[发明专利]无盐无水的3-异噻唑酮化合物的制备

说明书

本发明涉及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，所以通常都需要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。

本发明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发明来实现。本发明包括制备下式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。