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誰知道過氧乙酸的合成和應用,能告訴我嗎?

過氧乙酸又稱過氧乙酸,因其氧化冰醋酸形成過氧分子而得名。最早合成於1902,分子式C2H4O3,分子量76.5438+08。研究表明,它不僅是化工生產中良好的氧化劑,而且是廣譜、高效、速效、廉價的消毒劑。廣泛用於醫療器械的消毒滅菌,環境、物體、空氣的原位消毒和預防性消毒。目前國內過氧乙酸的生產能力約為65438+43萬t/a。

過氧乙酸是無色透明液體,有刺激性酸味。易揮發,溶於水和有機溶劑。熔點為0.1℃,沸點為110℃,比重為1.226。強腐蝕性和漂白作用。性質不穩定,遇熱或有機物、重金屬離子、強堿等易分解。含量超過45%(g/mL)的高濃度溶液,劇烈碰撞或加熱後可發生爆炸(閃點40.5℃)。而市面上用於消毒的過氧乙酸濃度大多在20%左右,壹般不會有危險。

過氧乙酸是壹種強氧化劑,其殺菌機理主要靠氧化。但有人推測,過氧乙酸具有如此強大而廣泛的殺菌作用,除了其強氧化性外,過氧化氫與乙酸的協同作用也有壹定作用。

1的合成工藝

在傳統的過氧乙酸生產工藝中,將濃度為50%或70%的醋酸和雙氧水按摩爾比1: 0.44混合,加入5%重量的硫酸作為催化劑,在室溫下反應20 h。得到的產物含有約265438±0%過乙酸、5%硫酸、47%乙酸、6%過氧化氫和265433水。產品含量低,醋酸利用率低,50%、70%高濃度雙氧水易爆炸,生產安全隱患大。因此,人們開發了過氧乙酸的生產技術,以提高產品質量,減少安全隱患。

目前過氧乙酸的合成方法有很多,包括乙酸(或乙酸酐)法、乙醛氧化法和乙酰活化劑法。

1.1乙酸酐)法

乙酸(或乙酸酐)法是用乙酸與過氧化氫反應,在酸的催化下,制得過氧乙酸。化學反應方程式如下:

CH3COOH+H2O2=CH3COOOH+H2O

如果用乙酸酐代替乙酸作為乙酰化劑,它與過氧化氫的化學反應如下:

(CH3CO)2O+2 H2O2=2 CH3COOOH+H2O

但是在這個反應過程中會產生大量的熱量,也可能會產生過氧化二酰基,可能會導致爆炸。因此,從安全角度考慮,醋酸仍是雙氧水合成過氧乙酸的最佳方法。

Seppo Pohjanvesi等人研究了乙酸和過氧化氫的連續生產過程。發現最佳反應溶劑配比為:過氧化氫含量為10% ~ 20%,乙酸含量為15% ~ 30%,過氧乙酸含量為5% ~ 20%,硫酸含量為10% ~ 20%,水含量為30% ~ 50%。

林慧瓊等人考察了過氧乙酸生產過程中過氧化氫濃度、冰醋酸用量、不同穩定劑含量對產品穩定性的影響。結果表明,當過氧化氫含量為280、350和500 g/L時,它與兩倍量的冰醋酸反應,過氧乙酸的最高濃度分別為157.5、192.0和292.0 g/L。過氧乙酸濃度越高,儲存穩定性越差,產品中添加了1g。

為了研究過氧乙酸產品的最佳配比、制備和貯存條件,王傳虎等人采用了篩選不同配比和觀察影響因素的方法,在實驗室進行了實驗觀察。結果表明,當乙酸與過氧化氫的質量比為2: 1,硫酸的用量為30 ~ 50g/L,反應溫度為25℃,反應時間為24 h時,過氧乙酸的含量最高。根據影響因素的觀察,提高溫度可以加快過氧乙酸的分解速度,過氧乙酸的最佳稀釋水為雙蒸水。在過氧乙酸產品中添加2 000 mg/L的8-羥基喹啉可明顯提高過氧乙酸的穩定性。

鄭等人公開了壹項過氧乙酸生產方法的專利。首先將醋酸和27%雙氧水按摩爾比1: 1混合,加入相當於反應物重量2% ~ 5%的催化劑進行反應,催化劑為3%濃度的苯磺酸或98%濃度的硫酸,反應溫度為25 ~ 35℃,反應時間為1 ~ 3 h..然後,收集水相並收集過乙酸組分。該方法生產的產品中過氧乙酸含量較高,壹般在50%以上,加水可配制成不同濃度。用於各行業時,粗醋酸利用率高,生產安全性好。生產的產品不含硫酸,過氧乙酸的含量可通過提高或降低塔效率來調節。

Takeo Ohsakadeng等人最近開發了壹種通過電解生產過乙酸的方法。該工藝以醋酸(或醋酸鹽)和含氧氣體為原料,以固體酸為催化劑,在電解池中合成過氧乙酸。該工藝成本低,具有廣闊的應用前景。

1.2乙醛氧化法

乙酸可以通過乙醛的氧化得到。通過改變乙醛的氧化條件和降低反應溫度,可以得到過乙酸。化學反應方程式如下:

CH3CHO - CH3COOOH

這個反應比較復雜。為了獲得較高的過氧乙酸轉化率和收率,需要加入合適的催化劑。乙醛氧化制過氧乙酸有三種生產工藝:氣相法、乙醛單過氧乙酸醋法和液相法。

1.2.1氣相法和乙醛單過氧乙酸醋法

氣相法是將乙醛和氧氣混合,在150 ~ 160℃反應。該方法使用氧氣作為催化劑來提高過氧乙酸的產率。尾氣可以循環利用,降低了生產成本。但氣相爆炸危險大,且由於大量乙醛循環,設備利用率低。

乙醛單過氧乙酸醋法由於能量利用不合理,設備投資和運行費用高,很少使用。

1.2.2液相法

王清海等人對這壹過程進行了詳細的研究,並以乙酸乙酯為溶劑,乙酸鉆為催化劑,考察了乙醛液相氧化合成過氧乙酸的過程。研究了攪拌速度、催化劑濃度、乙醛初始濃度、氧氣壓力和溫度對反應的影響,得到了最佳工藝條件:鉆孔離子濃度為2×10-5,乙醛初始濃度為1.75~2.20mol/L,反應溫度為20~25℃,氧氣壓力為0.75MPa,在此條件下,反應60min,乙醛轉化率大於85%,過氧乙酸選擇性大於85%。

1.3乙酰活化劑法

壹般來說,過氧乙酸可以由四乙酰乙二胺和過碳酸鈉在水溶液中反應生成。另外,四乙酰乙二胺和過碳酸鈉都是固體,便於儲存和運輸。化學反應方程式如下:

3(CH3CO)2 nch 2ch2 n(coch 3)2+2 na2co 3·3h2o 2 = 2 na2co 3+3 ch 3 conh ch 2ch2 NH coch 3+6 ch 3c oooh

此外,乙酰水楊酸可與過碳酸鈉反應,也可生成過氧乙酸。化學反應方程式如下:

3 cooh 6 H4 cooch 3+2 Na2CO。3 H2O = 3 hoc 6 H4 cooh+2 na2co 3+3 ch 3c oooh

段慶南申請了過氧乙酸固體制劑及其制造方法專利。它由包覆的四乙酰乙二胺或四乙酰甘脲和包覆的過硼酸鈉或包覆的過碳酸鈉組成;過氧乙酸的液體劑型在固體藥物包衣後變為粉末固體劑型,在整個制備和使用過程中具有產品穩定、室溫不分解、運輸方便、無異味、無腐蝕、商品化的特點。但也存在壹些缺點,如溶解性差、制備過氧乙酸反應慢、溶液中有效成分因揮發而減少等。

張等人通過添加表面活性劑對這壹工藝進行了改進,降低了乙酰化活化劑在水中的表面張力,加快了過氧乙酸的制備速度,有利於保留制備溶液中過氧乙酸的有效成分。

應使用2

2.1在消毒中的應用

從20世紀70年代中期到80年代,過氧乙酸被廣泛使用。到了90年代,由於戊二醛、碘伏、二氧化氯以及各種含氯消毒劑的使用越來越多,過氧乙酸的使用有所減少。過氧乙酸主要用於耐腐蝕物品、環境和皮膚的消毒殺菌。如果與緩蝕劑復配,還可用於醫療器械的滅菌。和大多數化學消毒劑壹樣,過氧乙酸的消毒效果受濃度、作用時間、溫度、有機物、相對濕度和化學物質的影響。過氧乙酸常用的消毒方法主要有浸泡、擦拭、噴霧和熏蒸。

2.2在醫療中的應用

主要用於治療真菌或病毒感染的皮膚病。低濃度過氧乙酸既是角質溶解劑,又是廣譜消毒劑,不僅能使角質化的角質細胞疏松、遊離,促進其脫落,對各種皮膚癬菌也有強大的殺滅作用。能促進傷口愈合,治療跖疣和尋常疣。此外,過氧乙酸還可用於治療口腔潰瘍和軟組織感染。

2.3其他應用

過氧乙酸還用於預防肉雞氨中毒,作為預防雞病的藥物,紙漿的漂白,無土栽培中提高發芽率,藥物合成中的化學氧化劑,化學合成中的中間體,氧氣濕化瓶中的除垢劑。

董武代等人將過氧乙酸應用於無土栽培。用0.01%-0.4%(重量比)的過氧乙酸水溶液處理植物,可以大大降低無土栽培汙染的廢品率,從而大大降低生產成本。

過氧乙酸可用於合成環氧丙烷,由日本Daicel公司於1969首次工業化生產。

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