CN102726421A - 含有1,2-苯并异噻唑啉-3酮的水性组合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
提供使用含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物来简易且经济地制备水性组合物的方法。该含有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物的制备方法，其包含将含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物在碱金属氢氧化物的存在下进行加热处理的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及含有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物的制备方法。1,2-苯并异噻唑啉-3-酮是作为抗菌剂、防霉剂等有用的化合物。
背景技术
1,2-苯并异噻唑啉-3-酮是作为抗菌剂、防霉剂等有用的化合物，特别地，1,2-苯并异噻唑啉-3-酮可有效保护水性介质，使其免受微生物学上的腐败。具体地说，适用于胶乳的保护，例如作为用于保护丙烯酸（アクリル）和丙烯酸酯等涂料乳液的防腐剂来使用。
1,2-苯并异噻唑啉-3-酮在水中的溶解度低，不容易操作。而且已知，1,2-苯并异噻唑啉-3-酮为具有过敏性的化合物，由于其飞散性，有可能在多数个体中引起过敏。因此，为了易于操作、以及降低操作上的危险性等，通常将1,2-苯并异噻唑啉-3-酮在一缩二丙二醇等一种或一种以上的水混合性溶剂与水的混合物中转化为碱金属盐，形成水性组合物(专利文献1)。
而且，作为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的制备方法，已知将2,2’-二硫代水杨酸氯化而得到硫代水杨酸二氯化物，将上述硫代水杨酸二氯化物用氨进行处理，从而得到1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的铵盐，然后经过简单分离而得到1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(专利文献1)。
此外，作为在工业上有利地制备1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的方法，提出了使2-(烷基硫基)苄腈化合物与卤化剂在水的存在下进行反应的制备方法(专利文献2)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1] 美国专利第4188376号说明书
[专利文献2] 日本特开平08-134051号公报。
发明内容
但是，若利用专利文献1的方法，则由于使用比较昂贵的2,2’-二硫代水杨酸，且反应步骤数多，因此不能说是工业上可以令人满意的方法。此外，若利用专利文献2的方法，则虽然以比以往短的步骤且高收率得到1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，但是有可能生成副产物。上述副产物在专利文献1等中公开的通常利用的制备含有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物的方法中形成不溶物，因此需要通过过滤等来除去。
因此，期待使用作为工业上有利的制备方法的、使2-(烷基硫基)苄腈化合物与卤化剂在水的存在下进行反应的制备方法中得到的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，来简易且经济地制备含有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物的方法。
本发明提供使用含有上述不溶性的副产物的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物，来简易且经济地制备含有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物的方法。
本发明人等鉴于上述状况进行努力研究。结果发现上述不溶性的副产物为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮二聚化而成的N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)。进一步地，本发明人等发现，通过将含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物在溶剂和碱金属氢氧化物的存在下进行加热处理，N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)分解，转化为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的碱金属盐，因此不溶物消失，可以不经过过滤步骤来有效地制备水性组合物。溶剂由于在很多反应步骤中可以使该反应顺利进行，因此在上述加热处理中也使用了溶剂。
即，本发明涉及含有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物的制备方法，该方法包含将含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物在碱金属氢氧化物的存在下进行加热处理的步骤。
此外，本发明涉及上述加热处理在溶剂中进行的上述水性组合物的制备方法。更具体地说，涉及含有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物的制备方法，该方法包含将含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物在溶剂和碱金属氢氧化物的存在下进行加热处理的步骤。
对通过本发明得到的水性组合物中含有的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的量不加以限定，但是相对于水性组合物总质量优选为10～25质量%，更优选为15～25质量%。
本发明中使用的含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物可以为干燥物，但是从操作上的观点考虑，通常优选为含有10～20质量%的水的糊状物的方式。含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物中含有的N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的量，相对于上述混合物中含有的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮优选为10质量%以下。
本发明中使用的含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物中含有的N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的量，通过对上述混合物利用HPLC(高效液相色谱)进行测定来求得。而且，利用专利文献2等中公开的工业上的制备方法得到的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮中含有的N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的量，相对于1,2-苯并异噻唑啉-3-酮为0.001～10质量%的范围。
作为本发明中使用的碱金属氢氧化物，可以举出氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等。其中，优选使用氢氧化钠。此外，这些碱金属氢氧化物可以单独使用或组合2种以上来使用。上述碱金属氢氧化物通常优选与水混合而形成水溶液来使用。
上述碱金属氢氧化物的用量，相对于该混合物中含有的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮1摩尔，优选为0.8～1.05摩尔，更优选为0.95～1.02摩尔。
通常，溶剂是为了使反应顺利进行而使用的。本发明涉及的制备方法中的加热处理中，未必需要使用溶剂，但可以根据需要而使用溶剂。作为上述加热处理中使用的溶剂，不加以限定，但是优选是适合用于水性组合物的溶剂。通过使用适合用于水性组合物的溶剂，可以有效地得到适于使用的水性组合物。作为本发明涉及的制备方法中的加热处理中使用的溶剂，可以举出例如水混合性溶剂等。本说明书中使用的用语“水混合性溶剂”，表示可以与水混合的极性有机溶剂。作为上述水混合性溶剂，可以举出选自一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇、低级烷基卡必醇、甲醇和乙醇中的至少一种水混合性溶剂。其中，优选为一缩二丙二醇。上述溶剂的用量，相对于加热处理时的混合物总质量优选为65质量%以下，更优选为50～65质量%，进一步优选为50～60质量%。
对本发明涉及的水性组合物的制备方法中的加热处理的方法，不特别限定，可以将各成分混合后，一边进行搅拌一边进行。加热处理的温度优选为30～100℃，更优选为50～100℃，进一步优选为60～90℃。加热处理的时间根据加热处理的温度、以及含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物中含有的N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的量而有所不同，但是通常为0.5～24小时。
对各成分的混合方法不特别限定，例如可以使用将含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物根据需要与溶剂混合，一边搅拌一边滴加氢氧化钠等碱金属氢氧化物的水溶液的方法。
通过本发明的制备方法得到的水性组合物，为了形成适于使用的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的浓度，可以添加溶剂。作为适于使用的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的浓度，相对于水性组合物总质量，优选为10～25质量%，更优选为15～25质量%。
作为通过本发明的制备方法得到的水性组合物中添加的溶剂，不加以限定，可以举出选自一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇、低级烷基卡必醇、甲醇和乙醇中的至少一种水混合性溶剂。上述溶剂的用量，相对于溶剂添加后的水性组合物的总质量，优选为50～65质量%，更优选为50～60质量%。
根据本发明的制备方法，可以简易且经济地得到含有相对于水性组合物总质量优选为10～25质量%、更优选为15～25质量%的量的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物。此外，如上所述，加热处理时，通过使用水混合性溶剂作为溶剂，可以进一步有效地制备适于使用的水性组合物。
本发明中得到的水性组合物，可以在一直以来使用1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的任意一种应用中使用，不特别限定。实际使用本发明的水性组合物时，以形成适当浓度的方式添加到欲进行保护而免受由微生物导致的腐败的介质中。对介质中的浓度不特别限定，典型地，进行调整，以使1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的浓度为1000ppm以下。
根据本发明，可以使用含有作为不溶性的副产物的N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物来简易且经济地制备含有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物。
根据本发明，由于可以将以往作为不溶物通过过滤而除去、废弃的N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)转化为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的碱金属盐，因此实质上1,2-苯并异噻唑啉-3-酮增加，可以有效地利用废弃物。进一步地，不经过过滤步骤，通过简易操作而得到的水性组合物可以用作抗菌剂、防霉剂等。
具体实施方式
以下通过制备例、实施例和比较例进一步详细地说明本发明，但是本发明不仅仅限于这些实施例。
实施例1
在具有搅拌机、温度计和冷却管的内容积500ml的烧瓶中，将作为含有水11质量%的水性糊状物的、含有0.5质量%的N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物33.7g(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、0.197摩尔)、一缩二丙二醇82.5g混合。一边搅拌上述混合物，一边滴加30质量%氢氧化钠水溶液26.8g后，添加水7.0g。
目视确认不溶物的有无，结果在上述混合液中确认有不溶物。一边搅拌上述混合液一边在60℃保持5小时，结果未确认不溶物。
然后冷却至室温，不经过过滤步骤而得到无不溶物的含有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物。
在所得的水性组合物中，1,2-苯并异噻唑啉-3-酮为0.198摩尔。
实施例2
在具有搅拌机、温度计和冷却管的内容积500ml的烧瓶中，将作为含有水11质量%的水性糊状物的、含有5.0质量%的N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物35.8g(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、0.20摩尔)、一缩二丙二醇82.5g混合。一边搅拌上述混合物，一边滴加30质量%氢氧化钠水溶液26.8g后，添加水7.0g。
目视确认不溶物的有无，结果在上述混合液中确认有不溶物。一边搅拌上述混合物，一边在90℃保持5小时，结果未确认不溶物。
然后冷却至室温，不经过过滤步骤而得到无不溶物的含有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物。
在所得的水性组合物中，1,2-苯并异噻唑啉-3-酮为0.21摩尔。
比较例1
与实施例1同样地将各成分混合后，一边搅拌混合物一边在25℃保持15小时。此时，目视确认不溶物的有无，结果确认有不溶物，因此，进一步在25℃继续搅拌，但是即使经过24小时后，还确认有不溶物。而且，上述不溶物为N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)。此外，在25℃保持15小时后目视观察到的不溶物的量与在25℃保持24小时后目视观察到的不溶物的量之间未观察到有显著变化。
Claims (5)
1.含有1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的水性组合物的制备方法，其包含将含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物在碱金属氢氧化物的存在下进行加热处理的步骤。
2.如权利要求1所述的水性组合物的制备方法，其中，上述加热处理在溶剂中进行。
3.如权利要求1或2所述的水性组合物的制备方法，其中，含有N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮混合物中含有的N,N’-亚甲基双(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)的量，相对于1,2-苯并异噻唑啉-3-酮为10质量%以下。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的水性组合物的制备方法，其中，加热处理的温度为30～100℃。
5.如权利要求2～4中任意一项所述的水性组合物的制备方法，其中，上述溶剂含有选自一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇、低级烷基卡必醇、甲醇和乙醇中的至少一种水混合性溶剂。
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