无盐无水的３-异噻唑酮化合物的制备制造技术

公开了一种制备下式３－异噻唑酮的方法，其中各基团如说明书所示。（*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，特别涉及含有很少或不含盐(“无盐”)、含有很少或不含水(“无水”)的3-异噻唑酮的制备方法。在美国专利3523121和3761488中公开了下式的3-异噻唑酮 其中Y是1至10个碳原子的烷基或取代的烷基;2至10个碳原子的未取代的或被卤素取代的烯基或炔基;多至10个碳原子的芳烷基或被卤素、低级烷基或低级烷氧基取代的芳烷基;X是氢或(C1-C2)烷基;X1是氢、氯、或(C1-C2)烷基。这些3-异噻唑酮作为杀微生物剂是众所周知的，并被广泛用于工业和家庭中，由于3-异噻唑酮在水溶液中一般是不稳定的，所以通常都需混入稳定的二价金属盐，如美国专利3870795和4087878中所述。在一些使用过程中，如胶乳剂的保存中，这些金属稳定盐会产生一些问题，它们可能降低这些体系的性能和价值。这些金属稳定盐的另外一个问题是在某些体系中它们可能引起腐蚀。例如，氯化物盐对许多金属有腐蚀作用，应尽可能地避免它们的存在。在水处理体系中，阳离子和阴离子的低含量是很重要的，消除这类盐是合乎需要的。在塑料制品的稳定作用中，盐会促使光学性质变坏和/或增强吸水性和浊度。在一些化妆品配方中，消除无机盐，特别是硝酸盐也是很重要的。在一般制备异噻唑酮的现有技术方法中，生成的是异噻唑酮盐酸盐(异噻唑酮·HCl)。在美国专利3849430和欧洲专利95907中描述了一种制备5-氯-2-甲基-3-异噻唑酮和2-甲基-3-异噻唑酮混合物的方法，在该方法的氯代/环化步骤中生成了异噻唑酮·HCl，该方法中或将一个二(或三)硫代二酰胺环化，或将巯基酰胺环化 然后将氯代产物的浆液过滤，将异噻唑酮·HCl滤饼洗涤并再制成浆液或溶于相同或不同的溶剂中。在水溶液体系中，再加入中和试剂如氧化镁或氧化钙生成异噻唑酮游离碱和氯化物盐 在美国专利4824957中提到某些有机胺可作为非水有机介质中的中和剂，这些有机胺生成了有机胺的氢卤化物盐，是中和盐付产物。中和异噻唑酮氢卤化物盐所需的有机胺量很难测定，因此中和终点不能准确地控制。中和后过量的有机胺残留于异噻唑酮游离碱的有机溶剂溶液中而污染最终产物溶液，而且还可能与异噻唑酮游离碱发生化学反应生成其它的付产物。另外，如果将这种异噻唑酮游离碱制成用硝酸盐稳定的水溶液，这些残余胺还可能成为亚硝胺污染的来源。在中和反应中形成的异噻唑酮游离碱和胺的盐酸盐(胺·HCl)可通过滤除异噻唑酮游离碱溶液中的固体盐而被分离开，但是，胺·HCl在溶剂中是微溶的，以至可以看得出来，因此最终的异噻唑酮产物不可能完全无盐。现有技术中没有一种方法能制备基本上纯的、无盐和无水的异噻唑酮。本专利技术的目的是提供一种制备高纯度和高产率的无盐异噻唑酮的方法，另一个目的是制备纯的、无盐和无水的异噻唑酮。这些目的和其它那些经下文描述将显而易见的目的可通过本专利技术来实现。本专利技术包括制备下式3-异噻唑酮的方法 其中Y选自1至10个碳原子的烷基或取代的烷基;2至10个碳原子的未取代的或被卤素取代的烯基或炔基;和多至10个碳原子以下的芳烷基或被卤素、低级烷基、或低级烷氧基取代的芳烷基;X是氢或(C1-C2)烷基;X1是氢、氯或(C1-C2)烷基;包括以下步骤(a)无水氨与下式的异噻唑酮盐反应 其中Z是氯、溴、硫酸根或氟磺酸根;当Z是氯、溴或氟磺酸根时m是1，而当Z是硫酸根时m是2;和(b)从获得的异噻唑酮游离碱中分离出生成的(NH4)mZ。优选的Y是甲基、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-甲氧基苄基、4-氯苄基、苯乙基、2-(4-氯代苯基)乙基、4-苯基丁基，等等。优选的Z是氯或溴，最优选的是氯。术语“低级”烷基、低级烷氧基等表示其烷基或烷氧基部分含有1至2个碳原子。在本方法中使用有机溶剂溶解或悬浮盐不是必须的，但是优选的。本专利技术方法包括使式Ⅰ化合物或式Ⅰ化合物的有机溶剂混合物与足够量的无水氨接触，中和存在的HmZ，生成异噻唑酮游离碱和不溶性的(NH4)mZ盐，然后从混合物中分离出(NH4)mZ盐。应该这样选择有机溶剂，使得异噻唑酮游离碱能基本上溶于其中，而(NH4)mZ盐基本上不溶于其中。词语“基本上可溶解”的意思是指异噻唑酮游离碱应充分溶解于所用溶剂中，以使在分离出(NH4)mZ盐后可再得到＞95%的异噻唑酮游离碱。词语“基本上不可溶解”的意思是指(NH4)mZ应充分地不溶解于所用溶剂或溶剂混合物中，以使在分离出的异噻唑酮游离碱中含有＜0.5%的(NH4)mZ盐，最好是＜0.1%。优选的溶剂也可用作前面的制备式Ⅰ的卤化/环化步骤中的溶剂。用于中和作用的合适的溶剂包括乙醇、二元醇、二元醇醚、芳香烃、氯代芳香烃、脂肪烃、氯代脂肪烃和乙酸酯。较优选的是乙酸酯，特别是乙酸乙酯和丁酯。用于溶解或悬浮盐的优选有机溶剂选自(C1-C5)烷基醇、(C2-C8)亚烷基二元醇、(C3-C10)亚烷基二元醇醚、(C6)芳香烃、(C1-C2)烷基取代的芳香烃、氯取代的(C6)芳香烃、氯代的(C1-C2)烷基取代的芳香烃、(C6-C8)链烷烃、氯取代的(C1-C3)链烷烃和乙酸的(C1-C4)烷基酯。特别优选的一组溶剂选自1，2-亚乙基二醇、1，2-亚丙基二醇、1，3-丁二醇、二(1，2-亚丙基)二醇(dipropyleneglycol)、1，2-亚乙基二醇丁基醚、甲苯、一氯代苯、庚烷、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、乙酸乙酯和乙酸丁酯。在中和过程中，向式Ⅰ化合物盐的溶液或悬浮液中加入的氨量应少于或正好等于中和此盐所必需的化学计算量。应避免过量的氨以防止其与异噻唑酮游离碱反应，使产率降低，生成付产物而降低纯度，以及颜色加深。我们已经发现，通过监测被中和的式Ⅰ化合物溶液上部空间的氨蒸汽我们能够避免过量的氨。最好使用一个氨气敏感探测器或湿润的石蕊试纸准确地控制中和作用中所使用的氨量，以便所有的HmZ一但都被中和后，在异噻唑酮游离碱溶液中几乎没有或没有过量氨的累积。可用于异噻唑酮·HZ中和步骤中但不能用于前面的卤代/环化步骤中的溶剂是醇，如甲醇;二元醇，如1，2-亚乙基二醇、1，3-丁二醇、二(1，2-亚丙基)二醇和1，2-亚丙基二醇;以及二醇醚，如1，2-亚乙基二醇和二甘醇的甲基和丁基醚。最终的异噻唑酮游离碱可以在这些溶剂中配制，从而可消除中和作用后所需的溶剂去除步骤(通过真空汽提或蒸馏)。这些溶剂还可以与用于卤代/环化步骤的溶剂结合使用，即以混合物的形式使用。随着中和作用中选择的醇、二元醇或二醇醚，可以发现在异噻唑酮游离碱溶液中间(NH4)mZ盐的浓度大于预期的浓度，这些(NH4)mZ盐的浓度可通过以下手段降至可以接受的量，即在所选择的溶剂如二(1，2-亚丙基)二醇中配制最终的异噻唑酮游离碱，然后过滤。其它强酸盐例如(异噻唑酮)2·H2SO4或(异噻唑酮)·HFSO3盐可以用无水氨中和，生成异噻唑酮游离碱和不溶性的硫酸铵或氟磺酸铵。除了使用本专利技术的方法获得高纯度的无盐无水的通式异噻唑酮和异噻唑酮混合物外，还可使用本专利技术改变最初存在于式Ⅰ混合物中的两种或多种异噻唑酮的比例。例如，(5-氯-2-甲基-3-异噻唑酮/2-甲基-3-异噻唑酮)m·HmZ的3/1混合物可以使用氨仅部分地中和，然后分离出异噻唑酮游离碱(滤除剩留的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备下式３－异噻唑酮的方法：＊＊＊其中：Ｙ选自１至１０个碳原子的烷基或取代的烷基；２至１０个碳原子的未取代的或被卤素取代的烯基或炔基；以及多至１０个碳原子的芳烷基或被卤素、低级烷基、或低级烷氧基取代的芳烷基；Ｘ是氢或（Ｃ ↓［１］－Ｃ↓［２］）烷基；Ｘ↑［１］是氢、氯或（Ｃ↓［１］－Ｃ↓［２］）烷基；该方法包括：（ａ）无水氨与下式的异噻唑酮盐反应，＊＊＊.ＨｍＺ其中：Ｚ是氯、溴、硫酸根或氟磺酸根；当Ｚ是氯、溴或氟磺酸根时。ｍ是１； 当Ｚ是硫酸根时，ｍ是２；和（ｂ）从获得的异噻唑酮游离碱中分离出生成的（ＮＨ↓［４］）ｍＺ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉墨施巴路海比地嘎拉，罗伯特阿尔瓦伍德勒夫，芭利杰克本代尔，诺曼安德鲁雷斯特，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]