CZ281950B6

CZ281950B6 - Způsob výroby 3-isothiazolonu

Info

Publication number: CZ281950B6
Application number: CS9157A
Authority: CZ
Inventors: Ramesh Balubhai Petigara; Robert Alva Woodruff; Norman Andrew Leister; Barry Jack Pendell
Original assignee: Rohm And Haas Company
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1991-01-11
Publication date: 1997-04-16
Also published as: KR0158369B1; CS9100057A2; PL288668A1; EP0437354A1; DK0437354T3; BR9100084A; US5068344A; EP0437354B1; AU6925991A; JPH04305573A; CN1054977A; PL165202B1; CA2033590A1; IL96912A; ATE113042T1; ES2064896T3; MX24090A; ZA91264B; HUT57750A; IL96912A0

Abstract

Popisuje se způsob výroby 3-isothiazolonu uvedeného vzorce, kde Y je vybrán ze skupiny zahrnující alkyl nebo substituovaný alkyl s 1 až 10 atomy uhlíku, nesubstituovaný nebo halogenem substituovaný alkenyl nebo alkinyl s 2 až 10 atomy uhlíku, aralkyl nebo halogenem, nižším alkylem, nižším alkoxylem substituovaný aralkyl s až 10 atomy uhlíku, X je vodík nebo /C.sub.1.n.-C.sub.2.n./alkyl a X.sup.1 .n.je vodík, chlor nebo /C.sub.1.n.-C.sub.2.n./alkyl, zahrnující a/reakci bezvodého amoniaku se solí isothiazolonu uvedeného vzorce, kde Z je chlor, brom, síran nebo fluorsulfonan, m je 1 když Z je chlor, brom nebo fluorsulfonan a m je 2 když Z je síran a b/oddělení vzniklého /NH.sub.4.n./.sub.m.n.Z od vzniklé volné báze isothiazolonu. Přednostně je sůl isothiazolonu rozpuštěna nebo suspendována v organickém rozpouštědle, ve kterém je volná báze isothiazolonu v podstatě rozpustná a /NH.sub.4.n./.sub.m.n.Z v podstatě nerozpustný.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká výroby 3-isothiazolonů a zejména se týká způsobu přípravy 3-isothiazolonů, obsahujících málo nebo žádnou sůl /soliprosté/ a také málo nebo žádnou vodu /vodyprosté/.

Dosavadní stav techniky

3-Isothiazolony vzorce:

//

X—C---C

kde Y je alkyl nebo substituovaný alkyl s 1 až 10 atomy uhlíku, nesubstituovaný nebo halogenem substituovaný alkenyl nebo alkinyl se 2 až 10 atomy uhlíku, aralkyl, nebo halogenem, nižší alkylskupinou nebo nižší alkoxyskupinou substituovaný aralkyl s až 10 atomy uhlíku,

X je vodík nebo alkyl s 1 až 2 atomy uhlíku, a

X^I je vodík, chlor nebo alkyl s 1 až 2 atomy uhlíku, jsou uvedeny v patentech US 3 523 121 a 3 761 488.

Tyto 3-isothiazolony jsou dobře známy jako mikrobicidy a nacházejí využití v průmyslu a domácnosti. Protože 3-isothiazolony ve vodném roztoku jsou zpravidla labilní, jsou pro stabilizaci běžně přidávány divalentní kovové soli, jak je popsáno v patentech US 3 870 795 a 4 087 878.

V určitých aplikacích, např. konzervaci latexové emulze, vyvolávají tyto kovové stabilizační soli problémy, které mohou snížit funkci takových systémů.

Jiným problémem kovových stabilizačních solí je, že způsobují korozi systému. Například chloridy mají korozivní účinek na mnoho kovů a je třeba se ho, pokud možno, vyvarovat. Ve vodných systémech, kde jsou důležité nízké hladiny kationtů a aniontů je proto žádoucí eliminovat takové soli. Při stabilizaci výrobků z plastů mohou soli zhoršit optické vlastnosti a/nebo způsobit zvýšení pohlcování vody a zvýšený zákal.

V některých kosmetických prostředcích je také potřeba eliminovat anorganické soli, zejména dusičnany.

Isothiazolon-hydrochloridy /isothiazolon . HC1/ se vyrábějí podle obecně známých postupů pro výrobu isothiazolonu. Takový způsob výroby směsi 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 2methyl-3-isothiazolonu je popsán v patentech US 3 849 430 a EP-A 95 907. Isothiazolon . HC1 vzniká ve stupni chlorace cyklizace tohoto procesu, během něhož se cyklizují buď di- /nebo tri/ thiodiamid nebo merkaptoamid:

- 1 CZ 281950 B6

X¹ O l JI

Sa-V CHCHCNHY /, I x

X¹ o nebo HsAh-CH-CNHY + Cl₂ / 3-6 mol/ I x

+ další isothiazolony + další amidy jako nečistoty

Chlorační kaše se pak filtruje a filtrační koláč isothiazolonhydrochloridu se promvje a suspenduje nebo rozpustí ve stejném nebo jiném rozpouštědle. Do vodných systémů se pak přidá neutralizační činidlo, jako oxid hořečnatý nebo oxid vápenatý, a získá se volná báze isothiazolonu a příslušný chlorid:

neutralizační činidlo + rozpouštědlo

+ chloridová sůl

V patentu US 4 824 957 byly navrženy určité organické aminy jako neutralizační činidla v nevodných organických prostředcích. Takové organické aminy produkují hydrohalogenidy organických aminů jako vedlejší produkt neutralizace solí. U mnoha organických aminů je požadovaná neutralizace obtížně stanovitelná a konec neutralizace nemůže být tudíž přesně řízen. Jakýkoliv přebytek organického aminu zůstává v organickém rozpouštědle volné báze isothiazolonu po neutralizaci a znečišťuje finální roztok produktu a kromě toho může také chemicky reagovat s volnou bází isothiazolonu za vzniku dalších vedlejších produktů. Kromě toho tyto zbytkové aminy mohou též působit jako zdroj znečišťujících nitrosaminů, když volná báze isothiazolonu byla připravena ve vodných roztocích, stabilizovaných solemi dusičnanů.

Volná báze isothiazolonu a hydrochlorid aminu /amin . HCI/, které vznikají neutralizační reakcí, se oddělí filtrací pevné soli z roztoku volné báze isothiazolonu. I když jsou hydrochloridy aminů omezeně rozpustné ve většině rozpouštědel, přesto konečný isothiazolonový produkt nemůže být zcela prostý soli.

Žádný z předešlých způsobů není schopný připravit isothiazolon v podstatě čistý, prostý soli a prostý vody.

Podstata vynálezu

Předmětem předloženého vynálezu je způsob výroby isothiazolonu vysoké čistoty ve vysokém výtěžku, který je v podstatě prostý soli a prostý vody.

-2CZ 281950 B6

Těchto cílů a jiných, které se ozřejmí z následujícího popisu, bylo dosaženo předloženým vynálezem, který umožňuje přípravu 3-isothiazolonu vzorce I

(I) kde Y je (C|-C₁₀)alkyl, (Ci-C₁₀)halogenalkyl, (Ci-C₁₀)alkyl, substituovaný (C|-C₄)alkoxyskupinou, nesubstituovaný nebo halogenem substituovaný (C₂-Cio)alkenyl nebo (Ci-Ciojalkinyl, nebo (C₇-Cio)arylkyl, nebo halogenem, (C|-C₄)alkylovou nebo (C|-C₄)alkoxyskupinou substituovaný (C--Cio)aralkyl,

X je vodík nebo (CrCJalkyl a

X^I je vodík, chlor nebo (C i-C₂)alky 1, spočívající v a/ reakci bezvodého amoniaku se solí isothiazolonu obecného vzorce II

(Π) kde Z je chlor, brom, síran, nebo fluorsulfonát a Y, X a X' mají uvedený význam m je 1, když Z je chlor, brom nebo fluorsulfonát, a m je 2, když Z je síran, a b/ oddělení vzniklého /NHi/mZ od volné báze isothiazolonu.

Y výhodně znamená methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, hexyl, oktyl, hydroxymethyl, chlormethyl, chlorpropyl, benzyl, 4-methoxybenzyl, 4-chlorbenzyl, fenethyl, 2-/4chlorfenyl/ethyl, 4-fenylbutyl apod.

Z výhodně znamená chlor, brom a zejména přednostně chlor.

Výrazem nižší alkyl, nižší alkoxy apod. jsou míněny alkyl nebo alkoxyzbytky, obsahující asi 1 až 2 atomy uhlíku.

Použití organického rozpouštědla k rozpouštění nebo suspendování soli není nutné, ale je výhodné.

Způsob podle vynálezu spočívá v reakci soli isothiazolonu, nebo jejího roztoku nebo suspenze v organickém rozpouštědle s bezvodým amoniakem v množství, postačujícím k neutralizaci H_mZ,

-3CZ 281950 B6 za vzniku volné báze isothiazolonu a nerozpustné soli /NHVmZ a oddělení soli /NHVmZ ze směsi. Volí se taková organická rozpouštědla, v nichž volná báze isothiazolonu je v podstatě rozpustná a sůl /NHí/mZ je v nich v podstatě nerozpustná. Výrazem v podstatě rozpustný se rozumí, že volná báze isothiazolonu je dostatečně rozpustná v rozpouštědle když > 95 % hmotn. volné báze isothiazolonu je přístupno regeneraci po oddělení soli /NHj/mZ. Výrazem v podstatě nerozpustný se rozumí, že sůl /ΝΗφζ,Υ je dostatečně nerozpustná v rozpouštědle nebo ve směsi rozpouštědel, když < 0,5 % hmotn. soli /NHVmZ je obsaženo v izolované volné bázi isothiazolonu, a přednostně < 0,1 % hmotn.

Přednostně je vybrané rozpouštědlo použito také jako rozpouštědlo v předcházejícím stupni halogenace/cyklizace výroby soli isothiazolonu. Použitelná rozpouštědla pro neutralizaci zahrnují alkoholy, glykoly, glykolethery, aromatické uhlovodíky, chlorované aromatické uhlovodíky, alifatické uhlovodíky, chlorované alifatické uhlovodíky a estery kyseliny octové. Přednost mají estery kyseliny octové, zejména ethyl- a butylacetát.

Organická rozpouštědla pro rozpouštění nebo suspendování soli jsou přednostně vybrána ze skupiny, zahrnující C1.5 alkylalkohol, C₂_s alkylenglykol, C₃.₁₀ alkylenglykolether, C₆ aromatické uhlovodíky, aromatické uhlovodíky, substituované C|.₂ alkylem, chlorsubstituované C₆aromatické uhlovodíky, aromatické uhlovodíky, substituované chlorsubstituovaným C,.₂ alkylem, C₆.₈ alkeny, chlorem substituované Ci_₃ alkany a C_M alkylestery kyseliny octové.

Zvlášť výhodná skupina rozpouštědel je vybrána ze skupiny, zahrnující ethylenglykol, propylenglykol, 1,3-butandiol, dipropylenglykol, ethylenglykolbutylether, toluen, monochlorbenzen. heptan, dichlormethan, 1,2-dichlorethan, ethylacetát a butylacetát.

Během neutralizace by množství přiváděného amoniaku k roztoku nebo suspenzi soli isothiazolonu mělo být menší nebo právě rovno stechiometrickému množství, nutnému k neutralizaci soli. Přebytkem amoniaku by se mělo zabránit reakci s volnou bází isothiazolonu, způsobující nižší výtěžek, tvorbou vedlejších produktů se snižuje čistota a zvyšuje zabarvení. Zjistili jsme, že jsme schopni zabránit přebytku amoniaku sledováním amoniaku v prostoru par nad roztokem neutralizované soli isothiazolonu. Upřednostňujeme použití čidla plynného amoniaku nebo vlhký lakmusový papírek k přesnému řízení množství amoniaku, potřebného k neutralizaci tak, že malý nebo žádný přebytek se shromažďuje v roztoku volné báze isothiazolonu tehdy, když veškerý H_mZ byl zneutralizován.

Rozpouštědla, která mohou být užita ve stupni neutralizace isothiazolonu. H_mZ, ale ne v předchozím stupni halogenace/cyklizace, jsou alkoholy, např. methanol, glykoly, např. ethylenglykol, 1,3-butandiol, dipropylenglykol a propylenglykol, a glykolethery, např. methyl- a butylether ethylenglykolu a diethylenglykolu. Finální volná báze isothiazolonu může být vyráběna v těchto rozpouštědlech, čímž se eliminuje nutnost zařazení stupně pro odstranění rozpouštědla /vakuovým stripováním nebo destilací/ po neutralizaci. Tato rozpouštědla mohou být použita také v kombinaci, tj. ve směsích s rozpouštědly, použitými ve stupni halogenace/cyklizace. V závislosti na alkoholu, glykolu nebo glykoletheru, vybranému pro neutralizaci, mohou být v roztocích meziproduktů volné báze isothiazolonu zjištěny větší koncentrace soli /NHVmZ, než bylo žádáno. Koncentrace těchto solí /NH₄/_mZ může být snížena na přijatelnou úroveň přípravou konečné volné báze isothiazolonu ve vybraných rozpouštědlech, např. dipropylenglykolu, po které následuje filtrace.

Jiné soli silných kyselin, jako /isothiazolon/₂ . /H₂SO₄/ nebo /isothiazolon/ . HFSO₃, mohou být neutralizovány bezvodým amoniakem za vzniku volné báze isothiazolonu a nerozpustného síranu amonného nebo fluorsulfonátu amonného.

Kromě použití způsobu podle tohoto vynálezu k získání vysoce čistých, soliprostých a vodyprostých forem isothiazolonů a směsí isothiazolonů, může být vynález použit k získání

-4CZ 281950 B6 různých poměrů dvou nebo více isothiazolonů, původně přítomných v směsi solí isothiazolonu. Například směs 3 : 1 /5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 2-methyI-3-isothiazolonu/_m . H_mZ může být jen částečně neutralizována amoniakem, po které následuje izolace volné báze isothiazolonu [po filtraci zbylého I a solí /NHVmZJ. Volná báze isothiazolonu, získaná tímto způsobem, bude 5 obohacena v 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu oproti 2-methyl-3-isothiazolonu v závislosti na bazicitě volné báze isothiazolonů. Tento obohacovací postup může být proveden způsobem podle vynálezu kdykoliv, když existuje rozdíl v bazicitách isothiazolonů v původní směsi solí, určených k neutralizaci. Způsob podle vynálezu lze skutečně použít k izolaci vysoce obohacené směsi 5-chlor-2-methyl-isothiazolonu ze směsi 5-chlor-2-methyl-isothiazolonu a 2-methyl-310 isothiazolonu. Zbývající sůl isothiazolonu může být poté spojena s dalším přídavkem amoniaku pro uvolnění volné báze isothiazolonu, a tím izolaci vysoce obohacené směsi 2-methyl-3isothiazolonu.

Jak je patrno z předešlého popisu a následujících příkladů, způsob podle vynálezu umožňuje 15 vysoce výhodný způsob přípravy volné báze isothiazolonu. která je v základní podobě prostá vody a soli. Výhodné isothiazolony obsahují méně než asi 0,1 % hmotn. vody a méně než asi 0,1 % hmotn./NHýmZ, vztaženo k hmotnosti isothiazolonu.

Následující příklady ukazují způsob podle vynálezu a mají pouze ilustrativní charakter.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Příprava směsi 5-chlor-2 methyl-3-isothiazolonu a 2-methyl-3-isothiazolonu /3 : 1/

Příklad dokládá užití ethylacetátu jako organického rozpouštědla jak pro chloraci/cyklizaci, tak pro neutralizaci, a bezvodého amoniaku jako neutralizačního činidla. Chlorace/cyklizace se 30 provádí podle způsobu v US-A-3 849 430 a EP-A-95 907. Stejné rozpouštědlo je užito jak pro chloraci/cyklizaci, tak pro neutralizaci.

Stupeň 1: Chlorace N-methyl-3-merkaptopropionamidu/MMPA/

Byl použit 1 1 duplikátor se spodním odtahem, opatřený vrchním míchadlem, teploměrem, přívodem chloru, přívodem 28% roztoku MMPA v ethylacetátu, a chladič, připojený k louhové pračce. Do tohoto kotle byl dávkován ethylacetát. K ethylacetátu byl dodávkován chlor a 28% roztok MMPA v průběhu 1-3 hodin za míchání a sledování teploty. Výsledná chlorační suspenze solí isothiazolon . HC1 byla zfiltrována a izolován koláč isothiazolon . HC1. Koláč isothiazolon .

HCI byl důkladně promyt ethylacetátem a byla získána vysoce čistá směs solí isothiazolon . HC1 /analýzou HPLC a HCI 99,9 %, 73,5 % 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 26,5 % 2-methyl-3isothiazolonu, poměr 2,8 : 1/.

Stupeň 2: Neutralizace soli isothiazolon . HCI

Směs solí isothiazolon . HCI byla rozmíchána v čerstvém ethylacetátu /25 % tuhých látek/ a k suspenzi byl přiváděn pozvolna bezvodý amoniak při teplotě 10 až 22 °C, dokud nebyl volný amoniak zjistitelný v hlavě zásobníku čidlem plynného amoniaku. Směs soli isothiazolon . HCI pohltila 22,3 g amoniaku před tím, než byl detekován volný amoniak v plynu hlavy reakční 50 nádoby. Vzniklá suspenze chloridu amonného v roztoku volné báze isothiazolonu byla zfiltrována vakuovou Bůchnerovou nálevkou a filtrační koláč byl promyt čerstvým ethylacetátem.

-5CZ 281950 B6

Stupeň 3: Odstranění rozpouštědla

Filtrát a promývací ethylacetát byly spojeny a oddestilovány za sníženého tlaku /40 °C, 2,666 kPa až 0,266 kPa, 50 °C/. Bylo získáno 176,8 g vysoce čisté volné báze isothiazolonu, 76,4 % 5chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 23,4 % 2-methyl-3-isothiazolonu /poměr 3,3 : 1/, 99,8ti %ní čistoty /< 0,1 % NHiCl/. Celkový výtěžek byl 84,2 mol %, vztaženo na výchozí MMPA.

Stupeň 4: Příprava 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu v dipropylenglykolu /DPG/

Shora uvedeným způsobem získaná vysoce čistá směs volné báze isothiazolonu byla rozpuštěna v příslušném množství DPG, poskytla 5 % isothiazolonu /aktivní látky/ v DPG roztoku.

Prostředek, obsahující 5 % aktivní složky, byl pak přidán do nestálé latexové emulze v množství 30 - 100 ppm /aktivní složka/, zajistil vynikající ochranu proti biologickému znečištění bez toho, že by způsoboval nějaké gelové útvary v latexu.

Příklad 2

Příprava směsi 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 2-methyl-3-isothiazolonu v poměru 3 : 97

Způsobem obdobným stupni 1 příkladu 1 byla získána sůl isothiazolon . HCl o čistotě 98,2 % a 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolon a 2-methyi-3-isothiazolon v poměru 2 : 98.

Následujícím postupem podle stupně 2 příkladu 1 byla sůl isothiazolon . HCl neutralizována amoniakem a výsledná volná báze isothiazolonu byla získána v 98,2ti %ní čistotě, /5-chlor-2methyl-3-isothiazolon a 2-methyl-3-isothiazolon v poměru 3 : 97, < 0,1 NH4CI/ a celkový molámí výtěžek 86,4 %.

Příklad 3

Příprava směsi 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 2-methyl-3-isothiazolonu v poměru 92 : 8

Stupeň 1: Chlorace MMPA

Podle postupu stupně 1 příkladu 1 byla obdobně získána sůl isothiazolon . HCl o čistotě 99,9 /91 % 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 9 % 2-methyl-3-isothiazolonu, poměr 10,1 : 1 /podle HPLC a HCl analýz.

Stupeň 2: Neutralizace soli isothiazolon . HCl

Tento stupeň byl opakováním stupně 2 příkladu 1, bylo získáno 181 g volné báze isothiazolonu /99,5 %, < 0,1 % NH4CI/, v poměru 92 % 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 8 % 2-methyl-3isothiazolonu /11,4 : 1/. Celkový výtěžek isothiazolonu, vztaženo na výchozí MMPA, byl 82 mol %.

Příklad 4

Příprava směsí 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 2-methyl-3-isothiazolonu s toluenem jako rozpouštědlem

Stupeň 1 příkladu 1 byl opakován až na to, že ethylacetát byl nahrazen toluenem. Byl získán

-6CZ 281950 B6 isothiazolon . HC1 o čistotě pouze 89 % /5-chlor-2-methyl-3-isothiazolon a 2-methyl-3isothiazolon v poměru 3,7 : 1/.

V následujícím postupu podle stupně 2 příkladu 1 byla neutralizována sůl isothiazolon . HC1 amoniakem za vzniku volné báze isothiazolonu o čistotě 88 % /< 0,1 NH4CI/, a 5-chlor-2-methyl3-isothiazolon a 2-methyI-3-isothiazolon v poměru 4,4 : 1.

Příklad 5

Příprava směsí 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 2-methyl-3-isothiazolonu za použití butylacetátu jako rozpouštědla /BuOAc/

Stupeň 1 příkladu 1 byl opakován až na to, že ethylacetát byl nahrazen BuOAc. Byl získán isothiazolon . HC1 o čistotě 99 % /5-chlor-2-methyl-3-isothiazolon a 2-methyl-3-isothiazolon v poměru 3.9 : 1/.

V následujícím postupu podle stupně 2 příkladu 1 byla sůl isothiazolon . HC1 neutralizována amoniakem za vzniku volné báze isothiazolonu o > 99 % čistotě, a 5-chlor-2-methyl-3isothiazolon a 2-methyl-3-isothiazolon v poměru 4,7 : 1 /< 0,5 % NH₄CI/.

Příklad 6

Příprava směsi 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 2-methyl-3-isothiazolonu v poměru 4 : 1

Tento příklad dokládá způsob podle vynálezu, užívající ethylacetát jako rozpouštědlo, ve kterém se provádí jen stupeň chlorace/cyklizace, a ve kterém neutralizační stupeň, užívající bezvodý amoniak, byl prováděn ve směsi glykolu a ethylacetátu jako korozpouštědlech.

Byl získán isothiazolon . HC1 o čistotě 98,3 %, a 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolon a 2-methyl-3isothiazolon v poměru 4:1.

Stupeň 2: Neutralizace soli isothiazolon . HC1

Vlhký koláč isothiazolon . HC1 /68,4 g/ byl rozmíchán ve 126,6 g ethylacetátu a 85,8 g dipropylenglykolu /DPG/. Míchaná suspenze pak byla neutralizována proháněním plynného amoniaku směsí až do chvíle, kdy byl volný amoniak detekován v hlavě reakčního prostoru /na neutralizaci bylo spotřebováno 5,5 g amoniaku/. Vyrobená suspenze volné báze isothiazolonu a chloridu amonného byla pak zfíltrována a důkladně promyta čerstvým ethylacetátem.

Stupeň 3: Odstranění rozpouštědla

Filtrát a promývací ethylacetát byly spojeny a k nim bylo přidáno 12,1 g triethylorthoformiátu jako stabilizátoru. Ethylacetát byl pak oddestilován z této směsi při 50 °C /2,666 až 0,6665 kPa/ a bylo získáno 132,3 g DPG kapalné směsi, obsahující 26,4 % 5-chlor 2-methyl-3-isothiazolonu, 6,6 % 2-methyl-3-isothiazolonu /poměr 4 : 1/, < 0,5 % NH4CI.

Stupeň 4: Příprava 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 2-methyl-3-isothiazolonu v DPG

Shora získaný roztok byl dále zředěn přidáním 150,5 g DPG a zfiltrováním poskytl 15,2 % 5chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 2-methyl-3-isothiazolonu v DPG jako konečný produkt.

-7CZ 281950 B6

Příklad 7

Příprava 2-oktyl-3-isothiazolonu

Tento příklad dokládá způsob podle vynálezu, užívající butylacetát jako rozpouštědlo, ve kterém se provádí jak chlorace/cyklizace, tak také neutralizace, a jako neutralizační činidlo se užívá bezvodý amoniak.

Stupeň 1: Chlorace N-oktyl-3-merkaptopropionamidu /OMPA/

1 duplikátor se spodním odtahem byl opatřen vrchním míchadlem, teploměrem, přívodem chloru, přívodem 28% roztoku OMPA v butylacetátu a chladičem, připojeným k louhové pračce. Do tohoto kotle byl dávkován butylacetát. K butylacetátu byl dodávkován chlor a 28% roztok OMPA v průběhu 1 až 2 hodin za dobrého míchání a sledování teploty. Výsledná chlorační suspenze 2-okty 1-3-isothiazolon . HC1 byla zfiltrována k oddělení koláče 2-okty 1-3-isothiazoIonu . HC1. Filtrační koláč 2-oktyl-3-isothiazolonu byl dokonale promyt butylacetátem a byla získána vysoce čistá sůl 2-okty 1-3-isothiazoion . HCI. Alikvotní podíl 2-oktyl-3-isothiazolonu . HC1 byl vysušen a analyzován GC /plynovou chromatografií/ 2-oktyl-3-isothiazolon, a potencimetrickou titrací HCI, a výsledek byl 85,3 % a 14,5 %, z toho plyne celková čistota 99,8 %.

Stupeň 2: Neutralizace soli 2-oktyl-3-isothiazolonu

Sůl 2-oktyl-3-isothiazolon . HCI byla rozmíchána v čerstvém butylacetátu /25 % pevné látky/ a bezvodý amoniak byl pozvolna přiváděn k suspenzi /udržuje se teplota 10 až 22 °C/ až dotud, než byl volný amoniak zjistitelný v hlavě prostoru zásobníku bud’ vlhkým lakmusovým indikátorovým papírkem, nebo čidlem plynného amoniaku. Výsledná suspenze volné báze 2oktyl-3-isothiazolonu a chloridu amonného byla pak zfiltrována vakuovou Bůchnerovou nálevkou a filtrační koláč byl dokonale promyt čerstvým butylacetátem.

Stupeň 3: Odstranění rozpouštědla

Filtrát a promývací butylacetát byly spojeny a oddestilovány za sníženého tlaku, získala se vysoce čistá / > 99 %/ volná báze 2-oktyl-3-isothiazolonu, < 0,5 % NH4CI.

Stupeň 4: Příprava 2-oktyl-3-isothiazolonu v propylenglykolu

2-oktyl-3-isothiazolon /266 g/ byl rozpuštěn v 1,2-propylenglykolu /312 g/ na 46ti %ní roztok aktivní látky. Tento přípravek může být přidán ke komerční akrylové latexové barvě tak, že barva bude vykazovat dobrou skladovací stabilitu vůči možnému bakteriálnímu napadení a bude vykazovat vynikající odolnost vůči plísni při použití na venkovních plochách.

Příklad 8

Částečná neutralizace směsi soli isothiazolon . HCI amoniakem

Tento příklad popisuje způsob získání směsi dvou isothiazolonů v jiných poměrech, než byly v původní směsi isothiazolon . HCI.

g směsi 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolon . HCI a 2-methyl-3 isothiazolon . HCI /v poměru 75,4 : 24,6/ ve 400 g ethylacetátu bylo částečně neutralizováno při 10 °C, za použití 95 % teoretického množství amoniaku /6,2 g/, potřebného k plné neutralizaci 5-chlor-2 methyl-3isothiazolonu . HCI. Vzniklá suspenze, obsahující chlorid amonný a směs solí isothiazolon . HCI

-8CZ 281950 B6 jako pevné látky a volnou bázi isothiazolonu v roztoku, byla zfiltrována vakuovou Buchnerovou nálevkou a filtrační koláč byl promyt ethylacetátem.

Spojené filtráty byly oddestilovány za vakua /50 °C, 2,666 kPa/ a získalo se 55,3 g volné báze, obsahující v podstatě 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolon /96,1 %/ jen s malým množstvím 2methyl-3-isothiazolonu/1,1 %/.

Shora uvedeným způsobem získaný vlhký koláč NHjCl/směs solí isothiazolon . HC1 byl rozmíchán ve 275 g ethylacetátu a úplně neutralizován. Adsorbovalo se 2,8 g NH₃ drive než byl NH₃ detekován v hlavě reakční nádoby. Vzniklá suspenze byla zfiltrována a promyta vakuovou Buchnerovou nálevkou. Filtrát oddestilováním ve vakuu při 50 °C/2,666 kPa poskytl 23,9 g směsi volné báze, obsahující 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolon a 2-methyl-3-isothiazolon v poměru 25 : 75.

Srovnávací příklady

Příklady 9 a 10

Příklady 9 a 10 ilustrují použití způsobů známých ze stavu techniky s triethylaminem /TEA/ a pyridinem /PYR/ jako neutralizačními činidly. Při použití těchto organických aminů byla čistota konečného produktu nižší; ve srovnání s < 0,5ti %ní nečistotou chloridu amonného v příkladech 1 až 7, činí nečistota, způsobená solí amin . HCI /TEA . HC1 nebo PYR . HC1/ 2 nebo více %.

Příklad 9 /srovnávací/

Příprava směsi 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 2-methyl-3-isothiazolonu v poměru 4:1, užívající triethylamin /TEA/

Vzorek vlhkého koláče isothiazolon . HCI /83,2 g/, získaného postupem podle stupně 1 příkladu 6, byl rozmíchán ve 383,5 g ethylacetátu a k míchané suspenzi vlhkého koláče isothiazolon . HCI bylo přikapáno 43 g TEA, teplota se udržovala na 8-12 °C. V závěru neutralizace se teplota vzniklé suspenze nechala vystoupit na 23 °C, načež se zfiltrovala Buchnerovou nálevkou. Tuhý TEA . HCI byl promyt 300 g ethylacetátu. Filtrát a promývací vody byly spojeny a rozpouštědlo bylo oddestilováno při 50 °C a 2,666 až 0,6665 kPa, bylo získáno 57,0 g volné báze isothiazolonu, obsahující 78,3 % 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 19,8 % 2-methyl-3isothiazolonu a 2 % TEA . HCI.

Příklad 10/srovnávací/

Příprava směsi 5-chlor-2-methyl-3-isothiazolonu a 2-methyl-3-isothiazolonu v poměru 4 : 1, užívající pyridin /PYR/

Vzorek vlhkého koláče isothiazolon . HCI /74,4 g/, získaného podle stupně 1 příkladu 6, byl rozmíchán ve 410 g ethylacetátu, a 29,3 g pyridinu /PYR/ bylo přikapáno k míchané suspenzi vlhkého koláče isothiazolon . HCI při udržování teploty na 10 °C. Ke konci neutralizace se teplota vzniklé suspenze nechala vystoupit na 25 °C a byla rozdělena na dva stejné díly. Jeden díl suspenze /246 g/ byl pak zfiltrován Buchnerovou nálevkou. Pevný PYR . HCI byl promyt 250 g ethylacetátu. Filtrát a promývací vody byly spojeny a rozpouštědlo oddestilováno při 50 °C a 2,666 až 0,6665 kPa, bylo získáno 26,2 g volné báze isothiazolonu, obsahující 77,6 % 5-chlor-2 methyl-3-isothiazolonu, 19,4 % 2-methyl-3-isothiazolonu a 2,5 % PYR . HCI. Druhý díl suspenze /244 g/ byl pak upraven přídavkem 4,4 g PYR a pak zfiltrován Buchnerovou nálevkou.

-9CZ 281950 B6

Pevný PYR . HC1 byl promyt 250 g ethylacetátu. Filtrát a promývací vody byly spojeny a rozpouštědlo oddestilováno při 50 °C a 2,666 až 0,6665 kPa, bylo získáno 25,0 g volné báze isothiazolonu, obsahující 74,3 % 5-chlor 2-methyl-3-isothiazolonu, 20,0 % 2-methyl-3isothiazolonu a 4,4 % PYR . HCI.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby 3-isothiazolonu obecného vzorce I,

X .o ^xc— h \

C ^Y (I) kde Y je (Ci-Cjo)alkyl, (C_rCio)halogenalkyl, (C[-C|₀)alkyl substituovaný (C|-C₄)alkoxyskupinou, nesubstituovaný nebo halogenem substituovaný (C₂-C₁₀)alkenyl nebo (CS-Ctojalkinyl, nebo (C7-C₁₀)aralkyl. nebo halogenem, (Q-C^alkylovou nebo (C|-C₄)alkoxyskupinou substiuovaný (C7-Cio)aralkyl,

X je vodík nebo (Ci-C₂)alkyl, a

X^I je vodík, chlor nebo (Ci-C₂)alkyl, vyznačující se tím, že

a) bezvodý amoniak se nechá reagovat se solí isothiazolonu obecného vzorce II (Π) kde Y, X, X¹ mají výše uvedený význam,

Z je chlor, brom, síran nebo fluorosulfonan, přednostně chlor nebo brom, m je 1, když Z je chlor, brom nebo fluorsulfonan, a m je 2, když Z je síran,

b) vzniklý (NH₄)_mZ se oddělí od vzniklé volné báze isothiazolonu.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že sůl isothiazolonu je rozpuštěna nebo suspendována v organickém rozpouštědle, přičemž rozpouštědlo je vybráno tak, že (NH₄)_mZ je v něm v podstatě nerozpustný a volná báze isothiazolonu je v něm v podstatě rozpustná, přičemž v podstatě nerozpustný znamená, že sůl (ΝΗβη,Ζ je dostatečně nerozpustná,

-10CZ 281950 B6 když < 0,5 % hmotn. soli (NH₄)_mZ je obsaženo v izolované volné bázi isothiazolonu, s výhodou <0,1% hmotn., a v podstatě rozpustný znamená, že volná báze isothiazolonu je dostatečně rozpustná, když 95 % hmotn. volné báze isothiazolonu je regenerací přístupno po oddělení soli (NH^Z.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že jako rozpouštědlo se užívá alkohol, glykol, glykolether, ester kyseliny octové, alifatický uhlovodík, chlorovaný alifatický uhlovodík, aromatický uhlovodík nebo chlorované aromatické uhlovodíkové rozpouštědlo, s výhodou (CrC₅)alkylalkohol, (C₂-C₈)alkylenglykol, (C3-C_to)alkylenglykolether, (C₆)aromatický uhlovodík, (Ci-C₂)alkylem substituovaný aromatický uhlovodík, chlorem substituovaný (Cójaromatický uhlovodík, chlor(C|-C₂)alkylem substituovaný aromatický uhlovodík, (Có-Cs)alkan, chlorem substituovaný(C₁-C₃)alkan, (C_rC₄)alkylester kyseliny octové, a nejvýhodněji ethylenglykol, propylenglykol, 1,3-butandiol, dipropylenglykol, ethylenglykolbutylether, toluen, monochlorbenzen, heptan, dichlormethan, 1,2-dichlorethan, ethylacetát nebo butylacetát.
4. Způsob podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že v prostoru nad roztokem nebo suspenzí soli isothiazolonu se sleduje přidání postačujícího množství amoniaku.
5. Způsob podle některého z předcházejících nároků laž4, vyznačující se tím, že se amoniak přidává v množství, postačujícím k neutralizaci soli, s výhodou bez přidávání nadbytečného amoniaku nad množství, které je nezbytně nutné pro neutralizaci soli.
6. Způsob podle některého z nároků 2až4, vyznačující se tím, že se zmíněnou solí reaguje méně než stechiometrické množství amoniaku, takže neúplně neutralizuje sůl a vznikající volná báze isothiazolonu se odstraní před přidáním dalšího amoniaku k neutralizaci zbývající soli.
7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že se jako výchozí látka použije isothiazolon obecného vzorce II, kde Y je (Ci-C₈)alkyl, s výhodou methyl nebo n-oktyl,

X je vodík, a

X^I je vodík nebo chlor,

Z je chlor, brom, síran nebo fluorosulfonan, výhodně chlor nebo brom, m je 1, když Z je chlor, brom nebo fluorsulfonan, a m je 2, když Z je síran,

b) vzniklý (NH₄)_mZ se oddělí od vzniklé volné báze isothiazolonu.
8. Způsob podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se jako výchozí látka použije směs, obsahující isothiazolon obecného vzorce Π, kde Y je methyl,

X je vodík,

X^I je vodík,

Z je chlor, brom, síran nebo fluorosulfonan, přednostně chlor nebo brom, m je 1, když Z je chlor, brom nebo fluorsulfonan, a

- 11 CZ 281950 B6 m je 2, když Z je síran, a isothiazolon obecného vzorce Π, kde Y je methyl,

X je vodík,

X* je chlor,

Z je chlor, brom, síran nebo fluorosulfonan, přednostně chlor nebo brom, m je 1, když Z je chlor, brom nebo fluorsulfonan, a m je 2, když Z je síran

b) vzniklý (NHijmZ se oddělí od vzniklé volné báze isothiazolonu, kterou je směs 5-chlor-2methyl-3-isothiazolonu a 2-methyl-3-isothiazolonu v poměru 92 : 8 až 3 : 97.
9. Způsob podle nároků laž8, vyznačující se tím, že

a) bezvodý amoniak se nechá reagovat se solí isothiazolonu obecného vzorce Π kde Y, X, X¹, Z a m jsou uvedeny výše,

b) vzniklý (ΝΗ^Ζ se oddělí od vzniklé volné báze isothiazolonu, která obsahuje méně než

0,5 % hmotn., s výhodou méně než 0,1 % hmotn. (NHOmZ, vztaženo na hmotnost isothiazolonu.
10. Způsob podle nároků laž8, vyznačující se tím, že

a) bezvodý amoniak se nechá reagovat se solí isothiazolonu obecného vzorce II kde Y, X, X¹, Z a m jsou uvedeny výše,

b) vzniklý (NH₄)_mZ se oddělí od vzniklé volné báze isothiazolonu, která obsahuje méně než 0,1 % hmotn. vody, vztaženo na hmotnost isothiazolonu.

Konec dokumentu