专利名称：中和有毒化学品和物质的方法和制剂的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及中和化学试剂用的制剂和方法，更具体而言，涉及中和大范围的 化学试剂的制剂和方法。
背景技术：
接触各种化学试剂和生物试剂的风险引起了军事人员和平民越来越多的关注。考 虑到近来的恐怖主义袭击，这种关注更是得到提高。具体而言，美国境内和境外的所述试剂 相关的恐怖主义威胁正在增加。作为对这种威胁的回应，已经开发出多种能够中和某些化 学武器制剂的对抗手段。例如，所谓的神经性毒剂，诸如沙林、梭曼和塔崩等为可进行化学 改性以去除其毒性的含磷化合物的实例。因为许多这样的化合物具有相同或相似的化学组 成部分，所以同一种化学对抗手段可用于中和多种这样的化合物。除了化学试剂和生物试剂，还存在多种诸如有毒工业化学品(TIC)和有毒工业物 质(TIM)等污染物，这些污染物引发了人们对公共安全的关注。所述污染物包括工业化学 品、杀虫剂和除草剂，以及在正常处理、废弃、废料处理或事故性排放中可能排入环境中的 其他物质。一般而言，所述污染物包含不易由一种化学对抗手段中和或摧毁的大范围的化 学组合物。所以，接触所述污染物需要选择一种适当的对抗手段以有效中和该污染物。另 外，许多对抗手段只在接触之前施用时才有效，而不能在人已经接触之后有效中和污染物。选择适当的对抗手段的问题在正使用多种有毒化学品/物质的环境中受到特别 关注。例如，许多现代工厂在其日常运作和处理中使用了多种不同的化学品和物质。因此， 存在工厂内部员工可能接触到的多种不同有毒化学品/物质。因为对多种这样的化学品/ 物质的接触可能导致对已接触的工人的严重伤害，在某些情况下可能导致死亡，所以需要 提供能够用于有效处理接触后的个体的对抗手段。然而不幸的是，这产生了关于保持足够数量的适当对抗手段的可行性的问题，还 产生了关于教育人员选择适当对抗手段的问题。这样的问题在已经发生接触后的紧急情况 中可能变得严重。因此，可能很难及时找到并应用适当的对抗手段，这可能导致更长时间的 接触，并导致伤势更为严重。另外，虽然可使用许多化学对抗手段，如次氯酸盐溶液等化学 消毒剂，但是其对大多数金属和织物以及人体皮肤具有腐蚀性。也使用了液体状泡沫消毒 剂，而且一般需要水和加压气体以有效施用。如上所述，这些消毒剂在许多情况下不实用。除了工厂，美国国内的许多家庭也经历过这样的问题。例如，常用的厨房水槽橱柜 可能含有多种不同的化学品/物质(从家用清洁产品到杀虫剂)。与通常工厂中发现的化 学品/物质类似，接触家用化学品也可导致严重的伤害。然而，现今大多数家庭甚至不具有 最基本的对抗手段，因而，在尝试清洁接触过的皮肤或表面时水通常作为第一选择。因为许 多化学品/物质在水中不反应或不溶于水，所以水的使用可能由于将化学品/物质扩散至 周边并由此增大与有毒化学品/物质接触的区域，而进一步加剧接触和受伤的严重性。除了化学对抗手段，也可使用物理去污方法来中和多种有毒化学品/物质。物理 去污通常包括长时间的干法加热或约20分钟的蒸汽或过热蒸汽处理。在某些情况下，UV光的使用是有效的，但是通常很难在实践中实施。所述物理去污方法不能用于接触人体皮肤 的情况，因而通常在许多情况下是不实用的。因此，对于能够用于中和在工厂和家庭中可能 遇到的多种有毒化学品/物质的有效对抗手段仍然存在需求。
发明内容
在一个备选实施方式中，本发明涉及用于中和有毒化学品和物质和大范围的有毒 化学品和/或物质以及净化与这些试剂接触过的表面的制剂和相关方法，其中所述大范围 的有毒化学品和/或物质包括但不限于有毒工业化学品和有毒工业物质，例如，刺激剂、重 金属、放射性金属、酸和酸刺激剂、杀虫剂和多种农业化学品(统称为有毒化学品、物质或 简单统称为毒素)。因此，本发明的制剂可用于中和多种有毒化学品和物质。具体而言，本发明包括一种具有一个或多个能够中和一种或多种化学试剂的活性 部分的制剂，所述化学试剂包括但不限于酸、有毒工业化学品、有毒工业物质、金属离子和 杀虫剂。在一个实施方式中，制剂可包括具有氮肟部分和羰基部分的活性成分，所述氮肟部 分和羰基部分能够经由亲核或亲电攻击而中和多种毒素。在一个实施方式中，活性成分含 有2，3_ 丁二酮单肟(也称为二乙酰单肟(DAM))和其碱金属盐，例如2，3_ 丁二酮单肟钾 (KBDO)。制剂也可含有其中分散有活性成分的载体。在一个实施方式中，载体可含有聚乙 二醇(PEG)、单甲氧基聚乙二醇(mPEG)和其组合以及衍生物。在一个实施方式中，本发明的制剂可用于中和多种有毒工业化学品和物质。在一 个这样的实施方式中，DAM和其盐(如KBD0)含有三个潜在的亲核性原子，所述亲核性原子 能够对目标化学品上的反应活性部分进行亲核性攻击。例如，DAM的结构包括三个亲核性原 子羰基氧、肟氮和程度更低的肟氧。亲核性原子能够攻击并中和多种有毒化学品。除了中 和易受亲核性攻击的毒素以外，DAM和KBDO还可用于中和酸毒素。在一些实施方式中，DAM 和KBDO也可用于螯合金属离子，因而可用于有效去除和中和金属离子。在另一个实施方式 中，DAM和KBDO可存在于能够溶解和中和多种TIC和TIM的诸如PEG或mPEG等载体中。在另一个实施方式中，本发明可用于中和在制造或生产环境中可能遇到的多种酸 和酸酐，例如，硫酸(H2SO4)、盐酸(HCl)、氢氟酸(HF)、高氯酸(HClO4)、氢溴酸(HBr)、氢碘 酸(HI)、硝酸(HNO3)、亚硝酸(HNO2)、乙酸、胂(AsH3)、硒化氢、硫化氢(H2S)、二氧化氮(NO2) 的酸副产物、二氧化硫(SO2)、顺丁烯二酸酐、乙酸酐、混合酐，以及它们的任何盐、酯或衍生 物，或它们的任何组合等。除了中和酸，所述制剂也可用于中和多种常用于许多工业条件下的刺激剂。例如， 多种有毒工业化学品或有毒物质包括一种或多种易于受到DAM的亲核性原子中的一个或 多个原子的亲核性攻击的反应活性部分。所述毒素可包括但不限于1，1’ -双环氧丁烷、丙 烯腈、烯丙醇、烯丙基氯、甲硫醇、碳酰氯和胼等，以及它们的任何盐、酯或衍生物，或它们的 任何组合。在一个实施方式中，本发明的制剂能够中和诸如胼、膦和甲苯二异氰酸酯(混合 异构体)等可溶解于二醇中的毒素。本发明也可用于中和某些氧化性和腐蚀性毒素。在一个备选实施方式中，本发明涉及大范围的有毒工业化学品和物质的中和方 法，其中，将具有活性成分的组合物施加至有毒工业化学品或物质中，从而中和所述有毒工 业化学品和/或物质。在一个实施方式中，活性成分含有2，3- 丁二酮单肟或其碱金属盐。
在一个备选实施方式中，本发明的制剂可用于例如经由螯合或成环反应而中和多 种金属和放射性核素，如重金属、铅、过渡金属、放射性金属、Pu、Th、U、Zr、Nb、Ru、锕系元素、 镧系元素、稀土元素以及它们的组合。在这个实施方式中，DAM作为螯合剂形成螯合物，在 所述螯合物中金属被束缚于螯合剂的两个以上的原子。在一个实施方式中，DAM能够与金 属离子螯合，以形成5 7元环。在一个备选实施方式中，本发明提供了一种中和或掩蔽金属原子的方法，其中，使 具有至少一个亲核性羰基部分和至少一个亲核性肟氮部分的组合物与金属反应。所述组合 物与金属的反应将金属螯合形成环结构，在所述环结构中，所述至少一个亲核性羰基部分 和至少一个亲核性肟氮部分与金属键合。在一个备选实施方式中，本发明的制剂也可用于中和多种杀虫剂。在一个实施方 式中，本发明的制剂可用于中和含有有机磷酸酯(OP)、拟除虫菊酯(SP)、羧基部分和氨基 甲酸酯及其任意组合的杀虫剂。在一个实施方式中，第一 DAM分子与含有OP的杀虫剂反应 以生成磷酸化肟。在下一步反应中，第二 DAM分子随后与所述磷酸化肟反应以生成无毒的 经取代的膦酸。在一个实施方式中，可使用DAM中和的OP杀虫剂包括但不限于甲基谷硫 磷、氯吡硫磷、二嗪磷、乙拌磷、丙线磷、地虫磷、马拉硫磷、甲基对硫磷、对硫磷、甲拌磷和特 丁硫磷。在另一个实施方式中，本发明的制剂也可用于中和含有氨基甲酸酯的杀虫剂，如 0-甲基氨基甲酰基-2-甲基-2-(甲硫基)丙醛肟(涕灭威)；2，3_二氢-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-羟基克百威；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 西维因为人所知)；戊氰威(ethienocarb)，实例如下3_羟基克百威、涕灭威砜、涕灭威亚 砜、苏达灭、S-乙基二丙基硫代氨基甲酸酯(EPTC)、甲硫威、灭多威、禾草敌、杀线威、克草 敌、苯胺灵、残杀威、禾草丹、野麦畏以及2-(1_甲基丙基)苯基-N-甲基氨基甲酸酯。在一个备选实施方式中，本发明涉及大范围的杀虫剂的中和方法，所述大范围的 农药如有机磷酸酯、氨基甲酸酯、有机氯和拟除虫菊酯，所述方法中，含有2，3_ 丁二酮单肟 或其碱金属盐的组合物与杀虫剂反应，由此中和该杀虫剂。在一个实施方式中，含有活性成分的组合物的施加量相对于与人体或表面接触的 杀虫剂的量为约1 1 20 1。在某些实施方式中，所述的量可以为约2 1 15 1， 尤其可以为约5 1 10 1。在使用活性成分对毒素进行处理之后，可使用水从处理过 的表面或人体皮肤上除去毒素和制剂的任何残留物。在一个实施方式中，所述制剂可提供为诸如洗剂或霜剂等局部皮肤保护剂(TSP)， 所述局部皮肤保护剂可在接触有毒化学品或物质之前或之后施用至人体皮肤。在某些实施 方式中，所述制剂可以以液体、凝胶剂、粉剂、乳剂、泡沫和喷雾等形式提供。在一个实施方 式中，所述制剂可用于净化接触过有毒化学品或物质的表面，所述表面包括但不限于金属 表面、石材表面和塑料表面。
具体实施例方式现将参照附图
在下文中更全面地描述本发明，其中只示出了本发明的一部分而并 非全部实施方式。事实上，本发明可以许多种不同的形式实施，而不应理解为限于本文所述
6的实施方式；更确切地说，这些实施方式的提供是为了使本公开满足适用的法律规定。相似 的附图标记在整篇文章中指代相似的要素。在本发明的一个实施方式中，所述制剂提供了一种或多种可用于中和大范围的有 毒化学品和物质的去污剂。在本发明的上下文中，术语“中和”包括解毒、去污、缓和或其他 方式的使得毒素降低对人或动物的急性不良作用的对毒素的实质性破坏。中和的方法包括 但不限于，亲核性攻击、亲电性攻击、螯合反应、酸碱反应、增溶、掩蔽以及它们的组合。在一个实施方式中，所述制剂包括具有氮肟部分和羰基部分的活性成分，所述活 性成分能够经由亲核性攻击或亲电性攻击而中和多种毒素。在另一个实施方式中，活性成 分包括氮肟部分和羰基部分。在又一个实施方式中，活性成分含有2，3-丁二酮单肟(也称 为二乙酰单肟(DAM))及其盐，所述盐包括但不限于，诸如2，3-丁二酮单肟钾(KBDO)和2， 3- 丁二酮单肟钠等碱金属盐和诸如2，3- 丁二酮单肟钙等碱土金属盐。DAM的结构如下式 (1)所示。
权利要求
一种大范围的有毒工业化学品和物质的中和方法，所述方法包括以下步骤对有毒工业化学品或物质施加具有活性成分的组合物，由此中和所述有毒工业化学品和/或物质，其中，所述活性成分包含2，3 丁二酮单肟、其碱金属盐或碱土金属盐或其衍生物中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述有毒工业物质为酸，或含有易受亲核性羰基原 子或亲核性肟氮原子或氧原子的亲核性攻击的部分的试剂。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述有毒工业化学品或物质选自由1，1’-双环氧 丁烷、丙烯腈、烯丙醇、烯丙基氯、甲硫醇和碳酰氯组成的组。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述有毒化学品或物质为酸。
5.如权利要求3所述的方法，其中，所述酸选自由硫酸(H2SO4)、盐酸(HCl)、氢氟酸 (HF)、高氯酸(HC104)、氢溴酸(HBr)、氢碘酸(HI)、硝酸(ΗΝ03)、亚硝酸(服02)、乙酸、胂 (AsH3)、硒化氢、硫化氢(H2S)、二氧化氮(NO2)的酸副产物、二氧化硫(SO2)、磷酸、乙酸酐、顺 丁烯二酸酐、混合酐、氟乙酸和氯乙酸组成的组。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述活性成分分散于载体中，所述载体选自由聚乙 二醇、单甲氧基聚乙二醇和聚乙二醇醚组成的组。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述有毒工业化学品或物质选自由胼、氯和氨组成 的组。
8.如权利要求1所述的方法，其中，含有所述活性成分的所述组合物的施加量相对于 所述有毒工业化学品或物质的量为约1 1 20 1。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述活性成分选自由2，3-戊二酮单肟、3，4-戊二 酮单肟、3，4-己二酮单肟、2，3-己二酮单肟和4，5-己二酮单肟(替代名称可包括2，3-戊 二酮-3-月亏(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- 二肟以及它们的组合组成的组。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述中和所述有毒工业化学品和/或物质的步骤 包括掩蔽所述有毒工业化学品和/或物质。
11.一种金属原子的中和方法，所述方法包括以下步骤使具有活性成分的组合物与金属反应，所述活性成分具有至少一个亲核性羰基部分和 至少一个亲核性肟氮部分；以及螯合金属以形成环结构，其中所述至少一个亲核性羰基部分和至少一个亲核性肟氮部 分与金属键合。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述活性成分含有2，3-丁二酮单肟或其碱金属 盐或碱土金属盐。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述活性成分含有2，3_丁二酮单肟钾。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述金属选自由重金属、铅、过渡金属、放射性金 属、Pu、Th、U、Zr、Nb、Ru、锕系元素、镧系元素、稀土金属以及它们的组合组成的组。
15.如权利要求11所述的方法，其中，所述环具有5 7条边。
16.如权利要求11所述的方法，其中，所述活性成分选自由2，3_戊二酮单肟、3，4_戊 二酮单肟、3，4-己二酮单肟、2，3-己二酮单肟和4，5-己二酮单肟(替代名称可包括2，3-戊二酮-3-月亏(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- 二肟以及它们的组合组成的组。
17.如权利要求11所述的方法，其中，含有所述活性成分的所述组合物的施加量相对 于所述金属的量为约1 1 20 1。
18.如权利要求11所述的方法，其中，所述活性成分含有2，3-丁二酮单肟，并且所述方 法还包括以下步骤使金属与第一分子和第二分子的2，3-丁二酮单肟反应，以生成具有平面方形络合物 的螯合金属。
19.如权利要求11所述的方法，其中，将所述组合物施用至需要所述组合物的人的皮肤。
20.一种大范围的杀虫剂的中和方法，所述方法包括使具有活性成分的组合物与杀虫剂反应，由此中和所述杀虫剂，其中，所述活性成分含 有2，3- 丁二酮单肟或其碱金属盐，且所述杀虫剂选自由有机磷酸酯、氨基甲酸酯、有机氯 和拟除虫菊酯组成的组。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述杀虫剂包括氨基甲酸酯，所述氨基甲酸酯选 自由0-甲基氨基甲酰基-2-甲基-2-(甲硫基)丙醛肟、2，3_ 二氢-2，2-二甲基-7-苯并 呋喃基甲基氨基甲酸酯、3-羟基克百威、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-羟基克百威、涕灭威砜、涕灭威亚砜、苏达灭、S-乙基二 丙基硫代氨基甲酸酯、甲硫威、灭多威、禾草敌、杀线威、克草敌、苯胺灵、残杀威、禾草丹、野 麦畏和2-(1_甲基丙基)苯基-N-甲基氨基甲酸酯组成的组。
22.如权利要求20所述的方法，其中，将所述组合物施用至需要所述组合物的人的皮肤。
23.如权利要求20所述的方法，其中，所述组合物为霜剂、凝胶剂或洗剂。
24.如权利要求20所述的方法，其中，所述活性成分分散于载体中，并且所述方法还包 括使所述载体与所述杀虫剂反应，由此掩蔽所述杀虫剂。
全文摘要
本发明涉及用于中和一种或多种有毒化学品和/或物质以及净化与这些试剂接触过的表面的制剂和相关方法，其中所述有毒化学品和/或物质包括有毒工业化学品和有毒工业物质，如刺激剂、重金属、放射性金属、酸和酸刺激剂、杀虫剂和多种农业化学品(统称为有毒化学品、物质或简单地统称为毒素)。因此，本发明的制剂可用于中和大范围的有毒化学品和物质。在一个实施方式中，活性成分含有2，3-丁二酮单肟(也称为二乙酰单肟(DAM))和其碱金属盐(诸如2，3-丁二酮单肟钾(KBDO))。所述制剂通常还含有其中分散有活性成分的载体。在一个实施方式中，载体包括聚乙二醇(PEG)、单甲氧基聚乙二醇(mPEG)和它们的组合及衍生物。
文档编号A62D3/33GK101977658SQ200880128171
公开日2011年2月16日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年1月22日
发明者芭芭拉·B·普里斯, 蒂莫西·G·亨利 申请人:E-Z-Em有限公司