HU199249B

HU199249B - Process for production of sterilized solutions of derivatives of 5-chlor-3-tiasolone

Info

Publication number: HU199249B
Application number: HU852519A
Authority: HU
Inventors: David R Amick; Sidney Melamed; Ernest D Weller
Original assignee: Rohm & Haas
Priority date: 1984-06-27
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1990-02-28
Also published as: DK289385A; ES544525A0; NO852541L; PT80727B; GR851552B; AU585869B2; MX157216A; DE3572357D1; NO166473C; HUT38538A; EP0166611A3; ES8705406A1; EP0166611B1; NO166473B; IE58515B1; AU4410485A; EP0166611A2; DK289385D0; IL75598A; IL75598A0

Description

A találmány 5-klór-3-izotiazolon-származékok stabilizált oldatainak az előállítási eljárására vonatkozik.

Az izotiazolon-származékok az (I) általános képletnek felelnek meg, a képletben

Y 1-4 szénalomos alkilcsoportot jelent.

Bizonyos esetekben szükség van arra, hogy a lehető legkisebbre csökkentsük a viz, a só és a nitrát szintjét az izotiazolon-származékokat tartalmazó biocid készítményekben, amelyek kitűnő mikrobaólő hatásúak. így például egyes emulziókhoz vagy diszperziókhoz biocid hatóanyagot kell adni, azonban sokkra érzékenyek, azaz csapadékképződés figyelhető meg, ha sókat mégpedig kétértékű ionokat tartalmazó sókat adunk hozzájuk. Ez a kicsapódás kizárja olyan biocidok használatát, amelyek észlelhető sómennyiségeket tartalmaznak, különösen olyan esetekben, amikor mechanikus keverés nem valósítható meg.

Olajok és üzemanyagok esetén arra van szükeég, hogy a lehető legkisebbre csökkentsük a víz- sótartalmat. A viz az üzemanyagban levő szerves anyaggal együtt olyan körülményeket teremt, amelyek biológiai fejlődést és iszapképződést tesznek lehetővé. Az olajokban és üzemanyagban levő sók égésből származó lerakódást is okoznak, amely duguláshoz és különböző mechanikai anyagok korróziójához vezet.

Számos kozmetikai készítménynél fontos a viz- és sótartalom szabályozása. Nitrátsók jelenlétének a kiküszöbölése esetleges nitrozamin képződést tesz lehetővé. A nitrozaminokról az a vélemény alakult ki, hogy rákkeltő hatásúak.

A találmány olyan stabilis izotiazolon készítmények előállítására vonatkozik, amelyekben (1) a víztartalom lényegesen csökkent, (2) a sótartalom jelentős mértékben csökkent, és (3) a nitrátokat kiküszöböltük vagy nagy mértékben csökkentettük.

Ezek a készítmények 0,5-7 tömegX izotiazolon-származékot, 0,5-14 tómegX vizet és 68-99 tömegX dipropilén-glikolt tartalmaznak. A dipropilén-glikol előnyös mennyisége 92-98 tömegX.

Szerves oldószerek és fém-nitrátok együttes használata a 3 870 975 számú USA-beli szabadalmi leírásból (3. oszlop, 39-54. sor) ismert. Az oldószerek azonban nem voltuk ismertek stabilizáló hatásukról. A 3 870 795 számú USA-beli szabadalmi leírás

4. oszlopának 35-45. sorában azt állítják, hogy körülbelül 15X 5-klór-2-metil-3-izotiazolofi/2-metil-3-izotiazolon (93:7 arányú) elegye dipropilén-glikolban 28 nap alatt 50 °C-ori teljesen lebomlik.

A 4 241 214 és a 4 396 413 számú USA-beli szabadalmi leírásban leírják az (I) általános képletű vegyűletek komplexfémsóit és ezek biocid szerek hatóanyagaként való használatát. Az (I) általános képletű vegyületeket tartalmazó, forgalomban levő kereskedelmi termékek olyan vizes oldatok, amelyek kétértékű nitrátsókat tartalmaznak. Ezek az izotiazolonok számára stabilizáló szerekként szolgálnak, mivel azok állás közben lebomlanának.

A jelen találmány szerinti megoldás lehetővé teszi az izotiazolon-származékok stabilizálását stabilizáló sók alkalmazása nélkül, vagy kisebb mennyiségű stabilizáló só használatával.

A találmány tehát eljárás az (I) általános képletű izotiazolon-származékok stabilizált oldatának az előállítására - a képletben Y 1-4 szénatomos alkilcsoport - oly módon, hogy 0,5-7 tömegX (I) általános képletű izotiazolon-származékból - a képletben Y a fenti jelentésű -, 0,5-14 tömegX vízből és 68-99 tömegX dipropilén-glikolból oldatot készítünk és ezt 0,15-7 tömegX kalcium-klorid, réz-klorid, nátrium-klorid vagy magnézium-klorid semlegesítő sóval és kívánt esetben 0,1-2 töinegX ismert stabilizáló sóval keverjük össze.

Az alkalmazható stabilizáló sókat a 3 870 795 ée 4 067 878 számú USA-beli szabadalmi leírások ismertetik.

Az előnyös stabilizáló sók két csoportba sorolhatók:

1, fémnitrátok, amelyekben a fém bárium, kadmiuni, kalcium, króm, kobalt, réz, vas, ólom, lítium, magnézium, mangán, higany, nikkel, nátrium, ezüst, stroncium, ón, cink és hasonló fémek;

2) réz^t2‘>-sók, amelyekben az anion halogén, szulfát, nitrát, nitrit, acetát, klórét, perklorát, biszulfát, bikarbónát, oxalát, maleát, karbonát vagy foszfát.

Az egyes komponensek arányait az I. és Π. táblázatban adjuk meg.

HU 199249 Β

/. táblázat

Tzotiazolon	Dipropilén-glikol	Semlegesítő só	Viz
0.5-7.0 tX	72-98.85 tX	0.15-7 tX	0.5-14 tX
Előnyösen
1-2 tX	92-97.7 tX	0.3-2 tX	1.0-4 tX
Elsősorban
1.5 tX	94.5 tX	1 tx	3 tX

II. tálbázat

Izotiazolon	Dipropilén-glikol	Semlegesítő só	Víz	Stabilizáló só
0.5-7 IX	68-85 tX	0.15-7 tX	0.5-14 tX	0.01-2.0 tX
Előnyösen
1-2 tX	91.8-97.7 tX	0.3-2 tX	1.0-4 tX	0.01-0.2 tX
Elsősorban
1.5 tX	94.4 tX	1 LX	3 tX	0.10 tx

Előnyösek azok a készítmények, amelyek nátrium-kloridot vagy réz-kloridot tartalmaznak semlegesítő sóként és nem tartalmaznak később adagolt stabilizáló sót.

Az izotiazoionok oldatai vízhűtéses rendszereknél mikrobicidekként, vizes diszperziók vagy szerves polimerek tartósító szereiként, facellulóz fehérítő vizének tisztitó szereként, kozmetikai tartósító szerként, fúró vagy vágóolaj, sugárhajtású repülőgépek és fűtőolajok tartósító szereiként és hasonló célokra kerülnek felhasználásra. Az izotiazoionok oldatai alkalmazhatók szilárd anyagok, igy szövet, bőr vagy fa tartósító vagy védőszereiként is.

A találmány szerinti termékek főként a következő anyagoknál alkalmazhatók védő és tartósító szerként: 1). Kozmetikai készítmények esetén, mivel kiküszöbölik vagy jelentős mértékben csökkentik a nitrátok jelenlétét, amelyek bizonyos körülmények között, aminok vagy amin-prekurzorok jelenlétében nitrozaminok képződéséhez vezetnek. 2.) Olajok és üzemanyagok esetén, mivel az adagolt sókat _ és a nedvességet eliminálják vagy mennyiségüket nagy mértékben csökkentik, igy lecsökkentek a lehetséges korrózió kialakulását, lerakódás vagy iszap képződését. 3). Olyan emulziók ée diszperziók esetén, amelyek érzékenyek sók adagolására. Ilyen emulziók és diszperziók azok, amelyek nagy mennyiségben tartalmaznak bizonyos termékeket, például a festékek, kozmetikai szerek, padlófényező szerek és kötőanyagok alkotóiként.

A következő példákon a találmányt részletesebben is bemutatjuk, de a találmány oltalmi köre nem korlátozódik csupán a példákban leírtakra. A részeket és a százalékokat lömegrészben és tömegszázalékban, a hőmérsékletet pedig Celsius-fokban adjuk meg. Az eltéréseket jelöljük.

Vizsgálataink azt mutatják, hogy az

50 °C-os hőmérséklet meggyorsítja a hatást, így egy hét 2 hónapnak felel meg; két hét egyenértékű 4 hónappal, három hét 6 hópappal és négy hét 8 hónappal és igy tovább. A 65 °C-os hőmérséklet olyan gyorsító hatást okoz, hogy egy hét egyenértékű 7 hónappal, két hét 14 hónappal, három hét 21 hónappal, négy hét 28 hónappal és igy tovább. Úgy tekintjük, hogy az a termék, amely nem mulatja a bomlás jeleit egy év alatt (6 hét

50 °C-on vagy körülbelül 2 hét 65 °C-on) stabilis termék.

1. példa 40

Ez a kísérlet azt mutatja be, hogy különböző oldószerek milyen stabilizáló hatást fejtenek ki 5-klói—2-metil-4-izotiazolin-3-onra (IX Al induláskor)

45	Oldószer 2 nap	2 hét	4 hét	6 hét
	dipropi- lén-glikol	P	P	P	P
50	polipropi- lén-glikol	P	P	P	P
55	(molekulatömeg = 2000 propilén-glikol	P	P	F	F
	etilén-glikol	P	P	F	F
	dielilén- -glikol	P	P	F	F
60	trietilén- -glikol	P	P	F	F
	1,5-pentándiói	P	P	P	F
	2,4-penlán-	P	F	F	F
65	diói

HU 199249 Β

Ez a laboratóriumi vizsgálat különböző dihidroxi-oldószerek stabilizáló képességét hasonlítja össze abban az esetben, ha viz, stabilizáló só és semlegesítő só nincs jelen, amelyek mindig jelen vannak az izotiazolon termékekben.

Al (active ingredient = hatóanyag), amelyet HPLC-vel, nagy nyomású folyadékkromabográfiával = High Pressure Liquid Chroinatography) mértünk.

P = lényegében nincs hatóanyagveszteség F = a hatóanyag teljesen elbomlott

Ez a vizsgálat különböző oldószerek stabilizáló képességét hasonlítja össze viz jelenlétében. Ezeknek az adatoknak az 1. példa adataival való összehasonlítása azt mu5 tatja, hogy a viz káros az izotiazolon stabilitására.

P/F = 20-80% halóanyagbomlás (HPLC-vel mérve)

2. példa

5-klór-2-melil-4-izotiazolin-3-on stabilitása (HPCL-vel mérve) 90 L% szerves oldószert és 10 t% vizet tartalmazó elegyben 65°C-on (IX Al induláskor)

Oldószer	1 hét	2 hét	3 hét	4 hét
dipropi- lén-glikol propilén-	P	P	P	F
glikol	P	F
etilén-glikol dietilén-	P	F
glikol trieti-	P	P/F	F
lén-glikol	P/F	F
1,5-pentán- diol	P	P	P/F	F
2,4-pentán- diol	P	F
benzil-al- kohol	P	P	P	P
trietilén- glikol	F
dimetil- -éter
acetonil- -aceton	P/F	F
dimetil- -szulfoxid	F

3. példa 45

5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on stabilitása (HPLC-vel mérve) dipropilén-glikol . (DPG) és viz elegyében 65 °C-on

Kezdeti % Izotiazolon	% DPG/llzO	% Sók —	Veszteség %-ban
3 nap	1 hét	2 hét	4 hét
1	0/100	0	100	—	__	__
1	92/8	0	0	0	5	100
1	100/0	0	0	0	0	0
1	92/8	1.5 Mg(NOs)z	0	0	0	2
11	100/0	0	NA¹	20	100	—
10	92/8	1.5 Mg(NOs)z 1.0 MgCh	NA	7	17	100
10	0/100	1.5 MgiNOslz 1.0 MgCk	100

*NA - 3 napnál nem elemeztük

HU 199249 Β

Ez a vizsgálat azt mutatja, hogy a víztartalom növekedésével hogyan csökken a stabilitás (1 viszonyítva 2-hőz, 2 viszonyítva 3-hoz és 6 viszonyítva 7-hez). Az adatok bemutatják a stabilitás növekedését is kis mennyiségű nitrát-stabilizátor használata esetén (2 viszonyítva 4-hez és 5 viszonyítva

6-hoz).

4. példa

5,4% hatóanyagot tartalmazó készítmény előállítása

Egy 250 ml-es főzőpohárba beviszűnk 20 g Kathon.HCl sót¹, amelyet mozsárban porítottunk, és 25 g vizet. Ezután 1,9 g szilárd magnézium-oxidot feloldunk a keverékben és igy kétfázisú oldatot kapunk, amelynek pH-ja 2,87. A toluolos réteget választó tölcséren eltávolítjuk és 0,64 g Cu(NOa)2.3H2O stabilizáló sót 23,5 g vizes oldatban oldunk, majd az egészet 77,5 g DPG-vel higitjuk és igy olyan oldatot kapunk, amelynek pH-ja 2,1; hatóanyagtartalma (AI) = 5,4% CuiNCbh szintje 0,5% és az MgCh semlegesítő só szintje 2,4%.

Ennél a készítménynél nem észleltünk hatóanyagveszteséget, ha azt Öt héten át 55 °C-on vagy 4 héten ét 65 °C-on melegítettük.

A kísérletet megismételjük KathoivHCl só helyett a tiszta hatóanyagokkal, a további eltérés az volt, hogy nem használtunk stabilizáló sót. A kapott oldatot 5 héten át 55 °C-on melegítettük, nem észleltünk hatóanyagveszteséget. Ugyanilyen jó eredményeket kaptunk egyenértéknyi mennyiségű kalcium-klorid, nátriuni-klorid és réz-klorid alkalmazásával.

¹ A Kathon biocid kereskedelmi termék jelenleg az N-metil-5-kiór-izoliuzolin-3-on (A) és az N-metil-izotiazolin-3-on (B) vegyület körülbelül 80:20 tömegarányú 15%-os elegye.

A termék 60% vizet, 9% MgCl2-t ée 15% Mg(NCto)2-t tartalmaz. A Kathon egy jellegzetes változata kozmetikai használatra 1,5% 80:20 arányú A/B elegyet, 75% vizet, 1% MgClz-t és 23 % Mg(NO3)2-t tartalmaz. A nagy mennyiségű Mg(N03>2 arra szolgál, hogy stabilizálja az A vegyületet vizes környezetben, ahogy a 3 870 795 és a 4 067 878 számú USA-beli szabadalmi leírásban le van írva. Az izotiuzolonokat elkülönithetjük és egyenértéknyi mennyiségű HCl-el kombinálhatjuk és így sót, például .Kathon-HCl* sót képezhetünk.

A találmány szerinti készítmény használata esetén az MgINOsh stabilizáló vegyületre nincs szükség.

5, példa

Hőslabilitésvizsg&lat

Hóstabilitás vizsgálatokat végeztünk

1,13% 5-klór-2-melil-4-izotiazolin-3-on és 0,37% N-metil-izotiazolin-3-on elegyének propilén-glikollal készített oldatával, valamint 0,7% és 1,5% 5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on dipropiléri-glikollal készített oldatával. Ezeket az oldatokat Kathon biociddal való hígítással készítettük és 1,5% hatóanyagtartalomra állítottuk be az említett szerves oldószerekkel (tf/tf).

Mind a három oldatból 100-100 g egyenlő mennyiségeket 50 °C-os meleg levegőjű kemencébe helyeztünk és 3 hónapig tároltuk azokat 50 °C-on. A három oldatból 5-5 g mennyiségeket vettünk ki közvetlenül a kemencebehelyezés előtt, majd 12 nap múlva, 33 nap elteltével és három hónap után 50 °C-on. Ezeket az 5 grammos mintákat megelemeztük HPLC-vel hatóanyagtartalmának megállapítása érdekében a kivétel időpontjában.

A kapott eredményeket a következő táblázatban foglaljuk össze.

HU 199249 U ti

N KJ W < C

X tt ti co <

X tt © © «0

CO ’T fH ©

N N ΙΛ co t> tn rH cm c— oo

CO r-t C0 dód ·«« •FI tt (0 •o ·*>

£ ti

Z ·«—

W

I £

‘a

4d ·□ ε

A minták HPLC elemzésének az eredményei c

o i

V o

in

Cu ti c

o

CO c

I

V ©

tn

Λ ti c

CM <0

Ό ti

F* I—*

β)

W KJ tó < 09 O

X tt

X tt ti

ω

W ti c

ti in lO o

O CM co in c- in fh d t* c* t*

CO T-t CO d o d co in © *·« m rn rH O fh

CM Ο O m c* m í-H O rH c· c* c·

CO FH co o o d in co co in rH t4 © FH

X X X in t- in fH © r—t

I

C — •ti o

A

I I c c •ti F- -ti — α o ne o a * a 4C 0 tt 0 tt U M U M a a •5 *5 t* $

«0 ti

C ti ♦o ti

4=

X in ti

-o c

Έ

X t>

o ti

Ό

C

E >>

bű

X •ti c

o

I co

I e

c tó .S tt +> ¹83 • .2

Ű 2 2 φ 4c ε bú ti >»

C

I I in cm

II π '1

4:

< tt <

tó ti ti >.

C •ti ε

T3 ti u

ti ti

4d <

4C ti

C tó ti £

*ti

Ό

C ti u

-611

11U 199249 Β

6. példa

További hőstabilitásvizsgálat

További hóatabilitásvizsgálatokat kezdtünk 0,7% és 1,5%-os 5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on propiién-glikolos és dipropilén-glikolos oldatokkal. Az oldatokat úgy készítettük, hogy a Kathon biocidot, 1,5%-os hatóanyagtartalmúra hígítottuk a megadott oldószerekkel (tf/tf).

Mind a négy oldatból 100-100 grammos egyenértékű mennyiségeket 55 °C-os és 75 °C-os meleg levegőjű kemencébe helyeztünk. Mindegyik oldatból 3 grammos egyenlő mennyiségeket kivettünk közvetlenül a kemencébe történő helyezés előtt, majd 2, 4, 6 ée 8 hét múlva az említett hőmérsékleteken. A 3 grammos mintákat megelemeztük HPLC-vel és megállapítottuk az 5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on mennyiségét az egyes mintákban a kivétel időpontjában.

A HPLC elemzéssel kapott eredményeket a következő táblázatban foglaljuk össze.

-713 oo

CO tí * Λ < CO C to

V £ 5 to

O « a »< <

A mintek HPLC elemzésének eredményei

CM to v

N « tO < « =O to

V

« Ϊ3 » <

te

a) >.

C to

t-	«f	00	00	IO	00	o	ffi
IO	q	CO	f	r-4	4—4	r-4	r-4
o	r-4	o	r-4	© V	o V	d V	o V
to	r-4	t-	t—	ro	CD	oo	t-
r4	CO	iH	CO	^4	r-4	q	rM

o	o	o	o	o	o	d	o
r4	co	^4	•—4	CM	CM	CM	CM
Tf	ί-	to	r—4	o	Ο	q	O
o	ο	o		o V	o V	o V	o V
σι	ffi	ffi	o		Tp	4-4	Tf
to	o	co	tO	CM	Ο	rH	O
o	rT	d	r-4	o	o V	o V	o V
t*	CM	t—	c-	IO	CM	ffi	CM
r-4	C0	r-4	ro	r-4	o	o	o
o	o	o	o	o	d V	o	o
CM	c—	CM	ro	to	CM	CM	CM
Tf	Ρζ	10	r-4	o	Ο	o	o
o	d	d	4-r	d	o V	d V	o V
CM	o	o	o	ro	co	ro	to
co	CM	ί-	LO		**	Tf	f
o	r-4	Ο	♦“4	d	o V	o	d
t-	Tf	t-	t-	IO	Tf	co	ffi
4-4	CO	r-4	ro	4—4	r4	·—4	CM

o	o	o	o	o	o	o	o
LO	co	ro	ro	00	CM	t-	ί-
Tf	00	to	4—4	CM	o	CM
o	d	o	iH	d	o V	o	ο
00	00	ffi	CO	o	co	o	00
co	CM	co	tO	to	Tf	<o	o
o	4—4	o	r4	d	d	d
c—	CO	c-	00	t-	Tf	<o	Tf
r-4	ro	r-4	co	r-4	ro	4-4	ro
o	o	o	d	o	d	o	d
r-4	IO	Tf	10	ro	CM		Tf
to	ffi	IO	rH	Tf	4-4	Tf	ί-

o	o	O	4-4	o	o	o	Ο
co	ro	CM	CO	co	co	CM	co
ί-	io	ί-	tO	ί-	to	ί-	10
ο	r-l	Ο	4-4	Ο	r”4	Ο	4—4
00	CO	00	co	00	00	00	00
r-4	CO	r-4	rö	«—4	co	r4	ro

o	O	o	O	o	o	o	d
IO	to	Tf	IO	IO	to		IO
10	r-4	to	r^	IO	rT	to	r4
o	rH	d	r-4	o	rH	d	4—(
p	P	P	P	P	P	P	P
IO	to	IO	IO	to	to	LO	lO
LO	to	to	IO	í-	t-	t-	t-
X	X	X	X	X	X	X	X
Ι-	IO	ί-	IO	ί-	IO	ι-	lO
Ο	r-4	Ο	r4	Ο	r-4	ό	r-f

-815

HU 199249 Β

7. példa

N-metil-5-klór-izotiazolin-3-on adagolása sóérzékeny emulzióhoz

Gumiképzódés N-metil-5-k lór-izotiazolin-3-on vegyületnek nem kevert vizes lalexhez való adagolása folyamán

3% hatóanyagot és 2% NaCl-t tartalmazó dipropilén-glikolos oldatot 50:50 tömegarányban vizzel hígítunk és igy egy A oldatot kapunk, amely 1,5% hatóanyagot (Al) és 1% NaCl-t tartalmaz. Ezután 15% N-metil-5-klór-izotiazolin-3-on hatóanyagot (Al), 15%

Mg(NOs)z stabilizáló sót és 9% MgCh semlegesítő sót tartalmazó vizes oldatot vizzel 10-szeresre hígítunk és igy B oldatot kapunk, amely 1,5% hatóanyagot, 0,9% MgClz-t és 1,5% Mg(NO3)2-t tartalmaz. A 15% Al Kathon biocid-koncentrátumot szimulál. Ezeket az oldatokat hozzáadjuk nem kevert emulzióhoz (20 ppm Al eléréséig), néhány percig állni hagyjuk és utána 0,149 mm méretű szitán átszűrjük. Az A oldat esetén nem észlelünk gumiképződési, míg a B oldatnál gumi képződik (>100 mg mennyiségben).

Claims

1. Eljárás az (1) általános képletű izotiazolon-származékok stabilizált oldatainak az 5 előállítására - a képletben Y 1-4 szénatomos alkilcsoportot jelent -, azzal jellemezve,, hogy 0,5-7 tömegX (I) általános képletű izotiazolon-származékből - a képletben Y a fenti jelentésű - 0,5-14 tömegX vízből ée 68-99 tö10 megX dipropilén-glikolból oldatot készítünk és ezt 0,15-7 tómegX kalcium-klorid, réz-klorid, nátrium-klorid vagy magnézium-klorid semlegesítő sóval és kívánt esetben 0,1-2 tömegX ismert stabilizáló sóval keverjük öesze. 15 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oldatot 1,5 tömegX (I) általános képletű tiazolon-származékból, 3 tömegX vízből és 94,4 tömegX dipropilén-glikolból készítjük és 1 tömegX semlegesítő sóval 20 és kívánt esetben 0,1 tömegX stabilizáló sóval keverjük össze.

8. példa

1,5% hatóanyagot tartalmazó készítmények előállítása

1,5 tömegrész N-metil-5-klór-izotiazolin-7-ont feloldunk 3 tömegrész vizben, hozzáadunk 94,4 tömegrész dipropilén-glikolt, majd az oldathoz 1 tömegrész magnéziumkloridot és 0,1 tömegrész réz-nirátot adunk.

Hasonlóképpen eljárva állítunk elő olyan készítményeket, amelyekben magnézium-klorid helyett azonos mennyiségű kalcium-klór időt, réz-kloridot vagy nátrium-kloridot alkalmazunk.