CH619472A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyvinylpyrrolidon-Jod, im allgemeinen als PVP-Jod bezeichnet, durch Umsetzung von PVP mit elementarem Jod, das in steigendem Masse wegen seiner germiziden, bakteriziden, fungiziden und desinfizierenden Eigenschaften verwendet wird.

PVP-Jod kommt im allgemeinen als braunes Pulver in den Handel, das etwa 10 Gew.-% verfügbares, d.h. wirksames Jod, das mit Natriumthiosulfat tritierbar ist, und darüber hinaus noch ca. 5 Gew.-% Jod in Form von Jodid enthält. Der Anteil an Jodid entsteht bei der Einwirkung von elementarem Jod auf das Polyvinylpyrrolidon und ist als verfügbares Jod verloren.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von PVP-Jod wird pulverförmiges Polyvinylpyrrolidon mit pulverisiertem Jod in einem Mischer gründlich gemischt, bis das Jod als solches verschwunden, d.h. komplex gebunden ist.

Nach einem anderen Verfahren löst man das Jod in einem Lösungsmittel, das Polyvinylpyrrolidon nicht löst, mischt das Polyvinylpyrrolidon zu und trennt das entstehende PVP-Jod ab.

Die nach den bekannten Verfahren hergestellten Produkte haben den Nachteil, dass sie nur einen Teil, ca. 2/3 des eingesetzten Jods, in Form von verfügbarem Jod enthalten. Ausserdem fällt in den Zubereitungen, die für den Endverbraucher bestimmt sind, meistens handelt es sich um wässrige Zubereitungsformen, bei der Lagerung der Gehalt an Jod laufend ab.

Zur Herstellung eines möglichst stabilen PVP-Jods werden die verschiedensten Massnahmen vorgenommen. Beispielsweise wird das pulverförmige PVP-Jod gemäss der DE-PS 1 037 075 einer nachträglichen Temperaturbehandlung unterworfen, in der US-PS 2 900 305 wird beschrieben, dass für die Herstellung eines geeigneten PVP-Jods ein PVP mit einem bestimmten Gehalt an Feuchtigkeit zu verwenden ist. In der US-PS 2 826 532 wird ein Zusatz von Natriumbicarbonat und in der US-PS 3 028 300 von Jodid in Form von Jodwasserstoff oder Alkalijodiden beschrieben. Trotzdem ist die Stabilität der im Handel befindlichen Präparate unbefriedigend.

Es wurde nun gefunden, dass man ein Polyvinylpyrrolidon mit ausgezeichneter Stabilität aus Polyvinylpyrrolidon und Jod erhalten kann, wenn man ein Polyvinylpyrrolidon durch Polymerisation von Vinylpyrrolidon in einem wasserfreien oder bis zu 10 Gew.-% wasserhaltigen organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Radikalbildners herstellt und das erhaltene Polyvinylpyrrolidon nach der Trocknung mit Jod bei Raumtemperaturen oder erhöhten Temperaturen bis zu 50°C mischt und die Mischung auf Temperaturen von 70 bis 100°C erhitzt.

Geeignet ist das Abmischen von festem, pulverförmigen Polyvinylpyrrolidon mit fein pulverisiertem Jod beispielsweise in einem Doppelkonus- oder Taumelmischer zunächst bei Raumtemperatur oder leicht erhöhten Temperaturen bis zu 50°C. Anschliessend erfolgt eine Temperaturbehandlung vorzugsweise während 5 bis 20 Stunden bei Temperaturen von 70 bis 100°C.

Der Wassergehalt des verwendeten festen pulverförmigen Polyvinylpyrrolidons für die Herstellung von PVP-Jod kann zwischen ca. 0,5 bis 11 Gew.-% und darüber liegen. Gemäss US-PS 2 900 305 soll ein bestimmter Wassergehalt von 4,9 bis 13,2 Gew.-% eingehalten werden, um ein PVP-Jod zu erhalten, dessen wässrige Lösungen eine befriedigende Stabilität besitzen. Demgegenüber kann bei dem erfindungsgemässen Verfahren auch ein niedriger Wassergehalt eingestellt werden, ohne dass die Stabilität der wässrigen Lösung wesentlich zurückgeht. Gleichzeitig ist der Verlust an verfügbarem Jod bei der Herstellung von PVP-Jod nach dem erfindungsgemässen Verfahren gegenüber dem Produkt nach US-PS 2 900 305 wesentlich geringer.

Das erfindungsgemäss zu verwendende Polyvinylpyrrolidon hat zweckmässigerweise einen K-Wert von 10 bis 50, bevorzugt 25 bis 35.

Die verwendete Jodmenge beträgt in der Regel 5 bis 25, bevorzugt 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des PVP-Jods.

Gegebenenfalls kann bei der Herstellung Alkalijodid, insbesondere Natrium- oder Kaliumjodid, in Mengen von 3 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, zugesetzt werden.

Für den erfindungsgemässen Verfahrensschritt, der Herstellung des Polyvinylpyrrolidons, kommen als wasserfreie Lösungsmittel in Betracht offene oder cyclische Säureamide niederer organischer Säuren oder aliphatische Ketone, wie Dimethylformamid, Butyrolacton, Pyrrolidon, N-Methylpyrro-lidon oder Aceton, Methyläthylketon, Diäthylketon.

Die bevorzugten Lösungsmittel sind aromatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Benzol oder Alkylbenzole, wie Toluol, Äthylbenzol, Cumol, oder niedere aliphatische einwertige Alkohole, insbesondere solche mit 1 bis 4 C-Atomen, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, i-Butanol und Butanol-(2).

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Davon ist besonders das Isopropanol hervorzuheben, das bei der Herstellung von Polyvinylpyrrolidon insbesondere mit Molekulargewichten unter 40 000 vorteilhafterweise eine regelnde Wirkung aufweist. Ein weiteres, besonders bevorzugtes Lösungsmittel ist das Toluol.

Für die Polymerisation des Vinylpyrrolidons werden wasserfreie organische Lösungsmittel verwendet. Es hat sich jedoch gezeigt, dass auch geringe Mengen Wasser, bis zu 5 Gew.-% und darüberhinaus bis zu 10 Gew.-%, die Herstellung eines vorteilhaften Polyvinylpyrrolidons nicht beeinträchtigen.

Vielfach, besonders bei Verwendung von wasserhaltigen Lösungsmitteln, ist es zweckmässig, geringe Mengen, etwa 0,01 bis 1 Gew.-% einer alkalisch reagierenden Verbindung zuzusetzen. In Betracht kommen neben üblichen Puffersalzen Ammoniak und leichtflüchtige Mono-, Di- und Trialkylamine, wie Diäthylamin, Trimethylamin, Triäthylamin.

Als Radikalbildner kommen Acetodiisobuttersäurenitril und organische Perverbindungen, die üblicherweise für Polymerisation verwendet werden, in Frage. Beispielsweise sind Alkylhy-droperoxide, wie tert.-Butylhydroperoxid, Cumolhydropero-xid, Dialkylperoxide, wie Di-tert.-butylperoxid, Dicumylpero-xid, Diacylperoxide, wie Dibenzoylperoxid, und Perester, wie tert.-Butylperpivalat, tert.-Butylperbenzoat und tert.-Butyl-peroctoat, Perketale, wie' 2,2-Bis-(tert.-butylperoxy)-butan, Aldehyd- und Ketoperoxide, wie Methyläthylketonperoxid, zu nennen.

Vielfach bieten Perbenzoat tert.-Butylhydroperoxid und Di-tert.-butylperoxid Vorteile, da, wie gefunden wurde, die damit hergestellten Polymerisate im allgemeinen klar wasserlöslich sind.

Die Menge der organischen Perverbindungen kann in weiten Grenzen schwanken und hängt ab von dem Molekulargewicht, das eingestellt werden soll. Im allgemeinen benötigt man Mengen von 0,1 bis 6 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Vinylpyrrolidons.

Die Durchführung der eigentlichen Polymerisation kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Im allgemeinen legt man alle Komponenten des Ansatzes vor. In vielen Fällen kann es jedoch zweckmässig sein, eine oder mehrere Komponenten während der Polymerisation zulaufen zu lassen. Zweckmässig wird vor Beginn der Polymerisation die in den Lösungen enthaltene Luft bzw. der Sauerstoff durch Anlegen von vermindertem Druck oder durch Durchblasen von Stickstoff entfernt. Die Temperaturen liegen zweckmässig bei 50 bis 150°C. Im allgemeinen arbeitet man unter Siedebedingungen bei Atmosphärendruck. Die Siedetemperatur und damit die Polymerisationstemperatur kann durch Anlegen von Druck oder Vakuum und durch die Wahl des Lösungsmittels in weiten Grenzen geändert werden. Die Einstellung des gewünschten Molekulargewichts bzw. des gewünschten K-Werts erfolgt im wesentlichen durch Auswahl des Lösungsmittels, Konzentration des Ansatzes, Art und Menge des Aktivators und gegebenenfalls eines Koaktivators und durch die Polymerisationstemperatur. Lösungsmittel mit einem tert.-Wasserstoffatom liefern im allgemeinen niedrigere K-Werte als solche, die nur sekundäre oder primäre enthalten. Beispiele sind Isopropanol gegen Äthanol und Cumol gegen Benzol. Durch Erhöhung der Monomerenkonzentration wird auch der K-Wert erhöht. Die Monomerenkonzentrationen betragen in der Regel 10 bis 75, bevorzugt 15 bis 70 Gew.-%. Durch langsames Zudosieren des Vinylpyrrolidons während der Polymerisation kann das Molekulargewicht des Polymerisates erniedrigt werden. Steigende Aktivatormengen und steigende Polymerisationstemperatur erniedrigen den K-Wert. Besonders geeignet ist das Verfahren für K-Werte von 10 bis 50. Die K-Werte wurden gemessen nach H. Fikentscher, Cellulosechemie 13, 58-64, 71-74 (1932); bei K-Werten unter 20 in 5 %igen und über 20 in l%igen wässrigen Lösungen bei einer Temperatur von 20°C;

dabei entspricht «K» der von Fikentscher definierten Grösse «K-103».

Die Abhängigkeit des Siedepunktes verschiedener Lösungsmittel vom Druck zeigt die nachstehende Tabelle.

Druck

Isopropanol

Siedetemperatur Toluol

Äthylbenzol

0,5 bar

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Bei der Durchführung der Polymerisation bei Temperaturen über dem Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels stellen sich in der geschlossenen Apparatur Drucke von oberhalb 1 bar ein. In der Regel wird bei den oben angegebenen Temperaturen bei Drucken von 1 bis 20 bar, bevorzugt 1 bis 10 bar, gearbeitet.

Der Ablauf der Polymerisation kann beispielsweise durch laufende Probeentnahme und Bestimmung des restlichen Vinylpyrroldiongehaltes leicht verfolgt werden. Das restliche Vinylpyrrolidon kann gemäss der von Siggia und Edsberg, Anal. Chemistry 20 (1948), S. 762/763, für Vinylalkyläther beschriebenen jodometrischen Methode bestimmt werden. Dabei wird im Jodzahlkolben 0,1 normale Jodlösung, die mit der gleichen Menge chemisch reinem Methanol verdünnt wird, vorgelegt und die Vinylpyrrolidon enthaltende Probe zugegeben. Das verschlossene Gefäss wird durchgeschüttelt und zehn Minuten stehen gelassen. Anschliessend wird die überschüssige Jodlösung mit 0,1 normaler Natriumthiosulfatlösung titriert. Wenn der Restgehalt an Vinylpyrrolidon deutlich unter 0,8 Gew.-% gefallen ist, kann die Polymerisation abgebrochen werden.

Die Aufarbeitung der erhaltenen Lösungen kann auf die übliche Art erfolgen, z. B. durch direkte Trocknung nach den üblichen Methoden, wie Sprühtrocknung, Walzentrocknung oder Gefriertrocknung.

Um beim erfindungsgemässen Verfahrensschritt, der Herstellung des Polyvinylpyrrolidons, eine optimale Polymerisationsgeschwindigkeit einzustellen, ist es zweckmässig, die Polymerisationsbedingungen so zu wählen, dass die Halbwertszeit der organischen Radikalbildner bei ca. 0,2 bis 5, vorzugsweise 0,5 bis 3 Stunden liegt. Das ist vielfach möglich durch Abstimmen von der Art des Aktivators und Polymerisationstemperatur. Eine wesentliche Beschleunigung der Polymerisation ist möglich durch Mitverwendung eines Co-Aktivators. Geeignete Co-Aktivatoren sind Komplexverbindungen eines Schwermetalls der Ordnungszahl 23 bis 29 oder deren Salze mit organischen Säuren.

Die Schwermetalle der Ordnungszahl 23 bis 29 sind Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und Kupfer. Ihre Verbindungen sind ausserordentlich wirksam und werden in sehr geringen Mengen, zweckmässigerweise in Mengen von 0,01 bis 10 ppm, vorzugsweise 0,1 bis 5 ppm, bezogen auf das Gewicht des Vinylpyrrolidons, verwendet. Von den genannten Schwermetallen sind Kupfer, Mangan und Kobalt bevorzugt, davon ist das Kupfer besonders bevorzugt.

Für die Salzbildung kommen als organische Säuren aliphatische Carbonsäuren mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen in Betracht, wie Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Äthylhexansäure, Stearinsäure und aromatische Säuren, wie Benzoesäure und Phenylessigsäure.

Weiterhin seien Naphthensäure, wie sie beispielsweise zur Herstellung von Sikkativen benutzt werden, genannt.

Ferner können die Schwermetalle in Form von Chelatkom-plexen oder in Form anderer Komplexe eingesetzt werden. Geeignete Komplexbildner sind beispielsweise ß-Diketone,

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wie Acetylaceton, Oxyketone, wie Hydroxyaceton, Oxycar-bonsäuren, wie Milchsäure, Zitronensäure und Salicylsäure, Aminosäuren, wie Glykocoll, Äthylendiamino-tetraessigsäure, Anthranilsäure, Aldoxime, wie Äthylen-bis-salicylalkoxim, und Aminoalkohole, wie Triäthanolamin.

Im einzelnen seien die folgenden Schwermetallsalze und Komplexverbindungen genannt: Kupferacetat, Kupferacetyl-acetonat, Kupferstearat, Kobaltäthylhexanat, Kobaltnaphthe-nat, Nickelglykocoll, Mangan-II-acetat, Mangan-II-salicylat, Chrom-III-benzoat.

Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform des vorgenannten Verfahrens erfolgt die Herstellung des PVP in der Weise, dass man das PVP nach Beendigung der Polymerisation in dem organischen Lösungsmittel durch Zugabe von Wasser und Abdestillieren des organischen Lösungsmittels in eine wässrige Lösung überführt, die wässrige PVP-Lösung einer Behandlung mit Wasserdampf unterwirft und anschliessend trocknet.

Dabei geht man zweckmässigerweise so vor, dass man das Reaktionsgemisch mit Wasser versetzt und das organische Lösungsmittel abdestilliert. Zweckmässig wird Wasser in einer Menge von V4 bis zum Sfachen des Gewichts des Polyvinylpyrrolidons verwendet. Beim Erhitzen des Gemisches destilliert dann das organische Lösungsmittel mit Wasser entsprechend dem Dampfdruck ab. Das organische Lösungsmittel ist aus dem Reaktionsgemisch praktisch vollständig entfernt, wenn die übergehenden Dämpfe bei Normaldruck eine Temperatur von wenigstens 98°C aufweisen. Wenn die primär anfallende Polymerisatlösung niedrigviskos, d.h. stark verdünnt ist und/

oder das Polymerisat einen niedrigen K-Wert, vorzugsweise unter 35, besitzt, kann auch ein geringer Teil des Lösungsmittels bereits vor Zusatz des Wassers abdestilliert werden.

Durch die vom organischen Lösungsmittel befreite wässrige PVP-Lösung wird anschliessend Wasserdampf geblasen, und zwar zweckmässig eine Menge von 20 bis 200 Gew.-% Wasserdampf, berechnet auf das PVP.

Bei der üblichen technischen Ausführung arbeitet man bei Normaldruck, d.h. bei einer Siedetemperatur des Wassers von 100°C. Man kann aber auch erniedrigten Druck und entsprechend niedere Siedetemperaturen oder höhere Drucke und damit höhere Siedetemperaturen anwenden. Die nachstehende Tabelle zeigt die Abhängigkeit der Siedetemperatur des Wassers vom Druck.

Druck

Siedetemperatur

0,5 bar

80°C

1,5 bar

113°C

Beispielsweise stellen sich bei 0,5 bar 80°C und bei 1,5 bar 113°C entsprechend der Siedetemperatur des Wassers ein.

Die Aufarbeitung der erhaltenen wässrigen PVP-Lösungen kann auf an sich übliche Art, z. B. durch direkte Trocknung nach den üblichen Methoden, wie Sprühtrocknung, Walzentrocknung oder Gefriertrocknung, erfolgen.

Insbesondere bevorzugt zur Isolierung des PVP als Trockenprodukt ist eine Sprühtrocknung, indem man die PVP-Lösung mit Hilfe einer Düse in einen Luftstrom mit Temperaturen von etwa 120 bis 180°C versprüht.

Bei einer bevorzugten Arbeitsweise richtet sich die verwendete und dementsprechend nach dem Abdestillieren des organischen Lösungsmittels und der Wasserdampfbehandlung verbleibende Wassermenge danach, dass eine im Sprühtrockner noch versprühbare aber nicht zu konzentrierte Lösung erhalten wird.

Eine solche für die Sprühtrocknung besonders geeignete wässrige PVP-Lösung hat eine Viskosität im Auslauf-Becher nach DIN 53 211 bei 22°C von 20 bis 60 Sekunden.

Die Überführung der Polymerisatlösung in eine wässrige Lösung und die Durchführung der Wasserdampfdestillation verlaufen ohne Schwierigkeiten, insbesondere tritt in keiner Phase beispielsweise störende Schaumbildung auf und die verwendeten Lösungsmittel lassen sich leicht wiedergewinnen. Überraschend ist, dass durch die Wasserdampfdestillation ein PVP erhalten wird, das die Herstellung eines PVP-Jods ermöglicht, dessen wässrige Lösungen einen nochmals wesentlich geringeren Jodverlust aufweisen als eine PVP-Jodlösung, hergestellt mit einem PVP, bei dem die zusätzliche Verfah-rensmassnahme der Wasserdampfdestillation nicht angewendet wurde.

Beispiel 1

In einem mit Rührer versehenen Glaskolben mit Rückflusskühler werden 500 Teile Vinylpyrrolidon mit 214 Teilen Isopropanol zusammengegeben und nach Zugabe von 5 Teilen tert.-Butylhydroperoxid bis zum Sieden erhitzt (96 bis 88°C). Nach dem Erreichen der Siedetemperatur werden 0,5 ppm Kupferacetylacetonat, berechnet auf das Gewicht des Vinylpyrrolidons und in Form einer stark verdünnten Lösung in 10 Teilen wasserfreiem Isopropanol, zugesetzt und so lange erhitzt, bis der Restgehalt an Vinylpyrrolidon <0,5 Gew.-% ist. Anschliessend wird festes PVP von einem K-Wert 29,5 durch Sprühtrocknung gewonnen.

Beispiel 2

In einem Glaskolben mit Rührer werden 500 Teile Vinylpyrrolidon mit 240 Teilen Isopropanol gemischt und nach Zugabe von 1,8 Teilen tert.-Butylperbenzoat zum Sieden (96 bis 88°C) erhitzt. Es werden 1 ppm Kupferacetat gemäss dem obigen Beispiel innerhalb von 5 Stunden zugesetzt. Die Reaktion ist nach 5 bis 7 Stunden beendet. Es wird ein Polyvinylpyrrolidon vom K-Wert 30,5 erhalten.

Beispiel 3

500 Teile Vinylpyrrolidon und 500 Teile Äthanol werden nach Zugabe von 5 Teilen tert.-Butylhydroperoxid als Aktivator in einem Rührkolben bis zum Sieden (82°C) erhitzt. Es wird 0,5 ppm Kupferacetat gemäss obigem Beispiel zugegeben. Die Polymerisation ist nach 3 bis 5 Stunden beendet. K-Wert 30,0.

Beispiel 4

a) 400 Teile eines erfindungsgemäss zu verwendenden Polyvinylpyrrolidons mit einem K-Wert 30,5 und mit einem Wassergehalt von 2,0 Gew.-% werden in einem Taumelmischer mit 74,6 Teilen fein gemahlenem Jod 5 Stunden bei Raumtemperatur gemischt. Anschliessend wird 10 Stunden bei 95°C gehalten, bis sich der Gehalt an verfügbarem Jod, der durch Titration verfolgt wird, nicht mehr ändert.

b) Durch Befeuchten wird der Wassergehalt des bei a) benutzten Polyvinylpyrrolidons auf 5,0 Gew.-% eingestellt. 400 Teile dieses Polyvinylpyrrolidons werden mit 72,3 Teilen gemahlenen Jods 5 Stunden bei Raumtemperatur gemischt und anschliessend 10 Stunden bei 90°C getempert.

c) Durch Befeuchten wird der Wassergehalt des bei a) benutzten Polyvinylpyrrolidons auf 9,1 Gew.-% eingestellt. 400 Teile dieses Polyvinylpyrrolidons werden mit 70 Teilen gemahlenen Jods 5 Stunden bei Raumtemperatur gemischt und anschliessend 10 Stunden bei 70°C getempert.

Die Prüfungsergebnisse der Produkte sind der folgenden Tabelle zu entnehmen. Prozente sind Gewichtsprozente.

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a b

c

Trockengehalt (3h 105 °C)

98,8%

95,7%

92,2%

Verfügbarer Jodgehalt

11,0%

11,4%

11,7%

Verlust an verfügbarem Jod bei

Lagerung der wässrigen Lösung

mit 1 % verfügbarem Jod

14Tagebei52°C

5,0%

4,1%

4,1%

Vergleichsversuch Die Versuche werden zum Vergleich mit einem durch Polymerisation in wässriger Lösung mit Wasserstoffperoxid als Aktivator hergestellten Polyvinylpyrrolidon vom K-Wert 30 gemäss der DE-PS 922 378 und wie es den im Handel befindlichen Produkten entspricht durchgeführt. Das erhaltene Polyvinylpyrrolidon wird durch Trocknung bzw. Befeuchten auf verschiedene Wassergehalte eingestellt.

a) 400 Teile von diesem PVP mit einem Wassergehalt von 1,8 Gew.-% werden mit 74,8 Teilen gemahlenem Jod 5 Stunden bei Raumtemperatur gemischt und anschliessend 10 Stunden bei 95°C erhitzt.

b) 400 Teile PVP mit einem Wassergehalt von 5,0 Gew.-% werden mit 72,3 Teilen gemahlenem Jod 5 Stunden bei Raumtemperatur gemischt und anschliessend 10 Stunden bei 90°C erhitzt (gemäss der US-PS 2 900 305).

c) 400 Teile PVP mit einem Wassergehalt von 9,5 Gew.-% werden mit 78,9 Teilen gemahlenem Jod 5 Stunden bei Raumtemperatur gemischt und anschliessend 10 Stunden bei 70°C erhitzt (gemäss der US-PS 2 900 305).

Die Prüfungsergebnisse sind der folgenden Tabelle zu entnehmen. Prozente sind Gewichtsprozente.

a b

c

Trockengehalt (3h 105 °C)

99,0%

95,8%

92,0%

Verfügbarer Jodgehalt

10,3%

10,5%

10,5%

Verlust an verfügbarem Jod bei

Lagerung der wässrigen Lösung

mit 1 % verfügbarem Jod

14Tagebei52°C

26 %

17 %

12 %

Wie aus dem Vergleich zu entnehmen ist, ist der Gehalt des PVP-Jods um etwa 1 % höher als bei Verwendung eines in wässriger Lösung polymerisierten Polyvinylpyrrolidons, d.h. der Verlust an Jod ist um ca. 20% geringer. Der Verlust an verfügbarem Jod in der wässrigen Lösung beim Lagertest ist weitgehend unabhängig vom Wassergehalt des verwendeten Polyvinylpyrrolidons und ist wesentlich geringer gegenüber dem Vergleichsversuch. Diese Ergebnisse zeigen, dass besondere Massnahmen zur Einstellung eines bestimmten Wassergehaltes des verwendeten Polyvinylpyrrolidons nicht erforderlich sind.

Beispiel 5

Eine Mischung aus 1000 Teilen Toluol und 1000 Teilen Vinylpyrrolidon werden in einem mit Rückflusskühler versehenen Rührkolben durch kräftiges Spülen mit Stickstoff vom Sauerstoff befreit und auf 85°C aufgeheizt. Jetzt werden 200 Teile einer Lösung von 25 Teilen Azodiisobuttersäurenitril in 475 Teilen Toluol zugegeben, wobei die Polymerisation einsetzt. Die Temperatur wird weiterhin bei 85°C gehalten und der Rest der Azodüsobuttersäurenitrillösung innerhalb von 4 Stunden zulaufen gelassen. Anschliessend wird noch eine Stunde auspolymerisiert. Jetzt werden 2000 Teile Wasser zugegeben und das Toluol mit Wasserdampf abgetrieben.

Wenn die Ubergangstemperatur 100°C erreicht hat, wird weiter mit Wasserdampf geblasen, bis weitere 1000 Teile Kondensat übergegangen sind. Die klare wässrige Lösung wird auf ca. 30 Gew.-% Trockengehalt eingestellt und in einem Sprühtrockner getrocknet. Man erhält ein feines weisses Pulver mit einem Trockengehalt von 94,8 Gew.-% und einem K-Wert von 38.

400 Teile dieses Pulvers werden in einem Taumelmischer mit 72,5 Teilen gemahlenen Jods 5 Stunden bei Raumtemperatur gemischt und anschliessend 10 Stunden bei 90°C getempert. Das erhaltene Polyvinylpyrrolidon-Jod hat einen Gehalt an verfügbarem Jod von 10,8 Gew.-%. Eine wässrige Lösung des Produkts mit einem Gehalt an verfügbarem Jod von 1,0 Gew.-% verliert bei 14tägiger Lagerung bei 52°C 3,8 Gew.-% des verfügbaren Jods.

Beispiel 6

In einem mit Rührer versehenen Glaskolben mit Rückflusskühler werden 500 Teile Vinylpyrrolidon mit 214 Teilen Isopropanol zusammengegeben und nach Zugabe von 5 Teilen tert.-Butylhydroperoxid bis zum Sieden erhitzt (96°C). Nach dem Erreichen der Siedetemperatur werden 0,5 ppm Kupfer-acetylacetonat, berechnet auf das Gewicht des Vinylpyrrolidons in Form einer stark verdünnten Lösung in 10 Teilen Isopropanol, zugesetzt und der Ansatz so lange erhitzt, bis der Restgehalt an Vinylpyrrolidon <0,5 Gew.-% ist. Anschliessend wird die Lösung mit Wasser auf einen PVP-Gehalt von 30 Gew.-% eingestellt, und aus einem Teil der Lösung wird festes PVP von einem K-Wert 30,5 durch Sprühtrocknung gewonnen.

Der Rest der Lösung wird mit Wasserdampf ausgeblasen, bis nach Erreichen einer Ubergangstemperatur von 98°C 180 Gew.-% Destillat, bezogen auf PVP, angefallen sind.

Von Zeit zu Zeit werden Proben genommen und im Sprühtrockner bei einer Zulufttemperatur von 150°C und Abluft-temperatur von 90°C getrocknet.

Je 100 Teile des gewonnenen PVP's werden mit 17,6 Gew.-% fein pulverisiertem Jod, bezogen auf Feststoff, versetzt, 5 Stunden bei Raumtemperatur gemischt und anschliessend 15 Stunden bei 90°C getempert. Von den verschiedenen PVP-Jod-Proben werden durch Titration mit Na-thiosulfat der Gehalt an verfügbarem Jod bestimmt und wässrige Lösungen mit einem Gehalt von 1 Gew.-% verfügbaren Jod hergestellt. Nach 14tägiger Lagerung derselben bei 52°C wird der Verlust an verfügbarem Jod der wässrigen Lösung durch nochmalige Titration bestimmt (vgl. Tabelle).

Das Prüfungsergebnis ist der folgenden Tabelle zu entnehmen. Prozente sind Gewichtsprozente.

PVP PVP-Jod

Versuch

Menge

Wasserdampf-Destillat

(% bez. auf PVP)

Wassergehalt des

PVP

(%)

Gehalt an verfügb.

Jod

(%)

Jodverlust der wässrigen

Lösung (%)

l

0

5,0

9,62

23,8

2

30

4,2

9,88

17,8

3

50

4,0

9,92

6,85

4

120

4,5

10,3

3,2

5

180

5,5

10,5

2,7

Die Tabelle zeigt, dass bei der Herstellung des PVP-Jods jeweils unter gleichen Bedingungen der Gehalt an verfügbarem Jod durch die Wasserdampfbehandlung zunimmt und weiterhin wird der Jodverlust einer wässrigen Lösung bei der Lagerung wesentlich verringert.

Beispiel 7

In einem mit Rückflusskühler versehenen Rührkolben

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werden 200 Teile Vinylpyrrolidon und 1200 Teile Toluol vorgelegt. Nach Aufheizen bis zum Riickfluss (113°C) werden 4 Teile Di-tertiär-butylperoxid auf einmal zugegeben und nach V4 Stunde 600 Teile Vinylpyrrolidon und 12 Teile Di-tertiär-butylperoxid innerhalb 2 Stunden bei schwachem Riickfluss zugefahren. Anschliessend wird auspolymerisiert, bis der Monomerengehalt an Vinylpyrrolidon auf <0,5 Gew.-% (bezogen auf Polyvinylpyrrolidon) abgefallen ist. Die Hälfte der Lösung wird auf eine Glasschale ausgegossen und in einem Vakuumtrockenschrank bei einem Druck von 5 mbar und einer Temperatur von 60°C getrocknet.

Der Rest der Lösung wird mit 600 Teilen Wasser verdünnt und das Toluol durch Einleiten von Wasserdampf als Azeotrop mit Wasser abdestilliert. Nach Erreichen einer Übergangstemperatur von 98°C wird noch mit 400 Teilen Wasserdampf ausgeblasen. Die wässrige Lösung wird dann sprühgetrocknet. Man erhält ein weisses Pulver mit einem Trockengehalt von 96,1 Gew.-% und einem K-Wert von 33.

Je 200 Teile dieser Produkte wurden in einem Doppelkonusmischer mit 34 Teilen gemahlenen Jods 2 Stunden bei Raumtemperatur gemischt und anschliessend 1 Stunde bei 50°C und 15 Stunden bei 95°C getempert. Von den erhaltenen Produkten wird der verfügbare Jodgehalt in Pulver und von der daraus hergestellten wässrigen Lösung mit einem Gehalt an verfügbarem Jod von 1 Gew.-% der Jodverlust nach 14tägi-ger Lagerung bei 52°C bestimmt (Prozente sind Gewichtsprozente):

Produkt verfügbarer

Jodverlust

Jodgehalt

ohne Wasserdampfdestillat

10,2%

. 4,8%

mit Wasserdampfdestillat

10,6%

1,5%

Beispiel 8

In einem mit Rückflusskühler versehenen Rührkolben werden 200 Teile Vinylpyrrolidon und 360 Teile Toluol vorgelegt und bis zum Sieden auf ca. 110°C erhitzt. Nun werden 2 Teile Tertiärbutylperbenzoat zugesetzt und nach V4 Stunde innerhalb 1 Stunde eine Mischung von 600 Teilen Vinylpyrrolidon, 625 Teilen Toluol und 6 Teilen Tertiärbutylperbenzoat zulaufen gelassen. Anschliessend wird unter Rückfluss noch ca. 7 Stunden auspolymerisiert, bis der Monomerengehalt bis auf <0,5 Gew.-% gefallen ist. Während des Auspolymerisierens werden noch 3 und 6 Stunden jeweils 2 Teüe Tertiärbutylperbenzoat zugegeben. Nach Ende der Polymerisation wird mit 800 Teilen destilliertem Wasser verdünnt und durch Einleiten von Wasserdampf das Toluol abdestilliert, bis nach Erreichen einer Übergangstemperatur von 100°C noch 800 Teile Destillat übergegangen sind. Die Lösung wird sprühgetrocknet. Man erhält ein weisses Pulver mit einem Trockengehalt von 95,1 Gew.-% und einem K-Wert von 31,5.

400 Teile dieses Produktes werden in einem Taumelmischer mit 67,2 Teilen gemahlenen Jods 5 Stunden bei Raumtemperatur gemischt und anschliessend 15 Stunden bei 90°C getempert. Die Mischung besitzt einen Gehalt an verfügbarem Jod von 10,8 Gew.-%. Der Verlust an verfügbarem Jod bei der Lagerung der wässrigen Lösung von 1 Gew.-% verfügbarem Jod beträgt 4,8 Gew.-%.

Beispiel 9

Ein Rührautoklav wird beschickt mit 300 Teilen Isopropanol. Nach gründlicher Spülung mit Stickstoff und Aufheizen auf 120°C wird eine Mischung aus 700 Teilen Vinylpyrrolidon und 7 Teilen Di-tert.-butylperoxid in 4 Stunden zudosiert. Nach beendigtem Zulauf wird die Temperatur noch 3 Stunden bei 120°C gehalten und dann auf ca. 80°C abgesenkt und der Autoklav entspannt. Jetzt gibt man 700 Teile Wasser zu und bläst gleichzeitig Dampf durch die Lösung. Der Dampf wird in einem Kühler kondensiert. Wenn ca. 1100 Teile Kondensat angefallen sind, wird die Destillation abgebrochen. Der Trok-kengehalt der Lösung beträgt etwa 30 Gew.-%, die Auslaufzeit im Auslaufbecher nach DIN 53 211 bei 22°C 35 sec.

Die Lösung wird auf die übliche Art im Sprühtrockner getrocknet. Das erhaltene Festprodukt hat einen K-Wert von 31,2 und einen Trockengehalt von 97 %.

100 Teile des Festproduktes werden mit 18 Teilen feingemahlenem Jod 5 Stunden bei Raumtemperatur und 25 Stunden bei 90°C erhitzt. Das erhaltene PVP-Jod hat einen Verlust an verfügbarem Jod bei Lagerung einer wässrigen Lösung mit 1 Gew.-% verfügbarem Jod 14 Tage bei 52°C von 2,7 Gew.-%..

Beispiel 10

Ein Rührautoklav wird beschickt mit 350 Teilen Isopropanol und nach gründlichem Spülen mit Stickstoff auf 140°C aufgeheizt. Nun wird eine Mischung aus 350 Teilen Isopropanol, 300 Teilen Vinylpyrrolidon und 10 Teilen Di-tertiärbutyl-peroxid innerhalb von 4 Stunden gleichmässig zudosiert. Anschliessend wird noch 1 Stunde auspolymerisiert und der Autoklav langsam über einen Kühler entspannt. Anschliessend wird bei einer Aussentemperatur von 110°C Wasserdampf eingeleitet, bis ca. 1000 Teile Destillat angefallen sind. Die Lösung wird auf ca. 50 Gew.-% verdünnt und im Sprühtrockner bei einer von 120 und 60°C abfallenden Lufttemperatur getrocknet. Das erhaltene Festprodukt hat einen Trockengehalt von 96,5 Gew.-% und einen K-Wert von 14,6.

100 Teile des Festproduktes werden mit 18 Teilen fein gemahlenem Jod 5 Stunden bei Raumtemperatur und 30 Stunden bei 65°C erhitzt. Das erhaltene PVP-Jod hat einen Verlust an verfügbarem Jod bei Lagerung einer wässrigen Lösung mit 1 Gew.-% verfügbarem Jod 14 Tage bei 52°C von 13 Gew.-%.

Beispiel 11

Es wird der gleiche Polymerisationsversuch wie in Beispiel 5 durchgeführt, jedoch mit dem Unterschied, dass das verwendete Isopropanol einen Wassergehalt von 10% hat. Dem Ansatz werden zusätzlich 0,6 Teile Triäthylamin zugegeben.

Das entstehende Trockenprodukt hat einen Trockengehalt von 96,2 und einen K-Wert von 16,7. Es wird nach Beispiel 5 in PVP-Jod übergeführt. Dieses hat bei der Prüfung einen Jodverlust von 8 Gew.-%.

Mit dem nach der Erfindung erhaltenen PVP-Jod können für den Fachmann in an sich bekannter Weise mit den üblichen verwendeten pharmazeutisch-technischen Träger- und Verdünnungsmitteln sowie üblichen Hilfsstoffen die für den Endverbraucher bestimmten Präparate hergestellt werden. Dabei sind bevorzugte Zubereitungsformen wässrige Lösungen, die als zusätzliche Hilfsstoffe beispielsweise Tenside, Alkohol, Glycerin, Puffersubstanzen, wie Trinatriumphosphat oder Natriumbicarbonat, enthalten. Diese Zubereitungen können auch unter Zusatz von Wasserstoffperoxid hergestellt werden. Andere geeignete Zubereitungen sind Seifenlösungen, Shampoos, Puder, Gelee, Sprays.

Diese Zubereitungen finden beispielsweise Anwendung als Desinfektionsmittel im nicht pharmazeutischen Bereich und enthalten 0,1 bis 35 Gew.-% PVP-Jod.

Beispiel 12 PVP-Jod-Lösung

1 kg pulverförmiges PVP-Jod mit einem verfügbaren Jodgehalt von 10,5% werden in 5 Liter Wasser, dem vorher 60 g Trinatriumphosphat zugesetzt worden sind, gelöst. Anschliessend werden 20 ml Natriumlaurylsulfat zugegeben, und es wird auf ein Volumen von 10 Litern aufgefüllt.

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

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Die Lösung hat einen verfügbaren Jodgehalt von 1,0 Gew.-%.

Beispiel 13 PVP-Jod-Shampoo 5 kg pulverförmiges PVP-Jod mit einem Jodgehalt von

10,5 % werden in 25 Liter Wasser, dem vorher 1,0 kg Natri-umbicarbonat zugesetzt worden sind, gelöst. Man gibt 50 Liter Natriumlaurylsulfat zu und füllt mit Wasser auf ein Volumen von 100 Liter auf.

s Die Lösung hat einen verfügbaren Jodgehalt von 0,5 Gew.-%.

Claims (11)

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1. Verfahren zur Herstellung von Polyvinylpyrrolidon-Jod durch Umsetzung von Polyvinylpyrrolidon und Jod, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Polyvinylpyrrolidon durch Polymerisation von Vinylpyrrolidon in einem wasserfreien oder bis zu 10 Gew.-% wasserhaltigen organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Radikalbildners herstellt und das erhaltene Polyvinylpyrrolidon nach der Trocknung mit Jod bei Raumtemperaturen oder erhöhten Temperaturen bis zu 50°C mischt und die Mischung auf Temperaturen von 70 bis 100°C erhitzt.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Polymerisation in Benzol oder einem Alkyl-benzol durchführt.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Polymerisation in einem einwertigen aliphatischen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen durchführt.

4. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Polymerisation in Toluol durchführt.

5. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Polymerisation in Isopropanol durchführt.

6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Polymerisation in Gegenwart eines Schwermetalls der Ordnungszahl 23 bis 29 in Form einer Komplexverbindung oder eines Salzes einer organischen Säure als Co-Aktivator durchführt.

7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Polymerisation in Gegenwart von 0,01 bis 10 ppm, bezogen auf das Gewicht des Vinylpyrrolidons, Schwermetallverbindung als Co-Aktivator durchführt.

8. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als Co-Aktivator eine Kupferverbindung verwendet.

9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Polyvinylpyrrolidon nach Beendigung der Polymerisation durch Zugabe von Wasser und Abdestillieren des organischen Lösungsmittels in eine wässrige Lösung überführt, diese einer Behandlung mit Wasserdampf unterwirft, das erhaltene Produkt trocknet und mit Jod umsetzt.

10. Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Lösung des Polyvinylpyrrolidons mit 20 bis 200 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylpyrrolidons, Wasserdampf ausbläst.

11. Verwendung von nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1 hergestellten Polyvinylpyrrolidon-Jod als Desinfektionsmittel im nicht pharmazeutischen Bereich.