DE19652531A1

DE19652531A1 - Verfahren zur Herstellung eines 3-Isothiazolongemisches und eine das Gemisch enthaltende Zusammensetzung

Info

Publication number: DE19652531A1
Application number: DE19652531A
Authority: DE
Inventors: Jin-Man Kim; Jin-Soo Lim; Seung-Hwan Kim; Soon-Jong Hahn
Original assignee: Sunkyung Industries Ltd
Current assignee: SK Discovery Co Ltd
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1997-06-26
Anticipated expiration: 2016-12-18
Also published as: JPH09309807A; JP3022365B2; GB9621610D0; GB2308364A; DE19652531C2; GB2308364B; KR970042527A; KR100212963B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel lung eines 3-Isothiazolongemisches, das frei von 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on-Verunreinigungen ist, und stabili sierte Isothiazolonzusammensetzungen, die das Gemisch enthal ten.

Viele 3-Isothiazolone sind biologisch wirksame antimikrobielle Mittel, die gegenüber vielen Mikroben, wie Pilzen, Bakterien, Algen usw., biozid wirksam sind. Insbesondere ist ein Gemisch von 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (I) und 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (II) als ein wirksames Biozid bekannt, das eine hervorragende Stabilität und auch eine langanhaltende Wirkung aufweist und in verschiedenen Produk ten, wie Farben, Kosmetika, grenzflächenaktiven Mitteln, Agro chemikalien, Nahrungsmittelzusätzen usw., kommerziell verwendet wird.

Die Isothiazolonverbindungen weisen wegen eines synergistischen Effekts eine starke Wirkung auf, wenn sie in Form eines Gemi sches verwendet werden. Die Wirksamkeit des Gemisches hängt von dem Mischungsverhältnis ab, und es ist bekannt, daß sie maxi miert wird, wenn der Gehalt der Verbindung (II) höher ist, als der der Verbindung (I). Es sind daher viele Anstrengungen un ternommen worden, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines wirksamen Gemisches der Verbindungen (I) und (II) herzu stellen. Die meisten älteren Verfahren betreffen eine wirksame Kontrolle oder Entfernung von Nitrosamin-Vorstufen, die während der Herstellung eines Gemisches der Verbindungen (I) und (II) unter Verwendung einer Disulfidverbindung als Ausgangsmaterial produziert werden.

Ein nach einem herkömmlichen Verfahren hergestelltes Gemisch der Verbindungen (I) und (II) enthält jedoch 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (III) als eine inaktive Komponente:

Das nachstehend gezeigte Reaktionsschema 1 stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches der Verbindungen (I) und (II) unter Verwendung einer Disulfidverbindung als Ausgangsmaterial dar, wie z. B. in dem EP-Patent Nr. 95 907 offenbart:

Reaktionsschema 1

Im Reaktionsschema 1 wird eine Disulfidverbindung der Formel (C) mit Methylamin der Formel (D) amidiert, wodurch N,N′-Di-methyl-3,3′-dithiodipropionamid der Formel (A-2) erhalten wird, das dann einer Chlorierungs-/Cyclisierungsreaktion unter Ver wendung eines Halogenierungsmittels, z. B. von Chlor, unterzogen wird, um das gewünschte Gemisch der Verbindungen (I) und (II) zu erhalten.

Durch die im Reaktionsschema 1 gezeigte Reaktionssequenz wird jedoch eine erhebliche Menge der Verbindung der Formel (III) erzeugt, die ein wohlbekanntes die Haut stark reizendes Mittel ist. Durch Tierversuche ist außerdem gezeigt worden, daß die der Dichlorverbindung der Formel (III) ausgesetzte Haut sensi bilisiert wird, d. h., daß die ausgesetzte Haut durch die Wir kung der 5-Chlorverbindung der Formel (II) weiter irritiert wird (siehe Bruze et al., Dermatosen 5, 165-168 (1987)).

In dem US-Patent Nr. 5 068 338 wird N-Methyl-3-(N-methyl-amino)aminopropionamid der Formel (F) als eine der Verunreini gungen beschrieben, die gemäß Reaktionsschema 2 bei der Her stellung des Gemisches der Verbindungen (I) und (II) herge stellt wird:

Reaktionsschema 2

In diesem Schema geht N-Methylacrylamid der Formel (E), das durch die Zersetzung der Verbindung der Formel (A-2) herge stellt wird, eine 1,4-Additionsreaktion mit Methylamin der For mel (D) ein, wodurch N-Methyl-3-(N-methylamino)aminopropionamid (F) hergestellt wird. Die Verbindung der Formel (F) ist eine Nitrosamin-Vorstufe und kann weiter mit N-methylacrylamid (E) unter Herstellung einer weiteren Nitrosamin-Vorstufe reagieren.

In dem US-Patent Nr. 5 068 338 wird auch offenbart, daß die Nitrosamin-Vorstufe der Formel (F) nachfolgend durch die Wir kung eines Metallnitrats (NO_x), also eines bei der Formulierung einer Isothiazolonverbindung zugesetzten Stabilisators, wie in dem Reaktionsschema 3 gezeigt in N-Methyl-3-(N-nitroso)amino-propionamid (B) umgewandelt werden kann, von dem man annimmt, daß es karzinogen ist:

Reaktionsschema 3

Gemäß den Beispielen des vorstehend erwähnten Patents liegt die Nitrosamin-Vorstufe nach der Amidierung in einer Menge im Be reich von 0,5% (5.000 ppm) bis 1,1% (11.000 ppm) in N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid der Formel (A-2) vor, und das Ni trosamin liegt in einer Menge im Bereich von 750 bis 1650 ppm in einer 15%igen Isothiazolonzusammensetzung vor.

Es sind daher viele Anstrengungen unternommen worden, ein Ge misch der Verbindungen (I) und (II) herzustellen, das im we sentlichen frei von Nitrosamin-Vorstufen ist. Zum Beispiel wer den in den US-Patenten Nrn. 4 939 266, 5 068 338 und 5 312 827 Verfahren offenbart, durch die die Menge des Nitrosamins und der Nitrosamin-Vorstufe, die während der Herstellung des Gemi sches der Verbindungen (I) und (II) produziert werden, durch Verwendung von Trennverfahren, wie Ionenaustausch, Umkristalli sation und Lösungsmittelextraktion, oder durch Verwendung eines nucleophilen Abfangmittels von N-Methylacrylamid (E) auf einen Bereich von 100 ppm oder weniger eingestellt wird, wie im Reak tionsschema 4 gezeigt:

Reaktionsschema 4

(i) Ionenaustauschverfahren

(ii) Abfangverfahren:

Diese Verfahren weisen jedoch viele Nachteile auf. Das heißt, die Ionenaustausch-, Umkristallisations- und Lösungsmittelex traktionsverfahren weisen das Problem auf, daß sie nur geringe Produktausbeuten ergeben und lange Verfahrenskreisläufe erfor dern. Im Fall des Abfangverfahrens kann die Herstellung von N-Methyl-3-(N-nitroso)aminopropionamid der Formel (B) durch Um setzen von N-Methyl-3-mercaptopropionamid der Formel (A-1) mit Chlorgas in einem organischen Lösungsmittel kontrolliert wer den. Ein auf diesem Abfangverfahren beruhendes Verfahren neigt zur Erzeugung einer erhöhten Menge an Verunreinigungen der Dichlorverbindung der Formel (III), da N-Methyl-3-mercaptopro pionamid der Formel (A-1) mit Chlor reagiert, wodurch mehr Hitze erzeugt wird als durch N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiopropion-amid der Formel (A-2).

Demgemäß weisen die in den vorstehenden Patenten offenbarten Verfahren starke Beschränkungen auf, wenn das Gemisch der Ver bindungen (I) und (II) in Produkten, wie Kosmetika und Arznei mitteln, verwendet werden sollen, d. h. sie weisen Probleme be züglich der Herstellungsdauer, der Produktionsausbeute und ins besondere der Toxizität der im Produkt vorliegenden Verunreini gungen auf.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben sich bemüht, ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches der Verbindungen (I) und (II) zu entwickeln, das im wesentlichen frei von Verunrei nigungen ist. Als Ergebnis wurde das Vorliegen von schädlichem 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on (III) in dem Gemisch definiert, und es wurde gefunden, daß die in dem Gemisch vor liegende Verbindung (III) dadurch durch Aufrechterhalten der Reaktionstemperatur in einem Bereich von 5 bis 20°C kontrol liert werden kann, daß ein System aus gemischten Lösungsmitteln dazu verwendet wird, die Reaktionswärme intern zu verteilen, was mit einem gegebenenfalls vorhandenen Mittel zur äußeren Kühlung kombiniert werden kann.

Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine stabilisierte Isothiazolonzusammensetzung bereit zustellen, die ein Gemisch aus 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on und 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on als Wirkstoff enthält, das im we sentlichen frei von 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on-Verunreinigungen ist.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des Gemisches bereitzustellen.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine stabilisierte Isothiazolonzusammensetzung bereitgestellt, die die folgenden Bestandteile umfaßt: (A) eine biologisch wirksame Menge eines Gemisches aus 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on der For mel (I) und 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (II); (B) eine wirksame Menge eines Metallnitratstabilisators und (C) eine ausreichende Menge Wasser, um die Komponenten (A) und (B) zu lösen, wobei die Zusammensetzung im wesentlichen von 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (III) frei ist:

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine stabilisierte wäßrige Isothiazolonlösung bereitge stellt, die Wasser und (A) eine biologisch wirksame Menge eines Gemisches aus 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (I) und 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (II), das weni ger als 100 ppm 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on (III) enthält, und (B) eine wirksame Menge eines in Wasser löslichen Metallnitratstabilisators umfaßt.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches aus 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on (I) und 5-Chlor-2-methyl-4-isothia zolin-3-on (II) bereitgestellt, das das Umsetzen von N-Methyl- 3-mercaptopropionamid der Formel (A-1) oder N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid der Formel (A-2) oder eines Gemisches davon mit einem Chlorierungsmittel bei einer Reaktionstemperatur um faßt, die im Bereich von 5 bis 20°C liegt, wodurch das im we sentlichen von 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on (III) freie Gemisch erhalten wird:

Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfin dung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches aus 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on (I) und 5-Chlor-2-methyl-4-isothia zolin-3-on (II) bereitgestellt, das das Umsetzen von N-Methyl-3-mercaptopropionamid (A-1) oder N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodi-propionamid (A-2) oder ein Gemisch davon, das in einem ersten organischen Lösungsmittel gelöst ist, mit einem Chlorierungs mittel umfaßt, das in einem zweiten organischen Lösungsmittel gelöst ist, wodurch das im wesentlichen von 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on (III) freie Gemisch erhalten wird.

Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfin dung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches aus 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on (I) und 5-Chlor-2-methyl-4-isothia zolin-3-on (II) bereitgestellt, das weiter das Zentrifugieren des Gemisches der Verbindungen (I) und (II) umfaßt, die durch den Chlorierungsschritt erhalten wurden, wodurch ein Gemisch erhalten wird, das Nitrosamin oder Nitrosamin-Vorstufen in ei ner Menge von weniger als 5 ppm umfaßt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben gefunden, daß im Handel erhältliche Isothiazolonzusammensetzungen 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on (III), das eines der Nebenprodukte ist, die während der Herstellung des Gemisches der Verbindungen (I) und (II) hergestellt werden, zusammen mit einem Nitrosamin oder Nitrosamin-Vorstufen enthalten. Die Verbindung (III) sollte wegen ihrer selbst in Spurenmengen schädlichen Wirkung auf Menschen nicht in der Zusammensetzung vorkommen.

Während Verunreinigungen aus Nitrosamin oder Nitrosamin-Vorstu fen hauptsächlich produziert werden, weil die Disulfidverbin dung der Formel (A-2) als das Ausgangsmaterial verwendet wird, wird das 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on (III) in Ab hängigkeit von der Reaktionstemperatur, der Menge des verwende ten Chlorierungsmittels, dem verwendeten Lösungsmittel usw. bei der Herstellung des Isothiazolongemisches als Nebenprodukt er zeugt. In anderen Worten, wird die Verbindung (III) durch die durch eine Überreaktion erzeugte überschüssige Hitze oder durch eine überschüssige Menge eines Chlorierungsmittels, z. B. bei dem Chlorierungs- und Cyclisierungsverfahren, erzeugt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben zum ersten Mal gefunden, daß die Verbindung (III), ein bekanntes Hautirrita tionsmittel, als Nebenprodukt bei der Herstellung des Isothia zolongemisches erzeugt wird, und daß die Herstellung der Ver bindung (III) durch Steuerung der Reaktionstemperatur, der Menge des Chlorierungsmittels und der Lösungsmittelzusammenset zung in einem speziellen Bereich unterdrückt werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird N-Methyl-3-mercaptopro pionamid der Formel (A-1) oder N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipro pionamid der Formel (A-2) oder ein Gemisch davon als Ausgangs material verwendet.

Die Chlorierungsreaktion der Verbindung (A-1) oder (A-2) ist stark exotherm und die erzeugte Hitze kann, wenn sie nicht in geeigneter Weise gesteuert wird, eine Überreaktion der Reaktan den bewirken, wodurch die Verbindung (III) zusätzlich zu den gewünschten Verbindungen (I) und (II) als ein Nebenprodukt her gestellt wird. In der vorliegenden Erfindung wird die Tempera tur in dem Reaktionssystem daher in einem Bereich von 5 bis 20°C gehalten, um eine Überchlorierung zu verhüten, wodurch die Erzeugung der Verbindung (III) unterdrückt wird.

Im allgemeinen wird die durch eine exotherme Reaktion erzeugte Hitze unter Verwendung einer externen Kühlvorrichtung des Reak tionssystems entfernt. Dieses Verfahren weist jedoch den Nach teil auf, daß die Reaktionshitze zeitweilig in dem Reaktions system zurückgehalten werden kann, bevor sie aus dem Reaktions system entfernt wird. Demgemäß wird es bevorzugt, daß die Reak tionswärme sofort innerhalb des Reaktionssystems entfernt wird, um die Überreaktion wirksam zu verhindern, d. h., es wird bevor zugt, ein Reaktionssystem zu verwenden, in dem die Temperatur spontan durch ein innen vorliegendes Mittel gesteuert wird.

In der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung der Reaktions temperatur vorzugsweise durch die Verwendung eines gemischten Lösungsmittelsystems erreicht. In einer Ausführungsform des ge mischten Lösungsmittelsystems der vorliegenden Erfindung werden die Ausgangsmaterialien und das Chlorierungsmittel jeweils in verschiedenen Lösungsmitteln gelöst, um die Reaktivität der Re aktanden zu stabilisieren und gleichzeitig die Hitze der Chlo rierungsreaktion zu steuern, wodurch es ermöglicht wird, daß die gewünschte Reaktion ohne eine Überreaktion fortschreitet. Vorzugsweise wird das gemischte Lösungsmittelsystem in Kombina tion mit einer Vorrichtung zur äußeren Kühlung, z. B. einem Was ser-Kühlmantel, einem Eis-Wasserbad und einem Aceton-Trocken eisbad verwendet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung der Reak tionstemperatur auch unter Verwendung einer äußeren Kühlein richtung allein erzielt werden, wenn ein übliches System mit einem einzelnen Lösungsmittel verwendet wird. Wenn die Reak tionstemperatur unter Verwendung des gemischten Lösungsmittel systems oder der vorstehend erwähnten äußeren Kühlvorrichtung in einem Bereich von 5 bis 20°C gehalten wird, verläuft die Chlorierung des Reaktanden gleichmäßig, während die Erzeugung der Verbindung (III) unterdrückt wird.

Wenn die Reaktionstemperatur unterhalb von 5°C liegt, ist die Reaktionsgeschwindigkeit übermäßig gering, und die Reaktion führt zu einem biologisch unwirksamen Gemisch, das einen Haupt teil von 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (I) und einen geringeren Teil von 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (II) enthält. Wenn die Reaktionstemperatur andererseits 20°C übersteigt, wird eine große Menge von 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on (III) als Nebenprodukt hergestellt. Wenn die Reaktionstemperatur in einem Bereich von 5 bis 20°C gehalten wird, wird daher ein biologisch wirksames Gemisch der Verbindungen (I) und (II), das nur wenige schädliche Verunrei nigungen enthält, in einer Ausbeute von mehr als 95 Mol-% er halten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das nach Abschluß der Chlorierung bei einer kontrollierten Reaktionstemperatur erhal tene Gemisch vorzugsweise zentrifugiert werden, um noch in dem Produktgemisch verbleibende Verunreinigungen, wie Nitrosamin-Vorstufen und Nitrosamin, zu entfernen. In dem Zentrifugations schritt ist der Verlust an dem gewünschten Gemisch aus den Ver bindungen (I) und (II) vernachlässigbar gering, während auch andere in dem Gemisch vorliegende Verunreinigungen in diesem Schritt ebenfalls entfernt werden können.

Wie vorstehend beschrieben, kann die Erzeugung von 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on (III) -Nebenprodukt gemäß der vor liegenden Erfindung wirksam unter Verwendung eines gemischten Lösungsmittelsystems unterdrückt werden. Die Verwendung des ge mischten Lösungsmittelsystems beruht vorteilhafterweise auf der Tatsache, daß die Herstellung der Verbindung (III) eine größere Reaktionswärme und Produktionswärme erfordert als das Gemisch der Verbindungen (I) und (II).

Das gemischte Lösungsmittelsystem der vorliegenden Erfindung wird wie im Reaktionsschema 5 gezeigt verwendet:

Reaktionsschema 5

worin X₂ Cl₂ oder SO₂Cl₂ ist,
S1 ein erstes organisches Lösungsmittel und
S2 ein zweites organisches Lösungsmittel darstellt.

Zunächst wird ein Chlorierungsmittel in einem ersten organi schen Lösungsmittel gelöst, und die entstandene Lösung 10 bis 60 Minuten lang gerührt. Das Chlorierungsmittel, das in der vor liegenden Erfindung verwendet werden kann, ist Sulfurylchlorid (SO₂Cl₂) oder Chlorgas (Cl₂). Danach wird die Verbindung der Formel (A-1) oder (A-2) oder ein Gemisch davon in einem zweiten organischen Lösungsmittel gelöst. Die Temperatur der Chlorie rungsreaktion kann von den ausgewählten Lösungsmitteln abhän gen. Je größer die Wärmekapazität des Lösungsmittels ist, desto leichter ist die Steuerung der Temperatur des Reaktionssystems. Als Lösungsmittel mit einer großen Wärmekapazität werden die jenigen bezeichnet, die eine große Verdampfungswärme aufweisen.

In dem gemischten Lösungsmittelsystem der vorliegenden Erfin dung kann das erste organische Lösungsmittel für das Chlorie rungsmittel diejenigen umfassen, die das Chlorierungsmittel lö sen können und die keine so große Mischwärme erzeugen, wenn sie mit dem ersten organischen Lösungsmittel gemischt werden. Für das erste Lösungsmittel sind C_2-10-Alkylether, C_2-8-Alkylester, C_5-12-Kohlenwasserstoffe, CH₂X₂, CHCX₃, CX₄, CH₃CX₃, CH₂XCH₂X (worin X ein Halogenatom darstellt) und aromatische C_6-10-Koh lenwasserstoffe repräsentativ. Das Chlorierungsmittel und das erste organische Lösungsmittel werden in einem Gewichtsverhält nis von 1 : 1 bis 1 : 20 gemischt. Wenn das erste organische Lö sungsmittel in einer geringeren Menge als die Untergrenze ver wendet wird, reicht es nicht aus, um das Chlorierungsmittel zu lösen, so daß ein durch die Reaktionswärme hervorgerufener Schock nicht gemildert werden kann, und es ist nicht ökono misch, wenn die Menge des ersten organischen Lösungsmittels die obere Grenze übersteigt.

Das zweite organische Lösungsmittel, das in dem gemischten Lö sungsmittelsystem der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, umfaßt diejenigen, in denen die Verbindung der Formel (A-1) und/oder die Verbindung der Formel (A-2) gelöst werden kann, und die gleichzeitig eine größere Wärmekapazität aufweisen, um die Reaktionswärme in dem Lösungsmittelsystem weitgehend zu verteilen. Für das zweite organische Lösungsmittel sind C_4-12- Alkylester, C_7-14-Kohlenwasserstoffe, XCH=CHX, CH₂=CX₂, CX₂=CX₂, CHX=CX₂, aromatische C_8-12-Kohlenwasserstoffe und C₆H(_6-n)X_n reprä sentativ, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 5 und X ein Halo genatom darstellt. Die Verbindungen (A-1) und/oder (A-2) und das zweite organische Lösungsmittel werden im allgemeinen in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 0,2 bis 1 : 20 gemischt. Wenn das zweite organische Lösungsmittel in einer Menge von weniger als der unteren Grenze verwendet wird, reicht es nicht aus, um das Ausgangsmaterial zu lösen, und es ist nicht wirtschaftlich, wenn die Menge des zweiten organischen Lösungsmittels die obere Grenze übersteigt.

Die spezielle Kombination des ersten und zweiten Lösungsmittels steigert die Wirkung des gemischten Lösungsmittelsystems der vorliegenden Erfindung. In der bevorzugten Ausführungsform wer den das erste und das zweite Lösungsmittel als eine Kombination von einem C_4-6-Alkylester und von C₆H(_6-n)X_n, von CH_nX_4-n und C₂H_nX(_4-nn) bzw. von einem aromatischen C_6-10-Kohlenwasserstoff und einem C_4-6-Alkylester verwendet, worin X ein Halogenatom und n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist.

In der vorliegenden Erfindung werden die Verbindungen (I) und (II) als verwendete Ausgangsmaterialien und das Chlorierungs mittel in einem molaren Verhältnis von 1 : 2 bis 1 : 10 verwendet. Die in dem Chlorierungsschritt verwendeten organischen Lösungs mittel können ohne einen zusätzlichen Trennschritt in das Reak tionssystem zurückgeführt werden, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden.

Die Verbindung (I) und die Verbindung (II) in dem gemäß dem er findungsgemäßen Verfahren erhaltenen Isothiazolongemisch liegen vorzugsweise in einem molaren Verhältnis von 1 : 3 bis 1 : 10 vor.

Die Menge des Gemisches der Verbindungen (I) und (II), die als die aktiven Bestandteile in der Zusammensetzung der vorliegen den Erfindung verwendet werden, liegt im allgemeinen im Bereich von 1,5 bis 15 Gew.-% der Zusammensetzung der vorliegenden Er findung, obwohl sie in Abhängigkeit von der Endverwendung der Zusammensetzung variieren kann.

Repräsentative Metallnitratstabilisatoren, die in der Zusammen setzung verwendet werden können, umfassen in Wasser lösliche Metallnitrate, wie Natriumnitrat, Kaliumnitrat, Calciumnitrat, Magnesiumnitrat, Kupfernitrat, Eisennitrat, Ferronitrat, Nickelnitrat, Zinknitrat, Bariumnitrat, Mangannitrat, Kobalt nitrat und ein Gemisch davon. Der Stabilisator wird im allge meinen in einer Menge im Bereich von 1 bis 30 Gew.-%, vorzugs weise von 2 bis 20 Gew.-%, der Zusammensetzung verwendet.

Die vorliegende Erfindung umfaßt auch eine stabilisierte Isothiazolonzusammensetzung oder -lösung, die eine biologisch wirksame Menge eines Gemisches der Verbindungen (I) und (II) umfaßt, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wie vorste hend beschrieben hergestellt wurden, eine wirksame Menge eines Metallnitratstabilisators und eine ausreichende Menge Wasser, um die beiden vorstehenden Komponenten zu lösen, wobei die Zu sammensetzung im wesentlichen sowohl von 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on (III) als auch von Nitrosamin oder seinen Vorstufen frei ist.

Weiter umfaßt die vorliegende Erfindung eine stabilisierte Isothiazolonzusammensetzung oder -lösung, die eine biologisch wirksame Menge eines Gemisches der Verbindungen (I) und (II) umfaßt, die durch das erfindungsgemäße Verfahren wie vorstehend beschrieben hergestellt wurden, wobei die Zusammensetzung weni ger als 100 ppm 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on (III) und weniger als 5 ppm Nitrosamin oder seine Vorstufen enthält.

Im Handel erhältliche Isothiazolonzusammensetzungen oder -lö sungen und diejenigen, die in den US-Patenten Nrn. 4 939 266, 5 068 338 und 5 312 827 offenbart sind, enthalten typischer weise Nitrosamin oder seine Vorstufen in einer Menge von minde stens 100 ppm in einer 15%igen Zusammensetzung oder Lösung. In den gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Isothiazo lonzusammensetzungen oder -lösungen enthält das biologisch wirksame Gemisch, das die Verbindungen (I) und (II) enthält, hingegen kein oder weniger als 5 ppm Nitrosamin oder seine Vor stufen, indem das nach der Chlorierung erhaltene Gemisch ein fach zentrifugiert wird.

Obwohl in den vorstehend erwähnten US-Patenten das Vorliegen der als hautirritierendes Mittel bekannten Verbindung (III) nicht erwähnt wird, wird angenommen, daß die Isothiazolonzusam mensetzungen oder -lösungen, die darin offenbart werden, eine relativ größere Menge der Verbindung (III) enthalten, die gemäß den Verfahren des Standes der Technik zur Herstellung eines Isothiazolongemisches in unvermeidlicher Weise erzeugt wird. Im Gegensatz dazu, ist die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Isothiazolonzusammensetzung oder -lösung im we sentlichen frei von oder umfaßt weniger als 100 ppm der Ver bindung (III), indem die Reaktionstemperatur strikt gesteuert wird.

Die folgenden Beispiele werden nur zur Erläuterung angegeben und sollen den Umfang der Erfindung nicht beschränken. Alle Einheiten, Prozentsätze, Teile etc., die in den Beispielen ver wendet werden, beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

In den Beispielen wurde die HPLC-(Hochdruckflüssig-chromato graphie) Analyse der Proben unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Säule: µ-Bondapak C18 (3,9 × 300 mm)
Mobile Phase: Methanol/Wasser = 2/3
Flußgeschwindigkeit: 1,0 ml/min
Temperatur: 25°C.

Beispiel 1

Ein 1 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 310 g Diethylether und 72 g (0,53 Mol) Sulfurylchlorid (SO₂Cl₂) bei 0°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 30 g (0,25 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid (Reinheit 99%) in 120 g 1,2-Dichlorethylen, das vorher auf -5°C abgekühlt worden war, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stun den lang bei einer Reaktionstemperatur von 5°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zen trifugiert, wodurch 42,2 g (Ausbeute 83%) des Produktgemisches erhalten wurden, das 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (I) und 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (II) als weißgefärbte Kristalle enthielt, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 2

Ein 1 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 360 g n-Hexan und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C be laden. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 30 g (0,25 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 160 g n-Hexylacetat, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Ge misch wurde 2 Stunden bei einer Reaktionstemperatur von 11°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die entstandene Lösung zentrifugiert, wodurch 47,4 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wur den, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 3

Ein 300 ml Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 78 g Chloroform und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 30 g (0,25 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 6 g Tetrachlorethylen, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 14°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 43,6 g (Ausbeute 89%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wur den, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 4

Ein 3 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 1500 g Toluol und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C be laden. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 30 g (0,25 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 300 g n-Decan, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 13°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,2 g (Ausbeute 98%) des Pro duktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 5

Ein 1 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 440 g n-Propylacetat und 82 g (0,61 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lö sung aus 30 g (0,25 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 140 g p-Xylol, das 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 12°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,2 g (Ausbeute 98%) des Pro duktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 6

Ein 1 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 380 g Dichlormethan und 70 g (0,52 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lö sung aus 30 g (0,25 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 10 g 1,1,2-Trichlorethan, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 16°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,2 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wur den, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 7

Ein 3 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 1100 g 1,2-Dichlorethan und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 30 g (0,25 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 600 g Monochlorbenzol, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstempe ratur von 14°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,2 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 8

Ein 3 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 1000 g Toluol und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C be laden. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 30 g (0,25 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 180 g Ethylacetat, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Ge misch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 13°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 45,9 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Ta belle 1 gezeigt.

Beispiel 9

Ein 3 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 1380 g Ethylacetat und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lö sung aus 30 g (0,25 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 10 g Toluol, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 12°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,2 g (Ausbeute 98%) des Pro duktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 10

Ein 2 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 1100 g Butylacetat und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lö sung aus 30 g (0,25 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 15 g Monochlorbenzol, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 15°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,4 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wur den, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 11

Ein 2 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 1000 g Butylacetat und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lö sung aus 30 g (0,25 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 12 g 1,2-Dichlorbenzol, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 14°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,3 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wur den, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 12

Ein 300 ml Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 72 g Diethylether und 72 g (0,53 Mol) Sulfurylchlorid bei 0°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 24 g (0,10 Mol) N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid (Reinheit 99%) in 5 g 1,2-Dichlorethylen, das vorher auf -5°C abgekühlt worden war, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 6°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifu giert, wodurch 42,2 g (Ausbeute 83%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analy siert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 13

Ein 1 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 300 g n-Hexan und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C be laden. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 24 g (0,10 Mol) N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid in 160 g n-Hexylacetat, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 8°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 47,4 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wur den, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 14

Ein 500 ml Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 200 g Chloroform und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 24 g (0,10 Mol) N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid in 60 g Tetrachlorethylen, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstempe ratur von 19°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 43,6 g (Ausbeute 89%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 15

Ein 2 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 980 g Toluol und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C be laden. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 24 g (0,10 Mol) N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid in 24 g n-Decan, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Ge misch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 17°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,2 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Ta belle 1 gezeigt.

Beispiel 16

Ein 1 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 380 g n-Propylacetat und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lö sung aus 24 g (0,10 Mol) N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid in 150 g p-Xylol, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 14°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,2 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wur den, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 17

Ein 2 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 1110 g Dichlormethan und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lö sung aus 24 g (0,10 Mol) N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid in 15 g 1,1,2-Trichlorethan, das bei 10°C gehalten wurde, ge geben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reakti onstemperatur von 15°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehen gelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,2 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergeb nisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 18

Ein 1 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 480 g 1,2-Dichlorethan und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 24 g (0,10 Mol) N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropion amid in 50 g Monochlorbenzol, das bei 10°C gehalten wurde, ge geben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reakti onstemperatur von 16°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehen gelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,2 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergeb nisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 19

Ein 2 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 980 g Toluol und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C be laden. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 24 g (0,10 Mol) N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid in 7 g Ethylacetat, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 14°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,0 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wur den, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 20

Ein 2 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 1000 g Ethylacetat und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lö sung aus 24 g (0,10 Mol) N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid in 32 g Toluol, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 5°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 47,4 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wur den, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 21

Ein 1 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 580 g Butylacetat und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 24 g (0,10 Mol) N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid in 10 g Monochlorbenzol, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstempe ratur von 11°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 46,2 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 22

Ein 2 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 800 g Butylacetat und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -5°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 2 Stunden langsam eine Lösung aus 24 g (0,10 Mol) N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid in 8 g 1,2-Dichlorbenzol, das bei 10°C gehalten wurde, gegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 15°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 45,9 g (Ausbeute 98%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wur den, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 1

Ein 1 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 500 g Ethylacetat beladen und dazu wurden 21,3 g (0,3 Mol) Chlorgas (Cl₂) bei 15°C eingeführt. Dann wurden 11,9 g (0,10 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 10 Portionen aufgeteilt und zu dem Reaktionsgemisch gegeben. Die Reaktionstemperatur in dem Kolben betrug 35°C. Die Reaktionslösung wurde mit einem Büchnertrichter zum Sammeln der Ausfällungen filtriert, die mit Ethylacetat gewaschen und getrocknet wurden, wodurch 13,5 g (Ausbeute 62%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergeb nisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 2

Ein 3 Liter Dreihals-Rundkolben, der mit einem Thermometer, ei nem Tropftrichter und einem Rührer ausgerüstet war, wurde mit 1280 g Butylacetat und 76 g (0,56 Mol) Sulfurylchlorid bei -35°C beladen. Dazu wurde innerhalb von 8 Stunden langsam eine Lö sung aus 20 g (0,17 Mol) N-Methyl-3-mercaptopropionamid in 10 g Butylacetat, das bei 0°C gehalten wurde, gegeben, und das Ge misch wurde 8 Stunden lang bei einer Reaktionstemperatur von 25°C gerührt und dann 1 Stunde lang stehengelassen. Danach wurde die Lösung zentrifugiert, wodurch 38,2 g (Ausbeute 78%) des Produktgemisches als weißgefärbte Kristalle erhalten wurden, die durch HPLC analysiert wurden. Die Ergebnisse werden in Ta belle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Beispiel 23

Ein 250 ml Dreihals-Rundkolben, der mit einem Rührer und mit einem pH-Meßgerät ausgerüstet worden war, wurde mit 59,7 g Was ser und 38 g Mg(NO₃)₂·6 H₂O beladen, und das resultierende Ge misch wurde 30 Minuten lang gerührt. Dazu wurden 2,1 g der in einem der Beispiele 1 bis 23 erhaltenen Kristalle gegeben, und das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang gerührt, und der pH-Wert durch Zugabe von MgO auf 2 bis S eingestellt.

Die so erhaltenen Zusammensetzungen wurden durch HPLC analy siert, und die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.

Die APHA-Farbzahlen der Zusammensetzungen wurden dann gemäß der ASTM D 1209 bestimmt, um jegliche Verunreinigung zu quantifi zieren, die in einer wäßrigen Lösung Farben entwickeln können, und die Ergebnisse werden ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt. Je höher der Wert der APHA-Farbe ist, desto größer ist der Gehalt an Verunreinigungen.

In Tabellen 1 und 2 wird gezeigt, daß die Gemische der Verbin dungen (I) und (II), die gemäß der vorliegenden Erfindung her gestellt worden waren, die Verbindungen (I) und (II) in einem biologisch wirksamen molaren Verhältnis, d. h. einem molaren Verhältnis von 1 : 3 bis 10 enthalten, wodurch es möglich wird, daß sie in verschiedenen Produkten als Biozid brauchbar sind. Weiter kann das so hergestellte Gemisch sicher verwendet wer den, da es nur Spurenmengen der Verbindung (III) und Nitros amin-Verunreinigungen enthält und eine APHA-Farbzahl von weni ger als 50 aufweist.

Während die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den vor stehenden speziellen Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte klar sein, daß verschiedene Modifikationen und Verände rungen durchgeführt werden können, die ebenfalls unter den Um fang der Erfindung fallen, so wie sie durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Stabilisierte Isothiazolonzusammensetzung, umfassend: (A) eine biologisch wirksame Menge eines Gemisches von 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (X) und 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (II); (B) eine wirk same Menge eines Metallnitratstabilisators und (C) eine ausreichende Menge Wasser, um die Komponenten (A) und (B) zu lösen, wobei die Zusammensetzung weniger als 100 ppm 4, 5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, bezogen auf 15.000 ppm der Komponente (A), enthält:

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Zusammensetzung weniger als 20 ppm 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, bezogen auf 15.000 ppm der Komponente (A), enthält.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Zusam mensetzung eine APHA-Farbzahl von weniger als 50 aufweist.

4. Stabilisierte Isothiazolonzusammensetzung, umfassend: (A) eine biologisch wirksame Menge eines Gemisches von 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (I) und 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (II); (B) eine wirk same Menge eines Metallnitratstabilisators und (C) eine ausreichende Menge Wasser, um die Komponenten (A) und (B) zu lösen, wobei die Zusammensetzung weniger als 100 ppm 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on und weniger als 5 ppm eines Nitrosamins oder einer Nitrosamin-Vorstufe, be zogen auf 15.000 ppm der Komponente (A), enthält:

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, worin die Zusammensetzung weniger als 20 ppm 4, 5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, bezogen auf 15.000 ppm der Komponente (A), enthält.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 4 oder 5, worin die Zusam mensetzung eine APHA-Farbzahl von weniger als 50 aufweist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Gemisches aus 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (I) und 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (II), umfassend: Umsetzen von N-Methyl-3-mercaptopropionamid der Formel (A-1) oder N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid der Formel (A-2) oder eines Gemisches davon, mit einem Chlorierungsmittel, Hal ten der Reaktionstemperatur in einem Bereich von 5 bis 20°C, wodurch das Gemisch erhalten wird, das 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on in einer Menge von weniger als 100 ppm enthält:

8. Verfahren nach Anspruch 7, worin das Gemisch weniger als 20 ppm 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, worin das Gemisch die Verbindung (I) und die Verbindung (II) in einem molaren Verhältnis von 1 : 3 bis 1 : 10 enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, das weiter das Zen trifugieren des Gemisches der Verbindungen (I) und (II) umfaßt, das nach der Reaktion erhalten wurde, um den Ge halt an Nitrosamin oder Nitrosamin-Vorstufen in dem Ge misch auf weniger als 5 ppm einzustellen.

11. Verfahren zur Herstellung eines Gemisches aus 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (I) und 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on der Formel (II), umfassend: Umsetzen von N-Methyl-3-mercaptopropionamid der Formel (A-1) oder N,N′-Dimethyl-3,3′-dithiodipropionamid der Formel (A-2) oder eines Gemisches davon, das in einem organischen Lösungs mittel gelöst ist, mit einem Chlorierungsmittel, das in einem anderen organischen Lösungsmittel gelöst ist, wo durch das Gemisch erhalten wird, das 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on in einer Menge von weniger als 100 ppm enthält:

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin das Gemisch weniger als 20 ppm 4,5-Dichlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, worin das Gemisch die Verbindung (I) und die Verbindung (II) in einem molaren Verhältnis von 1 : 3 bis 1 : 10 enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, das weiter das Zentrifugieren des Gemisches der Verbindungen (I) und (II) umfaßt, das nach der Reaktion erhalten wurde, um den Ge halt an Nitrosamin oder Nitrosamin-Vorstufen in dem Ge misch auf weniger als 5 ppm einzustellen.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-14, worin das orga nische Lösungsmittel zum Lösen der Verbindung (A-1) und (A-2) aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus C_4-12-Alkyl estern, C_7-14-Kohlenwasserstoffen, XCH=CHX, CH₂=CX₂, CX₂=CX₂, CHX=CX₂, aromatischen C_8-12-Kohlenwasserstoffen und C₆H(_6-n)X_n besteht, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist und X ein Halogenatom darstellt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-15, worin die Ver bindung der Formel (A-1) oder (A-2) mit dem organischen Lösungsmittel in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 0,2 bis 1 : 20 gemischt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-16, worin das orga nische Lösungsmittel zum Lösen des Chlorierungsmittels aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus C_2-10-Alkylethern, C_2-8- Alkylestern, C_5-12-Kohlenwasserstoffen, CH₂X₂, CHCX₃, CX₄, CH₃CX₃, CH₂XCH₂X (worin X ein Halogenatom darstellt) und aromatischen C_6-10-Kohlenwasserstoffen besteht.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-17, worin das Chlor ierungsmittel mit dem organischen Lösungsmittel in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis 1 : 20 gemischt wird.