專利名稱：中和有毒化學(xué)品和物質(zhì)的方法和制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及中和化學(xué)試劑用的制劑和方法，更具體而言，涉及中和大范圍的 化學(xué)試劑的制劑和方法。
背景技術(shù)：
接觸各種化學(xué)試劑和生物試劑的風(fēng)險引起了軍事人員和平民越來越多的關(guān)注?？?慮到近來的恐怖主義襲擊，這種關(guān)注更是得到提高。具體而言，美國境內(nèi)和境外的所述試劑 相關(guān)的恐怖主義威脅正在增加。作為對這種威脅的回應(yīng)，已經(jīng)開發(fā)出多種能夠中和某些化 學(xué)武器制劑的對抗手段。例如，所謂的神經(jīng)性毒劑，諸如沙林、梭曼和塔崩等為可進行化學(xué) 改性以去除其毒性的含磷化合物的實例。因為許多這樣的化合物具有相同或相似的化學(xué)組 成部分，所以同一種化學(xué)對抗手段可用于中和多種這樣的化合物。除了化學(xué)試劑和生物試劑，還存在多種諸如有毒工業(yè)化學(xué)品(TIC)和有毒工業(yè)物 質(zhì)(TIM)等污染物，這些污染物引發(fā)了人們對公共安全的關(guān)注。所述污染物包括工業(yè)化學(xué) 品、殺蟲劑和除草劑，以及在正常處理、廢棄、廢料處理或事故性排放中可能排入環(huán)境中的 其他物質(zhì)。一般而言，所述污染物包含不易由一種化學(xué)對抗手段中和或摧毀的大范圍的化 學(xué)組合物。所以，接觸所述污染物需要選擇一種適當(dāng)?shù)膶故侄我杂行е泻驮撐廴疚?。?外，許多對抗手段只在接觸之前施用時才有效，而不能在人已經(jīng)接觸之后有效中和污染物。選擇適當(dāng)?shù)膶故侄蔚膯栴}在正使用多種有毒化學(xué)品/物質(zhì)的環(huán)境中受到特別 關(guān)注。例如，許多現(xiàn)代工廠在其日常運作和處理中使用了多種不同的化學(xué)品和物質(zhì)。因此， 存在工廠內(nèi)部員工可能接觸到的多種不同有毒化學(xué)品/物質(zhì)。因為對多種這樣的化學(xué)品/ 物質(zhì)的接觸可能導(dǎo)致對已接觸的工人的嚴重傷害，在某些情況下可能導(dǎo)致死亡，所以需要 提供能夠用于有效處理接觸后的個體的對抗手段。然而不幸的是，這產(chǎn)生了關(guān)于保持足夠數(shù)量的適當(dāng)對抗手段的可行性的問題，還 產(chǎn)生了關(guān)于教育人員選擇適當(dāng)對抗手段的問題。這樣的問題在已經(jīng)發(fā)生接觸后的緊急情況 中可能變得嚴重。因此，可能很難及時找到并應(yīng)用適當(dāng)?shù)膶故侄?，這可能導(dǎo)致更長時間的 接觸，并導(dǎo)致傷勢更為嚴重。另外，雖然可使用許多化學(xué)對抗手段，如次氯酸鹽溶液等化學(xué) 消毒劑，但是其對大多數(shù)金屬和織物以及人體皮膚具有腐蝕性。也使用了液體狀泡沫消毒 劑，而且一般需要水和加壓氣體以有效施用。如上所述，這些消毒劑在許多情況下不實用。除了工廠，美國國內(nèi)的許多家庭也經(jīng)歷過這樣的問題。例如，常用的廚房水槽櫥柜 可能含有多種不同的化學(xué)品/物質(zhì)(從家用清潔產(chǎn)品到殺蟲劑)。與通常工廠中發(fā)現(xiàn)的化 學(xué)品/物質(zhì)類似，接觸家用化學(xué)品也可導(dǎo)致嚴重的傷害。然而，現(xiàn)今大多數(shù)家庭甚至不具有 最基本的對抗手段，因而，在嘗試清潔接觸過的皮膚或表面時水通常作為第一選擇。因為許 多化學(xué)品/物質(zhì)在水中不反應(yīng)或不溶于水，所以水的使用可能由于將化學(xué)品/物質(zhì)擴散至 周邊并由此增大與有毒化學(xué)品/物質(zhì)接觸的區(qū)域，而進一步加劇接觸和受傷的嚴重性。除了化學(xué)對抗手段，也可使用物理去污方法來中和多種有毒化學(xué)品/物質(zhì)。物理 去污通常包括長時間的干法加熱或約20分鐘的蒸汽或過熱蒸汽處理。在某些情況下，UV光的使用是有效的，但是通常很難在實踐中實施。所述物理去污方法不能用于接觸人體皮膚 的情況，因而通常在許多情況下是不實用的。因此，對于能夠用于中和在工廠和家庭中可能 遇到的多種有毒化學(xué)品/物質(zhì)的有效對抗手段仍然存在需求。

發(fā)明內(nèi)容
在一個備選實施方式中，本發(fā)明涉及用于中和有毒化學(xué)品和物質(zhì)和大范圍的有毒 化學(xué)品和/或物質(zhì)以及凈化與這些試劑接觸過的表面的制劑和相關(guān)方法，其中所述大范圍 的有毒化學(xué)品和/或物質(zhì)包括但不限于有毒工業(yè)化學(xué)品和有毒工業(yè)物質(zhì)，例如，刺激劑、重 金屬、放射性金屬、酸和酸刺激劑、殺蟲劑和多種農(nóng)業(yè)化學(xué)品(統(tǒng)稱為有毒化學(xué)品、物質(zhì)或 簡單統(tǒng)稱為毒素)。因此，本發(fā)明的制劑可用于中和多種有毒化學(xué)品和物質(zhì)。具體而言，本發(fā)明包括一種具有一個或多個能夠中和一種或多種化學(xué)試劑的活性 部分的制劑，所述化學(xué)試劑包括但不限于酸、有毒工業(yè)化學(xué)品、有毒工業(yè)物質(zhì)、金屬離子和 殺蟲劑。在一個實施方式中，制劑可包括具有氮肟部分和羰基部分的活性成分，所述氮肟部 分和羰基部分能夠經(jīng)由親核或親電攻擊而中和多種毒素。在一個實施方式中，活性成分含 有2，3_ 丁二酮單肟(也稱為二乙酰單肟(DAM))和其堿金屬鹽，例如2，3_ 丁二酮單肟鉀 (KBDO)。制劑也可含有其中分散有活性成分的載體。在一個實施方式中，載體可含有聚乙 二醇(PEG)、單甲氧基聚乙二醇(mPEG)和其組合以及衍生物。在一個實施方式中，本發(fā)明的制劑可用于中和多種有毒工業(yè)化學(xué)品和物質(zhì)。在一 個這樣的實施方式中，DAM和其鹽(如KBD0)含有三個潛在的親核性原子，所述親核性原子 能夠?qū)δ繕?biāo)化學(xué)品上的反應(yīng)活性部分進行親核性攻擊。例如，DAM的結(jié)構(gòu)包括三個親核性原 子羰基氧、肟氮和程度更低的肟氧。親核性原子能夠攻擊并中和多種有毒化學(xué)品。除了中 和易受親核性攻擊的毒素以外，DAM和KBDO還可用于中和酸毒素。在一些實施方式中，DAM 和KBDO也可用于螯合金屬離子，因而可用于有效去除和中和金屬離子。在另一個實施方式 中，DAM和KBDO可存在于能夠溶解和中和多種TIC和TIM的諸如PEG或mPEG等載體中。在另一個實施方式中，本發(fā)明可用于中和在制造或生產(chǎn)環(huán)境中可能遇到的多種酸 和酸酐，例如，硫酸(H2SO4)、鹽酸(HCl)、氫氟酸(HF)、高氯酸(HClO4)、氫溴酸(HBr)、氫碘 酸(HI)、硝酸(HNO3)、亞硝酸(HNO2)、乙酸、胂(AsH3)、硒化氫、硫化氫(H2S)、二氧化氮(NO2) 的酸副產(chǎn)物、二氧化硫(SO2)、順丁烯二酸酐、乙酸酐、混合酐，以及它們的任何鹽、酯或衍生 物，或它們的任何組合等。除了中和酸，所述制劑也可用于中和多種常用于許多工業(yè)條件下的刺激劑。例如， 多種有毒工業(yè)化學(xué)品或有毒物質(zhì)包括一種或多種易于受到DAM的親核性原子中的一個或 多個原子的親核性攻擊的反應(yīng)活性部分。所述毒素可包括但不限于1，1’ -雙環(huán)氧丁烷、丙 烯腈、烯丙醇、烯丙基氯、甲硫醇、碳酰氯和胼等，以及它們的任何鹽、酯或衍生物，或它們的 任何組合。在一個實施方式中，本發(fā)明的制劑能夠中和諸如胼、膦和甲苯二異氰酸酯(混合 異構(gòu)體)等可溶解于二醇中的毒素。本發(fā)明也可用于中和某些氧化性和腐蝕性毒素。在一個備選實施方式中，本發(fā)明涉及大范圍的有毒工業(yè)化學(xué)品和物質(zhì)的中和方 法，其中，將具有活性成分的組合物施加至有毒工業(yè)化學(xué)品或物質(zhì)中，從而中和所述有毒工 業(yè)化學(xué)品和/或物質(zhì)。在一個實施方式中，活性成分含有2，3- 丁二酮單肟或其堿金屬鹽。
在一個備選實施方式中，本發(fā)明的制劑可用于例如經(jīng)由螯合或成環(huán)反應(yīng)而中和多 種金屬和放射性核素，如重金屬、鉛、過渡金屬、放射性金屬、Pu、Th、U、Zr、Nb、Ru、錒系元素、 鑭系元素、稀土元素以及它們的組合。在這個實施方式中，DAM作為螯合劑形成螯合物，在 所述螯合物中金屬被束縛于螯合劑的兩個以上的原子。在一個實施方式中，DAM能夠與金 屬離子螯合，以形成5 7元環(huán)。在一個備選實施方式中，本發(fā)明提供了一種中和或掩蔽金屬原子的方法，其中，使 具有至少一個親核性羰基部分和至少一個親核性肟氮部分的組合物與金屬反應(yīng)。所述組合 物與金屬的反應(yīng)將金屬螯合形成環(huán)結(jié)構(gòu)，在所述環(huán)結(jié)構(gòu)中，所述至少一個親核性羰基部分 和至少一個親核性肟氮部分與金屬鍵合。在一個備選實施方式中，本發(fā)明的制劑也可用于中和多種殺蟲劑。在一個實施方 式中，本發(fā)明的制劑可用于中和含有有機磷酸酯(OP)、擬除蟲菊酯(SP)、羧基部分和氨基 甲酸酯及其任意組合的殺蟲劑。在一個實施方式中，第一 DAM分子與含有OP的殺蟲劑反應(yīng) 以生成磷酸化肟。在下一步反應(yīng)中，第二 DAM分子隨后與所述磷酸化肟反應(yīng)以生成無毒的 經(jīng)取代的膦酸。在一個實施方式中，可使用DAM中和的OP殺蟲劑包括但不限于甲基谷硫 磷、氯吡硫磷、二嗪磷、乙拌磷、丙線磷、地蟲磷、馬拉硫磷、甲基對硫磷、對硫磷、甲拌磷和特 丁硫磷。在另一個實施方式中，本發(fā)明的制劑也可用于中和含有氨基甲酸酯的殺蟲劑，如 0-甲基氨基甲酰基-2-甲基-2-(甲硫基)丙醛肟(涕滅威)；2，3_二氫-2，2-二甲基-7-苯 并呋喃基甲基氨基甲酸酯(克百威、呋喃丹或curator) ；3-羥基克百威；N_[2_(4_苯氧基 苯氧基)乙基]氨基甲酸乙酯(苯氧威)；甲基氨基甲酸-ι-萘基酯(胺甲萘，也以商品名 西維因為人所知)；戊氰威(ethienocarb)，實例如下3_羥基克百威、涕滅威砜、涕滅威亞 砜、蘇達滅、S-乙基二丙基硫代氨基甲酸酯(EPTC)、甲硫威、滅多威、禾草敵、殺線威、克草 敵、苯胺靈、殘殺威、禾草丹、野麥畏以及2-(1_甲基丙基)苯基-N-甲基氨基甲酸酯。在一個備選實施方式中，本發(fā)明涉及大范圍的殺蟲劑的中和方法，所述大范圍的 農(nóng)藥如有機磷酸酯、氨基甲酸酯、有機氯和擬除蟲菊酯，所述方法中，含有2，3_ 丁二酮單肟 或其堿金屬鹽的組合物與殺蟲劑反應(yīng)，由此中和該殺蟲劑。在一個實施方式中，含有活性成分的組合物的施加量相對于與人體或表面接觸的 殺蟲劑的量為約1 1 20 1。在某些實施方式中，所述的量可以為約2 1 15 1， 尤其可以為約5 1 10 1。在使用活性成分對毒素進行處理之后，可使用水從處理過 的表面或人體皮膚上除去毒素和制劑的任何殘留物。在一個實施方式中，所述制劑可提供為諸如洗劑或霜劑等局部皮膚保護劑(TSP)， 所述局部皮膚保護劑可在接觸有毒化學(xué)品或物質(zhì)之前或之后施用至人體皮膚。在某些實施 方式中，所述制劑可以以液體、凝膠劑、粉劑、乳劑、泡沫和噴霧等形式提供。在一個實施方 式中，所述制劑可用于凈化接觸過有毒化學(xué)品或物質(zhì)的表面，所述表面包括但不限于金屬 表面、石材表面和塑料表面。
具體實施例方式現(xiàn)將參照附圖
在下文中更全面地描述本發(fā)明，其中只示出了本發(fā)明的一部分而并 非全部實施方式。事實上，本發(fā)明可以許多種不同的形式實施，而不應(yīng)理解為限于本文所述
6的實施方式；更確切地說，這些實施方式的提供是為了使本公開滿足適用的法律規(guī)定。相似 的附圖標(biāo)記在整篇文章中指代相似的要素。在本發(fā)明的一個實施方式中，所述制劑提供了一種或多種可用于中和大范圍的有 毒化學(xué)品和物質(zhì)的去污劑。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“中和”包括解毒、去污、緩和或其他 方式的使得毒素降低對人或動物的急性不良作用的對毒素的實質(zhì)性破壞。中和的方法包括 但不限于，親核性攻擊、親電性攻擊、螯合反應(yīng)、酸堿反應(yīng)、增溶、掩蔽以及它們的組合。在一個實施方式中，所述制劑包括具有氮肟部分和羰基部分的活性成分，所述活 性成分能夠經(jīng)由親核性攻擊或親電性攻擊而中和多種毒素。在另一個實施方式中，活性成 分包括氮肟部分和羰基部分。在又一個實施方式中，活性成分含有2，3-丁二酮單肟(也稱 為二乙酰單肟(DAM))及其鹽，所述鹽包括但不限于，諸如2，3-丁二酮單肟鉀(KBDO)和2， 3- 丁二酮單肟鈉等堿金屬鹽和諸如2，3- 丁二酮單肟鈣等堿土金屬鹽。DAM的結(jié)構(gòu)如下式 (1)所示。
權(quán)利要求
一種大范圍的有毒工業(yè)化學(xué)品和物質(zhì)的中和方法，所述方法包括以下步驟對有毒工業(yè)化學(xué)品或物質(zhì)施加具有活性成分的組合物，由此中和所述有毒工業(yè)化學(xué)品和/或物質(zhì)，其中，所述活性成分包含2，3 丁二酮單肟、其堿金屬鹽或堿土金屬鹽或其衍生物中的一種或多種。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述有毒工業(yè)物質(zhì)為酸，或含有易受親核性羰基原 子或親核性肟氮原子或氧原子的親核性攻擊的部分的試劑。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述有毒工業(yè)化學(xué)品或物質(zhì)選自由1，1’-雙環(huán)氧 丁烷、丙烯腈、烯丙醇、烯丙基氯、甲硫醇和碳酰氯組成的組。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述有毒化學(xué)品或物質(zhì)為酸。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述酸選自由硫酸(H2SO4)、鹽酸(HCl)、氫氟酸 (HF)、高氯酸(HC104)、氫溴酸(HBr)、氫碘酸(HI)、硝酸(ΗΝ03)、亞硝酸(服02)、乙酸、胂 (AsH3)、硒化氫、硫化氫(H2S)、二氧化氮(NO2)的酸副產(chǎn)物、二氧化硫(SO2)、磷酸、乙酸酐、順 丁烯二酸酐、混合酐、氟乙酸和氯乙酸組成的組。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述活性成分分散于載體中，所述載體選自由聚乙 二醇、單甲氧基聚乙二醇和聚乙二醇醚組成的組。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述有毒工業(yè)化學(xué)品或物質(zhì)選自由胼、氯和氨組成 的組。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，含有所述活性成分的所述組合物的施加量相對于 所述有毒工業(yè)化學(xué)品或物質(zhì)的量為約1 1 20 1。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述活性成分選自由2，3-戊二酮單肟、3，4-戊二 酮單肟、3，4-己二酮單肟、2，3-己二酮單肟和4，5-己二酮單肟(替代名稱可包括2，3-戊 二酮-3-月虧(CAS 609-29-0)、2_肟基-戊-3-酮、3-肟基-戊-4-酮、2，3-戊二酮，3-肟、 2,4-戊二酮肟、戊-2，3- 二酮-2-肟、2，3，4_戊三酮_3_肟、2，4_戊二酮二肟、2，4_戊二 酮-2，4- 二肟以及它們的組合組成的組。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述中和所述有毒工業(yè)化學(xué)品和/或物質(zhì)的步驟 包括掩蔽所述有毒工業(yè)化學(xué)品和/或物質(zhì)。
11.一種金屬原子的中和方法，所述方法包括以下步驟使具有活性成分的組合物與金屬反應(yīng)，所述活性成分具有至少一個親核性羰基部分和 至少一個親核性肟氮部分；以及螯合金屬以形成環(huán)結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個親核性羰基部分和至少一個親核性肟氮部 分與金屬鍵合。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述活性成分含有2，3-丁二酮單肟或其堿金屬 鹽或堿土金屬鹽。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述活性成分含有2，3_丁二酮單肟鉀。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述金屬選自由重金屬、鉛、過渡金屬、放射性金 屬、Pu、Th、U、Zr、Nb、Ru、錒系元素、鑭系元素、稀土金屬以及它們的組合組成的組。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述環(huán)具有5 7條邊。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述活性成分選自由2，3_戊二酮單肟、3，4_戊 二酮單肟、3，4-己二酮單肟、2，3-己二酮單肟和4，5-己二酮單肟(替代名稱可包括2，3-戊二酮-3-月虧(CAS 609-29-0)、2_肟基-戊-3-酮、3-肟基-戊-4-酮、2，3-戊二酮，3-肟、 2,4-戊二酮肟、戊_2，3- 二酮-2-肟、2，3，4_戊三酮_3_肟、2，4_戊二酮二肟、2，4_戊二 酮-2，4- 二肟以及它們的組合組成的組。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，含有所述活性成分的所述組合物的施加量相對 于所述金屬的量為約1 1 20 1。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述活性成分含有2，3-丁二酮單肟，并且所述方 法還包括以下步驟使金屬與第一分子和第二分子的2，3-丁二酮單肟反應(yīng)，以生成具有平面方形絡(luò)合物 的螯合金屬。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，將所述組合物施用至需要所述組合物的人的皮膚。
20.一種大范圍的殺蟲劑的中和方法，所述方法包括使具有活性成分的組合物與殺蟲劑反應(yīng)，由此中和所述殺蟲劑，其中，所述活性成分含 有2，3- 丁二酮單肟或其堿金屬鹽，且所述殺蟲劑選自由有機磷酸酯、氨基甲酸酯、有機氯 和擬除蟲菊酯組成的組。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述殺蟲劑包括氨基甲酸酯，所述氨基甲酸酯選 自由0-甲基氨基甲?；?2-甲基-2-(甲硫基)丙醛肟、2，3_ 二氫-2，2-二甲基-7-苯并 呋喃基甲基氨基甲酸酯、3-羥基克百威、N-[2-(4-苯氧基苯氧基)乙基]氨基甲酸乙酯、甲 基氨基甲酸-1-萘基酯、戊氰威、3-羥基克百威、涕滅威砜、涕滅威亞砜、蘇達滅、S-乙基二 丙基硫代氨基甲酸酯、甲硫威、滅多威、禾草敵、殺線威、克草敵、苯胺靈、殘殺威、禾草丹、野 麥畏和2-(1_甲基丙基)苯基-N-甲基氨基甲酸酯組成的組。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，將所述組合物施用至需要所述組合物的人的皮膚。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述組合物為霜劑、凝膠劑或洗劑。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述活性成分分散于載體中，并且所述方法還包 括使所述載體與所述殺蟲劑反應(yīng)，由此掩蔽所述殺蟲劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于中和一種或多種有毒化學(xué)品和/或物質(zhì)以及凈化與這些試劑接觸過的表面的制劑和相關(guān)方法，其中所述有毒化學(xué)品和/或物質(zhì)包括有毒工業(yè)化學(xué)品和有毒工業(yè)物質(zhì)，如刺激劑、重金屬、放射性金屬、酸和酸刺激劑、殺蟲劑和多種農(nóng)業(yè)化學(xué)品(統(tǒng)稱為有毒化學(xué)品、物質(zhì)或簡單地統(tǒng)稱為毒素)。因此，本發(fā)明的制劑可用于中和大范圍的有毒化學(xué)品和物質(zhì)。在一個實施方式中，活性成分含有2，3-丁二酮單肟(也稱為二乙酰單肟(DAM))和其堿金屬鹽(諸如2，3-丁二酮單肟鉀(KBDO))。所述制劑通常還含有其中分散有活性成分的載體。在一個實施方式中，載體包括聚乙二醇(PEG)、單甲氧基聚乙二醇(mPEG)和它們的組合及衍生物。
文檔編號A62D3/33GK101977658SQ200880128171
公開日2011年2月16日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者芭芭拉·B·普里斯, 蒂莫西·G·亨利 申請人:E-Z-Em有限公司