专利名称：新型巯氧吡啶复合化合物、其生产方法及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及含无机金属化合物和巯氧吡啶(pyrithione)金属盐的无机/有机化合物的新型复合(complex)化合物，生产该复合化合物的方法，和该复合化合物的用途。本发明尤其涉及含金属如锌、铜或铝的氧化物或氢氧化物和高含量的巯氧吡啶金属盐的复合化合物，生产该复合化合物的方法和该复合化合物的用途。本发明的复合化合物涉及新型巯氧吡啶复合化合物，它的每一效果均优异且具有各种性能，其优于目前在护发产品如洗发剂和护发素中配制的巯氧吡啶锌，作为在轮船底部油漆中配制的水下防污剂和鱼场用网的防污剂的巯氧吡啶锌或巯氧吡啶铜，作为抗菌/抗真菌剂加入到聚合物材料例如塑料产品、橡胶产品和纤维产品中或者作为防腐/防霉剂用于含水产品和家用制品例如工业水、乳液、水悬浮液产品和木材处理剂的巯氧吡啶锌，和作为足粉中配制的抗菌/除臭剂的巯氧吡啶锌。
背景技术：
添加巯氧吡啶金属盐到部分金属氧化物或金属氢氧化物中所使用的技术是已知的。例如，在日本专利申请(特开)公开No.2002-521339中描述了关于形成金属巯氧吡啶作为在用作芯的金属氧化物或金属氢氧化物表面上的壳和关于杀虫复合材料的技术。然而，在这些技术中，加入到金属氧化物或金属氢氧化物中的金属巯氧吡啶的用量基于金属氧化物或金属氢氧化物，仅仅为约10WT％，和巯氧吡啶金属盐的生物活性因此不是充分有效。
此外，通过使用金属巯氧吡啶和金属氧化物或金属氢氧化物提高金属巯氧吡啶效率的技术是已知的。例如，日本专利申请(特开)公开No.2003-522734建议使用氧化锌、氧化铜、氢氧化锌或氢氧化铜和金属巯氧吡啶的结合物增加抗菌和抗真菌效率。然而，只要金属氧化物或金属氢氧化物不生成金属离子，则这一结合效果没有得到开发，因此使用这一结合限于含水产品，因此得不到稳定的效果。
此外，在日本专利申请(特开)公开(JP-A)No.51-95078中，公开了其中吡啶硫醇与锌盐在碱和水存在下反应的方法作为生产2-吡啶基硫醇锌氧基络合物的方法。生产这一络合物的方法类似于生产巯氧吡啶复合化合物的方法，所述巯氧吡啶复合化合物是当在下文所述的式(I)表示的化合物当中，M是锌、Q是一个氧原子、D是巯氧吡啶锌，y＝0，p+2q＝0，n＝0，A或B不存在，和x为1/3时获得的化合物。然而，这两种方法在待生产的产品及其在下述点上的效果方面彼此不同，第一，在两种方法中获得的材料彼此不同，和第二，本发明的巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物具有杀虫活性，而上述2-吡啶基硫醇锌氧基络合物显示出防止因与重金属接触引起的树脂劣化的效果。
专利参考文献1日本专利公开(特开)No.2002-521339。
专利参考文献2日本专利公开(特开)No.2003-522734。
专利参考文献3日本专利公开(特开)No.S51-95078。
发明公开 已付诸实际应用的巯氧吡啶锌或巯氧吡啶铜是其中以下所示的结构式的化合物，且每一应用中因该化合物性能而受到高度评价，但不一定不具有关于效率、效果、物理化学性能、稳定性等问题。
在该式中，X表示1/2Zn 1/2Cu金属。
关于在护发产品例如洗发剂和护发素中用作去头屑剂的巯氧吡啶锌，自从巯氧吡啶锌投放市场已经过去了40多年。然而，希望赋予这一巯氧吡啶锌更强烈和更稳定的效果。
作为在轮船底部油漆中配制的水下防污剂和鱼场用网的防污剂的巯氧吡啶锌和巯氧吡啶铜具有关于在海水中溶解度的问题。由于环境毒性问题已经不再使用的含有机锡的防污剂与作为粘合剂的丙烯酸树脂结合且是与树脂一体化并通过水解在海水内洗脱的所谓的自抛光类型的树脂。这一防污剂非常有效地产生其效果。然而，巯氧吡啶类型的防污剂没有与树脂结合，因此具有关于这一洗脱机理的问题，所述洗脱机理是所述防污剂比树脂更快速地洗脱，或者甚至当它与树脂一起洗脱时，也没有充分地溶解海水内，这是因为巯氧吡啶类型的防污剂和自抛光类型的树脂之间存在溶解度的差别。具体地说，巯氧吡啶锌在海水内的溶解度太高，而巯氧吡啶铜在海水内的溶解度太低。与其它抗菌和抗真菌剂相比，用作聚合物材料中的抗菌和抗真菌剂的巯氧吡啶锌具有不那么令人满意的效果，且还具有在加工过程中热稳定性方面的问题和产品的耐用性方面的问题。用作乳液油漆、粘合剂、涂料色料、聚合物乳液和工业水的防腐剂的巯氧吡啶锌，尤其对属于假单胞菌(Pseudomonas)属的细菌具有令人不满意的效果。此外，用作足粉的巯氧吡啶锌不一定具有充分的抗菌/除臭效果。
本发明的发明人进行了深入研究以解决上述问题，结果令人惊奇地发现，用下式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物解决了常规的巯氧吡啶锌或铜具有的上述问题。本发明的巯氧吡啶复合化合物基本上不同于通过常规技术获得的巯氧吡啶复合化合物，因为它不是金属氧化物或金属氢氧化物表面上的加合物，相反是具有一定化学结构的均匀的复合化合物。
因此，本发明涉及(1)用式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物xMQ·yM′Q′·D·[Ap·Bq]·nH2O (I)
其中，M表示二价金属，M′表示三价金属，Q表示一个氧原子或两个羟基，Q′表示3/2个氧原子或3个羟基，x、y、p、q和n分别表示0或满足下述方程式的正数0≤x≤7，0≤y≤6，0≤p+2q＜6/5和0≤n≤7(条件是x和y不同时为0)，当x≠0时，D表示M(Py)2-p-2q，和当x＝0时，D表示M′(Py)3-3p/2-3q，Py表示2-吡啶基硫-N-氧化物，A表示除了Py以外的单价阴离子或者不存在，和B表示二价阴离子或者不存在；(2)根据以上(1)的巯氧吡啶复合化合物，其中，在式(I)中，M是至少一种选自Zn和Cu中的二价金属，M′是Al，A是选自Cl和NO3中的单价阴离子或者不存在，B是至少一种选自CO3和SO4中的二价阴离子或者不存在，和x、y、p、q、n、Q、Q′和D分别具有与以上相同的含义；(3)根据以上(1)的巯氧吡啶复合化合物，其中，在式(I)中，M是锌，Q是一个氧原子，D是巯氧吡啶锌，y＝0，p+2q＝0，n＝0，A和B不存在，和x是1/3；(4)根据以上(1)的巯氧吡啶复合化合物，其中，在式(I)中，M是铜，Q是一个氧原子或者两个羟基，D是巯氧吡啶铜，y＝0，p+2q＝0，0≤n≤1，A和B不存在，和x是1/3。
(5)一种生产下式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物的方法xMQ·yM′Q′·D·[Ap·Bq]·nH2O (I)其中，M表示二价金属，M′表示三价金属，Q表示一个氧原子或两个羟基，Q′表示3/2个氧原子或3个羟基，x、y、p、q和n分别表示0或满足下述方程式的正数0≤x≤1，0≤y≤1，0≤p+2q＜6/5和0≤n≤2(条件是x和y不同时为0)，当x≠0且y＝0时，D表示M(Py)2-p-2q，和当x＝0且y≠0时，D表示M′(Py)3-3p/2-3q，其中Py表示2-吡啶基硫-N-氧化物，以及A和B不存在，和x或者y是0，该方法包括添加1/2-2摩尔当量的二价或三价水溶性金属盐的水溶液和3/4-3摩尔当量的碱性氢氧化物水溶液到碱性巯氧吡啶水溶液中，并使该混合物在pH9-12下反应，收集沉淀；
(6)一种生产下式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物的方法xMQ·yM′Q′·D·[Ap·Bq]·nH2O (I)其中，M表示二价金属，M′表示三价金属，Q表示一个氧原子或两个羟基，Q′表示3/2个氧原子或3个羟基，x、y、p、q和n分别表示0或满足下述方程式的正数0≤x≤7，0≤y≤6，0≤p+2q＜6/5和0≤n≤7(条件是x和y不同时为0)，D表示M(Py)2-p-2q，其中Py表示2-吡啶基硫-N-氧化物，A表示除了Py以外的单价阴离子或者不存在，B表示二价阴离子或者不存在；和x≠0且y≠0，该方法包括添加二价金属的水溶性盐和三价金属的水溶性盐到含有碱性巯氧吡啶、碱性氢氧化物，和视需要的除了巯氧吡啶以外的单价阴离子和/或二价阴离子的水溶液中，调节混合物到pH8-10，并收集所得沉淀。
(7)根据以上(6)的生产巯氧吡啶复合化合物的方法，其中，在式(I)中，M是Zn，M′是Al，A是至少一种选自Cl和NO3中的单价阴离子或者不存在，B是至少一种选自CO3和SO4中的二价阴离子或者不存在，和x、y、p、q、n、Q、Q′和D分别具有与以上相同的含义；(8)根据以上(5)的生产巯氧吡啶复合化合物的方法，其中，在式(I)中，M是锌，Q是一个氧原子，D是巯氧吡啶锌，y＝0，p+2q＝0，n＝0，A和B不存在，和x是1/3；(9)根据以上(5)和(8)中任何一项的生产巯氧吡啶复合化合物的方法，其中巯氧吡啶复合化合物含有氧化锌或氧化锌和巯氧吡啶锌的混合物作为副产物，和在热分析(DTA)中的放热峰值温度为322-335℃；(10)根据以上(5)的生产巯氧吡啶复合化合物的方法，其中，在式(I)中，M是铜，Q是一个氧原子或者两个羟基，D是巯氧吡啶铜，y ＝0，p+2q＝0，0≤n≤1，A和B不存在，和x是1/3；(11)根据以上(5)和(10)中任何一项的生产巯氧吡啶复合化合物的方法，其中巯氧吡啶复合化合物含有氧化铜(II)或氧化铜(II)和巯氧吡啶铜的混合物作为副产物，和在热分析(DTA)中的放热峰值温度为282-294℃；
(12)一种去头屑剂，它包括一种或多种根据以上(1)-(4)任何一项的巯氧吡啶复合化合物；(13)一种护发产品，它包括根据以上(12)的去头屑剂，或者去头屑剂和氧化锌；(14)一种水下防污剂，它包括一种或多种根据以上(1)-(4)任何一项的巯氧吡啶复合化合物；(15)一种水下防污剂，它包括一种或多种根据以上(1)-(4)任何一项的巯氧吡啶复合化合物，粘合剂和无机铜化合物和/或无机锌化合物作为有效组分；(16)根据以上(15)的水下防污剂，其中粘合剂是丙烯酸树脂，无机铜化合物是选自氧化铜(I)、氧化铜(II)和硫氰酸铜中的至少一类，和无机锌化合物是氧化锌；(17)一种防腐/防霉剂或抗菌/抗真菌剂，它包括一种或多种根据以上(1)-(4)任何一项的巯氧吡啶复合化合物作为有效组分；和(18)一种含水产物，它包括根据以上(3)的巯氧吡啶复合化合物或巯氧吡啶化合物和氧化锌和2-异噻唑酮类防腐剂的混合物。
在本发明的上式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物中，用M表示的二价金属的实例包括Zn、Mg、Ca、Ba、Cu和Fe，用M′表示的三价金属的实例包括Al和Fe。尽管可使用任何材料作为这些金属的水溶性盐，但优选使用硝酸盐、硫酸盐、盐酸盐等。
碱性巯氧吡啶的优选实例包括巯氧吡啶的钠盐或钾盐，其中更优选钠盐。
用A表示的除了Py以外的单价阴离子的实例包括单价无机阴离子，例如NO3-和Cl-，和一元有机酸，例如乙酸、丙酸、苯甲酸和苯磺酸。用B表示的二价阴离子的实例包括无机阴离子，例如CO22-、SO42-、HPO42-和HPO32-和二元有机酸，例如琥珀酸、邻苯二甲酸、水杨酸和马来酸。
在式(I)中，x、y、p、q和n分别表示0或满足下述方程式的正数0≤x≤7，0≤y≤6，0≤p+2q＜6/5和0≤n≤7(条件是x和y不同时为0)，更优选下述方程式当x≠0且y＝0或x＝0且y≠0时，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤p+2q＜2/5和0≤n≤2，和下述方程式当x≠0且y≠0时，0≤x≤5，0≤y≤3，0≤p+2q＜2/5和0≤n≤4(条件是x和y不同时为0)。
可以以下述方式获得其中x≠0且y＝0或x＝0且y≠0的用式(I)表示的巯氧吡啶化合物将用M表示的二价金属的水溶性盐或者用M′表示的三价金属的水溶性盐加入到通过添加碱性氢氧化物，例如氢氧化钠、氢氧化钾和氨水，和优选氢氧化钠到巯氧吡啶的碱金属盐，例如钠盐或钾盐和优选钠盐中而制备的混合水溶液中，在pH 9.0-12.0，和优选9.5-11.5下使混合物反应，然后视需要，调节所得混合物到pH 7-10，和优选8-10，接着在0-80℃，和优选10-60℃下老化该混合物1-10小时，和优选3-5小时。
关于待使用的每一原材料，仅仅要求基于巯氧吡啶的碱金属盐，以3/4-3摩尔当量，和优选1-2摩尔当量的用量配制碱性氢氧化物，和1/2-2摩尔当量，和优选1-3/2摩尔当量的用量配制二价或三价金属的含水盐。此外，每一原料优选用作浓度为0.01-10mol和优选0.02-5mol的水溶液。当使用这些原材料并反应时，硫酸锌和氢氧化钠对巯氧吡啶钠各自的摩尔比为2，反应溶液的pH为7，因此，尽管老化工艺在pH9.5下进行，但没有产生巯氧吡啶复合化合物。此外，当在反应中pH为12.0或更高时，巯氧吡啶复合化合物的产率大大下降。
可以以下述方式获得其中x≠0和y≠0的用式(I)表示的巯氧吡啶化合物将用M表示的二价金属的水溶性盐或者用M′表示的三价金属的水溶性盐加入到巯氧吡啶的碱金属盐，例如钠盐或钾盐，碱性氢氧化物，例如氢氧化钠、氢氧化钾和氨水，和优选氢氧化钠，和视需要的用A或B表示的单价或二价阴离子的碱金属盐，例如钠盐或钾盐的混合水溶液中，调节该混合物到pH7-11，和优选8-10，并在0-60℃，和优选10-30℃下反应1-6小时，和优选1-3小时，以获得目标巯氧吡啶复合化合物作为沉淀。
通过反应获得的这些沉淀尽管可通过过滤收集，但优选在热水中经7-25小时，在90-120℃下经7-25小时原样处理，或者在通过过滤收集之后用水洗涤，制造湿饼，然后将所述湿饼转移到水下中，视需要用水洗涤，然后在热水中在90-120℃下处理7-25小时，然后收集。以这一方式获得的沉淀在50-60℃下干燥约5小时，接着粉碎形成白色粉末。
若巯氧吡啶碱金属盐首先与用M表示的二价金属的水溶性盐和用M′表示的三价金属的水溶性盐混合，则产生金属巯氧吡啶，且仅仅不足地获得目标巯氧吡啶复合化合物。
关于待使用的每一原材料之比，可以以相当于目标巯氧吡啶复合化合物的百分组成的比例使用每一原材料。此外，每一原材料可作为含有浓度为0.01-10摩尔和优选0.02-5摩尔的每一原材料的水溶液形式混合。
用本发明的式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物是其中40wt％或更高，和优选80wt％或更高的除了Q或Q′以外的阴离子用巯氧吡啶取代的那些。
用式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物象常规的巯氧吡啶锌一样，用作在护发产品，例如洗发剂和护发素中配制的去头屑剂。对秕糠状鳞斑霉(Malassezia furfur)的生长抑制效果(MIC)(它是去头屑效果的指数)与巯氧吡啶锌相同。此外，对白化兔的眼膜粘膜的初步刺激(根据Draize方法的标准)表明，当作为2.0wt％含水悬浮液滴入眼睛内时，具有与巯氧吡啶锌相同的结果(轻微的刺激剂)。然而，本发明的巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物具有成为一类新型的护发产品的可能性，它不仅对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和大肠杆菌(Escherichia coli)(它们是皮肤上的寄居动物)具有比巯氧吡啶锌高的抗菌能力，而且与此同时具有去头屑效果和头发生长效果。美国专利No.6033653建议氧化锌具有头发生长效果，且在洗发剂内以1.25-1.56wt％的用量以头发再生长剂形式配制。然而，更有效的是采用巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物形式的氧化锌，与无机氧化锌化合物形式相比，其对头皮具有高的亲合力。此外，将巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物和巯氧吡啶锌分别以2wt％的用量加入到纯水中，并使每一悬浮液在光线充足的室内静置，以观察悬浮液的变色程度。结果，通过添加巯氧吡啶锌获得的上清液在1周之后变为黄色，而通过添加本发明的复合化合物而获得的液体变色的程度使得它变为轻微的黄色。这显然表明，通过配制本发明的复合化合物而制备的洗发剂对光更加稳定。
在液体洗发剂内，以0.5-5wt％，和优选1-3wt％的浓度，在奶油状洗发剂中，以上述浓度的1或2倍的浓度，在护发素中，以0.1-1wt％，和优选0.2-0.6wt％的浓度配制本发明的复合化合物。
此外，作为洗发剂的基本成分，尤其使用阴离子表面活性剂，例如硫酸月桂酯、硫酸乙氧基月桂酯或磺酸烷基芳酯的每一钠盐、三乙醇胺盐或铵盐，和非离子表面活性剂中的至少一类或两类或更多类，例如聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸酯，除此以外，还添加纯水，发泡剂、香料、增稠剂和防腐剂中的一类或两类或更多类，且还添加各种活性成分和/或功能性组分，以满足消费者。
用上式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物用作轮船底部油漆的防污剂，鱼场用网的防污剂和水下结构材料的防污剂。与替代有机锡常常用作轮船底部油漆的防污剂的巯氧吡啶锌和巯氧吡啶铜相比，这一化合物在海水中具有更优选的溶解度。例如，本发明的巯氧吡啶复合化合物在海水中具有接近于自抛光树脂的溶解度。巯氧吡啶锌和巯氧吡啶铜在海水内的溶解度分别为6ppm或更高，和0.2ppn或更低，而巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物和巯氧吡啶铜/氧化锌复合化合物在海水内的溶解度分别为约3-4ppm和约0.6ppm。因此可改进巯氧吡啶锌太快地洗脱，和巯氧吡啶铜在冰冷的海水区域内溶解性差的常规问题。
在轮船底部油漆中，以0.1-15wt％，和优选1-5wt％的用量，和在鱼场用网的防污剂中以0.1-10wt％，和优选1-7wt％的用量配制本发明的巯氧吡啶复合化合物。
作为轮船底部油漆的粘合剂，例如使用丙烯酸树脂、乙烯基树脂或氯化橡胶。关于丙烯酸树脂，大量的注意力尤其集中在藉助锌或铜原子，通过结合有机硅基或者有机酸基与一部分丙烯酸基，通过水解成水溶性类型，从而逐渐溶解在海水内的这一类粘合剂，以赋予自抛光功能。
用作防污剂的金属巯氧吡啶在藻类上是有效的，但在动物类型的有机物，例如corn barnacle上不一定有效。为此，这些金属巯氧吡啶通常与一种或两种或多种铜化合物，例如氧化亚铜和硫氰酸铜结合使用。此外，为了获得“优选的洗脱浓度/时间”曲线，本发明的巯氧吡啶复合化合物可与迄今为止使用的巯氧吡啶锌或巯氧吡啶铜结合使用。为了获得额外的补充或者协同效果，本发明的巯氧吡啶复合化合物可与一类或两类或更多类除了铜化合物例如氧化亚铜和硫氰酸铜以外的防污活性组分结合使用，例如氧化锌、二硫代氨基甲酸化合物的重金属盐，二硫化四烷基秋兰姆化合物，4，5-二氯-N-辛基-1，2-异噻唑啉-3-酮(商品名“Sea Nine”，由Rohm and Haas制造)，三苯基硼烷吡啶盐和由Ciba Specialty Chemicals Inc.制造的三嗪类化合物“Irgarol 1051”。溶剂如二甲苯进一步用作除了粘合剂和防污剂以外的基本组分，和通过使用颜料和增量剂，调节该组合物到合适的PVC(颜料体积浓度)。此外，视需要，除了添加松香控制上述铜化合物的洗脱并改进涂布功能以外，还可使用一种或多种粘度调节剂、分散剂和防起皮剂。
当本发明的巯氧吡啶复合化合物用作鱼场用网的防污剂时，可将它与粘合剂如丙烯酸树脂(它是一种基本组分)、溶剂如二甲苯，至少一类或更多类的铜粉、氧化亚铜、三苯基硼烷化合物和重金属二硫代氨基甲酸盐化合物(它对防止水吸虫类粘附尤其有效)结合使用。此外，本发明的巯氧吡啶复合化合物可与洗脱控制/效果促进剂，如叔壬基多硫化物结合使用。
本发明的巯氧吡啶复合化合物当它是其中x≠0和y＝0的情况下的金属氧化物和金属巯氧吡啶的典型的复合化合物时，它在抗菌和抗真菌机理方面不同于当它是其中x≠0和y≠0的情况下的水滑石的典型的复合化合物时的抗菌和抗真菌机理。具体地说，在前一情况下，金属氧化物和金属巯氧吡啶在二者彼此联合的条件下，渗透到细菌的细胞内，由于二者的协同效果导致产生1-4倍于金属巯氧吡啶的抗菌和抗真菌活性。在巯氧吡啶金属盐和前述已知领域的金属盐的混合物的情况下，若金属氧化物不形成金属离子如锌和铜离子，则二者不产生协同效果。然而，在本发明的复合化合物的情况下，金属氧化物即使它不是金属离子形式，则它也渗透到细胞内，结果可毫无失败地产生协同效果。在后一情况下，巯氧吡啶复合化合物具有较高的耐用性，和通过氯离子的阴离子交换释放在巯氧吡啶复合化合物内的巯氧吡啶阴离子。因此，这一复合化合物可用作氯乙烯树脂的抗菌剂和抗真菌剂，和稳定剂，其中所述氯乙烯树脂因劣化而倾向于生成游离氯化氢。
用上式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物以抗菌和抗真菌剂形式配制，其含量为在聚合物材料，例如塑料、橡胶和纤维和家用制品，例如盥洗制品和厨房制品内0.01-0.5wt％的用量。在含水产物，例如工业水、乳液和含水悬浮液中，以防腐剂形式配制本发明的巯氧吡啶复合化合物或者替代常规的巯氧吡啶锌。在这些目的中，本发明的巯氧吡啶锌复合化合物制成5-20wt％的含水悬浮液，所述含水悬浮液另外含有增稠剂和视需要的消泡剂。根据其用途或目的，基于活性成分的基本组成，稀释巯氧吡啶复合化合物的浓度到0.01-0.5wt％的浓度。工业水包括例如冷却塔用的循环水，和造纸用的白水，乳液包括例如原料聚合物乳液，乳液油漆和粘合剂，和水悬浮液产物包括钻孔水和涂布色料。此外，本发明的巯氧吡啶复合化合物以用于木材的抗真菌剂形式配制，其含量为在油状悬浮液，例如煤油或在水悬浮液内1-20wt％的用量。
当通过在聚合物材料，例如塑料产品、橡胶产品和纤维产品内捏合使用本发明的巯氧吡啶复合化合物时，它的抗菌和抗真菌效率优于巯氧吡啶锌，且长期效率也优于巯氧吡啶锌，这是因为它迁移到树脂、橡胶或纤维表面上慢于巯氧吡啶锌。此外，通过本发明的方法生产的巯氧吡啶复合化合物通常含有金属氧化物，例如氧化锌作为副产物。然而，这些金属氧化物与巯氧吡啶复合化合物和提高热分解温度的伴随生产的金属巯氧吡啶有关，因此，本发明的巯氧吡啶复合化合物在加工过程中具有优异的热稳定性。
当一旦使用将本发明的巯氧吡啶复合化合物加入到前述含水产品中时，则优选将它与其它工业杀虫剂结合使用。一般来说，巯氧吡啶化合物是具有宽的细菌和真菌谱的杀虫剂。然而，它对属于假单胞菌属的细菌的效果相对较弱，和它与例如对假单胞菌属具有强活性的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、释放甲醛类型的溴硝丙二醇或1，3，5-三(2-羟乙基)六氢-s-三嗪结合使用是有效的。此外，广泛用作防腐剂的2-异噻唑啉酮类化合物，例如1，2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮是对皮肤严重的刺激剂，因此要求在配制中仔细处理。然而，若这些2-异噻唑啉酮类化合物与本发明的巯氧吡啶复合化合物结合使用的话，则可缓和对皮肤的刺激。
当在本发明中用式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物在足粉中用作抗菌和抗真菌剂时，优选在介质，例如滑石、高岭土或松香中以0.05-10.0wt％，和优选0.5-5wt％的用量配制它，然后添加小量香料，和所得粉末原样使用或者在将它制成气溶胶形式之后使用。本发明的巯氧吡啶复合化合物具有优良的抗菌和抗真菌效果，因此抑制细菌的生长，所述细菌会引起生成难闻的臭味，和作为复合化合物或者副产物包含的金属氧化物，例如氧化锌与恶臭味的有机酸或脂肪酸，例如乳酸、丁酸和己酸反应，产生除臭效果。本发明的巯氧吡啶复合化合物尤其在鞋子中具有抗菌和除臭活性的效果。
附图简述
图1是在实施例3中的白色粉末的X-射线衍射图表。
图2是在实施例3中的氯仿提取物的X-射线衍射图表。
图3是巯氧吡啶锌(由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造的试剂)的X-射线衍射图表。
图4是在实施例3中的白色粉末的IR图表。
图5是在实施例8中的暗绿色粉末的X-射线衍射分析。
图6是在实施例8中的氯仿提取物的X-射线衍射图表。
图7是在实施例9中的暗绿色粉末的X-射线衍射分析。
图8是在实施例9中的氯仿提取物的X-射线衍射图表。
图9是巯氧吡啶铜(由API Corporation制造)的X-射线衍射图表。
图10是在实施例12(ii)中的白色粉末的X-射线衍射图表。
图11是碳酸类型的水滑石Zn4Al2(OH)12(CO3)·3H2O的X-射线衍射图表。
符号说明 A巯氧吡啶锌B氧化锌C巯氧吡啶铜D氧化铜(II)
E氢氧化铜(II)F碳酸制造的水滑石实施本发明的最佳模式 通过实施例详细地描述本发明。
实施例1 化合物(1)的合成在300ml锥形烧瓶中结合并放置41.5ml 1mol巯氧吡啶钠的水溶液和50ml 2mol的氢氧化钠NaOH水溶液，然后保持在20℃下。经70分钟逐滴添力120ml含有12.0g硫酸锌ZnSO4·7H2O(它与巯氧吡啶钠等摩尔量)的水溶液到上述混合物中，结果混合物混浊(pH约11)。通过添加5ml浓盐酸到其中，并连续搅拌另外4小时，从而调节混浊的液体到pH9.5。使用No.2滤纸过滤反应液体，并将所得固体返回到含有100ml水的200ml烧杯中，然后用水通过滗析洗涤。使用No.2滤纸由混浊液体通过过滤获得的固体在50℃下干燥5小时，并粉碎，获得8.3g白色粉末。
从滤液和洗涤所使用的溶液中回收的巯氧吡啶钠的量为0.03g巯氧吡啶铁。
对所得白色粉末进行X-射线衍射分析，得到的结果是衍射图案表明存在巯氧吡啶锌和氧化锌。
实施例2 化合物(2)的合成在以上的实施例1中，在调节到pH9.5之后，进一步搅拌混浊的液体，而不是进行搅拌操作4小时，然后升高反应液体到90-100℃，接着搅拌1小时。反复用水洗涤3次。除了上述操作以外，使用与实施例1中所使用的相同原材料以与实施例1相同的方式进行相同的工序，获得7.4g白色粉末。
从滤液和洗涤所使用的溶液中回收的巯氧吡啶钠的量为0.13g巯氧吡啶铁。
对所得白色粉末进行X-射线衍射分析，结果是该图表表明获得与实施例3 化合物(3)的合成在10L玻璃反应器内结合并放置1000ml含有260.4g(1.75mol)巯氧吡啶钠的水溶液和1800ml含有152g(3.8mol)氢氧化钠的水溶液，然后保持在20℃下。经100分钟逐滴添力4000ml含有506g(1.75mol)硫酸锌ZnSO4·7H2O的水溶液到上述混合物中，引起溶液变混浊(pH约11)。逐滴添加约180ml浓盐酸到该液体中，调节pH到9.5。然后，在约20℃下保持该液体，并连续搅拌约4小时。使用No.2滤纸对反应液体进行过滤，并将所得固体返回到含有2000ml纯水的10升反应器中，用水通过滗析洗涤。反复这一水洗2次，证明滤液没有因铁(II)离子而着色成紫罗兰色。然后，使用No.2滤纸通过过滤获得的固体在50℃下干燥5小时，并粉碎，获得344.2g白色粉末。固体的熔点为250℃或更高。
对所得白色粉末进行X-射线衍射分析，结果该图表显示出与实施例1和2获得的那些相类似的图案。此外，红外吸收光谱(IR)表明与巯氧吡啶锌相同的图案。
接下来，为了从作为副产物获得的氧化锌中分离巯氧吡啶锌-氧化锌复合化合物，将400mg所得白色粉末加入到置于500ml锥形烧瓶内的300ml氯仿中，并在60℃下搅拌该混合物60分钟。使用膜滤器，在减压下对混合物进行过滤，和对滤液进行索氏提取，在沸腾的水浴内蒸馏在溶液内的氯仿。在60℃下干燥蒸馏残渣4小时，获得约340mg巯氧吡啶锌-氧化锌复合化合物。这一化合物的熔点为241-245℃。进一步反复该操作2次，获得含量为约340mg和约330mg的巯氧吡啶锌-氧化锌复合化合物。考虑到所使用的巯氧吡啶钠和硫酸锌的摩尔比为1∶1和包括小量未反应的巯氧吡啶钠(白色粉末的产率94wt％)，因此巯氧吡啶锌-氧化锌复合化合物的化学结构估计为(Py)2Zn·1/3ZnO(其中Py表示巯氧吡啶阴离子)。作为该化合物的X-射线衍射分析的结果是，对应于氧化锌的峰值从该图表中消失。推导出构成复合化合物的氢氧化锌部分是无定形的。
对在该实施例中白色粉末和氯仿提取物进行荧光X-射线分析，比较彼此的锌对其它元素之比，从而发现锌的相对含量，结果是二者具有下述组成白色粉末锌72.35％和其它元素26.5％；氯仿提取物锌64.25％和其它元素35.75％，从而表明当在白色粉末内的锌含量为1时，在氯仿提取物内的锌含量为0.69。这一数值非常接近于理论值0.67，因此这一事实证明在上述巯氧吡啶锌内的锌对在上述氧化锌内的锌的当量比为1∶1/3。此外，当进行在氯仿提取物内的每一元素C、H和O的元素分析时，获得下述结果。
测量值(％)C35.21，H2.76，O11.56计算值(％)C34.80，H2.34，O10.84根据上述数据证明，氯仿提取物的化学结构是(Py)2Zn·1/3ZnO，正如所估计的。
此外，所得白色粉末和氯仿提取物的每一热分析(TG/DTA)的结果表明，前一化合物的吸热峰温度和放热峰温度分别为约268℃和约332℃，和后一化合物的吸热峰温度和放热峰温度分别为约265℃和约310℃。此外，关于通过粉末混合重量比为3∶1的具有氧化锌的巯氧吡啶锌和巯氧吡啶锌而获得的混合物，前一化合物和后一化合物的吸热峰温度分别为约265℃和约263℃，和前一化合物和后一化合物的放热峰温度分别为约314℃和约311℃。白色粉末和其它三种材料之间数据的明显差别表明，在所得白色粉末中，巯氧吡啶锌-氧化锌复合化合物尤其被缔合或者该复合化合物与与作为副产物的氧化锌结合。
实施例4 化合物(4)的合成在10L玻璃反应器内结合并放置1000ml含有248.6g(1.67mol)巯氧吡啶钠的水溶液和800ml含有70g(1.75mol)氢氧化钠的水溶液，然后保持在20℃下。经100分钟逐滴添力2800ml含有483g(1.67mol)硫酸锌ZnSO4·7H2O的水溶液到上述混合物中，引起溶液变混浊(pH约10)。逐滴添加约5ml浓盐酸到该混浊液体中，调节pH到9.5。然后，在约20℃下保持该液体，并连续搅拌约4小时。使用No.2滤纸对反应液体进行过滤，并将所得固体返回到含有2000ml纯水的10升反应器中，用水通过滗析洗涤。反复这一水洗2次，证明滤液没有因铁(I I)离子而着色成紫罗兰色。然后，使用No.2滤纸通过过滤获得的固体在50℃下干燥5小时，并粉碎，获得335.2g白色粉末。
对所得白色粉末进行X-射线衍射分析，结果该图表表明获得与实施例1、2和3相同的图案。
实施例5 化合物(5)的合成硫酸锌和氢氧化钠对巯氧吡啶钠的摩尔比分别从实施例1-4中所使用的1∶1和1∶2或少得多变为1∶3/4和1∶3/2，以进行试验。在500ml锥形烧瓶内彼此结合并放置通过添加纯水到32.3g(0.087mol)40wt％巯氧吡啶钠水溶液(商品名“Tomicide S”，由API Corporation制造)中而获得的50ml巯氧吡啶钠水溶液和90ml含有5.2g(0.13mol)氢氧化钠的水溶液，然后保持在20℃下。经60分钟逐滴添加200ml含有18.8g(0.065mol)硫酸锌ZnSO4·7H2O的水溶液到上述混合物中，结果混合物变混浊(pH约11)。逐滴添加约8ml浓盐酸到这一液体中，调节pH到9.5。然后，在约20℃下保持该液体，并连续搅拌约4小时。使用No.2滤纸对反应液体进行过滤，并将所得固体返回到含有100ml纯水的200ml反应器中，并用水通过滗析洗涤。反复这一水洗1次，证明滤液没有因铁(II)离子而着色。然后，通过过滤获得的固体在50℃下干燥5小时，并粉碎，获得15.0g白色粉末。
对所得白色粉末进行X-射线衍射分析，结果该图表表明以与实施例1-4相同的方式存在巯氧吡啶锌和氧化锌。当比较该实施例的图表与实施例3的图表时，测量在2θ＝约25°时对巯氧吡啶锌特异的衍射角和在2θ＝约36°时对氧化锌特异的衍射角的强度比，这一推论证明白色粉末可包括含有比例为7∶3的巯氧吡啶锌和巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物与氧化锌，或者包括其中以1∶1/10的比例结合巯氧吡啶锌和氧化锌的复合化合物与氧化锌。此外，以与实施例3相同的方式用氯仿提取所得白色粉末，结果从400mg白色粉末中获得350mg提取物。从这一结果中和从原料的上述比例与白色粉末的产率中几乎推论出，提取物是比例为7∶3的巯氧吡啶锌和巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物的混合物，或者其中以1∶1/10的比例结合巯氧吡啶锌和氧化锌的复合化合物。
实施例6 化合物(6)的合成以与实施例5相同的方式获得19.7g白色粉末，所不同的是硫酸锌和氢氧化钠的用量分别从0.065mol和0.13mol变为1.3mol和0.26mol，这是实施例5中使用的用量的2倍。在反应过程中的pH值为约11。以与实施例3相同的方式，用氯仿提取所得白色粉末，结果从400mg白色粉末中获得约260mg巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物。考虑到所使用的巯氧吡啶钠和硫酸锌的摩尔比为1∶3/2且包括比实施例3含量显著较高的未反应的巯氧吡啶钠(白色粉末的产率为90wt％)，巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物的化学结构估计与实施例3一样，为(Py)2Zn·1/3ZnO。
对比例1 化合物(7)的合成进行与实施例1相同的工序，所不同的是硫酸锌对巯氧吡啶钠的摩尔比从实施例1-3所使用的1∶1变为1∶1/2，和用水洗涤的次数变为2，获得白色粉末(pH值约11)。
所使用的巯氧吡啶钠的用量为0.0415mol，所使用的硫酸锌的用量为0.0208mol，所得白色粉末含量为6.2g，和从滤液和水洗溶液中回收的巯氧吡啶的量为0.09g巯氧吡啶铁。
对所得白色粉末进行X-射线分析，结果该图表显示出与巯氧吡啶锌(由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造的试剂)相同的图案。
此外，所得白色粉末的每一热分析(TG/DTA)的结果表明，该白色粉末的吸热峰温度和放热峰温度分别为约268℃和约326℃，而巯氧吡啶锌(由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造的试剂)的吸热峰温度和放热峰温度分别为约262℃和约311℃。这一差别表明，所产生的巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物通过氧化锌部分与巯氧吡啶锌缔合。
对比例2 化合物(8)的合成进行与实施例1相同的工序，所不同的是硫酸锌对巯氧吡啶钠的摩尔比从实施例1-3所使用的1∶1变为1∶2，和用水洗涤的次数变为2，获得白色粉末。该白色粉末的熔点为235-238℃。
所使用的巯氧吡啶钠的用量为0.0415mol，所使用的硫酸锌的用量为0.0830mol，所得白色粉末含量为11.8g，和从滤液和水洗溶液中回收的巯氧吡啶的含量为0.04g巯氧吡啶铁。在硫酸锌逐滴添加到巯氧吡啶钠和氢氧化钠的混合水溶液中之后，pH值为约7。根据白色粉末产率和X-射线衍射分析结果，预期白色粉末是巯氧吡啶锌和一水合氧化锌(氢氧化锌)的混合物或复合化合物。此外，将400mg白色粉末溶解在300ml氯仿内，过滤并对滤液进行蒸馏和提取，获得含量为190mg的氯仿可溶的组分。考虑到巯氧吡啶锌和一水合氧化锌的当量关系(1∶3)和存在小量未反应的巯氧吡啶钠，推论产物是巯氧吡啶锌和一水合氧化锌的混合物。具体地说，不认为在pH7的反应条件下，不产生巯氧吡啶锌复合化合物。
实施例7
化合物(9)的合成以与实施例2相同的条件和方式获得6.9g暗绿色粉末，所不同的是用等摩尔的CuSO4·5H2O替代硫酸锌ZnSO4·7H2O。该粉末的外观不同于亮绿色的巯氧吡啶铜。
实施例8 化合物(10)的合成在500ml锥形烧瓶内彼此结合并放置通过添加32.5g(0.087mol)40wt％巯氧吡啶钠水溶液(商品名“Tomicide S”，由API Corporation制造)到纯水中而获得的50ml巯氧吡啶钠水溶液和90ml含有7.6氢氧化钠的水溶液，然后保持在20℃下。经60分钟逐滴添加200ml含21.7g(0.087mol)硫酸铜CuSO4·5H2O的水溶液到上述混合物中，结果混合物变成暗绿色的混浊(pH约11)。逐滴添加约8.5ml浓盐酸到这一混浊液体中，调节pH到9.5。然后，在约20℃下保持该液体，并连续搅拌约4小时。使用No.2滤纸对反应液体进行过滤，并将所得固体返回到含有200ml纯水的500ml烧杯中，并用水通过滗析洗涤。反复这一水洗1次，证明滤液没有因铁(II)离子而着色。然后，通过过滤获得的固体进一步用50ml纯水洗涤，在50℃下干燥5小时，并粉碎，获得17.9g暗绿色粉末。
对所得暗绿色粉末进行X-射线衍射分析。结果该暗绿色粉末的结晶差，且除了巯氧吡啶铜以外，还观察到氢氧化铜(II)的衍射角峰值，尽管它不明显。此外，该暗绿色粉末的红外吸收光谱(IR)表明与巯氧吡啶铜相同的图案。为了从氢氧化铜(II)中分离巯氧吡啶铜复合化合物，称取400mg暗绿色粉末并以与实施例3相同的方法用氯仿提取，获得约330mg暗绿色氯仿提取物。这一粉末的外观不同于亮绿色的提取物。
氯仿提取物的X-射线衍射分析的结果是，观察到与巯氧吡啶铜相同的衍射角峰值，尽管二者在峰强度上存在差别。此外，热分析(TG/DTA)的结果是，放热峰温度为约285℃，和在约180℃下观察到显示出结晶水存在的吸热峰。另一方面，在上述暗绿色粉末的情况下，放热峰温度为约282℃，和在约176℃下观察到显示出结晶水存在的吸热峰。关于氯仿提取物的化学组分，钴氯仿提取物是巯氧吡啶铜/氢氧化铜(II)复合化合物或巯氧吡啶铜/氢氧化铜(II)和巯氧吡啶铜/氧化铜(II)复合化合物的混合物。巯氧吡啶铜复合化合物中的氢氧化铜(II)或氧化铜(II)组分认为是无定形的。
实施例9 化合物(11)的合成通过与实施例8相同的方式进行合成，获得17.5g暗绿色粉末，所不同的是使用14.8g(0.087mol)氯化铜(II)CuCl2·2H2O，而不是硫酸铜(II)，所使用的氢氧化钠的用量从7.6g(0.174mol)变为3.8g(0.087mol)，和在氯化铜水溶液逐滴添加之后的搅拌温度从20℃变为60℃。在逐滴添加氯化铜水溶液之后的pH值为约10。
对所得暗绿色粉末进行X-射线衍射分析，结果在该图表中观察到对应于巯氧吡啶铜和氧化铜(II)的衍射角峰值。此外，红外吸收光谱(IR)表明与巯氧吡啶铜相同的图案。
接下来，为了从作为副产物获得的氧化铜(II)中分离巯氧吡啶铜/氧化铜(II)复合化合物，称取400mg所得暗绿色粉末，以与实施例3相同的方式用氯仿进行提取，获得约350mg暗绿色的氯仿提取物，亦即巯氧吡啶铜/氧化铜(II)复合化合物。重复这一操作2次，获得含量为约350mg和约340mg的巯氧吡啶铜/氧化铜(II)复合化合物。通过实施例3的估计方法，估计该巯氧吡啶铜/氧化铜(II)复合化合物的化结构威胁(Py)2Cu·1/3CuO。这一化合物的X-射线颜色分析的结果是，该图表示出了与氯仿提取物和巯氧吡啶铜(由API Corporation制造)的那些相同的衍射角峰值；然而，衍射角的强度彼此存在差别。此外，对应于氧化铜(II)的峰从上述暗绿色粉末的X-射线衍射图表中消失。推论出与实施例3一样，部分构成复合化合物的氧化铜(II)是无定形的。在该实施例中，对暗绿色粉末和氯仿提取物进行荧光X-射线分析，以与实施例3相同的方式，彼此比较二者的铜的相对比例，从而发现铜的相对含量为0.65(暗绿色粉末铜74.10％，和其它元素25.90％；氯仿提取物铜65.04％和其它元素34.96％)。在上述巯氧吡啶铜中铜对上述氧化铜(II)中铜的当量比为1∶1/3。此外，当在氯仿提取物中进行每一元素C、H和O的元素分析时，获得下述结果。
测量值(％)C35.83，H2.74，O11.62计算值(％)C35.08，H2.35，O10.90根据上述数据证明，氯仿提取物的化学结构是(Py)2Cu·1/3CuO(II)，正如所估计的。这一氯仿提取物的熔点为247℃(分解)。此外，氯仿提取物，亦即巯氧吡啶铜/氧化铜(II)复合化合物的每一热分析(TG/DTA)的结果表明，放热峰温度为约293℃，和没有观察到显示结晶水存在的吸热峰。还要注意，上述暗绿色粉末的放热峰温度为约290℃，和巯氧吡啶铜(由API Corporation制造)的放热峰温度为约299℃。
实施例10 化合物(12)的合成通过进行与实施例9相同的工序，获得15.1g暗绿色粉末(pH约11，暗绿色粉末的产率98wt％)，所不同的是，氯化铜(II)的用量从0.087mol变为0.065mol，和氢氧化钠的用量从0.087mol变为0.13mol。对所得暗绿色粉末进行X-射线衍射分析，结果在该图表中与实施例9相同的方式显示出巯氧吡啶铜和氧化铜(II)的存在。当比较这一实施例的图表与实施例9的图表时，测量在2θ＝约28°时对巯氧吡啶锌特异的衍射角和在2θ＝约35°时对氧化铜(II)特异的衍射角的强度比，这一推论证明该暗绿色粉末几乎包括含有比例为1∶1的巯氧吡啶铜和巯氧吡啶铜/氧化铜复合化合物的有效组分和氧化铜(II)，或者包括其中以1∶1/6结合巯氧吡啶铜与氧化铜的复合化合物和氧化铜(II)。
实施例11 化合物(13)的合成在1000ml烧瓶内放置9.6g含有约40wt％巯氧吡啶钠的水溶液(溶液(商品名“Tomicide S”，由API Corporation制造)和6.4g氢氧化钠(纯度96wt％)/490ml水，制备总计500ml的混合水溶液，控制其温度为20℃。其中独立地生产14.4g七水合硫酸锌和6.1g六水合氯化铝溶解在水中的150ml混合水溶液，并在1小时内逐滴加入到巯氧吡啶钠和氢氧化钠的上述混合水溶液中，使该混合物反应(变浊)。此外，将100ml水加入到反应液体中，调节pH到9.5。在20℃下搅拌液体1小时之后，在90-100℃下，在加热下处理它24小时，使液体陈化。使用No.2滤纸和膜滤器对所得液体进行固液分离，使用100ml水2次进行返回(return)水洗，直到即使添加0.5g七水合硫酸铁(II)/20ml水溶液，滤纸也不因生成巯氧吡啶铜而着色。然后，在此进行固液分离，并干燥固体，然后粉碎，获得7.8g略微发蓝的白色微晶，这对水滑石来说是特异的。根据X-射线分析和热分析(TG/DTA)的结果和根据DMSO材料没有着色成褐色(所述褐色是对巯氧吡啶锌特异的颜色)的事实，估计晶体的主要组分是3Zn(OH)2·2Al(OH)3·Zn(Py)2·3H2O或Zn4Al2(OH)12(Py)2·3H2O，一种巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物和氧化锌的混合物。至于水，使用纯水。
实施例12 化合物(14)的合成(i)在5L烧瓶内放置并混合415ml 1mol/L巯氧吡啶钠的水溶液和1300ml 2mol/l氢氧化钠的水溶液，和所得混合物保持在20℃下。通过添加1200ml水到239g七水合硫酸锌ZnSO4·7H2O和100g六水合氯化铝AlCl3·6H2O中而制备的混合水溶液在90分钟内逐滴添加到上述混合物中，然后通过使用浓盐酸调节pH到9.5，接着搅拌1小时。进一步在90-100℃下搅拌混合液体24小时，然后冷却。过滤反应液体，并用100ml水洗涤所得饼状固体。然后，使用1000ml水四次进行返回水洗，在50℃下干燥通过过滤分离的固体5小时，接着粉碎，获得147.3g略微发蓝的白色粉末。根据X-射线分析、热分析(TG/DTA)和DMSO溶解试验的结果，估计粉末的主要组分是3Zn(OH)2·2Al(OH)3·Zn(Py)2·3H2O或Zn4Al2(OH)12(Py)2·3H2O，一种巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物和氧化锌的混合物。至于水，使用纯水。
(ii)用0.5mol/l碳酸钠Na2CO3(无水)溶液替代15wt％的415ml1mol/l巯氧吡啶钠水溶液。
以这一方式获得的湿饼的含量为670g。在670g湿饼当中，称取190g湿饼，并以与这一实施例(i)中相同的方式处理。结果，获得46g略微发蓝的白色微粒晶体。根据X-射线分析和热分析(TG/DTA)的结果，晶体的主要组分估计是3Zn(OH)2·2Al(OH)3·Zn(Py)1.6(CO3)0.2·3H2O或Zn4Al2(OH)12(Py)1.6(CO3)0.2·3H2O，和巯氧吡啶锌/氧化锌复合化合物的混合物。在此情况下，观察碳酸类水滑石和巯氧吡啶锌特有的衍射角峰值。然而，尽管不存在氧化锌，但没有观察到因铁(II)离子导致的着色，和在实施例11的DMSO溶解试验中也没有观察到着色。因此，推论出不存在巯氧吡啶锌，和巯氧吡啶锌的衍射角峰值钴来自于巯氧吡啶学氧化锌的复合化合物。至于水，使用纯水。
实施例13 在DMSO中的稳定性研究实施例3、4和12(i)的化合物和巯氧吡啶锌在二甲亚砜(DMSO)中各自的稳定性。在10g DMSO内添加这四种化合物每一种2g，在实验室中，在环境温度下使之静置并过滤，以检测滤液的着色。然后，过滤器残渣在此加入到10g DMSO中，进行相同的操作。结果，在巯氧吡啶锌的情况下，第一和第二滤液显示出褐色的外观，而在实施例3和4的化合物的情况下，在第一和第二滤液中观察到略微发黄，但在第二滤液中没有观察到着色。在实施例12(i)的化合物的情况下，在第一和第二滤液这两种滤液中根本没有观察到着色。此外，将上述滤液放置在实验室中6月，观察外观状态，结果没有变化。这表明本发明的巯氧吡啶复合化合物在极性溶剂如DMSO中稳定，且与此同时，该复合化合物不容易分解成巯氧吡啶锌。
实施例14 抗菌活性(1)对以上实施例4中获得的白色粉末进行抗菌试验(MIC)，并与巯氧吡啶锌比较。表1示出了结果。
样品的制备以固定的浓度添加白色粉末。
试验菌株大肠杆菌IFO 3972枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)IFO 3215培养条件28℃，24小时，摇动培养 表1细菌的最小抑制生长浓度(mg/l)
实施例15 抗菌活性(2)对以上实施例12(i)中获得的白色粉末进行抗菌试验(MIC)，并与巯氧吡啶锌比较。表2示出了结果。样品的制备、试验菌株和培养条件与实施例14中的那些相同。
表2细菌的最小抑制生长浓度(mg/l)
实施例16 抗菌活性(3)对以上实施例4中获得的白色粉末进行抗菌试验(MIC)，并与巯氧吡啶锌和异噻唑啉酮类含水制剂(Keison WT)比较，和在结合样品与上述异噻唑啉酮类含水制剂的情况下，进行抗菌试验(MIC)。
表3示出了结果。样品的制备、试验菌株和培养条件与实施例14中的那些相同。
试验菌株绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)IAM 1514 表3细菌的最小抑制生长浓度(mg/l)
备注Kathon WT通过以3∶1的重量比配制作为活性成分的5-氯-2-甲基-3-异噻唑啉酮和2-甲基-3-异噻唑啉酮得到的14％水溶液。
实施例17 抗菌活性(4)对以上实施例3中获得的氯仿提取物进行抗菌试验(MIC)，并与巯氧吡啶锌比较。表4示出了结果。
样品的制备将提取物溶解在二甲亚砜内，向其中添加0.1wt％含水吐温80，制造样品溶液。
试验菌株的类型和培养介质与培养条件1.大肠杆菌NBRC 3972
向其中添加了乳糖的NB琼脂介质，30℃，3天2.秕糠状鳞斑霉NBRC 0656向其中添加橄榄油的YM琼脂介质，30℃，6天3.金黄色葡萄球菌NBRC 12732大豆酪蛋白消化琼脂介质，30℃，5天 表4细菌的最小抑制生长浓度(mg/l)
实施例18 抗菌活性(5)对以上实施例9中获得的氯仿提取物进行抗菌试验(MIC)，并与巯氧吡啶铜(API Corporation)比较。表5示出了结果。
样品的制备与实施例17相同试验菌株的类型和培养介质与培养条件黑色曲霉(Aspergillus niger)ATCC 6275土豆右旋糖琼脂介质，30℃，7天 表5细菌的最小抑制生长浓度(mg/l)
实施例19 杀藻活性(1)
对上述实施例2和11获得的每一白色粉末进行杀藻活性试验。在减压下，在150℃下加热样品10分钟。将该样品以0.1mg、1mg和10mg的用量分别加入到100ml灭菌的人工海水中(盐浓度3.5wt％，pH8.3)，以便调节浓度为1mg/L、10mg/L和100mg/L。在Wakayama辖区的Yuasa海岸试验之前的一天取样并在冰箱中储存，同时浸渍在海水内的海莴苣切割成2cm×2cm的小片，用人工海水洗涤它。然后，在每一试验溶液中添加三个样片，在环境温度下，在光照下搅拌(60r.p.m.)24小时，观察海莴苣的颜色变化。结果，其中一部分海莴苣颜色从亮绿色变为暗绿色时，实施例2和11这两个白色粉末的每一样片的浓度为1mg/l，和所有这三个样片颜色变为暗绿色时的浓度为10mg/l。当通过光学显微镜观察颜色变为暗绿色的海莴苣时，观察到细胞的变性。在使用其中不添加样品的海水时对海莴苣进行相同的试验，没有观察到颜色变化。
实施例20 在人工海水内的溶解度关于实施例3和9的氯仿提取物、巯氧吡啶锌(由Wako PureChemical Industries Ltd.制造的试剂)和巯氧吡啶铜(APICorporation)，通过原子吸收分析，测量溶解在具有下述配方的人工海水内的锌和铜，将所测量的数据转化成分子量，从而测量在人工海水内的溶解度。表6示出了结果。
人工海水的配方(g/l)
测量方法将0.1g样品加入到500ml人工海水中，然后在20℃和30℃下搅拌4小时，并过滤，并对滤液进行原子吸收分析。
表6在海水内的溶解度(mg/l)，pH＝8.2
实施例21 液体洗发剂均匀混合下述组合物中的每一组分，获得液体洗发剂。
实施例22 用于轮船底部的防污油漆通过使用螺旋桨式粉碎机，混合下述组合物中的每一组分，获得用于轮船底部的防污油漆。
在制备这一用于轮船底部的防污油漆的过程中，和在通过打开含有该油漆的罐子进行的研究中，没有观察到油漆粘度的变化(或胶凝)。此外，防腐蚀处理的钢片板(10cm×30cm)用以下述方式制备的油漆涂布，以便涂层厚度为120微米，和所得面板以悬挂状态从2002年11月一直到2003年8月末浸泡在Hyogo辖区的Aioi湾的海水中。在该面板浸泡之后9个月，没有观察到结垢的有机物粘附到用本发明的防污油漆涂布的面板上。另一方面，观察到海莴苣粘附到用下述油漆涂布的面板上，其中在所述油漆内另外配制滑石而不是具有上述组成的实施例23 鱼场用网的防污剂均匀混合下述组合物中的每一组分，获得两种用于鱼场用网的防污剂(配方I和配方II)。
将聚乙烯鱼场用网(6个结头，400旦，60斯特林)浸渍在具有上述配方的鱼场用网的防污剂中，用该防污剂涂布网状物，然后在空气中干燥。将该网从2003年5月一直到2003年8月末浸泡在Hyogo辖区的Aioi湾的海水中。没有观察到结垢有机物粘附到用具有配方(I)或配方(II)的试剂处理的网上。另一方面，观察到大量的海莴苣粘附到用既不含实施例3的白色粉末也不含实施例9的暗绿色粉末的试剂，而是另外用滑石配制的试剂处理的网上。分别具有上述配方I和配方II的鱼场用网用的每一防污剂的防腐稳定性良好。
实施例24 抗菌制剂均匀混合下述组合物中的每一组分，获得抗菌制剂。
将上述抗菌制剂加入到通过结合在采用循环冷却水生成的粘液在35℃下预培养的0.3ml粘液与9.7ml在上述实施例14中使用的bouillon介质中而获得的10ml试验溶液中，以便制剂的有效组分(实施例4的白色粉末)为5ppm、10pph和20ppm，和每一介质在35℃下摇动培养8小时。在660nm的吸光度下测量试验溶液的浊度，结果在10ppm的有效组分粘度下观察到细菌的生长抑制。
实施例25 聚乙烯树脂模塑制品的耐候性将实施例3的白色粉末，实施例3的氯仿提取物，实施例12(i)的白色粉末，和巯氧吡啶锌(对照)以基于100份树脂0.15份的用量分别加入到不具有添加剂的LDPE(低密度聚乙烯)中，通过使用双辊在140℃下捏合该混合物6-7分钟。然后，在140℃和200kgf/cm2的条件下，将树脂材料通过压塑分别施加到尺寸为200mm×200mm×1.1mm的片材上。从四块片材中的每一块中切割2个30mm×110mm的样片，并在太阳下从早上8点到下午5点悬挂选自2004年9月15日至9月25日之间的5天天气较好的日子。
表7示出了两个样片，亦即在太阳下悬挂之前的样片和在太阳下悬挂之后的样片的色差(ΔE*)和YI(黄度指数)平均值。
表7
在实施例12(i)中获得的白色粉末的情况下，着色度最低(肉眼感觉不出大的着色)，在实施例3的白色粉末的情况下，着色度较小，按照顺序为实施例3的氯仿提取物，和在巯氧吡啶锌的情况下，最大(黄色)。
实施例26 足粉均匀混合下述组合物中的每一组分，获得足粉。
在2003年的夏季，要求10个网球运动员在他们开始打网球之前在其网球鞋上喷洒上述抗菌粉末，以检测在打网球之后鞋子的气味。结果，所有网球运动员评价平均粉末明显抑制臭味。
工业实用性 本发明的巯氧吡啶复合化合物比常规的巯氧吡啶金属盐成功地赋予更优良的抗菌和抗真菌效果和赋予新发生长效果，并成功地克服因结合金属氧化物或金属氢氧化物与常规的巯氧吡啶金属盐而得到的常规巯氧吡啶金属盐的化学稳定性和质量。
由于这些优异的特征，本发明的巯氧吡啶复合化合物可用作将在护发产品中配制且具有头发再生长效果的去头屑剂/头发再生长剂，用于轮船底部油漆的防污剂，鱼场用网的防污剂，并用作抗真菌剂或者用于塑料产品、橡胶产品、纤维产品、含水产品、木材和足粉的防腐/防霉剂。
权利要求
1.用式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物xMQ·yM′Q′·D·[Ap·Bq]·nH2O(I)其中M表示二价金属，M′表示三价金属，Q表示一个氧原子或两个羟基，Q′表示3/2个氧原子或3个羟基，x、y、p、q和n分别表示0或满足下述方程式的正数0≤x≤7，0≤y≤6，0≤p+2q＜6/5和0≤n≤7(条件是x和y不同时为0)，当x≠0时，D表示M(Py)2-p-2q，和当x＝0时，D表示M′(Py)3-3p/2-3q，Py表示2-吡啶基硫-N-氧化物，A表示除了Py以外的单价阴离子或者不存在，和B表示二价阴离子或者不存在。
2.权利要求1的巯氧吡啶复合化合物，其中，在式(I)中，M是至少一种选自Zn和Cu中的二价金属，M′是Al，A是选自Cl和NO3中的单价阴离子或者不存在，B是至少一种选自CO3和SO4中的二价阴离子或者不存在，和x、y、p、q、n、Q、Q′和D分别具有与以上相同的含义。
3.权利要求1的巯氧吡啶复合化合物，其中，在式(I)中，M是锌，Q是一个氧原子，D是巯氧吡啶锌，y＝0，p+2q＝0，n＝0，A和B不存在，和x是1/3。
4.权利要求1的巯氧吡啶复合化合物，其中，在式(I)中，M是铜，Q是一个氧原子或者两个羟基，D是巯氧吡啶铜，y＝0，p+2q＝0，0≤n≤1，A和B不存在，和x是1/3。
5.一种生产下式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物的方法xMQ·yM′Q′·D·[Ap·Bq]·nH2O(I)其中M表示二价金属，M′表示三价金属，Q表示一个氧原子或两个羟基，Q′表示3/2个氧原子或3个羟基，x、y、p、q和n分别表示0或满足下述方程式的正数0≤x≤1，0≤y≤1，0≤p+2q＜6/5和0≤n≤2(条件是x和y不同时为0)，当x≠0且y＝0时，D表示M(Py)2-p-2q，和当x＝0且y≠0时，D表示M′(Py)3-3p/2-3q，其中Py表示2-吡啶基硫-N-氧化物，以及A和B不存在，和x或者y是0，该方法包括添加1/2-2摩尔当量的二价或三价水溶性金属盐的水溶液和3/4-3摩尔当量的碱性氢氧化物水溶液到碱性巯氧吡啶水溶液中，并使该混合物在pH 9-12下反应，收集沉淀。
6.一种生产下式(I)表示的巯氧吡啶复合化合物的方法xMQ·yM′Q′·D·[Ap·Bq]·nH2O(I)其中M表示二价金属，M′表示三价金属，Q表示一个氧原子或两个羟基，Q′表示3/2个氧原子或3个羟基，x、y、p、q和n分别表示0或满足下述方程式的正数0≤x≤7，0≤y≤6，0≤p+2q＜6/5和0≤n≤7(条件是x和y不同时为0)，D表示M(Py)2-p-2q，其中Py表示2-吡啶基硫-N-氧化物，A表示除了Py以外的单价阴离子或者不存在，和B表示二价阴离子或者不存在；和x≠0且y≠0，该方法包括添加二价金属的水溶性盐和三价金属的水溶性盐到含有碱性巯氧吡啶、碱性氢氧化物，和视需要的除了巯氧吡啶以外的单价阴离子和/或二价阴离子的水溶液中，调节混合物到pH8-10，并收集所得沉淀。
7.权利要求6的生产巯氧吡啶复合化合物的方法，其中，在式(I)中，M是Zn，M′是Al，A是至少一种选自Cl和NO3中的单价阴离子或者不存在，B是至少一种选自CO3和SO4中的二价阴离子或者不存在，和x、y、p、q、n、Q、Q′和D分别具有与以上相同的含义。
8.权利要求5的生产巯氧吡啶复合化合物的方法，其中，在式(I)中，M是锌，Q是一个氧原子，D是巯氧吡啶锌，y＝0，p+2q＝0，n＝0，A和B不存在，和x是1/3。
9.权利要求5和8任何一项的生产巯氧吡啶复合化合物的方法，其中巯氧吡啶复合化合物含有氧化锌或氧化锌和巯氧吡啶锌的混合物作为副产物，和在热分析(DTA)中的放热峰值温度为322-335℃。
10.权利要求5的生产巯氧吡啶复合化合物的方法，其中，在式(I)中，M是铜，Q是一个氧原子或者两个羟基，D是巯氧吡啶铜，y＝0，p+2q＝0，0≤n≤1，A和B不存在，和x是1/3。
11.权利要求5和10任何一项的生产巯氧吡啶复合化合物的方法，其中巯氧吡啶复合化合物含有氧化铜(II)或氧化铜(II)和巯氧吡啶铜的混合物作为副产物，和在热分析(DTA)中的放热峰值温度为282-294℃。
12.一种去头屑剂，它包括一种或多种权利要求1-4任何一项的巯氧吡啶复合化合物。
13.一种护发产品，它包括权利要求12的去头屑剂，或者去头屑剂和氧化锌。
14.一种水下防污剂，它包括一种或多种权利要求1-4任何一项的巯氧吡啶复合化合物。
15.一种水下防污剂，它包括粘合剂、一种或多种权利要求1-4任何一项的巯氧吡啶复合化合物、和无机铜化合物和/或无机锌化合物作为有效组分。
16.权利要求15的水下防污剂，其中粘合剂是丙烯酸树脂，无机铜化合物是选自氧化铜(I)、氧化铜(II)和硫氰酸铜中的至少一类，和无机锌化合物是氧化锌。
17.一种防腐/防霉剂或抗菌/抗真菌剂，它包括一种或多种权利要求1-4任何一项的巯氧吡啶复合化合物作为有效组分。
18.一种含水产物，它包括权利要求3的巯氧吡啶复合化合物，或巯氧吡啶化合物和氧化锌和2-异噻唑酮类防腐剂的混合物。
全文摘要
巯氧吡啶锌和巯氧吡啶铜在市场上作为洗发剂用去头屑剂，或者轮船底部油漆和鱼场用网用的防污剂，或固液产品和家用制品的抗菌/抗真菌剂或防腐/防霉剂受到高度评价。为了提高其市场价值，要求产品不仅达到常规抗菌/抗真菌效果，而且显示出新型生物活性效果，并实现对相关性能，例如聚合物材料在海水中的溶解度和稳定性，例如热稳定性和耐候性之类问题和缺点的改进。提供一种通过将常规的巯氧吡啶金属盐转化成具有金属如锌、铜或铝的氧化物或氢氧化物的复合化合物而获得的新型巯氧吡啶复合化合物。与常规的巯氧吡啶金属盐相比，这一复合化合物显示出优异的抗菌/抗真菌效果，最近实现了头发再生长效果，并成功地达到聚合物材料在海水中的溶解度和热稳定性/耐候性方面的改进。
文档编号C09D5/16GK1829692SQ20048002189
公开日2006年9月6日 申请日期2004年10月22日 优先权日2003年10月24日
发明者日高靖浩 申请人:有限会社Yhs