HUT66741A

HUT66741A - Method for producing nitrosamine-free nitrate stabilized isothiazoles

Info

Publication number: HUT66741A
Application number: HU9203423A
Authority: HU
Inventors: Ramesh Balubhai Retigara; Edward Samuel Lashen
Original assignee: Rohm & Haas
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1994-12-28
Also published as: ATE144771T1; ZA928211B; IL103505A0; US5137899A; DE69214911T2; IL103505A; HU9203423D0; DE69214911D1; EP0540213B1; JP3157314B2; CN1071921A; ES2093797T3; GR3021514T3; EP0540213A1; KR930007919A; JPH0665221A; CA2078104A1; CN1034807C; DK0540213T3

Description

A találmány tárgya javított eljárás nitrát-vegyületekkel stabilizált, nitrózamin-szennyeződésektől mentes 3-izotiazolon-származékok előállítására.

A 3-izotiazolonok mikroorganizmus elölő hatásuk - aminek köszönhetően bizonyos vizes vagy nem-vizes termékek mikroorganizmusok által okozott romlását képesek meggátolni - következtében nagy kereskedelmi jelentőségre tettek szert. Az izotiazolonok nagyon hatásos mikrobicidek ('•mikrobicid·' fogalomba beleértjük a baktericideket, fungicideket és algicideket is és mikroorganizmus elölő hatás alatt a mikroorganizmusok, mint például baktériumok, gombák és algák elpusztítását és szaporodásuk gátlását eredményező hatást is értjük); funkciós csoportjaik megfelelő megválasztásával széles spektrumban hatásosan alkalmazhatók. Ezeket a vegyületeket az (I) általános képlettel írhatjuk le, a képletben

R és R¹ jelentése egymástól függetlenül hidrogén- vagy halogénatom, vagy 1-4 szénatomos alkilcsoport;

R jelentése 1-4 szénatomos alkilcsoport és

R¹ jelentése halogénatom,

Y jelentése hidrogénatom, adott esetben egy vagy több halogénatommal helyettesített 1-18 szénatomos alkil-,

2- 8 szénatomos alkenil-, 2-8 szénatomos alkinil- vagy

3- 12 szénatomos cikloalkilcsoport, vagy adott esetben egy vagy több halogénatommal, 1-4 szénatomos alkilvagy 1-4 szénatomos alkoxicsoporttal helyettesített fenil-, fenil-(l-8 szénatomos alkil)- vagy naftilcsoport.

^legfeljebb 1Ό ^^Ánafninnc aK.ilppnpnrtj

Hátrányos, hogy a 3-izotiazolonok oldatai, különösen a vizes oldatok vagy olyan poláris szerves oldószerekkel, mint például alkoholokkal kialakított oldatok, amelyek jelentős mennyiségben vizet tartalmaznak, instabilak, ami a biológiai hatásosságuk csökkenéséhez vezet.

Ez különösen az olyan (I) általános képletű 5-halogén-3-izotiazolonok esetében igaz, amelyek képletében

Y jelentése 1-8 szénatomos alkilcsoport, legfeljebb 10 szénatomos aralkilcsoport vagy cikloalifáscsoport.

Az instabilitás az izotiazolon-gyűrű felnyitódásának következménye, mivel a keletkező lineáris vegyületeknek nincsenek ugyanolyan biológiai tulajdonságaik, mint a gyűrűs vegyületeknek. Az U.S.-A-3 870 795 és 4 067 878 számú szabadalmi leírásokból ismert, hogy a gyűrűfelnyílás meggátlására az izotiazolon-oldatokba különböző fémek, mint például bárium, kadmium, kalcium, króm, kobalt, réz, vas, ólom, lítium, magnézium, mangán, nikkel, ezüst, nátrium, stroncium, ón és cink nitrát-sóit lehet adagolni. Ugyanezen szabadalmak tanítása szerint más ismert fémsók, beleértve a klorátokat és perklorátokat is, hatástalanok az izotiazolonok oldatainak stabilizálására. így manapság kereskedelmi szempontokból kívánatos, hogy az 5-halogén-3-izotiazolon biocidokat akár önmagukban, akár egyéb 3-izotiazolon biocidokkal együtt vizes vagy szerves oldószeres vagy ezek elegyével készült oldat formájában a 3-izotiazolon bomlásának megakadályozása céljából nitrát-stabilizátorokkal stabilizálva alakítsák ki.

A 3-izotiazolonok előállítására szolgáló egyik ismert

ipari eljárás egy amidálási [A) reakcióvázlat] és egy ciklizálási [B) reakcióvázlat] lépésből áll. Az amidálási lépésben egy (II) általános képletű diszulfid-észtert egy (III) általános képletű aminnal reagáltatnak. A kapott (IV) általános képletű diszulfid-amidot a ciklizálási lépésben egy halogénezőszerrel (I) általános képletű amiddá ciklizálják. A fenti reakcióvázlatokban lévő képletekben RÍ jelentése hidrogénatom,

R jelentése hidrogénatom vagy 1-4 szénatomos alkilcsoport, és

Y jelentése a fentiekben megadottakkal megegyező.

Ilyen eljárásokat ismertetnek a 3-izotiazolonok előállítására az U.S.-A-3 849 430 és 4 939 266 számú szabadalmi leírásokban.

A ciklizálás folyamán az amidot egy halogénezőszerrel érintkeztetik. Halogénezőszerként például klórt, brómot, szulfuril-kloridot, szulfuril-bromidot, N-klór-szukcinimidet vagy N-bróm-szukcinimidet alkalmazhatnak. Előnyös halogénezőszer a klór és a szulfuril-klorid. A halogénező/ciklizálási lépésben az izotiazolon—hidrogén-halogenid sók (izotiazolon·ΗΧ) keletkeznek. Az izotiazolon·ΗΧ szüredéket mossák, majd ugyanabban vagy eltérő oldószerben visszaszuszpendálják vagy feloldják. Az izotiazolon--hidrogén-halogenid sóból a szabad bázis formájú izotiazolont szerves oldószeres rendszerek esetében egy semlegesítőszer, mint például egy szerves amin adagolásával (lásd U.S.-A-4 824 957), illetve vizes rendszerek esetében egy semlegesítőszer, mint például magnézium-oxid vagy kalcium-oxid adagolásával állítják elő.

Ismert, hogy bizonyos 3-izotiazolon biocidok, amelyek

I

a technika állásából ismert eljárással diszulfid-intermediereken keresztül lettek előállítva, szekunder vagy tercier amin melléktermék szennyeződéseket tartalmaznak, amelyek nitrozáló körülményeknek kitéve nitrózo-vegyületekké alakíthatók (U.S.-A-4 539 266).

A fent ismertetett amidálási reakcióban 95%-ban mono-, di- és tri-tio-amidokból és metanolból álló elegy képződik. A diszulfid hasadása következtében (az amidálás alatt) valószínűleg N-metil-akrilamid (abban az esetben, ha Y jelentése metilcsoport) melléktermék keletkezik. A hasadás útján keletkezett melléktermékre a monométil-amin (Y = metilcsoport) konjugált addiciója vezet az elméleti nitrózamin-prekurzor - N-metil-3-(N'-metil-amino)-propionamid (MMAP) - keletkezéséhez, amint azt a C) reakcióvázlaton bemutatjuk. A reakcióban keletkezett MMAP szintén addicionálódhat az N-metil-akrilamidra, amint azt a D) reakcióvázlaton bemutatjuk.

A fentiekben bemutatott mindkét nitrózamin-prekurzort azonosítottuk a diszulfid-észter kiindulási anyag amidálásával kapott intermedier diszulfid-amid mellett. A nitrózamin-prekurzor-vegyületek a hatóanyag mellett maradnak a klórozás, semlegesítés és a 3-izotiazolon készítmény kialakítása folyamán, mindaddig, amíg egy nitrát-sót nem adagolunk, amikoris nitrozálás megy végbe (hőközlés mellett) és nitrózamin keletkezik, amint azt az E) reakcióvázlaton bemutatjuk.

A nitrózóvegyületeket általában karcinogén vegyületeknek tekintik. Ennek következtében kívánatos olyan módszereknek a kidolgozása, amelyekkel a még nyomokban jelenlévő olyan melléktermék szennyeződések is eltávolíthatók, amelyek a nitrózaminok képződéséhez prekurzor vegyületként szolgálhatnak. Ezen szennyeződésék eltávolítása különösen fontos emberrel vagy állatokkal érintkezésbe kerülő termékek esetében.

A fentiekben ismertetett nitrózamin probléma fokozottan jelentkezik abban az esetben, ha a 3-izotiazolon készítményeket vizes oldat vagy szerves oldat vagy víz és szerves oldószer elegyével kialakított oldat formájában készítik el, amikor is nitrát-sók adagolása is szükséges. Ilyen készítményeket ismertetnek például az U.S.-A-4 067 878 számú szabadalmi leírásban. A fém-nitrát-só stabilizátorok jelenlétében a 3-izotiazolon reakcióelegyben melléktermékként jelenlévő szekunder vagy tercier amin vegyületek gyületekké nitrozálódnak, amelyeknek karcinogén hatást tulajdonítanak. Találmányunk leírásánál nitrózamin-prekurzor vagy egyszerűen prekurzor kifejezéssel a nitrózamin-vegyületekké alakítható szekunder aminokat (és tercier aminokat, ha jelen vannak) jelöljük.

Célul tűztük ki olyan javított eljárás kidolgozását, amellyel nitrózamin-vegyületeket csökkentett mennyiségben tartalmazó 3-izotiazolonokat állíthatunk elő. Fenti célkitűzésünknek megfelelő találmányunk szerinti eljárással (I) általános képletű 3-izotiazolonokat állíthatunk elő, ahol a képletben

R és R¹ jelentése egymástól függetlenül hidrogén- vagy halogénatom, vagy jelentése 1-4 szénatomos alkilcsoport és

R¹ jelentése halogénatom, adott- esetben heiyette-sítettr

2- 8 szénatomos alkenil-, 2-8 szénatomos alkinil- vagy

3- 12 szénatomos cikloalkilcsoport, vagy adott esetben egy vagy több halogénatommal, 1-4 szénatomos alkilvagy 1-4 szénatomos alkoxicsoporttal helyettesített fenil-, fenil-(1-8 szénatomos alkil)- vagy naftilcsoport, mely eljárás során (a) egy diszulfid-észtert egy aminnal reagáltatunk;

(b) a kapott diszulfid-amidot egy halogénezőszerrel érintkeztetve ciklizáljuk;

(c) a kapott izotiazolon*HX-származékot semlegesítjük;

(d) a semlegesített izotiazolont egy fém-nitrát stabilizátor adagolásával stabilizáljuk;

(e) hőkezelést végzünk^ oly módon, hogy az (e) lépés előtt, a (c) lépés után és a (d) lépés előtt, folyamán vagy után egy fém-bromátot adagolunk az izotiazolon, oldószer és nitrát-stabilizátor mennyiségére vonatkoztatva 0,5-3,0 tömeg% mennyiségben.

Y jelentése lehet például metil-, etil-, propil-, izopropil-, butil-, hexil-, oktil-, ciklohexil-, 4-metoxi-fenil-,

4-klór-fenil-, 3,4-diklór-fenil-, benzil-, 4-metoxi-benzil-,

4-klór-benzil-, fenetil-, 2-(4-klór-fenil)-etil-, 4-fenil-butil-, klór-metil-, klór-propil-csoport vagy hidrogénatom.

Helyettesített fenil-, naftil- vagy fenil-(1-8 szénatomos alkil)-csoport alatt olyan csoportot értünk, amelyben akár a fenilcsoport, akár az alkil-oldallánc egy vagy több hidrogénatomja halogénatommal, 1-4 szénatomos alkil- vagy 1-4 szénato-

mos alkoxicsoporttal helyettesítve van.

Az amidálási reakciót vizes vagy egy szerves oldószer, mint például alifás vagy aromás oldószerek vagy ezek elegyében játszathatjuk le. így például oldószerként alkalmazhatunk metanolt vagy toluolt. Az előnyös oldószer a toluol.

Kiindulási diszulfid-észterként előnyösen dimetil-

-3,3'-ditio-dipropionátot alkalmazunk.

A halogénező/ciklizálási reakciólépést szerves oldószerekben játszatjuk le, mint például aromás szénhidrogénekben, alifás szénhidrogénekben, klórozott aromás szénhidrogénekben, klórozott alifás szénhidrogénekben, acetát-észterekben, glikol-éterekben vagy glikol-éter-acetátban. Oldószerként előnyösen toluolt, monoklór-benzolt, etil-acetátot vagy butil-acetátot alkalmazunk. Halogénezőszerként előnyösen klórt vagy szulfuril-kloridot alkalmazunk.

A találmány szerinti javított eljárással előállított 3-izotiazolonok képletében Y jelentése előnyösen hidrogénatom, metil-, etil-, propil-, izopropil-, butil-, hexil-, oktil-, benzil-, 4-metoxi-benzil-, 4-klór-benzil-, fenetil-, 2-(4-klór-fenil)-etil- vagy ciklohexilcsoport.

A semlegesítést egy szerves aminnal végezzük, előnyösen a halogénező/ciklizálási lépésben alkalmazott oldószerben .

A semlegesítést vizes közeg esetében fém-oxid adagolásával kivitelezzük. Előnyös semlegesítőszer ebben az esetben a magnézium-oxid vagy a kalcium-oxid.

A semlegesítő lépés után a technikai izotiazolon-oldathoz egy stabilizátort adunk. Stabilizátorként előnyösen fém-nitrátokat alkalmazunk, mint például előnyösen magnézium-nitrátot.

Az izotiazolon fém-nitrát adagolásával történő stabilizálása után hőkezelést végzünk. A hőkezelést a melléktermékek eltávolítása vagy elbontása céljából végezzük. A hőkezelést előnyösen 30 percen át, előnyösen 60-80 °C hőmér sékleten kivitelezzük.

A találmány szerinti javított eljárás során a fém-bromátot előnyösen a semlegesítő lépés után, a stabilizálási /

lépés előtt, folyamán vagy után, de a hőkezelő lépés előtt adagoljuk be. Legelőnyösebben a fém-bromátot a fém-nitrát stabilizátor beadagolása előtt vagy azzal egyidejűleg adagoljuk. A fém-bromátot a reakcióelegybe akár oldat vagy akár szilárd anyag formájában beadagolhatjuk.

A találmány szerinti eljárásban fém-bromátként előnyösen kaleium-bromátot, kobalt-bromátot, 1ítium-bromátot, magnéz ium-bromátot, kálium-bromátot, nátrium-bromátot, stroncium-bromátot vagy cink-bromátot alkalmazunk. A legelőnyösebben alkalmazott fém-bromátok a kálium-bromát, nátrium-bromát, magnézium-bromát vagy a lítium-bromát és ezen belül is legelőnyösebb a kálium-bromát.

A fém-bromátot 0,5-3 tömeg% mennyiségben alkalmazzuk az oldószert, izotiazolont és nitrát-stabilizátort tartalmazó készítmény tömegére vonatkoztatva. A fém-bromát előnyös menynyisége 1,0 - 2,0 tömeg%.

A találmány szerinti javított eljárással előnyösen a következő 3-izotiazolonokat állítjuk elő: 5-klór-2-metil-3-izotiazolon, 4,5-diklór-2-metil-3-izotiazolon, 5-klór-2-oktil-3-izotiazolon, 4,5-diklór-2-oktil-3-izotiazolon, 5-klór-2-(p-klór-benzil)-3-izotiazolon, 4,5-diklór-2-ciklohexil-3-izotiazolon vagy 5-klór-2-ciklohexil-3-izotiazolon.

Amint a fentiekből és a következő példákból is kitűnik, a találmány szerinti javított eljárás egyedi, új, hasznos és nagyon előnyös eljárás nitrózamin-vegyületektől mentes 3-izotiazolonok előállítására. Nitrózamin-vegyülettől mentes kifejezéssel olyan 3-izotiazolon készítményeket jelölünk, amelyek 100 ppm-nél, előnyösen 50 ppm-nél kisebb menynyiségben tartalmaznak nitrózaminokat.

A találmányunk- szerinti javított eljárást az alábbi példákban részletesen bemutatjuk.

1. példa (Összehasonlító példa)

1. lépés: Amidálás

Mechanikus keverővei, hőmérővel, gázdiszpergáló csővel és nitrogénbevezetővel felszerelt száraz jeges kondenzátorral ellátott 3 liter térfogatú, 4-nyakú lombikba bemérünk 1062,5 g (4,46 mól) dimetil-3,3'-ditio-propionátot, 535,0 g toluolt és 55,0 g metanolt. A készüléket nitrogéngázzal átöblítjük, majd a reakcióelegyet 10 °C-ra lehűtjük. A gázdiszpergáló csövön keresztül 346,0 g (11,14 mól) monométil-amint adagolunk a reakcióelegybe 10-20 °C hőmérsékleten, 2 óra alatt. A monometil-amin beadagolása után a reakcióelegyet 20 °C hőmérsékleten, 20 órán át kevertetjük. Sűrű, halványsárga szuszpenziót kapunk. A reakció alatt a nem-reagált monometil-amint és metanol mellékterméket körülbelül 13,3 kPa nyomáson kidesztilláljuk. 1022,4 g (hozam: 97%) nyers, száraz Ν,Ν’-dimetil-3,3'-ditio-propionamid intermediert kapunk, ami 11 000 ppm N-metil-3-(N’-metil)-amino-propionamidot tartalmaz.

Az intermedier szuszpenzió egy részét leszűrjük, toluollal mossuk, majd szárítjuk. A száraz intermedier 8000 ppm N-metil-3-(N’-metil)-amino-propionamidot tartalmaz.

2. lépés: Klórozás

5-Klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on—hydroklorid és

2-metil-4-izotiazolin-3-on—hidroklorid elegy előállítása

Felfüggesztett keverővei, kivezető nyílással és szárítócsövei felszerelt kondenzátorral ellátott, 1 liter térfogatú, 3-nyakú gömblombikba bemérünk 635,8 g N,N'-dimetil-3,3'-ditio-propionamidot (DD Amidot) (8000 ppm nitrózamin-prekurzorral) és toluolt tartalmazó szuszpenziót, majd a gömblombik tartalmát kevertetjük.

liter térfogatú, 5-nyakú, műanyag reaktort (klórozó berendezést) keverővei,‘ a CI2 bevezetésére szolgáló üvegszűrős gázdiszpergáló csövei, hőmérővel, a kimenő gáz mosására szolgáló mosóberendezéshez csatlakozó kondenzátorral és az intermedier szuszpenzió betáplálására szolgáló bevezetővel szerelünk fel. A reaktor jeges víz hűtőközeg cirkulációját biztosító köpennyel van ellátva. A hűtőrendszer segítségével a klórozó közeg hőmérsékletét 25-30 °C hőmérsékleten tartjuk. A klórozó berendezésben 108 g toluolt mérünk be, majd a kevertetést megkezdjük.

A reaktorba DD Amid szuszpenziót és C12~t vezetünk be egyidejűleg 5,2 betáplálási mólarány mellett. Ily módon 453 g szuszpenziót adagolunk be 55 perc alatt, körülbelül 8,2 g/min betáplálási sebességgel, míg 227 g CI2 (gázt) bezetünk be 4,1 g/min sebességgel, kalibrált áramlásmérő alkalmazásával.

3. lépés: Szűrés és semlegesítés

A fenti kevert, klórozott szuszpenzióba 20 g vizet adagolunk be kis adagokban. 10 perc kevertetés után a reak cióelegyet ülepedni hagyjuk, majd az anyalúgot egy szívócsövön át leszívatjuk. - Az elegybe további 45 g vizet adunk, majd az anyalúgot ismételten eltávolítjuk.

A hidroklorid nedves maradékhoz 116 g vizet adunk. A reakcióelegyet vizes magnézium-oxid szuszpenzió fokozatos adagolásával semlegesítjük 4,5 pH érték eléréséig. A semlegesített anyagot egy elválasztó tölcsérbe helyezzük és 469 g vizes technikai minőségű (Tech) fokozatú anyagot választunk el a szerves rétegtől:

Aktív hatóanyag (Tech) Tömeg%

5-klór-2-metil-4-izotiazolin~3-on 17,1

2-metil-4-izotiazolin-3-on 5,5

4. lépés: Stabilizálás

A fentiekben kapott anyag (Tech) pH értékét 2,9-re állítjuk be és 100 g hatóanyaghoz 46,5 g magnézium-nitrát-hexahidrátot és 7,24 g vizet adagolunk állandó keverés közben. A következő összetételű oldatot kapjuk:

Komponens * Névleges koncentráció, tömeg% összes hatóanyag 15,2

Mg(NO₃)₂ 17,4

5. lépés: Hőkezelés

A fentiekben elkészített terméket egy felfüggesztett keverővei, vízhűtéses kondenzátorral és egy hőmérsékletszabályzóhoz csatlakozó hőmérővel, valamint a hűtőközeget tartalmazó edény pneumatikus mozgatására szolgáló berendezéssel felszerelt 500 ml térfogatú, 3-nyakú gömblombikba helyezzük át.

A terméket 95 °C hőmérsékleten, 4 órán át hőkezeljük.

A 153,7 g terméket leszűrjük, a szilárd szennyeződések eltávolítása céljából és analizáljuk.

Komponensek	Tömeq%
5-klór-2-meti1-4-izotiazolin-3-on	10,7
2-metil-4-izotiazolin-3-on	3,4
nitrózamin*	1200 ppm

* CH₃N(NO)ch₂ch₂conhch₃

2-4. példa

Ezekben a példákban bemutatjuk a találmány szerinti eljárásban alkalmazott fém-bromátok nitrózaminok képződését gátló hatását. A hatóanyag relatív koncentrációját fordított fázisú, nagy-nyomású folyadékkromatográfiás módszerrel (HPLC) határozzuk meg ultraibolya detektor alkalmazásával. A kálium-bromát relatív koncentrációját titrálással határozzuk meg (KI/keményítő vs. nátrium-tioszulfát).

2. példa

Az 1. példa szerint eljárva az 1., 2. és 3. lépések után technikai minőségű terméket kapunk.

4. lépés:

100 g fenti technikai minőségű anyag pH értékét 4,5-re állítjuk be, majd 38,8 g magnézium-nitrát-hexahidrátot, 2,2 g kálium-bromátot és 3,8 g vizet adunk hozzá. A kapott készítmény névleges összetétele:

Névleges koncentráció, tömeg%

Komponens

5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on	11,3
2-metil-4-izotiazolin-3-on	3,7
KBrO₃	1,5
Mg(NO₃)₂	15,5

A fentiekben kapott készítményt 65 °C hőmérsékleten, percen át az 1. példa 4. lépésében ismertetett módon hőkezeljük. Alapvetően nitrózamin mentes - N-metil-3-(N'-metil-N¹-nitrózó)-amino-propionamid (MMNP) terméket kapunk, aminek az összetétele a következő:

Komponensek Tömeq%

5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on11,2

2-metil-4-izotiazolin-3-on3,2

KBrO₃0,21

MMNP 2 ppm

3. példa

A 2. példa szerint járunk el azzal különbséggel, hogy eltérő hőkezelési hőmérsékletet alkalmazunk. A 2. példában ismertetett készítményt 80 °C hőmérsékleten 30 percen át hőkezeljük. A kapott termék összetétele a következő:

Komponensek Tömeg%

5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on11,2

2-metil-4-izotiazolin-3-on3,1

KBrO₃0,06

MMNP v 0,9 ppm

4. példa

100 g, az 1. példa szerinti eljárással előállított technikai minőségű anyag pH értékét 5,5-re állítjuk be, majd hozzáadunk 38,8 g magnézium-nitrát-hexahidrátot, 2,2 g kálium-bromátot és 3,8 g vizet. Gyakorlatilag MMNP mentes készítményt kapunk, aminek összetétele a következő:

• .** *··* ·· ··· t * · · ♦ · < · * *·· ·« ·’ · · *

Tömeq%

Komponens

5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on	11,3
2-metil-4-izotiazolin-3-on	3,3
KBrO₃	1,5
Mg(NO₃)₂	15,5

A kapott készítményt 65 °C hőmérsékleten, 30 percen át, az 1. példa 4. lépésében ismertetett módon hőkezeljük. A

kapott termék alapvetően nitrőzamin

- N-metil-3-(N'-metil-N'-

-nitrózó)-amino-propionamid (MMNP) mentes, összetétele a következő:

Komponensek	Tömeq%
5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on	11,3
2-metil-4-izotiazolin-3-on	3,3
KBrO₃	0,26
MMNP	7,8 ppm

5. példa

Az 1. példa szerinti eljárással előállított 5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on és 2-metil-4-izotiazolin-3-on 3:1 arányú elegyének pH értékét 4,5-re állítjuk be. A reakcióelegyhez ezután 15,5 tömeg% magnézium-nitrátot és 1,5 tömeg%

(98,5%—os tisztaság) kálium-bromátot	adagolunk. A kapott ter-
méket 70 °C hőmérsékleten, 30 percen	át hőkezeljük. A kapott
végtermék gyakorlatilag MMNP és DMNA	(dimetil-nitrózamin) mén-

tes és összetétele a következő:

··· · ··· · : *...

Komponens	Tömeq%
5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on	12,8
2-metil-4-izotiazolin-3-on	2,1
KBrO₃	0,6
Mg(NO₃)₂	14,8
MMNP	0,6 ppm
DMNA	< 0,1 ppm

6. példa

Az 1. példa szerinti eljárással előállított 5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on és 2-metil-4-izotiazolin-3-on 3:1 arányú elegyének pH értékét 4,5-re állítjuk be. A reakcióelegyhez ezután 15,5 tömeg% magnézium-nitrátot és 1,5 tömeg% (98,5%-os tisztaság) kálium-bromátot adagolunk. A kapott terméket 80 °C hőmérsékleten, 30 percen át hőkezeljük. A kapott végtermék nagyjából MMNP és DMNA (dimetil-nitrózamin) men tes és összetétele a következő:

Komponens Tömeg%

5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on14,6

2-metil-4-izotiazolin-3-on3,1

KBrO₃0,45

Mg(NO₃)₂14,4

MMNP 21 ppm

DMNA < 0,1 ppm

7. példa

Az 1. példa szerinti eljárással előállított 5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on és 2-metil-4-izotiazolin-3-on 3:1 arányú három különböző keverék (Bl, B2 és B3) elegyének pH értékét 4,0 - 5,0-ra állítjuk be. A reakcióelegyhez ezután

*·· ··

- 18 15,5 tömeg% magnézium-nitrátot és 1,5 tömeg% (98,5%-os tisztaság) kálium-bromátot adagolunk. A kapott terméket 80 °C hőmérsékleten, 30 percen át hőkezeljük, majd 60 mikronos polipropilén szűrőbetéten átszűrjük. A kapott végtermék alapvetően MMNP és DMNA (dimetil-nitrózamin) mentes és összetétele a következő:

Komponens	Bl	Tömeq% B2	B3
5-klór-2-metil-4-izotiazolin-3-on	10,8	12,3	11,9
2-metil-^-izotiazolin-3-on	3,5	3,7	3,3
KBrO₃	0,73	0,74	0,56
Mg(NO₃)₂	15,1	15,2	15,5
MMNP (ppm)	2,16	1,46	1,1
DMNA (ppm)	< 0,1	< 0,1	<0,1
8. példa

Ebben a példában bemutatjuk a fém-bromát nitrózaminok képződését gátló hatását a tárolás folyamán. A 7. példa szerinti eljárással előállított három keveréket és az 5. példa szerinti anyagot (B4) gyorsított tárolási vizsgálattal minősítjük. Az elegyekben figyeljük az MMNP képződését. A vizsgálati adatokat az alábbiakban adjuk meg:

·ν«

- 19 Elkészítésnél

Tárolás után

	55 °C/30 nap	25 °C/6	hónap
	KBrO₃	MMNP	KBrO₃	MMNP	KBrO₃	MMNP
	(tömeg%)	(ppm)	(tömeg%)	(ppm)	(tömeg%)	(ppm)
B1	0,73	2,1	0,15	13,0	0,56	6,2
B2	0,74	1,1	0,11	7,3	0,51	4,6
B3	0,56	1,1	0	586	0,38	4,5
B4	0,6	0,6	0	52,0	0,45	3,4

A fenti adatokból látható, hogy a tárolás folyamán a termék MMNP nitrózamin tartalma addig alacsony, ameddig fém-bromát van jelen. Ahogy a fém-bromát elfogy, a prekurzor MMNP nitrózaminná alakul át, a nitrát-vegyület, ami a nitrozáló anyagot szolgáltatja (N0_x) jelenlétének köszönhetően.

Claims

Szabadalmi igénypontok

1. Eljárás biológiailag aktív, (alapvétőért nitrózaminoktól mentes, fém-nitrát sóval stabilizált (I) általános képletű 3-izotiazolonok előállítására, a képletben

R és R¹ jelentése egymástól függetlenül hidrogén- vagy halogénatom, vagy

R jelentése 1-4 szénatomos alkilcsoport és

R¹ jelentése halogénatom,

Y jelentése hidrogénatom, adott esetben egy vagy több halogénatommal helyettesített 1-18 szénatomos alkil-,
2- 8 szénatomos alkenil-, 2-8 szénatomos alkinil- vagy
3- 12 szénatomos cikloalkilcsoport, vagy adott esetben egy vagy több halogénatommal, 1-4 szénatomos alkilvagy 1-4 szénatomos alkoxicsoporttal helyettesített fenil-, fenil-(1-8 szénatomos alkil)- vagy naftilcsoport, mely eljárás során (a) egy diszulfid-észtert egy aminnal reagáltatunk;

(b) a kapott diszulfid-amidot egy halogénezőszerrel érintkeztetve ciklizáljuk;

(c) a kapott izotiazolon*HX-származékot semlegesítjük;

(d) a semlegesített izotiazolont egy fém-nitrát stabilizátor adagolásával stabilizáljuk;

(e) hőkezelést végzünk, azzal jellemezve, hogy az (e) lépés előtt, a (c) lépés után és a (d) lépés előtt, folyamán vagy után jegjl fém-bromátot adagolunk az izotiazolon, oldószer és nitrát—stabilizátor mennyisé- gére vonatkoztatva 0,5-3,0 tömeg% mennyiségben.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fém-bromátot a nitrát-stabilizátor adagolása előtt vagy adagolásával egyidejűleg adagoljuk.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fém-bromátot, az izotiazolon, oldószer és nitrát-stabilizátor mennyiségére vonatkoztatva 1,0-2,0 tömeg% mennyiségben adagoljuk.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás Y helyében egy vagy több halogénatommal helyettesített 1-8 szénatomos alkil- vagy 3-7 szénatomos cikloalkil^csoportot tartalmazó (I) általános képletű vegyületek előállítására, azzal jellemezve, hogy a megfelelően szubsztituált kiindulási anyagokat alkalmazzuk.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy fém-nitrátként bárium-, kadmium-, kalcium-, króm-, kobalt-, réz-, vas-, ólom-, lítium-, magnézium-, mangán-, nikkel-, ezüst-, nátrium-, stroncium-, ón- vagy cink-nitrátot, előnyösen magnézium-nitrátot alkalmazunk.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy fém-bromátként kalcium-, kobalt-, lítium-, magnézium-, kálium-, nátrium-, stroncium- vagy cink-bromátot, előnyösen kálium-bromátot alkalmazunk.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a fém-bromát adagolása előtt a fém-nitráttal stabilizált 3-izotiazolon pH értéke legalább 3,0, előnyösen 4,0.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás • ·

5-klór-2-metil-3-izotiazolon_z 4,5-diklór-2-metil-3-izotiazolon,

5-klór-2-oktil-3-izotiazolon, 4,5-diklór-2-oktil-3-izotiazolon,

5-diklór-2-p-klór-benzil-3-izotiazolon, 4,5-diklór-2-ciklohexil-3-izotiazolon vagy 5-klór-2-ciklohexil-3-izotiazolon előállítására, azzal jellemezve, hogy a megfelelően szubsztituált kiindulási anyagokat alkalmazzuk.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a hőkezelést 30 percen át, 60-80 °C hőmér- sékleten végezzük.
10. ft-lapvotoor) Witrózaminoktól mentes, fém-nitrát sóval ^r.OG-OZ .