谁知道过氧乙酸的合成及应用的,可以告诉我吗?
过氧乙酸(peracetic acid)又叫过醋酸,因为它是将冰醋酸氧化而形成过氧基分子故而得名,于1902年首次合成,分子式C2H4O3,分子量是76.0518。研究表明,它不仅是化工生产中的良好氧化剂,而且是一种广谱、高效、速效、廉价的灭菌剂。广泛应用于医疗器械消毒、灭菌以及环境、物表、空气等疫原地消毒和预防性消毒。目前,国内过氧乙酸的生产能力大约为1.43万t/a。
过氧乙酸呈无色透明液体,有刺激性酸味。易挥发,可溶于水和有机溶剂。熔点为0.1℃,沸点为110℃,比重为1.226。腐蚀性强,有漂白作用。性质不稳定,遇热或有机物、重金属离子、强碱等易分解。含量大于45%(g/mL)的高浓度溶液,经剧烈碰撞或加热可爆炸(闪点40.5℃)。不过市售消毒用过氧乙酸浓度多在20%左右,一般无此危险。
过氧乙酸是一个强氧化剂,其杀菌机理主要是靠氧化作用。但也有人推测过氧乙酸有如此强大而广泛的杀菌作用,除依靠其本身强大的氧化作用外,过氧化氢和醋酸的协同有一定作用。
1 合成工艺
传统的过氧乙酸生产工艺,是用醋酸和浓度为50%或70%的双氧水按摩尔比1:0.44混合,加重量5%的硫酸作为催化剂,在常温下反应20 h,所得产品含过氧乙酸21%左右、硫酸5%、醋酸47%、双氧水6%、水21%。产品含量低、醋酸利用率低,且50%、70%的高浓度双氧水易爆炸,生产安全隐患大。因此,人们纷纷对过氧乙酸的生产工艺进行开发,以提高产品质量、降低安全隐患。
目前,正在开发或已开发的过氧乙酸合成方法有很多种,主要包括醋酸(或醋酸酐)法、乙醛氧化法和乙酰基活化剂法等。
1.1醋酸域醋酸酐)法
醋酸(或醋酸酐)法采用醋酸与过氧化氢反应,在酸的催化作用下,制得过氧乙酸。化学反应方程式如下:
CH3COOH+H2O2=CH3COOOH+H2O
若采用醋酸酐代替醋酸作乙酰化剂时,它与过氧化氢的化学反应式:
(CH3CO)2O+2 H2O2=2 CH3COOOH+H2O
但此反应过程中有大量热量产生,另外还可能生成二酰基过氧化物,有导致爆炸的危险,因此,从安全角度考虑,过氧化氢法合成过氧乙酸,仍以采用醋酸为好。
Seppo Pohjanvesi等对醋酸和双氧水连续化生产工艺进行了研究。研究发现,最佳的反应溶媒配比:双氧水质量含量为10%~20%、醋酸质量含量为15%~30%、过氧乙酸质量含量为5%~20%、硫酸质量含量为10%~20%和水质量含量为30%~50%,并加入质量含量0.1%~0.4%的稳定剂,温度一般为40~60℃。
林惠琼等考察过氧乙酸生产工艺中过氧化氢浓度、冰醋酸用量与不同稳定剂含量对产品稳定性的影响。结果发现,当原料过氧化氢含量为280、350、500 g/L时与双倍用量的冰醋酸反应,可分别生成最高浓度为157.5、192.0、292.0 g/L的过氧乙酸,过氧乙酸浓度越高,贮存稳定性越差,产品中加入1g/L8-羟基喹啉或0.1%磷酸,可明显提高过氧乙酸的稳定性。
王传虎等为研究过氧乙酸产品最佳配比和使用配制及储存条件,采用不同配比筛选和影响因素观察的方法,在实验室进行了实验观察。结果,乙酸与过氧化氢质量比为2:1时,催化剂硫酸用量在30~50g/L范围内,反应温度为25℃和反应时间为24 h综合条件下,产出过氧乙酸含量最高。影响因素观察发现,温度升高可促使过氧乙酸分解速度加快,配制使用浓度的过氧乙酸稀释用水以双蒸水最好,过氧乙酸产品中加入2 000 mg/L 8-羟基喹啉可明显提高过氧乙酸的稳定性。
郑晓兵等公开了一种过氧乙酸的生产方法专利。先将醋酸与27%浓度的双氧水按摩尔比1:1混合,并添加相当于反应物重量2%~5%的催化剂进行反应,催化剂采用3%浓度的苯磺酸或98%浓度的硫酸,反应温度为25~35℃,时间为1~3 h。然后采出水相,并收集过氧乙酸组分。本方法生产产品中过氧乙酸含量高,一般在50%以上,可通过加水配制成不同浓度,在各行业使用,原料醋酸利用率高,生产安全性好,且生产得到的产品中不含硫酸,过氧乙酸的含量可通过提高或降低塔效进行调节。
Takeo Ohsakadeng等新开发了一种电解法生产过氧乙酸的的工艺。该工艺以醋酸(或醋酸盐)和含氧气体为原料,用固体酸作催化剂,在电解池内合成过氧乙酸。这种工艺具有成本低廉的优点,应用前景广阔。
1.2乙醛氧化法
乙醛氧化可以得到醋酸。改变乙醛氧化的条件,降低反应温度,就可以得到过氧乙酸。化学反应方程式如下:
CH3CHO---CH3COOOH
这个反应比较复杂。要想得到较高的转化率和过氧乙酸的收率,须加入适当的催化剂。乙醛氧化制过氧乙酸有气相法、乙醛单过氧乙酸醋法和液相法3种生产工艺。
1.2.1 气相法和乙醛单过氧乙酸醋法
气相法是将乙醛与氧气混合,在150~160℃条件下反应。该法是用氧作催化剂,提高过氧乙酸的收率。尾气可以循环使用,阵低了生产成本。但是气相法爆炸危险性大,而且因大量乙醛循环而使设备利用率低。
乙醛单过氧乙酸醋法因能量利用不合理而使设备投资和操作费用很大,一般很少采用。
1.2.2 液相法
汪青海等对此工艺进行了详细研究,以乙酸乙酯为溶剂、醋酸钻为催化剂,考察了乙醛液相氧化合成过氧乙酸的过程。研究了搅拌转速、催化剂浓度、乙醛初始浓度、氧气压力和温度的影响,得到了合成过氧乙酸的最佳工艺条件:钻离子浓度为2×10-5,乙醛的初始浓度为1.75~2.20 mol/L,温度为20-25℃,氧气压力为为0.75MPa。在此条件下反应60min,乙醛转化率大于85%,过氧乙酸选择性大于85%。
1.3 乙酰基活化剂法
一般利用四乙酰乙二胺和过碳酸钠在水溶液中反应,可以生成过氧乙酸。且四乙酰乙二胺和过碳酸钠是固体,储存和运输也较方便,化学反应方程式如下:
3(CH3CO)2NCH2CH2N(COCH3)2+2Na2CO3.3H2O2=2Na2CO3+3 CH3CONHCH2CH2NHCOCH3+6 CH3COOOH
此外,还可以利用乙酰水杨酸和过碳酸钠反应,也可以生成过氧乙酸。化学反应方程式如下:
3 COOHC6H4COOCH3+2 Na2CO.·3 H2O=3 HOC6H4COOH+2 Na2CO3+3 CH3COOOH
段庆楠申请了一种制取过氧乙酸的固体药剂及其制造方法专利。它是由己包衣的四乙酰乙二胺或四乙酰甘脲和已包衣的过硼酸钠或已包衣的过碳酸钠组成;其将制取过氧乙酸的液态剂型药剂,改为固体药剂经薄膜包衣后混配成的粉状固态剂型,具有产品稳定,室温下不分解,运输方便,制取使用全过程无嗅、无腐蚀性,并能商品化的特点。但也存在溶解性差、过氧乙酸制取反应慢和溶液中有效成分因挥发而降低的缺点。
张英娜等对此工艺进行了改进,加入表面活性剂,使乙酰基活化剂在水中的表面张力降低,加快了过氧乙酸制取速度,有利于配制溶液中过氧乙酸有效成分的保持。
2 应 用
2.1 在消毒方面的应用
过氧乙酸在20世纪70年代中期至80年代应用很广,进入20世纪90年代,由于戊二醛、碘伏、二氧化氯和各种含氯消毒剂应用的增多,过氧乙酸的应用有所减少。过氧乙酸主要适用于耐腐蚀物品、环境及皮肤等的消毒与灭菌。若复配以抗腐蚀的缓蚀剂,也可以用于医疗器械的灭菌。过氧乙酸同大多数化学消毒剂一样,消毒作用受浓度、作用时间、温度、有机物、相对湿度、化学物质等因素的影响。过氧乙酸常用的消毒方法主要有浸泡、擦拭、喷洒、熏蒸等。
2.2 在医疗方面的应用
主要用于有真菌或病毒感染的皮肤病的治疗。低浓度过氧乙酸既是角质松解剂又是广谱消毒防腐药,不但能使角化过度的角层细胞松软解离,促进其脱落,而且还对各种皮肤癣菌具有强大的杀灭作用。可促进创面愈合,治疗足部跖疣、寻常疣。此外,过氧乙酸还可以用来治疗口腔溃疡、软组织感染等。
2.3其他方面的应用
过氧乙酸还用来预防肉仔鸡氨中毒、作为预防鸡病的药物、纸浆的漂白、无土栽培中提高萌芽率、药物合成中的化学氧化剂、化工合成中的中间体以及消除氧气湿化瓶内水垢等。
董五辈等将过氧乙酸应用于无土栽培中。在植物生长过程中用0.01%一0.4%(重量比)的过氧乙酸水溶液进行处理,可大大降低无土栽培污染报废率,从而生产成本大幅度降低。
过氧乙酸可用于合成环氧丙烷,该工艺首先由日本Daicel公司于1969年实现工业化。
本病目前尚无特效疗法,但并非不治之症。适当的对症治疗可以控制症状。由于本病是一种慢性复发性疾病,不少患者需要长期医治,而各种疗法都有一定的不良反应。主要有联合疗法、交替疗法、序贯和间歇疗法等。
1.外用药
新发的面积不大的皮损,尽可能采用外用药。药物的浓度应由低至高。选用哪一种药,要结合药物本身的性质和患者的具体病情。
(1)维生素D3类似物 本类药包括卡泊三醇、他卡西醇等,用于斑块型银屑病疗效较好。卡泊三醇乳膏、软膏和(用于头部的)洗剂,每日外涂2次其通常在8周内显效,长期使用不会产生依赖性。此药与糖皮质激素或UVB联合使用可提高疗效。对有骨质疾病、钙代谢障碍和肾功能不全的患者应慎用,以免引起高血钙。
(2)糖皮质激素 外用糖皮质激素仍是目前治疗银屑病常用的疗法。头部和掌跖部宜用强效激素,弱效激素适用于面部和间擦部。一般部位常用软膏和乳膏。头部则须用溶液(丙二醇)和凝胶剂。局部封包疗法可明显提高作用强度。
糖皮质激素对皮损的作用是暂时的。初期疗效显著,突然停药往往出现“反跳”现象。需要长期用药者宜采用间断疗法,即每2~3天涂1次。与其他药并用(如维生素D3类似物、维A酸类等),有利于巩固疗效和减少不良反应。
(3)蒽林 常用于慢性斑块型银屑病。可配成软膏、糊剂和石蜡剂。常用浓度为0.05%~1.0%,从低浓度开始,根据患者的耐受情况逐渐提高。勿用于面部和间擦部,注意保护正常皮肤。皮损通常在2~3周后开始消退。
(4)维A酸 凝胶和霜剂(0.05%~0.1%)每日外涂1或2次对银屑病有良效。因起效较慢,一般不作为一线药物单独使用。可与丙酸氯倍他索等糖皮质激素联合应用,皮损控制后继续应用他扎罗汀,逐渐停用糖皮质激素。孕妇,哺乳期及近期有生育要求妇女禁用。
(5)焦油类 常用的焦油包括煤焦油、松馏油、糠馏油和黑豆馏油等,配成5%%浓度的软膏外用。煤焦油对于慢性稳定性银屑病,头皮银屑病和掌跖银屑病疗效较好。禁用于孕妇,脓疱型和红皮病型银屑病。现已有一些无色、无臭的煤焦油制剂,其效力接近粗制品。可溶性煤焦油可用于沐浴,煤焦油香波用于洗头。煤焦油醑剂用于涂搽,对头部银屑病治疗有效。
(6)免疫抑制剂等其他外用药 如他克莫司,匹美莫司外用治疗,封包治疗顽固性局限性银屑病。0.03%的喜树碱软膏,5%的水杨酸软膏等。
2.内用药
(1)甲氨蝶呤(MTX) 是一种叶酸还原酶抑制剂,可阻止表皮细胞增殖时DNA合成,抑制细胞核的有丝分裂。MTX可以抑制体内被激活的淋巴细胞增殖和减弱CD8细胞的功能和抑制中性粒细胞的趋化性,MTX是系统治疗银屑病的标准用药,但长期用药可引起肝脏广泛性纤维化和肝硬化,故在应用时需注意。MTX适用于红皮病型、关节病型。脓疱型、泛发性银屑病及其他常规治疗效果较差者。有肝肾功能异常、妊娠或哺乳、白细胞计数减少,活动性感染性疾病、酗酒、免疫缺陷及其他严重疾病等疾病时避免使用。
(2)维A酸类 维A酸类药物可以调节表皮增殖和分化以及免疫功能等,用于泛发性脓疱型银屑病、红皮病型银屑病,严重斑块状银屑病,单独服用或与其他疗法联合应用,有较满意的疗效.常用药物有阿维A酯,阿维A等维A酸类药主要副作用为致畸胎,研究证明停服阿维A酯2年仍在尿中测得阿维A酯,而部分阿维A可转化为阿维A酯,因此,育龄妇女停药后的2年之内应采取避孕措施:服药期间出现唇、眼、鼻黏膜干燥,皮肤弥漫性脱屑及毛发脱落。长期服用时可出现血脂升高。肝脏损害等,但停药后可恢复。
(3)糖皮质激素 本类药不应常规系统用于银屑病,因为效果不大,且在停药后症状反而比原来还严重,甚至可诱发急性脓疱型银屑病或红皮病型银屑病。但是,由于糖皮质激素具有“抗炎”作用,对红皮病型、关节病型和泛发性脓疱型银屑病,在用其他疗法(如MTX)无效或有禁忌的情况下,可以慎用。
(4)免疫疗法和生物制剂疗法 环孢素A,他克莫司,霉芬酸酯等免疫抑制剂目前应用于严重型银屑病有较好疗效。一些新型生物制剂,如细胞因子阻断剂依那西普(益赛普)应用是银屑病治疗的新进展,但其价格昂贵,存在不良反应,临床应用需进一步观察。
(5)抗生素 部分银屑病的发生和复发与细菌、真菌、病毒等微物感染有关,特别是急性点滴状银屑病常伴有急性扁桃体炎或上呼吸道感染,这些病例可应用青霉素,头孢菌素类治疗,疗效良好。某些抗生素还具有免疫调节作用,如红霉素。部分患者皮脂溢出部位有马拉色菌大量繁殖,可应用酮康唑洗剂治疗。
3.物理疗法
可应用紫外线,光化学疗法(PUMA),宽谱中波紫外线(BB-UVB)疗法,窄谱中波紫外线(NB-UVB)疗法,水疗
银屑病的治疗有以下几种:1、心理治疗,要帮助患者了解病情,分析诱因和加重的因素,提高患者自我保护能力。2、局部治疗,各种角质剥脱剂和角质润滑剂,皮质类固醇激素外用的药膏,卡泊三醇软膏、维A酸乳膏、他克莫司软膏等等均可以外用。3、系统治疗,维甲酸类、雷公藤、环孢素等免疫制剂或口服抗菌素等等。4、物理治疗,光疗或光化学疗法、药浴、激光治疗,均可以得到比较好的疗效。
过氧乙酸
Peracetic Acid
别名:过醋酸、过氧醋酸、PAA
【作用与用途】
系广谱、速效、高效灭菌剂,本品是强氧化剂,可以杀灭一切微生物,对病毒、细菌、真菌及芽孢均能迅速杀灭,可广泛应用于各种器具及环境消毒.0.2%溶液接触10分钟基本可达到灭菌目的.用于空气、环境消毒、预防消毒.
【用量与用法】
1、洗手 以0.2%~0.5%溶液浸2分钟.
2、塑料、玻璃制品 以0.2%溶液浸2小时.
3、地面、家具等 以0.5%溶液喷雾.
【注意点】
1、“原液”刺激性、腐蚀性较强,不可直接用手接触.
2、 对金属有腐蚀性,不可用于金属器械的消毒.
3、“原液”贮存放置可分解,注意有效期限,应贮存于塑料桶内,凉暗处保存,远离可烯性物质.
过氧乙酸是一种普遍应用的,杀菌能力较强的高效消毒剂,具有强氧化作用,可以迅速杀灭各种微生物,包括病毒、细菌、真菌及芽孢.
过氧乙酸溶液容易挥发、分解,其分解产物是醋酸、水和氧,因此用过氧乙酸消毒液浸泡物品,不会留下任何有害物质.用过氧乙酸气体熏蒸消毒后,通风半小时,空气中的过氧乙酸就几乎全部分解、消散了,人们进入消毒后的房间不会受到伤害.因此,过氧乙酸可广泛应用于各种器具、空气、环境消毒和预防消毒.下面介绍几种正确的、常用的消毒方法:
浸泡:通常纺织品用浓度为0.04%的溶液浸泡2小时;餐具洗净后用0.5%的溶液浸泡30-60分钟;体温计用0.5%的溶液浸泡15-30分钟;病人排泄物容器(便器、痰盂)用0.5%的溶液浸泡5小时;蔬菜、水果洗净后用0.2%的溶液浸泡10分钟.
擦拭:可用于消毒皮肤与污染的物品表面.将原液稀释成0.2%的溶液擦拭双手1-2分钟,再用清水洗净;如对物体表面进行消毒,可用浓度为0.2%-1%的过氧乙酸稀溶液,擦拭后保持30分钟,即能达到杀菌目的.
喷雾及熏蒸:将原液稀释至0.2%-0.4%,关闭门窗,采用喷雾或加热熏蒸消毒方法,使其较长时间悬浮于空气当中,对空气中的病原微生物起到杀灭作用.此方法也适用于服装与大件物品表面的消毒.熏蒸时,常用浓度为1克/立方米.喷雾或熏蒸后密闭20-30分钟即可达到消毒目的,然后开窗通风15分钟后方可进入,以减少过氧乙酸给人体带来的刺激及不适感.
注意事项:
由于原液为强氧化剂,具有较强的腐蚀性,因此不可直接用手接触,配制溶液时应佩戴橡胶手套,防止药液溅到皮肤上.
对金属有腐蚀性,不可用于金属器械的消毒.
在做气溶胶喷雾时,操作者应佩戴防护面罩,也可采用口罩、帽子及游泳镜替代,不可直接对人喷洒.
如药液不慎溅入眼中或皮肤上,应立即用大量清水冲洗.
原液贮存放置可以分解,故应注意有效期.原液应贮存于塑料桶内,在阴暗处保存,并远离可燃性物质.其稀释液更易分解,宜随配随用.
英文名称peroxyacetic acid
中文名称2: 过氧乙酸,过乙酸,过氧化乙酸
结构式
英文名称2: peracetic acid
汉语拼音:GuoYang YiSuan
CAS No.: 79-21-0
危险货物编号:52051
EINECS号: 201-186-8
分子结构式:
过氧乙酸
结构简式CH3COOOH
分子式C2H4O3
相对分子质量76.05(近似值:76)
物理性质
主要成分: 含量:35%(一重量计)和18~23%两种。
外观与性状: 无色液体,有强烈刺激性气味。
熔点(℃): 0.1
沸点(℃): 105
相对密度(水=1): 1.15(20℃)
饱和蒸气压(kPa): 2.67(25℃)
闪点(℃): 41
化学性质
完全燃烧能生成二氧化碳和水;具有酸的通性;可分解为乙酸、氧气;能溶于水,溶于乙醇、乙醚、乙酸、硫酸,具有溶解性。
制备的方程式 :
CH₃COOH + H₂O₂⇌CH₃COOOH + H₂O
健康危害
有毒,经口LD50:1540mg/kg(大鼠),经皮LD50:1410mg/kg(兔),吸入LC50:450mg/kg(大鼠)。本品对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有强烈刺激作用。吸入后可引起喉、支气管的炎症、水肿、痉挛,化学性肺炎、肺水肿。接触后可引起烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。
燃爆危险
本品易燃,具爆炸性,具强氧化性,强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。
危险特性
易燃,加热至100℃ 即猛烈分解,遇火或受热、受震都可起爆。与还原剂、促进剂、有机物、可燃物等接触会发生剧烈反应,有燃烧爆炸的危险。有强腐蚀性。
1.强氧化性
过氧乙酸为强氧化剂,有很强的氧化性,遇有机物放出新生态氧而起氧化作用,与次氯酸钠(又名84消毒液)、漂白粉等被作为医疗或生活消毒药物使用,为高效、速效、低毒、广谱杀菌剂,对细菌繁殖体、芽孢、病毒、霉菌均有杀灭作用。因此可用它来进行杀菌、消毒。此外,由于过氧乙酸在空气中具有较强的挥发性,对空气进行杀菌、消毒具有良好的效果,而且价格便宜,我们在预防非典时的杀菌、消毒剂主要就是过氧乙酸。在医学方面的主要作用和用法如下:
(1)浸泡消毒:以0.3%—0.5%溶液浸泡消毒;医务职员用以洗手时,用0.2%的溶液浸泡1分钟即可。
(2)喷雾消毒:以0.1%—0.4%溶液对房屋、家具、门窗等进行喷洒。
(3)熏蒸消毒:以20%成品熏蒸(1—3g/m3),用于实验动物室及无菌室消毒。
(4)饮水消毒及污水处理:使饮水或污水含本品0.01%消毒0.5—1小时,可获较好效果。
(5)医疗方面:可用于治疗甲癣,处用1%溶液浸泡20分钟,3次/日,连续2周。0.5%溶液局部使用可治疗手足癣。
2.不稳定性
纯过氧乙酸极不稳定,在-20℃时就会发生猛烈爆炸,所以市场上出售的过氧乙酸大都是浓度为40%左右的过氧乙酸溶液,但其性质也很不稳定,在室温下可以分解放出氧气,遇明火或高温发生自燃、燃烧或爆炸。
(1)患者要正规治疗,不要滥用药物。
(2)要保持长期乐观向上的处世情绪、树立战胜疾病的信心,不要一患病就背上沉重的思想包袱。 要做到精神舒畅、情绪稳定、劳逸结合、要有好的生活规律,这样才能经脉和谐通畅。
(3)坚持银屑病症状基本消除后的巩固治疗。现代临床学认为,银屑病症状只是人体基因缺损,在皮肤组织基因表达过程中的一种实现,是内外因素综合作用的结果。内因是主要的,外因只是发病的条件。许多患者,直系亲属中都有发病经历。开始年龄尚小时,他(她)们并未发病,十几岁后,到四十岁左右,发病率大增。就是因为人体生命力旺盛,缺损基因表达机会增多,接触外界环境条件复杂所致。不发病,不等于基因缺损不存在。要彻底治愈,就要彻底修复基因。巩固治疗是完全必要的。
(4)治愈后,还需要保持一个较长期安全的生理环境。饮食要合理化,不挑食、不偏食。忌烟,适量饮酒。可多食豆类、粗粮、新鲜蔬菜、水果等高蛋白、低脂肪、富含维生素的食品。在潮湿的环境、温差过大的环境、遇冷雨激、洗冷水澡、与化学物或农药接触、受化纤类衣物刺激、外伤后受生水浸等,是造成基因缺损的外界因素;而饮食上未忌辣椒、酒、鸡蛋、鸡、鱼、牛羊肉、海鲜、香菜、香椿、南瓜、荞麦面等刺激性食物也是重要诱因。
(5)若有扁桃体炎、咽炎、上呼吸道感染等诱因,应积极治疗。
(6)避免各种强烈的物理、化学刺激,如染发、文身等。
(7)在治疗过程中,患者可以每周洗浴一次,这样不仅可以去除厚积的鳞屑,清洁皮肤,而且可以改善微循环,促进新陈代谢(因为外用药的使用最好不要天天洗澡)。治愈后经常洗澡,保持皮肤清洁,对各类皮肤病的预防是大有益处的。
(8)多在户外锻炼,多活动、多出汗、多晒太阳。增强体质,提高机体抗病能力。正是“药补不如食补,食补不如运动”。只有强壮的体魄,才是抵御疾病的良药。