MX2012005985A - Proceso para preparar 2,2-dibromomalonamida. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere de manera general a un proceso para preparar 2,2-dibromomalonamida a partir de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida.

Description

PROCESO PARA PREPARAR 2.2-DI BROMOM ALON AMI D A Referencia Cruzada con Solicitudes Relacionadas La presente solicitud reclama el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional Norteamericana Número 61/263,423, presentada el 23 de noviembre del 2009, cuyos contenidos totales están incorporados a la presente invención como referencia.

Campo de la Invención La presente invención se refiere de manera general a un proceso para preparar 2,2-dibromomalonamida.

Antecedentes de la Invención El compuesto 2,2-dibromomalonamida es útil, entre otras cosas, como un producto, material de partida e ingrediente en la industria química e industrias aliadas, tal como la industria del control microbiano.

La Patente Norteamericana (U.S.) No. 4,241,080 menciona, entre otras cosas, la diamida 2,2-dibromomalónica (es decir, 2,2-dibromomalonamida) y preparaciones de la misma. Un ejemplo de las preparaciones son una reacción catalizada por ácido de la amida no halogenada correspondiente, diamina malónica (es decir malonamida), con halógeno, especialmente, bromo en una solución acuosa.

Las industrias químicas e industrias aliadas, desean un proceso mejorado para preparar 2,2-dibromomalonamida con alto rendimiento y selectividad.

Breve Descripción de la Invención La presente invención se refiere a un proceso para preparar 2,2-dibromomalonamida a partir de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida.

En una primera modalidad, la presente invención es un proceso para preparar 2,2-dibromomalonamida, en donde el proceso comprende contactar juntas una cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida y una cantidad efectiva de la composición de conversión de nitrilo-amida para formar una mezcla de reacción, llevándose a cabo el contacto en forma tal que se produzca por 2,2-dibromomalonamida.

En una segunda modalidad, la presente invención es un proceso para convertir una primer formulación biocida en una segunda formulación biocida, en donde el proceso comprende proporcionar una primera formulación biocida que comprende una primera cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida y agua, contactar juntas la primera formulación biocida y una cantidad efectiva de una composición de conversión de nitrilo-amida para formar una mezcla de reacción que comprende una segunda formulación biocida, en donde la segunda formulación biocida comprende agua y 2,2-dibromomalonamida, llevándose a cabo el contacto en forma tal que se produzca (in situ) y la segunda formulación biocida.

El proceso de la presente invención, es útil para preparar 2,2-dibromomalonamida y formulaciones biocidas que comprenden 2,2-dibromomalonamida, agua, y, opcionalmente al menos otro ingrediente de formulación biocida. La 2,2-dibromomalonamida preparada mediante el proceso de la presente invención, es útil como un producto (por ejemplo, especialidad química), material de partida (por ejemplo, en la síntesis de compuestos farmacéuticos) e ingrediente (por ejemplo, como un componente de composiciones antimicrobiano) en la industria química e industrias aliadas, tal como la industria del control microbiano. Las formulaciones biocidas preparadas a través del proceso de la presente invención son útiles en aplicaciones biocidas convencionales, tales como por ejemplo, control de microorganismos en sistemas de agua (por ejemplo torres de enfriamiento de agua).

Se describen modalidades adicionales en lo que sigue de la presente especificación, incluyendo las reivindicaciones adjuntas.

Descripción Detallada de la invención La presente invención se refiere a un proceso para preparar 2,2-dibromomalonamida tal como se indicó anteriormente. La presente invención también se refiere a una segunda formulación biocida preparada a través del proceso de la segunda modalidad de la presente invención.

En la segunda modalidad, la segunda formulación biocida comprende además al menos otro ingrediente de formulación biocida. En algunas modalidades, el al menos otro ingrediente de la formulación biocida comprende peróxido de hidrógeno. En algunas modalidades, en al menos el otro ingrediente de la formulación biocida comprende una parte no reactivada de la primera cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, la parte no reactivada (por ejemplo, la segunda cantidad) de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida siendo menor a la primera cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida. En algunas modalidades, el al menos otro ingrediente de la formulación biocida comprende peróxido de hidrógeno, y la porción no reactivada de la cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida. En algunas modalidades, la segunda formulación biocida carece de una porción no reactivada de la cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida (por ejemplo, la primera cantidad y una cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida que se ha hecho reaccionar para formar un producto del mismo en dicha formulación). En algunas modalidades la segunda formulación biocida carece de peróxido de hidrógeno y la porción no reactivada de la cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida.

Para los propósitos de la práctica de la patente Norteamericana y otras prácticas de patente que permiten la incorporación del asunto o materia como referencia, se incorporan a la presente invención como referencia a los contenidos totales - a menos que se indique lo contrario) de cada Patente Norteamericana, Solicitud de Patente Norteamericana, Publicación de Solicitud de Patente Norteamericana, Solicitud de Patente Internacional PCT y Publicación WO equivalente de las mismas referenciada en las secciones de "Breve Descripción" o "Descripción Detallada de la Invención". En el caso en que exista conflicto en lo que está escrito en la presente especificación y lo que está escrito en una patente, solicitud de patente o publicación de solicitud de patente, o una parte de las mismas que está incorporada como referencia, tomará el control lo que está escrito en la presente especificación.

En la presente solicitud, cualquier límite inferior de un rango de números o cualquier límite inferior preferido del rango, pueden combinarse con cualquier límite superior del rango, cualquier límite superior preferido del rango, para definir un aspecto preferido o modalidad del rango. Cada rango de números incluye todos los números, tanto números racionales como irracionales, abarcados dentro de dicho rango (por ejemplo, el rango de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 5 incluye, por ejemplo, 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, y 5).

En el caso en donde exista conflicto entre un valor unitario que se menciona sin paréntesis, por ejemplo 2 pulgadas, y un valor unitario correspondiente que se menciona en paréntesis, por ejemplo, (5 centímetros) tomará el control el valor unitario mencionado sin el paréntesis. En el caso en que exista discrepancia entre un nombre y estructura química, la estructura tomará el control.

Tal como se utiliza en la presente invención, los términos "un", "una", "el", "la", "al menos uno" y "uno o más" se utilizan de manera intercambiable. En cualquier aspecto o modalidad de la presente invención aquí descrita, el término "aproximadamente" en una frase que hace referencia a un valor numérico puede ser eliminado de la frase para proporcionar otro aspecto o modalidad de la presente invención. Los primeros aspectos o modalidades que emplean el término "aproximadamente", el significado de "aproximadamente" puede ser construido a partir del contexto de su uso.

Preferentemente, el término "aproximadamente" significa del 90 por ciento al 100 por ciento del valor numérico, del 100 por ciento al 110 por ciento del valor numérico, o del 90 por ciento al 110 por ciento del valor numérico. En cualquier aspecto o modalidad de la presente invención aquí descrita, los términos de extremo abierto "que comprende", "comprende" y similares (los cuales son sinónimos con "que incluye", "que tiene" y "caracterizado por") pueden ser reemplazados por las frases parcialmente cercanas, respectivas "que consiste esencialmente en", "que consiste esencialmente de" y similares o las frases cercanas, respectivas "consiste en", "consiste de" y similares para proporcionar otro aspecto o modalidad de la presente invención. En la presente solicitud, cuando se hace referencia a una lista de elementos precedentes "ingredientes", las frases "mezcla de los mismos", "combinación de los mismos" y similares, significa cualquiera de dos o más, incluyendo, todos los elementos descritos. El término "o" utilizado en un listado de miembros, a menos que se indique de otra manera, se refiere a los miembros listados en forma individual, así como en cualquier combinación, y soporta modalidades adicionales que mencionan cualesquiera de los miembros individuales (por ejemplo, en una modalidad que menciona la frase "10 por ciento o más, el término "o" soporta otra modalidad que menciona "10 por ciento" y aún otra modalidad que menciona "más del 10 por ciento"). El término "opcionalmente" significa "con o sin". Por ejemplo, "opcionalmente al menos otro ingrediente de la formulación biocida" significa con o sin al menos otro ingrediente de la formulación biocida. El término "pluralidad" significa dos o más, en donde cada pluralidad es seleccionada independientemente a menos que se indique lo contrario. Los símbolos "<" y ">" significan respectivamente, menor o igual a, y mayor o igual a. Los símbolos "<" y ">"significan respectivamente, menor a o mayor a.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término "amida" significa una carboxamida (por ejemplo, un compuesto que tiene un grupo funcional trirradical que tiene una estructura -C( = 0)-N<), a menos que se indique lo contrario.

El término "2,2-dibromo-3-cianoacetamida" significa el compuesto de la fórmula (A): Otros nombres para 2,2-dibromo-3-c¡anoacetamida son dibromo-3-nitrilopropionamida y DBNPA.

El término "2,2-dibromomalonamida" significa compuesto de la fórmula (B): Otros nombres para 2,2-dibromomalonamida son diamida 2,2-dibromomalónico; 2,2-dibromopropanediamida; y DBMAL.

Tal como se mencionó anteriormente, el proceso de la presente invención emplea la cantidad efectiva de la composición de conversión de nitrilo-amida. El término "cantidad efectiva" significa una cantidad suficiente para producir al menos el 50% de 2,2-dibromomalonamida de una reacción particular en cuestión (por ejemplo, el proceso de la primera modalidad), estando basado el porcentaje de rendimiento en la cantidad de 2,2-dibromomalonamida que se ha hecho reaccionar para formar un producto de la misma. Los ejemplos del producto son 2,2-dibromomalonamida y cualesquiera subproductos de la reacción. La cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida que se hace reaccionar es igual a la primera cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida menos una cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida no reactivada. Preferentemente, la cantidad es aproximadamente solo la suficiente para que el peróxido de hidrógeno consuma toda la 2,2-dibromo-3-cianoacetamida y deje menos del 5% de peróxido de hidrógeno sin reacción, más preferentemente menor del 2% del peróxido de hidrógeno sin reacción, aún más preferentemente menos del 1% del peróxido de hidrógeno sin reacción, e incluso más preferentemente menos del 0.5% del peróxido de hidrógeno sin reaccionar. Normalmente la cantidad es de 2.0 moles a 2.2 moles, y en forma más similar de 2.0 moles a 2.1 moles de peróxido de hidrógeno por 1.0 mole de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida.

Preferentemente, la composición de conversión de nitrilo-amida comprende peróxido de hidrógeno o una mezcla que comprende agua, y una cantidad catalítica de una enzima de hidratasa de nitrilo.

En algunas modalidades la composición de conversión de nitrilo-amida comprende agua y la cantidad catalítica de una enzima de hidratasa de nitrilo. Las enzimas de hidratasa de nitrilo comprenden una familia de enzimas de hierro mononuclear y enzimas de cobalto sin corrinoide que catalizan la hidratación de nitrilos estructuralmente diversos a sus amidas correspondientes (carboxamidas).

Las enzimas de hidratasa de nitrilo también son conocidas a través de otros nombres tales como NHasa, nitrilasa, hidro-liasa de amida alifática, e hidro-liasa de nitrilo. Las enzimas de hidratasa de nitrilo preferidas con las que tienen el número de Comisión de Enzima (EC) 4.2.1.84 y se encuentran en microorganismos mesofílicos tales como, por ejemplo, Bacillus, Norcardia, Bacteridium, Rhodococcus, Micrococcus, Brevibacterium, Alcaligenes, Acinetobacter, Corynebacterium, Fusarium, y Klebsiella . Cualquier enzima de hidratasa de nitrilo es adecuada para utilizarse en el proceso de la presente invención. Un ejemplo de dichas enzimas de hidratasa de nitrilo se produce mediante una cepa termofílica de la especie Bacillus sp. BR449 tal como se describe en la Publicación de Patente US 6,228,633 B1. La hidrasa de nitrilo de la Publicación de Patente US 6,228,633 B1 se puede caracterizar como teniendo actividad para hidrolizar un grupo funcional de nitrilo a un grupo funcional de amida en una temperatura que fluctúa de 20 grados Celsius (°C) a 70 °C y en un pH de aproximadamente 5 a 9.

Más preferentemente, la composición de conversión de nitrilo-amida comprende peróxido de hidrógeno y agua. Aún más preferentemente, la composición de la conversión de nitrilo-amida comprende peróxido de hidrógeno, agua, y una cantidad catalítica de una base de metal de tierra álcali que es un hidróxido de metal de tierra álcali o carbonato de metal de tierra álcali. El término "metal de tierra álcali" significa una forma catiónica de litio, sodio, potasio, cesio, magnesio, calcio, estroncio, o bario, preferentemente de sodio, potasio, magnesio o calcio, y más preferentemente sodio. En algunas modalidades la composición de conversión de nitrilo-amida comprende, o consiste esencialmente en agua, peróxido de hidrógeno (por ejemplo, H202), y la cantidad catalítica de una base de metal de tierra álcali que comprende un hidróxido de metal de tierra álcali, carbonato de metal de tierra álcali, bicarbonato de metal de tierra álcali o una mezcla de cualesquiera de dos o más de los mismos. En algunas modalidades, la composición de conversión de nitrilo-amida comprende además, o consiste esencialmente en 2,2-dibromomalonamida, licor madre de una corrida previa del proceso de la primera modalidad de la presente invención tal como se describe posteriormente, o ambos.

Se ha descubierto y se considera que, en forma recomendable, la base de metal de tierra álcali actúa en forma catalítica en la reacción del peróxido de hidrógeno con la 2,2-dibromo-3-cianoacetamida para proporcionar 2,2-dibromomalonamida de acuerdo con el proceso de la presente invención, para proporcionar de esta forma un proceso preferido de la presente invención, catalizado con base. Aunque se considera que el rango de reacción de la reacción del proceso de la presente invención disminuye conforme disminuye el pH, el rango de reacción permanece satisfactorio para la producción comercial económica de 2,2-dibromomalonamida debajo de un pH 4.0 de la composición de conversión de nitrilo-amida.

Se ha descubierto y se considera que la base metal de tierra álcali, la cual en algunas modalidades es parte de la composición de conversión de nitrilo-amida, actúa en valores de pH básico (por ejemplo, en valores de pH mayores a pH 7.0) o promueve en forma indeseable, la degradación de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida a los productos indeseables. En contraste, la 2,2-dibromomalonamida es sustancialmente más estable (por ejemplo, 10 veces o mayor) en los valores de pH básicos que 2,2-dibromo-3-cianoacetamida. Conforme el pH de la composición de conversión de nitrilo-amida se vuelve cada vez más básico, la base de metal de tierra álcali se degrada, incrementando las cantidades de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida. Esta degradación promovida por base de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, es especialmente prevalente en pH 9.0 y mayor. El proceso de la presente invención mantiene en forma conveniente el pH de la mezcla de reacción in situ durante la conversión de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida a 2,2-dibromomalonamida en un rango de pH que minimiza o evita la degradación promovida por base de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, aunque al mismo tiempo facilita la conversión catalizada por base del mismo a 2,2-dibromomalonamida.

Preferentemente, para minimizar la degradación promovida por base de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida durante el proceso de la presente invención, el pH de la mezcla de reacción se mantiene in situ en un pH 8.9 o menor, más preferentemente en un pH 7.9 o menor, aún más preferentemente en un pH 7.0 o menor, e incluso más preferentemente en un pH < 7.0. Preferentemente, para maximizar la conversión catalizada por base de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida a 2,2-dibromomalonamida durante el proceso de la presente invención, el pH de la mezcla de reacción se mantiene in situ en pH 4.0 o mayor, más preferentemente en pH 5.0 o mayor, y aún más preferentemente en pH 5.5 o mayor. En algunas modalidades el pH de la mezcla de reacción se mantiene in situ de pH 5.5 a pH 7.0, y más preferentemente de pH 5.5 a pH < 7.0.

En algunas modalidades de la presente invención, el proceso comprende además mantener el pH de la mezcla de reacción in situ dentro de los rangos de pH antes mencionados, en tal forma que se produzca el 2,2-dibromomalonamida con al menos el rangos 75 por ciento (%) de rendimiento, más preferentemente al menos el 80% de rendimiento, aún más preferentemente al menos el 85% de rendimiento, e incluso más preferentemente al menos el 90% del rendimiento (por ejemplo, el 95% de rendimiento o más). Todos los rendimientos de 2,2-dibromomalonamida en la presente invención, están basados en la cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida reactivada, a menos que se indique lo contrario.

En algunas modalidades, el proceso de la presente invención comprende mantener el pH de la mezcla de reacción in situ dentro de los rangos de pH antes mencionados, en tanto en forma que se produzca 2,2-dibromomalonamida, cuando el proceso de la presente invención está caracterizado como teniendo selectividad para la conversión de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida a 2,2-dibromomalonamida en la presencia de cualquier otro ingrediente opcional de la formulación, especialmente otros ingredientes de la formulación que de otra manera deben reaccionar con 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, peróxido de hidrógeno, o ambos, si el pH de la mezcla de reacción no se mantiene in situ en los rangos de pH mencionados. Algunos ejemplos de otros ingredientes de la formulación son polietilenglicoles, polipropilenglicoles, éteres de polietilenglicol, éteres de polipropilenglicol, alcoholes (por ejemplo, metanol, etanol, y propanoles), y copolímeros de poli(óxido de etileno)-óxido de propileno, y combinaciones de los mismos. Los ejemplos de aún otros ingredientes de la formulación, son tensoactivos, polímeros iónicos, polímeros no iónicos, inhibidores de formación de escamas e inhibidores de corrosión. Preferentemente, los otros ingredientes de la formulación son compatibles con peróxido de hidrógeno, 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, o aún más preferentemente tanto peróxido de hidrógeno como 2,2-dibromo-3-cianoacetamida. Tal como se utiliza en la presente invención, el término "compatible" significa que tiene la capacidad de formar una mezcla homogénea que ni se separa, ni se altera en forma irreversible por la interacción química, ni degrada en forma química los otros componentes. Más preferentemente, el proceso de la presente invención comprende además mantener el pH de la mezcla de reacción in situ dentro de los rangos pH antes mencionados, de tal forma que se produzca 2,2-dibromomalonamida tanto en los rendimientos como en la selectividad antes mencionados.

El proceso de la presente invención proporciona un medio in situ para mantener pH de la mezcla de reacción dentro de los rangos de pH antes mencionados, agregando en una forma controlada por el rango de adición, una cantidad medida del peróxido de hidrógeno, base de metal de tierra álcali; o más preferentemente agregar en formas independiente en formas controladas por el rango de adición por separado, cantidades medidas de cada uno del peróxido de hidrógeno y la base de metal de tierra álcali. Más preferentemente, las formas controladas por el rango de adición comprenden controlar los rangos de flujo de corrientes de alimentación separadas de peróxido de hidrógeno (por ejemplo, como una mezcla acuosa), y la base de metal de tierra álcali (por ejemplo, como una mezcla acuosa).

En algunas modalidades, el proceso de la presente invención comprende además un paso que comprende purificar al menos parte de la 2,2-dibromomalonamida para proporcionar 2,2-dibromomalonamicla en una forma sustancialmente pura (por ejemplo, 90 por ciento o más, más preferentemente 95% o más, y aún más preferentemente 97% o más, no todos contando el agua y medidos utilizando el método de cromatografía líquida de alto desempeño que se describe más adelante). Por ejemplo, 100.0 gramos (g) de una pasta de filtro húmeda que comprende 25.0 g de agua y 67.5 g o más de 2,2-dibromomalonamida puede estar sustancialmente pura. De igual manera, 100.00 g de una pasta de filtro seca que comprende 0.50 g de agua y 89.55 g o más de 2,2-dibromomalonamida puede ser sustancialmente pura. En algunas modalidades, la 2,2-dibromomalonamida sustancialmente pura puede ser utilizada en un paso de proceso adicional. En el paso de proceso de fabricación adicional, la 2,2-dibromomalonamida sustancialmente pura puede comprender, por ejemplo, un material de partida en una síntesis de un compuesto orgánico (por ejemplo, un farmacéutico) o un ingrediente en una síntesis o preparación de una composición biocida que comprende o está preparada a partir de 2,2-dibromomalonamida. En algunas modalidades, el proceso de invención comprende además un paso que comprende secar la 2,2-dibromomalonamida sustancialmente pura para proporcionar 2,2-dibromomalonamida en una forma sustancialmente pura y seca, que contiene preferentemente menor del 2% en peso, y más preferentemente menos del 1% en peso de agua.

El paso(s) de reacción (por ejemplo, en forma opuesta a los pasos de purificación o secado) del proceso de la presente invención, produce la mezcla de reacción que finalmente comprende 2,2-dibromomalonamida, y, posiblemente, uno o más de otros componentes. Los ejemplos de los otros posibles componentes son materiales de partida no reactivados (por ejemplo, 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, H202, o una base de metal de tierra álcali no reactivados), un solvente(s) (por ejemplo, agua), sub-productos de reacción, producto(s) de degradación promovido por base de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, o una combinación de los mismos. La solubilidad de 2,2-dibromomalonamida en la mezcla de reacción, puede depender de las condiciones particulares empleadas (por ejemplo, temperatura, pH, composición de la formulación, o una combinación de las mismas). La 2,2-dibromomalonamida puede estar en la forma de un soluto disuelto en la mezcla de reacción, un sólido colocado (por ejemplo, disperso o suspendido) en un líquido de reacción, o ambos. Preferentemente al menos el 90% de la 2,2-dibromomalonamida producida por el proceso de la presente invención está en la forma del sólido colocado en el líquido de reacción. La 2,2-dibromomalonamida sólida puede ser eliminada o separada fácilmente de su líquido de reacción, y por lo tanto de cualesquiera materiales solubles-líquidos de la reacción. En algunas modalidades, la 2,2-dibromomalonamida sólida se elimina filtrando para proporcionar por separado un filtrado de licor madre acuoso y una pasta de filtro sólida húmeda, que comprende 2,2-dibromomalonamida y agua residual, la 2,2-dibromomalonamida de la pasta del filtro sólida húmeda estando sustancialmente en forma pura tal como se describió anteriormente. En algunas modalidades, la pasta de filtro sólida húmeda que contiene 2,2-dibromomalonamida, se utiliza sin purificación o secado adicional para preparar una formulación biocida. En otras modalidades, la pasta de filtro sólida húmeda que contiene 2,2-dibromomalonamida, se seca a través de medios convencionales (por ejemplo, secado al vacío o secado contactando una corriente de gas con el sólido (por ejemplo fluyendo la corriente de gas sobre y a través del sólido)) para proporcionar una pasta de filtro sólida seca que comprende 2,2-dibromomalonamida en forma sustancialmente pura y seca, tal como se describió anteriormente.

Preferentemente, el proceso de la presente invención comprende además el paso de emplear una parte o todo el licor madre en otra corrida del proceso de la primera modalidad de la presente invención. Cada una de dichas corridas subsecuentes del proceso de la primera modalidad de la presente invención, utiliza preferentemente un licor madre de una corrida previa, para establecer de esta forma un medio para reciclar un licor madre de una corrida inicial del proceso de la presente invención, dos o más, más preferentemente 3 o más, y aún más preferentemente 5 o más veces.

La temperatura de reacción, presión y tiempo no son importantes para llevar a cabo cualesquiera de las reacciones, purificaciones o secados del proceso de la presente invención. Cualquier temperatura de reacción, presión y tiempo es adecuado, siempre que los materiales de partida (por ejemplo, el compuesto de la fórmula (A)) no se descompongan sustancialmente, o reaccionen en forma indeseable. Por ejemplo, las temperaturas y presiones adecuadas para preparar 2,2-dibromomalonamida son de 0°C a 100 eC, preferentemente de 20°C a 50°C, y aproximadamente en presión ambiental (por ejemplo, aproximadamente 101 (kPa) (1.029 Kg./cm2)). Los ejemplos de una temperatura y presión adecuada para secar la 2,2-dibromomalonamida sólida húmeda son de 20°C a 100 °C, preferentemente de 20°C a 60 °C (por ejemplo, 50 °C), y aproximadamente a presión ambiental o inferior (por ejemplo, debajo de aproximadamente 1 kPa (0.010 Kg./cm2)).

La 2,2-dibromo-3-cianoacetamida puede prepararse a través de cualquier método sintético conocido (por ejemplo, dibrominado de 3-cianoacetamida) u obtenerse preferentemente de un proveedor comercial. Existen diversos proveedores comerciales de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, y todas las versiones suministradas comercialmente de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida son aceptables para utilizarse en la presente invención. Además, las formas formuladas comercialmente de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, tales como, por ejemplo, una formulación de combinaciones de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida y polietilenglicol en agua, se pueden utilizar en la presente invención .

Materiales y Métodos Generales Reactivos: 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, The Dow Chemical Company, lote No. W126xxxxC2; peso molecular 241.87 gramos por mol (g/mol). 50% en peso de peróxido de hidrógeno acuoso - Sigma-Aldrich - material No. 516813-4L, lote #55798PJ. 6% en peso de hidróxido de sodio acuoso.

Agua desionizada.

Equipo: Frasco de filtro de vacío Un reactor de vidrio de 22 litros agitado, amortiguado (por ejemplo, un reactor de agitación) que tiene una válvula de drenaje inferior de montaje de descarga. El reactor agitado tiene múltiples puertas superiores para adiciones, entradas al sensor. Seis de las puertas del reactor agitado están equipadas como se indica a continuación: 1) sonda pH - medidor de pH portátil (medidor Accumet AP62 pH/mv con sonda de pH Orion) 2) Embudo de adición de 1000 mL para agregar el 50% en peso del peróxido de hidrógeno acuoso. 3) Eje de agitador - agitación eléctrica y paletas de teflón con 4 cuchillas 4) Dos termoacoples de temperatura, cada uno cableado a una pantalla de temperatura digital diferente 5) Embudo de adición de 250 ml_ para agregar el 6% en peso de hidróxido de sodio acuoso 6) Una ventilación a la atmósfera, si se desea, un dispositivo de restregado Se utiliza un tanque de almacenamiento de vidrio, de 22 litros, para almacenar el licor madre entre las corridas. Se utiliza una bomba peristáltica Masterflex® (Cole-Parmer Instrument Company, Vernon Hills, Illinois, USA), tanto para bombear el licor madre de un frasco de filtro de vacío de 4 litros al tanque de almacenamiento, como para bombear una carga de reciclado de regreso del tanque de almacenamiento al reactor agitado para una corrida subsecuente. Utilizar un embudo Buchner de porcelana equipado con un papel filtro de porosidad mediana (diámetro de 18.5 centímetros) colocado en el frasco de vacío de 4 litros. Suministrar vacío desde un aspirador de agua.

Ejemplo(s) de la Presente Invención.

A continuación se describen ejemplos no limitantes de la presente invención. En algunas modalidades, la presente invención es tal como se describe en cualesquiera de los ejemplos.

Ejemplo 1: preparación de 2,2-dibromomalonamida utilizando agua desionizada Desempeño de la reacción: Llenar el reactor agitado con aproximadamente 16 litros de agua desionizada. Agregar 2,2-dibromo-3-cianoacetamida (1997.4 g, 8.258 mol) con agitación en un rango de agitación. Cuando toda la 2,2-dibromo-3-cianoacetamida está en el reactor, incrementar el rango de agitación (por ejemplo, velocidad del agitador) para asegurar la suspensión sólida de la 2,2-dibromo-3-cianoacetamida. El pH de partida de esta suspensión de partida es de 6.3. Iniciar la adición lenta del peróxido de hidrógeno acuoso al 50% en peso (se agregan al final un total de 1180.8 g del peróxido de hidrógeno acuoso al 50% en peso, que contiene 17 moles de H202 (peso molecular 34.015 g/mol)). Una vez que el pH de la mezcla resultante disminuya a pH 3.9, iniciar la adición del hidróxido de sodio acuoso al 6% en peso (se agrega al final un total de 251.8 g del hidróxido de sodio acuoso al 6% en peso, que contiene 0.38 moles de NaOH (peso molecular 40.00 g/mol)). Se puede desarrollar una capa delgada de espuma, y posiblemente empujarla fuera de la ventilación del rector agitado. Asegurar que el rango de adición del peróxido de hidrógeno acuoso al 50% en peso sea lo suficientemente lento para permitir que la capa de espuma se disipe o se incremente en forma adicional el rango de agitación para ayudar a la dispersión y rompimiento de la espuma. Después de que sea agrega aproximadamente la mitad del peróxido de hidrógeno acuoso al 50% en peso, la mezcla de reacción resultante (una pasta) es notablemente más delgada que la suspensión de partida, y la temperatura de la pasta de reacción llega a un pico en 51°C. El pH permanece alrededor de pH 5.5 a pH 5.7 durante la adición de peróxido de hidrógeno acuoso al 50% en peso. El tiempo para la adición del peróxido de hidrógeno acuoso al 50% en peso es de 4.13 horas. Agitar la pasta durante aproximadamente 1 hora, y posteriormente permitir que la pasta se asiente durante la noche, mientras se enfría lentamente a temperatura ambiente (aproximadamente 25°C).

La filtración de la mezcla de reacción para aislar los sólidos comprende 2,2-dibromomalonamida como una pasta de filtro y la recolección y almacenamiento del licor madre para utilizarse en la siguiente corrida: a la mañana siguiente la mezcla de reacción resultante comprende sólidos, cuyas diferentes porciones están flotando, están asentadas en el fondo o suspendidas en la mezcla de reacción. Encender el agitador para dispersar los sólidos en el líquido, y posteriormente filtrar la mezcla de reacción utilizando el embudo Buchner para recolectar los sólidos húmedos que comprenden 2,2-dibromomalonamida, y el frasco de filtro para recolectar el licor madre como un filtrado. La 2,2-dibromomalonamida sólida húmeda, contiene 19.6% en peso de material volátil (por ejemplo, agua) que puede ser eliminado mediante secado. Bombear el licor madre fuera del frasco del filtro y dentro del tanque de almacenamiento para el reciclado del mismo en una reacción subsecuente en lugar de agua desionizada en el Ejemplo 2 (se describe posteriormente).

Secar los sólidos de la pasta del filtro que comprenden 2,2-dibromomalonamida: transferir los sólidos de la pasta de filtro a una charola de metal o plástico. Colocar las charolas en una "cámara de secado" de reemplazo temporal, que está construida de modo que se pueda pasar sobre los sólidos una corriente de gas de nitrógeno seco o de aire seco. Encender el gas y permitir que fluya sobre los sólidos en las charolas hasta que se logre un peso constante para producir 1752 gramos (g) de la 2,2-dibromomalonamida secado con gas (rendimiento de 81.6% con base en la 2,2-dibromo-3-cianoacetamida que se agrega; peso molecular de 2,2-dibromomalonamida de 259.88 g/mol). Los resultados se muestran más adelante en la tabla 1.

Ejemplos 2 a 7: preparaciones de 2,2-dibromomalonamida utilizando un licor madre reciclado en lugar de agua desionizada.

En cada uno de los ejemplos del 1 al 7, la proporción molar de H202 a 2,2-dibromo-3-cianoacetamida es de aproximadamente 2.06. Repetir el procedimiento del Ejemplo 1, excepto que no se debe utilizar ninguna cantidad, o sólo una cantidad trivial de agua desionizada, y utilizar el licor madre de una mezcla de reacción previa en lugar del agua desionizada del Ejemplo 1. El Ejemplo 2 utiliza 15 L de licor madre del Ejemplo 1. Los Ejemplos 3 a 7, cada uno utilizan 13 L de licor madre de los Ejemplos 2 a 6, respectivamente. Se utiliza una reducción en el licor madre reciclado para disminuir el potencial de que la espuma sea impulsada fuera de la ventilación del reactor agitado. No se necesita segregación de los licores madre de diferentes lotes; una mezcla de licores madre de diversas reacciones es adecuada para ser reciclada. Los lotes de 2,2-dibromomalonamida sólida, húmeda de los Ejemplos 2 a 7, contienen respectivamente 32.8% en peso, 26.9% en peso, 24.7% en peso, 17.9% en peso, 28.6% en peso y 26.0% en peso de material volátil (por ejemplo, agua). Secar la 2,2-dibromomalonamida sólida, húmeda tal como se describió anteriormente en el Ejemplo 1, para proporcionar en forma respectiva 2,2-dibromomalonamida sólida seca con gas de los Ejemplos 2 a 7.

Los resultados se muestran más adelante en la tabla 1. En la tabla 1, el No. Ej. significa Número de Ejemplo, g significa gramos, DBNPA significa 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, wt% significa % en peso, h significa horas, DBMAL significa 2,2-dibromomalonamida y % significa porcentaje.

Tabla 1: resultados de Ejemplos 1 a 7 Combinar la 2,2-dibromomalonamida secada con gas de los Ejemplos 1 a 7. Secar una porción de 502.46 g de la 2,2- dibromomalonamida secada con gas combinada en un horno de vacío durante 5 horas a una temperatura de 50°C para producir 502.03 g de la 2,2-dibromomalonamida secada con vacío. El resultado indica que la 2,2-dibromomalonamida secada con gas combinada de los Ejemplos 1 a 7, contiene aproximadamente 0.5% en peso de agua.

Analizar la pureza de la 2,2-dibromomalonamida secada con gas combinada mediante cromatografía líquida de alto desempeño (HPLC) utilizando una columna Agilent Zorbax CN (4.6 milímetros (mm) por 250 mm, partícula 5 mieras) y el eluente que comprende 80% en volumen (vol%) de agua de alta pureza/20% en volumen de acetonitrilo de alta pureza con 0.05 molar de amortiguador monobásico de fosfato de sodio, el pH ajustado a pH 3 con 85% en peso de ácido fosfórico. El rango de flujo es de 1.0 ml_ de eluente por minuto, volumen de inyección: 2.0 microlitros, detección ultravioleta en 205 nanómetros y tiempo de corrida de 15 minutos. El componente de 2,2-dibromomalonamida se eluye en 3.62 minutos e indica que la 2,2-dibromomalonamida secada con gas es el 97.75% pura con base en el área pico.

Tal como se muestra a través de los ejemplos anteriores, el proceso de la presente invención produce 2,2-dibromomalonamida con altos rendimientos a partir de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida y proporciona un medio para reciclar los licores madre de la reacción, minimizando al mismo tiempo la cantidad de base de metal de tierra álcali, para minimizar de esta forma o prevenir la degradación promovida por la base de la 2,2-dibromo-3-cianoacetamida mientras que al mismo tiempo se proporcionan cantidades suficientes de la base de metal de tierra álcali para catalizar la conversión deseada de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida a 2,2-dibromomalonamida.

Aunque la presente invención ha sido descrita anteriormente de acuerdo con sus modalidades preferidas, se puede modificar dentro del espíritu y alcance de la presente descripción. La presente solicitud pretende por consiguiente cubrir cualesquiera variaciones, usos o adaptaciones de la presente invención, utilizando los principios generales aquí descritos. Además, la presente solicitud pretende cubrir dichas separaciones de la presente descripción, como estando dentro de la práctica conocida o acostumbrada en la técnica a la cual pertenece la presente invención, y que está dentro de los límites de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para preparar 2,2-dibromomalonamida; en donde el proceso comprende contactar juntas una cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida y una cantidad efectiva de una composición de conversión de nitrilo-amida para formar una mezcla de reacción, llevándose a cabo el contacto en forma tal que se produzca 2,2-dibromomalonamida.

2. Un proceso para convertir una primera formulación biocida en una segunda formulación biocida, en donde el proceso comprende proporcionar una primera formulación biocida que comprende una primera cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida y agua, contactar juntas la primera formulación biocida y una cantidad efectiva de una composición de conversión de nitrilo-amida para formar una mezcla de reacción que comprende una segunda formulación biocida, en donde la segunda formulación biocida comprende agua y 2,2-dibromomalonamida, llevándose a cabo el contacto de tal manera que se produzca la segunda formulación biocida.

3. El proceso tal como se describe en la reivindicación 2, caracterizado porque la segunda formulación biocida comprende además al menos otro ingrediente de la formulación biocida.

4. El proceso tal como se describe en la reivindicación 3, caracterizado porque el al menos otro ingrediente de la formulación biocida comprende peróxido de hidrógeno, una porción no reactivada de la cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, o una combinación de los mismos.

5. El proceso tal como se describe en cualesquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado porque la composición de conversión de nitrilo-amida comprende peróxido de hidrógeno y una cantidad catalítica de un hidróxido de metal de tierra álcali o carbonato de metal de tierra alcalina.

6. El proceso tal como se describe en cualesquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado porque comprende además mantener el pH de la mezcla de reacción durante el paso de contacto en un PH menor a 9.0.

7. El proceso tal como se describe en la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además mantener el pH de la mezcla de reacción durante el paso de contacto en un pH de 4.0 o en un pH menor a 9.0.

8. El proceso tal como se describe en la reivindicación 7, caracterizado porque comprende además mantener el pH de la mezcla de reacción durante el paso de contacto en un pH de 5.5 a pH 7.0.

9. El proceso tal como se describe en cualesquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 8, caracterizado porque cada paso de contacto produce en forma independiente la 2,2-dibromomalonamida con un rendimiento del 75% o mayor con base en una cantidad de la 2,2-dibromo-3-cianoacetamida que ha sido reactivada.

10. El proceso tal como se describe en cualesquiera de las reivindicaciones 1 y de la 5 a la 9, caracterizado porque comprende además: a. obtener un licor madre de la mezcla de reacción; b. preparar otra composición de conversión de nitrilo-amida que comprende la mayor parte de licor madre; c. contactar la otra conversión de nitrilo-amida que comprende el licor madre con otra cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida para formar otra mezcla de reacción, en donde el contacto de la otra conversión de nitrilo-amida que comprende el licor madre, con otra cantidad de 2,2-dibromo-3-cianoacetamida, se lleva a cabo de tal manera que se produzca 2,2-dibromomalonamida adicional.

11. El proceso tal como se describe en cualesquiera de las reivindicaciones 1 y de la 5 a la 10, caracterizado porque cada composición de conversión de nitrilo-amida comprende agua, y en donde el proceso comprende además el paso de purificar la 2,2-dibromomalonamida para obtener de esta forma una 2,2-dibromomalonamida sólida humedecida con agua que tiene una pureza del 90% o mayor, sin contar el agua.

12. El proceso tal como se describe en la reivindicación 11, caracterizado porque comprende además el paso de secar la 2,2-dibromomalonamida sólida humedecida con agua, para obtener de esta forma una 2,2-dibromomalonamida sólida seca que tiene una pureza absoluta del 95% o mayor y que contiene menos del 1% en peso de agua.