PT90557B

PT90557B - Processo para a preparacao de composicoes biocidas estabilizadas contendo isotiazolonas

Info

Publication number: PT90557B
Application number: PT90557A
Authority: PT
Inventors: John Robert Mattox
Original assignee: Rohm & Haas
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1989-05-15
Publication date: 1994-08-31
Also published as: IL90293A0; AU622670B2; BR8902227A; EP0342852A1; MX171897B; HU210410B; HUT49902A; AU3475389A; EP0342852B1; KR0136103B1; IE61303B1; PT90557A; IE891515L; CA1328175C; DE68900531D1; ATE70159T1; KR900017473A; US5127934A; JPH0276863A; ES2038826T3

Description

PATENTE DE INVENÇÃO

N.° 90 557

REQUERENTE: ROHM AND HAAS COMPANY,norte-americana, com sede em Independence Mall West, Philadel phia, Pennsylvania 19105, Estados Unidos da América.

EPÍGRAFE: PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇQES

BIOCIDAS ESTABILIZADAS CONTENDO ISOTIAZOLONAS .

INVENTORES:

John Robert Mattox.

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.

Estados Unidos da América, em 16 de Maio de 1988, sob o n⁹ . 194 234.

INPI MOO 113 RF 1S732 'X.

RHOM AND HAAS COMPANY

PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÕES BIOCIDAS

ESTABILIZADAS CONTENDO

ISOTIAZOLONAS

A presente invenção refere-se a composições estáveis de 3-isotiazolonas, à sua preparação e à sua utilização no controlo de organismos vivos. As isotiazolonas que podem ser estabilizadas incluem as isotiazolonas referidas nas patentes de invenção norte-americanas Numero 3 523 121 e

Numero 3 761 488 que são representadas pela seguinte fórmula de estrutura

na qual o símbolo Y representa um grupo alquilo insubstituído ou substituído, preferivelmente um grupo alquilo

C -C , um grupo alcenilo ou alcinilo insubstituído ou substituído por halogéneo, com dois a oito átomos de carbono e, preferivelmente, com dois a quatro átomos de carbono, um grupo cicloalquilo insubstituído ou substituído, preferivelmente um grupo cicloalquilo C -C„ e um grupo aralquilo insubstituído ou substituído ou um grupo arilo insubstituído ou substi tuido;

o símbolo halogéneo

X representa um átomo de hidrogénio ou de ou um grupo alquilo C -C^ ;

o símbolo halogéneo ou representa um átomo de hidrogénio ou de um grupo alquilo

Os substituintes Y representativos incluem metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, hexilo, octilo, ciclo-hexilo, benzilo, 3,4-diclorobenzilo , 4-metoxi-benzilo,

4-clorobenzilo, 3,4-diclorofenilo , 4-metoxifenilo, hidroximetilo, clorometilo, cloropropilo e semelhantes.

As isotiazolonas preferidas são 5-cloro-2-metil-3-isotiazolona, 2-meti1-3-isotiazolona, 2-octil-3-isotiazolona, 4,5-dicloro-2-ciclo-hexil-3-isotiazolona e 4,5-dicloro-2-octil-3-isotiazolona.

A patente de invenção japonesa número JP-B-1 318 306 refere-se à estabilização de uma mistura de isotiazolona e 2-hidroximetil-2-nitro-l,3-propanodiol com um dissolvente diólico. No entanto, o 2-hidroximetil-2-nitro-l,3-propanodiol é uma substância que liberta aldeído fórmico que se sabe estabilizar as isotiazolonas (veja-se as patentes de in3 venção norte-americana números 4 165 318 e 4 129 448.

A patente de invenção europeia número EP-A-194 146 refere-se à estabilização de isotiazolonas em sistemas não aquosos isentos de sais por diversos dissolventes hidroxilicos , incluindo dipropileno-glicol.

A patente de invenção norte-americana número 3 755 224 refere-se à utilização de isotiazolonas como agentes estabilizadores de poli-(cloreto de vinilo) misturando uma isotiazolona com um agente plastificante, tal como óleo de soja epoxidado.

Não há quaisquer indicações sobre a estabilização da isotiazolona nestas condições de mistura/processamento.

As combinações de tiazolidinas (tendo um anel pentagonal saturado com átomos de enxofre e de azoto adjacentes) com nitro-alcanos são descritas na patente de invenção norte-americana número 4 424 386 em combinação com certos compostos orgânicos que incluem epóxidos, na inibição da corrosão metálica no desengorduramento de alumínio.

Não há qualquer sugestão de possibilidade de estabilização da tiazolidina £er_se e não se faz qualquer referência às presentes isotiazolonas insaturadas.

As seguintes referências são notadas como indicando estabilização de certas classes de compostos biologicamente activos, mas não de isotiazolonas, com produtos químicos relacionados com os da presente invenção. A patente de invenção norte-americana número 4 276 211 refere-se à estabilização contra a instabilidade de cor de iodo-alcinil-N-hidrocarbil-carbamatos com compostos orgânicos epoxidados.

/

A patente de invenção alemã número DE-A-2411764 refere-se à estabilização de um ácido quinoxalinil-tionofosfato lábil com epoxi-ciclo-hexano.

Uma série de patente de invenção concedidas a

Burk e col., refere a estabilização de produtos antimicrobianos de amida halogeneda, como 2,2-dibromo-nitrilo-propionamida, usualmente na presença de alguma águma, com uma variedade de agentes estabilizantes orgânicos, tais como éteres cíclicos (patente de invenção norte-americana número 4190668). Não há qualquer sugestão de que quaisquer destes agentes estabilizantes sejam úteis na estabilização normal ou não-aquosa de isotiazolonas.

Assim, até ao presente, os meios utilizados para a estabilização de isotiazolonas contra a degradação térmica ou contra degradação durante a armazenagem têm consistido geralmente na utilização de sais metálicos metálicos, aldeído fórmico ou substâncias que libertam aldeído fórmico.

A estabilização de isotiazolonas tanto com formaldeido ou substâncias que libertam formaldeido como com sais apresenta alguns inconvenientes. O aldeído fórmico é uma substância carcinogénica, segundo se suspeita, e é desejável não utilizar aldeído fórmico em aplicações em que possa ocorrer o contacto com a pele ou com os pulmões humanos.

A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de composições biocidas de isotiazolona estáveis , em que

1) a água pode ser reduzida ou substancialmente eliminada;

i i

LV

C

V

Γ

2) a neutralização do sal pode ser reduzida ou eliminada; e

3) a necessidade de sais estabilizadores de nitreto pode ser reduzida ou substancialmente eliminada.

Consequentemente, a presente invenção ptoporciona um processo para a preparação de uma composição estabilizada, processo esse compreende a mistura de uma isotiazolona de fórmula geral

na qual o símbolo Y representa um grupo alquilo ou ciclo-alquilo opcionalmente substituído por um ou mais átomos de halogêneo ou grupos hidroxi, ciano, alquilamino, dia1qui1amino, arilamino, carboxi, alcoxi, ariloxi, alquiltio, ariltio, isotiazolini1o, halogeno-alcoxi, carbamoxi, morfolino, piperidino ou pirrolidnilo, um grupo alcenilo ou alcinilo insubstituído ou substituído por halogêneo, um grupo aralquilo opcionalmente substituído por um ou vários átomos de halogêneo ou grupos nitro, alquilo ou alcoxi ou um grupo arilo opcionalmente substituído.por um ou mais

átomos de halogéneo ou grupo ciano, nitro , 'alquilo, alcoxi, alquil-acilamino, carbalcoxi ou sulfamilo;

os símbolos X e X¹ representam, cada um, independentemente um do outro, um átomo de hidrogénio ou de halogéneo ou um grupo alquilo, preferivelmente em uma quantidade compreendida entre 0,1 e

9,9 partes ;

e uma quantidade efectiva,preferivelmente compreendida entre 0,1 e 99,9 partes de um composto de epoxi de fórmula geral (II)

na qual ou o símbolo representa um átomo de hidrogénio ou um grupo alcoxi-alquilo, 2,3-epoxi-dialcoxi-alquilo ou um radical de fórmula geral

CH₂-Z - OCH₂ ou CH₂- Q -CH₂ em que o símbolo Z representa uma cadeia alquilénica C₂ a a C_r linear ou ramificada ou um grupo alquileno D

C_ a C_r substituído por halogéneo e o símbolo Q re2 o

presenta um grupo alquilo a ou carbonil-arilcarboxi;

o símbolo R₂ representa um átomo de hidrogénio e o símbolo R^ representa um átomo de hidrogénio ou um grupo alquilo C, a C,;

X D ou os símbolos R^ e R₂ ou R^ e R^ podem ser ligados juntamente com o átomo de carbono ou com os átomos de carbono a que estão ligados de maneira a formar um anel de alquileno com três a sete átomos de carbono, opcionalmente substituído por um radical alquileno C. a C_r para formar um radical biciclo-alcano ou o

por um radical alcenilo C_n a C ;

-L D e o símbolo R^ representa um átomo de hidrogénio.

Os compostos de epoxi preferidos de fórmula geral (lia) são aqueles que têm a seguinte fórmula de estrutura

lia na qual o símbolo R^ representa um atomo de hidrogénio ou um grupo alcoxi inferior, alquilo inferior ou

2,3-epoxi-l-propoxi-etoximetilo (isto é CH₂OCH₂CH₂OCH₂--);

o símbolo R representa um átomo de hidrogénio ou um grupo alquilo inferior, o símbolo R? representa um átomo de hidrogénio, ou os símbolos e R? podem ligar-se um ao outro em conjunto'com o átomo de carbono a que estão ligados para formar um radical ciclo-alcano, (isto é --CH₂CH₂CH₂CH₂~-) ou biciclo-alcano.

Os exemplos de compostos de epoxi que podem ser empregados incluem os da seguinte fórmula geral ^CH2°— ^Z1-^CH2

Ilb na qual o símbolo representa um grupo de fórmula — (CH-CH-O)-, (CHCH_oCH_0 ) - , -(CH -CH(OH)CH-)-,

2 n J2n 2 2

-(CH_-C(CH )_CH_)- ou --(CH.)n- e o símbolo n 2 3 2 2 n 2 representa um número inteiro desde 0 até 6.

Preferivelmente, o processo de acordo com a presente invenção emprega pelo menos uma isotiazolona em que o símbolo Y representa um radical alquilo C.-C ou fenilo X lo ou ciclo-alquilo C^-C^; o símbolo X representa um átomo de hidrogénio ou de halogéneo; e o símbolo X' representa um átomo de hidrogénio ou de halogéneo.

Isotiazolona

As gamas típicas de formulação estão reunidas no Quadro seguinte (em que todas as percentagens são partes em peso), tanto para uma solução concentrada de isotiazolona como para uma solução diluída. Para certas utilizações, tais como a expedição de grandes quantidades, podem utilizar-se também mais concentrados.

QDADRO DE FORMULAÇÕES

Dissolvente ( I , S upra)

0,1 a 99,9%

Epoxi do (II, S upra)

0,1 a 99,9%

Pre fer idâs a 25%

Mais Preferidas a 10 % a 99,8% a 50% a 98% a 2 5% a 98%

As percentagens baseiam-se no peso total dos dois ou três componentes presentes.

Quando se pretende embalar a isotiazolona apenas com o agente estabilizador e sem qualquer outro dissolvente orgânico ou água presentes, a quantidade de estabilizador ou de mistura de agentes estabilizadores empregada está com10 f , preendida entre cerca de 1% e cerca de 25%. A isotiazolona pode estar presente numa forma a granel ou embalada ou encapsulada de alguma maneira, incluindo uma forma para libertação controlada. A proporção de epóxido para isotiazolona está compreendida, preferivelmente, entre cerca de 1 : 7 e cerca de 1,5 : 1 .

Os epóxidos, também conhecidos como oxiranos, são éteres cíclicos triangulares. Eles constituem uma classe bem conhecida de compostos orgânicos, muitos dos quais são comercialmente disponíveis. Entre eles, encontram-se os óxidos de alquileno, formados por epoxidação de olefinas, tanto terminalmente como internamente insaturados , incluindo olefinas cíclicas em que a ligação dupla é ou interna ou externa ao anel. Outra classe bem conhecida destes epóxidos é a obtida pela desidratação de 1,2-glicóis; entre eles, encontram-se os éteres glicidílicos derivados de alfa-éteres de glicerol.

Os métodos preparativos são bem conhecidos e incluem:

a) oxidação de olefinas por peróxidos orgânicos, tais como ácido perfórmico, ácido peracético , ácido meta-cloroperbenzóico e semelhantes. Esta reacção é muito utilizada com uma grande variedade de olefinas;

b) oxidação de ligações duplas olefínicas com peróxido de hidrogénio em meio alcalino;

c) adição directa de oxigénio a olefinas;

d) ciclodesidro-halogenação de halogénidrinas com a fórmu11 la de estrutura

--C----C-OH Hal podendo essas halogenidrinas ser preparadas por adição de um ácido hipo-halogenoso através da ligação dupla;

e) uma reacção semelhante, em que Hal é substituído por

OSO_R_ , em que o símbolo R, representa um radical meti2 b b lo, p-tolilo, fenilo, trifluorometilo e semelhante;

f) a condensação de Darzens de aldeídos aromáticos e de alfa-cloro-ésteres catalisada por sódio, para se obter um alfa-aril-beta-carbalcoxi-oxirano. Uma grande variedade de epóxidos, incluindo diepóxidos e poliepóxidos e epóxidos pendentes de estruturas oligoméricas ou poliméricas são úteis na estabilização de isotiozolonas. Epóxidos de baixo peso molecular voláteis, tais como óxido de etileno ou óxido de propileno, são menos preferidos por causa da sua volatilidade.

Os exemplos de epóxidos que se consideram úteis na estabilização de isotiazolonas incluem:

óxido de 1,2-ciclo-hexano, 1,2-epoxi-octano , 2 , 3-epoxi-hexano;

óxido de beta-pineno; éter fenil-glicidílico, éter n-butil-glicidílico, éter butil terc. glicidílico, éter p-butil terc.

feni1-glicidí1ico, éter benzi1-3,4-epoxi-butí1ico , tioéter n-butil-glicidílico; etileno-glicol-bis-(glicidil-éter), poli-(etileno-glicol)₂, bis-(éter glicidí1ico ) , poli-(etileno-glicol)g-bis-(glicidi1-éter), hexileno-glicol-bis-(glicidil-éter); feni1-poli-(eti1enoxi)₅~glicidi1-éter, propilenoglicol-bis-(glicidil-éter), poli-(propileno-glicol)2^_bis-(glicidil-éter), poli-(propileno-glicol)^-bis-(glicidil-éter), poli-(propileno-glicol)i^-bis-{glicidil-éter), neopentil-glicol-bis-(glicidil-éter), dibromo-neopentil-glicol-bis-(glicidil-éter), éster de bis-glicidilo do ácido o-ftálico, éter sorbitol-poliglicidílico (grau médio de esterificação igual a cerca de 4); poliglicerol-poli-(glicidi1-éter) (grau médio de esterificação por unidade de glicerol = 1); o grau médio de polimerização de glicerol está compreendido entre 3 e 4), diglicerol-poliglicidil-éter , glicerol-di-(glicidil-éter)-glicerol, tri-(glicidil-éter ) , trimetilol-propano-tri-(glicidi1-éter).

Além dos epóxidos acima referidos , podem empregar-se também os seguintes epóxidos:

óxido de etileno, óxido de propileno, 1,2-epoxi-butano, 2,3-epoxi-butano , 1,2-epoxi-octano, 9,10-epoxi-5 , 6-octadeceno ,

3,4-epoxi-octano, 1,2-epoxi-3-metil-butano , 2,3-epoxi-4-metil-pentano, 3,4-epoxi-dodecano, óxido de ciclopenteno,

1,2-epoxi-4-etil-ciclo-hexano, óxido de ciclo-octeno, óxido de alfa-pineno, óxido de beta-pineno, 2,3-epoxi-biciclo-heptano-(2.2.1 ) , 3,4-epoxi-butanol-l,3,4-epoxi-butanol-l-acetato, ácido 9,10-epoxi-esteárico, 9,10-epoxi-estearato de metilo, tris-(9,1O-epoxi-estearato) de glicerol, 3,4-epoxi-butanol13

-1,9,10-epoxi-estearato , ácido 5 , 6 , 9,10-diepoxi-esteárico,

5,6,9,10-diepoxi-estearato de butilo, 2,3-epoxi-biciclo-heptil-(2.2.1)-5-etanol, o-ftalato de bis-(2 , 3-epoxi-propilo) ,

2,3-epoxi-biciclo-heptil-(2.2.1)-5-etanol-2,3-epoxi-butanoato, 2,3-epoxi-pentanol-l,5,6-dodeceno-l-carboxilato, 9,10-epoxi-5,6-octadecenol-l, N,N-dimeti1-9,10-epoxi-estearamida,

N-metil-N-2,3-epoxi-propil-acetamida, N,N-di-(2,3-epoxipropil)-2,3-epoxi-butanoato e semelhantes; éter de diglicidilo [éter di-(2,3-epoxi-l-propílico], éter alil-glicidílico, éter etil-9,1O-epoxi-l-octadecanol, éter ali1-3,4-epoxi-5-meti1-2-hexílico, éter fenil-glicidílico, éter benzil-(epoxi-biciclo-heptil)-metilico, éter dibromo-neopentil-glicol-bis-(3,4-epoxi-octanol-1-) , fenil-poli-(etilenoxi)-9,10-epoxi-dodecanol-l-éter e semelhantes.

Prefere-se que o epóxido seja relativamente acessível como, por exemplo, dentro de um anel cíclico ou de um anel com a estrutura

--HC---CH — \/

Prefere-se especialmente que a funcionalidade se encontre num ponto terminal da molécula, isto é:

H C---CH--

Os epóxidos de peso molecular muito baixo, tais como óxido de etileno e óxido de propileno, são os menos preferidos por causa da sua volatilidade. São especialmente preferidos o óxido de ciclo-hexeno , éter fenil-glicidílico, óxido de alfa-pineno, óxido de beta-pineno, éter isopropil-glicidílico, éter butil terc. glicidílico, éter n-butil-glicidílico e os ésteres de bis-glicidilo de etileno-glicóis e de dietileno-glicóis.

Podem usar-se dissolventes diferentes de epóxidos para dissolver as isotiazolonas e pode empregar-se qualquer dissolvente orgânico que dissolva as isotiazolonas, que sejam compatíveis com a utilidade final prevista, não desestabilizem as isotiazolonas e não reajam com o epóxido para eliminar a sua acção estabilizadora.

Podem usar-se dissolventes hidroxíicos, por exemplo, polióis tais como glicóis, álcoois e semelhantes. Em condições de grande diluição e de grandes proporções de estabilizador para isotiazolona, podem usar-se glicóis com sucesso. Em certas formulações, os hidrocarbonetos , tanto alifáticos como aromáticos, são dissolventes úteis.

Os dissolventes preferidos são polióis com as extremidades protegidas em que o hidroxi livre é substituído por função éter ou éster. São especialmente preferidos 2,5,8,11-tetra-oxadecano, vulgarmente conhecido como éter trietileno-glicol-dimetílico e acetato de 4 , 7-dioxa-undecanol-l, vulgarmente conhecido por acetato de éter dietilenoglicol-butí1ico

As quantidades de epóxido empregadas variam dependendo das condições de utilização e das concentrações da isotiazolona na mistura. Nas soluções mais concentradas, as proporções efectivas de epóxido com base na isotiazolona são as proporções compreendidas entre cerca de 1 : 4 e cerca de : 2. Como é evidente, podem utilizar-se quantidades maiores mas a um custo adicional. Para baixos níveis de diluição de isotiazolona (como 1 ou 2% de isotiazolona no dissolvente), a proporção de agente estabilizador para isotiazolona po de variar desde cerca de 1 : 7 a cerca de 2 : 1.

A presente invenção permite a estabilização de isotiazolona em que os sais anteriormente necessários para a estabilização são substancialmente reduzidos e mesmo eliminados. Os sais úteis para a estabilização que podem ser empregados são os referidos nas patentes de invenção norte-americanas números 3 870 795 e 4 067 878 e incluem os sais de estabilização escolhidos de entre:

1) nitratos de metais em que o metal é bário, cádmio, cálcio, crómio, cobalto, cobre, ferro, chumbo, lítio, magnésio, manganês, mercúrio, níquel, sódio, prata, estrôncio, estanho, zinco e semelhantes; e

2) sais de cobre (2+) em que o anião é halogeneto, sulfato, nitrato, nitrito, acetato, clorato, perclorato, bissulfato, bicarbonato, oxalato , maleato, carbonato ou fosfato e semelhantes.

As utilizações destes novos biocidas organicamente estabilizados são tipicamente quaisquer locais sujeitos a contaminação por bactérias, fungos ou algas. Os sítios são tipicamente em sistemas aquosos, tais como arrefecimento com água, água de lavagem de lavandarias, sistemas de óleo, tais como óleos de corte, campos de petróleo e semelhantes, ζ

em que os microrganismos têm de ser mortos ou em que o seu desenvolvimento necessita de ser controlado.

As composições biocidas estabilizadas de acordo com a presente invenção são vantajosas em relação às isotiazolonas com sais descritas na técnica e são os biocidas que é conveniente escolher no caso de os sais constituírem um problema.

Por exemplo, certas emulsões podem coagular depois da adição de um sal. As composições de acordo com a presente invenção evitam este problema e, por consequência, podem ser utilizadas em emulsões tais como emulsões fotográficas, emulsões de revestimento (por exemplo, tintas), para formar películas sólidas de protecção ou decorativas; circuitos electrónicos , madeiras, metais, plásticos, fibras, membranas , costas de carpetes, produtos cerâmicos e semelhantes, em que as superfícies necessitam de ser revestidas ou protegidas, adesivos, massas de calafetagem e emulsões sensíveis.

Em muitos sistemas biocidas estabilizados com sais da técnica anterior, existe o perigo potencial da formação de sólidos provocada por interacções com outros sais existentes no sistema, interacção com certos compostos orgânicos que formam sais, pela transformação em sais orgânicos ou simplesmente por incompatibilidade com o sistema. As composições biocidas estabilizadas de acordo com a presente invenção seriam preferidas nestes sistemas. Igualmente, as composições de acordo com a presente invenção são úteis nos sistemas de combustíveis, tais como combustível diesel , gasolina, petróleo, certos álcoois e semelhantes, porque eliminam a possibilidade de formação de depósitos de sais nas partes componentes. Outra razão para a eliminação de sais consiste em evitar um ambiente em que possa ocorrer corrosão. Por exemplo, os cloretos (entre outros) têm um efeito corrosivo sobre muitos metais e têm de ser evitados sempre que possível. Em sistema de tratamento de água em que são importantes baixos níveis de catiões e de aniões isto é especialmente importante. Os especialistas familiarizados com a técnica em várias áreas em que o desenvolvimento biológico necessita de ser controlado também facilmente reconhecem as aplicações em que a redução significativa ou a eliminação dos sais é pretendida. Em muitos casos, é necessário eliminar interacções entre os sais estabilizantes e outros componentes do sistema ou componentes da formulação que, de outra forma, poderiam prejudicar o comportamento ou o valor desses sistemas.

Também se reconhece que os agentes estabilizadores das isotiozolonas de acordo com a presente invenção têm outras aplicações conhecidas pelos entendidos na matéria. Por exemplo, sabe-se que os epóxidos servem como eliminadores reactivos de moléculas que contêm -OH, NH^, -SH ou outros grupos nucleofílicos. Uma formulação biocida estabilizada com epóxido seria particularmente vantajosa no caso de se pretender a função dupla de actividade biocida/biostática e de eliminação e origina resultados vantajosos.

Como os biocidas de isotiazolona são tão fortemente activos, o baixo nível necessário para a sua eficácia torna-os ideais em comparação com muitos outros biocidas conhecidos porque a esses níveis baixos eles não têm probabilidade de com outros componentes nos sistemas que ne18 cessitam de protecção ou com os sistemas nos quais os sistemas protegidos são aplicados.

As áreas potenciais de aplicação geral incluem desinfectantes, sintetizadores, líquidos de limpeza, desodorizantes, sabões líquidos e em pó, limpadores de pele, removedores de óleo e de gordura, produtos químicos para processamento de alimentos, produtos químicos de lacticínios, agentes conservantes de alimentos, agentes conservantes de alimentos para animais, preservação de madeiras, tintas, retrosaria, manchas, mildicidas, antissépticos para hospitais e fins médicos, dispositivos médicos, fluidos para o trabalho de metais, água de arrefecimento, lavadores com água, produção de petróleo, tratamento de papel, glicidas das fábricas de papel, produtos de petróleo, adesivos, têxteis,suspensões de pigmantos, látices, tratamento de couros e de peles, combustíveis derivados de petróleo, sanitizadores de lavandarias, formulações agrícolas, tintas de impressão, indústria mineira, tecidos não urdidos, armazenagem de petróleo, borracha, processamento de açúcar, tabaco, piscinas, banhos fotográficos, cosméticos, produtos para toiletes, produtos farmacêuticos, produtos para retretes, produtos para lavegem doméstica, aditivos para óleo diesel , ceras e polimentos e muitas outras aplicações em que água e materiais orgânicos estão em contacto em condições que permitem o desenvolvimento de microrganismos indesejados.

Na aplicação em artigos de plástico, é desejável eliminar os sais das isotiazolonas , visto que os sais podem contribuir para a deterioração das propriedades ópticas e/ou aumentar a absorção de água e os níveis de opacida19 de .

Em algumas formulações cosméticas, é também importante ter um baixo teor de água e de sal. A eliminação dos sais de nitrato evita a possibilidade de formação de nitrosamina com quaisquer aminas presentes na formulação. A eliminação de catiões polivalentes do biocida pode também eliminar a conhecida possibilidade de criação de problemas de incompatibilidade física em certas formulações cosméticas provocados pela precipitação de sais ou de complexos.

É bem conhecido na técnica que o comportamento dos biocidas é frequentemente melhorado combinando um ou mais biocidas. De facto, são conhecidos numerosos exemplos de combinações sinergéticas de agentes biocidas. Assim, podem comnar-se vantajosamente outros biocidas conhecidos com as isotiazolonas estabilizadas de acordo com a presente invenção.

As isotiazolonas são utilizadas como desinfectantes, no tratamento de água de campos de petróleo, como microbiocidas nos sistemas de arrefecimento de água, como agentes preservantes para polímeros orgânicos ou dispersões aquosas, como algicidas da água branca de polpas de madeira, como preservantes de óleos de corte, combustível de moteres de jacto e de óleo de aquecimento e semelhantes. As soluções de isotiazolonas são também aplicadas a substratos sólidos, tais como tecido, couro ou madeira, como agente preservante, ou misturadas com plásticos.

Os produtos de acordo com a presente invenção são especialmente úteis como agentes conservantes nas seguintes aplicações:

1) Cosméticos, porque eliminam ou reduzem substancialmente a presença de nitratos que, em certas condições e na presença de aminas ou de precursores de amina, podem originar a formação de nitroso-aminas.

2. Óleos e combustíveis, visto que os sais adicionados e a humidade são eliminados ou minimizados, evitando assim a corrosão potencial, a deposição ou a formação de lamas.

3. Emulsões e dispersões que são sensíveis como as contidas numa larga variedade de produtos, tais como tintas, cosméticos, composições para polimento de pavimento e liga ntes.

4. Plásticos , porque eliminam ou reduzem substancialmente os sais precipitados que podem contribuir directa ou indirectamente para a translucidez, opacidade ou fraqueza física da superfície.

Os Exemplos seguintes ilustram melhor a presente invenção mas não se pretende que a limitem de qualquer maneira. Todas as partes e percentagens são expressas em peso e todas as temperaturas em graus Celsius, a menos que se indique de outro modo.

Para comparação da estabilização originada pelas composições de acordo com a presente invenção com materiais conhecidos, empregaram-se os seguintes ensaios:

usando um bloco metálico sólido controlado termicamente com furos perfurados como receptáculos para os frascos e com o controlo da temperatura indicado, prepararam-se frascos contendo o estabilizador, o dissolvente e a isotiazolona e aqueceram-se durante intervalos de tempo fixos. A percentagem da isotiazolona de partida que se mantém foi determinada por cromatografia em fase líquida de elevado rendimento (HPLC). Utilizaram-se temperaturas de 40°, 55° e 70°C. Os resultados foram considerados como indicativos de uma estabilidade aceitável quando os valores residuais indicaram essencialmente ausência de perda durante o tempo especificado para a isotiazolona ou a mistura de isotiazolonas estudadas.

EXEMPLOS

Exempl O£_l_a_6_ ¹· Ensaio de estabilidade para a mistura 5-cloro-2-metil-isotiazolona-3-ona/2-meti1-isotiazo1in-3-ona

Misturou-se uma mistura na proporção de 3 : 1 de 5-cloro-2-metil-isotiazolin-3-ona/2-metil-isotiazolin-3-ona (16,2%) com 14% de ingrediente activo (IA) em triglime (76,8%) com o agente estabilizador escolhido (7%). A quantidade de IA que permanece é medida depois de quatro semanas a 40°C e depois de uma e duas semanas a 70°C. Utilizou-se HPLC para medir o teor de IA. A quantidade conservada de IA deve ser 85% para se conseguir o objectivo mais preferido.

Outros agentes estabilizantes podem ser menos efectivos no ensaio mas podem ser adequados para a estabilização durante tempos mais curtos ou condições menos exacerbadas. Este material estabilizado com epóxido é comparado com uma mistura na proporção de 3 : 1 de 5-cloro-2-metil-isotiazolin-3-ona/2-meti 1-isotiazolin-3-ona estabilizada com nitrato de magnésio (15%).

Obtiveram-se os seguintes resultados:

Exemplo

Numero

Agente Esta bi1i z ante

Semana 2 Semanas 4 Semanas a 70°C a 70°C a 40°C

Nenhum

Mg(NO₃)₂ a 15%

Óxido de beta-pineno P

Éter butil tec. P butil-glicidílico

Éter etilenoglicol- P -bis-glicidílico

Éter dietilenoglicoq P -bis-glicidílico (P indica que mais de 85% do IA se manyiveram.

F indica menos de 10% de retenção, isto é, uma perda completa e inaceitável de actividade).

Exem£lo_7

Seguidamente, indicam-se as percentagens de 5-cloro-2-meti 1-isotiazolin-3-ona estabilizada com éter n-butil-glicidílico em vários dissolventes, que se obtêm depois de duas semanas a 70°C, em que o teor inicial de isotiazolona era igual a 14% e se utilizou 7% de agente estabilizador, sendo a parte restante constituída pelos dissolventes indicados na lista. A segunda linha corresponde aos resultados obtidos com o controlo, sem agente estabilizador.

Tetra Dipropile Acetato de glime noglicol éter propileno glicol-metílico

Acetato de Triacetina Diacetato éter dimetileno (triacetato de etileglicol-butílico de glicol) noglicol

67 98 100 98 97

0 17 21 0

Exemplo 8

Estabiliza£ão_de_mistura_sim£les_na_£roDor2ão_de_3_j__l_de_2.Z.

-meti1-5-cloro-isotiazolona e 3-metil-isotiazolona

Estabilizaram-se isotiazolonas simples com 5% ou 20% de éter butanodiol-bis-glicidílico . As misturas foram o o armazenadas durante uma semana a 40 e a 55 e compararam-se com isotiazolona pura não estabilizada. A retenção de ingrediente activo é indicada no quadro seguinte.

4

Agente estabi li zador (S) % de S

Uma sema o

na a 4 0

Uma sema o

na a 5 5

--(Controlo)

98,4%

9,7%

Éter butanodiol-bis-glicidílico

100,0%

95,4%

7,0%

98,9%

ExemjkL o_2

Proporções de agente estabilizador para isotiazolonas a 14% de__IA

Apresentam-se os dados relativos a um ensaio * . o de estabilidade durante varias semanas a 55 C. 0 IA era constituído por 14% da isotiazolona misturada; o agente estabilizador estava presente em percentagens compreendidas entre 0 e 7% e a parte restante era constituída pelo dissolvente.

BCA = acetato de éter dietilenoglicol-butílico

PGE = éter fenil-glicidílico.

(P significa uma retenção maior do que 85% de actividade).

Consegue-se alguma estabilidade apenas com o dis solvente.

5

Agente estabilizador % Dissolvente % de IA que se mantém depois de semanas semanas semanas

PGE 7 BCA P PP

PGE 5 P P P

PGE 3 P P P

PGE 1 P P 25

55 30 20

Exem£lo_l£

Champô para cabelo

Utiliza-se uma solução que contém 1,5% de N-metil-5-cloro-isotiazolin-3-ona e N-metil-isotiazolin-3-ona (mistura aproximadamente nas proporções de 3 : 1) e 2,0% de éter etilenoglicol-bis-glicidí1ico como agente estabilizador em 96,5% de dipropileno-glicol como agente preservante para um champô para o cabelo.

Exem£]_Lo_l_L]_L

Eliminação do choque salino em emulsões

O choque salino observa-se como um precipitado ou uma massa gelatinosa que se forma na emulsão de poímero quando se adiciona isotiazolina contendo iões metálicos biva26

Λ .

+ + + + * lentes (por exemplo, Mg , Cu ) como agente conservante. A emulsão de polímero é inicialmente passada através de uma rede de 325 malhas, para eliminar qualquer gel que possa encontrar-se presente durante a fabricação. A isotiazolona é adicionada numa quantidade total igual a 30 ppm de IA, com base na emulsão polimérica total.

Usa-se uma amostra de emulsão com 250 gramas embalada num recipiente de 1 pinto (0,55 litro). A amostra é agitada suavemente depois de se ter pipetado a quantidade apropriada de isotiazolona. A amostra é invertida duas vezes para misturar e deixa-se repousar à temperatura ambiente durante sessenta minutos. Passa-se a amostra novamente através de um peneiro de 325 malhas. Qualquer gel ou precipitado retido no peneiro é lavado com água desionizada para remover a emulsão residual de polímero não coagulada. Coloca-se o material que fica retido no peneiro e seca-se durante a noite a o o

C. Em seguida, aquece-se durante uma hora a 150 C para eliminar qualquer água que tenha restado. Pesa-se então o resíduo.

A quantidade de éter butanodiol-bis-glicidí1ico utilizado como agente estabilizador é equivalente à isotiazolona e o dissolvente é acetato de éter dietileno-glicol-butílico.

Verificou-se que se forma uma pequena quantidade de gel quando a emulsão é preservada com isotiazolina estabilizada com epóxido isenta de sal (Formulação 2); esta quantidade não é prejudicial durante a utilização da emulsão em várias aplicações, tais como tintas, massas de calafetagem e semelhantes. A quantidade de gel que se forma quando se utiliza isotiazolona estabilizada com sal como agente preservante

7 (Formulação 1) é facilmente visível e objeccionável .

% de IA Agente es- Peso de gel

Formulação______(isotiazolona)__________(mg/kg de emulsão)

1	Emulsão	1	1,5	nitrato de Mg/ nitrato de Cu	560
2	Emulsão	1	1,5	éter t-butil-	80
3	Emulsão	1	0	-	80
4	Emulsão	2	1,5	nitrato de Mg/ nitrato de Cu	80
5	Emulsão	2	1,5	éter t-butil- -glicidílico	0
6	Emulsão	2	0	-	4 0
Exemglo 12
Velocidade	da morte	de	micróbios
	0 seguinte ensaio,	quando realizado com o	fim

de determinar a velocidade de morte dos micróbios de uma isotiazolona estabilizada com epóxido em comparação com uma isotiazolona estabilizada com nitrato, ilustra a actividade bactericida equivalente quando se utiliza ou o agente estabilizador de nitrato ou agente estabilizador de epóxido.

ensaio de velocidade da morte de micróbios mede a actividade bactericida em água isenta de matéria orgâ28 ✓

nica. Mede a perda de viabilidade de células na suspensão aquosa de células de bactérias em função do tempo quando estas células são postas em contacto com uma concentração definida do composto de ensaio presente na água. Isto faz-se retirando amostras alíquotas das suspensões de células em intervalos de tempo apropriados e determinando o número de células viáveis por mililitro mediante a contagem de placas ou da metodologia do número mais provável (MPN). Estas medições fazem-se em suspensões de células que não contêm composto de ensaio. As contagens de células viáveis das amostras de ensaio e das amostras de controlo são em seguida comparadas para determinar a morte das células.

Prepara-se o inoculo desenvolvendo as bactérias num tubo inclinado durante vinte e quatro horas e, em seguida, recolhendo as células para tampão de fosfato. Para se iniciar o ensaio no instante 0, adiciona-se um volume de inoculo de bactérias a 100 volumes da solução de ensaio que contém o composto com a concentração final de ensaio. Em intervalos apropriados de tempo, tais como duas, quatro e/ou vinte e quatro horas, ensaiam-se partes alíquotas de todas as amostras de ensaio e de controlos relativamente à contagem de células viáveis, expressa como o número mais provável (MPN) por mililitro.

Neste ensaio, a adição de agente estabilizador de epóxido não faz diminuir a eficácia de uma solução recentemente preparada de uma isotiazolona isenta de sal num dissolvente orgânico tanto para concentrações relativamente altas (14% de ingrediente activo) como relativamente baixas (1,5%) de isotiazolona. Fazem-se comparações com a solução não estabilizada e com uma solução aquosa estabilizada com sal metálico para o mesmo nível de ingrediente activo.

Determinação da concentração inibidora mínima

Utiliza-se um ensaio de determinação da concentração inibidora mínima (CIM) para avaliar a actividade antimicrobiana de um composto de ensaio em aplicações como agente preservante. Obtém-se o valor de CIM procedendo de acordo com a seguinte técnica.

Adiciona-se um volume da solução de armazenagem contendo 1% de IA a caldo de enriquecimento de maneira a obter-se uma concentração inicial de ensaio igual a 250 ppm de composto activo. No início do ensaio, cada vaso da série de diluições, com excepção do primeiro vaso contém um volume igual do caldo isento do composto. O primeiro vaso contém duas vezes o volume de caldo com a concentração inicial do composto de ensaio. Metade do caldo do primeiro vaso é transferida para o segundo vaso. Depois de se misturar, retira-se metade do volume resultante do segundo vaso e transfere-se para o terceiro vaso. Repete-se o ciclo completo oito a doze vezes, dependendo do número de diluições pretendido. O resultado é um ensaio de diluição em série de 1 para 2 do composto ensaiado no caldo de enriquecimento.

Cada vaso é então inoculado com uma suspensão de células do microrganismo de ensaio apropriado. As bactérias

são desenvolvidas no caldo e os fungos em placas de agar, durante um intervalo de tempo e a uma temperatura apropriados para a espécie que está a ser ensaiada. No fim do período de desenvolvimento, o caldo é bem agitado para dispersar as células. No caso de fungos, recolhem-se os esporos pipetando água para o tubo inclinado e desalojando os esporos com uma ferramenta esterilizada. As suspensões de cé1ulas/esporos são tituladas controlando o tempo de incubação e a temperatura e o volume do diluente. Uma vez inoculados, os vasos são incubados à temperatura apropriada e, em seguida, examinados relativamente ao desenvolvimento/não desenvolvimento. A concentração inibidora mínima (MIC) é definida como a concentração mínima de composto que tem como resultado a completa inibição do desenvolvimento do organismo ensaiado.

Neste ensaio, obtiveram-se os valores típicos dos sistemas estabilizados com sal à base de água indicados seguidamente:

IA = Estrutura I 3 partes (R^ = Cl; R = Η; Y = CH^) + 1 parte (R = R = Η; Y = CH₃).

Sistema I : 14% de IA em água, 15% de nitrato de magnésio.

Sistema II: 1,5% de IA em água, 1,6% de Mg(NO₃>₂, 0,15% de nitrato de cobre.

/

Microrganismo

Sistema I Sistema II

Psfl = Pseudomonas fluorescens

Psal = Pseudomonas aeruginosa

Saur = Staphylococcus aerus

Ecol = Escherichia coli

Calb = Candida albicans

Anig = Aspergillus niger

Apul = Aureobasidium pullulans

2/1

Os valores das soluções isentas de sal recentemente preparadas com níveis de IA semelhantes são aproximadamente os indicados acima e estes valores são essencialmente não afectados pela presença de agentes estabilizadores de epóxido de acordo com a presente invenção aos níveis de utilização (em relação à concentração A escolhida) referidos na pre32 sente memória descritiva.

As formulações úteis são:

1,5% de IA, 2% de éter t-butil-glicidílico , 96,5% de dipropileno-glicol ou 14% de IA, 9% de éter po1i-(propileno)-glicol (n = 2)-bis-(glicidílico), 77% de acetato de éter dietilenoglicol-butílico.

-33t ·»

REIVINDICAÇÕES

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.- Processo para a preparação de uma composição biocida estabilizada, caracterizado pelo facto de se misturar uma isotiazolona de fórmula geral na qual o símbolo Y representa um grupo alquilo ou cicloalquilo opcionalmente substituído por um ou vários átomos de halogéneo ou grupos hidroxi, ciano, alquilamino, dialquilamino, arilamino, carboxi, carbalcoxi, alcoxi, ariloxi, al-34quiltio, ariltio, isotiazolonilo, halogenoalcoxi, carbamoxi, morfolino, piperidino ou pirrolidino, um grupo alcenilo ou alcinilo não substituído ou substituído por ãtomos de halogéneo, um grupo aralquilo opcionalmente substituído por um ou mais ãtomos de halogéneo ou grupos nitro, alquilo ou alcoxi, ou um grupo arilo opcionalmente substituído por um ou mais ãtomos de halogéneo ou grupos ciano, nitro, alquilo, alcoxi, alquil-acilamino, carbalcoxi ou sulfamilo;

e os símbolos X e X* representam, cada um, independentemente um do outro, um ãtomo de hidrogéneo ou de halogénio ou um grupo alquilo, de preferência em uma quantidade compreendida entre 0,1 e 99,9 partes;

com uma quantidade efectiva, preferivelmente compreendida entre 0,1 a 99,9 partes de um composto de epoxi de fórmula geral (II) na qual ou o símbolo representa um ãtomo de hidrogénio ou um grupo alcoxialquilo, 2,3-epoxi-dialcoxialquilo ou um radical de fórmula geral

O em que o símbolo Z representa um radical alquileno (C₂ a Cg) de cadeia linear ou ramificada ou um radical alquileno (C₂ a Cg) substituído por halogéneo e o símbolo Q representa um grupo alquilo (C₂ a Cg) ou carbonilarilcarboxi, o símbolo R₂ representa um átomo de hidrogénio e o símbolo

Rg representa um átomo de hidrogénio ou um radical alquilo (C^ a Cg) ou os símbolos e R₂ ou Rj e Rg podem, em conjunto com o átomo de carbono ou com os átomos de carbono a que se encontram ligados, formar um anel de alquileno com 3 a 7 átomos de carbono, opcionalmente substituído por um grupo alquileno (C^ a Cg) para formar um bicicloalcano, ou por um radical alcelino (C^ a Cg); e o símbolo R^ representa um átomo de hidrogénio.
2.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a isotiazolona ser uma isotiazolona de fórmula geral (I) na qual o símbolo Y representa um grupo alquilo ^C2^-C18 ^{ou c}'’'cloalquilo ^g-Cg₂; o símbolo X representa um átomo de hidrogénio ou de halogéneo e o símbolo representa um átomo de hidrogénio ou de halogéneo; e o composto de epoxi ser um composto de fórmula geral (Ha)

H na qual o símbolo Rg representa um ãtomo de hidrogénio ou um grupo alcoxi (C^ a Cg), alquilo (C^ a Cg) ou 2,3-epoxi-l-propoxietoximetilo; o símbolo Rg representa um ãtomo de hidrogénio ou um grupo alquilo (C^ a C_g); o símbolo R^ representa um ãtomo de hidrogénio; ou os símbolos R_c e R_r ou os símbolos □ D

Rg e R^ em conjunto com o ãtomo de carbono a que se encontram ligados formam um grupo cicloalcano.
3. - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de se misturar 1 a 50 partes da isotiazolona e 1 a 25 partes de composto de epoxi.
4. - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de se misturar 1 a 25 partes da isotiazolona e 1 a 10 partes do composto de epoxi.
5.- Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de se misturar com o composto de epoxi 14 partes ou

1,5 partes de uma isotiazolona que é a 5-cloro-2-metil-3-isotiazolona, a 2-metil-3-isotiazolona, a 2-octil-3-isotiazolona ou a

4,5-dicloro-2-octil-3-isotiazolona.
6.- Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o composto de epoxi ser óxido de alfa-pineno, óxido de beta-pineno, óxido de ciclo-hexeno, éter terc.-butil-glicidílico, éter isopropil-glicidílico, bis-(glicidil-éter) de etileno-glicol, bis-(glicidil-éter) de dietileno-glicol ou bis-(glicidil-éter) de 1,4-butanodiol.
7. - Método para inibir o desenvolvimento de bactérias, fungos ou algas num local sujeito a contaminação por esses microrganismos, caracterizado pelo facto de se aplicar sobre o local ou de se incorporar no local sujeito ao perigo de contaminação, uma composição preparada por um processo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, numa quantidade que é efectiva para afectar de maneira adversa o desenvolvimento de bactérias, fungos ou algas, sendo a concentração de ingrediente activo da ordem de pelo menos 0,1 ppm.
8. - Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de o local ser um meio aquoso, uma formulação de óleo de corte, um sistema de arrefecimento por água, uma película sólida de protecção ou decorativa, tecido, couro, papel ou madeira, água de lavagem de lavandarias, uma formulação cosmética, um sistema de combustível, plástico ou uma emulsão,

Lisboa, 19 de Maio de 1989