ES2264605A1 - "procedimiento para la obtencion de 2-alquilisotiazolonas y de sus formulaciones en forma estable solas o asociadas a otras moleculas con actividad biocida". - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la obtención de 2-alquilisotiazolonas y de sus formulaciones en forma estable solas o asociadas a otras moléculas con actividad biocida. El procedimiento para la obtención de 2-alquilisotiazolonas de fórmula general (I) solas o mezclas de las mismas en proporciones variables donde R representa un alquilo C1-C8, y X1 y X representan un átomo de H o Cl, con la condición de que cuando X1 es H, entonces X es H, Y que cuando X1 es Cl, entonces X es H o Cl. Dichas 2-alquilisotiazolonas tienen aplicación como biocida industrial. La presente invención también se refiere a la preparación de sus formulaciones en forma estable sin necesidad de la utilización de sales de magnesio y a la formulación a partir del clorhidrato de 2-metilisotiazolona junto a otras moléculas biocidas.
Description
Procedimiento para la obtención de
2-alquilisotiazolonas y de sus formulaciones en
forma estable solas o asociadas a otras moléculas con actividad
biocida.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la obtención de
2-alquilisotiazolonas en condiciones específicas y
determinantes para obtener distintas moléculas o mezcla de ellas en
proporciones determinadas según las condiciones de reacción.
La presente invención también se refiere a la
preparación de una formulación que contiene
2-alquilisotiazolonas de forma concentrada y
estable. Dicha formulación puede contener una o varias
2-alquilisotiazolonas, las cuales a su vez pueden
combinarse con otros principios activos.
Desde los primeros artículos publicados para la
obtención de esta familia de productos hasta las patentes publicadas
posteriormente no se especifica nunca la importancia de los
parámetros que se reivindican en esta patente y se relatan diversas
síntesis de productos de esta familia a lo largo de más de veinte
años, sin señalar en ningún caso la importancia substancial de las
condiciones de reacción que determinan realmente el resultado del
proceso.
El artículo de J. Het. Chem. 8, 571 y 581
(1971): Isothiazoles II:
5-Chloro-4-isothiazolin-3-ones
por G.A.Miller, E.D. Weiler and M.Hausman describe la obtención de
una larga serie de productos correspondiendo todos a la fórmula
general
2-substituido-4-isotiazolin-3-onas
5-halogenados o no, mediante ciclación y en algunos
casos cloración de la
N-alquil-ditiodipropionamida
correspondiente por acción del cloro o del cloruro de sulfurilo. En
ningún caso se indica la importancia determinante que tienen las
condiciones de reacción (disolvente utilizado, cantidad de
disolvente, temperatura de reacción, tiempo de adición de cloro,
ausencia de humedad en la mezcla reaccionante), para la obtención de
una molécula concreta o mezcla de dos moléculas en proporciones
predeterminadas.
Por otro lado, las patentes americanas US
3.523.121 (1968) y US 4.105.431 (1978) se refieren a la obtención
de 106 compuestos todos incluidos en la fórmula general
2-substituido-3-isotiazolnas-halogenadas
en 5, ó 4 y 5, o substituidas en 4. En todos los casos y utilizando
diversas rutas de síntesis no observa la importancia definitiva que
tienen las ya mencionadas condiciones de reacción para obtener un
determinado producto.
Hasta este momento se consideraba que la
cantidad de cloro que intervenía en la síntesis era el factor
primordial para obtener un determinado compuesto de este grupo o
una proporción determinada de dos compuestos.
El titular ha comprobado que desde el inicio de
la reacción el producto que se origina ya es preludio del
resultado final.
La cantidad de cloro utilizada es importante
para el rendimiento de la reacción y para la pureza del producto,
pero no permite por sí sola obtener un determinado producto con más
porcentaje de molécula clorada cuanto más cloro se añada a la
reacción.
Por otro lado el interés de un proceso en el que
se obtenga selectivamente una isotiazolona no clorada ha aumentado
en estos últimos años al restringirse la presencia de cloro en la
aplicación final de las moléculas biocidas, en este caso también se
indica como preparar formulaciones estables de estos productos
solos o en combinación con otros principios activos a partir del
clorhidrato de 2-alquilisotiazolona obtenido
directamente en la reacción de obtención de estos productos.
El objeto de la presente invención se basa en
una nueva vía de síntesis para la obtención de
2-alquilisotiazolonas de fórmula general (I):
de forma individual o mezclas de
las mismas en proporciones variables donde R representa un alquilo
C_{1}-C_{8}, y X_{1} y X representan un átomo
de H o Cl, con la condición de que cuando X_{1} es H, entonces X
es H, y que cuando X_{1} es Cl, entonces X es H o
Cl.
De acuerdo con el procedimiento de la presente
invención se obtiene, según las condiciones que se apliquen en la
reacción, sólo la 2-alquilisotiazolona, una mezcla
variable a voluntad de la
5-cloro-2-alquilisotiazolona
con la 2-alquilisotiazolona o sólo la
4,5-dicloro-2-alquilisotiazolona.
La novedad de la presente invención estriba en
el descubrimiento de la importancia determinante que las
condiciones de reacción y los disolventes utilizados tienen en la
obtención selectiva de cada una de estas moléculas.
En la presente invención se detalla la obtención
selectiva de la 2-metilisotiazolona mediante un
procedimiento no descrito hasta la fecha.
En particular, de acuerdo con el procedimiento
según la reivindicación 1 se obtienen de manera selectiva,
preferiblemente, las siguientes moléculas:
- -
- 2-metilisotiazolona;
- -
- 2-metil-5-cloroisotiazolona junto con 2-metilisotiazolona en proporciones variables de las dos moléculas que oscilan entre 0,1:1 a 7:1, según condiciones de reacción y disolvente utilizado;
- -
- 2-n-octilisotiazolona;
- -
- 4,5-diclorooctilisotiazolona;
La presente ha comprobado experimentalmente la
importancia que los factores físicos en que se produce la reacción
influyen de una manera determinante en los productos obtenidos.
También el disolvente o medio de reacción
utilizado es básico para orientar la reacción hacia la obtención de
un determinado compuesto.
En concreto, se ha comprobado que los siguientes
factores son determinantes para la obtención de una molécula
concreta de esta familia:
- Disolvente utilizado en la reacción;
- Cantidad de disolvente utilizado con relación
a los productos que intervienen en la reacción;
- Contenido de agua en los disolventes;
- Temperatura de inicio de la reacción y
temperatura mantenida durante la reacción;
- Tiempo utilizado para la adición de cloro para
la ciclación y en unos casos cloración del producto final.
- Especificaciones físicas y mecánicas del
reactor (velocidad de agitación, tipo de agitador, profundidad del
tubo de adición de cloro, etc)
A continuación, se detallan las condiciones
operativas para conseguir cada uno de los productos señalados. Estas
condiciones son básicas para la obtención de cada uno de los
productos especificados.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la obtención de
2-alquilisotiazolonas de fórmula general (I):
de forma individual o mezclas de
las mismas en proporciones variables
donde
R representa un alquilo
C_{1}-C_{8}, y
X_{1} y X representan un átomo de H o Cl, con
la condición de que cuando X_{1} es H, entonces X es H, y que
cuando X_{1} es Cl, entonces X es H o Cl,
caracterizado por el hecho de que
(1) cuando R representa un alquilo
C_{1}-C_{4}, X_{1} es H y X es H,
comprende:
- i)
- adición, en un reactor, de un disolvente seleccionado entre dicloroetano y cloruro de metileno estabilizado con penteno y a continuación 3-mercapto-N-alquilo-C_{1}-C_{4}-propionamida en una proporción disolvente: amida de 3:1;
- ii)
- enfriamiento de la mezcla hasta una temperatura comprendida entre 9 y 11ºC;
- iii)
- mediante agitación, se adiciona lentamente a la mezcla de reacción cloro gas en una proporción cloro gas:amida de partida de 0,7-0,8:1, a una temperatura comprendida entre 15 y 20ºC tiempo de adición del cloro 6-8 horas;
- iv)
- terminada la adición del cloro gas, se calienta la mezcla a una temperatura comprendida entre 45 y 55ºC y luego, bajo corriente de nitrógeno a una temperatura comprendida entre 30 y 40ºC, hasta obtener un sólido blanco cristalino que corresponde al clorhidrato de la 2-alquilisotiazolona; y finalmente
- v)
- separación y purificación de la 2-alquil C_{1}-C_{4} isotiazolona;
(2) cuando R representa un alquilo
C_{5}-C_{8}, X_{1} es H y X es H,
comprende:
- i)
- adición, en un reactor, de un disolvente seleccionado entre acetato de butilo y a continuación N-n-alquilo C_{5}-C_{8}-3-mercaptopropionamida en una proporción disolvente: amida de 3:1;
- ii)
- calentamiento y destilación de la mezcla de reacción hasta la eliminación completa del agua;
- iii)
- enfriamiento de la mezcla de reacción hasta una temperatura comprendida entre 15 y 20ºC;
- iv)
- mediante agitación, se adiciona lentamente a la mezcla de reacción cloro gas en una proporción cloro gas:amida de partida de 0,6-0,7:1 y se mantiene la temperatura de reacción a una temperatura comprendida entre 20 y 30ºC, tiempo de adición del cloro gas 6-8 horas;
- v)
- terminada la adición del cloro gas, se hace pasar una corriente de nitrógeno a una temperatura comprendida entre 30 y 40ºC, hasta obtener el clorhidrato de la n-alquil C_{5}-C_{8} isotiazolona en forma de sólido blanco cristalino; y finalmente
- vi)
- separación y purificación de la 2-alquil C_{5}-C_{8} isotiazolona;
(3) cuando R representa un alquilo
C_{1}-C_{8}, y X_{1} y X son Cl,
comprende:
- i)
- adición, en un reactor, de un disolvente seleccionado entre xileno y ftalato de dibutilo y a continuación N,N'-di-n-alquilC_{1}-C_{8}-3,3'-ditiopropionamida en una proporción disolvente: amida de 3:1;
- ii)
- calentamiento y destilación de la mezcla de reacción hasta la eliminación completa del agua (en el caso del xileno como disolvente);
- iii)
- enfriamiento de la mezcla de reacción hasta una temperatura comprendida entre 40 y 50ºC;
- iv)
- mediante agitación, se adiciona lentamente a la mezcla de reacción cloro gas en una proporción cloro gas:amida de partida de 1,1-1,4:1 y se mantiene la temperatura de reacción a una temperatura comprendida entre 50 y 60ºC;
- v)
- terminada la adición del cloro gas, se hace pasar una corriente de nitrógeno a una temperatura comprendida entre 30 y 40ºC, hasta obtener el clorhidrato de la n-alquil C_{5}-C_{8}-4,5-dicloro isotiazolona;
- vi)
- a continuación se enfría a una temperatura comprendida entre 8 y 12ºC y se añade agua a la mezcla de reacción en una proporción agua:disolvente de partida de 1:2;
- vii)
- adición de una lechada preparada previamente de hidróxido de magnesio en agua 1:1, hasta obtener un pH en la fase acuosa comprendido entre 6 y 7;
- viii)
- separación de las capas para obtener la 4,5-dicloro-2-n-alquil C_{1}-C_{8} isotiazolona en la fase orgánica;
(4) cuando R representa un alquilo
C_{1}-C_{8}, X_{1} es Cl y X es H: comprende
la obtención de una mezcla de 2-alquilisotiazolonas
de acuerdo con (1) y (4)
- i)
- adición, en un reactor, de un disolvente seleccionado entre acetato de butilo y a continuación N,N'-dialquil C_{1}-C_{8}-3,3'-ditiodipropionamida en una proporción disolvente: amida comprendida entre 13:1 y 10:1;
- ii)
- calentamiento de la mezcla hasta alcanzar una temperatura de 125-126ºC para eliminar las trazas de agua que pueda contener la mezcla reaccionante y luego enfriar a una temperatura comprendida entre 35 y 40ºC, y dejar que por inercia baje la temperatura hasta 30 y 35ºC;
- iii)
- mediante agitación, se adiciona lentamente a la mezcla de reacción cloro gas en una proporción cloro gas:amida de partida entre 1,12:1 y 1,3:1 a una temperatura de reacción comprendida entre 38 y 52ºC, tiempo de adición de cloro entre 2 y 2,30 horas;
- iv)
- terminada la adición del cloro gas, se hace pasar una corriente de nitrógeno a una temperatura comprendida entre 40 y 50ºC;
- v)
- separación y purificación del producto para dar una mezcla de clorhidratos de 5-cloro-2-alquil C_{1}-C_{8}-isotiazolona y 2-alquil-C_{1}-C_{8}-isotiazolona en una proporción comprendida entre 0,5:1 y 7:1.
De acuerdo con el paso (1) del procedimiento
descrito más arriba se obtiene la
2-metilisotiazolona, de acuerdo con el paso (2) se
obtiene la
2-n-octil-isotiazolona.
De acuerdo con el paso (3) del procedimiento se
obtiene el
4,5-dicloro-2-n-octilisotiazol.
De acuerdo con el paso (4) del procedimiento se
obtiene una mezcla de
5-cloro-2-metilisotiazolona
y 2-metilisotiazolona en una proporción que va de 3
a 1 a una proporción de 5 a 1 según condiciones de reacción.
Ventajosamente, el disolvente utilizado en el
paso (1) es cloruro de metileno.
La presente invención también se refiere a un
procedimiento para la obtención de una formulación estable y
concentrada de una mezcla de 2-alquilisotiazolonas
según el apartado (4) de la reivindicación 1, caracterizado por el
hecho de que se lleva a cabo la estabilización de la mezcla con una
solución que comprende entre 8 y 12% de acetato sódico,
0,5-1,2% clorato potásico y
0,05-0,1% nitrato de cobre.
La presente invención también se refiere a la
obtención de una formulación estable y concentrada de una mezcla de
2-alquilisotiazolonas con otro principio activo.
A continuación se describirán con más detalle
realizaciones preferidas de la presente invención.
En un reactor esmaltado de 1000 litros de
capacidad provisto de agitador tipo impeler de velocidad variable
entre 40 y 100 rpm, tubo de adición de gases que llega a 30 cm del
fondo del reactor, con cabezal de
reflujo-destilación de vidrio, se introducen:
500 litros de cloruro de metileno estabilizado
con penteno (no con metanol).
150 kg de
3,3'-ditio-N,N'-dimetildipropionamida.
Se enfría el conjunto a 10ºC.
Con agitación a 70 rpm se adiciona muy
lentamente y a través del tubo de adición de gases 100 kg de cloro
gas en un tiempo de 8 horas y a una temperatura que oscila entre 15
y 20ºC.
Terminada la adición de cloro, el conjunto se
calienta a 50ºC.
Pasa nitrógeno a través de la mezcla
reaccionante.
Se obtiene una mezcla de reacción formada por un
sólido cristalino que corresponde al clorhidrato de
2-metilisotiazolona y una fase líquida
correspondiente al solvente.
El conjunto se mantiene bajo corriente de
nitrógeno durante 5 horas a 30-40ºC.
Se filtra mediante un filtro tipo nutsche
esmaltado o recubierto de alar (un recubrimiento especial de teflón
resistente a la acción corrosiva de los ácidos)
El precipitado se lava con hexano o heptano dos
veces.
Se descarga del filtro.
Se obtienen 250 kg. de un sólido blanco
cristalino que corresponde al clorhidrato de
2-metilisotiazolona con u contenido de solvente de
un 20%-25%, (punto (a) del que se parte para la preparación de
diversas formulaciones de 2-metilisotiazolona junto
con otras moléculas de actividad biocida).
El producto se utiliza tal cual sin secar.
Para obtener la
2-metilisotiazolona base se utilizan
indistintamente dos procedimientos:
A)- El sólido obtenido se suspende en 200 litros
de agua en un reactor esmaltado de 2000 litros de capacidad. Se
añade a la mezcla 700 litros de resina Dowex aniónica débil y agita
el conjunto 30 minutos.
El clorhidrato de
2-metilisotiazlona se disuelve y el conjunto se
filtra por un filtro tipo nutsche como el indicado anteriormente.
La resina queda retenida en el filtro y el líquido filtrado se
recoge.
La resina del filtro se lava con 20 litros de
agua que se adicionan a los filtrados.
El conjunto de filtrados se analiza mediante
HPLC.
Da un resultado de un producto de pureza de un
99,5% y una concentración del 24% en
2-metilisotiazolona.
B)- El sólido obtenido se suspende en 200 litros
de agua en un reactor esmaltado de 1000 l.
Se prepara a parte una solución de hidróxido
sódico al 30%.
Se añade lentamente la solución de hidróxido
sódico sobre la suspensión de clorhidrato de
2-metilisotiazolona hasta conseguir un pH constante
de 3-3,5.
Se filtra la solución obtenida y analiza
mediante HPLC.
Da un resultado de un producto del 99,55 de
pureza y una concentración del 27%.
Contenido en sales de sodio entre el 8 y el
12%.
Para preparar formulaciones estables de
2-metilisotiazolona con otras moléculas con
actividad biocida, se actúa de la siguiente manera:
Obtenido el clorhidrato de
2-metilisotiazolona (punto (a)) que es un polvo
cristalino blanco y estable, se parte de él para preparar diversas
formulaciones biocidas de las cuales damos algunos ejemplos
ilustrativos:
En un reactor esmaltado, provisto de agitación y
camisa refrigerante, se introducen:
50 kg de clorhidrato de
2-metilisotiazolona sólida equivalente a 30 kg de
2-metilisotiazolona base,30 litros de agua, 30 kg
de
etanodiil-bis-oxi-bis-metanol
del 96% y manteniendo una buena agitación y refrigerando el
conjunto a 10ºC, pasando mezcla frigorífica por la camisa del
reactor, se añade una solución de hidróxido sódico 40%, hasta
conseguir un pH estable de 3-5,5ºC, aproximadamente
se utilizarán 10 kg de solución.
Se obtiene así una solución transparente
ligeramente amarilla de una formulación que contiene
22-25% de 2-metilisotiazolona,
20-25% de
etanodiil-bis-oxi-bismetanol,
con actividad biocida principalmente utilizable en protección de
productos industriales envasados (pinturas, tintas, colas,
emulsiones de resinas) y sin contenido de cloro en la
formulación.
En un reactor esmaltado, provisto de agitación y
camisa refrigerante, se introducen:
50 kg de clorhidrato de
2-metilisotiazolona sólida equivalente a 30 kg de
2-metilisotiazolona base, 36 kg de
benzoisotiazolona polvo del 85% equivalente a 30 kg de
benzoisotiazolona pura, y manteniendo una buena agitación y
refrigerando el conjunto a 10ºC, pasando mezcla frigorífica por la
camisa del reactor, se añade 100 kg de polietilenglicol, 5 kg de
ácido acético glacial y lentamente una solución de hidróxido sódico
40%, hasta conseguir un pH estable de 8-8,5ºC,
aproximadamente se utilizaran 15 kg de solución.
Se obtiene así una solución transparente
amarilla de una formulación que contiene 10-15% de
2-metilisotiazolona, 10-15% de
benzoisotiazolona, con actividad biocida principalmente utilizable
en protección de productos industriales de carácter neutro o
alcalino (pinturas, tintas, colas, emulsiones de resinas u otro
producto industrial que pueda contaminarse debido a su contenido en
agua) y sin ninguna molécula clorada en la formulación.
Del mismo modo pueden prepararse formulaciones
conteniendo ambos principios activos a menor concentración.
La formulación a partir del clorhidrato de
2-metilisotiazolona con etanodiil
bis-oxi-bismetanol y
benzoisotiazolona uniendo en una sola preparación las tres
moléculas biocidas tiene también un gran interés en su aplicación
industrial y se consigue del siguiente modus operandi:
50 kg de clorhidrato de
2-metilisotiazolona sólida equivalente a 30 kg de
2-metilisotiazolona base, 36 kg de
benzoisotiazolona polvo del 85% equivalente a 30 kg de
benzoisotiazolona pura, y manteniendo una buena agitación y
refrigerando el conjunto a 10ºC, pasando mezcla frigorífica por la
camisa del reactor, se añade 100 kg de polietilenglicol, 5 kg de
ácido acético glacial y lentamente una solución de hidróxido sódico
40%, hasta conseguir un pH estable de 8-8,5ºC,
aproximadamente se utilizaran 15 kg de solución.
Se añade a la solución anterior 28 kg de
etanodiil-bis-oxi-bismetanol
del 96%.
Se obtiene así una solución transparente
amarilla de una formulación que contiene 8-12% de
2-metilisotiazolona, 8-12% de
benzoisotiazolona, 10% de etanodiil-bis
oxi-bis-metanol, con actividad
biocida principalmente utilizable en protección de productos
industriales de carácter neutro o alcalino (pinturas, tintas, colas,
emulsiones de resinas u otro producto industrial que pueda
contaminarse debido a su contenido en agua) y sin ninguna molécula
clorada en la formulación.
Del mismo modo pueden prepararse formulaciones
conteniendo los tres principios activos a menor concentración,
simplemente diluyendo con polietilenglicol y agua.
La síntesis anterior se obtiene con resultados
similares utilizando el dicloroetano como disolvente en lugar del
cloruro de metileno y aplicando las mismas condiciones de
reacción.
No ocurre lo mismo si se utilizan otros
disolventes tales como tolueno, xileno, acetato de etilo o acetato
de butilo.
Esto contradice los datos aportados hasta ahora
por las anteriores patentes y publicaciones que utilizan
indistintamente y de forma indiscriminada otros solventes.
En un reactor esmaltado de 1000 litros de
capacidad provisto de agitador tipo impeler de velocidad variable
entre 40 y 100 rpm, tubo de adición de gases que llega a 30 cm del
fondo del reactor, con cabezal de
reflujo-destilación de vidrio, se introducen:
200 kg de
N-n-octil-3-mercaptopropionamida
con una humedad inferior al 0,2%
400 kg de acetato de butilo.
Se calienta el conjunto de reacción hasta que
empieza a destilar el acetato de butilo con trazas de agua. Se
destilan así 25 litros de solvente para eliminar completamente el
agua de la reacción.
Se enfría el reactor hasta conseguir una
temperatura interna de 15-20ºC.
A esta temperatura se empieza a pasar cloro por
la mezcla con una velocidad de adición que permite pasar 120 kg de
cloro en ocho horas a una temperatura de reacción que se mantiene
entre 20 y 30ºC.
Terminada la adición se pasa nitrógeno
burbujeando en la mezcla de reacción, durante 5 horas.
Se obtiene así el clorhidrato de
n-octilisotiazolona que filtra a través de un filtro
nutsche y lava con heptano como en las síntesis anteriores.
El sólido se suspende en 300 litros de agua a
60ºC, se mantiene la temperatura entre 60 y 70ºC durante 1 hora. Se
separa un aceite amarillento que corresponde a la octilisotiazolona
base.
El aceite se decanta de la fase acuosa. Este
aceite se diluye con propilenglicol hasta conseguir una
concentración en n-octilisotiazolona del 45%.
Si las condiciones de reacción se alteran
(cambio de disolvente, relación entre cantidad de disolvente y
producto de partida, velocidad de adición de cloro, temperatura de
reacción), se obtendrán productos distintos, en este caso se
obtendría una mezcla de
2-n-octilisotiazolona,
5-cloro-n-octilisotiazolona
y
4,5-dicloro-2-n-octilisotiazolona.
En un reactor esmaltado de 1000 litros de
capacidad provisto de agitador tipo impeler de velocidad variable
entre 40 y 100 rpm, tubo de adición de gases que llega a 30 cm del
fondo del reactor, con cabezal de reflujo- destilación de vidrio,
se introducen:
150 kg de
N,N'-di-n-octil-3,3'-ditiopropionamida
con una humedad inferior al 0,1%
400 kg de xileno con una humedad inferior al
0,01.
Se calienta el conjunto de reacción hasta que
empieza a destilar el xileno con trazas de agua. Se destilan así 25
litros de solvente para eliminar completamente el agua de la
reacción.
Se enfría el reactor hasta conseguir una
temperatura interna de 40-50ºC.
A esta temperatura se empieza a pasar cloro por
la mezcla con una velocidad de adición que permiten pasar 150 kg
de cloro en tres horas a una temperatura de reacción que se mantiene
entre 50 y 60ºC.
Terminada la adición se pasa nitrógeno
burbujeando en la mezcla de reacción, durante 5 horas.
Se obtiene así el clorhidrato de
n-octilisotiazolona.
Se enfría a 10ºC y añade a la reacción 200
litros de agua.
Se añade lentamente y con agitación una lechada
de hidróxido de magnesio en agua 1:1, hasta conseguir un pH
constante de la fase acuosa de 6,5.
Se separan las capas.
La fase de xileno contiene una solución de
4,5-dicloro-2-n-octilisotiazolona
que utiliza tal cual para usos industriales.
La reacción anterior se puede realizar
igualmente utilizando como disolvente el ftalato de dibutilo, que
se tratará de manera similar y su solución final se utilizará
directamente en usos industriales.
En un reactor esmaltado de 1000 l de capacidad y
de características similares al descrito en la síntesis de la
2-metilisotiazolona se cargan:
80 kg de
N,N'-dimetil-3,3'ditiodipropionaminda
pura y con humedad inferior al 0,15%.
950 litros de acetato de butilo con un contenido
en agua inferior al 0,1%.
Se calienta la mezcla hasta 38ºC, se detiene el
calor y deja que baje la temperatura hasta 33ºC mediante paso de
agua a través de la doble camisa del reactor.
Se agita la mezcla a 80 rpm y a través del tubo
de adición de gases se burbujea cloro a una velocidad que permita
añadir 99 kg de cloro gas en dos horas y cuarto (135 minutos).
Temperatura de comienzo de la reacción
33-34ºC.
Temperatura durante la adición de cloro se
mantiene entre 38º y 52ºC.
Terminada la adición de cloro se burbujea
nitrógeno a través del tubo de adición de gases durante 2 horas a
40-50ºC.
El conjunto de los productos de reacción se
filtran a través de un filtro nutsche de 1200 litros de capacidad y
1 m^{2} de superficie de filtración.
El sólido queda retenido en el filtro.
Se elimina el solvente dando presión de aire a
la nutsche.
Se añaden a través del reactor 200 litros de
heptano sin presión y agita el precipitado de la nutsche en sentido
inverso para mezclar bien el precipitado con el disolvente
nuevo.
Da presión para filtrar el heptano y escurre
bien.
Se repite esta última operación.
El producto que queda en el filtro es un sólido
blanco denso y cristalino que analizado por HPLC corresponde a la
mezcla de los clorhidratos de
5-cloro-2-metilisotiazolona
y 2-metilisotiazolona en proporción que oscila
entre 3,8:1 a 4,2:1.
Esta proporción entre los dos productos es
específica de las condiciones de reacción señaladas.
En un reactor esmaltado de 1000 l de capacidad y
de características similares al descrito en la síntesis de la
2-metilisotiazolona se cargan:
80 kg de
N,N'-dimetil-3,3'ditiodipropionaminda
pura y con humedad inferior al 0,15%.
800 litros de acetato de butilo con un contenido
en agua inferior al 0,1%.
Se calienta la mezcla hasta 38ºC, se detiene el
calor y deja que baje la temperatura hasta 33ºC mediante paso de
agua a través de la doble camisa del reactor.
Se agita la mezcla a 80 rpm y a través del tubo
de adición de gases se burbujea cloro a una velocidad que permita
añadir 95 kg de cloro gas en tres horas (180 minutos)
Temperatura de comienzo de la reacción
35-38ºC.
Temperatura durante la adición de cloro se
mantiene entre 38º y 55ºC.
Terminada la adición de cloro se burbujea
nitrógeno a través del tubo de adición de gases durante 2 horas a
40-50ºC.
El conjunto de los productos de reacción se
filtra a través de un filtro nutsche de 1200 litros de capacidad y
1 m^{2} de superficie de filtración.
El sólido queda retenido en el filtro.
Se elimina el solvente dando presión de aire a
la nutsche.
Se añaden a través del reactor 200 litros de
heptano sin presión y agita el precipitado de la nutsche en sentido
inverso para mezclar bien el precipitado con el disolvente
nuevo.
Da presión para filtrar el heptano y escurre
bien.
Se repite esta última operación.
El producto que queda en el filtro es un sólido
blanco denso y cristalino que analizado por HPLC corresponde a la
mezcla de los clorhidratos de
5-cloro-2-metilisotiazolona
y 2-metilisotiazolona en proporción que oscila entre
2,8:1 a 3,2:1.
Esta proporción entre los dos productos es
específica de las condiciones de reacción señaladas.
Una vez obtenido el clorhidrato de los productos
que se indican en este apartado, se prepara la solución estable de
sus bases libres.
Existe una preparación al 14% de producto activo
estabilizado con sales de magnesio en alta cantidad
(20-25% en peso del producto formulado). Esta
formulación utilizada y conocida para múltiples usos como biocida
industrial tiene inconvenientes en alguna de sus aplicaciones por
la incompatibilidad de las sales de magnesio (bivalentes) con
productos en los que se aplica.
Para solventar este problema se han efectuado
múltiples pruebas para conseguir una formulación de estos productos
al 14% sin que contengan sales bivalentes.
Finalmente se ha conseguido la siguiente
formulación estable:
- Mezcla de isotiazolonas
5-cloro-2-metil y
2-metil en proporciones que oscilan entre el 5:1 y
el 1:1 según la aplicación utilizada: 14%
- Acetato sódico: 8-12%
- Clorato potásico: 0,5-1,2%
- Nitrato de cobre: 0,05 -0,1%
Claims (10)
1. Procedimiento para la obtención de
2-alquilisotiazolonas de fórmula general (I)
de forma individual o mezclas de
las mismas en proporciones
variables
donde
R representa un alquilo
C_{1}-C_{8}, y
X_{1} y X representan un átomo de H o Cl, con
la condición de que cuando X_{1} es H, entonces X es H, y que
cuando X_{1} es Cl, entonces X es H o Cl,
caracterizado por el hecho de que
(1) cuando R representa un alquilo
C_{1}-C_{4}, X_{1} es H y X es H,
comprende:
- i)
- adición, en un reactor, de un disolvente seleccionado entre dicloroetano y cloruro de metileno estabilizado con penteno y a continuación 3-mercapto-N-alquilo-C_{1}-C_{4}-propionamida en una proporción disolvente: amida de 3:1;
- ii)
- enfriamiento de la mezcla hasta una temperatura comprendida entre 9 y 11ºC;
- iii)
- mediante agitación, se adiciona lentamente a la mezcla de reacción cloro gas en una proporción cloro gas:amida de partida de 0,7-0,8:1, a una temperatura comprendida entre 15 y 20ºC; tiempo de adición del cloro 6-8 horas;
- iv)
- terminada la adición del cloro gas, se calienta la mezcla a una temperatura comprendida entre 45 y 55ºC bajo corriente de nitrógeno a una temperatura comprendida entre 30 y 40ºC, hasta obtener un clorhidrato de la 2-alquilisotiazolona; y finalmente
- v)
- separación y purificación de la 2-alquil C_{1}-C_{4} isotiazolona;
(2) cuando R representa un alquilo
C_{5}-C_{8}, X_{1} es H y X es H,
comprende:
- i)
- adición, en un reactor, de un disolvente seleccionado entre acetato de butilo y a continuación N-n-alquilo C_{5}-C_{8}-3-mercaptopropionamida en una proporción disolvente: amida de 3:1;
- ii)
- calentamiento y destilación de la mezcla de reacción hasta la eliminación completa del agua;
- iii)
- enfriamiento de la mezcla de reacción hasta una temperatura comprendida entre 15 y 20ºC;
- iv)
- mediante agitación, se adiciona lentamente a la mezcla de reacción cloro gas en una proporción cloro gas:amida de partida de 0,6-0,7:1 y se mantiene la temperatura de reacción a una temperatura comprendida entre 20 y 30ºC, tiempo de adición del cloro gas 6-8 horas;
- v)
- terminada la adición del cloro gas, se hace pasar una corriente de nitrógeno a una temperatura comprendida entre 30 y 40ºC, hasta obtener el clorhidrato de la n-alquil C_{5}-C_{8} isotiazolona; y finalmente
- vi)
- separación y purificación de la 2-alquil C_{5}-C_{8} isotiazolona;
(3) cuando R representa un alquilo
C_{1}-C_{8}, y X_{1} y X son Cl,
comprende:
- i)
- adición, en un reactor, de un disolvente seleccionado entre xileno y ftalato de dibutilo y a continuación N,N'-di-n-alquilC_{1}-C_{8}-3,3'-ditiopropionamida en una proporción disolvente: amida de 3:1;
- ii)
- calentamiento y destilación de la mezcla de reacción hasta la eliminación completa del agua;
- iii)
- enfriamiento de la mezcla de reacción hasta una temperatura comprendida entre 40 y 50ºC;
- iv)
- mediante agitación, se adiciona lentamente a la mezcla de reacción cloro gas en una proporción cloro gas:amida de partida de 1,1-1,4:1 y se mantiene la temperatura de reacción a una temperatura comprendida entre 50 y 60ºC;
- v)
- terminada la adición del cloro gas, se hace pasar una corriente de nitrógeno a una temperatura comprendida entre 30 y 40ºC, hasta obtener la separación del clorhidrato de la n-alquil C_{5}-C_{8} isotiazolona;
- vi)
- a continuación se enfría a una temperatura comprendida entre 8 y 12ºC y se añade agua a la mezcla de reacción en una proporción agua:disolvente de partida de 1:2;
- vii)
- adición de una lechada preparada previamente de hidróxido de magnesio en agua 1:1, hasta obtener un pH en la fase acuosa comprendido entre 6 y 7;
- viii)
- separación de las capas para obtener la 4,5-dicloro-2-n-alquil C_{1}-C_{8} isotiazolona;
(4) cuando R representa un alquilo
C_{1}-C_{8}, X_{1} es Cl y X es H: comprende
la obtención de una mezcla de 2-alquilisotiazolonas
de acuerdo con (1) y (4)
- i)
- adición, en un reactor, de un disolvente seleccionado entre acetato de butilo y a continuación N,N'-dialquil C_{1}-C_{8}-3,3'-ditiodipropionamida en una proporción disolvente: amida comprendida entre 13:1 y 10:1;
- ii)
- calentamiento de la mezcla hasta alcanzar una temperatura de 125-126ºC para eliminar las trazas de agua que pueda contener la mezcla reaccionante y luego enfriar a una temperatura comprendida entre 35 y 40ºC, y dejar que por inercia baje la temperatura hasta 30 y 35ºC;
- iii)
- mediante agitación, se adiciona lentamente a la mezcla de reacción cloro gas en una proporción cloro gas:amida de partida entre 1,12:1 y 1,3:1 a una temperatura de reacción comprendida entre 38 y 52ºC, tiempo de adición de cloro entre 2 y 2,30 horas;
- iv)
- terminada la adición del cloro gas, se hace pasar una corriente de nitrógeno a una temperatura comprendida entre 40 y 50ºC;
- v)
- separación y purificación del producto para dar una mezcla de clorhidratos de 5-cloro-2-alquil C_{1}-C_{8}-isotiazolona y 2-alquil-C_{1}-C_{8}-isotiazolona en una proporción comprendida entre 0,5:1 y 7:1.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que en (1) se obtiene la
2-metilisotiazolona.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que en (2) se obtiene la
2-n-octil-isotiazolona.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que en (3) se obtiene el
4,5-dicloro-2-n-octilisotiazol.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que en (4) se obtiene una
mezcla de
5-cloro-2-metilisotiazolona
y 2-metilisotiazolona en una proporción de 3 a
1.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que en (4) se obtiene una
mezcla de
5-cloro-2-metilisotiazolona
y 2-metilisotiazolona en una proporción de 4 a
1.
7. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicho disolvente en (1) es
cloruro de metileno.
8. Procedimiento para la obtención de una
formulación estable de una mezcla de
2-alquilisotiazolonas según el apartado (4) de la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que se lleva
a cabo la estabilización de la mezcla con una solución que
comprende entre 8 y 12% de acetato sódico, 0,5-1,2%
clorato potásico y 0,05-0,1% nitrato de cobre.
\newpage
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
donde se obtiene una formulación estable de una mezcla de
2-alquilisotiazolonas según el apartado (4) de la
reivindicación 1 con una molécula biocida seleccionada entre
etanodiil-bis-oxi-bis-metanol
y/o benzoisotiazolona a partir del clorhidrato de
2-alquilisotiazolonas.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
donde la 2-alquilisotiazolona es la
2-metilisotiazolona.
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|---|---|---|---|
| ES200401607A ES2264605B1 (es) | 2004-07-02 | 2004-07-02 | "procedimiento para la obtencion de 2-alquilisotiazolonas y de sus formulaciones en forma estable solas o asociadas a otras moleculas con actividad biocida". |
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| ES200401607A ES2264605B1 (es) | 2004-07-02 | 2004-07-02 | "procedimiento para la obtencion de 2-alquilisotiazolonas y de sus formulaciones en forma estable solas o asociadas a otras moleculas con actividad biocida". |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2264605A1 true ES2264605A1 (es) | 2007-01-01 |
| ES2264605B1 ES2264605B1 (es) | 2007-12-16 |
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| ES200401607A Expired - Fee Related ES2264605B1 (es) | 2004-07-02 | 2004-07-02 | "procedimiento para la obtencion de 2-alquilisotiazolonas y de sus formulaciones en forma estable solas o asociadas a otras moleculas con actividad biocida". |
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- 2004-07-02 ES ES200401607A patent/ES2264605B1/es not_active Expired - Fee Related
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| CN104072440B (zh) * | 2014-07-17 | 2019-01-29 | 上海化学试剂研究所有限公司 | 一种4,5-二氯-n-正辛基异噻唑啉酮的制备方法 |
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