專利名稱：3-異噻唑啉酮的溴酸鹽穩(wěn)定劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明者于1991年10月30日提交題目為“溴酸鹽做為形成亞硝胺的抑制劑用于硝酸鹽穩(wěn)定化的異噻唑啉酮及方法”的美國專利申請〔Michacl B.Fein，DN 88-068，序號未定〕。
本發(fā)明涉及到3-異噻唑啉酮溴酸鹽穩(wěn)定的組合物，其制備，及其在調節(jié)生物體中的應用。
3-異噻唑啉酮做為殺微生物劑，可防止大量含水和不含水的產品受微生物體作用而變壞，因此在商業(yè)上引起人們極大的興趣。3-異噻唑啉酮是高效殺微生物劑(這里所指的“殺微生物劑”包括殺菌劑，殺真菌劑和殺藻劑，殺微生物活性包括消除、抑制或防止微生物體(如細菌，真菌和藻類)的生長);通過選擇適宜的官能團，其可具有廣泛用途。但是，早已發(fā)現(xiàn)在將其加到穩(wěn)定了的基質中以前或加入后進行貯存時，由于其在長期貯存條件下不穩(wěn)定，使得異噻唑啉酮的作用減弱。因此，在研究初期即開始尋找提高這類化合物穩(wěn)定性的方法。
美國專利3，870，795和4，067，878介紹了通過金屬亞硝酸鹽或金屬硝酸鹽，優(yōu)選二或三價金屬離子硝酸鹽，防止3-異噻唑啉酮化學分解的穩(wěn)定化作用。使用上述金屬硝酸鹽在3-異噻唑啉酮商品產品中已成為常規(guī)方法。這些專利還說明，其它常用金屬鹽，包括碳酸鹽，硫酸鹽，氯酸鹽，高氯酸鹽和氯化物在使異噻唑啉酮溶液(常為水或羥基溶劑所形成的溶液)穩(wěn)定時無效。這些專利中未介紹溴酸鹽。
已知金屬硝酸鹽在某些3-異噻唑啉酮系統(tǒng)中可引起問題，主要問題是在某種條件下，使仲或叔胺雜質轉變?yōu)閬喯醢?。通常懷疑亞硝基類化合物可能致癌?br> 已得到一些替代物來克服金屬硝酸鹽的問題，但是，這些替代物引進了新問題。例如，使用3-異噻唑啉酮有機穩(wěn)定劑，使用時金屬鹽可引出問題，如腐蝕，膠乳聚集，于非水介質中不溶，與被穩(wěn)定的基底反應等。甲醛或可釋出甲醛的化合物可用做穩(wěn)定劑(見美國專利4，165，318和4，129，448)，還有其它有機化合物，如原酸酯(美國專利4，906，274)和環(huán)氧化物(美國專利申請194，234)。
但是，在某些應用中，應避免使用有機穩(wěn)定劑，因為其具有揮發(fā)性，有水時或高溫下分解，造價高，毒性強等。甲醛被懷疑可致癌，應用時若與人的皮膚或肺接觸，應不使用甲醛。
已知，在烘烤工業(yè)中，可用溴酸鈉和溴酸鉀做為面包或面粉的改進劑(見Merck Index，第11版)。
本發(fā)明的一項內容是提供3-異噻唑啉酮的穩(wěn)定系統(tǒng)，但不使用金屬硝酸鹽和有機穩(wěn)定劑。本發(fā)明還要提供穩(wěn)定的3-異噻唑啉酮，其使用少量穩(wěn)定劑，以避免異噻唑啉酮用做殺微生物劑時，其與系統(tǒng)中其它成分作用。
下列敘述可說明本發(fā)明的目的和內容，本發(fā)明涉及到組合物，其含有(a)下式的3-異噻唑啉酮化合物
其R和R1分別各自從氫、鹵素中選擇;或R為(C1-C4)烷基，R1為鹵素;或R和R1合并形成不飽和的5-或6-元碳環(huán);Y為氫，(C1-C18)烷基，非取代的或鹵素取代的2-8碳原子的烯基或炔基，3-12碳原子的環(huán)烷基或取代的環(huán)烷基，多達10碳原子的芳烷基，或鹵素-，(C1-C4)烷基-，或(C1-C4)烷氧基-取代的芳烷基，多達10碳原子的芳基，或鹵素-，(C1-C4)烷基-，或(C1-C4)烷氧基-取代的芳基;和(b)足以穩(wěn)定上述組合物的足量的金屬溴酸鹽;
其中所說的組合物不含金屬硝酸鹽。
另外，本發(fā)明還包括抑制細菌，真菌，酵母或藻類生長的方法，其包括，將一定量的上述組合物加到一定部位，以便發(fā)揮抑制細菌、真菌、酵母或藻類生長的作用。
被穩(wěn)定的異噻唑啉酮具有下列分子式
其中R和R1分別各自從氫，鹵素中選擇;或R為(C1-C4)烷基和R1為鹵素;或R和R1合并形成不飽和的5-或6-元碳環(huán);
Y為氫，(C1-C18)烷基，2-8碳原子的非取代的或鹵素取代的烯基或炔基，3-12碳原子的環(huán)烷基或取代的環(huán)烷基，多達10碳原子的芳烷基，或鹵素-，(C1-C4)烷基-，或(C1-C4)烷氧基-取代的芳烷基，或是多達10碳原子的芳基或鹵素-，(C1-C4)烷基-，或(C1-C4)烷氧基取代的芳基。
代表性的Y取代基包括甲基，乙基，丙基，異丙基，丁基，己基，辛基，環(huán)己基，4-甲氧苯基，4-氯苯基，3，4-二氯苯基，芐基，4-甲氧芐基，4-氯芐基，苯乙基，2-(4-氯苯)乙基，4-苯丁基，羥甲基，氯代甲基，氯代丙基，氫等。
取代的烷基是指一或多個氫原子被其它取代基取代的烷基，本發(fā)明的3-異噻唑啉酮的取代的烷基的實施包括羥基烷基，鹵代烷基，氰基烷基，烷基氨基烷基，二烷基氨基烷基，芳基氨基烷基，羧基烷基，烷酯基烷基，烷氧烷基，芳氧烷基，烷基硫烷基，芳基硫烷基，鹵代烷氧烷基，環(huán)烷氨基烷基，如嗎啉代烷基，哌啶子基烷基，吡咯烷酮基烷基等，氨基甲酰基烷基，烯基，鹵代烯基，炔基，鹵代炔基，異噻唑基烷基等。
取代的芳烷基指芳環(huán)或烷基鏈上的一或多個氫原子被其它取代基取代的芳烷基。本發(fā)明的3-異噻唑啉酮中的取代的芳烷基包括，例如，鹵素-，(C1-C4)烷基，或(C1-C4)烷氧基取代的芳烷基等。
取代的芳基指芳基(如苯，萘，或吡啶)芳環(huán)上的一或多個氫原子被其它取代基取代的芳基。這些取代基包括例如，鹵素，硝基，(C1-C4)烷基，(C1-C4)烷基酰氨基，(C1-C4)烷酯基，氨磺酰等。
Y優(yōu)選氫、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、己基、辛基、芐基、4-甲氧芐基，4-氯芐基，苯乙基，2-(4-氯苯)乙基，和環(huán)己基。
本發(fā)明的優(yōu)選的3-異噻唑啉酮為5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮，和4，5-二氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮，5-氯-2-正辛基-3-異噻唑啉酮，4，5-二氯-2-正辛基-3-異噻唑啉酮，5-氯-2-對氯芐基-3-異噻唑啉酮，5-氯-2-環(huán)己基-3-異噻唑啉酮和4，5-二氯-2-環(huán)己基-3-異噻唑啉酮。
特別優(yōu)選5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮，單獨使用，或與2-甲基-3-異噻唑啉酮混合，混合時，單氯代與無氯代3-異噻唑啉酮的比約為70∶30到90∶10。
優(yōu)選的組合物含有重量約為0.5-25%的一或多種異噻唑啉酮和重量范圍約為0.1-15%的穩(wěn)定劑量的金屬溴酸鹽。
組合物更優(yōu)選含有至少一種3-異噻唑啉酮，其中Y為(C1-C18)烷基，(C3-C12)環(huán)烷基或(C7-C12)芳烷基;R為氫，甲基或氯;R1為氯。
可以使用溶劑溶解異噻唑啉酮，其可以是水或是能溶解異噻唑啉酮的任何有機溶劑，其必須適于最終的應用，不影響3-異噻唑啉酮的穩(wěn)定性，能溶解金屬溴酸鹽，但不與金屬溴酸鹽反應而消除其穩(wěn)定化作用。
3-異噻唑啉酮的濃溶液和稀溶液的具體配方列于下列表中(所有的百分比均為重量比)。
配方表3-異噻唑啉酮 金屬溴酸鹽 溶劑7-25%(濃) 5-15% 60-88%0.5-6.9%(稀) 0.1-5% 88.8-99.4%很多種的金屬溴酸鹽可用于該工藝中，可用于本發(fā)明的優(yōu)選的金屬溴酸鹽有溴酸鋰，溴酸鈉，溴酸鉀，溴酸鎂，溴酸鈣，溴酸鍶，溴酸鈷和溴酸鋅。本發(fā)明特別優(yōu)選的有溴酸鋰，溴酸鎂，溴酸鉀，和溴酸鈉。
這些穩(wěn)定了的殺微生物劑可用于被細菌，真菌，酵母或藻類污染的任何部位。通常，這些部位在含水系統(tǒng)內，如冷卻水，洗衣漂洗水，油系統(tǒng)如切削油，油田等，在這些部位需要殺死微生物，或是需要控制微生物的生長。但是，這些穩(wěn)定了的殺微生物劑還可用于已知殺微生物劑組合物適用的各種用途中。這些組合物的優(yōu)選用途有保護木材，油漆，粘合劑，膠水，紙張，紡織品，皮革，塑料，紙板，潤滑劑，護膚品，堵縫，供電和工業(yè)冷卻水，防止被微生物感染。
下列具體工業(yè)和組合物的在其中的用途工業(yè) 用途粘合劑，密封膠 粘合劑堵縫密封膠農業(yè)/食物鏈 輔助防腐劑農業(yè)活性成份農業(yè)化學防腐劑農業(yè)配方防腐劑動物喂養(yǎng)防腐劑制酶化學制品肥料防腐劑食品防腐劑食品加工化學制品谷物防腐劑收獲后生產保護糖加工煙草建筑產品 瀝青/混凝土水泥改性劑建筑產品屋頂涂料合成灰泥墻壁涂料粘合水泥護膚品和化妝用品 護膚品護膚品，化妝用品的原材料化妝用品消毒劑，滅菌劑 滅菌劑消毒劑乳劑，分散劑 水溶性分散劑分散色素膠乳照相乳劑顏料漿聚合物膠乳制造日用品和工業(yè)產品 空氣清涼劑織物柔軟劑磨光劑，(地板，家具，鞋)石蠟洗手劑海綿和毛巾噴霧淀粉石蠟工業(yè)加工，雜物 電沉積涂料，電沉積，清洗劑電沉積預處理，后清洗工業(yè)液體防腐劑巴氏滅菌浴加工輔助防腐劑工業(yè)水處理 空氣清洗劑冷卻塔冷卻水水冷卻木制冷卻塔板條和構件的防腐/處理罐加熱輥啤酒廠巴氏滅菌閉環(huán)水冷卻系統(tǒng)洗衣 家用洗衣制品洗制品洗衣漂洗水消毒-洗衣皮革，皮革制品 皮革皮革和皮革制品潤滑劑，水力輔助 自動潤滑劑和液體輸送設備潤滑劑潤滑脂水力液體潤滑劑醫(yī)用設備 診斷酶診斷器材醫(yī)用設備金屬制品及有關應用 切削液體金屬清洗金屬制品液體除臭(活性成份) 空調動物墊草貓窩化學洗滌制品除臭劑增濕器工業(yè)除臭劑抽水馬桶油漆和涂料 乳劑油漆紙張和木漿，其制品 紙和木漿的吸收劑紙和木漿的包裝材料紙張紙制品紙?zhí)幚矸试砑埬緷{木漿制品紙磨 紙磨軟泥漿和紙漿石油精煉，燃料 航空燃料(噴氣式發(fā)動機燃料，航空油)粗制油燃燒油，柴油和汽輪機燃料油煤漿柴油添加劑柴油燃料汽油燃料油烴類煤油液化石油氣石油化學原料石油產品，貯存，運輸和生產再循環(huán)石油產品殘余燃料油煤油照相化學藥品，感光處理-洗液和處理漂洗液光化處理光板處理化學藥品(顯影劑，穩(wěn)定劑等)印刷 墨缸溶液(印刷)墨水成分(顏料，樹脂，溶劑等)墨水衛(wèi)生洗滌劑(活性) 衛(wèi)生洗滌劑衛(wèi)生洗滌劑-日用衛(wèi)生洗滌劑-牙科衛(wèi)生洗滌劑-發(fā)酵衛(wèi)生洗滌劑-食品衛(wèi)生洗滌劑-食品加工衛(wèi)生洗滌劑-醫(yī)用衛(wèi)生洗滌劑-煉油衛(wèi)生洗滌劑-獸醫(yī)肥皂，清洗劑，清潔劑 清潔劑清洗劑家用清潔劑工業(yè)清潔劑液體肥皂液體肥皂油和油脂清除劑粉末狀肥皂清潔制品原料肥皂表面活性劑紡織品，紡織品制品 無紡織布粗麻布帆布帆布制品地毯背襯地毯服裝膠布窗簾飾物工程織物纖維鋪地織物紡織品制品編織物網(wǎng)眼織物無布紋織物繩小地毯織物配件織物制品織物室內裝璜布紋布紗織物加工 染料固著劑染料纖維潤滑劑手感改進劑膠料織物處理液治療(活性或防腐) 動物保健/獸醫(yī)農業(yè)牙科人類保健藥劑/治療水純化 炭床去離子樹脂濾器膜反相滲透膜超濾器水純化水純化骨木材應用 靛藍(木材染劑)木材木制品其它 醇類底層水或凝膠陶瓷制品接觸透鏡框-濾取電路電化學酶-食品生產酶酶工業(yè)膠墊海洋防污劑殺霉劑木材塑料洗衣采礦天然橡膠膠乳油田注水包括促進恢復注入液體，
鉆井，斷口和完成液體管道塑料聚合物系統(tǒng)聚合物和樹脂(合成和天然的)試劑防腐劑橡膠橡膠制品脫皮劑固體保護/裝飾膜著色劑游泳池廢物處理水底由于異噻唑酮做為殺微生物劑的作用很強，因此，只需少量含金屬溴酸鹽使其達到穩(wěn)定。被處理的系統(tǒng)中所需的金屬溴酸鹽的量很少，因此，其不會與被保護系統(tǒng)中的成分，或被保護系統(tǒng)所起作用的系統(tǒng)中的成分相互作用。
眾所周知，該工藝中殺微生物劑的作用可通過與一或多種其它殺微生物劑合用而增強。因此，可將其它已知的殺微生物劑與本發(fā)明的組合物合用增強其作用。
利用下列具體實施例說明本發(fā)明各項內容，但并不限制其范圍。
實施例1用去離子水制備兩個濃度為14%的含有5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮(“CMI”)和2-甲基-3-異噻唑啉酮(“MI”)比例約為3∶1的混合異噻唑啉酮水溶液。一個PH2，另一個PH7。往每個樣品中加3%的溴酸鎂或溴酸鈉。樣品于55℃干燥器中放置2周(最初樣品置于冷藏箱中)。利用反相高壓液相色譜測定活性成分的相對濃度，使用紫外檢測器，結果見表1。
表1
<p>實施例2用去離子水制備兩個濃度為14%的含有5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮(“CMI”)的混合異噻唑啉酮水溶液。往每個樣品加3%的溴酸鎂或溴酸鈉(pH6-7)。樣品于55℃干燥箱中放置2周(最初樣品置于冷藏箱中)。利用反相高壓液相色譜、紫外檢測器測定活性成分的相對濃度，結果見表2。
實施例3將4.7g的3-異噻唑啉酮混合物溶于130g去離子水中，制備濃度為3%的含有5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮(“CMI”)和2-甲基-3-異噻唑啉酮比例約為3∶1的溶液。將該3%的3-異噻唑啉酮溶液與2%的穩(wěn)定劑溶液(將溴酸鈉(0.4g)溶于20g去離子水中)以1∶1混合，得到含有1.5%3-異噻唑啉酮和1%溴酸鈉穩(wěn)定劑的去離子水溶液。制備不含穩(wěn)定劑的1.5%的異噻唑啉酮對照溶液。將溶液置于55℃放置，利用紫外分光光度計測定活性成分濃度，結果見表3。
表3 ％CMI損失
實施例4(參比)該實施例說明溴酸鹽的穩(wěn)定作用。將0.32g的3-異噻唑啉酮混合物與0.20g穩(wěn)定劑溶于19.48g去離子水中，制備濃度為1.5%的含有5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮(“CMI”)和2-甲基-3-異噻唑啉酮的比例約為3∶1，穩(wěn)定劑濃度為1.0%的溶液。制備不含穩(wěn)定劑的濃度為1.5%的3-異噻唑啉酮空白對照溶液中。溶液于55℃放置。利用反相高壓液相色譜，紫外檢測器測定活性成成的相對濃度。表4中的結果表明溴酸鹽為3-異噻唑啉酮的有效穩(wěn)定劑，但氯酸鹽或高氯酸鹽無效。
表4 ％CMI損失<
14%的含有5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮(“CMI”)和2-甲基-3-異噻唑啉酮的比例約為3∶1的溶液中，加0-15%的溴酸鉀穩(wěn)定劑。樣品于55℃放置一段時間，利用紫外分光光度計分析活性成分濃度，結果見表5。
表5CMI損失%50℃貯存時間穩(wěn)定劑 5天 2星期 4星期無(對照) 29 961%KBrO32 98 -5%KBrO30 7 1910%KBrO312 11 2915%KBrO30 1 16由于本發(fā)明的敘述對于精通此行者應用本發(fā)明已足夠詳細，顯然各種替代、修飾及改進均未出本發(fā)明之范圍。
權利要求
1.組合物，其含有(a)下式的3-異噻唑啉酮化合物
其中R和R1分別各自從氫、鹵素中選擇；或是R為(C1-C4)烷基，R1為鹵素；或R和R1合并形成不飽和的5-或6-元碳環(huán)；Y為氫，(C1-C18)-烷基，2-8碳原子的末取代的或鹵素取代的烯基或炔基，3-12碳原子的環(huán)烷基或取代的環(huán)烷基，多達10碳原子的芳烷基或鹵素，(C1-C4)烷基-或(C1-C4)烷氧基取代的芳烷基，多達10碳原子的芳基或鹵素，(C1-C4)烷基-，或(C1-C4)烷氧基-取代的芳基；和(b)可以使上述組合物穩(wěn)定的一定量的金屬溴酸鹽；上述的組合物不含金屬硝酸鹽。
2.權利要求1的組合物，其中的金屬溴酸鹽為下述金屬陽離子鋰，鈉，鉀，鎂，鈣，鍶，鈷和鋅的溴酸鹽。
3.權利要求1的組合物，其含有重量比為0.5-25份的上述3-異噻唑啉酮和1-10份上述金屬溴酸鹽。
4.權利要求1的組合物，其含有重量比為1-15份的所述3-異噻唑酮和1-2份的所述金屬溴酸鹽。
5.權利要求1的組合物，其含有重量比為1-2份的上述3-異噻唑啉酮和1-2份的上述金屬溴酸鹽。
6.權利要求1的組合物，其中所謂的3-異噻唑啉酮包括5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮，4，5-二氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮，5-氯-2-正辛基-3-異噻唑啉酮，4，5-二氯-正辛基-3-異噻唑啉酮，5-二氯-2-對氯苯甲基-3-異噻唑啉酮，5-氯-2-環(huán)己基-3-異噻唑啉酮和4，5-二氯-2-環(huán)己基-3-異噻唑啉酮。
7.權利要求6的組合物，其中金屬溴酸鹽包括溴酸鋰，溴酸鎂，溴酸鉀和溴酸鈉。
8.權利要求1的組合物，其中所謂的3-異噻唑啉酮為按重量含有14份的5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮和2-甲基-3-異噻唑啉酮(約3∶1)和5份溴酸鉀的水溶液。
9.權利要求1的組合物，其中所謂的3-異噻唑啉酮為按重量含有1.5份的5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮和2-甲基-3-異噻唑啉酮(約3∶1)和1份溴酸鉀的水溶液。
10.在被細菌、真菌、或藻類污染的部位，抑制細菌、真菌或藻類生長的方法，其包括將權利要求1的組合物以有效量投到上述部位，以便抑制細菌，真菌或藻類生長。
11.權利要求10的方法，上述部位為含水性媒介物。
12.權利要求10的方法，上述部位為護膚品配方制劑。
13.權利要求10的方法，上述部位為織物、皮革、紙張或木材。
14.權利要求10的方法，上述部位為固體保護性或裝飾性膜。
15.權利要求10的方法，上述組合物按重含有1-25份上述的3-異噻唑啉酮，其中所謂的3-異噻唑啉酮包括5-氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮，4，5-二氯-2-甲基-3-異噻唑啉酮，5-氯-2-辛基-3-異噻唑啉酮，4，5-二氯-2-辛基-3-異噻唑啉酮，5-氯-2-對氯苯甲基-3-異噻唑啉酮，5-氯-2-環(huán)己基-3-異噻唑啉酮和4，5-二氯-2-環(huán)己基-3-異噻唑啉酮，該組合物且含有1-10份金屬溴酸鹽。
16.權利要求15的方法，其中金屬溴酸鹽包括溴酸鋰、溴酸鎂、溴酸鉀和溴酸鈉。
全文摘要
一種組合物，其含有(a)上式的3-異噻唑啉酮，式中各基團定義詳見說明書；和(b)可使上述組合物穩(wěn)定的足量的金屬溴酸鹽。上述組合物中不含金屬硝酸鹽。上述組合物的用法見說明書。
文檔編號A01N43/80GK1072062SQ9210450
公開日1993年5月19日 申請日期1992年6月10日 優(yōu)先權日1991年11月12日
發(fā)明者E·S·拉申, R·佩蒂加拉 申請人:羅姆和哈斯公司