專利名稱：1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的液體制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的液體組合物和制備該組合物的方法，尤其涉及含1，2-苯并異噻唑啉-3-酮且具低含量的揮發(fā)性有機化合物的穩(wěn)定的液體組合物。
1，2-苯并異噻唑啉-3-酮(“BIT”)是種有效的生物殺傷劑。從其用途出發(fā)提供一種BIT的液體制劑是合乎需要的。但遺憾的是BIT在水中的溶解度小。BIT可以以水性分散體形式使用，但是，它容易從靜態(tài)混合物中沉出，尤其在低溫時更是如此。
已經(jīng)公開了在胺類中的BIT的液體制劑。例如，英國專利第1191253號上公開了BIT的在水和二種或二種以上胺鹽中的溶液。英國專利第1330531號上公開了BIT以其胺鹽形式在至少一種胺和可任選的水中的溶液。美國專利第4923887上公開了以乙氧基化(椰子烷基)胺、水、醇類、1，2-丙二醇、二聚丙二醇、聚乙二醇、乙二醇醚或它們的混合物為溶劑的BIT的液體制劑。美國專利第5276047號上公開含三胺和三胺的混合物、水、乙二醇類化合物及烷基乙二醇醚的BIT的液體制劑。
含胺類的BIT的制劑可能不適用于某些應(yīng)用。胺類一般是揮發(fā)性的并具有強烈的難聞的氣味。胺類通常不適用于間接接觸食品的應(yīng)用。胺類可引起某些水基膠乳變黃。上述BIT的胺溶液可能不適用作罐裝食品防腐的生物殺傷劑。
美國專利第4188376號上公開了粗制BIT的堿金屬鹽與二聚丙二醇、三聚丙二醇、聚乙二醇(分子量為300)、某些醇類、低級烷基卡必醇和它們的混合物和水形成的液體制劑。醇類、低級烷基卡必醇和二聚丙二醇具揮發(fā)性，并有些臭味。此外，含三聚丙二醇和聚丙二醇的BIT制劑在低溫下穩(wěn)定性很差，必須使用共溶劑例如丙二醇或二聚丙二醇以防止BIT沉淀。
所以，需要一種這樣的BIT的液體制劑它甚至在低溫貯存條件下也具有良好的穩(wěn)定性，VOC含量非常低并適于廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是提供一種低VOC含量的BIT的液體制劑。
本發(fā)明的目的之二是提供一種不含胺類的BIT制劑。
本發(fā)明的目的之三是提供一種VOC含量低且在低溫即0℃～-10℃下至少在幾星期時間內(nèi)穩(wěn)定的BIT的液體制劑。
現(xiàn)披露達到前述一個目的或多個目的的BIT液體制劑和制備這樣的制劑的方法。按照本發(fā)明的制劑含1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、氫氧化鈉、水和具有下式的三元醇的多二醇化物(polyglyocl triols)H2C-O[CnxH2nxO]XHHC-O[CnyH2nyO]YHH2C-O[CnzH2nzO]ZH式中nx、ny和nz分別選自2和3，并且當nx、ny和nz分別等于2時，X＋Y＋Z之和等于或小于約13.2，而當nx、ny和nz分別等于3時，X＋Y＋Z之和等于或小于約4.45。
按照本發(fā)明的BIT的液體制劑含約1～25％(重量)的1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、約3～7％(重量)固體(不含水)氫氧化鈉、約3～66％(重量)的水和約20～65％(重量)的一種或多種具有下式的三元醇的多二醇化物H2C-O[CnxH2nxO]XHHC-O[CnyH2nyO]YHH2C-O[CnzH2nzO]ZH式中nx、ny和nz分別選自2和3，并且當nx、ny和nz分別等于2時，X＋Y＋Z之和等于或小于約13.2，而當nx、ny和nz分別等于3時，X＋Y＋Z之和等于或小于約4.45。
當nx、ny和nz分別等于2時，該三元醇的多二醇化物是甘油的乙氧基化物(glycerol ethoxylate)。當甘油的乙氧基化物的X＋Y＋Z之和等于或小于約13.2時，與此相應(yīng)甘油的乙氧基化物的平均分子量為700或700以下。當nx、ny和nz分別等于3時，該三元醇的多二醇化物為甘油的丙氧基化物。當甘油的丙氧基化物的X＋Y＋Z之和小于或等于約4.45時，與此相應(yīng)其平均分子量小于約350。
盡管nx、ny和nz的值一般相同，在給定的三元醇的多二醇化物范圍內(nèi)，即為2或3，但這不作要求。如上所述，nx、ny和nz的值是分別選擇的。此外如上所述，該制劑可含有一種或多種的三元醇的多二醇化物，即該制劑不僅可以含單一的甘油的丙氧基化物或甘油的乙氧基化物，而且還可以含這兩者的混合物。此外，如該制劑只含甘油的丙氧基化物，它可以是具有不同分子量的甘油的丙氧基化物的混合物。用在這里的術(shù)語“分子量”或“平均分子量”指“數(shù)均”分子量。
甘油的丙氧基化物可商購自DOW Chemical Company和AldrichCompany。平均分子量為250的甘油的丙氧基化物可購自DOWChemical Company，商品名為PT250。三元醇的多二醇化物的制備方法在本領(lǐng)域是眾所周知的。參見例如美國專利第2927918號和2990376號。
分子量高于約350的甘油的丙氧基化物不適用于在低溫即0℃～-10℃長時期穩(wěn)定BIT制劑，盡管它可被用于在較高溫度即室溫下穩(wěn)定BIT制劑。分子量低于約250的甘油的丙氧基化物可形成穩(wěn)定的低溫制劑。但是，這樣的制劑的粘度和VOC值可能過高，不合需要?？梢允褂霉踩軇﹣斫档瓦@樣的制劑的粘度和VOC值。所以，優(yōu)選使用平均分子量在約250～350范圍內(nèi)的甘油的丙氧基化物。甘油的丙氧基化物的這個分子量范圍相當于X＋Y＋Z之和在約2.72～4.45范圍內(nèi)。通常，最優(yōu)先選用平均分子量在250～266范圍內(nèi)的甘油的丙氧基化物，因為在此范圍內(nèi)有商品供應(yīng)。這個分子量范圍相當于X＋Y＋Z之和在約2.72～3.00范圍內(nèi)。
上述三元醇的多二醇化物可用來制備其它低VOC的制劑。
本發(fā)明中所用的BIT可以是純品形式，合成得到的粗產(chǎn)物形式或潤濕的粉末形式。
盡管本發(fā)明中可使用固體氫氧化鈉，但是，因使用方便，所以優(yōu)先選用氫氧化鈉水溶液。適合于本發(fā)明中使用的氫氧化鈉水溶液的濃度至少為約4.3％(重量)。氫氧化鈉水溶液可商購獲得或通過將固體氫氧化鈉與適量的水混合來制備。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，BIT的液體制劑含約15～23％(重量)的BIT、約3～7％(重量)的氫氧化鈉、約40～65％(重量)的如上定義的一種或多種三元醇的多二醇化物和約5～42％(重量)的水。
在本發(fā)明的目前最優(yōu)選實施方案中，BIT的液體制劑含約19.3％(重量)的BIT、約6％(重量)的氫氧化鈉、約55％(重量)平均分子量為250～266的甘油的丙氧基化物和19.7％(重量)的水。
按照本發(fā)明的BIT的液體制劑適宜用作為工業(yè)防腐劑，例如，用在水基涂料、粘合劑、清潔劑、乳劑、工業(yè)冷卻水或金屬加工液中。這樣的制劑的VOC含量比先有技術(shù)的低得多。此外，按照本發(fā)明的BIT的液體制劑的一些實施方案可以是穩(wěn)定的，即在0℃放置6個月或6個月以上，沒有BIT沉淀形成。
按照本發(fā)明的液體制劑還含有適宜降低其粘度的共溶劑。已觀察到通常該類制劑的粘度隨甘油的丙氧基化物溶劑或甘油的乙氧基化物溶劑分子量的增加而降低。正如前述，含有分子量高于約350的甘油的丙氧基化物的制劑在低溫下不穩(wěn)定。所以，在一個實施方案中，分子量為約350或低于350的甘油的丙氧基化物可被用作溶劑，平均分子量低于約750但高于作為溶劑的甘油的丙氧基化物的分子量的甘油的丙氧基化物可用作共溶劑。
應(yīng)該理解的是，如果例如需要低溫穩(wěn)定性，那么在該制劑中必須使用必需量的具適宜分子量的甘油的丙氧基化物或甘油的乙氧基化物，即20～65％(重量)。例如，2％(重量)分子量為250的甘油的內(nèi)氧基化物和18％(重量)分子量為700的甘油的丙氧基化物不能產(chǎn)生具有低溫穩(wěn)定性的制劑。至少需要約20％(重量)分子量為250的甘油的丙氧基化物。在此情況下，除所述的要求“溶劑”三元醇的多二醇化物外，該制劑中還包含任何作為共溶劑的三元醇的多二醇化物。
在另一實施方案中，具合適分子量的甘油的乙氧基化物可用作共溶劑與作為溶劑的甘油的丙氧基化物一起使用。同樣，具適合分子量的甘油的丙氧基化物可用作共溶劑與作為溶劑的甘油的乙氧基化物一起使用。選擇共溶劑的分子量以獲得粘度比單獨使用溶劑時低的制劑。對于某種給定的溶劑分子量，一個普通的技術(shù)人員可以容易地確定共溶劑的分子量。
在另一實施方案中，共溶劑可以是丙二醇、二聚丙二醇、二聚丙二醇甲醚、2-甲基-1，3-丙二醇和分子量為400或400以上的聚乙二醇，但不限于這些。因為這些共溶劑中的一些具揮發(fā)性，所以它們的使用可能受到使用性質(zhì)的限制。
在本發(fā)明的一個實施方案中，BIT的液體制劑可按下法制備。將BIT與至少一種三元醇的多二醇化物混合。然后，將氫氧化鈉和水加至該混合物中。放熱反應(yīng)發(fā)生，引起該混合物溫度升高。如果使該混合物的組分在約室溫下接觸，所放熱量將使該混合物溫度增加到大約35～40℃。
在最后一步中，最好將該混合物充分攪拌一段時間以使其均勻。這一步可在上面提到放熱引起升溫的條件下進行，即在約35～40℃下進行。將該混合物加熱到50℃為佳，最好到60℃，并維持該溫度下達到均一化。如果該混合物的溫度為至少約50℃，那么1.5小時將足以使該混合物均一化。在較低溫度下要達到均一化將需要較多的時間。
在另一實施方案中，將共溶劑加到該混合物中。該共溶劑可在上述方法中任何一步加入。
本發(fā)明通過下列非限制性實施例進一步說明。除非另有說明，比例均按重量計。在實施例1、2和4～7中所述制劑的穩(wěn)定性預(yù)計可與實施例3的相比。但是，對于這些實施例未進行長期試驗。
實施例1將19.3份的BIT(在110℃干燥1小時)加到平均分子量為250的55份甘油的丙氧基化物中。在環(huán)境溫度攪拌該混合物以使BIT分散。將12份50％NaOH和13.7份水加至該溶液中，并攪拌該混合物半小時。攪拌下，將該混合物加熱并在60℃保溫1.5小時。然后將該溶液在室溫下過濾。該溶液能在-10℃下保持穩(wěn)定至少3周時間。
實施例2將25份的BIT粗品糊狀物(相當19.3份的干燥BIT)加到平均分子量為250的55份甘油的丙氧基化物中。在環(huán)境溫度攪拌該混合物以使BIT分散。將12份50％NaOH和8份水加至該溶液中，并攪拌該混合物1.5小時。在攪拌下，將該混合物加熱并在60℃保溫1.5小時。然后在室溫下將該溶液過濾。該溶液能在-10℃下保持穩(wěn)定至少3周時間。
實施例3將實施例2中所用的55份甘油的丙氧基化物用分子量為260的55份甘油的丙氧基化物替代。所形成的溶液的粘度低于實施例2的溶液的粘度。該溶液在-10℃下保持穩(wěn)定的時間超過6個月。
實施例4將實施例2中所用的55份甘油的丙氧基化物用平均分子量為266的55份甘油的丙氧基化物替代。所形成的溶液的粘度低于實施例2的溶液的粘度。該溶液能在0℃下保持穩(wěn)定至少1周時間。
實施例5將實施例2中所用55份甘油的丙氧基化物中的15份用平均分子量為266的甘油的丙氧基化物替代。所形成的溶液的粘度低于實施例2的溶液的粘度。該溶液能在0℃下保持穩(wěn)定至少1周時間。
實施例6將實施例2中所用55份甘油的丙氧基化物中的10份用平均分子量為700的甘油的丙氧基化物替代。所形成的溶液的粘度低于實施例2的溶液的粘度。該溶液能在0℃下保持穩(wěn)定至少2周時間。
實施例7將實施例2中所用55份甘油的丙氧基化物中的5份用平均分子量為750的甘油的丙氧基化物替代。所形成的溶液的粘度低于實施例2的溶液的粘度。該溶液能在0℃下保持穩(wěn)定至少3周時間。
對比例將19.3份干燥的BIT加到55份二聚丙二醇中。將該混合物在環(huán)境溫度攪拌以使BIT分散。將12份50％NaOH和13.7份水加至該溶液中，并攪拌該混合物半小時。然后在攪拌下加熱該混合物并在60℃保溫1.5小時。然后將該混合物過濾。
按照改良的ASTM D2369法檢測依照對比例和實施例1和3所制備的制劑的VOC含量。在該改良法中，用玻璃碟替代檢測用的標準鋁箔碟以避免任何可能出現(xiàn)的鋁箔與氫氧化鈉間的反應(yīng)。在108～113℃下的檢測結(jié)果見下表1表權(quán)利要求
1. 1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的液體制劑，它含有約1～25％(重量)的1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、約3～7％(重量)的氫氧化鈉、約3～63％(重量)的水和約20～65％(重量)的一種或多種具有下式的三元醇的多二醇化物H2C-O[CnxH2nxO]XHHC-O[CnyH2nyO]YHH2C-O[CnzH2nzO]ZH式中nx、ny和nz分別選自2和3，并且當nx、ny和nz分別等于2時，X＋Y＋Z之和等于或小于約13.2，而當nx、ny和nz分別等于3時，X＋Y＋Z之和等于或小于約4.45。
2.權(quán)利要求1的液體制劑，其中當nx、ny和nz分別等于3時，X＋Y＋Z之和在2.72～4.45范圍內(nèi)。
3.權(quán)利要求1的液體制劑，其中當nx、ny和nz分別等于3時，X＋Y＋Z之和在2.72～3.00范圍內(nèi)。
4.權(quán)利要求1的液體制劑，其中nx、ny和nz分別等于2，并且X＋Y＋Z之和等于或小于約13.2。
5.權(quán)利要求4的液體制劑，含有約30-65％(重量)的一種或多種三元醇的多二醇化物。
6.權(quán)利要求2的液體制劑，還包含共溶劑。
7.權(quán)利要求4的液體制劑，還包含共溶劑。
8.權(quán)利要求7的液體制劑，其中的共溶劑是三元醇的多二醇化物，該三元醇的多二醇化物具有適宜于降低該液體制劑粘度的平均分子量。
9.權(quán)利要求8的液體制劑，其中三元醇的多二醇化物共溶劑是平均分子量高于所述的一種或多種三元醇的多二醇化物的平均分子量且小于約750的甘油的丙氧基化物。
10.權(quán)利要求7的液體制劑，其中該共溶劑選自丙二醇、二聚丙二醇、二聚丙二醇甲醚、2-甲基-1，3-丙二醇和平均分子量高于約400的聚乙二醇。
11. 1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的液體制劑，含有約1～25％(重量)的1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、約3～7％(重量)的氫氧化鈉、約3～63％(重量)的水和約20～65％(重量)的一種或多種選自甘油的乙氧基化物和甘油的丙氧基化物的三元醇的多二醇化物，其中所述甘油的乙氧基化物的平均分子量小于或等于約700，而所述甘油的丙氧基化物的平均分子量小于或等于約350。
12.權(quán)利要求11的液體制劑，其中所述甘油的丙氧基化物的平均分子量在約250～350的范圍內(nèi)。
13.權(quán)利要求11的液體制劑，其中所述的一種或多種三元醇的多二醇化物是平均分子量在約250～266范圍內(nèi)的甘油的丙氧基化物。
14.權(quán)利要求11的液體制劑，還含有共溶劑。
15.在低溫下穩(wěn)定的1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的液體制劑，含有約15～23％(重量)的1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、約3～7％(重量)的氫氧化鈉、約40～65％(重量)的平均分子量在約250～266范圍內(nèi)的甘油的丙氧基化物和約5～42％(重量)的水。
16.權(quán)利要求15的液體制劑，還含有共溶劑。
17.權(quán)利要求15的液體制劑，含有約19.3％(重量)的1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、約6％(重量)的氫氧化鈉、約55％(重量)的平均分子量在約250～266范圍內(nèi)的甘油的丙氧基化物和約19.7％(重量)的水。
18.制備1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的液體制劑的方法，包括下列步驟(a)將1，2-苯并異噻唑啉-3-酮與至少一種具下式的三元醇的多二醇化物混合H2C-O[CnxH2nxO]XHHC-O[CnyH2nyO]YHH2C-O[Cnz＝H2nzO]ZH式中nx、ny和nz分別選自2和3，并且當nx、ny和nz分別等于2時，X＋Y＋Z之和等于或小于約13.2，而當nx、ny和nz分別等于3時，X＋Y＋Z之和等于或小于約4.45；(b)將NaOH和水加到步驟(a)的混合物中；和(c)充分攪拌步驟(b)的混合物一段時間以使該混合物均勻；其中步驟(c)的混合物含約1～25％(重量)的1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、約3～7％(重量)的氫氧化鈉、約20～65％(重量)的至少一種三元醇的多二醇化物和約3～63％(重量)的水。
19.權(quán)利要求18的方法，其中步驟(c)還包括將該混合物加熱到至少50℃。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述的一段時間為至少1.5小時。
21.權(quán)利要求18的方法，還包括加入共溶劑一步。
22.權(quán)利要求21的方法，其中所述的共溶劑選自平均分子量高于約250但低于約750的甘油的丙氧基化物、丙二醇、二聚丙二醇、二聚丙二醇甲醚、2-甲基-1，3-丙二醇和平均分子量高于約400的聚乙二醇。
23.權(quán)利要求18的方法，其中nx、ny和nz分別等于3。
24.權(quán)利要求23的方法，其中X＋Y＋Z在約2.72～3.00范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的液體制劑和制備該制劑的方法。按照本發(fā)明的制劑含約1～25％(重量)的1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、約3～7％(重量)的氫氧化鈉、約3～63％(重量)的水和約20～65％(重量)的一種或多種具有上式的三元醇的多二醇化物。式中nx、ny和nz分別選自2和3，并且當nx、ny和nz分別等于2時，X+Y+Z之和等于或小于約13.2，而當nx、ny和nz分別等于3時，X+Y+Z之和等于或小于約4.45。
文檔編號C07D275/04GK1143452SQ96108878
公開日1997年2月26日 申請日期1996年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月21日
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