在衍生物中，R1和/或R2 最优选为甲基或乙基、苯基或者对或间甲苯基。

没有指示立体化学结构的式(I)在本文中应理解为涵括DHN的任 何立体异构体和DHN衍生物的任何立体异构体、DHN立体异构体 的任何组合、DHN衍生物的立体异构体的任何组合、以及一种或多 种DHN异构体与一种或多种DNH衍生物异构体的组合。

DHN可通过直接合成来制备，从各种天然来源分离得到，或通 过荆芥内酯的催化氢化来制备。从荆芥(猫薄荷)植物精油提取的荆芥 内酯的氢化是DHN的优选制备方法。荆芥内酯在荆芥植物叶子的精 油中大量存在，容易从中纯化得到。这是非常合宜的获得DHN的天 然产物途径。

荆芥内酯向DHN的催化氢化可按照Regnier，F.E.等， Phytochemistry，6：1281-1289(1967)中的方法来进行，其中催化剂如氧 化铂或披钯碳酸锶产生出24-90％的二氢荆芥内酯产率。优选地，DHN 按照共同待审的美国专利申请系列号10/405,444(对于所有目的该专 利申请通过引用整体结合到本文中)中的方法进行催化氢化来制备。 该方法涉及到使用催化性金属如钌、铼、铑、铱、它们的化合物和 它们的组合，还涉及到使用时的支持物如碳、氧化铝、硅石、硅石- 氧化铝、二氧化钛、二氧化钛-硅石、钡和钙及其化合物以及它们的 组合。

DHN还可通过将荆芥内酯与碱水溶液接触来制备。合适的碱包 括碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物和氢氧化铵。优选氢氧化钠、 氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铵和四烷基氢 氧化铵。在形成碱性混合物的步骤之后，接着是用酸进行酸化以形 成荆芥酸的步骤。如上所述的提取的水溶液在这个步骤中逐步酸化 至pH低于约4，优选pH约3或更低。酸化优选用强无机酸如盐酸、 硝酸和硫酸来实现。

然后使如上所述制备的荆芥酸进行去质子化，并使去质子化产 物还原成DHN。为此目的，在一个实施方案中，可使荆芥酸与无水 碱如氢化物接触，以在0℃至约25℃范围内的温度下实现去质子化。 胺特别是三乙胺对于去质子化也有用。在去质子化步骤之后，使所 产生的盐与还原剂接触以形成DHN产物。合适的还原剂包括硼氢化 物和二烷基硼烷。在一个优选的实施方案中，通过采用过量的还原 剂(如NaBH4)可取消单独的去质子化步骤，也就是说，用超过一当量、 优选稍微超过两当量的还原剂来在单个步骤中同时实现去质子化和 还原。有关DHN、其应用和制造方法的更多描述在共同待审的美国 申请系列号11/017,254(对于所有目的该申请通过引用整体结合到本 文中)中公开。

从天然来源制备的DHN必然是立体异构体的混合物，是否要分 离成其各个成分取决于具体应用的要求。已观察到荆芥属的不同种 之间在组成上有差异；在某些种中，同一种的各植株之间在组成上 也有差异。后述的某些种并不作为优选原料来源。

已发现分馏在本发明的实施中是从精油纯化荆芥内酯和分离从 中制备的非对映异构DHN对的有效方法。色谱分离也适合。

根据任何方法制备的DHN可为单一立体异构体、非对映异构对 或异构体混合物的形式，它可通过在式(I)所示的4位处的取代转化 成其衍生物。在式(I)C-4位处的取代可通过对水合形式的荆芥内酯 即亲电子的荆芥酸进行格氏试剂亲核加成来实现。将荆芥酸在去质 子化步骤中用无水碱处理，形成羧酸盐。例如在一个实施方案中， 用碱金属氢化物、优选KH来处理荆芥酸。在这个实施方案中，在去 质子化步骤之后，用格氏试剂进行处理，形成DHN衍生物。在又一 个实施方案中，用超过一当量的格氏试剂、优选至少两当量的格氏 试剂来处理荆芥酸，以实现衍生物的形成。这个方法取消了首先用 单独的无水碱如碱金属氢化物处理荆芥酸的步骤。格氏试剂的用量 稍微超过两当量能保证向所需产物的转化率高。

典型的格氏试剂包括但不限于如下制备的格氏试剂：将金属镁 与有机氯化物、溴化物或碘化物在醚通常存在下和在水完全不存在 下进行结合。适合用于这种方法的是任何能与醛类反应的格氏试剂， 包括但不限于氯化烷基镁、溴化烷基镁、氯化芳基镁和溴化芳基镁。 还包括二烷基锌、二芳基锌及烷基锂和芳基锂。可在合适的格氏试 剂上存在的代表性取代基包括甲基、乙基、正丙基、丁基、戊基、 己基、苯基、对位和间位取代的苯基(包括对甲苯基和间甲苯基及对 甲氧基苯基)。有关DHN衍生物、其应用和制造方法的更多描述在 共同待审的美国申请系列号10/997,279(对于所有目的该申请通过引 用整体结合到本文中)中公开。

DHN可替代性地或进一步地通过在式(I)的C-1位处进行取代来 衍生化，所述取代可如下进行：用烷基化试剂如碘代甲烷(亲电体)对 内酯的烯醇化物(亲核体)进行烷基化，以在桥头引入非氢取代基。一 般来说，用诸如二异丙胺锂或LDA的碱来产生烯醇化物，不过取决 于反应的具体要求，许多碱都适合。优选诸如烷基卤的烷基化剂， 不过取决于具体反应的要求，许多烷基化剂都适合。

在本发明中适合用作驱虫活性成分的荆芥内酰胺和其衍生物如 N-取代的荆芥内酰胺，可由式(III)概示：

其中R为烷烃、烯烃、炔烃或芳烃。

在各个实施方案中，式(III)中的R可选自以下：1)H或C2H5，2) C3-C20直链、支链或环状烷烃或烯烃，3)包含选自O、N和S的杂原 子的C3-C20直链、支链或环状烷烃或烯烃，4)未取代或取代的C6-C20 芳烃，其中取代基选自C1-C12直链、支链或环状烷烃或烯烃，5)包含 选自O、N和S的杂原子的未取代或取代的C6-C20芳烃，其中取代 基选自C1-C12直链、支链或环状烷烃或烯烃。式(III)的取代或未取代 的荆芥内酰胺化合物可以是单一化合物的单一立体异构体，可以是 单一化合物的各立体异构体的混合物，或者可以是其中R不同的各 化合物的立体异构体的混合物。

如上所述的荆芥内酰胺可按Eisenbraun等，J.Org.Chem.， 53：3968-3972(1988)所描述的方法，通过将荆芥内酯与无水氨接触来 制备。然后如下形成N-取代的荆芥内酰胺：使荆芥内酰胺与适当的 金属氢化物反应以形成荆芥内酰胺盐，接着使荆芥内酰胺盐与适当 的烷基化剂接触以形成N-取代的荆芥内酰胺。有关荆芥内酰胺和N- 取代的荆芥内酰胺、其应用和制造方法的更多描述在共同待审的美 国申请系列号60/639,945(对于所有目的该申请通过引用整体结合到 本文中)中公开。

在本文中适合用作驱虫活性成分的二氢荆芥内酰胺或其衍生物 如N-取代的二氢荆芥内酰胺，可由式(IV)概示：

其中R为烷烃、烯烃、炔烃或芳烃。

在各个实施方案中，式(IV)化合物中的R可选自以下：1)H或 C2H5，2)C3-C20直链、支链或环状烷烃或烯烃，3)包含选自O、N和 S的杂原子的C3-C20直链、支链或环状烷烃或烯烃，4)未取代或取代 的C6-C20芳烃，其中取代基选自C1-C12直链、支链或环状烷烃或烯烃， 5)包含选自O、N和S的杂原子的未取代或取代的C6-C20芳烃，其中 取代基选自C1-C12直链、支链或环状烷烃或烯烃。式(IV)的取代或未 取代的荆芥内酰胺化合物可以是单一化合物的单一立体异构体，可 以是单一化合物的各立体异构体的混合物，或者可以是其中R不同 的各化合物的立体异构体的混合物。

如上所述的二氢荆芥内酰胺可通过对荆芥内酰胺进行烷基化然 后氢化来制备，或者通过对二氢荆芥内酰胺进行烷基化来制备。荆 芥内酰胺可按Eisenbraun(出处同上)描述的方法通过使荆芥内酯与无 水氨接触来制备。N-取代的二氢荆芥内酰胺通过将荆芥内酰胺氢化 成二氢荆芥内酰胺后对内酰胺氮进行烷基化来合成，或者通过对荆 芥内酰胺烷基化后对N-取代的荆芥内酰胺进行氢化来合成。荆芥内 酰胺的氢化可如Augustine，Heterogeneous Catalysis for the Synthetic Chemist，Marcel Decker，New York，N.Y.(1996)中所描述，在合适的活 性金属氢化催化剂存在下实现。N-取代的二氢荆芥内酰胺还可如下 形成：使二氢荆芥内酰胺与适当的金属氢化物反应以形成二氢荆芥 内酰胺盐，然后使二氢荆芥内酰胺盐与适当的烷基化剂接触以形成 N-取代的二氢荆芥内酰胺。使用金属氢化物来产生二氢荆芥内酰胺 的氨化金属盐。合适的金属氢化物包括但不限于氢化钾和氢化钠。 适合对二氢荆芥内酰胺盐进行N-烷基化的烷基化剂包括烷基、烯基、 炔基或芳基氯化物、溴化物、碘化物、硫酸酯、甲磺酸酯、甲苯磺 酸酯和三氟甲磺酸酯。有关二氢荆芥内酰胺和N-二氢取代的荆芥内 酰胺、其应用和制造方法的更多描述在共同待审的美国申请系列号 60/640,129(对于所有目的该申请通过引用整体结合到本文中)中公 开。

在如上所述的粘土组合物中，二氢荆芥内酯、荆芥内酰胺、二 氢荆芥内酰胺或者它们各自的衍生物可以是一种化合物的单一立体 异构体、一种化合物的各立体异构体的混合物、两种或多种单独化 合物各自的单一立体异构体、或者两种或多种单独化合物各自的立 体异构体混合物的掺合物。

本发明组合物中所用的驱虫活性成分的有效性，取决于活性成 分(无论一种还是多种)在其所施用到的宿主表面上的表面浓度。在本 发明的驱虫组合物中，如活性成分的浓度远低于1％，则要求反复施 用才能达到有效的表面浓度。另一方面，浓度超过50％则导致表面 浓度过量，造成浪费。

在驱虫组合物中，通常需要减少活性成分的蒸发速度，以延长 驱虫效果。本发明的组合物和方法使得皮肤吸收减少、驱虫效果延 长，从而使活性成分得以有效使用。比起其中活性成分从醇溶液直 接施用到表面的驱虫组合物，本发明的方法所提供的驱虫效果大大 延长。此外，本发明的粘土组合物大大地减少或消除了活性成分向 人或动物皮肤中的吸收。

在制备本发明的组合物时，将如上所述的成分溶于溶剂中形成 溶液；将具有带空隙的层状结构的粘土与该溶液接触；将溶液除去， 产生包含具有带空隙的层状结构的粘土的干燥粉末。在一个优选的 实施方案中，所述成分如驱虫活性成分被置入所述空隙中。溶剂通 常用真空除去，因此优选能容易真空除去的无毒溶剂。优选醇类， 最优选异丙醇。

将活性成分与具有带空隙的层状结构的粘土组合，所形成的组 合物其活性成分与粘土之浓度比可为1∶5-5∶1，优选3∶5-5∶3，更优选 4∶5-5∶4。该浓度比可如下进行改变：使用不同量的活性成分溶液，或 者改变溶液中活性成分的初始浓度。在一个实施方案中，可如下实 现活性成分与粘土的1∶1(重量)装载：使粘土与10重量百分比的活性 成分异丙醇溶液接触。在这个实施方案中，例如将10mL的10wt％ 溶液(共1g活性成分)与1g的粘土混合，除去溶剂后制成1∶1(重量) 装载的粘土/活性成分。

在一个优选的实施方案中，将本发明的组合物分散在水溶液中， 以提供水基制剂或凝胶。这是施用于人皮肤的一个优选实施方案。 无论如何施用，粘土颗粒都停留在皮肤表面上充当活性成分的储器， 这储器在皮肤身体温度下慢慢释放出活性成分，如图4所示。

有多种具有带空隙的层状结构的粘土在自然界中存在，它们非 常便宜，适合在本发明中使用。但是，在化学组成、结晶度和层状 形态方面类似于粘土的合成无机材料，也被设想作为本发明的一部 分。合适的具有带空隙的层状结构的粘土包括绿土、高岭土、白云 母、蛭石、金云母、黄绿脆云母和纤蛇纹石以及它们的混合物。优 选的是绿土粘土和高岭土粘土。绿土粘土包括蒙脱石、贝得石、绿 脱石、皂石、锂蒙脱石、锌蒙脱石等。高岭土粘土包括高岭石、deckite、 珍珠陶土、叶蛇纹石等。最优选蒙脱石。平均颗粒大小在0.5-50微 米的范围。

不同的粘土会有不同的活性成分掺入容量。当粘土饱和时，过 量的活性成分会造成粘土形成不稳定的含水悬浮液。这在下文实施 例3和比较实施例3中说明。

本发明组合物中所用的驱虫活性成分，除了以有效量用作驱除 各种扁虱或昆虫的活性物质外，还可用于多种目的。它可例如在芳 香组合物中用作香味化合物，或者用作人或其它动物的表面的局部 处理剂，所述动物例如驯养的哺乳动物如宠物(例如狗、猫或鸟)或者 牲畜(例如牛、猪、绵羊或禽)。活性成分因此可以以局部方式施用到 人或驯养哺乳动物的表面，如皮肤、兽皮、毛发、软毛或羽毛，或 者应用到生长中的植物或作物，或者除了驱除扁虱或昆虫外还赋予 愉悦的气味或香气。

在某些情况下，还宜将粘土和驱虫活性成分的组合物与另外的 载体进行混合。合适的载体包括多种可用于配制皮肤或昆虫驱除性 产品的市售有机和无机液体、固体或半固体载体或载体制剂的任一 种。当配制皮肤产品或局部驱虫剂时，优选选择皮肤可接受的载体。 例如所述载体可包括水、醇、硅酮、矿脂、羊毛脂或许多其它公知 的载体成分。有机液体载体的实例包括液体脂族烃(例如戊烷、己烷、 庚烷、壬烷、癸烷和它们的类似物)和液体芳烃。

其它液态烃的实例包括煤的蒸馏及各种类型和等级的石化原料 的蒸馏所产生的油，包括通过石油的分馏获得的煤油。其它矿物油 包括一般称为农业喷雾油的油(例如所谓的轻喷雾油和中喷雾油，其 由石油蒸馏的中间馏分组成，仅稍有挥发性)。这种油通常经过高度 精制，可能只含有微量的不饱和化合物。另外，这种油通常是石蜡 油，因此可用水和乳化剂进行乳化，可稀释到较低浓度和可用作喷 雾。同样可使用硫酸盐消化木浆获得的类似石蜡油的妥尔油。其它 有机液体载体可包括液体萜烃和萜醇如α-蒎烯、二戊烯、萜品醇等。

其它载体包括硅酮，矿脂，羊毛脂，液态烃，农业喷雾油，石 蜡油，妥尔油，液体萜烃和萜醇，脂族和芳族醇、酯、醛、酮，矿 物油，高级醇，微细的有机和无机固体材料。除了上述液态烃外， 载体还可含有常规的乳化剂，可用来使本发明的组合物分散于水中 和被水稀释以作最终应用。另外其它的液体载体可包括有机溶剂如 脂族和芳族醇、酯、醛和酮。脂族一元醇包括甲醇、乙醇、正丙醇、 异丙醇、正丁醇、仲丁醇和叔丁醇。合适的醇包括二醇(如乙二醇和 丙二醇)和频哪醇。合适的多元醇包括甘油、阿拉伯糖醇、赤藓糖醇、 山梨糖醇等。最后，合适的环状醇包括环戊醇和环己醇。

常规的芳族和脂族酯、醛和酮可用作载体，有时与上述醇组合 使用。另外其它的液体载体包括相对高沸点的石油产品如矿物油和 高级醇(如鲸蜡醇)。另外，可将常规的或所谓的“稳定剂”(例如叔 丁基亚磺酰基二硫代碳酸二甲酯(tert-butyl sulfinyl dimethyl dithiocarbonate))与包含本发明组合物的载体组合使用或者用作该载体 的成分。

局部驱虫剂(包括其中驱虫剂存在于物品中或作为物品的实施方 案)的合需特性，包括毒性低，能抗拒因浸水或出汗造成的损失，气 味低或无或者是至少气味舒适，容易施用和能在所施用到的表面上 快速形成干燥不黏的表面膜。为了获得这些特性，局部驱虫剂的制 剂应提供简易处理，以给已受或易受扁虱或昆虫滋扰的宿主建立对 这种害虫的有效驱除力。为此目的，该制剂可用作人或其它动物的 表面的局部处理剂，所述动物例如驯养哺乳动物如宠物(例如狗、猫 或鸟)或牲畜(例如牛、猪、绵羊或禽)。活性成分因此可以以有效量 和以局部方式施用到人或其它动物(如驯养哺乳动物)的表面，所述表 面可包括皮肤、兽皮、毛发、软毛或羽毛。

因此，将驱虫剂分散到空气中，或者将驱虫剂分散成液雾，或 者将驱虫剂分散掺入到泡沫、粉末或灰尘中，都可让驱虫剂降落在 所需的宿主表面上。也适宜通过将本发明组合物与挥发性介质(fugitive vehicle)进行组合来配制驱虫剂，供以喷雾剂形式施用。这种组合物 可以是适合通过压缩气体或机械泵喷雾将粘土/活性成分组合物分散 到空气中的气溶胶。同样，直接将液体/半固体/固体驱虫剂组合物涂 抹在宿主上，也是使宿主的表面与有效量的驱虫剂接触的有效方法。

在本发明的组合物中，活性成分还可与其它驱虫物质进行组合。 对于这种目的合适的其它可组合驱虫剂包括但不限于苯偶酰、苯甲 酸苄酯、2，3，4，5-双(丁-2-烯基)四氢糠醛、丁氧基聚丙二醇、N-丁基 乙酰苯胺、6，6-二甲基-5，6-二氢-1，4-吡喃酮-2-甲酸正丁酯、己二酸二 丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、琥珀酸二正丁酯、N，N-二乙基间甲苯酰 胺(DEET)、卡百酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、2-乙基-2-丁基-1，3- 丙二醇、2-乙基-1，3-己二醇、异辛可部酸二正丙酯、2-苯基环己醇、 p-methane-3，8-diol和N，N-二乙基琥珀酰胺酸正丙酯。

除上述驱虫活性成分外，本发明的组合物还可包括一种或多种 精油和/或精油的活性成分。“精油”定义为任何类别的从具有植物 气味特性和其它特性的植物获得的挥发性油。有用的精油的实例包 括：苦杏仁油、八角茴香油、罗勒油、月桂油、葛缕子油、小豆蔻 油、雪松油、芹菜油、春黄菊油、肉桂油、香茅油、丁子香油、芫 荽子油、孜然油、莳萝油、桉树油、茴香油、姜油、葡萄柚油、柠 檬油、莱母酸橙油、薄荷油、欧芹油、胡椒薄荷油、胡椒油、玫瑰 花油、留兰香油(薄荷醇)、甜橙油、百里香油、姜黄油和冬青油。精 油中的活性成分的实例有：香茅醛、水杨酸甲酯、水杨酸乙酯、水 杨酸丙酯、香茅醇、黄樟脑和柠檬烯。

可被本发明的组合物驱除的昆虫包括具有如下成虫态(非成虫态 包括幼虫和蛹)特征的一大批无脊椎动物的任何成员：身体分成头部、 胸部和腹部、三对脚和常有(但不总有)的两对膜翅。这个定义因此包 括多种咬虫(例如蚂蚁、蜜蜂、恙螨、跳蚤、蚊子、扁虱、蠓、锥鼻 虫、黄蜂)、咬蝇(例如黑蝇、绿头蝇、螫蝇、角蝇(扰血蝇))、穿木昆 虫(例如白蚁)、有害昆虫(例如家蝇、蟑螂所、虱子、木虱)和家居害 虫(例如面粉和豆甲虫、尘螨、蛾、蠹虫、象鼻虫)。需要驱除昆虫的 宿主可包括任何受昆虫侵袭的植物或动物(包括人类)。通常，认为宿 主是昆虫可接受的食品源或昆虫可接受的栖息地。在一个实施方案 中，本发明方法因此包括通过使一种或多种昆虫(如以上所列昆虫)暴 露于本发明组合物来驱除这些昆虫的方法。相应地，本发明的另一 个实施方案是通过给昆虫宿主的皮肤、软毛或羽毛施用本发明组合 物来处理所述皮肤、软毛或羽毛的方法。

但是，在另一个实施方案中，本发明组合物可用作香味化合物 或用于香味组合物中，以局部方式施用到人或动物皮肤、兽皮、毛 发、软毛或羽毛以赋予悦人香味(如在皮肤洗液和香水中)。特别是由 于本发明组合物所伴有的悦人香气，本发明的又一个实施方案是将 本发明组合物配制成另一组合物，以单独地或与其作为驱虫剂的用 途一起用于针对其它目的的产品。这种产品的香味和/或驱虫力因其 中存在本发明组合物而将得到增强。

这种产品包括但不限于科隆香水、洗剂、喷物剂、乳膏剂、凝 胶剂、油膏剂、沐浴和淋浴凝胶、泡沫产品(例如剃须泡)、化妆品、 驱虫剂、洗发香波、发蜡/护发素和个人用肥皂组合物(洗手皂和沐浴/ 淋浴皂)。本发明组合物当然可仅仅为了赋予悦人香气而掺入到这种 产品中。本领域中实施的任何掺入方法都符合要求。

以上讨论的可从本发明组合物获得的多种产品的一个相应方 面，是本发明的又一个替代性实施方案，即制作组成物(composition of matter)、表面用局部处理剂或制品的方法，该方法是将本发明的粘土 /活性成分组合物提供作为该组成物，或者掺入到该组成物、表面处 理剂或物品中。上述这种产品和方法例证了本发明组合物的以下用 途：用作扁虱或昆虫驱除剂，用作香味化合物或香水，或者用于香 味组合物或制剂中，或者用作表面用局部处理剂中，或者用在制品 中。

不管制备成驱虫剂、香味产品还是其它个人护理产品，本发明 组合物还可含有个人护理行业中典型的其它治疗上或美容上活性佐 剂或成分。它们的实例包括杀真菌剂、防晒剂、维生素、晒黑剂(tanning agent)、植物提取物、抗炎剂、抗氧化剂、自由基捕获剂、类视色素、 α-羟酸、防腐剂抗生素、抗细菌剂、抗组胺剂；佐剂如增稠剂、缓冲 剂、螯合剂、防腐剂、胶凝剂、稳定剂、表面活性剂、柔润剂、着 色剂、芦荟、蜡和渗透促进剂；以及它们任何两者或多者的混合物。

当将本发明组合物掺入到另外的制剂中时，制剂中所含的本发 明组合物的量以最终产品的重量计通常可能不超过约80％重量，但 是，在某些应用中可采用更大的量，故这个量并没有限制。更优选 地，以最终制剂、物品或产品的重量计，本发明组合物的合适存在 量可能为至少约0.001％重量，优选约0.01％直至约50％重量，更优 选约0.01％至约20％重量。

在本发明的又一个实施方案中，将本发明组合物掺入到物品中 以产生驱除扁虱或昆虫的效果。所设想的落入此实施方案内的物品 包括制成品，其包括纺织品如服装、室外或军用器材如蚊帐、天然 产物如木材或易受昆虫攻击的植物的叶子。

在本发明的另一个实施方案中，将本发明组合物掺入到物品中 以产生排斥性或悦人香气，或者将本发明组合物施用到物体的表面 以给它赋予排斥性或气味。具体的施用方式将取决于所涉及的表面 和赋予必要的排斥性或气味强度所要求的浓度。所设想的落入这些 实施方案内的物品包括制成品，其包括纺织品、空气清新剂、蜡烛、 各种香味物品、纤维、书页、纸张、油漆、墨水、粘土、木材、家 具(例如用于院子和甲板的家具)、地毯、卫生用品、塑料、聚合物等 等。

本发明组合物的其它用途和制剂如在US 2003/062,357、US 2003/079,786和US 2003/191,047中所公开，这三个专利各自整体结 合为本文的一部分。

以下具体实施方案是对本发明的进一步描述而非限制。

实施例

一般方法

所有反应和操作都在标准的实验室通风橱里，在标准的实验室 玻璃器具中敞开进行。荆芥内酯通过对市售获自Berje(Bloomfield，NJ) 的猫薄荷油进行蒸汽蒸馏获得。所有的无机盐和有机溶剂，除了无 水THF外，均获自VWR Scientific。所有其它用于后续各程序中的 试剂，包括DEET和氢化催化剂，均获自Sigma-Aldrich Chemical (Milwaukee，WI)并原样使用。pH的测定用Micro Essential Laboratory 的pHydrion纸进行。NMR谱图用获自Cambridge Isotope Laboratories 的氘化溶剂在Bruker DRX Advance(500MHz1H，125MHz 13C)上获 得。Cloisite粘土和Laponite粘土获自Southern Clay Products(Gonzales， Texas)。

本文使用的缩写有：

DEET＝N，N-二乙基间甲苯酰胺

DHN＝二氢荆芥内酯

THF＝四氢呋喃

RT＝室温

TLC＝薄层层析

FTIR＝傅里叶变换红外光谱

TGA＝热重分析。

no.＝编号

在以下各实施例中，符号“w/v”指每100mL溶液的活性成分 重量(克)。

实施例1

荆芥内酯的纯化

将含有大约75％反式-顺式荆芥内酯(60g，批号22941)的猫薄荷 油装进500mL圆底烧瓶中，用石油醚(200mL)在室温下搅拌进行处 理。当冷却到0℃时，即有白色固体从溶液中沉淀出来沉积在烧瓶 的底部。将白色固体滤出，用冷却到0℃的石油醚洗涤，真空干燥。 所获得的白色固体产物(30g，50％)经NMR分析确定为反式-顺式荆芥 内酯，熔点为27-29℃。所观察到的光谱特性符合于式IVb所示的反 式-顺式荆芥内酯的结构表现。

式IVb

荆芥内酯的氢化

取10g所制备的反式-顺式荆芥内酯溶于100mL乙醇中。将所 得溶液加入到500mL Fisher-Porter瓶中，用2wt％批钯碳酸锶(1.2g) 处理并连接到氢气线路。将烧瓶充满氢气，接着排空两次，然后用 氢气加压到15psi，在室温下进行搅拌。17小时后，给容器放气，将 所得混合物滤过celite，用乙醇(100mL)洗涤。对滤液进行抽空除去 溶剂，留下油状残余物。将油状残余物用10％乙酸乙酯/己烷经硅胶 柱层析洗脱纯化。用TLC鉴定含产物的各级分。将含产物的各级分 合并，真空除去溶剂，得到熔点为31-32℃的白色固体产物(10g， 100％)。NMR分析和产物所观察到的光谱特性符合于式IX所示的 DHN非对映异构体的结构表现。

式IX

DHN/cloisite粘土样品的制备

将500mg所制备的DHN溶于5mL异丙醇中。所得溶液与500mg cloisite粘土在20ml闪烁计数瓶中合并，在VWR Scientific Vortex- Genie II Shaker振动器中振动过夜。然后真空除去混合物中的溶剂， 得到白色粉末(1.0g)。产物的FTIR分析由1768cm-1处的羰基峰表明 存在DHN。

比较实施例1

荆芥内酯/cloisite粘土样品的制备

取500mg实施例1制备的反式-顺式荆芥内酯溶于5mL异丙醇 中。按实施例1的程序将所得的溶液与500mg cloisite粘土合并。然 后真空除去经振荡的混合物中的溶剂，得到白色粉末(1.0g)。产物的 FTIR分析由1786cm-1处的羰基峰表明存在反式-顺式荆芥内酯。

比较实施例2

DEET/cloisite粘土样品的制备

将500mg DEET溶于5mL异丙醇中。按实施例1的程序将所 得的溶液与500mg cloisite粘土合并。然后真空除去经振荡的混合物 中的溶剂，得到白色粉末(1.0g)。产物的FTIR分析由1666cm-1处的 羰基峰表明存在DEET。

实施例2

DHN/Laponite-XLG粘土样品的制备

将1g实施例1制备的DHN溶于1mL异丙醇中。按实施例1 的程序，将0.100mL的所得溶液与500mg的Laponite-XLG粘土和 10mL的蒸馏水合并。混合物在静置过程中凝为胶体。

实施例3和比较实施例3

DHN/Laponite-RDS粘土样品的制备

将0.6g实施例1制备的DHN溶于1mL异丙醇中。按实施例1 的程序，将0.100mL的所得溶液与500mg的Laponite-RDS粘土和 10mL的蒸馏水合并。获得透明稳定的混合物。

当用1g DHN溶于1mL异丙醇的溶液代替上述0.6g/1mL样品 时，观察到在静置过程中所得分散液不稳定，粘土颗粒开始发生聚 集而分离出来。

实施例4

各样品的TGA/FTIR分析

将实施例1、比较实施例1和比较实施例2的处理粘土组合物的 样品，以表1中“样品大小”所示的数量装入玻璃坩锅中，在连接 到Nicolet Nexus 670 FTIR光谱仪的Mettler-Toledo TGA/SDTA 851 热重分析仪中加热。将样本以10℃/分钟的速度从25℃加热到 300℃，等温保持5分钟。仪器用干燥空气以80mL/分钟的速度进行 吹洗。在运行过程中大约每隔30秒钟，用FTIR光谱仪以4cm-1分 辨率和共加28次扫描进行操作，对通过20cm光程长度气体室的所 有出口气进行监测，产生光谱图。将所有气体收集在聚氟乙烯气囊 中，供在10M气体室中进行运行后分析。增加光程长度(50x)可以使 在线分析检测不到的微量气体或缓慢散发的气体得到检测。TGA结 果在图2中显示。FTIR分析确证散发出来的物质是与粘土处理在一 起的驱虫剂。所观测到的总重量损失在表1中显示。

表1

TQA-FTIR中驱虫剂处理的粘土的重量损失

实施例   驱虫剂   样品大小(mg)   总重量损失(mg) 比较实施例1 实施例1 比较实施例2   反式-顺式荆芥内酯   DHN   DEET   50   50   100   21.0(41.9％)   25.8(51.6％)   51.0(51.0％)

实施例5

各样品在37℃下的等温TGA

使用DuPont Instruments Model 951 TGA，将实施例1、比较实 施例1和比较实施例2的驱虫剂处理的粘土样品装在铂样品盘上， 加热到37℃保持4,200分钟，同时使氮气以100cc/分钟的速度流过 样品上方。观测所有样品的重量损失。经过整个实验时间后剩余的 重量百分比在表2和图3中显示。样品大小和整个实验时间的平均 重量损失速度在表3中显示。

表2

37℃下从驱虫剂处理的粘土损失的驱虫剂量 指定时间下样品中剩余的驱虫剂的重量百分比

    时间(分钟)  比较实施例1     实施例1    比较实施例2     0     10     20     30     40     50     60     100     110     120     200     300     400     500     800     900     1000     1100     1200     1500     1600     1800     1900     2000     2300     2500     2750     3000     3200     3400     3600     3800     4000     4200  100  100.2  100.1  99.98  99.78  99.56  99.26  98.08  97.78  97.5  95.29  92.58  89.94  87.35  80.28  78.13  76.21     100     99.89     99.84     99.78     99.71     99.63     99.87     99.52     99.43     99.34     98.66     97.86     96.14     95.42     93.51     92.85     92.21     91.57     90.95     89.13     88.53     87.33     86.74     86.16     84.46     83.36     82.02     80.73     79.71     78.72     77.76     76.82     75.91     75.03    100    100.1    100.1    100.2    100.2    100.2    100.2    100.2    100.2    100.1    99.99    99.75    99.53    99.29    98.56    98.32    98.08    97.8    97.56    96.88    96.65    96.21    96    95.78    95.08    94.62    94.07

表3

37℃下驱虫剂从样品损失的速度

实施例 驱虫剂  样品大小(mg)  重量损失速度(％/分钟) 比较实施例1 实施例1 比较实施例2 反式-顺式荆芥内酯 DHN DEET  24.135  34.782  28.016  0.025  0.064  0.0023

实施例6

样品的驱蚊力

向具有5个孔的Gupta box盒的每个孔中加入含柠檬酸钠和ATP 二钠盐(72mg/26mL血液)的牛血。接着用Baudruche(动物肠)膜覆盖 这样制备的每个孔。然后将各孔加热到37℃。将制备的粘土样本按 表4所指明的量分别施加到每张膜。5分钟后，将大约250只四天龄 雌性埃及斑蚊(Aedes agypti)放进盒子中。在20分钟时间内每隔2分 钟记录停落在每个处理样本的膜上的蚊子数量。

如表4所示，为本实验的目的制备了几个对照样品。制备出实 施例1所制备DHN于异丙醇中的1g/100mL溶液作为对照，代表施 用驱虫剂的普通方法，即异丙醇溶液法。另外，还制备出不含DHN 或任何其它驱虫剂的纯粹粘土组合样本。粘土样本是通过与水混合 并振动过夜制备的。

表4

进行驱蚊力评估的DHN样品

  样品编号   样品内含物   样品描述   加入量   1   2   3   4   5   1％w/v DHN的异丙醇溶液   1％w/v Laponite-RDS的水溶液   1％w/v Laponite-XLG的水溶液   实施例2   实施例3   透明溶液   透明溶液   透明凝胶   透明凝胶   透明溶液   25mL   25mL   28mL   28mL   25mL

表5的结果显示了表4样品3与样品4进行比较的蚊子停落(也 叫“探试”)数量。图4综合显示所有五个样本的结果。图4显示在 每个两分钟间隔时间里都出现蚊子停落。

表5

样品4对比样品3的驱蚊力

    时间     (分钟)     对样品4的     平均探试数     SEM   对样品3的   平均探试数     SEM     2     4     6     8     10     12     14     16     18     20     4     2     2     3     3.8     4     3.8     4.2     3.4     2.8     3.2     0.3162278     0.7071068     0.7071068     0.5830952     1.095445     0.8602325     1.356466     0.678233     0.663325     1.240967   3   7.6   9.2   11.4   11.6   13   13   11.2   9.2   8.4     1.140175     1.536229     2.130728     0.8124039     1.28841     1.760682     1.843909     1.2     1.319091     0.8124039

以上各实施例证明，本发明的一个令人意想不到的方面是，本 发明组合物的有效驱虫持续时间是类似的荆芥内酯组合物的约四 倍，同时比类似的DEET组合物所达到的有效驱虫程度大得多。

如本发明组合物或方法被规定为或描述为包含、包括、含有、 具有某些成分或步骤或者由某些成分或步骤组成或构成，应理解为 在本发明组合物或方法中还可存在所明确规定或描述的成分或步骤 以外的一种或多种成分或步骤，除非该规定或描述明确指出并非如 此。但是，在一个替代性实施方案中，本发明组合物或方法可被规 定为或描述为基本上由某些成分或步骤组成，在该实施方案中不会 存在着实质上会改变该组合物或方法的操作原理或区别特征的成分 或步骤。在又一个替代性实施方案中，本发明组合物或方法可被规 定为或描述为由某些成分或步骤组成，在该实施方案中不会存在着 所规定成分或步骤以外的成分或步骤。

如对本发明组合物中的成分或方法中的步骤的存在进行规定或 描述，所用单数形式的名词应被理解为组合物中的成分或方法中的 步骤的数量并不限于一个，除非该规定或描述明确指出并非如此。

本申请要求2005年3月9日提交的美国临时申请第60/660,368 号的权益，对于所有目的该临时申请通过引用整体结合到本文中。