制备３－异噻唑酮化合物的方法技术

制备无盐或无水的异噻唑酮的方法包括将异噻唑酮酸加成盐溶液用碱性阴离子交换树脂处理，优选弱碱性阴离子树脂，从树脂中分离出游离碱异噻唑酮溶液，这个方法在此披露。所得无盐异噻唑酮可在连低浓度的金属盐也不需要的环境下用作杀微生物剂，例如，乳胶乳液和腐蚀敏感的水溶液体系。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3-异噻唑酮的制备，更具体讲，涉及的是制备无金属盐的3-异噻唑酮化合物的方法。本专利技术涉及的3-异噻唑酮具有下面通式 其中Y为含1-10个碳原子的不饱和或饱和烷基;含2-10个碳原子的不饱和或卤代链烯基或炔基;含多达10个碳原子的芳烷基或卤素，低级烷基或低级烷氧基取代的芳烷基;X为氢或(C1-C2)烷基;和X1为氢，氯，或(C1-C2)烷基。这些异噻唑酮披露于美国专利3，523，121和3，761，488。这些3-异噻唑酮已知是杀微生物剂并可用于许多工业和家用方面。由于在水性溶液中，一些3-异噻唑酮通常是不稳定的，因此一般加入美国专利3，870，795和4，087，878中所述的起稳定作用的二价金属盐。在一些应用中，如乳胶乳液的保存，这些金属稳定盐会造成凝胶问题，这会降低胶乳乳液的效力。这些金属稳定盐带来的另一问题是对一些系统的腐蚀。例如，氯化物盐对许多金属有腐蚀作用，故应避免在水处理系统中使用，因为在水处理系统中，低的阳离子和阴离子水平是重要的，这就需要消除这些盐。在稳定塑性材料中，这些盐会使光学性质变坏和/或增加水吸收或光雾水平。在一些化妆品配方中，消除无机盐，尤其是硝酸盐，也是重要的。异噻唑酮盐酸盐是按先有技术中制备异噻唑酮的方法制备的。制备5-氯-2-甲基-3-异噻唑酮和2-甲基-3-异噻唑酮的混合物的方法记载于美国专利3，849，430和4，939，266中。异噻唑酮盐酸盐是在该方法的氯化/环化步骤中生成的，这期间二(或三)硫代酰胺或巯基酰胺环化了; 然后过滤氯化的浆液，洗涤异噻唑酮盐酸盐饼，然后将其重新浆化或溶解于相同或不同溶剂中。在水性系统中，加中和剂如碳酸钠，氧化镁或氧化钙以产生游离碱异噻吩酮和氯化物盐(在该情况中，氯化钠盐和游离碱异噻吩酮保留在水性溶液中 一些有机胺已在美国专利4，824，957中被建议作为在无水的有机介质中的中和剂。这些有机胺生成作为副产物的有机胺氯化氢盐。但测定中和异噻唑酮卤化氢盐所需的有机胺量是困难的，因此不能精确控制中和的终点。任何过量的有机胺都会保留在中和后的游离碱异噻唑酮的有机溶液中并污染最终产品溶液，更进一步讲，其还可和游离碱异噻唑酮起化学反应生成其它副产物。另外，如果该游离碱异噻唑酮被配成用硝酸盐稳定的水性溶液，这些残余胺还会起亚硝胺污染源作用。由有机胺中和异噻唑酮HCl得到的游离碱异噻唑酮和胺盐酸盐是通过从游离碱异噻唑酮溶液中滤出固体胺HCl盐来分离的。但胺HCl在溶剂中是微溶的，因此，最后的异噻唑酮产品不是完全不含盐的。先有技术的方法不能生产纯的且无盐和无水的异噻唑酮。在转让给本专利技术的受让人的未决专利申请(U.S系列号464472，1990，1，12提出)中谈到了制备无盐异噻唑酮的方法，其是通过在优选的有机溶剂中，用无水氨中和异噻唑酮，然后过滤分离游离碱异噻唑酮溶液中的不溶氯化铵盐来进行的。在本领域中已知可使用离子交换技术，即用碱性阴离子交换树脂处理含酸性物质的溶液除去酸性杂质(见JE Salmon和DK Hale，Ion Exchange A Laboratory Manual，pp9-10，1959)。例如，根据等式Ⅰ和Ⅱ，可用强碱阴离子交换树脂(树脂A， 代表交联的聚合骨架)或弱碱阴离子交换树脂(树脂B)从水溶液中除去酸性物质，如HCl。虽然用碱性阴离子交换树脂除酸/中和是已知的，但用碱性阴离子交换树脂将异噻唑酮酸加成盐中和成游离碱异噻唑酮从没有被披露过。本专利技术的目的是提供高纯度、高产率制备无盐异噻唑酮的方法。本专利技术进一步的目的是制备无盐，也无水的异噻唑酮。本专利技术的这些目的通过下面披露变得更明确，本专利技术一方面包括制备下式3-异噻唑酮的方法， 其中Y选自未取代或被羟基或卤素取代的C1-10烷基;未取代或卤素取代的C2-10链烯基或炔基;含多达10个碳原子的芳烷基或卤素，低级烷基或低级烷氧基取代的芳烷基;X为氢或C1-C2烷基;和X1为氢，氯或C1-C2烷基;该方法包括(a)制备下式异噻唑酮酸加成盐(IHZ)的溶液 其中Z是氯，溴，硫酸盐，氟代磺酸盐或三氟甲基磺酸盐;当Z为氯，溴，氟代磺酸盐或三氟甲基磺酸盐时，m为1;当Z为硫酸盐时，m为2;(b)在柱子或分批装置中用碱性阴离子交换树脂处理上面的溶液，和(c)将所得的游离碱异噻唑酮溶液与树脂分开。在本专利技术优选的实施方案中，用弱碱性阴离子交换树脂处理IHZ溶液。Y优选为甲基，乙基，丙基，异丙基，丁基，己基，辛基，羟甲基，氯甲基，氯丙基，苄基，4-甲苯苄基，4-氯苄基，苯乙基，2-(4-氯苯基)乙基，4-苯基丁基等。Z优选为氯或溴，更优选氯。表达“低级烷基，低级烷氧基”意指含1-2个碳原子的烷基或烷氧基。本专利技术的方法包括将IHZ溶液与碱性阴离子交换树脂接触以中和HmZ，从而形成游离碱的异噻唑酮，HmZ结合到树脂上，然后将树脂与游离碱的异噻唑酮溶液分开。例如，当IHZ是异噻唑酮HCl时，在弱碱性树脂中，其与碱性阴离子交换树脂进行的中和反应可由等式Ⅲ代表 由于当本专利技术方法用柱形式进行时，游离碱的异噻唑酮是在其中无任何溶解或悬浮的固体的溶液中获得的，因此不需分离过滤步骤来除去不溶或沉淀的中和盐类，这构成了与先有技术方法的特征区别，例如，U.S专利4，824，957中用有机胺制备不溶的胺卤化氢盐。除了水外，用于溶解IHZ的有机溶剂优先选自C1-C5烷基醇和(C2-C4)亚烷基醇。选择的有机溶剂应使IHZ和游离碱异噻唑酮都能溶于其中。具体优选的溶剂是甲醇，乙醇，异丙醇，丁醇，乙二醇，丙二醇，1，3-或1，4-丁二醇和二丙二醇和二乙二醇。其它强酸盐，如(异噻唑酮)·(H2SO4)或(异噻唑酮)·HSO3F或(异噻唑酮)·HSO3CF3盐，也可用碱性阴离子交换树脂中和以生成游离碱的异噻唑酮。虽然强碱和弱碱阴离子交换树脂都适用于中和IHZ，得到游离碱的异噻唑溶液，但我们发现弱碱能更好地以高纯度和高产率制备无盐的异噻唑酮。强碱阴离子交换树脂，即那些含季胺氢氧化物结构(树脂A，Supra)的强碱树脂，如Amberlite IRA-420C-OH和Amberlite IRA-900c-OH阴离子交换树脂，可在中和步骤和除溶剂步骤期间使一些游离碱的异噻唑酮部分降解。一般讲，当用强碱阴离子交换树脂时(见实例13-20)，与用弱碱阴离子交换树脂相比，将会得到低回收率和纯度的游离碱异噻唑酮，并且异噻唑酮溶液的颜色不好。除强碱阴离子交换树脂外，很宽范围内的弱碱阴离子交换树脂都适用于中和IHZ，而不会对游离碱异噻唑酮的质量和纯度产生不利影响。适宜的弱碱阴离子交换树脂特征为树脂C和D(infra)的结构，其中 代表交联的聚合骨架，R1和R2 独立于优选于氢，(C1-C4)烷基，(CH2CH2NH)nH，其中n＝1-3，和β-羟基(C1-C4)烷基;R1和R2优选为甲基。另外，树脂C和D的部分氧化的类似物也适用中和IHZ;在该情况下，弱碱阴离子交换树脂可含5-25%的相应胺氧化物形式(树脂E) 用于中和IHZ以高产率生成高纯度的无盐异噻唑酮的弱碱性阴离子交换树脂的进一步特征在于树脂C，D和E的弱碱性功能基具有的pkb(相对于水)约为3-7。优选约3.5-约4.5。pkb值是对碱性的测量。低值表示强碱性。这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备下式３－异噻唑酮的方法，＊＊＊其中，Ｙ从下列基团选择：未取代或羟基或卤素取代的１－１０个碳原子烷基；未取代或卤素取代的２－１０个碳原子的烯基或炔基；不多于１０个碳原子的芳烷基或由卤素、低级烷基、低级烷氧基取代的芳烷基，Ｘ 为氢或（Ｃ↓［１］－Ｃ↓［２］）的烷基；而Ｘ为氢，氯或（Ｃ↓［１］－Ｃ↓［２］）烷基，该方法包括：（ａ）制备分子式如下的异噻唑酮酸加成盐的溶液＊＊＊其中Ｚ为氯，溴，硫酸盐，氟代磺酸盐或三氟甲基磺酸盐。当Ｚ为氯，溴，氟 代磺酸盐或三氟甲基磺酸盐时，ｍ为１，当Ｚ为硫酸盐时，ｍ为２；（ｂ）用碱性阴离子交换树脂处理前述的溶液；（ｃ）从树脂中分离出游离碱异噻唑酮溶液。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RB佩迪加瑞，IB霍顿，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]