用于中和化学和生物毒物的制剂制造技术

一种制剂及其制备方法，该制剂中和化学和生物化合物特别是化学战争（ＣＷ）和生物战争（ＢＷ）试剂的、对健康不利的反应。本发明专利技术的制剂无毒性无腐蚀性并且可以通过多种方法以不同的相传送。该制剂提供了增溶化合物，该化合物用于有效地使化学和生物化合物特别是ＣＷ和ＢＷ化合物易受攻击，该制剂提供了至少一种反应性化合物，该反应性化合物用来攻击（和杀灭解毒）那些化学和生物化合物。这至少一种反应性化合物可以是氧化化合物，亲核化合物或者两者的混合物。该制剂可以在一个小时的接触时间内杀灭高达９９．９９９９９％的细菌孢子。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请涉及1998年6月30日提交、现已放弃的美国申请序列No.09/109,235，本申请还涉及1999年7月29日提交的临时申请序列No.60/146,432。根据美国能源部授予的合同DE-AC04-94AL85000，本申请受到美国政府的资助。美国政府在本专利技术中拥有某些权利。
技术介绍
本专利技术涉及中和化学和生物化合物或试剂的材料，特别是化学和生物武器试剂及其制作方法。尤其是，本专利技术涉及含有增溶化合物和反应性化合物的材料，这些化合物可以以泡沫、喷雾，液体，雾和气溶胶的形式传送以增加其中和化学化合物的反应速率，本专利技术还涉及其它添加物，这些添加物被用来杀灭或者减弱某些生物化合物和试剂的效力。可能涉及大规模毁灭性武器的恐怖主义威胁，正在美国国内外愈演愈烈。在大规模毁灭性武器中使用和威胁使用化学和生物试剂，既是国防部也是州及地方执法部门所极为关注的问题。已知某些被恐怖主义者用来威胁的CW试剂，具有一些化学共性，这就给开发应对措施提供了机会。化学试剂沙林，索曼，和塔崩(G-试剂)都是含磷化合物的实例，当这些化合物发生化学变化时，可以丧失其毒性。芥子是H-试剂的一个实例，VX则是V-试剂的一个实例，这两种物质也可以被化学改变而变成无害的。此外，某些已知的BW试剂含有肉毒杆菌毒素、炭疽和其它形成孢子的细菌，植物性细菌，包括瘟疫和各种病毒，也可以被化学方法使其失活。CW或者BW攻击可以包括试剂的局部放置或者大范围散布，其目的是为了感染人类个体群。由于CW和BW(CBW)试剂可以被很灵活地使用，应对者可能会遇到包括本体，气溶胶和蒸汽在内的多种物理状态的试剂。需要一种有效、快速并且安全(无毒并且无腐蚀性)的净化技术，这种技术可以使国内发生恐怖主义袭击的时候用来恢复城市设施。理想的技术应该适用于对多种情况进行净化例如开放的、半封闭的和封闭的设施以及敏感的设备。可以使用净化制剂的设施类型的实例包括车站(开放的)，地铁站(半封闭的)，和飞机场终端或者办公楼(封闭的)。对化学化合物的净化主要集中在化学战争试剂上，特别是集中在神经试剂(例如G试剂和V试剂)上和发疱试剂(例如芥子气，或者仅仅是，芥子)上。涉及对化学试剂解毒的反应可分为取代反应和氧化反应两种。生物试剂的净化主要集中在细菌孢子(例如炭疽)上，因为细菌孢子被认为是所有微生物中最难杀灭的。取代反应可以用水、氢氧根离子或者其它亲核试剂来进行化学试剂的水解。芥子的水解速率和所形成产物的性质主要依赖于试剂在水中的溶解性和溶液的pH值。例如，在芥子的解毒过程中，其分子首先形成环状的锍阳离子，该锍阳离子与亲核试剂反应(Yang，1995)。主要产物是硫二甘醇，但是该产物可能与锍离子反应得到二级中间体。在碱性条件下沙林(GB)和索曼(GD)很快发生水解，而且放出相应的O-烷基甲基膦酸。作为对比，带有OH-离子的VX的水解反应更为复杂。除了硫代烷基的置换(即P-S键断裂)，O-乙基被取代(即P-O键断裂)产生一种称作EA-2192的毒性产物(Yang等人，1997)。亲核试剂从顶端位置进入和离开中间体。带负电的基团如RO基团，优先占据顶端位置而大基团或者电子供体如RS基团占据赤道位置。终产物将取决于顶端亲和性(apicophilicity)和离去基团能力之间的平衡。结果，P-S键断裂比P-O键断裂容易5倍。另一方面，有研究表明，在碱性介质中使用OOH-离子的过氧水解过程中，定量P-S断裂的速度是使用OH-的30-40倍。这种选择性涉及阴离子亲核试剂和离去阴离子的相对碱度。用于加速取代反应的催化种类已有报道。一个实例是邻亚碘酰苯甲酸盐(IBA)。Moss和Zhang(1993)给出了阐述该化合物催化反应的实例。在这个实例中，通过氧化作用IBA被转化成碘酰基苯甲酸盐(IBX)，IBX随后参与了与CW试剂的反应。IBA化合物同样被功能化以将表面活性(表面活性剂特性)引入到活性基团(Moss等人，1986)。带有表面活性部分的金属离子-胺络合物也已开发出来并在取代反应中表现出了催化作用。酶例如有机磷酸脱水酶(anhydrolase)也表现出加速G和VX试剂取代反应的催化作用。氧化反应氧化净化方法对于芥子和VX是有用的(Yang，1995)。早期使用的氧化剂是高锰酸钾。近来研制了KHSO5，KHSO4，和K2SO4的混合物。研究表明，几种过氧化合物也能够氧化化学试剂(例如过硼酸盐，过乙酸，间-氯过氧苯甲酸，单过氧邻苯二甲酸镁，和过氧化苯甲酰)。最近的研究显示碳酸氢盐离子与过氧化氢反应产生的氢过氧碳酸盐阴离子有效地氧化芥子和VX。聚氧化金属化物被发展成用于化学试剂氧化作用的常温催化剂，但据报道，在此反应阶段中的反应速率较慢。其中一些化合物在与化学试剂的相互作用中会发生显示化学试剂存在的颜色变化。BW的威胁性要比CW更为严重。这部分是因为BW试剂毒性很强，这些制剂容易获得并容易生产，并且难于发现。恐怖分子可以使用的生物试剂有数百种之多。这些生物试剂可分为孢子形成细菌(例如炭疽)，植物性细菌(例如瘟疫，霍乱)，病毒(例如天花，黄热病)，和细菌毒素(例如肉毒中毒，蓖麻毒素)。细菌孢子被认为是最难杀灭的微生物。细菌孢子通常是由格兰氏阳性细菌响应于外界环境压力而形成的非常坚固的结构。最重要的孢子形成者是杆菌属和梭状芽孢杆菌属的成员。孢子要比植物性细胞复杂得多。孢子的外表面由孢子膜组成，该孢子膜典型地由通常含有大量二硫键的不溶性蛋白的致密层组成。皮层由肽葡聚糖组成，肽葡聚糖是一种主要由高度交联的N-乙酰氨基葡萄糖和N-乙酰胞壁酸组成的聚合物。孢子核含有正常的(植物性)细胞结构例如核糖体和类核。自从它们被发现以来，研究者进行了大量的工作来研究杀死细菌孢子的方法。尽管孢子对许多普通物理和化学试剂有抵抗性质，但是还是有一些抗菌剂是杀孢子的。然而，许多有力的杀菌剂只能抑制孢子发芽或者生长而并非是杀孢子的。使用相对高浓度的杀孢子制剂的实例包括戊二醛，甲醛，碘和氯含氧酸化合物，过氧酸，和环氧乙烷。通常，所有这些化合物被认为是有毒的。存在几种通常被公认的杀孢子机理。这些机理可以单独操作或者同时操作。在一种机理中，对孢子外膜的溶解或者化学破坏可以允许氧化剂穿透进入到孢子的内部。几项研究工作(King和Gould，1969；Gould等人，1970)显示富含S-S(二硫化物)的孢子层蛋白形成了这样一种结构，该结构成功地掩盖了氧化剂反应位点。破坏氢和S-S键的试剂增加了孢子对氧化剂的灵敏度。肽葡聚糖是松散交联的而且是带负电的，它组成了孢子的皮层。在另一个机理中，肽葡聚糖与消毒剂溶液之间的阳离子反应可以引起皮层的瓦解和抵抗性消失。孢子形成细菌的肽葡聚糖含有磷壁酸类(即由磷酸根连接的甘油或者核糖醇的聚合物)。在另外一种机理中，对磷壁酸聚合物的破坏可以引起肽葡聚糖结构的缺陷，使得孢子易受攻击。另外，某些表面活性剂可以使孢子层的润湿潜能增加到某种程度，这样允许氧化剂更大程度地穿透进孢子内部。存在多种能够用于净化一种或者多种CW或BW试剂的材料。历史上，净化溶液严格地集中在对化学和生物试剂的抑制和中和上。很少强调对设施和设备的恢复和再利用。相反，这些物品被认为是可以消耗的，在发生CBW(同时发生CW和BW)攻击事本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来中和至少一种毒物的制剂，该制剂包含： 至少两种增溶化合物，其中至少一种增溶化合物是阳离子表面活性剂，并且至少一种增溶化合物是阳离子水溶助长剂；至少一种反应性化合物，该反应性化合物选自亲核和氧化化合物，其中所述的至少两种增溶化合物和至少一种反应性化合物，当与水混合并且与至少一种毒物接触的时候，中和该至少一种毒物；和 优选其中的至少一种毒物选自生物毒物和化学毒物，更优选其中所述的化学毒物选自ｏ－烷基氟化膦酰基，ｏ－烷基磷酰胺氰化物，ｏ－烷基，Ｓ－２－二烷基氨基乙基烷基膦酰基硫醇盐和相应的烷基化或者质子化的盐，２－氯乙基氯甲基硫化物，二（２－氯乙基）硫化物，二（２－氯乙基硫）甲烷，１，２－二（２－氯乙基硫）乙烷，１，３－二（２－氯乙基硫）－正－丙烷，１，４－二（２－氯乙基硫）－正－丁烷，１，５－二（２－氯乙基硫）－正－戊烷，二（２－氯乙基硫甲基）醚，二（２－氯乙基硫乙基）醚，路易士毒气，蛤蚌毒素，蓖麻毒蛋白，烷基膦酰基二氟化物，烷基亚膦酸盐，氯沙林，氯索曼，胺吸磷，１，１，３，３，３，－五氟－２－（三氟甲基）－１－丙烯，３－奎宁环基二苯乙醇酸盐，甲基膦酰基二氯化物，二甲基甲基膦酸盐，二烷基磷酰胺二卤化物，二烷基磷酰胺化物，三氯化砷，二苯基羟基乙酸，喹核－３－醇，二烷基氨基乙基－２－氯化物，二烷基氨基乙－２－醇，二烷基氨基乙－２－硫醇，硫双乙二醇，频哪基醇，碳酰氯，氯化氰，氰化氢，三氯硝基甲烷，磷氯氧化物，三氯化磷，五氯化磷，烷基亚磷酸盐，一氯化硫，二氯化硫，和亚硫酰氯，最优选其中所述的生物毒物选自细菌孢子，植物性细菌细胞和病毒。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马希尔E塔德罗斯，马克D塔克，
申请(专利权)人：三帝公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]