Butylbenzisothiazolinon

Strukturformel
Allgemeines
Name	Butylbenzisothiazolinon
Andere Namen	2-Butyl-1,2-benzisothiazol-3(2H)-on 2-Butyl-benzo[d]isothiazol-3-on N-Butyl-1,2-benzisothiazolin-3-on BBIT
Summenformel	C11H13NOS
Kurzbeschreibung	gelbe[1] bis braune ölige Flüssigkeit[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 4299-07-4 EG-Nummer 420-590-7 ECHA-InfoCard 100.101.927 PubChem 9837171 ChemSpider 8012892 Wikidata Q87988170
Eigenschaften
Molare Masse	207,29 g·mol^−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,177 g·cm^−3 bei 20 °C[3]
Siedepunkt	333 °C[3]
Dampfdruck	1,5 Pa (25 °C)[4]
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser (< 0,5 mg·l^−1 bei 25 °C)[5] löslich in verschiedenen organischen Lösungsmittel[4]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[7] ggf. erweitert[6] Gefahr H- und P-Sätze H: 314​‐​317​‐​410 P: 260​‐​280​‐​301+330+331+310​‐​303+361+353​‐​363​‐​304+340+310​‐​305+351+338+310[6]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Butylbenzisothiazolinon BBIT ist ein Biozid aus der Klasse der benzoanellierten Isothiazolinone, wie die Grundsubstanz Benzisothiazolinon BIT, aus der es durch Alkylierung z. B. mit 1-Brombutan entsteht.

BBIT ist insbesondere als Fungizid aktiv und wird in der EU für die Produktarten 6, 7, 9, 10 und 13 evaluiert (Stand: März 2020).[8]

Vorkommen und Darstellung

Für den häufig eingesetzten Ausgangsstoff Benzisothiazolinon BIT wurden seit der ersten Beschreibung im Jahr 1923[9] wegen ursprünglich unbefriedigenden Ausbeuten und Verwendung problematischer Reaktanden eine Vielzahl von Synthesen entwickelt,[10] wie z. B. neuerdings aus 2-Iodbenzamid und Kohlenstoffdisulfid (CS₂) in Gegenwart von Kupfer(I)-bromid (CuBr) und der Aminosäure L-Prolin mit Ausbeuten über 75 Prozent.[2]

Synthese von Benzisothiazolinon BIT

Die Alkylierung des Lithiumsalzes von BIT mit 1-Brombutan liefert ein Gemisch von N-Butyl-1,2-benzisothiazolin-3-on (BBIT) und dem unerwünschten O-Alkylierungsprodukt 3-Butoxy-1,2-benzisothiazolin im Verhältnis 79:21, aus dem BBIT durch Vakuumdestillation isoliert werden kann.[11]

Synthese von Butylbenzisothiazolinon BBIT aus BIT

Eine weitere Synthese geht aus von 2-Chlor-N-butylbenzamid (aus 2-Chlorbenzoesäure über das Säurechlorid mit n-Butylamin hergestellt), das mit trockenem Natriumsulfid (Na₂S) in NMP zu 2-Mercapto-N-butylbenzamid umgesetzt wird.

Synthese von Butylbenzisothiazolinon BBIT aus 2-Chlor-N-butylbenzamid

Durch oxidative Cyclisierung mit Sulfurylchlorid (SO₂Cl₂) wird der Isothiazolinonring geschlossen und BBIT in 74%iger Ausbeute gebildet.[12]

Eigenschaften

Butylbenzisothiazolinon ist ein gelbes bis braunes Öl, das sich in Wasser und verschiedenen organischen Lösungsmitteln löst. Die Verbindung ist im pH-Bereich zwischen 2 und 12 und bei höheren Temperaturen stabil.[4] 2-Butyl-benzo[d]isothiazol-3-on reagiert als Isothiazolinon mit Thiolfunktionen von Peptiden, wie z. B. Glutathion, oder Enzymen im Zellinneren von Mikroorganismen und blockiert so Zellwachstum und -teilung.[10]

Reaktion von Thiolen mit Isothiazolinonen

Anwendungen

Butylbenzisothiazolinon ist ein Biozid, das eng mit den antimikrobiell aktiven Isothiazolinonen verwandt ist. Es ist aktiv gegen Pilze, Hefen, verschiedene Algen und einige Bakterienarten, allerdings weniger gegen Problemkeime, wie Pseudomonaden.[4]

Besonders wegen seiner pilzwachstumshemmenden Wirkung wird Butylbenzisothiazolinon in Kühlschmiermitteln und wasserbasierten Lacken als so genanntes Topf-Konservierungsmittel (engl. in-can preservative), sowie wegen seiner guten UV-Stabilität (geringe Vergilbungsneigung) zur antimikrobiellen Ausrüstung von Kunststoffen, wie z. B. Polyurethane PUR, Polyvinylchlorid PVC, Polyolefine und Ethylen-Vinylacetat-Copolymer EVAC in Einsatzmengen von 500 bis 5,000 ppm verwendet.

Einzelnachweise

1. Patent US6608208B1: Process for the preparation of 1,2-benzisothiazolin-3-ones. Angemeldet am 26. April 1999, veröffentlicht am 19. August 2003, Anmelder: Zeneca Ltd., Erfinder: M.R. James.‌
2. T. Li, L. Yang, K. Ni, Z. Shi, F. Li, D. Chen: An efficient approach to construct benzisothiazol-3(2H)-ones via copper-catalyzed consecutive reaction of 2-halobenzamides and carbon disulfide. In: Org. Biomolec. Chem. Band 26, Nr. 14, 2016, S. 6297–6303, doi:10.1039/C6OB00819D. 
3. Anna Wypych, George Wypych: Databook of Biocides: Biocides Included in Article 95 List. ChemTec Publishing, Toronto 2015, ISBN 978-1-895198-89-8, S. 84. 
4. Frank Sauer: Microbicides in Coatings. Vincentz Network GmbH & Co. KG, Hannover 2017, ISBN 978-3-86630-897-8, S. 67–68. 
5. Registrierungsdossier zu 2-n-butyl-benzo[d]isothiazol-3-one (Abschnitt Water solubility) bei der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 2. Februar 2023.
6. Eintrag zu 2-n-Butyl-benzo(d)isothiazol-3-on in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Februar 2023. (JavaScript erforderlich)
7. Eintrag zu 2-n-Butyl-benzo[d]isothiazol-3-on im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 22. März 2020. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
8. Einträge für CAS-Nr. 4299-07-4 in der ECHA-Datenbank zu Biocidal Active Substances, abgerufen am 3. März 2020.
9. M. McKibben, E.W. McClelland: XXI-Production and reactions of 2-dithiobenzoyl. In: J. Chem. Soc., Faraday Trans. Band 123, 1923, S. 170–173, doi:10.1039/CT9232300170. 
10. V. Silva, C. Silva, P. Soares, E.M. Garrido, F. Borges, J. Garrido: Isothiazolinone biocides: Chemistry, biological, and toxicity profiles. In: Molecules. Band 25, Nr. 4, 2020, S. 991–, doi:10.3390/molecules.25040991. 
11. Patent US8884024B1: Process for preparing benzisothiazolinones. Angemeldet am 25. September 2013, veröffentlicht am 11. November 2014, Anmelder: Titan Chemicals Ltd., Erfinder: I.R. Marsh.‌
12. Patent US9067899B2: Process for preparing 1,2-benzoisothiazolin-3-ones. Angemeldet am 23. April 2013, veröffentlicht am 30. Juni 2015, Anmelder: Titan Chemicals Ltd., Erfinder: C. Berg, S. Singh, I.R. Marsh.‌