PT97259B - Processo para a estabilizacao de isotiazolonas com fenoxialcanois - Google Patents
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Description
ROHM AND HAAS COMPANY
PROCESSO PARA A ESTABILIZAÇÃO DE ISOTIAZOLONAS COM FENOXIALCANOIS
A presente invenção diz respeito à estabilização de composiçoes de 3-isotiazolona e também ã sua preparaçao e utilização no controlo de organismos vivos.
A patente de invenção europeia EP-A-194466 de Guilini Chemie refere-se a uma composição contendo metilparaben, propilparaben e propileno-glicol para a estabilização antimicrobiana e anti-oxidante de cosméticos, a qual contém uma lista de compostos, incluindo opcionalmente isotiazolona e também opcionalmente 2-fenoxi-etanol. Não se faz qualquer sugestão no sentido de que o fenoxi-etanol actue como agente estabilizante da isotiazolona se os dois estiverem conjuntamente presentes nem se faz qualquer referência à presença de fenoxi-etanol no concentrado de isotiazolona.
Até agora, os meios típicos utilizados para a estabilização de isotiazolonas contra a degradação térmica ou contra a degradação durante a armazenagem têm sido geralmente constituídos por sais metálicos, aldeído fórmieo ou substâncias que libertam aldeído formico e outros agentes estabilizadores sugeri-
-2dos na patente de invenção europeia.EP-A-31 5464.
A estabilização das isotiazolonas tanto com formaldeído ou com substâncias que libertem formaldeído como com sais tem alguns inconvenientes. Em certas aplicações, é desejável evitar a adição de certos agentes estabilizadores em virtude da sua volatilidade, decomposição a temperaturas elevadas, elevados custos, dificuldade de manuseamento, toxicidade potencial e semelhantes .
A presente invenção, de acordo com um dos seus aspectos, proporciona um processo de estabilização de 3-isotiazolona de fórmula geral (I)
na qual o símbolo y representa um grupo (C^-C^θ)-alquilo ou (C^-C^2)-ciclo-alquilo, cada um deles opcionalmente substituído por um ou mais substituintes escolhidos do grupo formado por átomos de halogéneo e grupos hidroxi, ciano, alquilamino, dialquilamino, arilamino, carboxi, carbalcoxi, alcoxi, ariloxi, alquiltio, ariltio, halogeno-alcoxi, ciclo-alquilamino, carbamoxi ou isotiazolonilo;
-3um grupo (C2_cg)-alcenilo ou (C2-Cg)-alcinilo nao substituído ou substituído por átomos de halogéneo; um grupo (C^-C^θ)-aralquilo opcionalmente substituído por um ou mais substituintes escolhidos do grupo formado por átomos de halogéneo e por grupos -C4)-alquilo ou (—C4) — -alcoxi; ou um grupo arilo opcionalmente substituído por um ou mais substituintes escolhidos do grupo formado por átomos de halogéneo e por grupos nitro, (C^-C^)-alquilo, (C.j-C^)-alquil-acilamino, carb-(C^-C^)-alcoxi ou sulfamilo; e os símbolos R e R^ representam, cada um independentemente , átomos de hidrogéneo ou de halogéneo ou grupos (-C4)-alquilo;
que compreende incorporar nessa isotiazolona uma quantidade eficaz de um fenoxi-alcanol, preferivelmente dissolvendo a referida 3-isotiazolona no fenoxi-alcanol.
De acordo com outro aspecto, a presente invenção proporciona uma composição concentrada de isotiazolona, preferivelmente sob a forma de uma solução, que compreende uma 3-isotiazolona como se definiu antes e um fenoxi-alcanol.
As 3-isotiazolonas que interessam incluem as que se referem nas patentes de invenção norte-americanas números
-43 523 121 e 3 761 488, e são representadas pela seguinte fórmula geral (I)
na qual o símbolo y representa um átomo de hidrogénio ou um radical alquilo ou alquilo substituído com um a dezoito átomos de carbono, preferivelmente com quatro a dez átomos de carbono; um radical alcenilo ou alcinilo não substituído ou substituído por halogéneo com dois a oito átomos de carbono, preferivelmente com dois a quatro átomos de carbono; um radical ciclo-alquilo ou um radical ciclo-alquilo substituído com três a doze átomos de carbono, preferivelmente com cinco a oito átomos de carbono; um radical aralquilo ou um radical aralquilo com até dez átomos de carbono substituído por átomos de halogéneo ou por grupos alquilo inferior ou alcoxi inferior; ou um radical arilo ou um radical arilo substituído por átomos de halogéneo ou por grupos alquilo inferior ou alcoxi inferior; e os símbolos X e X^ representam átomos de hidrogénio ou de halogéneo ou grupos (C^-C4)-alquilo.
As significações representativas dos substituintes y incluem os grupos metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, hexilo, octilo, ciclo-hexilo, benzilo, 3,4-diclorofenilo, 4-metoxi-benzilo, 4-clorobenzilo, 4-metoxi-fenilo, 4-clorofenilo, fenetilo, 2-(4-clorofenil)-etilo, hidroxi-metilo, clorometilo, cloropropilo ou átomos de hidrogénio e semelhantes.
Quando se emprega o termo inferior associado com outros termos tais como alquilo, alcoxi, etc., pretende-se indicar que o referido grupo alquilo ou a respectiva parte alquilo tem um a quatro átomos de carbono, isto é, ê (C^-C^)-alquilo.
Por um grupo alquilo substituído, pretende-se significar um grupo alquilo que tem um ou mais dos seus átomos de hidrogénio substituídos por outros substituintes. Os exemplos dos grupos alquilo substituídos que caracterizam as 3-isotiazolonas de acordo com a presente invenção incluem grupos hidroxi-alquilo, halogeno-alquilo, ciano-alquilo, alquilamino-alquilo, dialquilamino-alquilo, arilamino-alquilo, carboxi-alquilo, carbalcoxi-alquilo, alcoxi-alquilo, ariloxi-alquilo, alquiltio-alquilo, ariltio-alquilo, halogeno-alcoxi-alquilo, ciclo-alquilamino-alquilo, morfolino-alquilo, piperidino-alquilo, pirrolidono-alquilo e semelhantes, carbamoxi-alquilo, alcenilo, halogeno-alcenilo, alcinilo, halogeno-alcinilo, isotiazolonil-alquilo e semelhantes.
Por um grupo aralquilo substituído, entende-se um gru-
-6po aralquilo que tem um ou mais átomos de hidrogénio, quer no núcleo arilo quer na cadeia alquílica, substituídos por um outro grupo substituinte. Os exemplos dos grupos aralquilo substituintes que caracterizam as 3-isotiazolonas de acordo com a presente invenção incluem átomos de halogéneo, grupos alquilo inferior ou grupos aralquilo substituídos por alcoxi inferior e semelhantes.
Por um grupo arilo substituído, entende-se um grupo arilo, tal como benzeno, naftaleno ou piridina, que tem um ou mais átomos de hidrogénio no núcleo de arilo substituídos por outros tantos grupos substituintes. Os exemplos desses grupos substituintes incluem átomos de halogéneo e radicais nitro, alquilo inferior, alquilo inferior-acilamino, carbalcoxi inferior, sulfamilo e semelhantes.
Sao isotiazolonas preferidas 5-cloro-2-metil-3-isotiazolona, 2-metil-3-isotiazolona, 2-octil-3-isotiazolona, 4,5-dicloro-2-ciclo-hexil-3-isotiazolona e 4,5-dicloro-2-octil-3-isotiazolona.
A presente invenção também compreende no seu âmbito a utilização de um fenoxi-alcanol, preferivelmente fenoxi-etanol ou fenoxi-isopropanol, para estabilizar uma isotiazolona, e um processo para evitar ou inibir o desenvolvimento de bactérias, fungos ou algas em locais sujeitos ou susceptíveis de contaminação por eles, processo esse que se caracteriza por compreender
-Ία incorporação de uma quantidade eficaz de uma isotiazolona estabilizada com um fenoxi-alcanol, preferivelmente fenoxi-etanol ou fenoxi-isopropanol.
Geralmente, a isotiazolona estabilizada de acordo com a presente invenção encontra-se sob a forma de concentrado dissolvido, preferivelmente dissolvida no próprio fenoxi-alcanol. A solução resultante pode compreender, adicionalmente, até cerca de 25% em peso de um agente auxiliar escolhido do grupo que consiste em agentes tensio-activos, sais inorgânicos, agentes dispersantes poliméricos, agentes molhantes, agentes de modificação da viscosidade e agentes de diminuição do ponto de congelação .
Preferivelmente, o concentrado contém menos do que 5% em peso de água e, mais preferivelmente, não contém água.
Quando se pretende embalar a isotiazolona apenas com o agente estabilizador e sem outros dissolventes orgânicos ou água presentes, a quantidade de agente estabilizador ou de mistura de agentes estabilizadores empregada varia entre cerca de 75 e cerca de 99,9%. A isotiazolona pode estar presente numa forma a granel ou embalada ou encapsulada de qualquer maneira, incluindo uma forma para libertação controlada. A proporção de isotiazolona para fenoxi-alcanol está compreendida preferivelmente entre cerca de 0,1 : 99,9 e cerca de 25 : 75.
Para certas utilizações, como a expedição de grandes quantidades, podem também utilizar-se soluções mais concentradas.
Os fenoxi-alcanóis preferidos são fenoxi-etanol e fenoxi-isopropanol.
A presente invenção permite realizar a estabilização de isotiazolonas em que os sais previamente necessários à estabilização são substancialmente reduzidos ou mesmo eliminados
Estes novos microbicidas estabilizados organicamente são tipicamente utilizados em qualquer local sujeito a contaminação por bactérias, fungos ou algas. Os locais de utilização típicos são os sistemas aquosos, como água de refrigeração, água de enxaguamento de lavagem de roupa, sistemas que contêm óleos como óleos de corte, campos petrolíferos e semelhantes, em que é necessário matar os microrganismos ou em que o seu desenvolvimento precisa de ser controlado.
As composiçoes microbicidas de acordo com a presente invenção que contêm níveis reduzidos de sal ou nenhum sal são vantajosas em relação às isotiazolonas estabilizadas com sal descritas na técnica e são os microbicidas especialmente escolhidos quando os sais constituem um problema. Por exemplo, certas emulsões podem coagular depois da adição de sais. As composições de
-9acordo com a presente invenção evitam este problema e, portanto, 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, madeira, metais, plásticos, fibras, membranas, partes inferiores de carpetes, cerâmica e semelhantes, em que as superfícies precisam de ser revestidas ou protegidas, adesivos, massas de vedação e emulsões sensíveis.
As composições isentas de sais são úteis em sistemas de combustíveis, tais como combustível diesel, gasolina, petróleo, certos álcoois e semelhantes, porque eliminam a possibilidade de formação de depósitos de sal nas partes componentes. Uma outra razão para se eliminarem os sais é evitar um ambiente em que possa ocorrer a corrosão. Por exemplo, os cloretos (de entre outros sais) têm um efeito corrosivo sobre muitos metais e têm de ser evitados sempre que possível. Nos sistemas de tratamento de águas em que são importantes baixos níveis de catiões e de aniões, isto é espeeialmente verdadeiro. Os especialistas familiarizados nesta técnica em várias áreas em que é preciso controlar o desenvolvimento biológico reconhecerão rapidamente as aplicações em que é desejável a redução significativa ou a eliminação de sais.
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 reduzir os bons resultados ou o valor desses sistemas.
-10Como os microbicidas de isotiazolona sao assim muito activos, os baixos níveis necessários para se conseguir uma protecção microbicida satisfatória significam que há uma quantidade muito pequena de fenoxi-alcanol presente em todo o sistema que necessita de protecçao, de modo que não é provável que haja interferência com outros componentes do sistema ou com sistemas nos quais se aplica o sistema protegido.
As áreas potenciais de aplicação geral incluem desinfectantes, agentes sanitizadores, agentes de limpeza, agentes desodorizantes, sabões líquidos e em pó, agentes de limpeza da pele, agentes de remoção de óleo e de gordura, produtos químicos de processamento de alimentos, produtos químicos para lacticínios, agentes conservantes de alimentos, agentes conservantes de alimentos para animais, preservação da madeira, tinta, lazures, manchas, mildicidas, antissépticos médicos e hospitalares, fluidos de trabalho de metais, água de refrigeração, lavadores de ar, produção de petróleo, tratamento de papel, limicidas em fábricas de papel, produtos petrolíferos, adesivos, produtos têxteis, suspensões de pigmentos, látices, tratamento de couros e de peles, combustível de petróleo, sanitizadores de lavandaria, formulações agrícolas, tintas de impressão, minas, tecidos não urdidos, armazenagem de petróleo, borracha, processamento de açúcar, tabaco, piscinas, cosméticos, artigos de toucador, produtos farmacêuticos, produtos químicos de toucador, produtos de lavagem de roupa doméstica, aditivos para combustível diesel,
-11 ceras e polimentos e muitas outras aplicações em que a água e os materiais orgânicos entram em contacto em determinadas condições que permitem o desenvolvimento de microrganismos indesejados.
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 da formação de nitrosamina com quaisquer aminas presentes na formulação. A remoção ou a redução do teor de catiões polivalentes do agente biocida pode também eliminar a possibilidade conhecida de criar problemas de incompatibilidade física em certas formulações cosméticas provocadas pela precipitação de sais ou de complexos.
Sabe-se na técnica que o comportamento dos agentes microbicidas pode frequentemente ser reforçado por combinação com um ou mais outros microbicidas. De facto, há numerosos exemplos de combinações com propriedades sinérgicas. Assim, podem combinar-se vantajosamente outros microbicidas conhecidos com as isotiazolonas estabilizadas de acordo com a presente invenção.
As isotiazolonas são utilizadas no tratamento da água dos campos de petróleo, como agentes microbicidas dos sistemas de refrigeração de água, como agentes preservantes para dispersões aquosas ou polímeros orgânicos, como agentes limicidas da lixívia branca da polpa de celulose, como agentes preservantes de cosméticos, como óleo de corte, combustível de aviões de jacto
-1 2e agentes preservantes de óleo de aquecimento e semelhantes. As soluçoes de isotiazolonas são também aplicadas a um substrato sólido, como, por exemplo, tecido, couro ou madeira, como agente preservante ou misturado com plásticos.
Os produtos de acordo com a presente invenção são especialmente úteis como agentes preservantes dos seguintes produtos:
1. Cosméticos, visto que os nitratos presentes podem ser substancialmente reduzidos ou eliminados; sob certas ' condições na presença de aminas ou de precursores de aminas, os nitratos podem formar nitrosaminas.
2. óleos e combustíveis, visto que sao eliminados ou minimizados os sais adicionados e a humidade, evitando-se assim a corrosão potencial, a deposição ou a formação de lamas.
3. Emulsões e dispersões que são sensíveis a catiões bivalentes como os que estão contidos em uma larga variedade de produtos tais como tintas, cosméticos, agentes de polimento de pavimentos e agentes ligantes.
4. Plásticos, visto que os sais precipitados que podem contribuir directa ou indirectamente para o embaciamento,
-13opacidade ou fraqueza física na superfície podem ser substancialmente reduzidos ou eliminados.
Exemplo seguinte ilustra mais completamente a presente invenção mas não se pretende que a limite de qualquer maneira. Todas as partes e percentagens são expressas em peso e todas as temperaturas são expressas em graus centígrados, a menos que se indique de outro modo.
Para comparação da estabilização das composições de acordo com a presente invenção com materiais conhecidos, e pregaram-se os seguintes ensaios :
Utilizando estufas de temperatura controlada, encheram-se frascos com dissolvente e 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 sob elevada pressão (HPLC). Utilizou-se a temperatura de 55° C. Os resultados foram considerados como indicativos de estabilidade aceitável quando os valores restantes não indicaram essencialmente perdas durante o intervalo de tempo especificado para a isotiazolona ou mistura de isotiazolonas estudadas.
I. Ensaio de Estabilidade da 5-Cloro-2-metil-3-isotiazolona/ /2-metil-3-isotiazolona
-1 4Exemplo 1
Preparou-se uma solução a 15% em peso de 5-cloro-2-metil-3-isotiazolona/2-metil-3-isotiazolona (4,3/1 :, peso/peso) em fenoxi-etanol e em dipropileno-glicol. As soluções foram guardadas a 55° C e analisadas relativamente à isotiazolona total (AI) que semantém depois de uma e de duas semanas. Os resultados obtidos estão indicados no Quadro 1.
QUADRO 1
Estabilização de 5-cloro-2-metil-3-isotiazolona/2-metil-3-isotiazolona por meio de fenoxi-etanol a 55°C
Dissolvente
Dipropileno-glicol semana semanas
Fenoxi-etanol
Claims (8)
- REIVINDICAÇÕES1.- Processo para a estabilização de 3-isotiazolonas de fórmula geral na qual o símbolo Y representa um radical alquilo C^-C., θ ou cicloalquilo C^-C-^, cada um opcionalmente substituído por um ou mais átomos de halogéneo ou gru-16- pos hidroxi, ciano, alquilamino, dialquilamino, arilamino, carboxi, carbalcoxi, alcoxi, ariloxi, alquiltio, ariltio, halogenoalcoxi, cicloalquila mino, carbamoxi ou isotiazolonilo; um radical al cenilo C2_C8 ou alcinil° C2“C8 insukstituído ou substituído por átomos de halogéneo; um radical aralquilo C^-C^q opcionalmente substituído por um ou mais átomos de halogéneo ou radicais alquilo C1-C4 ou alcoxi ou um radical arilo opcionalmente substituído por um ou mais átomos de halogéneo ou grupos nitro, alquilo C^-C4, alquil(C^-C4)-acilamino, carbalcoxi C1-C4 ou sulfamilo; e os símbolos R e R^, representam, cada um, indepen dentemente, um átomo de hidrogénio ou de halogéneo ou um grupo alquilo C-^-C^, caracterizado pelo facto de se misturar com uma quantidade eficaz de um fenoxialcanol, de preferência dissolvendo a 3-isotiazolona no fenoxialcanol.
- 2,- Processo para a preparação de composições concen tradas de isotiazolona, de preferência sob a fcrma de uma solução, caracterizado pelo facto de se misturar uma 3-isotiazolona tal como se definiu na reivindicação 1, com um fenoxialcanol.
- 3. - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca racterizado pelo facto de a relação em peso entre a 3-isotiazolo na e o fenoxialcanol estar compreendida entre 0,1:99,9 e 25:75.
- 4. - Processo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, ca racterizado pelo facto de se misturar adicionalmente até 25% em peso de agente tensioactivo, sal inorgânico, agente dispersante polimérico, agente humectante, agente de modificação da viscosidade ou agente depressor do ponto de congelação.
- 5. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de a mencionada 3-isotiazolona ser 5-cloro-2-metil-3-isotiazolona, 2-octil-3-iso tiazolona, 4,5-dicloro-2-ciclo-hexil-3-isotiazolona ou 4,5-dicloro-2-octil-3-isotiazolona.
- 6. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de a quantidade de ãgua presente ser menor do que 5% em peso, de preferência, 0%.
- 7. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o citado fenoxial canol ser fenoxietanol e/ou fenoxiisopropanol.
- 8. - Método para inibir ou evitar o desenvolvimento de bactérias, fungos ou algas num local sujeito a contaminação ou susceptível de contaminação por esses contaminantes, caracterizado pelo facto de se aplicar a esse local uma quantidade eficaz de uma isotiazolona estabilizada com um fenoxialcanol, de preferência com- fenoxietanol ou fenoxiisopropanol, pelo pro cesso de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores.
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