MX2010012453A - Composiciones de aminoalcohol y biocida para sistemas basados en agua. - Google Patents

Abstract

Composiciones biocidas y su uso en medios acuosos, tales como fluidos de metalurgia, comprendiendo las composiciones un agente biocida; y un compuesto de aminoalcohol primario no biocida de la fórmula (I): en donde R1, R2, R3, R4 y R5 son como se define en la presente. (ver fórmula (I)).

Description

COMPOSICIONES DE AMINOALCOHOL Y BIOCIDA PARA SISTEMAS BASADOS EN AGUA REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUD ANTERIOR Esta solicitud reclama el beneficio de la solicitud estadounidense provisional no. 61/053,412 presentada el 15 de mayo de 2008 y la solicitud estadounidense provisional no. 61/073,894 presentada el 19 de junio de 2008.

Campo de la invención La invención se refiere a composiciones biocidas para usarse en sistemas basados en agua, tales como fluidos de metalurgia, a métodos de uso y a novedosos compuestos de aminoalcohol.

Antecedentes de la invención Los aminoalcoholes de cadena corta son usados comercialmente en una amplia variedad de aplicaciones debido a su anti-corrosión, neutralización y ajuste de pH y propiedades de mantenimiento. Una de tales aplicaciones es en fluidos de metalurgia.

Los fluidos de metalurgia ("MWFs") son usados a lo largo de la industria de fabricación por sus propiedades refrigerantes, lubricantes y resistentes a corrosión durante operaciones tales como cortado, molido, perforado, taladrado y torneado. Estos fluidos son hechos de mezclas de aceites, detergentes, surfactantes, lubricantes, agentes anti-corrosión, agua y otros ingredientes, y usualmente contienen aminoalcoholes pa ra mantener pH alcal i no y para neutralizar componentes funcionales de ácido en los MWFs.

Las compañías que producen y usan MWFs miscibles en agua desean que d uren un tiempo largo con el fin de mi nimizar los costos de eliminación de resid uos y operación así como pérdida de tiempo de producción . Los MWFs miscibles en ag ua conteniendo aminoalcoholes como inhibidores de corrosión son degradados con el tiempo mediante procesos tales como degradación m icrobiana. El crecimiento microbiano está relacionado directamente con desempeño de fluido debido a que los microbios al imentan en los ing red ientes activos en el fl uido.

Existe la necesidad en la industria de componentes de aminoalcohol , los cuales no soporten crecim iento microbiano y los cuales mantengan el desempeño sobre u n la rgo periodo. También existe la necesidad de aminoalcoholes, los cuales, aunque no son biocidas por sí mismos, intensifican el desem peño de un amplio rango de biocidas usados en MWFs con base en agua . Au nque aminas secundarias son de uso común , las ami nas primarias que cumplen los propósitos anteriores serían deseables debido a las restricciones reguladoras sobre el uso de ami nas secundarias en ciertas partes del mundo.

La presente invención resuelve las necesidades antes descritas.

Breve descri pción de la i nvención En un aspecto, la invención proporciona una composición biocida. La composición comprende un agente biocida y un compuesto de aminoalcohol primario que no es biocida , en donde el compuesto de aminoalcohol primario es de la fórmula (I): (I) en donde R1 , R2, R3, R4 y R5 son como se define más adelante.

En otro aspecto, la invención proporciona sistemas basados en agua (es decir sistemas conteniendo suficiente agua para soportar crecimiento microbiano), tales como fluidos de metalurgia, comprendiendo las composiciones biocidas descritas en la presente.

En otro aspecto, la invención proporciona un método para inhibir el crecimiento de microorganismos en un sistema basado en agua que comprende adicionar a dicho sistema una cantidad efectiva de una composición como se describe en la presente.

Breve descripción de las figuras La Fig. 1 es una gráfica que muestra el efecto de aminoalcoholes de la invención, sin biocidas, contra bacterias.

La Fig. 2 es una gráfica que muestra el efecto de aminoalcoholes de la invención , sin biocidas, contra hongos.

La Fig. 3 es una gráfica que muestra datos de crecimiento bacteriano para fluidos de metalurgia conteniendo aminoalcoholes comparativos e inventivos y biocida de triazina.

La Fig. 4 es una gráfica que muestra datos de crecimiento fungal para fluidos de metalurgia conteniendo aminoalcoholes comparativos e inventivos y biocida de triazina.

La Fig. 5 es una gráfica que muestra datos de crecimiento bacteriano para fluidos de metal u rgia conteniendo aminoalcoholes comparativos e inventivos y biocida de bencisotiazolinona.

La Fig . 6 es u na g ráfica q ue muestra datos de crecimiento fungal para fluidos de metalurg ia conteniendo aminoalcoholes comparativos e inventivos y biocida de benzisotiazolinona .

Descri pción detallada de la i nvención La invención proporciona composiciones biocidas com prendiendo un biocida y u n ami noalcohol de fórmu la (I) , defi nida más adelante, y su uso para la i nh i bición de crecim iento de microorga nismos en sistemas basados en agua . Los i nventores han descubierto que aminoalcoholes primarios de fórmula (I) , los cuales contienen al menos 5 átomos de carbonos, aunq ue no biocidas por sí mismos, intensifican de manera sorprendente el desem peño de biocidas usados en varios medios. Como resultado, la invención permite el uso reducido de biocidas en varias aplicaciones, reduciendo por el lo , costos de material , transporte y almacenamiento.

El agente biocida (también referido en la presente como "biocida" o "conservador") es cualquier substancia que mata o inhibe el crecimiento de microorganismos, tales como bacterias, mohos, limos, hongos, algas y similares, incluyendo agentes biocidas basados en formaldehido y no basados en formaldehido. Ejemplos no limitantes, específicos de agentes adecuados incluyen : sulfato de tetrakis (hidroximetil) fosfonio (THPS), tal como AQUCAR THPS 75 de Dow Chemical Company, triazinas, tales como 1 , 3,5-tris-(2-hidroxietil)-s-triazina y trimetil-1 ,3,5-triazina-1 ,3,5-trietanol , siendo un ejemplo GROTAN por Troy Corporation, yodopropionilbutilcarbamato, tal como POLYPHASE suministrado por Troy Corporation, 1 , 2-bencisotiazolin-3-ona, tal como BIOBAN BIT comercializado por Dow Chemical Company, 4,4-dimetiloxazolidina , siendo un ejemplo BIOBAN CS-1 135 de Dow Chemical Company, 7-etil biciclooxazolidina, comercializada como BIOBAN CS-1 246 por Dow Chemical Co. , una combinación de 4-(2-nitrobutil)-morfolina con 4,4'-(2-etil-2-nitrotrimetilen)dimorfolina, comercializado como BIOBAN P-1487 por Dow Chemical Co. , 2-metil-4-isotiazolin-3-ona , una combinación de 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona con 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, tal como la marca KATHON provista por Rohm & Haas Corporation, 2-bromo-2-nitro-1 ,3-propanodiol , octilisotiazolinona, dicloro-octilisotiazolinona, dibromo-octilisotiazolinona, fenólicos, tales como o-fenilfenol y p-cloro-m-cresol y sus sales correspondientes de sodio y/o potasio, piritiona de sodio, piritiona de cinc, n-butil bencisotiazolinona, cloruro de 1 -(3-cloroalil)-3,5,7-triaza-1 -azoniaadamantano, clorotalonilo, carbendazim, diyodometiltolilsulfona, 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamida (DBNPA), glutaraldehído, ? ,?'-metilen-bis-morfolina, etilendioxi metanol (por ejemplo, Troyshield B7), fenoxietanol (por ejemplo, Comtram 121 ), tetrametilol acetilendiurea (por ejemplo, Protectol TD), ditiocarbamatos, acetato de 2,6-dimetil-dioxan-4-ol (por ejemplo, Bioban DXN), dimetilol-dimetil-hidantoína, tris(hidroximetil)nitrometano, oxazolidinas bicíclicas (por ejemplo, Nuospet 95) , y mezclas de dos o más de los mismos. En la invención , agentes no de formaldehido son preferidos debido a preferencia industrial en países desarrollados, sin embargo, una de las ventajas de la invención es que es aplicable a una amplia variedad de biocidas.

Los biocidas particularmente preferidos son triazinas, oxazolidinas substituidas, bencisotiazolinona, yodopropinilbutilcarbamato, piritiona de sodio, octilisotiazolinona, una combinación de 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona con 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, fenólicos, glutaraldehído, 2,2-dibromo-3-nitriloproionamida (DBNPA) , cloruro de 1 -(3-cloroalil)-3, 5,7-triaza-1 -azoniaadamantano, sulfato de ? , ?'-metilen-bis-morfolina, tetrakis (hidroximetil) fosfonio (THPS9, tal como AQUCAR THPS 75 de Dow Chemical Company y mezclas de dos o más de los mismos.

El compuesto de aminoalcohol primario es de la fórmula (I): (i) en donde: R1 y R3 son cada uno independientemente H , alquilo lineal o ramificado, alquenilo, alquinilo, cicloalquilo o arilo (de preferencia fenilo) , o R1 , R3 y el carbono al cual están unidos forman un anillo de cicloalquilo, R2 y R4 son cada uno independientemente H , alquilo lineal o ramificado, cicloalqulo, cicloalquil-alquilo, arilo, aril-alquilo, o Rz, R4 y el carbono al cual están unidos forman un anillo de cicloalquilo; y, siempre que R2 y R4 juntos contengan 3 o más átomos de carbono; y R5 está ausente o es alquileno (alquilo de puenteo), arileno (de preferencia fenilo), arilen-alquileno, o -alquilen-arileno-, (por ejemplo, bencilo, fenetilo y similares); en donde los grupos de alquilo, cicloalquilo, alquileno, arilo y arileno son opcionalmente substituidos con alquilo o fenilo. El compuesto de fórmula (I) contiene al menos 5 átomos de carbono. En algunas modalidades, los compuestos contienen al menos 6 átomos de carbono. En modalidades preferidas adicionales, el compuesto contiene no más de 13 átomos de carbono. El aminoalcohol puede estar en la forma de una mezcla de dos o más compuestos de fórmula (I).

Los aminoalcoholes preferidos adicionales de fórmula I incluyen compuestos de fórmula II: en donde R2 y R4 son cada uno independientemente H, alquilo lineal o ramificado, cicloalquilo, cicloalquil-alquilo, arilo, aril-alquilo o R2, R4 y el carbono al cual están unidos forman un anillo cicloalquilo; y, siempre que R2 y R4 juntos contienen un total de al menos 3 átomos de carbono.

Los aminoalcoholes preferidos de fórmula (II) incluyen compuestos de fórmula (11-1), los cuales son compuestos de fórmula (II), en los cuales R2 y R4 juntos contienen un total de hasta 11 átomos de carbono.

Los aminoalcoholes preferidos de fórmula (II) y fórmula (11-1) incluyen compuestos de fórmula (II-2), los cuales son compuestos de fórmula (II) o (11-1), en los cuales R2 y R4 son cada uno independientemente alquilo lineal.

Los aminoalcoholes preferidos de fórmula (II) y fórmula (11-1) también incluyen compuestos de fórmula (M-3), los cuales son compuestos de fórmula (II) o (11-1), en los cuales uno de R2 y R4 es H y el otro es alquilo lineal.

Los aminoalcoholes preferidos de fórmula (II) y fórmula (11-1) incluyen compuestos de fórmula (11-4), los cuales son compuestos de fórmula (II) o (11-1), en los cuales R2 y R4 junto con el carbono al cual están unidos forman un anillo cicloalquilo.

Los aminoalcoholes preferidos de fórmula (II) y fórmula (11-1) incluyen compuestos de fórmula (II-5), los cuales son compuestos de fórmula (II) o (11-1), en los cuales uno de R2 y R4 es CH3 y el otro es arilo, de preferencia fenilo.

Los aminoalcoholes primarios preferidos para uso en la invención incluyen, pero no están limitados a: 2-amino-2-metil-1 -hexanol, 2-amino-2-etil-1-pentanol, 2-amino-2-metil-1-heptanol, 2-a mi ??-2-eti 1-1 -hexanol, 2-amino-2-propil-1-pentanol, 2-amino-2-metil-1-octanol, 2-amino-2-etil-1-heptanol, 2-amino-2-prop¡l-1-hexanol, 2-amino-2-metil-1-nonanol, 2-amino-2-eti 1-1 -octanol, 2-amino-2-propil-1 -heptanol, 2-amino-2-butil-1-hexanol, 2-amino-2-metil-1-decanol, 2-amino-2-etil-1-nonanol, 2-amino-2-propi 1-1 -octanol, 2-a m i ??-2-buti 1-1 -heptanol, 2-amino-2-metil-1-undecanol, 2-amino-2-etil-1-decanol, 2-amino-2-propil-1-nonanol, 2- a mi no-2-but¡ 1-1 -octanol, 2-amino-2-pentil-1 -heptanol, 2-amino-2-metil-1 -dodecanol , 2-amino-2-etil-1 -undecanol, 2-amino-2-propil-1 -decanol, 2-amino-2-butil-1 -nonanol, 2-amino-2-pentil-1 -octanol, (1 -aminociclopentil)metanol , (l -aminociclohexil)metanol, (1 -aminocicloheptil)metanol, (l -aminociclooctil)metanol , (1 -am i nocido non ¡l)metanol, (l -aminociclodecil)metanol, (1 -ami nocido undecil) meta nol, (l -aminociclododecil)metanol , 2-amino-2-fenil-1 -etanol, 2-amino-2-fenil-1 -propanol, 2-amino-2-fenil-1 -butanol y mezclas del mismos.

Los aminoalcoholes particularmente preferidos incluyen: 2-amino- 1 - metil-1 -hexanol-2-amino-2-etil-1 -pentanol, 2-amino-2-metil-1 -octanol, 2- amino-2-etil-1 -heptanol, 2-amino-2-propil-1 -hexanol, (1 -aminociclohexil)metanol, (1 -ami nocid ooctil)metanol, 2-amino-2-fenil-1 -propanol, (l -aminociclopentil)metanol, y mezclas de los mismos.

Los aminoalcoholes pueden ser usados en la forma de sales de ácido. Las sales adecuadas incluyen, pero no están limitadas a, ácido bórico, ácido láctico, ácido pelargónico, ácido nonanoico, ácido neodecanoico, ácido sebácico, ácido azelaico, ácido cítrico, ácido benzoico, ácido undecilénico, ácido laúrico, ácido mirístico, ácido esteárico, ácido oleico, ácido graso de aceite de resina, ácido etilendiaminotetraacético y materiales similares.

Las composiciones biocidas pueden incluir aditivos adicionales, incluyendo, por ejemplo otros inhibidores de corrosión, tales como 2-amino2-metil-1 -propanol (AMP), 2-amino-1 -etanol (MEA), 1 -amino-2-propanol (MIPA), bis(2-hidroxipropil)amina (DIPA), tris(2- hidroxiprop¡l)amina (TI PA), bis(2-hidroxietil)am¡na (DEA) , tris(2-hidrox¡et¡l)amina (TEA), 2-(2-am¡noetoxi)etanol (DGA) , 3-amino-4-octanol, o mezclas de los mismos. Son menos preferidas de estos aditivos adicionales las aminas secundarias, debido a que éstas son reguladas de manera más pesada en varias partes del mundo.

Como se nota antes, los aminoalcoholes no son biocidas, es decir, no inhiben significativamente el crecimiento biocida. Esto es, a niveles de uso típicos (por ejemplo, hasta 4000 ppm en MWF diluido) estos materiales no inhiben el crecimiento microbiano al grado de agentes biocidas reconocidos pretendidos para este propósito.

Los compuestos de aminoalcohol pueden ser preparados fácilmente por una persona de habilidad ordinaria en la técnica usando técnicas bien conocidas en el área. Por ejemplo, tales compuestos pueden ser preparados mediante la reacción de nitroalcanos con cetonas o aldehidos alifáticos o aromáticos o más preferiblemente con formaldehido, seguido por hidrogenación catalítica.

La composición de la invención contiene el compuesto de aminoalcohol y el biocida a varias proporciones en peso, las cuales dependerán por ejemplo del biocida particular siendo usado y el medio acuoso particular. La proporción puede ser determinada fácilmente por una persona de habilidad ordinaria en la técnica. A manera de ejemplo general , la proporción en peso de aminoalcohol a biocida generalmente será aproximadamente 0.25: 1 o mayor y de preferencia aproximadamente 500: 1 o menos. Las cantidades preferidas adicionales son descritas más adelante.

Como se nota antes, las composiciones conteniendo biocida de la invención son úti les para inhi bir el crecimiento de microorganismos en sistemas basados en ag ua. Los sistemas preferidos para los cuales las composiciones de la invenció son particu larmente adecuados son fluidos de metalurgia (MWFs) . Las composiciones pueden ser usadas con todos los tipos de MWFs, incluyendo fluidos solu bles en aceite, sintéticos, semi-sintéticos, no sintéticos, formadores de em ulsión y no formadores de emulsión . Normalmente, los MWFs son provistos en una forma concentrada y son diluidos con agua a ntes de usarse. La invención abarca concentrados de fluidos de metalu rgia conteniendo la composición biocida , fluidos de metalurgia di luidos de la misma, concentrados de fl uido de metalurgia pre-dilu idos con agua , así como fl uidos de metal urgia no concentrados a los cuales se adiciona la composición biocida . Normalmente, 1 parte en peso de un concentrado de MWF es diluida con entre aproxi madamente 1 0 y aproximadamente 1 00 partes de agua , más preferiblemente 1 0 hasta 50 partes de agua y muy preferiblemente con 1 5 hasta 30 partes de agua .

Los fluidos de metal urgia y concentrados conteniendo las composiciones biocidas de la invención pueden contener aceites de hidrocarburo, los cuales pueden ser sintéticos o no sintéticos. Ejemplos de aceites sintéticos y no sintéticos comúnmente usados i ncluyen , por ejemplo, aceites minerales, aceites vegetales, aceites derivados de animales y pol ímeros/copol ímeros sintéticos. Ejemplos específicos de tales aceites incluyen , sin limitación , aceites parafínicos y nafténicos severamente hidrotratados, aceite de soya y co-pol ímeros de bloque de poliglicol.

Otros aditivos opcionales bien conocidos en la técnica que pueden ser incluidos en el fluido de metalurgia (ya sea sintéticos o no sintéticos) incluyen, por ejemplo, colorantes; agentes que alteran la viscosidad; agentes emulsificantes (generalmente no requeridos para MWFs sintéticos debido a que estos son sistemas de no emulsión); amortiguadores; solubilizantes; anti-oxidantes; agentes anti-espumado; surfactantes y agentes anti-empañado y aditivos de presión extrema. El fluido de metalurgia normalmente contendrá agentes para inhibir la corrosión, tales como sales de aminoalcohol y alcalinas (además de las composiciones de la invención) de ácidos orgánicos, sulfonatos, aminas, amidas y compuestos de borato orgánico.

A manera de ejemplo más específico, los concentrados de fluido de metalurgia formadores de emulsión, comúnmente conocidos como aceites solubles y semi-sintéticos, normalmente contienen los siguientes tipos de componentes: aceites de hidrocarburo de baja viscosidad y lubricantes sintéticos, tales como polialquilenglicoles; emulsificantes tales como sulfonatos de petróleo de sodio de bajo peso molecular, alcanolamidas, sales de aminas-ácidos grasos y surfactantes no iónicos, tales como etoxilatos de nonilfenol; inhibidores de corrosión tales como sulfonatos de petróleo de sodio de peso molecular medio-alto, alcanolamidas y sales de aminoalcohol de varios ácidos orgánicos e inorgánicos incluyendo nonanoico, neodecanoico, sebácico, oleico, aceite de resina, bórico y muchos otros; agentes de acoplamiento incluyendo glicol éteres y alcoholes y glicoles mayores. Ejemplos de cada una de las clases i ncluyen propi lengl icol n-butiléter, hexanol y hexilenglicol ; y agentes de presión extrema y lubricidad incluyendo ésteres grasos, ésteres de fosfato, ácidos grasos clorados y ácidos grasos sulfurizados.

A manera de ejemplo adicional , concentrados de fl uidos de metalurgia no formadores de emulsión , comúnmente conocidos como fluidos sintéticos o sintéticos de solución , normalmente contienen lo siguiente: agentes de presión extrema y l ubricidad , tales como ésteres i nversamente solubles, ésteres de fosfato , ácidos grasos clorados y polialquilenglicoles; sales de am ina de ácidos orgánicos e inorgánicos, incluyendo pelargónico, neodecanoico, azelaico , dodecanoico, dodecanodioico, bórico, láctico y muchos otros. Estos materiales son i nhi bidores de corrosión .

La concentración de compuesto de a minoalcohol puro en el concentrado de MWF (es decir, antes de la dilución) es de preferencia al menos aproxi madamente 1 % en peso, más preferiblemente al menos aproximadamente 2% , y aú n más preferiblemente al menos aproximadamente 3% . También de preferencia , la concentración no es más de aproximadamente 20%, más preferiblemente no más de aproximadamente 1 2% y aú n más preferiblemente, no más de aproximadamente 8% . En otras modalidades, la concentración está en el rango de aproximadamente 1 -20% , más preferiblemente aproximadamente 2-12%, y m uy preferi blemente aproximadamente 3-8%.

Los rangos de concentración de activo preferidos para el biocida en el concentrado de MWF varía dependiendo del biocida siendo usado, pero puede ser determinado fácilmente por una persona de habilidad ordinaria en la técnica. A manera de ejemplo, la concentración es de preferencia al menos aproximadamente 0.01 % en peso y no más de aproximadamente 5% en peso.

A manera de ejemplo para biocidas específicos, 1 ,3,5-tris(2-hidroxietil)-s-triazina es usada de preferencia en el rango de activo de 0.76 a 3% en peso, con un rango más preferido de 1 .1 a 3%, yodopropinilbutilcarbamato es usado en el rango de 0.2 a 0.6%, con un rango más preferido de 0.3 a 0.6% , 1 ,2-bencisotiazolinona es usada en el rango de 0.08 a 0.36%, con un rango más preferido de 0.16 a 0.36%, 4,4-dimetiloxazolidina es usada en el rango de 0.78 a 3.1 % con un rango más preferido de 1 .2 a 3.1 %, 7-etil bicicooxazolidina es usada en el rango de 1 a 4% con un rango más preferido de 1 .5 a 4%, una combinación de 4-(2-nitrobutil)-morfolina con 4,4'-(2-etil-2-nitrotrimetilen) dimorfolina es usada en el rango de 1 a 4% con un rango más preferido de 1 .5 a 3%, y una combinación de 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona con 2-metil-4-isotiazolin-3-ona es usada en el rango de 0.01 % a 0.08% con un rango más preferido de 0.05% a 0.08%.

En el MWF diluido final , el rango de uso de aminoalcohol puro es de preferencia entre aproximadamente 0.05% hasta 1 .0% , con un rango preferido de 0.1 % hasta 0.6% y un rango9 más preferido de 0.15% hasta 0.4%. El agente biocida es usado de preferencia en el rango (base de activo en dilución) de 0.04% a 0.3% de 1 ,3,5-trois (2-hidroxietil)-s-triazina con un rango preferido de 0.06% a 0.1 5%, 0.01 % a 0.04% de yodopropinilbutilcarbamato con un rango preferido de 0.01 5% a 0.03%, 0.004% a 0.03% de 1 ,2-bencisotiazolin-3-ona con un rango preferido de 0.008% a 0.02%, 0.04% a 0.3% de 4,4-dimetiloxazolidina con un rango preferido de 0.06% a 0.2%, 0.05% a 0.3% de 7-etil biciclooxazolidina con un rango preferido de 0.075% a 0.2%, 0.05% a 0.3% de una combinación de 4-(2-nitrobutil)-morfolina con 4,4'-(2-etil-2-nitrotrimetilen) dimorfolina con un rango preferido de 0.075% a 0.2%, 0.002% a 0.005% de una combinación de 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona con 2-metil-4-isotiazolin-3-ona con un rango preferido de 0.0025% a 0.004%.

Aunque los fluidos de metalurgia son el sistema preferido en el cual las composiciones biocidas de la invención son usadas, las composiciones también son útiles en una amplia variedad de otros sistemas los cuales contienen agua o se pretenden diluir con agua. Por ejemplo, las composiciones pueden ser usadas en emulsiones acuosas tales como látex, pinturas y recubrimientos basados en agua, masillas y adhesivos, compuestos de unión de cinta, pastas minerales, sistemas de enfriamiento de agua, productos para el cuidado personal, jabones y detergentes, desinfectantes, limpiadores y sanitizantes, productos pesticidas, agua de yacimientos petrolíferos y fluidos basados en agua usados en aplicaciones de yacimientos petrolíferos incluyendo lodos de perforación, fluidos de fracturado y fluidos de hidroprueba y similares.

"Alquilo", como se usa en esta especificación, abarca grupos alifáticos de cadena lineal y ramificada teniendo desde 1-11 átomos de carbono, más preferiblemente 1-8 átomos de carbono. Los grupos alquilo preferidos incluyen, sin limitación, metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, ter-butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo y undecilo.

El término "alquenilo" como se usa en la presente, significa un grupo alifático de cadena lineal o ramificada, ¡nsaturado, con uno o más dobles enlaces carbono-carbono, teniendo desde 2-8 átomos de carbono y de preferencia 2-6 átomos de carbono. Grupos alquenilo preferidos incluyen, sin limitación, etenilo, propenilo, butenilo, pentenilo y hexenilo.

El término "alquinilo" como se usa en la presente, significa un grupo alifático de cadena lineal o ramificada, ¡nsaturado, con uno o más enlaces triple carbono-carbono, teniendo desde 2-8 átomos de carbono y de preferencia 2-6 átomos de carbono. Los grupos alquinilo incluyen, sin limitación, etinilo, propionilo, butinilo, pentinilo y hexinilo.

Un grupo "alquileno" es un alquilo como se define antes en la presente, que es posicionado entre y sirve para conectar, otros dos grupos químicos. Los grupos alquileno preferidos incluyen sin limitación, metileno, etileno, propileno y butileno.

El término "cicloalquilo" como es empleado en la presente, incluye grupos hidrocarburo cíclico saturados y parcialmente insaturados teniendo 3 hasta 12 carbonos, de preferencia 3 hasta 8 carbonos. Los grupos cicloalquilo preferidos incluyen, sin limitación, ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclopentenilo, ciclohexilo, ciclohexenilo, cicloheptilo y ciclooctilo.

Un grupo " a r i I o " es una porción aromática de C6-C12 comprendiendo uno a tres anillos aromáticos. De preferencia, el grupo arilo es un grupo arilo de C6-C10. Los grupos arilo preferidos incluyen, sin l imitación , fenilo, nafti lo, antracenilo y fluorenilo. El más preferido es fenilo.

Alquilo, cicloalqulo y arilo (y sus derivados de puenteño alquileno, cicloalquileno, y arileno) son opcionalmente substituidos con uno o más alquilos diferentes (por ejemplo, meti lo, etilo, butilo) , feni lo o ambos. Cuando son substituidos, el n úmero de carbonos en el substituyente es contado hacia los 5- 1 3 carbonos del compuesto.

Se proporcionan ejemplos no l imitantes de la invención a continuación .

Ejemplos Ejem plo A: Preparación de 1 -aminociclohexilmetanol (ACyHM) U n matraz de 3 cuellos de 2 litros equipado con u n agitador magnético, manto de nitrógeno, mantilla de calentamiento controlada por termopar y embudo de adición es cargado con nitrociciohexano (521 g, 4.04 mol) . El catalizador de trietilam i na ( 10.0 mi) es adicionado y la mezcla amarilla se calentó a 55°C usando la mantilla de calentamiento. Vía el embudo de adición , se agregó en forma de gotas formaldehido acuoso (37% en peso, 330 mi , 4.4 mol) sobre el peri odo de 90 minutos. La reacción es muy suavemente exotérmica , calentando a 60°C durante la adición. Después de que todo el formaldeh ido se ha adicionado, la mezcla de reacción es sostenida a 60°C durante 2 horas adicionales, vaciada en un embudo de separación y se permitió que se enfriara/separaran las fases durante la noche. La capa de prod ucto naranja, inferior, es recolectada /50.8 g , contiene ag ua disuelta) y el análisis de GC indica 96.9% de pureza con aproximadamente 1.7% de nitrociclohexano y 1.4% de trietilamina. El producto es usado sin purificación adicional.

La hidrogenación catalítica del 1-nitrociclohexilmetanol al 1-aminociclohexilmetanol. Se cargó una autoclave Parr de 2 litros con metanol (310 mi) y catalizador de níquel de Raney (R-3111, 43.7 g de peso húmedo). El reactor es sellado, purgado con nitrógeno seguido por purgar con hidrógeno y entonces se llevó a 65°C bajo presión de hidrógeno de 35.15 kg/cm2 (500 psi). Con agitación rápida, una solución de 1-nitrociclohexilmetanol (4.04 mol de activos conteniendo aproximadamente 105 g de agua) en metanol (800 mi de solución total) es adicionada sobre 3 horas mientas que se mantiene 65°C/35.15 kg/cm2 (500 psi) de hidrógeno. Cuando la adición es completada, se permite que la reacción continúe durante unos 20 minutos adicionales, seguido por enfriamiento a temperatura ambiente. La autoclave es ventilada, abierta y el producto crudo aislado vía filtración de vacío. El solvente de metanol es removido sobre un evaporador rotatorio a 50°C/29" de vacío. El rendimiento de producto extraído, crudo, es 755.6 g (todavía contiene agua). Este es destilado a vacío a través de una columna de fraccionamiento empacada con malla de acero inoxidable, el producto que hierve entre 85-86°C/15 torr es recolectado. Análisis de GC indica >97% de pureza para el aceite blanco de agua. El aceite cristaliza lentamente al reposar. Un rendimiento final de 88% (450 g) del producto purificado es obtenido. Los siguientes aminoalcoholes también son preparados usando el procedimiento anterior: Ejemplo B (AhexM): Una mezcla (la proporción es aproximadamente 1 a 1) de 2-amino-2-met¡l-1-hexanol y 2-amino-2-etil-1-pentanol es preparada a partir de una mezcla de 2-nitrohexano y 3-nitrohexano.

Ejemplo C (AOctM): Una mezcla (la proporción de aproximadamente 1 a 2 a 2) de 2-amino-2-metil-1-octanol, 2-amino-2-etil-1-heptanol y 2-amino-2-propil-1-hexanol es preparado a partir de una mezcla de 2-nitrooctano, 3-nitrooctano y 4-nitrooctano.

Ejemplo D (ACyPM): 1-aminociclopentilmetanol es preparado a partir de nitro-ciclopentano.

Ejemplo E (ACyOM): 1-aminociclooctilmetanol es preparado a partir de nitro-ciclooctano.

Ejemplo F (APP): 2-am¡no-2-fenil-1-propanol es preparado a partir de 1-nitro-etilbenceno.

Ejemplo G: Evaluación de aminoalcoholes de la invención en fluidos de metalurgia (MWFs) en comparación a 2-amino-2-metil-1-propanol ("AMP"), sin biocidas. Las formulaciones de WF semi-sintéticos en la Tabla 1 más adelante son usadas para este ejemplo. Los biocidas son excluidos con el fin de demostrar que los aminoalcoholes de la invención son no biocidas y cuando mucho débilmente inhibidores.

Tabla 1 Ingrediente Fabricante AMP ACyOM AOctM APP ACyHM Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo comparativo E C F A Hydrocal 100 Calumet 10.0% 10.0% 10.0% 10.0% 10.0% (lubricante) Industries Actrabase PS- Polartech 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 470 (emulsificador) ALKATERGE ANGUS 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 T-IV Chemical Xtol 304 Polartech 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 (lubricante) Actrafos 110 Polartech 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 (lubricante/ emulsificante) Dowanol PnB Dow Chemical 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 (solvente) Aminoalcohol Ver sección 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 previa Hidróxido de - 0.30 1.20 1.05 1.90 1.90 potasio (50% acuoso) Igepal CO-630 Rhodia Corp. 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 (emulsificante) Corfree M1 Invista Corp. 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 (inhibidor de corrosión) Agua 40.9 40.0 40.15 39.3 39.3 deionizada Total 100 100 100 100 100 Los fluidos anteriores son diluidos a aproximadamente 5% de concentración con agua corriente local (de Lake Michigan). La concentración de amina activa aproximada en dilución es 0.3%. Los fluidos son sometidos a reto débilmente microbiano usando un inoculo bacteriano/fungal mixto aislado de MWFs usados, de acuerdo con ASTM E 2275. Las cuentas bacterianas y fúngales son medidas débilmente usando un método de conteo de placa de dilución serial, y reportado como unidades formadoras de colonias por mililitro (CFU/ml). Mientras más bajo es el CFU/ml, mejor es el control microbiano y más larga la vida de servicio predicha del fluido. Un punto de falla típico es dos semanas consecutivas a 1 x 10E5 CFU/ml (o más) bacterias y 1 x 10E3 CFU/ml (o más) hongos.

La inspección de las Figs. 1 y 2 revelan que ninguna de las aminas de la presente invención son significativamente más inhibidoras que el AMP de producto históricamente usado. Ninguno de ellos sería considerados biocidas por aquéllos practicados en la técnica.

Ejemplo H: Evaluación de aminoalcoholes en MWFs en comparación a AMP, con biocida de triazina.

Las formulaciones idénticas (Tabla 1) son preparadas con cada una de las aminas de ejemplo (A,B,C,D,E,F) y comparadas con el control (AMP). El biocida 3 de triadina de Arch Chemical (78% de triazina activa) es adicionado a los concentrados de fluido a 1.5%. Los concentrados de fluido son diluidos a una velocidad de aproximadamente 5% en agua corriente de Lake Michigan; la concentración de aminoalcohol activo en dilución es aproximadamente 0.3% y la dosificación de biocida de triazina activa aproximadamente 0.058%. Estos fluidos son sometidos a la misma prueba de reto microbiano descritos en el ejemplo previo. Los resultados para crecimiento bacteriano y crecimiento fungal son descritos en las Figs. 3 y 4. Los fluidos conteniendo varios de los compuestos inventivos resisten crecimiento bacteriano, pero en particular crecimiento fungal, significativamente más largo que aquéllos con el AMP comparativo.

Ejemplo I: Evaluación de aminoalcoholes de la invención en comparación con AMP, con biocida de bencisotiazolinina La formulación de base en la Tabla 1 es usada para evaluar varias de las aminas de la invención (Ejemplos A,C,E,F) en comparación con AMP, en combinación con BIOBANMR BIT 20. BIOBANMR BIT 20 es provisto por Dow Chemical Company y contiene 20% de bencisotiazolinona activa (BIT). BIT no es conocido por ser un biocida efectivo en MWFs, pero es deseable debido a que no está hecho de formaldehido y no libera formaldehido durante el manejo o uso. BIOBAN R BIT 20 es adicionado a 1.8% al concentrado de fluido, proporcionando aproximadamente 0.01 8% de B IT activo a 5% de dilución. Los resultados de la prueba microbiana son descritos en las Figs. 5 y 6. Los compuestos inventivos dan mejoras significativas en el desempeño de BIT contra tanto bacterias como hongos, en relación al fluido con AMP (aminoalcohol comparativo).

La invención ha sido descrita con referencia a varias modalidades y técnicas específicas y preferidas. Sin embargo, se debería entender que muchas variaciones y modificaciones pueden hacerse al tiempo que permanecen dentro del espíritu y alcance de la invención .

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Una composición biocida que comprende: un agente biocida; y un compuesto de aminoalcohol primario de la fórmula (I): en donde R1 y R3 son cada uno independientemente H, alquilo lineal o ramificado, alquenilo, alquinilo, cicloalquilio o arilo, o R1, R3 y el carbono al cual están unidos forman un anillo cicloalquilo; R2 y R4 son cada uno independientemente H, alquilo lineal o ramificado, cicloalquilo, cicloalquil-alquilo, rilo, aril-alquilo, o R2, R4 y el carbono al cual están unidos forman un anillo cicloalquilo, siempre que R2 y R4 juntos contienen 3 o más átomos de carbono; y R5 está ausente o es C,-C†0 alquileno, arileno, -arilen-alquileno, o -alquilen-arileno-; en donde alquilo, cicloalquilo, alquileno, arilo y arileno son opcionalmente substituidos con alquilo o fenilo.

2. La composición de la reivindicación 1, en donde el compuesto de fórmula (I) comprende no más de 13 átomos de carbono.

3. La composición de las reivindicaciones 1-2, que comprende además uno o más compuestos seleccionados del grupo que consiste de 2-amino-2-metil-1-propanol, 2-amino-1-etanol, 1 -amino-2-propanol, bis(2-hidroxipropil)amina, tris(2-hidroxiprop¡l)am¡na, bis(2-h¡drox¡etil)am¡na , tris(2-hidrox¡etil)amina, 2-(2-aminoetoxi)etanol y 3-amino-4-octanol.

4. La composición de las reivindicaciones 1 -3, en donde el agente biocida es basado en formaldehido o no basado en formaldehido.

5. La composición de las reivindicaciones 1 -4, en donde el agente biocida es seleccionado del grupo que consiste de sulfato de tetrakis (hidroximetil) fosfonio (THPS), 1 , 3,5-tris (2-hidroxietil)-s-triazina, yodopropinilbutilcarbamto, 1 ,2-bencisotiazolin-3-ona, 4,4-dimetiloxazolidina, 7-etil biciclooxazolidina, una combinación de 4-82-nitrobutil)-morfolina con 4,4'-(2-etil-2-nitrotrimetilen) dimorfolina, 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, una combinación de 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona con 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, 2-bromo-2-nitro-1 ,3-propanodiol, octilisotiazolinona, dicloro-octilisotiazolinona, dibromo-octilisotiazolinona, fenólicos tales como o-fenilfenol y p-cloro-m-cresol y sus sales de sodio y/o potasio correspondientes, piritiona de sodio, piritiona de cinc, n-butil bencisotiazolinona, cloruro de 1 -(3-cloroalil)-3,5,7-triaza-1 -azoniaadamantano, clorotalonilo, carbendazim, diyodometiltoliisulfona, tri metiH -3, 5-tri azi n a- 1 ,3,5-trietanol , 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamida, glutaraldehído, ? , ?'-metilen-bis-morfolina, etilendioxi metanol , fenoxietanol , tetrametilol acetilendiurea, ditiocarbamatos, acetato de 2,6-dimetil-mdioxan-4-ol, dimetilol-dimetil-hidantoína, tris(hidroximetil)nitrometano, oxazolidinas bicíclicas, y mezclas de dos o más de los mismos.

6. La composición de las reivindicaciones 1 -5, en donde el agente biocida es seleccionado del grupo que consiste de sulfato de tetrakis (hidroximetil) fosfonio (THPS) , 1 ,3,5-tris(2-hidroxietil)-s-triazina, 1 ,2-bencisotiazolin-3-ona, 4,4-dimetiloxazolidina y 7-etil biciclooxazolidina, yodopropinilbutilcarbamato, piritiona de sodio, octilisotiazolinona, una combinación de 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona con 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, fenólicos, glutaraldehído, 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamida (DBN PA) , cloruro de 1 -(3-cloroalil)-3,5,7-triaza-1 -azoniaadamantano, ?, ?'-metilen-bis-morfoMna y mezclas de dos o más de los mismos.

7. La composición de las reivindicaciones 1 -6, en donde R5 está ausente.

8. La composición de las reivindicaciones 1 -7, en donde el compuesto de aminoalcohol es de la fórmula (II) :

9. La composición de la reivindicación 8, en donde R2 y R4 juntos contienen hasta 1 1 átomos de carbono.

10. La composición de las reivindicaciones 8-9, en donde R2 y R4 son cada uno independientemente alquilo lineal.

1 1 . La composición de las reivindicaciones 8-9, en donde uno de R2 y R" es H y el otro es alquilo lineal.

12. La composición de las reivindicaciones 8-9, en donde R2 y R4 junto con el carbono al cual están unidos forman un anillo cicloalquilo.

1 3. La composición de las reivindicaciones 8-9, en donde uno de R2 y R4 es CH3 y el otro es arilo.

14. La composición de las reivindicaciones 1-13, en donde el compuesto de aminoalcohol es seleccionado del grupo que consiste de: 2-am i ??-2-meti 1-1 -hexanol, 2-am i no-2-et¡ 1-1 -pentanol, 2-amino-2-metil-1-heptanol, 2-amino-2-et¡l-1-hexanol, 2-amino-2-propil-1 -pentanol, 2-amino-2-meti 1-1 -octanol, 2-am i ??-2-eti 1-1 -heptanol, 2-amino-2-propil-1-hexanol, 2-amino-2-metil-1 -nonanol, 2-amino-2-etil-1 -octanol, 2-amino-2-propi 1-1 -heptanol, 2-amino-2-butil-1-heanol, 2-amino-2-metil-1-decanol, 2-am i ??-2-eti 1-1 -nonanol, 2-am ino-2-propi 1-1 -octanol, 2-am ino-2-buti 1-1-heptanol, 2-amino-2-metil-1-undecanol, 2-amino-2-etil-1-decanol, 2-amino-2-propi 1-1 -nonanol, 2-am i ??-2-buti 1-1 -octanol, 2-amino-2-pentil-1-heptanol, 2-amino-2-metil-1-dodecanol, 2-amino-2-etil-1-undecanol, 2-amino-2-propil-1-decanol, 2-a mi ??-2-buti 1-1 -nonanol, 2-amino-2-pentil-1-octanol, (l-aminociclopentil)metanol, (1 -aminociclohexil)metanol, (1-aminociclohept¡l)metanol, (l-aminociclooctil)metanol, (1-aminociclononil)metanol, (l-aminociclodecil)metanol, (1-aminocicloundecil)metanol, (l-aminociclododecil)metano, 2-amino-2-fenil-11-etanol, 2-am¡no-2-fenil-1-propanol, 2-amino-2-fenil- -butanol y mezclas de los mismos.

15. La composición de las reivindicaciones 1-14, en donde el aminoalcohol es 2-amino-2-metil-1 -hexanol, 2-amino-2-etil-1-petanol, 2-amino-2met¡ 1-1 -octanol, 2-am i ??-2-eti 1-1 -heptanol, 2-amino-2-propil-1-hexanol, (l-aminociclohexil)metanol, (1-aminoc¡clooctil)metanol, 2-amino-2-fenil-1 -propanol, (1-aminociclopent¡l)metanol, y mezclas de los mismos.

16. Un método para inhibir el crecimiento de microorganismos en un sistema basado en agua comprendiendo adicionar a dicho sistema una cantidad efectiva de una composición biocida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 5.

1 7. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 6, en donde el sistema basado en agua es un fluido de metalurgia.

18. Un concentrado de fluido de metalurgia comprendiendo una composición biocida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.

1 9. Un fluido de metalurgia comprendiendo una composición biocida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 5.

20. Un fluido de metalurgia comprendiendo agua y un concentrado de metalurgia, en donde el concentrado de metalurgia comprende una composición biocida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 5.

21 . Una composición en la cual el crecimiento microbiano es inhibido, comprendiendo: un sistema basado en agua; y una composición biocida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 5.

22. La composición de acuerdo con la reivindicación 21 , en donde el sistema basado en agua es látex, pinturas basadas en agua, recubrimientos basados en agua, masillas, adhesivos, compuestos de unión de cinta, pastas minerales, sistemas de enfriamiento de agua, productos para el cuidado personal, jabones y detergentes, desinfectantes, limpiadores, sanitizantes, productos de pesticidas, agua de yacimientos petrolíferos y fluidos basados en agua usados en aplicaciones de yacimientos petrolíferos, tales como lodos de perforación, fluidos de fractura y fluidos de hidroprueba.

23. La composición de acuerdo con la reivindicación 21 , en donde el sistema basado en agua es un fluido de metalurgia.