异噻唑啉酮类化合物做为工业杀菌剂的发展历程
2016-10-13 10:23:55
天纬化学
1009
工业杀菌剂是在工业领域中用以杀灭或抑制微生物生长的制剂。异噻唑啉酮类化合物
(I)是一类新型的高效广谱杀菌剂,具有杀菌、杀藻防霉等性能,从80年代开始已广泛用于工业各个领域[2-3]。目前已商品化的有Gathon C G,
和
的混合物(Ⅱ),美国Rohm and Haa公司生产。文献报道杀菌效果最好的是
(Ⅲ)。然而,这类化合物在使用中有三大缺点:一是水溶性差,二是对皮肤有较强腐蚀性,三是熔点低,不便于做成制剂。我们在拟定Ⅲ的简易合成路线的同时,参考有关文献[4~7],以Ⅲ为客体,与主体双酚F制成包合物(Ⅳ),而以双酚F为主体化合物未见文献报道,其包合物收到理想的杀菌效果。化合物Ⅲ英文名是5-chloro-2-n-octyl-4-isothia-olin-3-one,简称COIO;中文名是5-氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮。作者提出的合成路线如下：
:
其中用正辛胺对酯进行胺解一步未见文献报道。三步总收率为16.7%。双酚F及包合物的反应过程为：
:
中间及最终产物经测定熔点、IR以及1HNMR谱等数据予以确认,并补充了文献没有报道的部分波谱数据。最终产物经抑菌试验得到理想的效果。
近几十年来，一些杂环化合物如异唾哇琳酮类衍生物(结构式见图1)，因其优良性能成为新型杀菌剂开发的主流，被广泛研究和投人工业应用。20世纪50年代末期，一些简单的异唾哇琳酮化合物的杀菌作用引起化学家的广泛兴趣，20世纪60年代中期Goerdeler和Mittler最早提出该类化合物的合成方法。之后美国Rohm & Haas公司对其进行研制并于20世纪70年代初最先取得专利「[8]，注册为kathon系列产品〔[9-16]，此后该类化合物开始逐渐应用于工业生产。
图1一些异唾哇琳酮衍生物的结构
到20世纪80代后期，国外对这类化合物的研究达到了高潮。最初应用于工业杀菌剂的异唾哇琳酮衍生物主要是5-氯-2一甲基一4一异唾哩琳-3-酮(CMIT)和2一甲基一4一异唾哇琳-3-酮(MIT)。随着新的衍生物成分的不断开发，该类产品在杀菌性能及使用范围上的优良性能逐渐被人们认识。1986年Godfrey合成了一种新的异唾哇琳酮化合物，5一苯氧基一4-澳-2-节基一3一异唾哇琳酮(图la)，它可以用作植物生长调节剂、农用化学品和工业杀菌剂。1990年Collie:和Ramsey合成1,2一苯并一3一异噬哇琳酮(图2)[17]，是一种具有高效广谱杀菌性能的新型衍生物，不但对细菌、真菌、放线菌有明显抑制作用，对植物的腐烂病、动物标本保存、皮革保存等也有良好的防治效果。1991年Amic合成5-氯-2- (4-抓苯基)-3一异唆哇琳酮(图1b)1"，生物学检测发现该化合物在较小的浓度下((4-200 mg/kg)就可以有效抑制金黄色葡萄球菌、铜绿假单细胞菌和尼日尔曲霉菌等各种微生物。1999年初由美国Rohm邑Haas公司开发的4,5一二氯-2一正辛基一4一异唾哇琳-3-酮(DCO-IT)化合物，是在世界范围内广泛用于船舶涂料的对环境友好的海洋防污剂，在1996年赢得了Presidential Green Chemistry Challenge奖，有绿色防污剂之称(图2)0 2002年Morales和Abadia等人报道了4,5一二氯-2一壬基一3一异唾哇琳酮的有机锡化合物可作为一种性能良好的抗菌剂(图lc),用于海洋防腐涂料的配方中。2004年日本的Oki-moto和Mukunoki等人报道了4,5一二氯-2一辛基一3-异唾哇琳酮(图1d)用于船舶、鱼网的防腐及地下水系的抑菌.
我国该类杀菌剂的研究兴起于20世纪80年代末，最早作为化妆品防腐防霉剂介绍到国内市场，90年代初开始在工业循环冷却水中作杀菌灭藻剂得到广泛应用，有不少关于新型衍生物合成和其抑菌性能的报道，早期的研究主要集中在对已知异唾哇琳酮类衍生物合成的探索以及杀菌效果的检测上，近些年来才进人自主研究开发阶段。从1998年浙江省化工研究院[19]到2008年中国科学院海洋研究所[20]，相继有人合成了新型的异唾哇琳酮类衍生物，并对其在化妆品、清洁用品、工业冷却循环水等领域内的防腐防霉性能做了详细的研究。新型的异唾哇琳酮类衍生物的开发及其生物学功能的系列研究，大大的加速了工业杀菌剂的发展，为研制新型的能在工业上广泛应用的高效杀菌剂提供了重要的理论基础和指导意义。
我公司推出3Q系列杀菌剂、防腐剂、 杀菌剂，主要应用在石油化工、电力冶金等工业循环水处理，造纸工业，木材工业，涂料工业、皮革行业、日化行业及金属切削液等行业的杀菌，防腐，防霉。