稳定的N-溴-2-吡咯烷及其制备方法技术

一种水溶液，其包含Ｎ－溴－２－吡咯烷酮。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及在处理水体系和/或工业用水(process water)中抑制微生物生长的组合物和方法。更具体地，本专利技术涉及稳定的N-溴-2-吡咯烷酮。在工业和再生水体系中已经使用了大量的化学品来控制生物垢。目前，在各种工业和再生水体系中使用次氯酸钠和溴溶液来控制生物垢。然而，次氯酸钠是不稳定的，因此必须以稳定的形式供给。在本领域有几种已知的方法用于稳定次氯酸盐(参见美国专利3,328,294和3,767,586)。在水处理中溴比氯优选使用，因为它在较高的pH和胺的环境下性能较好、挥发性较低。但是，和次氯酸钠类似，次溴酸盐在通常的储存条件下是不稳定的，因此也必须以稳定的形式供给。美国专利6,270,722、5,683,654和5,795,487表明可以用氨基磺酸、水和氢氧化钠的溶液稳定次溴酸钠溶液。这些文献和其它文献教导，稳定剂可以选自糖精、脲、硫脲、肌酸酐、三聚氰酸、烷基乙内酰脲、一乙醇胺和二乙醇胺、有机磺酰胺、有机氨基磺酸盐、三聚氰胺，并优选氨基磺酸。另外的文献提出制备载卤体(halophor)杀生物组合物(biocidalcomposition)，例如含有N-烷基取代的2-吡咯烷酮(如N-甲基吡咯烷酮)的载溴体(bromophors)、带有交联N-乙烯基内酰胺(如N-乙烯基-2-吡咯烷酮聚合物)的碘，用于杀生物用途。但是这些N-烷基取代的吡咯烷酮和碘复合的N-乙烯基内酰胺是作为不可溶于水的部分制备的。其它的文献利用含有碘复合聚合物，如聚乙烯基吡咯烷酮-碘(公知的providone-iodine)的水溶液。这些包含在聚乙烯基吡咯烷酮大分子中的或与其相联的碘分子为混合物形式，且没有被键连。因此，需要克服一个或多个上述的缺点。
技术实现思路
本专利技术的一个特征是提供一种强效杀生物组合物，该杀生物组合物比次溴酸明显更稳定。本专利技术的另一个特征是提供一种强效杀生物组合物，该杀生物组合物能稳定数月并可以将其加入水体系和/或处理水中作为单线输入杀生物程序(single-line feeding biocidal program)以抑制微生物。本专利技术的另一个特征是提供一种组合物，该组合物在高需氯量(highchlorine demand)体系中在碱性条件下具有高的杀生物活性。本专利技术的另一个特征是提供一种组合物，该组合物不产生有毒的含氯副产物如潜在的致癌物质氯仿。本专利技术的另一个特征是提供一种组合物，该组合物是澄清、无色的液体浓缩物，不会使工业水设备或材料受到污染或着色。本专利技术的另一个特征是提供一种组合物，该组合物能控制在纸浆和纸加工中活有机体如微生物的生长。本专利技术的另一个特征是提供一种组合物，该组合物能在再循环冷却水体系中防止生物垢。本专利技术的另一个特征是提供一种组合物，该组合物能消毒游泳池或水源。本专利技术的另一个特征是提供一种组合物，该组合物能清洁并消毒坚硬表面，这些坚硬表面用于如食品加工厂、酿酒厂和医院中。本专利技术的另一个特征是提供一种用于饮用水的消毒组合物。本专利技术的另一个特征是提供一种组合物，该组合物能防止例如反渗透膜或其它装置的生物垢。本专利技术的另一个特征是提供一种组合物，该组合物可用作例如农用设备的杀生物剂/消毒剂。在下面的说明书中将部分阐明本专利技术的其它特征和益处，并且通过该描述，这些特征和益处的一部分将会显而易见，或者可以通过本专利技术的实施来理解它们。利用在说明书和所附权利要求书中具体指出的要素和结合将会实现并获得本专利技术的这些目的和其它益处。为了获得这些和其它的益处以及与本专利技术的目的相一致(如在此进行具体和主要描述的)，本专利技术涉及水溶液中的N-溴-2-吡咯烷酮。本专利技术还涉及制备稳定的N-溴-2-吡咯烷酮的方法，包括将次溴酸与2-吡咯烷酮反应。本专利技术还涉及N-溴-2-吡咯烷酮的各种用途。应认识到前面的概述和下面的详细描述是示例性和说明性的，并且意指提供如权利要求所要求的本专利技术的进一步说明。具体实施例方式本专利技术涉及稳定的杀生物组合物和制备该杀生物组合物的方法。一般而言，本专利技术涉及在水溶液中的N-溴-2吡咯烷酮。本专利技术还涉及由次溴酸和2-吡咯烷酮反应形成的产物。本专利技术的N-溴-2-吡咯烷酮优选能够在水溶液中长期保持稳定，并且能加入至水体系和/或工业水中作为单线输入杀生物程序以抑制或控制微生物。应认识到通过“控制”(即防止)至少一种微生物的生长，抑制了微生物的生长。换句话说，实质上没有微生物的生长。“控制”或“抑制”至少一种微生物的生长将微生物的群体(population)保持在所需的水平，和/或将微生物的群体降低到所需的水平(甚至到检测不到的限度，即群体为0)。因此，在本专利技术的一种实施方案中，可以保护容易受到至少一种微生物攻击的产品、材料或介质免于由该微生物引起的此类攻击、造成的损坏和其它有害影响。另外，还应认识到“控制”或“抑制”至少一种微生物的生长也包括在生物统计上(biostatically)降低和/或保持至少一种微生物在低水平，这样使得该微生物的攻击、造成的任何损坏或其它有害影响得到减轻，即降低和/或消除微生物的生长速率或微生物的攻击速率。优选本专利技术的N-溴-2-吡咯烷酮在水溶液中稳定至少一天。优选本专利技术的N-溴-2-吡咯烷酮在水溶液中稳定至少一周。更优选本专利技术的N-溴-2-吡咯烷酮在水溶液中稳定至少一个月。还更优选本专利技术的N-溴-2-吡咯烷酮在水溶液中稳定至少六个月。最优选本专利技术的N-溴-2-吡咯烷酮在水溶液中稳定至少一年。优选本专利技术的N-溴-2-吡咯烷酮完全溶于水溶液而不失去其杀生物活性。其它组合物或物质如次溴酸也可以和N-溴-2-吡咯烷酮一起存在于水溶液中。常规杀微生物控制中的其它活性成分或惰性成分也可以与本专利技术在相同溶液中一起使用或分开使用。和先前用溴和氯仿在无水条件下合成时在水溶液中不稳定的、仅在固体晶体形式下稳定的N-溴-2-吡咯烷酮不同，本专利技术提供在水溶液中稳定并能提供优良的杀生物功效(biocidal efficacy)的N-溴-2-吡咯烷酮。不同于本专利技术的是，现有技术中载卤体杀生物组合物如载溴体是作为杀生物用途而制备的，该载溴体含有N-烷基取代的2-吡咯烷酮如N-甲基吡咯烷酮的复合物、碘与交联N-乙烯基内酰胺(如N-乙烯基-2-吡咯烷酮聚合物)的复合物。但是，这些N-烷基取代的吡咯烷酮和碘复合的N-乙烯基内酰胺是作为不可溶于水的部分而制备的。在本专利技术中，当本专利技术制备N-溴-2-吡咯烷酮并应用于这些N-烷基取代的吡咯烷酮和交联N-乙烯基内酰胺时，反应不产生带杀生物功效的部分。以前，次氯酸钠和溴化钠的反应得到不稳定的次溴酸钠溶液，然后将该溶液用按严格次序加入的氨基磺酸的溶液、水和氢氧化钠进行稳定。另外，有时采用稳定剂如糖精、脲、硫脲、肌酸酐、三聚氰酸、烷基乙内酰脲、一乙醇胺和二乙醇胺、有机磺酰胺、有机氨基磺酸盐、三聚氰胺和氨基磺酸。但是，在本专利技术中不需要使用稳定剂来稳定优选用于形成N-溴-2-吡咯烷酮的次溴酸钠。此外，其它水溶液含有碘复合聚合物，如聚乙烯基吡咯烷酮-碘(公知的providone-iodine)，其中碘分子作为混合物包含在聚乙烯基吡咯烷酮大分子中或与其相联。与此不同的是，在本专利技术中，优选溴共价键连接在2-吡咯烷酮分子上，而不是聚合物卤化物的混合物。因此，本专利技术的组合物优选提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：珀西·A·贾奎斯，
申请(专利权)人：巴科曼实验室国际公司，
类型：发明
国别省市：