DE2439197B2 - Verwendung von in organischer loesung hergestelltem polyvinylpyrrolidon zur herstellung von polyvinylpyrrolidon- jod - Google Patents
Verwendung von in organischer loesung hergestelltem polyvinylpyrrolidon zur herstellung von polyvinylpyrrolidon- jodInfo
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Description
15
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Polyvinylpyrrolidon, das hergestellt worden ist durch Polymerisation in organischen Lösungsmitteln zur Reaktion mit
elementarem Jod, wodurch Polyvinylpyrrolidon-Jod
erhalten wird, das im allgemeinen als PVP-Jod
bezeichnet wird und das in steigendem Maße wegen seiner germiciden, bakteriziden, fungiziden und desinfizierenden Eigenschaften verwendet wird.
PVP-Jod kommt im allgemeinen als braunes Pulver in
den Handel, das etwa 10% verfügbares, d. h. wirksames Jod, das mit Natriumthiosulfat titrierbar ist, und darüber
hinaus noch ca. 5% 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.
ilei der 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.
Mach einem anderen Verfahren löst man das Jod in einem Lösungsmittel, das Polyvinylpyrrolidon nicht löst,
mischt das Polyvinylpyrrolidon zu und trennt das ausfallende PVP-Jod ab.
Die nach den bekannten Verfahren hergestellten Produkte haben den Nachteil, daß sie nur einen Teil, ca.
Vi 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 Gehalte an Jod laufend ab.
Zur Herstellung eines möglichst stabilen PVP-Jods werden die verschiedensten Maßnahmen vorgenommen. Beispielsweise wird das pulverförmige PVP-Jod
gemäß der DT-PS 10 37 075 einer nachträglichen Temperaturbehandlung unterworfen. In der US-PS
29 00 305 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 28 26 532 wird ein Zusatz von Natriumbicarbonat und in der US-PS 30 28 300 von Jodid in Form von
Jodwasserstoff oder Aikalijodiden beschrieben. Trotzdem ist die Stabilität der im Handel befindlichen
Präparate unbefriedigend.
Es wurde nun gefunden, daß man ein Polyvinylpyrrolidon-jod von hervorragender Stabilität erhält bei
Verwendung von Polyvinylpyrrolidon, das hergestellt worden ist durch Polymerisation von Vinylpyrrolidon in
einem wasserfreien organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Radikalbildners und gegebenenfalls in
Gegenwart einer Komplexverbindung eines Schwermetalls der Ordnungszahl 23 bis 29 oder dessen Salz mit
einer organischen Säure als Koaktivator, zur Herstellung von Polyvinylpyrrolidon-Jod, wozu das Polyvinylpyrrolidon mit Jod in üblicher Weise umgesetzt wird.
Das erfindungsgemäße PVP-Jod wird hergestellt, indem man das erfindungsgemäß zu verwendende
Polyvinylpyrrolidon in an sich bekannter Weise mit Jod
mischt
Geeignet ist das Abmischen von festem, pulverförmigem Polyvinylpyrrolidon mit fein pulverisiertem Jod
beispielsweise in einem Doppelkonus- oder Taumelmischer bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur
bis zu 500C Zweckmäßig erfolgt anschließend eine
Temperaturbehandlung von 5 bis 20 Stunden bei Temperaturen von 70 bis 100°C
Der Wassergehalt des festen pulverförmigen Polyvinylpyrrolidons kann zwischen ca. 0,5 bis tl% und
darüber liegen. Während gemäß der US-PS 29 00 305 einen bestimmten Wassergehalt von 43 bis 13,2% zur
Herstellung eines geeigneten Produkts einzuhalten ist, hat der Wassergehalt bei dem erfindungsgemäß zu
verwendenden Polyvinylpyrrolidon keinerlei Einfluß. Die besonders hervorzuhebenden Vorteile sind: Der
Verlust an verfügbarem Jod bei der Herstellung von festem PVP-Jod ist um ca. 20% geringer als bei der
Herstellung eines PVP-Jods gemäß der US-PS 29 00 305. Der Jodverlust von verdünnten wäßrigen
Lösungen liegt deutlich niedriger gegenüber nach dem Stand der Technik hergestellten oder im Handel
befindlichen wäßrigen Lösungen. Daraus resultiert eine hervorragende Stabilität und eine wesentlich bessere
Ausnutzung des Jods.
Das verwendete Polyvinylpyrrolidon hat zweckmäßigerweise einen K-Wert von bevorzugt 25 bis 35. Die
Einstellung des K-Wertes erfolgt bei der Herstellung in bekannter Weise.
Die verwendete Jodmenge beträgt in der Regel 5 bis
25, bevorzugt 10 bis 20%, bezogen auf das Gesamtgewicht des PVP-Jods.
Gegebenenfalls kann bei der Herstellung Alkylijodid, insbesondere Natrium- oder Kaliumiodid, in Mengen
von 5 bis 20%, bezogen auf das Gesamtgewicht, zugesetzt werden.
Für die Herstellung des erfindungsgemäß zu verwendenden Polyvinylpyrrolidons kommen als wasserfreie
Lösungsmittel in Betracht offene oder cyclische Säureamide niederer organischer Säure oder aliphatische Ketone, wie Dimethylformamid, Butylrolacton,
Pyrrolidon, N-Methylpyrrolidon oder Aceton, Methyläthylketon, Diäthylketon.
Die bevorzugten Lösungsmittel sind aromatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Benzol oder Alkylbenzole, wie Benzol, 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 ButanoH2).
Davon ist besonders das Isopropanol hervorzuheben, das bei der Herstellung von Polyvinylpyrrolidon mit
Molekulargewichten unter 40 000 vorteilhafterweise eine regelnde Wirkung aufweist
Die Schwermetalle der Ordnungszahl 23 bis 29 sind Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und
Kupfer. Diese 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 Vinylpyrrolidon^ verwendet Von den genannten Schwermetallen ist das Kupfer bevorzugt
Für die Salzbildung kommen als organische Säuren lnhatischeCarbonsäuren mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen
in Betracht, wie Essigsäure, Äthylenhexansäure, Stearinsäure und aromatische Säuren wie Benzoesäure
und Phenylessigsäure. .
Weiterhin seien Naphthensaure, wie sie beispielsweise
zur Herstellung von Sikkativen benutzt werden,
gey/eiterhin können die Schwermetalle in Form von
Chelatkomplexen, oder in Form anderer Komplexe eingesetzt werden. Geeignete Komplexbildner sind
ο Diketone wie Acetylaceton, Oxyketone wie Hydroxy-Leton,
Oxycarbonsäuren wie Milchsäure, Zitronensäu- und Salicylsäure, Aminosäuren wie GlykocoH,
Äthylendiamino-tetraessigsäure, Antranilsäure, Aldoxi- ,5
me wie Äthylen-bis-Salicylaldoxim und Aminoalkohole
wieTriäthanolamia
Im einzelnen seien die folgenden Schwermetallsalze und Komplexverbindungen genannnt: Kupferacetat,
jCupferacetylacetonat, Kupferstearat, Kobaltnaphthenat,
Nickelglykotcoll, Mangan(II)-salicylat, Chrom(lll)-benzoat.
Als Radikalbildner kommen Acetiisobuttersäurenitril und organische Perverbindungen, di^ üblicherweise
verwendet werden, in Frage. Beispielsweise Alkylhy- 2s
droperoxide, wie tert-Butylhydroperoxid, Dialkylperodide wie Di-tert-Butylperoxid, Diacylperocide. wie
Dibenzoylperoxid. Weiterhin seien genannt Perester wie tert.-Butylperpivalat und tert.-Butylperoctoat, Perketale
wie 2,2-Bis-[tert-Butylperoxy]-butan, Aldehyd- und Ketoperoxide, wie Methyläthylketonperoxid.
Vielfach bieten Pervenzoat, tert.-Butylhydroperoxid und Di-tert.-Butylperoxid Vorteile, da ihre Zersetzungsprodukte wasserlöslich sind. Für die Herstellung eines
besonders reinen Polyvinylpyrrolidon kommen Di-tert.-Butylperoxid und tert-Butylhydroyeroxid besonders in
Betracht, da ihre Zerfallsprodukte beispielsweise durch Wasserdampfdestillation leicht entfernt werden können.
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 5%,
bezogen auf das Gewicht des Vinylpyrrolidon^
Die Durchführung der eigentlichen Polymerisation erfolgt auf die an sich übliche Art und Weise. 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 Temperatur kann etwa zwischen
50 und 15O0C liegen. Im allgemeinen arbeitet man unter
Siedebedingungen bei Atmosphärendruck. Die Siede- ?s
temperatur und damit die Polymerisationstemperatur kann durch Anlegen von Druck oder Vakuum in weiten
Grenzen geändert werden. Die Einstellung des gewünschten Molekulargewichts bzw. des gewünschten
K-Werts erfolgt im wesentlichen durch Auswahl des Lösungsmiüeis, Konzentration des Ansatzes, Art und
Menge des Aktivators und Koaktivators und durch die Polymerisationstemperatur. Lösungsmittel mit einem
tert- Wasserstoff a torn 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 /C-Wert
erhöht Steigende Aktivatormengen und steigende Polymerisationstemperatur erniedrigen den K-Wert
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Polymerisate hergestellt werden mit Molekulargewichten
von 8000 bis 800 000 bzw. K-Werten von ca. 12 bis
90. Besonders geeignet ist das Verfahren für K-Werte
von 10 bis 50. Die K-Werte wurden gemessen nach K.
Fikentscher, CeUulosechemie 13, 58-64, 71-4 (1932). Die Einstellung des gewünschten Molekulargewichts
bzw. des gewünschten K- Wertes erfolgt durch Auswahl der Lösungsmittel, Konzentration des Ansatzes,
Art und Menge des Aktivators und des Koaktivators.
Durch laufende Probeentnahme und Bestimmung des restlichen Vinylpyrrolidons läßt sich der Ablauf der
Polymerisation leicht verfolgen. Wenn der Restgehalt an Vinylpyrrolidon deutlich unter 1% gefallen ist, kann
die Polymerisation abgebrochen werden.
Die Aufarbeitung der erhaltenen Lösungen erfolgt auf die übliche Art, z. B. durch direkte Trocknung nach
den üblichen Methoden, wie Sprühtrocknung, Walzentrocknung oder Gefriertrocknung.
In manchen Fällen ist es zweckmäßig, den Ansatz mit Wasser zu verdünnen, das organische Lösungsmittel
gegebenenfalls ganz oder teilweise abzudestillieren und anschließend zu trocknen. Vielfach ist es von Vorteil,
eine Wasserdampfdestillation einzuschalten, um flüchtige Anteile, die z. B. aus dem Vinylpyrrolidon oder dem
Aktivator stammen, aus der Lösung zu entfernen. Dadurch ist es möglich, insbesondere bei Verwendung
von tert.-Butylhydroperoxid. Di-tert.-Butylperoxid, U:rt.-Butylperbenzoat oder Krtonpcroxiden vollkommen
klare wäßrige Lösungen zu erhalten.
Beispiele für die Herstellung von Polyvinylpyrrolidon
In einem mit Rührer versehenen Glaskolben mit Riiekflußkfihler werden 500 Teile Vinylpyrrolidon mit
214 Teilen Isopropanol zusammengegeben und nach Zugabe von 5 Teilen tert.-Butylhydroperoxid bis zum
Sieden erhitzt (96 bis 880C). Nach dem Erreichen der Siedetemperatur werden 0,5 ppm Kupferacetylacetonat.
berechnet auf das Gewicht des Vinylpyrroldions und in Form einer stark verdünnten lösung in 10 Teilen
viasserfreiem Isopropanol, zugesetzt und so lange erhitzt, bis der Restgehalt an Vinylpyrrolidon
< 0,5% ist. Anschließend wird festes PVP von einem K-Wert 29,5
durch Sprühtrocknung gewonnen.
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 880C) erhitzt Es werden 1 ppm
Kupferacetat gemäß dem obigen Beispiel innerhalb von 5 Stunden zugesetzt. Die Reaktion ist nach 5 bis
Stunden beendet. Es wird ein Polyvinylpyrrolidon von K- Wert 30,5 erhalten.
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 Betspiel zugegeben. Die Polymerisation ist nach
bis 5 Stunden beendet K- Wert 30,0.
a) 400 Teile eines erfindungsgemäß zu verwendenden Polyvinylpyrrolidons mit einem K-Wert 30,5 tind
mit einem Wassergehalt von 2,0% werden in einem Taumelmischer mit 74JB 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% eingestellt 400 Teile dieses Polyvinylpyrrolidons werden
mit 723 Teilen gemahlenen Jods 5 Stunden bei
Raumtemperatur gemischt und anschließend 10 Stunden bei 900C getempert
c) Durch Befeuchten wird der Wassergehalt des bei a) benutzten Polyvinylpyrrolidons auf 9,1% eingestellt
400 Teile dieses Polyvinylpyrrolidons werden mit 70 Teilen gemahlenen Jods 5 Stunden bei
Raumtemperatur gemischt und anschließend 10 Stunden bei 700C getempert.
Die Prüfungsergebnisse der Produkte sind der folgenden Tabelle zu entnehmen.
99,0% 95,8% 92,0%
a | b | C | |
Trockengehalt | 98,8% | 95,7% | 92,2% |
(3\ 1050C) | |||
Verfügbarer Jodgehalt | 11,0% | ll,40/o | 11,7% |
Verlust an verfügbarem | 5,0% | 4,1% | 4,1% |
Jod bei Lagerung der | |||
wäßrigen Lösung mit | |||
1% verfügbarem Jod | |||
14 Tage bei 52° C |
Die Versuche werden zum Vergleich mit einem durch Polymerisation in wäßriger Lösung mit Wasserstoffperoxid
als Aktivator hergestellten Polyvinylpyrrolidon vom K-Wert 30 gemäß der DT-PS S» 22 378 und wie es
den in 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% 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% werden mit 72,3 Teilen gemahlenem Jod 5 Stunden
bei Raumtemperatur gemischt und anschließend 10 Stunden bei 900C erhitzt (gemäß der US-PS
29 00 305).
c) 400 Teile PVP mit einem Wassergehalt von 9,5% werden mit 78,9 Teilen gemahlenem Jod 5 Stunden
bei Raumtemperatur gemischt und anschließend 10 Stunden bei 7ü"C erhitzt (gemäß der US-PS
29 00 305).
Die Prüfungsergebnisse sind der folgenden Tabelle zu
antnoliinDn
103%
26%
10,5%
17%
17%
10,5%
12%
12%
Trockengehalt
(3h, 1050C)
Verfügbarer Jodgehalt
Verlust an verfügbarem
Jod bei Lagerung der
wäßrigen Lösung mit 1% verfügbarem Jod
14 Tage 52*C
wäßrigen Lösung mit 1% verfügbarem Jod
14 Tage 52*C
Wie aus den Beispielen 1,2 und 3 zu entnehmen ist, ist
der Gehalt des PVP-Jods um etwa 1% höher als bei Verwendung eines in wäßriger Lösung polymerisierten
Polyvinylpyrrolidons, d. k, 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 Polyvi-
nylpyrrolidons und ist wesentlich geringer gegenüber dem Vergleichsversuch. Diese Ergebnisse zeigen, daß
besondere Maßnahmen zur Einstellung eines bestimmten Wassergehaltes des verwendeten Polyvinylpyrrolidons
nicht erforderlich sind.
Mit dem nach der Erfindung erhaltenen PVP-Jod können für den Fachmann in an sich bekannter Weise
mit den üblichen verwendeten pharmazeutischtechnischen 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, Gele, Sprays.
Eine Mischung aus 1000 Teilen Toluol und 100 Teilen
Vinylpyrrolidon werden in einem mit Rückflußkühler versehenen Rührkolben durch kräftiges Spühlen 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° gehalten und der Rest der Azodiisobuttersäurenitrillösung innerhalb 4
so Stunden zulaufen gelassen. Anschließend wird noch eine Stunde auspolymerisiert. Jetzt werden 200 Teile Wasser
zugegeben und das Toluol mit Wasserdampf abgetrieben. Wenn die Übergangstemperatur 100° erreicht hat,
wird weiter mit Wasserdampf geblasen bis weitere 100 Teile Kondensat übergegangen sind. Die klare wäßrige
Lösung wird auf ca. 30% Trockengehalt eingestellt und in einem Sprühtrockner getrocknet. Man erhält ein
feines weißes Pulver mit einem Trockengehalt von 94,8% und einem K- Wert von 38.
do 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 getempert. Das erhaltene Polyvinylpyrrolidon-Jod
hat einen Gehalt an verfügbarem Jod von
hs 10,8%. Eine wäßrige Lösung des Produkts mit einem
Gehalt von verfügbarem Jod vor; 1,0% verliert bei Htägiger Lagerung bei 52°C 3,8% des verfügbaren
lods.
Beispiel 4
PVP-Jod-Lösung
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 Natriumiaurylsulfat
zugegeben und es wird auf ein Volumen von 10 Liter aufgefüllt.
Die Lösung hat einen verfügbaren Jodgehalt von 1,0%.
Beispiel 5
PVP-Jod-Shampoo
PVP-Jod-Shampoo
5 kg pulverförmiges PVP-Jod mit einem Jodgehalt von 10,5% werden in 25 Liter Wasser, dem vorher 1,0 kg
Natriumbicarbonat zugesetzt worden sind, gelöst. Man gibt 50 Liter Natrium-laurylsulfat zu und füllt mit
Wasser auf ein Volumen von 100 Liter auf.
die Lösung hat einen verfügbaren Jodgehalt von 0,5%.
709 524/4β5
Claims (1)
- Patentanspruch:Verwendung von Polyvinylpyrrolidon, das hergestellt worden ist durch Polymerisation von Vinylpyr- roiidon in einem wasserfreien organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Radikalbildner und gegebenenfalls in Gegenwart einer Komplexverbindung eines Schwermetalls der Ordnungszahl 23 bis 29 oder dessen Salz mit einer organischen Säure als Koaktivator, zur Herstellung von Polyvinylpyrrolidon-Jod, wozu das Polyvinylpyrrolidon mit Jod in üblicher Weise umgesetzt wird.
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1975
- 1975-08-14 BE BE159210A patent/BE832439A/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-08-15 ZA ZA00755229A patent/ZA755229B/xx unknown
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ZA755229B (en) | 1976-08-25 |
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