ПОЛУЧЕНИЕ НАДМУРАВЬИНОЙ КИСЛОТЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФОРМИАТА МНОГОАТОМНОГО СПИРТА
OBTAINING PEROXYFORMIC ACID USING POLYHYDRIC ALCOHOL FORMATE

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
В данной заявке испрашивается приоритет по заявке на патент США №62/094048, поданной 18 декабря 2015 г., описание которой включено в данный документ в полном объеме посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к композициям, образующим надмуравьиную кислоту, способам получения надмуравьиной кислоты, предпочтительно in situ, использованию композиций, образующих надмуравьиную кислоту. Настоящее изобретение также относится к надмуравьиной кислоте, полученной с использованием вышеуказанных композиций и способов. Настоящее изобретение дополнительно относится к применению надмуравьиной кислоты, предпочтительно in situ, для обработки поверхности или целевого объекта. Настоящее изобретение дополнительно относится к способам обработки биопленки с использованием надмуравьиной кислоты, в том числе надмуравьиной кислоты, полученной in situ.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
-1
Среди различных известных биоцидов надкарбоновые кислоты все в большей степени используются как противомикробные и отбеливающие агенты для множества задач благодаря их высокой эффективности против широкого спектра микроорганизмов, свойству сохранять цвет, небольшому количеству остаточных веществ и нетоксичной природе продуктов их разложения. Перуксусная кислота представляет собой наиболее часто используемую надкарбоновую кислоту, и было показано, что она является хорошим биоцидом, но только при относительно высоких концентрациях (как правило, более 80 частей на миллион). Также было показано, что наджирные кислоты аналогично являются биоцидами, но только при высоких концентрациях (выше 200 млн), как, например, в композиции, описанной в европейской патентной заявке №233731. В отличие от этого надмуравьиная кислота имеет предпочтительную степень и диапазон противомикробных свойств по сравнению с другими надкарбоновыми кислотами, такими как перуксусная и перпропионовая кислоты, как описано в V. Merka et al. in J. Hyg. Epidem. Microbiol. Immunol, 1965 (IX) 220, а также в европейской патентной заявке №86309896.
Композиции на основе надкарбоновых кислот, как правило, получают по равновесной реакции, катализируемой кислотой. Наиболее часто надкарбоновые кислоты получают на химическом заводе, а затем их доставляют потребителям для применения на местах. Вследствие ограниченной стабильности надкарбоновых кислот при хранении эти кислоты необходимо упаковывать в специальные контейнеры и транспортировать в соответствии со строгими рекомендациями Министерства транспорта (DOT). Дополнительно, для предотвращения разложения в композициях при транспортировке присутствуют избыточные количества реагентов (например, кислот, окисляющих агентов и стабилизаторов). Однако для надмуравьиной кислоты свойственная ей нестабильность по сравнению с перкислотой, содержащей высшую алкильную группу, и взрывчатая природа вещества в концентрированной форме делает еще более трудной задачу производства, хранения и транспортировки до разбавления перед использованием подобно перкислоте, содержащей высшую алкильную группу. Следовательно, существует необходимость в получении надкарбоновых кислот, особенно надмуравьиной кислоты, на месте использования.
В данной области техники известно, что надкарбоновые кислоты могут быть альтернативно получены in situ при пергидролизе сложных эфиров многоатомного спирта и карбоновой кислоты, содержащей высшую алкильную группу, как описано в заявке на патент № WO 2012/090124 и в патенте США №7919122. Однако реакцию пергидролиза необходимо проводить в сильно щелочных условиях, например при pH выше 12 или по меньшей мере при сохранении pH раствора между 10 и 12 в течение реакции пергидролиза. Вследствие этого раствор необходимо подкислять после реакции пергидролиза для того, чтобы перевести полученную надмуравьиную кислоту в форму, которая эффективна в качестве биоцида. Один подход к увеличению способности сложных эфиров вступать в реакцию пергидролиза заключается в использовании ферментов пергидролиза, таких как описанные в патенте США №8865436. С помощью фермента реакцию можно проводит при значениях pH, близких к нейтральному, и таким образом избежать процесса нейтрализации кислоты. Однако фермент является дорогим, и включение фермента в систему также будет повышать сложность доставки.
Существует необходимость в поиске альтернативных способов получения надкарбоновых кислот, а именно надмуравьиной кислоты. Настоящее изобретение относится к этой и связанным потребностям с использованием, в частности надмуравьиной кислоты.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение в общем относится к композициям, образующим надмуравьиную кислоту, способам получения надмуравьиной кислоты, предпочтительно in situ, использованию композиций, образующих надмуравьиную кислоту, надмуравьиной кислоте, полученной с помощью вышеприведенных композиций и способов, и применению надмуравьиной кислоты, предпочтительно in situ, для обработки поверхности или целевого объекта. Настоящее изобретение дополнительно относится к способам обработки биопленки с использованием надмуравьиной кислоты, в том числе надмуравьиной кислоты, полученной in situ.
В одном аспекте настоящее изобретение относится к композициям, образующим надмуравьиную кислоту, содержащим: а) первый реагент, который содержит сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты, и b) второй реагент, который содержит перекись водорода, или который содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, причем 1) указанный первый реагент и указанный второй реагент хранят отдельно до использования, а когда необходимо получить надмуравьиную кислоту, указанный первый реагент и указанный второй реагент компонуют так, что при контакте друг с другом образуется жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, и pH полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанного первого реагента и указанного второго реагента; или 2) указанный второй реагент содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, указанный первый реагент и указанный второй реагент содержатся в твердой композиции, и когда необходимо получить надмуравьиную кислоту, указанную твердую композицию компонуют так, что при контакте с жидкостью образуется жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, и pH полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанной твердой композиции с указанной жидкостью.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения надмуравьиной кислоты, включающему: а) приведение первого реагента, который содержит сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты, в контакт со вторым реагентом, который содержит перекись водорода, или который содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, с получением жидкости, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, причем указанный первый реагент и указанный второй реагент хранят отдельно до указанного приведения в контакт, и pH указанной полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанного первого реагента и указанного второго реагента; или b) приведение твердой композиции, содержащей первый реагент, который содержит сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты, и второй реагент, который содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, в контакт с жидкостью с получением жидкости, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, и pH указанной полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанной твердой композиции с указанной жидкостью.
2
2
2
2
В некоторых вариантах реализации изобретения применение вышеупомянутых композиций, образующих надмуравьиную кислоту, и вышеупомянутых способов получения надмуравьиной кислоты по меньшей мере основано на неожиданном открытии, что сложные эфиры муравьиной кислоты и многоатомного спирта, такие как формиаты глицерина, могут быстро или мгновенно образовывать надмуравьиную кислоту в присутствии HO при достаточно умеренных pH в отсутствие фермента. Кроме того, pH раствора быстро или мгновенно становится значительно ниже после смешивания сложных эфиров и раствора HO, что устраняет необходимость корректировки pH полученной жидкости.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к надмуравьиной кислоте, полученной с использованием вышеупомянутого способа.
-1
-1
Еще в одном аспекте настоящее изобретение относится к способу обработки поверхности или целевого объекта, который включает стадию приведения поверхности или целевого объекта в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты, полученной с помощью вышеупомянутых способов, предпочтительно in situ, с получением обрабатываемой целевой композиции, причем указанная обрабатываемая целевая композиция содержит от около 0,1 млн до около 10000 млн указанной надмуравьиной кислоты, и указанная стадия приведения в контакт длится в течение периода, достаточного для стабилизации или уменьшения микробной популяции в и/или на указанной поверхности или целевом объекте или указанной обрабатываемой целевой композиции.
Еще в одном аспекте настоящее изобретение относится к способу обработки биопленки, который включает приведение биопленки на поверхности в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты в течение периода, достаточного для стабилизации, уменьшения и/или устранения микробной популяции в и/или на указанной обрабатываемой биопленке или для стабилизации, уменьшения и/или устранения указанной биопленки на указанной поверхности.
Хотя описаны различные варианты реализации изобретения, специалистам в данной области техники будут очевидны другие варианты реализации настоящего изобретения из нижеследующего подробного описания, которое демонстрирует и описывает иллюстративные варианты реализации изобретения. Следовательно, графические материалы и подробное описание следует рассматривать как иллюстративные по своему характеру, а не ограничивающие.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фиг. 1 иллюстрирует пергидролиз различных сложных эфиров в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 2 иллюстрирует пергидролиз различных сложных эфиров многоатомного спирта и муравьиной кислоты в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 3 иллюстрирует пергидролиз формиатов глицерина при различных pH в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 4 иллюстрирует образование надмуравьиной кислоты при повторяющемся добавлении формиатов глицерина в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 5 иллюстрирует пергидролиз формиата глицерина в присутствии фермента в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 6А иллюстрирует образование надмуравьиной кислоты с использованием НУК, формиатов глицерина и имидазола в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 6В иллюстрирует зависимость от pH для раствора, содержащего образовавшуюся надмуравьиную кислоту в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 7 иллюстрирует эффективность надмуравьиной кислоты и НУК, полученных с использованием НУК и формиатов глицерина, против спор С. difficile в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 8 иллюстрирует эффективность против спор С. difficile в различные моменты времени после смешивания НУК и формиатов глицерина в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 9А иллюстрирует быстрое образование надмуравьиной кислоты при пергидролизе формиатов глицерина в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 9В иллюстрирует зависимость от pH для раствора, содержащего образовавшуюся надмуравьиную кислоту в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 10А иллюстрирует образование надмуравьиной кислоты из формиатов сахаров при пергидролизе в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 10В иллюстрирует зависимость от pH для раствора, содержащего образовавшуюся надмуравьиную кислоту в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 11 иллюстрирует уменьшение биопленки P. aeruginosa с использованием различных концентраций композиций на основе надмуравьиной кислоты по сравнению с композициями на основе надуксусной кислоты в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 12 иллюстрирует уменьшение биопленки P. aeruginosa при различных периодах воздействия надмуравьиной кислотой в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 13 иллюстрирует кинетику пергидролиза предварительной смеси, содержащей глицерин, которую хранили в течение различных периодов, что демонстрирует стабильность, в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 14 иллюстрирует образование надмуравьиной кислоты при пергидролизе предварительных смесей, содержащих формиат глицерина, в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 15 иллюстрирует влияние pH на образование надмуравьиной кислоты при пергидролизе предварительных смесей, содержащих формиат глицерина, в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 16 иллюстрирует повышение эффективности против микроорганизмов (log уменьшения), которое достигается для композиций на основе надмуравьиной кислоты по сравнению с композициями на основе надуксусной кислоты в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 17 иллюстрирует повышение эффективности против микроорганизмов (log уменьшения), которое достигается для композиций на основе надмуравьиной кислоты по сравнению с композициями на основе надуксусной кислоты в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 18 иллюстрирует эквивалентную эффективность против микроорганизмов (log уменьшения), которая достигается для спор для композиций на основе надмуравьиной кислоты по сравнению с надуксусной кислотой (при введении в более низких концентрациях) в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 19 иллюстрирует повышение эффективности против микроорганизмов (log уменьшения), которое достигается для спор для композиций на основе надмуравьиной кислоты по сравнению с надуксусной кислотой в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 20 иллюстрирует эффективность против микроорганизмов композиций на основе надмуравьиной кислоты по сравнению с надуксусной кислотой в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 21 иллюстрирует эффективность отбеливания надмуравьиной кислоты, полученной в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 22 иллюстрирует стабильность надмуравьиной кислоты при больших количествах загрязнений в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 23 иллюстрирует образование надмуравьиной кислоты с использованием концентрата формиата глицерина и предварительной смеси, содержащей кислоту и перекись, в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 24 иллюстрирует влияние отношения формиата глицерина к предварительной смеси, содержащей кислоту и перекись, на увеличение выхода надмуравьиной кислоты в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Фиг. 25 иллюстрирует образование надмуравьиной кислоты с использованием концентрированной кислотной предварительной смеси в соответствии с вариантами реализации изобретения.
Различные варианты реализации настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на графические материалы, при этом подобные упоминания представляют подобные части в нескольких аспектах. Упоминание различных вариантов реализации изобретения не ограничивает объем изобретения. Фигуры, представленные в данном документе, не ограничивают различные варианты реализации в соответствии с данным изобретением и представлены в качестве типовой иллюстрации изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Варианты реализации данного изобретения не ограничены конкретными композициями, образующими надмуравьиную кислоту, способами получения надмуравьиной кислоты, полученной надмуравьиной кислотой и способами использования вышеприведенного, которые могут изменяться, что понятно специалистам в данной области техники. Кроме того, необходимо понимать, что вся терминология, используемая в данном документе, приведена с целью описания только конкретных вариантов реализации изобретения и не предназначена для ограничения каким-либо способом или в какой-либо степени. Например, все единицы, приставки и символы могут быть указаны в форме, принятой в СИ. Числовые интервалы, приведенные в описании, включают числа, задающие интервал, и любое целое число внутри заданного интервала.
Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют то же значение, которое обычно понимается специалистом в области техники, к которой это изобретение принадлежит. Все патенты, заявки, опубликованные заявки и другие публикации, упоминаемые в данном документе, включены в полном объеме посредством ссылки. Если определение, приведенное в этом разделе, противоречит или каким-либо образом не согласуется с определением, приведенным в патентах, заявках, опубликованных заявках и других публикациях, которые включены в данный документ посредством ссылки, определение, представленное в данном разделе, имеет приоритетное значение по сравнению с определением, которое включено в данный документ посредством ссылки. Для того чтобы настоящее изобретение легче было понять, вначале необходимо дать определения некоторым терминам. Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют то же значение, которое обычно понимается специалистом в области техники, к которой принадлежат варианты реализации изобретения. Для практического осуществления вариантов реализации настоящего изобретения можно использовать большое количество способов и материалов, подобных, модифицированных или эквивалентных тем, которые описаны в данном документе, без проведения лишних экспериментов, в данном документе описаны предпочтительные материалы и способы. При описании вариантов реализации и составлении формулы настоящего изобретения используется следующая терминология в соответствии с определениями, представленными ниже.
Следует отметить, что при использовании в этом описании и в прилагаемой формуле изобретения, форма единственного числа включает множественное число, если контекст явно не указывает на противоположное. Таким образом, например, упоминание композиции, содержащей «соединение», включает композицию, содержащую два или более соединений. Следует также отметить, что термин «или», как правило, применяется в смысле, включающем «и/или», если контекст явно не указывает на противоположное.
При использовании в данном документе, термин «около» относится к колебанию численной величины, которое может происходить, например, вследствие типичных операций измерения и обращения с жидкостью, используемых для получения концентратов или растворов для применения в реальных условиях работы; вследствие случайной ошибки в этих операциях; вследствие различий в способе производства, источнике или чистоте ингредиентов, используемых для получения композиций или осуществления способов; и тому подобного. Термин «около» также охватывает количества, которые отличаются вследствие различных равновесных условий для композиции, полученной из конкретной исходной смеси. Вне зависимости от модификации термином «около» формула изобретения включает эквиваленты количественных величин.
Термины «содержание активных ингредиентов», или «процентное содержание активных ингредиентов», или «содержание активных ингредиентов в процентах по массе», или «концентрация активных ингредиентов» используются в данном документе взаимозаменяемо и относятся к концентрации тех ингредиентов, которые вовлечены в очистку, выраженной в процентах за исключением инертных ингредиентов, таких как вода или соли.
Термин «очистка», при использовании в данном документе, означает выполнение или способствование устранению загрязнений, отбеливанию, уменьшению микробной популяции или их комбинации. Для цели этой патентной заявки успешное уменьшение микробной популяции достигается, когда микробные популяции уменьшаются по меньшей мере на около 50% или на значительно большую величину чем та, которая достигается при мытье водой. Большее уменьшение микробной популяции обеспечивает более высокие уровни защиты.
При использовании в данном документе, «в основном состоящий из» означает, что способы и композиции могут включать дополнительные стадии, компоненты, ингредиенты и тому подобное, но только если дополнительные стадии, компоненты и/или ингредиенты существенно не изменяют основные и новые характеристики заявленных способов и композиций.
th
При использовании в данном документе, термин «дезинфицирующее средство» относится к агенту, который уничтожает все бесспоровые клетки, включая наиболее известные патогенные микроорганизмы, с использованием методики, описанной в А.О.А.С. Use Dilution Methods, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, paragraph 955.14 and applicable sections, 15 Edition, 1990 (EPA Guideline 91-2). При использовании в данном документе, термин «дезинфекция высокой эффективности» или «высокоэффективный дезинфицирующий агент» относится к соединению или композиции, которая уничтожает практически все организмы за исключением высоких содержаний спор бактерий и эффективна вместе с химическим гермицидом, одобренным для продажи в качестве стерилизующего агента Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. При использовании в данном документе, термин «дезинфекция средней эффективности» или «дезинфицирующий агент средней эффективности» относится к соединению или композиции, которая уничтожает микобактерии, большинство вирусов и бактерий вместе с химическим гермицидом, зарегистрированным в качестве препарата, разрушающего туберкулезные микобактерии, Агентством по охране окружающей среды (ЕРА). При использовании в данном документе, термин «дезинфекция низкой эффективности» или «дезинфицирующий агент низкой эффективности» относится к соединению или композиции, которая уничтожает некоторые вирусы и бактерии вместе с химическим гермицидом, зарегистрированным в качестве дезинфицирующего средства для больниц организацией ЕРА.
При использовании в данном документе, фраза «поверхность для обработки пищевых продуктов» относится к поверхности устройства, машины, оборудования, сооружения, здания или тому подобного, которая используется как часть процесса обработки, приготовления или хранения пищевых продуктов или напитков. Предполагается, что поверхность для обработки пищевых продуктов охватывает все поверхности, используемые при приготовлении напитков (в том числе при производстве пива и других алкогольных напитков) и виноделии (например, резервуары и линии для светлого пива, ферментационные чаны, сусловарочные котлы, оборудование для розлива в бутылки, трубы и емкости для хранения). Примеры поверхностей для обработки пищевых продуктов включают поверхности оборудования для обработки или приготовления пищевых продуктов (например, варки, ферментации, нарезки, консервирования или оборудование для транспортирования, в том числе водоводы), изделий для обработки пищевых продуктов (например, кухонных принадлежностей, столовой посуды, изделий для мытья и сервировочных стаканов) и полов, стен или принадлежностей сооружений, в которых осуществляется обработка пищи. Поверхности для обработки пищи находятся и используются в системах с циркуляцией воздуха, препятствующей порче пищевых продуктов, при санитарной обработке асептической упаковки, охлаждении пищевых продуктов и очистке и санитарной обработке холодильных машин, мытье и санитарной обработке изделий, очистке и санитарной обработки бланшировочных машин, в материалах для упаковки пищевых продуктов, разделочных досках, при санитарной обработке третьего отделения трехсекционной мойки, в холодильниках и нагревателях для напитков, при охлаждении мяса или в воде для обваривания, в антисептических средствах для автоматического мытья посуды, антисептических гелях, охлаждающих башнях, в противомикробных спреях для одежды, используемой при обработке пищи, и в смазывающих добавках, маслах и добавках для полоскания с низким содержанием воды или не содержащих воду, используемых для приготовления пищи.
При использовании в данном документе, фраза «пищевой продукт» включает любой продукт питания, который может требовать обработку противомикробным агентом или композицией, и который можно употреблять в пищу с дополнительным приготовлением или без него. Пищевые продукты включают мясо (например, красное мясо и свинину), морепродукты, птицу, сельскохозяйственные продукты (например, фрукты и овощи), яйца, сырые яйца, продукты переработки яиц, готовую еду, пшеницу, семена, корни, клубни, листья, стебли, зерно, цветы, побеги, приправы или их комбинацию. Термин «сельскохозяйственные продукты» относится к таким пищевым продуктам, как фрукты, овощи и растения или продукты, полученные из растений, которые, как правило, продаются неприготовленными и часто неупакованными, и которые иногда можно употреблять в пищу сырыми.
При использовании в данном документе, термин «свободный от», «не содержащий», «практически не содержащий» или «практически свободный от» относится к композиции, смеси или ингредиенту, который не содержит конкретное соединение, или к которому конкретное соединение или соединение, содержащее конкретное соединение, не было добавлено. В некоторых вариантах реализации изобретения уменьшение содержания и/или устранение перекиси водорода в соответствии с вариантами реализации изобретения дает композиции, не содержащие или практически не содержащие перекись водорода. Если конкретное соединение будет присутствовать из-за загрязнения и/или использования в минимальном количестве в композиции, смеси или ингредиентах, количество соединения должно составлять менее чем около 3% масс. Более предпочтительно количество соединения составляет менее 2% масс., менее 1% масс., и наиболее предпочтительно количество соединения составляет менее 0,5% масс.
Термин «твердая поверхность» относится к твердой практически негнущейся поверхности, такой как столешница, кафель, пол, стена, панель, окно, санитарно-техническое оборудование, мебель кухни и ванной комнаты, электроприборы, инструменты, доски и посуда. Твердые поверхности могут включать, например, медицинские поверхности и поверхности для обработки пищевых продуктов.
При использовании в данном документе, фраза «медицинская поверхность» относится к поверхности инструмента, устройства, тележки, ящика, мебели, сооружения, здания или тому подобного, которая используется как часть медицинского обеспечения. Примеры медицинских поверхностей включают поверхности медицинских или стоматологических инструментов, медицинских или стоматологических устройств, электронной аппаратуры, применяемой для наблюдения за состоянием здоровья пациентов, и полов, стен или принадлежностей сооружений, в которых оказывают медицинскую помощь. Медицинские поверхности находятся в больницах, операционных блоках, домах инвалидов, родильных домах, моргах и диагностических центрах. Эти поверхности могут служить типичным примером «твердых поверхностей» (таких как стены, полы, подкладные судна и т.д.), или поверхностей материала, например поверхностей трикотажного, тканого и нетканого материала (такого как медицинская одежда, шторы, постельное белье, перевязочные материалы и т.д.), или поверхностей оборудования по уходу за пациентом (такого как дыхательные аппараты, диагностическое оборудование, шунты, устройства для осмотра организма, кресла-каталки, кровати и т.д.), или поверхностей хирургического и диагностического оборудования. Медицинские поверхности включают изделия и поверхности, применяемые в ветеринарии.
При использовании в данном документе, термин «инструмент» относится к различным медицинским или стоматологическим инструментам или устройствам, которые получат пользу от очистки композицией в соответствии с настоящим изобретением. При использовании в данном документе, фразы «медицинский инструмент», «стоматологический инструмент», «медицинское устройство», «стоматологическое устройство», «медицинское оборудование» или «стоматологическое оборудование» относится к инструментам, устройствам, орудиям, приспособлениям, аппаратам и оборудованию, используемым в медицине или стоматологии. Такие инструменты, устройства и оборудование могут быть простерилизованы холодным способом, вымочены или промыты, а затем простерилизованы горячим способом или получить пользу от очистки композицией по настоящему изобретению другим способом. Такие различные инструменты, устройства и оборудование включают, но не ограничиваясь ими, диагностические инструменты, поддоны, кюветы, держатели, подставки, пинцеты, ножницы, большие ножницы, пилы (например, хирургические пилы и их лезвия), кровоостанавливающие зажимы, скальпели, долота, костные кусачки, рашпили, клещи, сверла, головки сверла, распаторы, стоматологические боры, расширители, прерыватели, подъемники, зажимы, иглодержатели, контейнеры, скобы, крючки, желобоватые долота, кюретки, ранорасширители, прессы, перфораторы, экстракторы, ложки, кератотомы, шпатели, экспрессоры, троакары, дилататоры, ящики, стеклянные изделия, системы для внутривенных инфузий, катетеры, канюли, пробки, стенты, устройства для осмотра (например, эндоскопы, стетоскопы и артроскопы), и связанное оборудование, и тому подобное или их комбинации.
При использовании в данном документе, термин «изделие для стирки» относится к предмету или изделию, которое очищают в стиральной машине. В общем, изделие для стирки относится к любому предмету или изделию, выполненному из или содержащему текстильные материалы, тканые материалы, нетканые материалы и трикотажные материалы. Текстильные материалы могут включать натуральные или синтетические волокна, такие как шелковые волокна, льняные волокна, хлопковые волокна, полиэстеровые волокна, полиамидные волокна, такие как нейлон, акриловые волокна, ацетатные волокна и их смеси, в том числе смеси хлопка и полиэстера. Волокна могут быть обработанными или необработанными. Иллюстративные обработанные волокна включают волокна, обработанные для придания огнеупорных свойств. Необходимо понимать, что термин «льняной» часто используется для описания нескольких типов предметов для стирки, в том числе постельного белья, наволочек, полотенец, столового белья, скатертей, посудных полотенец и униформ.
При использовании в данном документе, термин «микроорганизм» относится к любому неклеточному или одноклеточному (в том числе колониальному) организму. Микроорганизмы включают всех прокариотов. Микроорганизмы включают бактерии (в том числе цианобактерии), споры, лишайники, грибы, простейших, вирионы, вироиды, вирусы, бактериофаги и некоторые водоросли. При использовании в данном документе, термин «микроб» представляет собой синоним микроорганизма.
При использовании в данном документе, термины «смешанный» или «смесь», когда используются по отношению к «композиции на основе перкарбоновой кислоты», «перкарбоновым кислотам», «композиции на основе надкарбоновой кислоты» или «надкарбоновым кислотам» относится к композиции или смеси, содержащей более чем одну перкарбоновую или надкарбоновую кислоту.
th
При использовании в данном документе, термин «средство для санитарной обработки» относится к агенту, который уменьшает количество бактериальных загрязнений до безопасного уровня в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями. В варианте реализации изобретения средство для санитарной обработки для применения в данном изобретении обеспечивает уменьшение на 99,999% (уменьшение порядка 5-log). Это уменьшение можно оценить с использованием методики, описанной в Germicidal and Detergent Sanitizing Action of Disinfectants, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, paragraph 960.09 and applicable sections, 15 Edition, 1990 (EPA Guideline 91-2). Согласно этому источнику средство для санитарной обработки должно обеспечивать уменьшение на 99,999% (уменьшение порядка 5-log) в течение 30 секунд при комнатной температуре, 25±2°С, по отношению к нескольким исследуемым организмам.
Различают противомикробную «-цидную» или «-статическую» активность, определения которых описывают степень эффективности, и официальные лабораторные протоколы измерения этой эффективности являются важными факторами, которые необходимо учитывать для понимания значимости противомикробных агентов и композиций. Противомикробные композиции могут наносить микробным клеткам повреждения двух типов. Первый представляет собой летальное необратимое воздействие, приводящее к полному разрушению или поражению микробной клетки. Второй тип повреждения клеток является обратимым, так что, если организм освобождается от агента, он снова может размножаться. Первый называется микробиоцидным, а второй микробиостатическим. Средство для санитарной обработки и дезинфицирующее средство по определению представляют собой агенты, которые обеспечивают противомикробную или микробиоцидную активность. В отличие от этого консервант обычно описывают как ингибирующую или микробиостатическую композицию.
При использовании в данном документе, термин «вода» для обработки в соответствии с изобретением включает разнообразные источники, такие как пресная вода, прудовая вода, морская вода, соленая вода или рассол, солоноватая вода, рециркуляционная вода или тому подобное. Также понятно, что воды необязательно включают источники как пресной, так и рециркуляционной воды (например, «пластовые воды»), а также любую комбинацию вод для обработки в соответствии с данным изобретением. В некоторых вариантах реализации изобретения пластовая вода (или повторно используемая вода) относится к смеси вод, которая содержит как воду, вновь возвращенную из предшествующей или одновременно осуществляемой эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, например при гидравлическом разрыве пласта, и воду, которая не использовалась при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, например пресную воду, прудовую воду, морскую воду и т.д.
При использовании в данном документе, «массовые проценты», «% масс.», «проценты по массе», «% по массе» и их варианты относятся к концентрации вещества, выраженной как масса этого вещества, разделенная на общую массу композиции и умноженная на 100. Понятно, что при использовании в данном документе, «процент», «%» и тому подобное являются синонимами «массового процента», «% масс.» и т.д.
Понятно, что аспекты и варианты реализации изобретения, описанные в данном документе, включают «состоящие из» и/или «в основном состоящие из» аспектов и вариантов реализации.
По всему описанию различные аспекты данного изобретения представлены в виде интервала. Необходимо понимать, что описание в виде интервала представлено исключительно для удобства и краткости, и его не следует истолковывать как жесткое ограничение объема изобретения. Следовательно, описание интервала необходимо рассматривать как конкретное описание всех возможных подынтервалов, а также отдельных численных величин внутри интервала. Например, описание интервала, такого как от 1 до 6, необходимо рассматривать как конкретное описание подынтервалов, таких как от 1 до 3, от 1 до 4, от 1 до 5, от 2 до 4, от 2 до 6, от 3 до 6 и т.д., а также отдельных чисел внутри этого интервала, например 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Это применяется вне зависимости от ширины интервала.
Другие объекты, преимущества и признаки настоящего изобретения станут очевидными из следующего описания в сочетании с сопровождающими графическими материалами.
Композиции, образующие надмуравьиную кислоту
Настоящее изобретение относится к композициям, образующим надмуравьиную кислоту, и их применению. В одном аспекте настоящее изобретение относится к композиции, образующей надмуравьиную кислоту, содержащей: а) первый реагент, который содержит сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты, и b) второй реагент, который содержит перекись водорода, или который содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, причем 1) указанный первый реагент и указанный второй реагент хранят отдельно до использования, а когда необходимо получить надмуравьиную кислоту, указанный первый реагент и указанный второй реагент компонуют так, что при контакте друг с другом образуется жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, и pH полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанного первого реагента и указанного второго реагента; или 2) указанный второй реагент содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, указанный первый реагент и указанный второй реагент содержатся в твердой композиции, и когда необходимо получить надмуравьиную кислоту, указанную твердую композицию компонуют так, что при контакте с жидкостью образуется жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, и pH полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанной твердой композиции с указанной жидкостью.
В некоторых вариантах реализации изобретения композиция по настоящему изобретению, образующая надмуравьиную кислоту, содержит: а) первый реагент, который содержит сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты, и b) второй реагент, который содержит перекись водорода, или который содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, причем указанный первый реагент и указанный второй реагент хранят отдельно до использования, а когда необходимо получить надмуравьиную кислоту, указанный первый реагент и указанный второй реагент компонуют так, что при контакте друг с другом образуется жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, и pH полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанного первого реагента и указанного второго реагента. В других вариантах реализации изобретения композиция по настоящему изобретению, образующая надмуравьиную кислоту, содержит: а) первый реагент, который содержит сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты, и b) второй реагент, который содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, причем указанный первый реагент и указанный второй реагент содержатся в твердой композиции, и когда необходимо получить надмуравьиную кислоту, указанную твердую композицию компонуют так, что при контакте с жидкостью образуется жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, и pH полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанной твердой композиции с указанной жидкостью.
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать любой пригодный сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Как правило, многоатомный спирт относится к молекуле с двумя или более гидроксильными (-OH) группами. Сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты относится к сложному эфиру, который получен из многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Сложные эфиры, упоминаемые в данном документе, рассматриваются как «безводные» системы, поскольку к реакционной системе не добавляют дополнительное количество воды. В некоторых вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, содержат формиаты глицерина, формиаты пентаэритрита, формиаты маннита, формиаты пропиленгликоля, формиаты сорбита и формиаты сахаров. Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать любые пригодные формиаты сахаров, например формиаты сахарозы, формиаты декстрина, формиаты мальтодекстрина или формиаты крахмала.
В предпочтительном варианте реализации изобретения для реакции в жидкой фазе применяются формиаты глицерина, формиаты пентаэритрита, формиаты маннита или формиаты пропиленгликоля. Еще в одном дополнительном предпочтительном варианте реализации изобретения для реакции в жидкой фазе применяются формиаты глицерина. Полезно, что формиаты глицерина быстро подвергаются гидролизу с образованием надмуравьиной кислоты в соответствии со способами изобретения. В аспекте изобретения представленные прекурсоры не включают дополнительное количество воды, добавляемой в систему, что неблагоприятно бы влияло на кинетику реакции между сложным эфиром многоатомного спирта и муравьиной кислоты и перекисью водорода. В аспекте изобретения предварительные смеси и композиция, образующая надмуравьиную кислоту, не выделяют свободную воду в систему, что неблагоприятно бы влияло на сложный эфир, например формиат глицерина.
В предпочтительном варианте реализации изобретения для реакции в твердой фазе используются формиаты сахаров, например формиаты сахарозы, формиаты декстрина, формиаты мальтодекстрина или формиаты крахмала. Еще в одном дополнительном предпочтительном варианте реализации изобретения для реакции в твердой фазе применяются формиаты крахмала.
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут включать раствор для применения или концентрат сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. В некоторых аспектах изобретения в способах по данному изобретению надмуравьиную кислоту получают с помощью реакции с концентратом сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. В других аспектах изобретения в способах по настоящему изобретению надмуравьиную кислоту получают с помощью реакции с разбавленным раствором для применения, содержащим сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты.
Первый или второй реагент может иметь pH в любом пригодном интервале в композициях по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту. Например, первый или второй реагент может иметь pH ниже около 11, или от около -2 до около 11, или от около 0 до около 11, например от около -2 до около -1, от -2 до около 0, 0-1, 0-2, 0-3, 0-4, 0-5, 0-6, 0-7, 0-8, 0-9, 0-10, 0-11, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8, 1-9, 1-10, 1-11, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10, 2-11, 3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10, 3-11, 4-5, 4-6, 4-7, 4-8, 4-9, 4-10, 4-11, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5-10, 5-11, 6-7, 6-8, 6-9, 6-10, 6-11, 6-7, 7-8, 7-9, 7-10, 7-11, 8-9, 8-10, 8-11, 9-10, 9-11, 10-11 или около -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 11. В некоторых вариантах реализации изобретения первый или второй реагент имеет pH в интервале от около 5 до около 10, например около 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5-10, 6-7, 6-8, 6-9, 6-10, 7-8, 7-9, 7-10, 8-9, 8-10 или 9-10. В других вариантах реализации изобретения первый или второй реагент имеет pH около 9.
Первый реагент и второй реагент могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет любое пригодное значение pH, в том числе pH ниже около 11, или от около -2 до около 11, или от около 0 до около 11, например от около -2 до около -1, от -2 до около 0, 0-1, 0-2, 0-3, 0-4, 0-5, 0-6, 0-7, 0-8, 0-9, 0-10, 0-11, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8, 1-9, 1-10, 1-11, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10, 2-11, 3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10, 3-11, 4-5, 4-6, 4-7, 4-8, 4-9, 4-10, 4-11, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5-10, 5-11, 6-7, 6-8, 6-9, 6-10, 6-11, 6-7, 7-8, 7-9, 7-10, 7-11, 8-9, 8-10, 8-11, 9-10, 9-11, 10-11 или около -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 11. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около -2 до около 11, от 0 до около 10 или от 5 до около 10, например около -2-0, 0-1, 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5-10, 6-7, 6-8, 6-9, 6-10, 7-8, 7-9, 7-10, 8-9, 8-10, 9-10 или 10-11. В других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH около 9. В предпочтительном аспекте изобретения полученная жидкость, например раствор, содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH около нейтрального, около 6-7.
pH полученной жидкости может стать около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью. В некоторых вариантах реализации изобретения pH полученной жидкости может стать около 8 или ниже в течение около 1 секунды, 2 секунд, 3 секунд, 4 секунд, 5 секунд, 6 секунд, 7 секунд, 8 секунд, 9 секунд, 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 40 секунд, 50 секунд после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью. В других вариантах реализации изобретения pH полученной жидкости, содержащей надмуравьиную кислоту, становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты или менее. В аспекте изобретения pH полученной жидкости, содержащей надмуравьиную кислоту, становится около 8 или ниже в течение около 45 секунд или менее, 40 секунд или менее, 35 секунд или менее, 30 секунд или менее, 25 секунд или менее, 20 секунд или менее, 15 секунд или менее, 10 секунд или менее или 5 секунд или менее. В аспекте изобретения pH полученной жидкости, содержащей надмуравьиную кислоту, становится около 8 или ниже практически мгновенно. В других вариантах реализации изобретения pH полученной жидкости может стать ниже чем около -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8 в течение около 1 минуты после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью.
Жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту, может сохранять pH в интервале от около -2 до около 8 или от около 0 до около 8 в течение любого пригодного периода времени после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью. В некоторых вариантах реализации изобретения жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту, сохраняет pH в интервале от около -2 до около 8 или от около 0 до около 8 в течение от около 1 секунды до около 10 часов после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью. Например, жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту, может сохранять pH около -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8 в течение от около 1 секунды до около 10 часов после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт композиции с жидкостью. В другом примере жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту, может сохранять pH в интервале от около 0 до около 8 в течение около 1 секунды, 2 секунд, 3 секунд, 4 секунд, 5 секунд, 6 секунд, 7 секунд, 8 секунд, 9 секунд, 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 40 секунд, 50 секунд, 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут, 5 минут, 6 минут, 7 минут, 8 минут, 9 минут, 10 минут, 20 минут, 30 минут, 40 минут, 50 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов, 5 часов, 6 часов, 7 часов, 8 часов, 9 часов или 10 часов. В предпочтительном аспекте изобретения полученная жидкость, например раствор, содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH около нейтрального, около 6-7, в растворе для применения.
В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент разработаны так, что при контакте друг с другом образуют раствор, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 4 до около 8 или 9, например около 4-5, 5-6, 6-7, 7-8 или 8-9. В предпочтительном аспекте изобретения полученная жидкость, например раствор, содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH около нейтрального, около 6-7, в растворе для применения. В одном примере первый реагент и второй реагент разработаны так, что при контакте друг с другом образуют раствор, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 6 до около 8 или 9. Первый реагент и второй реагент могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют раствор, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 4 до около 8 или 9, и раствор может сохранять pH в данном интервале в течение любого пригодного периода времени, например от около 1 минуты до около 24 часов. Например, раствор может сохранять pH в интервале от около 4 до около 8 или 9 в течение по меньшей мере около 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут, 5 минут, 6 минут, 7 минут, 8 минут, 9 минут, 10 минут, 20 минут, 30 минут, 40 минут, 50 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов, 5 часов, 6 часов, 7 часов, 8 часов, 9 часов или 10 часов.
В других вариантах реализации изобретения твердая композиция разработана так, что при контакте с жидкостью образует раствор, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 4 до около 8 или 9, например около 4-5, 5-6, 6-7, 7-8 или 8-9. В одном примере твердая композиция разработана так, что при контакте с жидкостью образует раствор, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 6 до около 8 или 9. Твердая композиция разработана так, что при контакте с жидкостью образует раствор, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 4 до около 8 или 9, и раствор может сохранять pH в данном интервале в течение любого пригодного периода времени, например от около 1 минуты до около 24 часов. Например, раствор может сохранять pH в интервале от около 4 до около 8 или 9 в течение по меньшей мере около 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут, 5 минут, 6 минут, 7 минут, 8 минут, 9 минут, 10 минут, 20 минут, 30 минут, 40 минут, 50 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов, 5 часов, 6 часов, 7 часов, 8 часов, 9 часов или 10 часов. В предпочтительном аспекте изобретения полученная жидкость, например раствор, содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH около нейтрального, около 6-7, в растворе для применения.
Первый реагент и второй реагент могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит надмуравьиную кислоту, при любых пригодных условиях или температуре. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит надмуравьиную кислоту, в условиях окружающей среды. В других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит надмуравьиную кислоту, при температуре в интервале от около -2°С до около 60°С, от 0°С до около 60°С или от 4°С до около 60°С, например около -2°С-0°С, 0°С-4°С, 4°С-5°С, 4°С-5°С, 5°С-10°С, 10°С-15°С, 15°С-20°С, 20°С-25°С, 25°С-30°С, 30°С-35°С, 35°С-40°С, 40°С-45°С, 45°С-50°С, 50°С-55°С или 55°С-60°С. В еще других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит надмуравьиную кислоту, при температуре от около 4°С или ниже чем 4°С, например около 3°С, 2°С, 1°С, 0°С или ниже 0°С.
Твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит надмуравьиную кислоту, при любых пригодных условиях или температуре. В некоторых вариантах реализации изобретения твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит надмуравьиную кислоту, в условиях окружающей среды. В других вариантах реализации изобретения твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит надмуравьиную кислоту, при температуре в интервале от около -2°С до около 60°С, от 0°С до около 60°С или от 4°С до около 60°С, например около -2°С-0°С, 0°С-4°С, 4°С-5°С, 4°С-5°С, 5°С-10°С, 10°С-15°С, 15°С-20°С, 20°С-25°С, 25°С-30°С, 30°С-35°С, 35°С-40°С, 40°С-45°С, 45°С-50°С, 50°С-55°С или 55°С-60°С. В еще других вариантах реализации изобретения твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит надмуравьиную кислоту, при температуре от около 4°С или ниже чем 4°С, например около 3°С, 2°С, 1°С, 0°С или ниже 0°С.
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать катализатор (например, минеральную кислоту) или фермент, который катализирует образование надмуравьиной кислоты из сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты и перекиси водорода. Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать любой пригодный катализатор, например сильную минеральную кислоту, или фермент, например пергидролитический фермент, липазу, Coronase, Termanyl или Esperease. Катализатор или фермент может содержаться в любой пригодной части композиций по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент содержит катализатор или фермент. В других вариантах реализации изобретения второй реагент содержит катализатор или фермент. В еще других вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать третий реагент, который содержит катализатор или фермент. В других вариантах реализации изобретения твердая композиция содержит катализатор или фермент.
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать стабилизирующий агент для надмуравьиной кислоты, стабилизирующий агент для перекиси водорода и/или pH-буферный агент. В аспекте изобретения стабилизирующий агент (агенты) и/или pH-буферные агенты пригодны для понижения pH композиций до нейтрального или более низкого pH. Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать любой пригодный стабилизирующий агент. Иллюстративные стабилизирующие агенты включают фосфонатную соль (соли) и/или гетероциклическую двухосновную карбоновую кислоту, например дипиколиновую кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения стабилизирующий агент представляет собой стабилизаторы на основе пиридинкарбоновых кислот, такие как пиколиновая кислота и соли, пиридин-2,6-дикарбоновая кислота и соли, и стабилизаторы на основе фосфонатов, такие как фосфорная кислота и соли, пирофосфорная кислота и соли и наиболее часто 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновая кислота (ГЭДФ) и соли. В других вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, содержат два или более стабилизирующих агента, например ГЭДФ и 2,6-пиридиндикарбоновую кислоту (ПДК).
Стабилизирующий агент (агенты) может содержаться в любой пригодной части композиций по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент содержит стабилизирующий агент для надмуравьиной кислоты и/или pH-буферный агент. В других вариантах реализации изобретения второй реагент содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода. В еще других вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать третий реагент, который содержит стабилизирующий агент для надмуравьиной кислоты, стабилизирующий агент для перекиси водорода и/или pH-буферный агент. В еще других вариантах реализации изобретения твердая композиция содержит стабилизирующий агент для надмуравьиной кислоты, стабилизирующий агент для перекиси водорода и/или pH-буферный агент.
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать любой пригодный pH-буферный агент. pH-буферный реагент может включать любой реагент, который совместим со сложным эфиром (эфирами) в композициях по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту. Иллюстративные буферные агенты, пригодные для использования с жидким сложным эфиром, могут представлять собой органический амин, такой как триэтаноламин, имидазол и т.д. Иллюстративные буферные агенты, пригодные для использования с твердой формой сложного эфира, включают более широкий ассортимент буферных агентов, таких как карбонатная соль, фосфатная соль и т.д. pH-буферный реагент может содержаться в любой пригодной части композиций по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент содержит pH-буферный агент. В других вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать третий реагент, который содержит pH-буферный агент. В еще других вариантах реализации изобретения твердая композиция содержит pH-буферный агент.
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать любой пригодный стабилизирующий агент для перекиси водорода. Иллюстративные стабилизирующие агенты для перекиси водорода включают фосфонаты, гетероциклические карбоновые кислоты и их смеси. В некоторых вариантах реализации изобретения стабилизирующие агенты для перекиси водорода могут представлять собой Dequest 2010, Dequest 2066, дипиколиновые кислоты и т.д. Стабилизирующий агент для перекиси водорода может содержаться в любой пригодной части композиций по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения второй реагент содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода. В других вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать третий реагент, который содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода. В еще других вариантах реализации изобретения твердая композиция содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода.
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать любое пригодное количество дозировок первого реагента, которые хранят отдельно до использования и используют для приведения в контакт со вторым реагентом, который содержит перекись водорода. Например, композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать одну дозировку первого реагента, которую хранят отдельно до использования и используют для приведения в контакт со вторым реагентом, который содержит перекись водорода. В другом примере композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать несколько дозировок первого реагента, которые хранят отдельно до использования и используют для приведения в контакт со вторым реагентом, который содержит перекись водорода, или одновременно, или последовательно. Несколько дозировок первого реагента могут содержать любой пригодный сложный эфир (эфиры) многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Например, несколько дозировок первого реагента могут содержать один и тот же сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты. В другом примере несколько дозировок первого реагента могут содержать различные сложные эфиры многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Несколько дозировок первого реагента могут содержать одну и ту же или различные концентрации сложного эфира (эфиров) многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Еще в одном примере композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать несколько дозировок твердой композиции, которые хранят отдельно до использования.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать любую пригодную концентрацию сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Например, первый реагент композиции, образующей надмуравьиную кислоту, может содержать любую пригодную концентрацию сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения полученная жидкость представляет собой концентрат и содержит первый реагент в количестве до около 90% сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. В других вариантах реализации изобретения полученная жидкость содержит первый реагент в количестве от около 1 млн до около 500000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты или от около 10 млн до около 500000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Например, первый реагент в полученной жидкости может содержать около 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн, 4500-5000 млн, 5000-5500 млн, 5500-6000 млн, 6000-6500 млн, 6500-7000 млн, 7000-7500 млн, 7500-8000 млн, 8000-8500 млн, 8500-9000 млн, 9000-10000 млн, 10000-20000 млн, 20000-30000 млн, 30000-40000 млн, 40000-50000 млн, 50000-60000 млн, 60000-70000 млн, 70000-80000 млн, 80000-90000 млн, 90000-100000 млн, 100000-150000 млн, 150000-200000 млн, 200000-250000 млн, 250000-300000 млн, 300000-350000 млн, 350000-400000 млн, 400000-450000 млн или 450000-500000 млн. В других вариантах реализации изобретения первый реагент в полученной жидкости может содержать от около 50 млн до около 40000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты, например 50-100, 50-500, 50-1000, 50-1500, 50-2000, 50-2500, 50-3000, 50-3500, 50-4000, 50-4500, 50-5000, 50-10000, 50-20000, 50-30000 или 50-40000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В другом примере твердая композиция композиции, образующей надмуравьиную кислоту, может содержать любую пригодную концентрацию сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения твердая композиция может обеспечивать концентрат, образующий жидкость, которая содержит первый реагент в количестве до около 90% сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. В других вариантах реализации изобретения твердая композиция может обеспечивать от около 10 млн до около 500000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты в полученной жидкости. Например, твердая композиция может обеспечивать сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты в полученной жидкости в количестве около 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн, 4500-5000 млн, 5000-5500 млн, 5500-6000 млн, 6000-6500 млн, 6500-7000 млн, 7000-7500 млн, 7500-8000 млн, 8000-8500 млн, 8500-9000 млн, 9000-10000 млн, 10000-20000 млн, 20000-30000 млн, 30000-40000 млн, 40000-50000 млн, 50000-60000 млн, 60000-70000 млн, 70000-80000 млн, 80000-90000 млн, 90000-100000 млн, 100000-150000 млн, 150000-200000 млн, 200000-250000 млн, 250000-300000 млн, 300000-350000 млн, 350000-400000 млн, 400000-450000 млн или 450000-500000 млн. В других вариантах реализации изобретения твердая композиция может обеспечивать от около 50 млн до около 40000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты в полученной жидкости, например 50-100, 50-500, 50-1000, 50-1500, 50-2000, 50-2500, 50-3000, 50-3500, 50-4000, 50-4500, 50-5000, 50-10000, 50-20000, 50-30000 или 50-40000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать любую пригодную концентрацию перекиси водорода или вещества, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью. Например, второй реагент композиции, образующей надмуравьиную кислоту, может содержать любую пригодную концентрацию перекиси водорода. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрат, образующий жидкость, содержит второй реагент в количестве до около 10% перекиси водорода. В некоторых вариантах реализации изобретения полученная жидкость содержит второй реагент в количестве от около 0,1 млн до около 100000 млн перекиси водорода или от около 0,1 млн до около 100000 млн перекиси водорода. Например, второй реагент в полученной жидкости может может содержать около 0,1-1 млн, 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн, 4500-5000 млн, 5000-5500 млн, 5500-6000 млн, 6000-6500 млн, 6500-7000 млн, 7000-7500 млн, 7500-8000 млн, 8000-8500 млн, 8500-9000 млн, 9000-10000 млн, 10000-20000 млн, 20000-30000 млн, 30000-40000 млн, 40000-50000 млн, 50000-60000 млн, 60000-70000 млн, 70000-80000 млн, 80000-90000 млн или 90000-100000 млн, 100000-150000 млн, 150000-200000 млн, 200000-250000 млн или 250000-300000 млн перекиси водорода. В других вариантах реализации изобретения второй реагент в полученной жидкости содержит от около 150 млн до около 50000 млн перекиси водорода, например около 150-200, 150-300, 150-400, 150-500, 150-600, 150-700, 150-800, 150-900, 150-1000, 150-1500, 150-2000, 150-2500, 150-3000, 150-3500,150-4000, 150-4500, 150-5000, 150-10000, 50-20000, 50-30000, 50-40000 или 50-50000 млн перекиси водорода.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В некоторых вариантах реализации изобретения концентрат, образующий жидкость, содержит второй реагент в количестве до около 10% перекиси водорода. В другом примере твердая композиция может содержать вещество в количестве или концентрации, которая дает от около 0,1 млн до около 100000 млн перекиси водорода при контакте с жидкостью в полученной жидкости. Например, твердая композиция может содержать вещество в количестве или концентрации, которая дает около 0,1-1 млн, 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн, 4500-5000 млн, 5000-5500 млн, 5500-6000 млн, 6000-6500 млн, 6500-7000 млн, 7000-7500 млн, 7500-8000 млн, 8000-8500 млн, 8500-9000 млн, 9000-10000 млн, 10000-20000 млн, 20000-30000 млн, 30000-40000 млн, 40000-50000 млн, 50000-60000 млн, 60000-70000 млн, 70000-80000 млн, 80000-90000 млн или 90000-100000 млн перекиси водорода.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут быть разработаны так, что образуют жидкость, например раствор, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты. Например, первый реагент и второй реагент в композициях по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту, могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость и/или твердое вещество, например раствор, которое содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит от около 0,1 млн до около 100000 млн надмуравьиной кислоты, от около 0,1 млн до около 10000 млн надмуравьиной кислоты или от около 0,1 млн до около 5000 млн надмуравьиной кислоты, например около 0,1-1 млн, 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн или 4500-5000 млн или более надмуравьиной кислоты. В других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, который содержит от около 1 млн до около 500 млн надмуравьиной кислоты, например около 0,1-1 млн, 0,1-10 млн, 0,1-20 млн, 0,1-30 млн, 0,1-40 млн, 0,1-50 млн, 0,1-60 млн, 0,1-70 млн, 0,1-80 млн, 0,1-90 млн, 0,1-100 млн, 0,1-150 млн, 0,1-200 млн, 0,1-250 млн, 0,1-300 млн, 0,1-350 млн, 0,1-400 млн, 0,1-450 млн, 0,1-500 млн надмуравьиной кислоты. В еще других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит от около 50 млн до около 100 млн надмуравьиной кислоты, например около 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн или 90-100 млн надмуравьиной кислоты. В еще других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит от около 200 млн до около 300 млн надмуравьиной кислоты, например около 200-210 млн, 210-220 млн, 220-230 млн, 230-240 млн, 240-250 млн, 250-260 млн, 260-270 млн, 270-280 млн, 280-290 млн, 290-300 млн надмуравьиной кислоты.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В другом примере твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует раствор, который содержит от около 0,1 млн до около 100000 млн надмуравьиной кислоты, от около 0,1 млн до около 10000 млн надмуравьиной кислоты или от около 0,1 млн до около 5000 млн надмуравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит от около 0,1 млн до около 5000 млн надмуравьиной кислоты, например около 0,1-1 млн, 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн или 4500-5000 млн или более надмуравьиной кислоты.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут быть разработаны так, что образуют жидкость, например раствор, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. Например, первый реагент и второй реагент в композициях по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту, могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость и/или твердое вещество, например раствор, которое содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту, например по меньшей мере около 1 млн, 2 млн, 3 млн, 4 млн, 5 млн, 6 млн, 7 млн, 8 млн, 9 млн, 10 млн, 15 млн, 20 млн, 25 млн, 30 млн, 35 млн, 40 млн, 45 млн, 50 млн, 55 млн, 60 млн, 65 млн, 70 млн, 75 млн, 80 млн, 85 млн, 90 млн, 95 млн, 100 млн, 200 млн, 300 млн, 400 млн, 500 млн, 600 млн, 700 млн, 800 млн, 900 млн, 1000 млн, 2000 млн, 3000 млн, 4000 млн или 5000 млн или более надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В другом примере твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту, например по меньшей мере около 1 млн, 2 млн, 3 млн, 4 млн, 5 млн, 6 млн, 7 млн, 8 млн, 9 млн, 10 млн, 15 млн, 20 млн, 25 млн, 30 млн, 35 млн, 40 млн, 45 млн, 50 млн, 55 млн, 60 млн, 65 млн, 70 млн, 75 млн, 80 млн, 85 млн, 90 млн, 95 млн, 100 млн, 200 млн, 300 млн, 400 млн, 500 млн, 600 млн, 700 млн, 800 млн, 900 млн, 1000 млн, 2000 млн, 3000 млн, 4000 млн или 5000 млн или более надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту.
-1
-1
-1
В аспекте изобретения по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее 1 минуты приведения в контакт первого реагента и второго реагента. В аспекте изобретения по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее около 55 секунд, 50 секунд или менее, 45 секунд или менее, 40 секунд или менее, 35 секунд или менее, 30 секунд или менее, 25 секунд или менее, 20 секунд или менее, 15 секунд или менее, 10 секунд или менее или 5 секунд или менее. В аспекте изобретения реакция получения жидкости, содержащей по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты, проходит практически мгновенно.
-1
-1
-1
-1
В аспекте изобретения по меньшей мере около 100 млн или по меньшей мере около 500 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение около 5 минут или менее приведения в контакт первого реагента и второго реагента. В аспекте изобретения по меньшей мере около 100 млн или 500 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее чем около 4 минут, 3 минут или менее, 2 минут или менее или 1 минуты или менее.
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут быть разработаны так, что образуют жидкость, например раствор, которая содержит любую пригодную процентную долю от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. Например, первый реагент и второй реагент в композициях по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту, могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит любую пригодную процентную долю от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 5 минут до около 15 минут. Например, первый реагент и второй реагент разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 5 минут до около 15 минут. В другом примере первый реагент и второй реагент разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего около 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 минут.
В другом примере твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит любую пригодную процентную долю от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 5 минут до около 15 минут. Например, твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 5 минут до около 15 минут. В другом примере твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образуют жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего около 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 минут.
Концентрация полученной надмуравьиной кислоты может сохраняться на уровне любой пригодной процентной доли от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрация полученной надмуравьиной кислоты может сохраняться на уровне по меньшей мере около 50% от максимальной концентрации в течение от около 5 минут до около 25 минут после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью. Например, концентрация полученной надмуравьиной кислоты может сохраняться на уровне по меньшей мере около 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% от максимальной концентрации в течение от около 5 минут до около 25 минут после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью. В другом примере концентрация полученной надмуравьиной кислоты может сохраняться на уровне по меньшей мере около 50% от максимальной концентрации в течение около 5-25 минут, например около 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 или 25 минут, после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью.
В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент композиции по настоящему изобретению, образующей надмуравьиную кислоту, разработаны так, что при контакте друг с другом образуют раствор, который содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 1 минуты до около 15 минут. В других вариантах реализации изобретения концентрация полученной надмуравьиной кислоты сохраняется на уровне по меньшей мере около 50% от максимальной концентрации в течение от около 1 минуты до около 15 минут после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом. В еще других вариантах реализации изобретения твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует раствор, который содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 1 минуты до около 15 минут. В других вариантах реализации изобретения концентрация полученной надмуравьиной кислоты может сохраняться на уровне по меньшей мере около 50% от максимальной концентрации в течение от около 1 минуты до около 15 минут после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В предпочтительных аспектах изобретения желаемая максимальная концентрация надмуравьиной кислоты составляет 1 млн, 2 млн, 3 млн, 4 млн, 5 млн, 6 млн, 7 млн, 8 млн, 9 млн, 10 млн, 15 млн, 20 млн, 25 млн, 30 млн, 35 млн, 40 млн, 45 млн, 50 млн, 55 млн, 60 млн, 65 млн, 70 млн, 75 млн, 80 млн, 85 млн, 90 млн, 95 млн, 100 млн, 200 млн, 300 млн, 400 млн, 500 млн, 600 млн, 700 млн, 800 млн, 900 млн, 1000 млн, 2000 млн, 3000 млн, 4000 млн, 5000 млн, 6000 млн, 7000 млн, 8000 млн, 9000 млн, 10000 млн или более (включая любые интервалы между ними).
2
22
2
22
2
22
Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать С-С перкарбоновую кислоту, причем первый реагент или твердую композицию, содержащую первый реагент, и второй реагент хранят отдельно от С-С перкарбоновой кислоты до получения надмуравьиной кислоты. Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать любую пригодную С-С перкарбоновую кислоту, например надуксусную кислоту, надкаприловую кислоту и/или сульфонированную надолеиновую кислоту.
В некоторых вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, не содержат пергидролитический фермент. Например, в некоторых случаях композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, не содержат член семейства 7 эстераз, расщепляющих углеводы, (СЕ-7) или пергидролитический фермент, который описан в заявке на патент США №2013/0289113.
Способы получения надмуравьиной кислоты
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения надмуравьиной кислоты, включающему: а) приведение первого реагента, который содержит сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты, в контакт со вторым реагентом, который содержит перекись водорода, или который содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, для получения жидкости, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, или от -2 до около 11, или от 0 до около 11 (или в любом интервале, входящем в вышеуказанные), причем указанный первый реагент и указанный второй реагент хранят отдельно до указанного приведения в контакт, и pH указанной полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанного первого реагента и указанного второго реагента; или b) приведение твердой композиции, содержащей первый реагент, который содержит сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты, и второй реагент, который содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, в контакт с жидкостью для получения жидкости, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, или от -2 до около 11, или от 0 до около 11, и pH указанной полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанной твердой композиции с указанной жидкостью.
В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению включают приведение первого реагента, который содержит сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты, в контакт со вторым реагентом, который содержит перекись водорода, или который содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, для получения жидкости, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, или от -2 до около 11, или от 0 до около 11 (или в любом интервале, входящем в вышеуказанные), причем указанный первый реагент и указанный второй реагент хранят отдельно до указанного приведения в контакт, и pH указанной полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанного первого реагента и указанного второго реагента. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению включают приведение твердой композиции, содержащей первый реагент, который содержит сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты, и второй реагент, который содержит вещество, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью, в контакт с жидкостью для получения жидкости, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH ниже около 11, или от -2 до около 11, или от 0 до около 11 (или в любом интервале, входящем в вышеуказанные), и pH указанной полученной жидкости становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт указанной твердой композиции и указанной жидкости.
В способах по настоящему изобретению можно использовать любой пригодный сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Как правило, многоатомный спирт относится к молекуле с двумя или более гидроксильными (-OH) группами. Сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты относится к сложному эфиру, который получен из многоатомного спирта и муравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения в способах по настоящему изобретению можно использовать формиаты глицерина, формиаты пентаэритрита, формиаты маннита, формиаты пропиленгликоля, формиаты сорбита и формиаты сахаров. В способах по настоящему изобретению можно использовать любые пригодные формиаты сахаров, например формиаты сахарозы, формиаты декстрина, формиаты мальтодекстрина или формиаты крахмала.
Первый или второй реагент, используемые в способах по настоящему изобретению, могут иметь pH в любом пригодном интервале. Например, первый реагент или второй реагент может иметь pH ниже около 11, или от -2 до около 11, или от около 0 до около 11, например от около -2 до около -1, -1-0, 0-1, 0-2, 0-3, 0-4, 0-5, 0-6, 0-7, 0-8, 0-9, 0-10, 0-11, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8, 1-9, 1-10, 1-11, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10, 2-11, 3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10, 3-11, 4-5, 4-6, 4-7, 4-8, 4-9, 4-10, 4-11, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5-10, 5-11, 6-7, 6-8, 6-9, 6-10, 6-11, 6-7, 7-8, 7-9, 7-10, 7-11, 8-9, 8-10, 8-11, 9-10, 9-11, 10-11 или около -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 11. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент или второй реагент имеет pH в интервале от около 5 до около 10, например около 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5-10, 6-7, 6-8, 6-9, 6-10, 7-8, 7-9, 7-10, 8-9, 8-10 или 9-10. В других вариантах реализации изобретения первый реагент или второй реагент имеет pH около 9.
Первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет любое пригодное pH ниже около 11, или от -2 до около 11, или от около 0 до около 11, например от около -2 до около -1, -1-0, 0-1, 0-2, 0-3, 0-4, 0-5, 0-6, 0-7, 0-8, 0-9, 0-10, 0-11, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8, 1-9, 1-10, 1-11, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10, 2-11, 3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10, 3-11, 4-5, 4-6, 4-7, 4-8, 4-9, 4-10, 4-11, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5-10, 5-11, 6-7, 6-8, 6-9, 6-10, 6-11, 6-7, 7-8, 7-9, 7-10, 7-11, 8-9, 8-10, 8-11, 9-10, 9-11, 10-11 или около -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 11. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент приводят в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 5 до около 10, например около 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5-10, 6-7, 6-8, 6-9, 6-10, 7-8, 7-9, 7-10, 8-9, 8-10 или 9-10. В других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент приводят в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH около 9. Твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту и имеет любое пригодное pH ниже около 11, или от -2 до около 11, или от около 0 до около 11, например от около -2 до около -1, -1-0, 0-1, 0-2, 0-3, 0-4, 0-5, 0-6, 0-7, 0-8, 0-9, 0-10, 0-11, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8, 1-9, 1-10, 1-11, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10, 2-11, 3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10, 3-11, 4-5, 4-6, 4-7, 4-8, 4-9, 4-10, 4-11, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5-10, 5-11, 6-7, 6-8, 6-9, 6-10, 6-11, 6-7, 7-8, 7-9, 7-10, 7-11, 8-9, 8-10, 8-11, 9-10, 9-11, 10-11 или около -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 11. pH полученной жидкости может стать около 8 или ниже в течение около 1 минуты после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью. В некоторых вариантах реализации изобретения pH полученной жидкости может стать около 8 или ниже в течение около 1 секунды, 2 секунд, 3 секунд, 4 секунд, 5 секунд, 6 секунд, 7 секунд, 8 секунд, 9 секунд, 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 40 секунд, 50 секунд после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью. В других вариантах реализации изобретения pH полученной жидкости может стать ниже чем около 0, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 в течение около 1 минуты после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью. В аспекте изобретения pH полученной жидкости, содержащей надмуравьиную кислоту, становится около 8 или ниже в течение около 1 минуты или менее. В аспекте изобретения pH полученной жидкости, содержащей надмуравьиную кислоту, становится около 8 или ниже в течение около 45 секунд или менее, 40 секунд или менее, 35 секунд или менее, 30 секунд или менее, 25 секунд или менее, 20 секунд или менее, 15 секунд или менее, 10 секунд или менее или 5 секунд или менее. В аспекте изобретения pH полученной жидкости, содержащей надмуравьиную кислоту, становится около 8 или ниже практически мгновенно.
Жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту, может сохранять pH в интервале от около 0 до около 8 в течение любого пригодного периода времени после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт композиции с жидкостью. В некоторых вариантах реализации изобретения жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту, сохраняет pH в интервале от около -2 до около 11, от около 0 до около 11 или от 0 до около 8 в течение от около 1 секунды до около 10 часов после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт композиции с жидкостью. Например, жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту, может сохранять pH около -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8 в течение от около 1 секунды до около 10 часов после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт композиции с жидкостью. В другом примере жидкость, которая содержит надмуравьиную кислоту, может сохранять pH в интервале от около 0 до около 8 в течение около 1 секунды, 2 секунд, 3 секунд, 4 секунд, 5 секунд, 6 секунд, 7 секунд, 8 секунд, 9 секунд, 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд, 40 секунд, 50 секунд, 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут, 5 минут, 6 минут, 7 минут, 8 минут, 9 минут, 10 минут, 20 минут, 30 минут, 40 минут, 50 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов, 5 часов, 6 часов, 7 часов, 8 часов, 9 часов или 10 часов.
В некоторых других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием раствора, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 4 до около 8 или 9, например около 4-5, 5-6, 6-7, 7-8 или 8-9. В одном примере первый реагент и второй реагент приводят в контакт друг с другом с образованием раствора, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 6 до около 8 или 9. Первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием раствора, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 4 до около 8 или 9, и раствор может сохранять pH в данном интервале в течение любого пригодного периода времени, например от около 1 минуты до около 24 часов. Например, раствор может сохранять pH в интервале от около 4 до около 8 или 9 в течение по меньшей мере около 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут, 5 минут, 6 минут, 7 минут, 8 минут, 9 минут, 10 минут, 20 минут, 30 минут, 40 минут, 50 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов, 5 часов, 6 часов, 7 часов, 8 часов, 9 часов или 10 часов.
В других вариантах реализации изобретения твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием раствора, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 4 до около 8 или 9, например около 4-5, 5-6, 6-7, 7-8 или 8-9. В одном примере твердую композицию приводят в контакт с жидкостью с образованием раствора, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 6 до около 8 или 9. Твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием раствора, который содержит надмуравьиную кислоту и имеет pH в интервале от около 4 до около 8 или 9, и раствор может сохранять pH в данном интервале в течение любого пригодного периода времени, например от около 1 минуты до около 24 часов. Например, раствор может сохранять pH в интервале от около 4 до около 8 или 9 в течение по меньшей мере около 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут, 5 минут, 6 минут, 7 минут, 8 минут, 9 минут, 10 минут, 20 минут, 30 минут, 40 минут, 50 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов, 5 часов, 6 часов, 7 часов, 8 часов, 9 часов или 10 часов.
Первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту, при любых пригодных условиях или температуре. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту, в условиях окружающей среды. В других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту, при температуре в интервале от около -2°С до около 60°С, от 0°С до около 60°С или от 4°С до около 60°С, например около -2°С-0°С, 0°С-4°С, 4°С-5°С, 5°С-10°С, 10°С-15°С, 15°С-20°С, 20°С-25°С, 25°С-30°С, 30°С-35°С, 35°С-40°С, 40°С-45°С, 45°С-50°С, 50°С-55°С или 55°С-60°С. В еще других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту, при температуре от около 4°С или ниже чем 4°С, например при около 3°С, 2°С, 1°С, 0°С или ниже 0°С.
Твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту, при любых пригодных условиях или температуре. В некоторых вариантах реализации изобретения твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту, в условиях окружающей среды. В других вариантах реализации изобретения твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту, при температуре в интервале от около -2°С до около 60°С, от 0°С до около 60°С или от 4°С до около 60°С, например около -2°С-0°С, 0°С-4°С, 4°С-5°С, 5°С-10°С, 10°С-15°С, 15°С-20°С, 20°С-25°С, 25°С-30°С, 30°С-35°С, 35°С-40°С, 40°С-45°С, 45°С-50°С, 50°С-55°С или 55°С-60°С. В еще других вариантах реализации изобретения твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит надмуравьиную кислоту, при температуре от около 4°С или ниже чем 4°С, например при около 3°С, 2°С, 1°С, 0°С или ниже 0°С.
Способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать использование катализатора или фермента, который катализирует образование надмуравьиной кислоты из сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты и перекиси водорода. В способах по настоящему изобретению можно использовать любой пригодный катализатор или фермент, например пергидролитический фермент, липазу, Coronase, Termanyl или Esperease. Катализатор или фермент может содержаться в любом пригодном реагенте. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент содержит катализатор или фермент. В других вариантах реализации изобретения второй реагент содержит катализатор или фермент. В еще других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать использование третьего реагента, который содержит катализатор или фермент. В еще других вариантах реализации изобретения твердая композиция содержит катализатор или фермент.
Способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать использование стабилизирующего агента для надмуравьиной кислоты, стабилизирующего агента для перекиси водорода и/или pH-буферного агента. В способах по настоящему изобретению можно использовать любой пригодный стабилизирующий агент. Иллюстративные стабилизирующие агенты включают фосфонатную соль (соли) и/или гетероциклическую двухосновную карбоновую кислоту, например дипиколиновую кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения стабилизирующий агент представляет собой стабилизаторы на основе пиридинкарбоновых кислот, такие как пиколиновая кислота и соли, пиридин-2,6-дикарбоновая кислота и соли, и стабилизаторы на основе фосфонатов, такие как фосфорная кислота и соли, пирофосфорная кислота и соли и наиболее часто 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновая кислота (ГЭДФ) и соли. В других вариантах реализации изобретения в способах по настоящему изобретению можно использовать два или более стабилизирующих агента, например ГЭДФ и 2,6-пиридиндикарбоновую кислоту (ПДК).
Стабилизирующий агент (агенты) может содержаться в любом пригодном реагенте. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент содержит стабилизирующий агент для надмуравьиной кислоты и/или pH-буферный агент. В других вариантах реализации изобретения второй реагент содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода. В еще других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать использование третьего реагента, который содержит стабилизирующий агент для надмуравьиной кислоты, стабилизирующий агент для перекиси водорода и/или pH-буферный агент. В еще других вариантах реализации изобретения твердая композиция содержит стабилизирующий агент для надмуравьиной кислоты, стабилизирующий агент для перекиси водорода и/или pH-буферный агент.
В способах по настоящему изобретению можно использовать любой пригодный pH-буферный агент. pH-буферный реагент может включать любой реагент, который совместим со сложным эфиром (эфирами), используемым в способах по настоящему изобретению. Иллюстративные буферные агенты, пригодные для использования с жидким сложным эфиром, могут представлять собой органический амин, такой как триэтаноламин, имидазол и т.д. Иллюстративные буферные агенты, пригодные для использования с твердой формой сложного эфира, включают более широкий ассортимент буферных агентов, таких как карбонатная соль, фосфатная соль и т.д. pH-буферный реагент может содержаться в любом пригодном реагенте. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент содержит pH-буферный агент. В других вариантах реализации изобретения твердая композиция содержит pH-буферный агент.
В способах по настоящему изобретению можно использовать любой пригодный стабилизирующий агент для перекиси водорода. Иллюстративные стабилизирующие агенты для перекиси водорода включают фосфонаты, гетероциклические карбоновые кислоты и их смеси. В некоторых вариантах реализации изобретения стабилизирующие агенты для перекиси водорода могут представлять собой Dequest 2010, Dequest 2066, дипиколиновые кислоты и т.д. Стабилизирующий агент для перекиси водорода может содержаться в любом пригодном реагенте. В некоторых вариантах реализации изобретения второй реагент содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать использование третьего реагента, который содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода. В других вариантах реализации изобретения твердая композиция содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода.
В способах по настоящему изобретению можно использовать любое пригодное количество дозировок первого реагента, которые хранят отдельно до использования и используют для приведения в контакт со вторым реагентом, который содержит перекись водорода. Например, в способах по настоящему изобретению можно использовать одну дозировку первого реагента, которую хранят отдельно до использования и используют для приведения в контакт со вторым реагентом, который содержит перекись водорода. В другом примере в способах по настоящему изобретению можно использовать несколько дозировок первого реагента, которые хранят отдельно до использования и используют для приведения в контакт со вторым реагентом, который содержит перекись водорода, или одновременно, или последовательно. Несколько дозировок первого реагента содержат любой пригодный сложный эфир (эфиры) многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Например, несколько дозировок первого реагента могут содержать один и тот же сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты. В другом примере несколько дозировок первого реагента могут содержать различные сложные эфиры многоатомных спиртов и муравьиной кислоты. Несколько дозировок первого реагента могут содержать одну и ту же или различные концентрации сложного эфира (эфиров) многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Еще в одном примере в способах по настоящему изобретению можно использовать несколько дозировок твердой композиции, которые хранят отдельно до использования.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В способах по настоящему изобретению можно использовать любую пригодную концентрацию сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Например, первый реагент композиции, образующей надмуравьиную кислоту, может содержать любую пригодную концентрацию сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения полученная жидкость представляет собой концентрат и содержит первый реагент в количестве до около 90% сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты, который дает надмуравьиную кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения количество первого реагента в полученной жидкости для получения надмуравьиной кислоты может включать от около 1 млн до около 500000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты или от около 10 млн до около 500000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. Например, первый реагент в полученной жидкости может содержать около 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн, 4500-5000 млн, 5000-5500 млн, 5500-6000 млн, 6000-6500 млн, 6500-7000 млн, 7000-7500 млн, 7500-8000 млн, 8000-8500 млн, 8500-9000 млн, 9000-10000 млн, 10000-20000 млн, 20000-30000 млн, 30000-40000 млн, 40000-50000 млн, 50000-60000 млн, 60000-70000 млн, 70000-80000 млн, 80000-90000 млн, 90000-100000 млн, 100000-150000 млн, 150000-200000 млн, 200000-250000 млн, 250000-300000 млн, 300000-350000 млн, 350000-400000 млн, 400000-450000 млн или 450000-500000 млн. В других вариантах реализации изобретения первый реагент может содержать от около 50 млн до около 40000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты, например 50-100, 50-500, 50-1000, 50-1500, 50-2000, 50-2500, 50-3000, 50-3500, 50-4000, 50-4500, 50-5000, 50-10000, 50-20000, 50-30000 или 50-40000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В другом примере твердая композиция композиции, образующей надмуравьиную кислоту, может содержать любую пригодную концентрацию сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения твердая композиция может обеспечивать концентрат для полученной жидкости, содержащий до около 90% сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты, для получения надмуравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения твердая композиция может обеспечивать количества от около 1 млн до около 500000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты или от около 10 млн до около 500000 сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты в полученной жидкости. Например, твердая композиция может обеспечивать в полученной жидкости количества, составляющие около 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн, 4500-5000 млн, 5000-5500 млн, 5500-6000 млн, 6000-6500 млн, 6500-7000 млн, 7000-7500 млн, 7500-8000 млн, 8000-8500 млн, 8500-9000 млн, 9000-10000 млн, 10000-20000 млн, 20000-30000 млн, 30000-40000 млн, 40000-50000 млн, 50000-60000 млн, 60000-70000 млн, 70000-80000 млн, 80000-90000 млн, 90000-100000 млн, 100000-150000 млн, 150000-200000 млн, 200000-250000 млн, 250000-300000 млн, 300000-350000 млн, 350000-400000 млн, 400000-450000 млн или 450000-500000 млн. В других вариантах реализации изобретения твердая композиция может содержать количество сложных эфиров, достаточное для того, чтобы полученная жидкость содержала от около 50 млн до около 40000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты, например 50-100, 50-500, 50-1000, 50-1500, 50-2000, 50-2500, 50-3000, 50-3500, 50-4000, 50-4500, 50-5000, 50-10000, 50-20000, 50-30000 или 50-40000 млн сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В способах по настоящему изобретению можно использовать любую пригодную концентрацию перекиси водорода или вещества, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью. Например, второй реагент композиции, образующей надмуравьиную кислоту, может содержать любую пригодную концентрацию перекиси водорода. В некоторых вариантах реализации изобретения второй реагент может обеспечивать концентрат для полученной жидкости, содержащий до около 10% перекиси водорода. В некоторых вариантах реализации изобретения полученная жидкость может содержать второй реагент в количестве от около 0,1 млн до около 100000 млн перекиси водорода или от около 1 млн до около 100000 млн перекиси водорода. Например, второй реагент в полученной жидкости может содержать около 0,1-1 млн, 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн, 4500-5000 млн, 5000-5500 млн, 5500-6000 млн, 6000-6500 млн, 6500-7000 млн, 7000-7500 млн, 7500-8000 млн, 8000-8500 млн, 8500-9000 млн, 9000-10000 млн, 10000-20000 млн, 20000-30000 млн, 30000-40000 млн, 40000-50000 млн, 50000-60000 млн, 60000-70000 млн, 70000-80000 млн, 80000-90000 млн или 90000-100000 млн перекиси водорода. В других вариантах реализации изобретения второй реагент в полученной жидкости содержит от около 150 млн до около 50000 млн перекиси водорода, например около 150-200, 150-300, 150-400, 150-500, 150-600, 150-700, 150-800, 150-900, 150-1000, 150-1500, 150-2000, 150-2500, 150-3000, 150-3500, 150-4000, 150-4500, 150-5000, 150-10000, 50-20000, 50-30000, 50-40000 или 50-50000 млн перекиси водорода.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В другом примере твердая композиция может содержать вещество в количестве или концентрации, которая дает от около 0,1 млн до около 100000 млн перекиси водорода или от около 1 млн до около 100000 млн перекиси водорода в полученной жидкости. Например, твердая композиция может содержать вещество в количестве или концентрации, которая дает около 0,1-1 млн, 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн, 4500-5000 млн, 5000-5500 млн, 5500-6000 млн, 6000-6500 млн, 6500-7000 млн, 7000-7500 млн, 7500-8000 млн, 8000-8500 млн, 8500-9000 млн, 9000-10000 млн, 10000-20000 млн, 20000-30000 млн, 30000-40000 млн, 40000-50000 млн, 50000-60000 млн, 60000-70000 млн, 70000-80000 млн, 80000-90000 млн, 90000-100000 млн, 100000-150000 млн, 150000-200000 млн, 200000-250000 млн или 250000-300000 млн перекиси водорода в полученной жидкости.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Способы по настоящему изобретению можно использовать для получения жидкости, например раствора, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты. Например, первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит от около 0,1 млн до около 100000 млн надмуравьиной кислоты, от около 0,1 млн до около 10000 млн надмуравьиной кислоты или от около 0,1 млн до около 5000 млн надмуравьиной кислоты, например около 0,1-1 млн, 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн или 4500-5000 млн или более надмуравьиной кислоты. В других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит от около 1 млн до около 500 млн надмуравьиной кислоты, например около 0,1-1 млн, 0,1-10 млн, 0,1-20 млн, 0,1-30 млн, 0,1-40 млн, 0,1-50 млн, 0,1-60 млн, 0,1-70 млн, 0,1-80 млн, 0,1-90 млн, 0,1-100 млн, 0,1-150 млн, 0,1-200 млн, 0,1-250 млн, 0,1-300 млн, 0,1-350 млн, 0,1-400 млн, 0,1-450 млн, 0,1-500 млн надмуравьиной кислоты. В еще других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит от около 50 млн до около 100 млн надмуравьиной кислоты, например около 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн или 90-100 млн надмуравьиной кислоты. В еще других вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит от около 200 млн до около 300 млн надмуравьиной кислоты, например около 200-210 млн, 210-220 млн, 220-230 млн, 230-240 млн, 240-250 млн, 250-260 млн, 260-270 млн, 270-280 млн, 280-290 млн, 290-300 млн надмуравьиной кислоты.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В другом примере твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием раствора, который содержит от около 0,1 млн до около 100000 млн надмуравьиной кислоты, от около 0,1 млн до около 10000 млн надмуравьиной кислоты или от около 0,1 млн до около 5000 млн надмуравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит от около 0,1 млн до около 5000 млн надмуравьиной кислоты, например около 0,1-1 млн, 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн или 4500-5000 млн или более надмуравьиной кислоты.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Способы по настоящему изобретению можно использовать для получения жидкости, например раствора, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. Например, первый реагент и второй реагент в композициях по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту, можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту, например по меньшей мере около 1 млн, 2 млн, 3 млн, 4 млн, 5 млн, 6 млн, 7 млн, 8 млн, 9 млн, 10 млн, 15 млн, 20 млн, 25 млн, 30 млн, 35 млн, 40 млн, 45 млн, 50 млн, 55 млн, 60 млн, 65 млн, 70 млн, 75 млн, 80 млн, 85 млн, 90 млн, 95 млн, 100 млн, 200 млн, 300 млн, 400 млн, 500 млн, 600 млн, 700 млн, 800 млн, 900 млн, 1000 млн, 2000 млн, 3000 млн, 4000 млн или 5000 млн или более надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В другом примере твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту, например по меньшей мере около 1 млн, 2 млн, 3 млн, 4 млн, 5 млн, 6 млн, 7 млн, 8 млн, 9 млн, 10 млн, 15 млн, 20 млн, 25 млн, 30 млн, 35 млн, 40 млн, 45 млн, 50 млн, 55 млн, 60 млн, 65 млн, 70 млн, 75 млн, 80 млн, 85 млн, 90 млн, 95 млн, 100 млн, 200 млн, 300 млн, 400 млн, 500 млн, 600 млн, 700 млн, 800 млн, 900 млн, 1000 млн, 2000 млн, 3000 млн, 4000 млн или 5000 млн или более надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту.
-1
-1
-1
В аспекте изобретения по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее 1 минуты приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом. В аспекте изобретения по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее около 55 секунд, 50 секунд или менее, 45 секунд или менее, 40 секунд или менее, 35 секунд или менее, 30 секунд или менее, 25 секунд или менее, 20 секунд или менее, 15 секунд или менее, 10 секунд или менее или 5 секунд или менее. В аспекте изобретения реакция получения жидкости, содержащей по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты, проходит практически мгновенно.
-1
-1
-1
-1
В аспекте изобретения по меньшей мере около 100 млн или по меньшей мере около 500 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение около 5 минут или менее приведения в контакт первого реагента и второго реагента. В аспекте изобретения по меньшей мере около 100 млн или 500 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее около 4 минут, 3 минут или менее, 2 минут или менее или 1 минуты или менее.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для получения жидкости, например раствора, которая содержит любую пригодную процентную долю от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. Например, первый реагент и второй реагент можно приводить в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит любую пригодную процентную долю от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент приводят в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 5 минут до около 15 минут. Например, первый реагент и второй реагент приводят в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит по меньшей мере около 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 5 минут до около 15 минут. В другом примере первый реагент и второй реагент приводят в контакт друг с другом с образованием жидкости, например раствора, которая содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего около 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 минут.
В другом примере твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит любую пригодную процентную долю от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 5 минут до около 15 минут. Например, твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит по меньшей мере около 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 5 минут до около 15 минут. В другом примере твердую композицию можно приводить в контакт с жидкостью с образованием жидкости, например раствора, которая содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего около 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 минут.
Концентрация полученной надмуравьиной кислоты может сохраняться на уровне любой пригодной процентной доли от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения концентрация полученной надмуравьиной кислоты может сохраняться на уровне по меньшей мере около 50% от максимальной концентрации в течение от около 5 минут до около 25 минут после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью. Например, концентрация полученной надмуравьиной кислоты может сохраняться на уровне по меньшей мере около 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% от максимальной концентрации в течение от около 5 минут до около 25 минут после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью. В другом примере концентрация полученной надмуравьиной кислоты может сохраняться на уровне по меньшей мере около 50% от максимальной концентрации в течение около 5-25 минут, например около 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 или 25 минут, после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом или после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью.
В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент, используемые в способах по настоящему изобретению, можно приводить в контакт друг с другом с образованием раствора, который содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 1 минуты до около 15 минут. В других вариантах реализации изобретения концентрация полученной надмуравьиной кислоты может сохраняться на уровне по меньшей мере около 50% от максимальной концентрации в течение от около 1 минуты до около 15 минут после приведения в контакт первого реагента со вторым реагентом. В других вариантах реализации изобретения твердую композицию можно привести в контакт с жидкостью с образованием раствора, который содержит по меньшей мере около 80% от максимальной концентрации надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего от около 1 минуты до около 15 минут. В других вариантах реализации изобретения концентрация полученной надмуравьиной кислоты может сохраняться на уровне по меньшей мере около 50% от максимальной концентрации в течение от около 1 минуты до около 15 минут после приведения в контакт твердой композиции с жидкостью.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В предпочтительных аспектах изобретения желаемая максимальная концентрация надмуравьиной кислоты составляет 1 млн, 2 млн, 3 млн, 4 млн, 5 млн, 6 млн, 7 млн, 8 млн, 9 млн, 10 млн, 15 млн, 20 млн, 25 млн, 30 млн, 35 млн, 40 млн, 45 млн, 50 млн, 55 млн, 60 млн, 65 млн, 70 млн, 75 млн, 80 млн, 85 млн, 90 млн, 95 млн, 100 млн, 200 млн, 300 млн, 400 млн, 500 млн, 600 млн, 700 млн, 800 млн, 900 млн, 1000 млн, 2000 млн, 3000 млн, 4000 млн, 5000 млн, 6000 млн, 7000 млн, 8000 млн, 9000 млн, 10000 млн или более (включая любые интервалы между ними).
2
22
2
22
2
22
2
22
2
22
Способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать получение С-С перкарбоновых кислот в жидкости, например в растворе. С-С перкарбоновая кислота может представлять собой любую пригодную С-С перкарбоновую кислоту. Иллюстративные С-С перкарбоновые кислоты включают надуксусную кислоту, надкаприловую кислоту и/или сульфонированную надолеиновую кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения С-С перкарбоновая кислота представляет собой надуксусную кислоту.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для получения надмуравьиной кислоты любым пригодным образом или в любом пригодном месте. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для получения надмуравьиной кислоты in situ для применения образовавшейся надмуравьиной кислоты.
В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению не включают использование пергидролитического фермента. Например, в некоторых случаях способы по настоящему изобретению не включают использование члена семейства 7 эстераз, расщепляющих углеводы, (СЕ-7) или пергидролитического фермента, который описан в заявке на патент США №2013/0289113.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к надмуравьиной кислоте, полученной с использованием способов по настоящему изобретению, например надмуравьиной кислоте, полученной in situ для применения образовавшейся надмуравьиной кислоты.
Надмуравьиная кислота, полученная с использованием способов по настоящему изобретению (композиции по настоящему изобретению) может дополнительно содержать дополнительные надкарбоновые кислоты. Понятно, что различные варианты реализации изобретения, касающиеся композиций на основе надмуравьиной кислоты и/или растворов надмуравьиной кислоты, дополнительно необязательно содержат другие перкарбоновые кислоты. При использовании в данном документе, термин «перкислота» может также называться «перкарбоновой кислотой» или «надкислотой». При использовании в данном документе, сульфонадкарбоновые кислоты, сульфонированные перкислоты и сульфонированные надкарбоновые кислоты также включены в термин «перкислота». Термины «сульфонадкарбоновая кислота», «сульфонированная перкислота» или «сульфонированная надкарбоновая кислота» относятся к надкислотной форме сульфонированной карбоновой кислоты, как описано в публикациях патентов США №2010/0021557, 2010/0048730 и 2012/0052134, которые включены в данный документ в полном объеме посредством ссылки. Перкислота относится к кислоте, у которой атом водорода гидроксильной группы в карбоновой кислоте замещен на гидрокси-группу. Окисляющие перкислоты также могут упоминаться в данном документе как надкарбоновые кислоты.
В некоторых вариантах реализации изобретения надмуравьиная кислота с другими надкарбоновыми кислотами может быть получена путем смешивания сложного эфира многоатомного спирта с композицией, содержащей надкарбоновую(-ые) кислоту(-ы) и перекись водорода, с получением композиции, которая содержит как надмуравьиную кислоту, так и другие надкарбоновые кислоты. Примеры композиций, содержащих как надкарбоновую кислоту, так и перекись водорода включают композиции на основе надуксусной кислоты, композиции на основе надкаприловой кислоты и т.д., которые имеются в продаже в Ecolab Inc. При применении сложный эфир многоатомного спирта можно привести в контакт, например смешать, с Oxonia Active, Tsunami 100, Matrixx, TurboOxysan и Octave и т.д. для получения композиции, которая содержит как надуксусную кислоту, так и другие желаемые надкарбоновые кислоты.
n
Перкислота включает любое соединение формулы R--(COOOH), где R может представлять собой водород, алкил, алкенил, алкин, ациклическую, алициклическую группу, арильную, гетероарильную или гетероциклическую группу, а n равен 1, 2 и 3, и ее называют путем прибавления приставки над- к исходной кислоте. R предпочтительно включает водород, алкил или алкенил. Термины «алкил», «алкенил», «алкин», «ациклическая», «алициклическая группа», «арильная», «гетероарильная» и «гетероциклическая группа» такие, как определено в данном документе.
При использовании в данном документе, термин «алкил» включает неразветвленную или разветвленную насыщенную алифатическую углеводородную цепь, содержащую от 1 до 22 атомов углерода, такую как, например, метил, этил, пропил, изопропил (1-метилэтил), бутил, трет-бутил (1,1-диметилэтил) и тому подобное. Термин «алкил» или «алкильные группы» также относится к насыщенным углеводородам, содержащим один или более атомов углерода, включая алкильные группы с неразветвленной цепью (например, метил, этил, пропил, бутил, пентил, гексил, гептил, октил, нонил, децил и т.д.), циклические алкильные группы (или «циклоалкильные», или «алициклические», или «карбоциклические» группы) (например, циклопропил, циклопентил, циклогексил, циклогептил, циклооктил и т.д.), алкильные группы с разветвленной цепью (например, изопропил, трет-бутил, втор-бутил, изобутил и т.д.) и алкилзамещенные алкильные группы (например, алкилзамещенные циклоалкильные группы и циклоалкилзамещенные алкильные группы).
Если не указано иное, термин «алкил» включает как «незамещенные алкильные группы», так и «замещенные алкильные группы». При использовании в данном документе, термин «замещенные алкильные группы» относится к алкильным группам, имеющим заместители, замещающие один или более атомов водорода на одном или более атомах углерода углеводородной цепи. Такие заместители могут включать, например, алкенил, алкинил, галогено, гидроксил, алкилкарбонилокси, арилкарбонилокси, алкоксикарбонилокси, арилокси, арилоксикарбонилокси, карбоксилат, алкилкарбонил, арилкарбонил, алкоксикарбонил, аминокарбонил, алкиламинокарбонил, диалкиламинокарбонил, алкилтиокарбонил, алкоксил, фосфат, фосфонато, фосфинато, циано, амино (в том числе алкиламино, диалкиламино, ариламино, диариламино и алкилариламино), ациламино (в том числе алкилкарбонил амино, арилкарбониламино, карбамоил и уреидо), имино, сульфгидрил, алкилтио, арилтио, тиокарбоксилат, сульфаты, алкилсульфинил, сульфонаты, сульфамоил, сульфонамидо, нитро, трифторметил, циано, азидо, гетероциклическую, алкиларильную или ароматическую (в том числе гетероароматическую) группы.
Термин «алкенил» включает ненасыщенную алифатическую углеводородную цепь, содержащую от 2 до 12 атомов углерода, такую как, например, этенил, 1-пропенил, 2-пропенил, 1-бутенил, 2-метил-1-пропенил и тому подобное. Алкил или алкенил могут быть замещены по концевому положению гетероатомом, таким как, например, атом азота, серы или кислорода, образуя аминоалкил, оксиалкил или тиоалкил, например аминометил, тиоэтил, оксипропил и тому подобное. Подобным образом цепь вышеприведенных алкила или алкенила может быть прервана гетероатомом, образуя алкиламиноалкил, алкилтиоалкил или алкоксиалкил, например метиламиноэтил, этилтиопропил, метоксиметил и тому подобное.
Дополнительно, при использовании в данном документе, термин «алициклический» включает любой циклический углеводородный остаток, содержащий от 3 до 8 атомов углерода. Примеры пригодных ал- и циклических групп включают циклопропанил, циклобутанил, циклопентанил и т.д. Термин «гетероциклический» включает любые замкнутые кольцевые структуры, аналогичные карбоциклическим группам, в которых один или более атомов углерода в кольце заменены на элемент, отличный от углерода, (гетероатом), например атом азота, серы или кислорода. Гетероциклические группы могут бытьнасыщенными или ненасыщенными. Примеры пригодных гетероциклических групп включают, например, азиридин, этиленоксид (эпоксиды, оксираны), тииран (эписульфиды), диоксиран, азетидин, оксетан, тиетан, диоксетан, дитиетан, дитиет, азолидин, пирролидин, пирролин, оксолан, дигидрофуран и фуран. Дополнительные примеры пригодных гетероциклических групп включают группы, полученные из тетрагидрофуранов, фуранов, тиофенов, пирролидинов, пиперидинов, пиридинов, пиколинов, кумалинов и т.д.
1-4
1-4
1-4
3
1-4
В некоторых вариантах реализации изобретения алкильные, алкенильные, алициклические группы и гетероциклические группы могут быть незамещенными или замещенными, например, арилом, гетероарилом, С алкилом, С алкенилом, С алкокси-, амино-, карбокси-, галогено-, нитро-, циано-, --SOH, фосфоно- или гидроксигруппой. Когда алкильная, алкенильная, алициклическая группа или гетероциклическая группа замещена, заместитель предпочтительно представляет собой С алкил, галоген, нитро, амидо, гидрокси, карбокси, сульфо или фосфоно. В одном варианте реализации изобретения R включает алкил, замещенный гидроксигруппой. Термин «арил» включает ароматический углеводородный остаток, в том числе конденсированные ароматические кольца, такой как, например, фенил и нафтил. Термин «гетероарил» включает гетероциклические ароматические производные, содержащие по меньшей мере один гетероатом, такой как, например, азот, кислород, фосфор или серу, и включает, например, фурил, пирролил, тиенил, оксазолил, пиридил, имидазолил, тиазолил, изоксазолил, пиразолил, изотиазолил и т.д. Термин «гетероарил» также включает конденсированные кольца, в которых по меньшей мере одно кольцо является ароматическим, такие как, например, индолил, пуринил, бензофурил и т.д.
3
1-4
1-4
В некоторых вариантах реализации изобретения арильные и гетероарильные группы могут иметь незамещенное кольцо или замещенное, например, арилом, гетероарилом, алкилом, алкенилом, алкокси-, амино-, карбокси-, галогено-, нитро-, циано-, --SOH, фосфоно- или гидроксигруппой. Когда арил, аралкил или гетероарил замещен, заместитель предпочтительно представляет собой С алкил, галоген, нитро, амидо, гидрокси, карбокси, сульфо или фосфоно. В одном варианте реализации изобретения R включает арил, замещенный С алкилом.
Перкислоты, пригодные для применения, включают любые надкарбоновые кислоты, в том числе надкарбоновые кислоты различной длины и надкарбоновые кислоты (например, С1-22), которые можно получить по реакции сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты с перекисью водорода, как описано в данном документе. Дополнительные пригодные перкислоты включают те, которые получены по катализируемой кислотой равновесной реакции между карбоновой кислотой, описанной выше, и перекисью водорода. Надкарбоновую кислоту также можно получить с помощью автоокисления альдегидов или по реакции перекиси водорода с хлорангидридом кислоты, кислотой, ангидридом карбоновой кислоты или алкоголятом натрия. Как альтернативный вариант, перкислоты можно получить с помощью неравновесных реакций, которые можно проводить in situ, как, например, в способах, описанных в патентах США №8846107 и 8877254, каждый из которых имеет название "In Situ Generation of Peroxycarboxylic Acids at Alkaline pH, and Methods of Use Thereof", которые включены в данный документ посредством ссылки. Композиция по данному изобретению предпочтительно содержит надмуравьиную кислоту, надуксусную кислоту, надкаприловую кислоту, надпропионовую кислоту, надмолочную кислоту, надгептановую кислоту, надкаприловую кислоту и/или наднонановую кислоту.
В некоторых вариантах реализации изобретения надкарбоновая кислота включает по меньшей мере одну водорастворимую надкарбоновую кислоту, в которой R включает алкил из 1-22 атомов углерода. Например, в одном варианте реализации изобретения надкарбоновая кислота включает надмуравьиную кислоту и/или надуксусную кислоту. В другом варианте реализации изобретения надкарбоновая кислота содержит R, который представляет собой алкил из 1-22 атомов углерода, замещенных гидроксигруппой. Способы получения надуксусной кислоты известны специалистам в данной области техники, включая те, которые описаны в патенте США №2833813, который включен в данный документ посредством ссылки.
В другом варианте реализации изобретения сульфонадкарбоновая кислота имеет следующую формулу:
1
2
где R представляет собой водород или замещенную или незамещенную алкильную группу; R представляет собой замещенную или незамещенную алкиленовую группу; X представляет собой водород, катионную группу или фрагмент, образующий сложный эфир; или ее соли или сложные эфиры. В дополнительных вариантах реализации изобретения сульфонадкарбоновую кислоту объединяют с композицией на основе одной или смеси надкарбоновых кислот, как, например, сульфонадкарбоновая кислота с надуксусной кислотой и надкаприловой кислотой (PSOA/POOA/POAA).
В других вариантах реализации изобретения применяют смесь перкислот, таких как надкарбоновая кислота, включающую по меньшей мере одну надкарбоновую кислоту с ограниченной растворимостью в воде, в которой R включает алкил из 5-22 атомов углерода, и по меньшей мере одну водорастворимую надкарбоновую кислоту, в которой R включает алкил из 1-4 атомов углерода. Например, в одном варианте реализации изобретения надкарбоновая кислота включает надуксусную кислоту и по меньшей мере одну другую надкарбоновую кислоту, такую как приведенные выше. Композиция по данному изобретению предпочтительно содержит надмуравьиную кислоту, надуксусную кислоту и/или надкаприловую кислоту. Хорошо подходят для применения в настоящем изобретении другие комбинации надкислот.
Комбинация надкарбоновых кислот имеет то преимущество, что дает композицию с желаемой противомикробной активностью в присутствии больших количеств органических загрязнений. Композиции на основе смеси надкарбоновых кислот часто оказывают синергетическое противомикробное действие. Следовательно, композиции по данному изобретению могут содержать надкарбоновую кислоту или смеси кислот.
Доступны различные коммерческие составы перкислот, включая, например, перуксусную кислоту (15%), имеющуюся в продаже в Ecolab Inc. Для большинства коммерческих растворов перкислот указана концентрация конкретной перкарбоновой кислоты без упоминания других химических компонентов в растворе для применения. Однако, следует понимать, что коммерческие продукты, такие как перуксусная кислота, также должны содержать соответствующую карбоновую кислоту (например, уксусную кислоту), перекись водорода и воду.
1
22
1
22
2
20
1
22
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
1
22
В композициях по настоящему изобретению можно использовать любую пригодную С-С перкарбоновую кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения С-С перкарбоновая кислота представляет собой С-С перкарбоновую кислоту. В других вариантах реализации изобретения С-С перкарбоновая кислота представляет собой C, С, С, С, С, С, С, С, С, С, С, С, С, С, С, C, С, C, C, C, C или C карбоновую кислоту. В других вариантах реализации изобретения С-С перкарбоновые кислоты включают надмуравьиную кислоту, надуксусную кислоту, надкаприловую кислоту и/или сульфонированную надолеиновую кислоту.
1
22
1
22
1
22
1
22
1
22
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
С-С перкарбоновую кислоту можно использовать в любой пригодной концентрации. В некоторых вариантах реализации изобретения С-С перкарбоновая кислота имеет концентрацию от около 1% масс. до около 40% масс. В других вариантах реализации изобретения С-С перкарбоновая кислота имеет концентрацию от около 1% масс. до около 20% масс. В других вариантах реализации изобретения С-С перкарбоновая кислота имеет концентрацию, составляющую около 1% масс.., 2% масс., 3% масс., 4% масс., 5% масс., 6% масс., 7% масс., 8% масс., 9% масс., 10% масс., 11% масс., 12% масс., 13% масс., 14% масс., 15% масс., 16% масс., 17% масс., 18% масс., 19% масс., 20% масс., 25% масс., 30% масс., 35% масс. или 40% масс. В других вариантах реализации изобретения С-С перкарбоновая кислота имеет концентрацию от около 0,1 млн до около 10000 млн, например около 0,1-1 млн, 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн или 4500-5000 млн, 5000-5500 млн, 5500-6000 млн, 6000-6500 млн, 6500-7000 млн, 7000-7500 млн, 7500-8000, 8000-8500 млн, 8500-9000 млн, 9000-9500 млн или 9500-10000 млн.
Дополнительные необязательные вещества
Композиции по настоящему изобретению могут необязательно содержать дополнительные ингредиенты для увеличения эффективности композиции для обработки различных поверхностей или целевых объектов в соответствии с данным изобретением. Дополнительные необязательные функциональные ингредиенты могут включать, например, стабилизаторы перкислот, эмульгаторы, ингибиторы коррозии и/или агенты для удаления отложений (т.е. ингибиторы образования отложений), поверхностно-активные вещества и/или дополнительные противомикробные агенты для усиления эффективности (например, смеси перкислот, биоциды), противовспенивающие агенты, агенты, предотвращающие переотложение, отбеливающие агенты, диспергирующие агенты, регуляторы растворимости, смачивающие агенты, металлозащитные агенты, комплексообразующие и/или хелатирующие агенты, ароматизаторы и/или красители, реологические модификаторы, гидротропы или связующие агенты, буферные агенты, растворители, подкисляющие агенты и/или катализаторы (например, сильные минеральные кислоты), дополнительные карбоновые кислоты и тому подобное. В варианте реализации изобретения не используют никакие дополнительные функциональные ингредиенты.
Понизители трения
Понизители трения применяются в воде или других жидкостях на основе воды, используемых при гидравлическом разрыве пласта для подземных пластов, для того, чтобы улучшить проницаемость газа и/или нефти, которую необходимо извлечь из трещин или каналов, проводящих жидкость, образующихся в процессе разрыва. Понизители трения позволяют быстрее закачивать воду в пласты. В качестве понизителей трения для улучшения или изменения характеристик водных жидкостей, используемых при бурении скважин, извлечении или добыче, широко используются различные полимерные добавки.
Примеры широкоиспользуемых понизителей трения включают полиакриламидные полимеры и сополимеры. В аспекте изобретения дополнительные пригодные понизители трения могут включать полимеры и сополимеры, полученные из акриламида, такие как полиакриламид (иногда сокращают как ПАА), сополимеры акриламида и акрилата (акриловой кислоты), сополимеры акриловой кислоты и метакриламида, частично гидролизованные полиакриламидные сополимеры (ЧГПАА), частично гидролизованный полиметакриламид, сополимеры акриламида и метилпропансульфоната (AMPS) и тому подобное. Следует понимать, что полимеры и сополимеры, описанные в данном документе, включают различные производные таких полимеров и сополимеров, например четвертичные соли аминов, гидролизованные варианты и тому подобное.
Понизители трения объединяют с водой и/или другими водными жидкостями, которые в комбинации часто называют жидкостями «для снижения поверхностного натяжения». Жидкости для снижения поверхностного натяжения обладают сниженным сопротивлением трения и полезными реологическими характеристиками, которые позволяют закачивать водные жидкости в различные газо- и/или нефтеносные участки, в том числе, например, для гидравлического разрыва пласта.
-1
-1
-1
-1
В аспекте изобретения понизитель трения присутствует в растворе для применения в количестве от около 1 млн до 1000 млн или от около 100 млн до 1000 млн. В дополнительном аспекте изобретения понизитель трения присутствует в растворе для применения в количестве по меньшей мере от около 0,01% масс. до около 10% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,01% масс. до около 5% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,01% масс. до около 1% масс, более предпочтительно по меньшей мере от около 0,01% масс. до около 0,5% масс. и еще более предпочтительно по меньшей мере от около 0,01% масс. до около 0,1% масс. Полезно, что композиции и способы по данному изобретению не оказывают отрицательного влияния на понизители трения, содержащиеся в водном растворе.
Агенты, увеличивающие вязкость
Агенты, увеличивающие вязкость, представляют собой дополнительные полимеры, применяемые в воде или других жидкостях на основе воды, используемых при гидравлическом разрыве пласта для обеспечения увеличения вязкости. В композициях и способах в соответствии с данным изобретением можно применять природные и/или синтетические полимеры, увеличивающие вязкость. Агенты, увеличивающие вязкость, могут также называться гелеобразующими агентами, и примеры включают гуар, ксантан, производные целлюлозы и полиакриламидные и полиакрилатные полимеры и сополимеры и тому подобное.
-1
-1
-1
-1
В аспекте изобретения агент, увеличивающий вязкость, присутствует в растворе для применения в количестве от около 1 млн до около 1000 млн или от около 100 млн до 1000 млн. В дополнительном аспекте изобретения агент, увеличивающий вязкость, присутствует в растворе для применения в количестве по меньшей мере от около 0,01% масс. до около 10% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,01% масс. до около 5% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,01% масс. до около 1% масс., по меньшей мере от около 0,01% масс. до около 2% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,01% масс. до около 1% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,01% масс. до около 0,5% масс. Полезно, что композиции и способы по данному изобретению не оказывают отрицательного влияния на агент, увеличивающий вязкость, содержащийся в водном растворе.
Ингибиторы коррозии
Ингибиторы коррозии представляют собой дополнительные вещества, используемые при добыче нефти и газа. Ингибиторы коррозии, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают иллюстративные ингибиторы коррозии, описанные в патентах США №3909447, 4443609, 5965785 и 9150793, патентах Великобритании №1198734, WO/03/006581, WO 04/044266 и WO 08/005058, каждый включен в данный документ в полном объеме посредством ссылки.
В некоторых вариантах реализации изобретения ингибитор коррозии может представлять собой фосфатный сложный эфир, производное фосфатного сложного эфира, двухосновную кислоту, производное двухосновной кислоты, четвертичный амин, производное четвертичного амина, имидазолин, производное имидазолина, алкилпиридин, производное алкилпиридина, соль фосфония, производное соли фосфония или их комбинацию.
В варианте реализации изобретения ингибиторы коррозии включают нейтрализующие амины. Пригодные нейтрализующие амины включают морфолин, метоксипропиламин, этилендиамин, моноэтаноламин, диметилэтаноламин, диэтилгидроксиламин и гидрат гидразина.
В варианте реализации изобретения ингибиторы коррозии включают катионное поверхностно-активное вещество, содержащее галогенид аммония. Галогенид аммония может включать любые пригодные типы галогенидов аммония. В вариантах реализации изобретения галогениды аммония включают галогениды алкиламмония, галогениды полиалкиламмония, галогениды бензилтриэтиламмония или их любые комбинации. В вариантах реализации изобретения катионное поверхностно-активное вещество включает любую комбинацию или по меньшей мере одно из галогенида алкилтриметиламмония, галогенида алкилтриэтиламмония, галогенида алкилдиметилбензиламмония и одного или более галогенидов имидазолиния.
В варианте реализации изобретения ингибиторы коррозии включают фосфонаты, в том числе фосфоновую кислоту и ее сложные эфиры, как, например, тетрагидротиазолфосфоновые кислоты или их сложные эфиры. Для применения могут быть пригодны дополнительные фосфорсодержащие соединения, в том числе тиофосфоновая кислота, и ее соли, и ее алкиловые и ариловые сложные эфиры.
-1
-1
В аспекте изобретения ингибитор коррозии присутствует в растворе для применения в количестве от около 1 млн до 50000 млн. В дополнительном аспекте изобретения ингибитор коррозии присутствует в растворе для применения в количестве по меньшей мере от около 0,0001% масс. до около 10% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,0001% масс. до около 5% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,0001% масс. до около 1% масс, предпочтительно по меньшей мере от около 0,0001% масс. до около 0,1% масс. и еще более предпочтительно по меньшей мере от около 0,0001% масс. до около 0,05% масс.
Полезно, что композиции и способы по данному изобретению не оказывают отрицательного влияния на ингибитор коррозии, содержащийся в водном растворе. Как дополнительное преимущество, использование композиций, образующих надкарбоновую кислоту, состоящих из двух частей, согласно настоящему изобретению позволяет вводить ингибиторы коррозии непосредственно в состав любой предварительной смеси, преодолевая значительное ограничение в данной области техники, заключающееся в том, что традиционные ингибиторы коррозии не являются достаточно стабильными, когда находятся в равновесии с другими веществами. Раздельные предварительные смеси согласно вариантам реализации изобретения позволяют вводить ингибиторы коррозии непосредственно в предварительную смесь, уменьшая таким образом количество компонентов, необходимых для обработки системы в соответствии со способами и химическими веществами по настоящему изобретению.
Ингибиторы образования отложений
Ингибиторы образования отложений представляют собой дополнительные вещества, используемые при добыче нефти и газа. Традиционные ингибиторы образования отложений, которые можно применять для этих типов задач, включают полимеры и сополимеры, фосфаты, фосфатные сложные эфиры и тому подобное.
-1
-1
-1
-1
В аспекте изобретения ингибитор образования отложений присутствует в растворе для применения в количестве от около 1 млн до около 5000 млн или от около 100 млн до 5000 млн. В дополнительном аспекте изобретения ингибитор образования отложений присутствует в растворе для применения в количестве по меньшей мере от около 0,0001% масс. до около 10% масс., по меньшей мере от около 0,0001% масс. до около 1% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,0001% масс. до около 0,1% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,0001% масс. до около 0,05% масс. Полезно, что композиции и способы по данному изобретению не оказывают отрицательного влияния на ингибитор образования отложений, содержащийся в водном растворе.
Дополнительные противомикробные агенты
Дополнительные противомикробные агенты можно включать в композиции и/или способы по данному изобретению для усиления противомикробной эффективности. В дополнение к использованию композиций на основе перкислот можно применять дополнительные противомикробные агенты и биоциды. Дополнительные биоциды могут включать, например, четвертичное аммониевое соединение, описанное в патенте США №6627657, который включен в данный документ в полном объеме посредством ссылки. Полезно, что присутствие четвертичного аммониевого соединения оказывает как синергетическое противомикробное действие вместе с перкислотами, так и сохраняет биоцидную эффективность композиций в течение длительного периода времени.
В другом варианте реализации изобретения дополнительный биоцид может включать совместимый с окислителями фосфониевый биоцид, такой как хлорид трибутилтетрадецилфосфония. Фосфониевый биоцид обеспечивает подобные преимущества противомикробного действия, что и четвертичное аммониевое соединение в комбинации с перкислотами. Дополнительно, фосфониевый биоцид совместим с анионными полимерными соединениями, широко используемыми для задач нефтепромысла, как, например, в способах гидравлического разрыва пласта, описанных согласно данному изобретению.
Дополнительные противомикробные и биоцидные агенты можно применять в количествах, достаточных для обеспечения противомикробной эффективности, которые могут изменять в зависимости от источника воды, который необходимо обработать, и загрязняющих примесей в нем. Такие агенты могут присутствовать в растворе для применения в количестве по меньшей мере от около 0,1% масс. до около 5% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,1% масс. до около 2% масс., более предпочтительно от около 0,1% масс. до около 1% масс.
Подкисляющие агенты
Подкисляющие агенты можно включать в качестве дополнительных функциональных ингредиентов в композицию в соответствии с изобретением. В аспекте изобретения для обработки источников воды можно использовать сильную минеральную кислоту, такую как азотная кислота или серная кислота, как описано в патенте США №4587264, который включен в данный документ в полном объеме посредством ссылки. Комбинированное использование сильной минеральной кислоты и композиции на основе перкислоты обеспечивает усиленную противомикробную эффективность вследствие того, что повышенная кислотность способствует удалению химических загрязнений из источника воды (например, сульфитных и сульфидных соединений). Дополнительно, некоторые сильные минеральные кислоты, такие как азотная кислота, обеспечивают дополнительное преимущество, заключающееся в уменьшении риска корродирования металлических частей, контактирующих с композициями на основе перкислот в соответствии с изобретением. В некоторых вариантах реализации изобретения композиция по настоящему изобретению не содержит минеральную кислоту или сильную минеральную кислоту.
В аспекте изобретения подкисляющий агент включают во второй реагент с перекисью водорода. В композиции в качестве подкисляющего агента можно включать любую пригодную кислоту. В варианте реализации изобретения подкисляющий агент представляет собой кислоту или водный раствор кислоты. В варианте реализации изобретения подкисляющий агент включает неорганическую кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения подкисляющий агент представляет собой сильную минеральную кислоту. Пригодные неорганические кислоты включают, но не ограничиваясь ими, серную кислоту, гидросульфат натрия, фосфорную кислоту, азотную кислоту, соляную кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения подкисляющий агент включает органическую кислоту. Пригодные органические кислоты включают, но не ограничиваясь ими, метансульфоновую кислоту, этансульфоновую кислоту, пропансульфоновую кислоту, бутансульфоновую кислоту, ксилолсульфоновую кислоту, кумолсульфоновую кислоту, бензолсульфоновую кислоту, муравьиную кислоту, уксусную кислоту, моно-, ди- или тригалогенкарбоновые кислоты, пиколиновую кислоту, дипиколиновую кислоту и их смеси.
Подкисляющие агенты можно применять в количествах, достаточных для получения необходимой противомикробной эффективности и/или противокоррозийного полезного действия, которые могут изменять в зависимости от источника воды или поверхности, которую необходимо обработать, и присутствующих загрязняющих примесей. Такие агенты могут присутствовать в растворе для применения в количестве по меньшей мере от около 0,1% масс. до около 10% масс., предпочтительно по меньшей мере от около 0,1% масс. до около 5% масс., более предпочтительно от около 0,1% масс. до около 1% масс.
Каталазный и пероксидазный фермент
В аспекте изобретения каталазный или пероксидазный фермент можно использовать для уменьшения концентрации и/или устранения перекиси водорода в противомикробной композиции на основе перкислот. Ферменты катализируют разложение перекиси водорода до воды и кислорода.
В соответствии с изобретением можно использовать различные источники каталазных ферментов, в том числе животные источники, такие как бычья каталаза, выделенная из бычьей печени; грибные каталазы, выделенные из грибов, включая Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum и Aspergillus niger; растительные источники; бактериальные источники, такие как Staphylcoccus aureus, и их генетические варианты и модификации. В аспекте изобретения для уменьшения содержания перекиси водорода в композиции на основе перкислот используют грибные каталазы. Каталазы имеются в продаже в различных формах, в том числе в жидкой и высушенной распылением формах. Имеющаяся в продаже каталаза включает как активный фермент, так и дополнительные ингредиенты для увеличения стабильности фермента. Некоторые иллюстративные имеющиеся в продаже каталазные ферменты включают Genencor СА-100 и СА-400, а также Mitsubishi Gas and Chemical (MGC) ASC super G и ASC super 200, и Optimase CA 400L производства Genecor International. Дополнительное описание пригодных каталазных ферментов представлено в публикации патента США №2009/0269324, который включен в данный документ в полном объеме посредством ссылки.
В аспекте изобретения каталазный фермент обладает высокой способностью разлагать перекись водорода. Полезно, что уменьшение содержания или устранение перекиси водорода из окисляющих композиций устраняет различные отрицательные воздействия, оказываемые окисляющими агентами. В частности, использование каталазы с композициями на основе перкислот обеспечивает усиленное противомикробное действие, при этом не оказывая вредного воздействия, связанного с традиционными окисляющими агентами (например, перуксусной кислотой, гипохлоритом или хлорноватистой кислотой и/или диоксидом хлора), такого как коррозия.
Также для разложения перекиси водорода в композиции на основе перкислот можно применять пероксидазные ферменты. Хотя действие пероксидазных ферментов заключается главным образом в облегчении окисления субстратов перекисью водорода, они также пригодны для эффективного понижения соотношения перекиси водорода к перкислоте в композициях. В соответствии с изобретением можно использовать различные источники пероксидазных ферментов, в том числе, например, животные источники, грибные пероксидазы и их генетические варианты и модификации. Пероксидазы имеются в продаже в различных формах, в том числе в жидкой и высушенной распылением формах. Имеющиеся в продаже пероксидазы включают как активный фермент, так и дополнительные ингредиенты для увеличения стабильности фермента.
В некоторых вариантах реализации изобретения каталазный или пероксидазный фермент способен разлагать по меньшей мере около 50% от исходной концентрации перекиси водорода в композиции на основе перкислот. Фермент предпочтительно содержится в количестве, достаточном для уменьшения концентрации перекиси водорода в композиции на основе перкислот на по меньшей мере более чем около 50%, более предпочтительно - на по меньшей мере около 60%, по меньшей мере около 70%, по меньшей мере около 80%, по меньшей мере около 90%. В некоторых вариантах реализации изобретения фермент уменьшает концентрацию перекиси водорода в композиции на основе перкислот на более чем 90%.
В аспекте изобретения ферменты пригодны для использования и устойчивы в широком интервале температур, в том числе в температурных интервалах, применяемых при обработке воды, которые могут составлять около 0-80°С. Пригодный каталазный фермент должен сохранять по меньшей мере 50% своей активности при таком хранении и/или при применяемых температурах в течение по меньшей мере около 10 минут, предпочтительно по меньшей мере около 1 часа.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В аспекте изобретения каталазный или пероксидазный фермент присутствует в растворе для применения композиции на основе перкислот в количествах, достаточных для уменьшения концентрации перекиси водорода в композиции на основе перкислот на по меньшей мере 50% в течение около 10 минут, предпочтительно в течение около 5 минут, предпочтительно в течение около 2-5 минут, более предпочтительно в течение около 1 минуты. Интервалы концентраций ферментов будут различаться в зависимости от периода времени, за который устраняется 50% перекиси водорода из композиции на основе перкислот. В некоторых аспектах изобретения каталазный или пероксидазный фермент присутствует в растворе для применения композиции, в том числе в источнике воды, который необходимо обработать, в количествах от около 1 млн до около 1000 млн, предпочтительно от около 5 млн до около 500 млн и более предпочтительно от около 10 млн до около 100 млн.
Смачивающие агенты
В аспекте изобретения смачивающий агент присутствует в растворе для применения композиции на основе перкислот в достаточных количествах. Действие смачивающих агентов заключается в увеличении поверхностного контакта или проникающей способности композиции на основе надмуравьиной кислоты по данному изобретению. Смачивающие агенты, которые можно использовать в композиции по данному изобретению, включают любые из компонентов, которые, как известно в данной области техники, повышают поверхностную активность композиции по данному изобретению. В иллюстративном аспекте смачивающий агент представляет собой сульфоновую кислоту или ее соль (например, додецилбензолсульфоновую кислоту, натриевую соль). В некоторых вариантах реализации изобретения смачивающий агент присутствует в количествах от около 0,001 до около 10% масс. смачивающего агента, от около 0,01 до около 1% масс. смачивающего агента, от около 0,01 до около 0,5% масс. смачивающего агента или от около 0,1 до около 0,5% масс. смачивающего агента.
Стабилизирующие агенты
В аспекте изобретения композиции на основе надмуравьиной кислоты могут дополнительно содержать стабилизирующий агент для надмуравьиной кислоты и/или стабилизирующий агент для перекиси водорода. В аспекте изобретения композиции, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать пероксид и/или pH-буферный агент. Композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут содержать любой пригодный pH-буферный агент и стабилизирующий агент. Иллюстративные стабилизирующие агенты включают фосфонатную соль (соли) и/или гетероциклическую двухосновную карбоновую кислоту, например дипиколиновую кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения стабилизирующий агент представляет собой стабилизаторы на основе пиридинкарбоновых кислот, такие как пиколиновая кислота и соли, пиридин-2,6-дикарбоновая кислота и соли, и стабилизаторы на основе фосфонатов, такие как фосфорная кислота и соли, пирофосфорная кислота и соли и наиболее часто 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновая кислота (ГЭДФ) и соли. В других вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению, образующие надкарбоновую кислоту, содержат два или более стабилизирующих агента, например ГЭДФ и 2,6-пиридиндикарбоновую кислоту (ПДК). В аспекте изобретения стабилизирующий агент (агенты) может содержаться в любой пригодной части композиций по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент содержит стабилизирующий агент для надмуравьиной кислоты и/или pH-буферный агент. В других вариантах реализации изобретения второй реагент содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода. В еще других вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать третий реагент, который содержит стабилизирующий агент для надмуравьиной кислоты, стабилизирующий агент для перекиси водорода и/или pH-буферный агент. В еще других вариантах реализации изобретения твердая композиция содержит стабилизирующий агент для надмуравьиной кислоты, стабилизирующий агент для перекиси водорода и/или pH-буферный агент.
В аспекте изобретения композиции, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать любой пригодный pH-буферный агент. pH-буферный реагент может включать любой реагент, который совместим со сложным эфиром (эфирами) в композициях, образующих надмуравьиную кислоту. Иллюстративные буферные агенты, пригодные для использования с жидким сложным эфиром, могут представлять собой органический амин, такой как триэтаноламин, имидазол и т.д. Иллюстративные буферные агенты, пригодные для использования с твердой формой сложного эфира, включают более широкий ассортимент буферных агентов, таких как карбонатная соль, фосфатная соль и т.д. pH-буферный реагент может содержаться в любой пригодной части композиций по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент содержит pH-буферный агент. В других вариантах реализации изобретения композиции, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать третий реагент, который содержит pH-буферный агент. В еще других вариантах реализации изобретения твердая композиция содержит pH-буферный агент.
В аспекте изобретения композиции, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать любой пригодный стабилизирующий агент для перекиси водорода. Иллюстративные стабилизирующие агенты для перекиси водорода включают фосфонаты, гетероциклические карбоновые кислоты и их смеси. В некоторых вариантах реализации изобретения стабилизирующие агенты для перекиси водорода могут представлять собой Dequest 2010, Dequest 2066, дипиколиновые кислоты и т.д. Стабилизирующий агент для перекиси водорода может содержаться в любой пригодной части композиций, образующих надмуравьиную кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения второй реагент содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода. В других вариантах реализации изобретения композиции, образующие надмуравьиную кислоту, могут дополнительно содержать третий реагент, который содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода. В еще других вариантах реализации изобретения твердая композиция содержит стабилизирующий агент для перекиси водорода.
Подщелачивающие агенты
Для композиций, образующих надмуравьиную кислоту, может потребоваться корректировка pH с использованием подщелачивающего агента. В иллюстративном аспекте изобретения в случае, если реагент индикаторного состава, содержащего перкислоты, включает кислотный компонент, такой как смачивающий агент, подщелачивающий агент может быть необходим для увеличения сильнокислого pH для обеспечения того, чтобы реакция пергидролиза, в процессе которой образуется надмуравьиная кислота, не замедлилась.
Пригодные подщелачивающие агенты могут включать, но не ограничиваясь ими, гидроксид щелочного металла, гидроксид щелочноземельного металла, силикат щелочного металла, карбонат щелочного металла, бораты, амины, амиды или другие основные источники азота и их смеси. Пригодные гидроксиды щелочных металлов включают, но не ограничиваясь ими, гидроксид натрия, гидроксид калия и их смеси. Пригодные гидроксиды щелочноземельных металлов включают, но не ограничиваясь ими, гидроксид магния, гидроксид кальция и их смеси и производные. Пригодные силикаты щелочных металлов включают, но не ограничиваясь ими, силикат натрия и их производные. Пригодные амины включают, но не ограничиваясь ими, первичные, вторичные или третичные амины и диамины, имеющие по меньшей мере одну углеводородную группу, связанную с азотом, которая представляет насыщенную или ненасыщенную линейную или разветвленную алкильную группу, содержащую по меньшей мере 1 атом углерода. Амины могут дополнительно включать алканоламины, в том числе, например, моноэтаноламин, моноизопропаноламин, диэтаноламин, диизопропаноламин, триэтаноламин, триизопропаноламин и тому подобное.
Поверхностно-активные вещества
В некоторых аспектах изобретения композиции на основе надмуравьиной кислоты или один из реагентов, применяемых для получения надмуравьиной кислоты, включают по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество. Поверхностно-активные вещества предпочтительно включают для увеличения растворимости надмуравьиной кислоты или для поддержания pH композиции. Согласно варианту реализации изобретения поверхностно-активное вещество представляет собой гидротропное связующее вещество или солюбилизатор, который можно использовать для обеспечения того, что композиция не разделяется на фазы и остается в одной высокоактивной водной форме. Такие гидротропные солюбилизаторы или связующие вещества можно использовать в концентрациях, которые поддерживают стабильность фазы, но не приводят к нежелательным взаимодействиям между компонентами композиции. Поверхностно-активные вещества, особенно пригодные для применения в композициях по настоящему изобретению, включают, но не ограничиваясь ими, неионные поверхностно-активные вещества, анионные поверхностно-активные вещества, амфотерные поверхностно-активные вещества и цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества. В композициях на основе перкислот по данному изобретению предпочтительно применяют неионные и/или анионные поверхностно-активные вещества. Иллюстративные поверхностно-активные вещества, которые можно использовать, имеются в продаже у ряда поставщиков. Для получения более подробной информации о поверхностно-активных веществах см. Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Third Edition, volume 8, pages 900-912.
Известно, что перкислоты являются сильными окисляющими агентами и вследствие этого многие химические соединения, в том числе широко применяемые поверхностно-активные вещества, не совместимы с концентрированными перкислотами при длительном присутствии перкислот. Хотя превосходным вариантом для получения предпочтительных характеристик, таких как очищение, смачивание и т.д., является применение поверхностно-активных веществ вместе с перкислотами, выбор поверхностно-активных веществ, которые можно ввести в заранее приготовленные составы, содержащие перкислоты, с минимальным сроком годности, необходимым для коммерческого использования, очень ограничен. Например, неионные поверхностно-активные вещества будут разрушаться под действием перкислот, а катионные поверхностно-активные вещества с галогенами в качестве противоионов будут разрушать перкислоты. Некоторые анионные поверхностно-активные вещества, а именно незамещенные алкилсульфонаты, такие как линейные алкилбензолсульфонаты, линейные алкилсульфонаты, являются более совместимыми с перкислотами и, возможно, используются в некоторых композициях на основе перкислот, но эти анионные поверхностно-активные вещества могут не придавать требуемые характеристики вследствие их нежелательных свойств, таких как высокая пенообразующая способность, устойчивость к жесткости воды, а также требования нормативных документов. В отличие от этого для полученных на месте композиций на основе перкислот, таких как описанные в настоящем изобретении, все поверхностно-активные вещества, описанные выше, могут сосуществовать с перкислотами, поскольку полученные перкислоты хранятся только в течение очень ограниченного периода времени, как правило, самое большее несколько часов, и реакции между поверхностно-активными веществами и перкислотами не протекают в значительной степени.
8-10
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения поверхностно-активное вещество представляет собой кислотное анионное поверхностно-активное вещество. В соответствии с дополнительным вариантом реализации изобретения поверхностно-активное вещество представляет собой противомикробный агент. Иллюстративные поверхностно-активные гидротропные солюбилизаторы включают анионные поверхностно-активные вещества, такие как алкилсульфат, арилсульфонат, алкил- или алкансульфонат, линейный алкилбензол- или нафталинсульфонат, вторичный алкансульфонат, алкилэфирсульфат или алкилэфирсульфонат, алкилфосфат или алкилфосфонат, сложный эфир диалкилсульфоянтарной кислоты, сложные эфиры сахаров (например, сложные эфиры сорбитана) и С алкилклюкозид.
-1
-1
-1
-1
В некоторых вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению содержат от около 1% масс. до около 80% масс. поверхностно-активного вещества. В других вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению содержат от около 1% масс. до около 50% масс. поверхностно-активного вещества. В дополнительных вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению содержат от около 1% масс. до около 10% масс. поверхностно-активного вещества. В дополнительных вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению или раствор для применения композиции на основе надмуравьиной кислоты содержит от около 10 млн до около 10000 млн поверхностно-активного вещества. В дополнительных вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению или раствор для применения композиции на основе надмуравьиной кислоты содержит от около 10 млн до около 100 млн поверхностно-активного вещества. Необходимо понимать, что все интервалы и величины между этими интервалами и величинами охвачены настоящим изобретением.
Неионные поверхностно-активные вещества
Неионные поверхностно-активные вещества, пригодные для применения в композициях по настоящему изобретению, включают алкоксилированные поверхностно-активные вещества. Пригодные алкоксилированные поверхностно-активные вещества включают сополимеры ЭО/ПО, блокированные сополимеры ЭО/ПО, алкоксилированные спирты, блокированные алкоксилированные спирты, их смеси и тому подобное. Пригодные алкоксилированные поверхностно-активные вещества, применяемые в качестве растворителей, включают блок-сополимеры ЭО/ПО, такие как поверхностно-активные вещества Pluronic и обращенный Pluronic; алкоксилированные спирты; и блокированные алкоксилированные спирты, такие как Plurafac LF221; их смеси и тому подобное.
Неионные поверхностно-активные вещества с донорно-акцепторной связью
Донорно-акцепторный тип неионных поверхностно-активных агентов представляет собой другой класс неионных поверхностно-активных веществ, используемых в композициях по настоящему изобретению. Неионные поверхностно-активные вещества с донорно-акцепторной связью включают аминоксиды, фосфиноксиды, сульфоксиды и их алкоксилированные производные.
Аминоксиды представляют собой третичные аминоксиды, соответствующие общей формуле:
1
2
3
1
2
3
2
3
4
где стрелка является традиционным представлением донорно-акцепторной связи; и R, R и R могут быть алифатическими, ароматическими, гетероциклическими, алициклическими или их комбинацией. Как правило, для рассматриваемых аминоксидных моющих агентов R представляет собой алкильный радикал из от около 8 до около 24 атомов углерода; R и R представляют собой алкил или гидроксиалкил из 1-3 атомов углерода или их смесь; R и R могут быть присоединены друг к другу, например, через атом кислорода или азота с образованием кольцевой структуры; R представляет собой алкиленовую или гидроксиалкиленовую группу, содержащую от 2 до 3 атомов углерода; и n находится в пределах от 0 до около 20. Аминоксид может быть получен из соответствующего амина и окисляющего агента, такого как перекись водорода.
Пригодные водорастворимые поверхностно-активные вещества на основе аминоксидов выбраны из октил-, децил-, додецил-, изододецилди(низший алкил)аминоксидов и ди(низший алкил)аминоксидов, содержащих алкильные остатки жирных кислот кокосового масла или животного жира, конкретными примерами которых являются октилдиметиламиноксид, нонилдиметиламиноксид, децилдиметиламиноксид, ундецилдиметиламиноксид, додецилдиметиламиноксид, изододецилдиметиламиноксид, тридецилдиметиламиноксид, тетрадецилдиметиламиноксид, пентадецилдиметиламиноксид, гексадецилдиметиламиноксид, гептадецилдиметиламиноксид, октадецилдиметиламиноксид, додецилдипропиламиноксид, тетрадецилдипропиламиноксид, гексадецилдипропиламиноксид, тетрадецилдибутиламиноксид, октадецилдибутиламиноксид, бис(2-гидроксиэтил)додециламиноксид, бис(2-гидроксиэтил)-3-додецокси-1-гидроксипропиламиноксид, диметил-(2-гидроксидодецил)аминоксид, 3,6,9-триоктадецилдиметиламиноксид и 3-додецокси-2-гидроксипропилди-(2-гидроксиэтил)аминоксид.
Анионные поверхностно-активные вещества
5
17
1
4
1
2
Анионные сульфатные поверхностно-активные вещества, пригодные для использования в композициях по настоящему изобретению, включают алкилэфирсульфаты, алкилсульфаты, линейные и разветвленные первичные и вторичные алкилсульфаты, алкилэтоксисульфаты, жирные олеилглицеринсульфаты, сульфаты эфиров алкилфенола и этиленоксида, С-С ацил-N--(С-С алкил)- и --N--(C-C гидроксиалкил)глюкаминсульфаты и сульфаты алкилполисахаридов, такие как сульфаты алкилполиглюкозида и тому подобное. Также включены алкилсульфаты, алкилполи(этиленокси)эфирсульфаты и ароматические поли(этиленокси)сульфаты, такие как сульфаты или продукты конденсации этиленоксида и нонилфенола (обычно содержащие от 1 до 6 оксиэтиленовых групп на молекулу).
Анионные сульфонатные поверхностно-активные вещества, пригодные для применения в композициях по настоящему изобретению, также включают алкилсульфонаты, линейные и разветвленные первичные или вторичные алкилсульфонаты и ароматические сульфонаты с заместителями и без них.
Анионные карбоксилатные поверхностно-активные вещества, пригодные для применения в композициях по настоящему изобретению, включают карбоновые кислоты (и соли), такие как алкановые кислоты (и алканоаты), сложные эфиры карбоновых кислот (например, алкилсукцинаты), (простой эфир)карбоновые кислоты и тому подобное. Такие карбоксилаты включают поверхностно-активные вещества алкилэтоксикарбоксилаты, алкиларилэтоксикарбоксилаты, алкилполиэтоксиполикарбоксилаты и мыла (например, алкилкарбоксилы). Вторичные карбоксилаты, используемые в композициях по настоящему изобретению, включают те, которые содержат карбоксильную группу, присоединенную к вторичному углероду. Вторичный углерод может входить в кольцевую структуру, как, например, в п-октилбензойной кислоте или в алкил-замещенных циклогексилкарбоксилатах. Вторичные карбоксилатные поверхностно-активные вещества, как правило, не содержат простых эфирных связей, сложных эфирных связей и гидроксильных групп. Дополнительно, у них, как правило, отсутствуют атомы азота в «голове» (амфифильная часть). Пригодные вторичные мыльные поверхностно-активные вещества, как правило, содержат всего 11-13 атомов углерода, хотя может содержаться и больше атомов углерода (например, до 16). Пригодные карбоксилаты также включают ациламинокислоты (и соли), такие как ацилглутаматы, ацилпептиды, саркозинаты (например, N-ацилсаркозинаты), таураты (например, N-ацилтаураты и амиды жирных кислот и метилтаурида) и тому подобное.
2
2
n
2
m
2
8
22
Пригодные анионные поверхностно-активные вещества включают алкил- или алкиларилэтоксикарбоксилаты формулы: R--O--(CHCHO)(CH)--СОХ, где R представляет собой C-С алкильную группу или
1
4
16
8
16
12
14
где R представляет собой С-С алкильную группу; n равен целому числу от 1 до 20; m равен целому числу от 1 до 3; и X представляет собой противоион, такой как водород, натрий, калий, аммоний, или соль амина, такого как моноэтаноламин, диэтаноламин или триэтаноламин. В некоторых вариантах реализации изобретения n равен целому числу от 4 до 10, и m равен 1. В некоторых вариантах реализации изобретения R представляет собой C-C алкильную группу. В некоторых вариантах реализации изобретения R представляет собой С-С алкильную группу, n равен 4, a m равен 1.
В других вариантах реализации изобретения R представляет собой
1
6
12
1
9
и R представляет собой С-C алкильную группу. В других вариантах реализации изобретения R представляет собой С алкильную группу, n равен 10, и m равен 1.
Такие алкил- и алкиларилэтоксикарбоксилаты имеются в продаже. Эти этоксикарбоксилаты, как правило, доступны в форме кислот, которые легко можно превратить в анионную или солевую форму.
Амфотерные поверхностно-активные вещества
Амфотерные, или амфолитические, поверхностно-активные вещества содержат как основную, так и кислотную гидрофильную группу и органическую гидрофобную группу. Эти ионные объекты могут иметь анионные или катионные группы, описанные в данном документе для других типов поверхностно-активных веществ. Основной азот и кислотная карбоксилатная группа являются типовыми функциональными группами, используемыми в качестве основных и кислотных гидрофильных групп. В некоторых поверхностно-активных веществах сульфонат, сульфат, фосфонат или фосфат несет отрицательный заряд.
Амфотерные поверхностно-активные вещества можно приблизительно представить как производные алифатических вторичных и третичных аминов, в которых алифатический радикал может иметь неразветвленную или разветвленную цепь, причем один из алифатических заместителей содержит от около 8 до 18 атомов углерода, а другой содержит анионную водорастворимую группу, например карбокси, сульфо, сульфато, фосфатную или фосфоно. Амфотерные поверхностно-активные вещества подразделяют на два основных класса, известных специалистам в данной области техники и описанных в "Surfactant Encyclopedia" Cosmetics & Toiletries, Vol. 104 (2) 69-71 (1989), которая включена в данный документ в полном объеме посредством ссылки. Первый класс включает производные ацил/диалкилэтилендиамина (например, производные 2-алкилгидроксиэтилимидазолина) и их соли. Второй класс включает N-алкиламинокислоты и их соли. Некоторые амфотерные поверхностно-активные вещества можно представить себе, как подходящие в оба класса.
Амфотерные поверхностно-активные вещества можно синтезировать с помощью способов, известных специалистам в данной области техники. Например, 2-алкилгидроксиэтилимидазолин синтезируют путем конденсации и замыкания в цикл длинноцепочечной карбоновой кислоты (или производного) с диалкилэтилендиамином. Имеющиеся в продаже амфотерные поверхностно-активные вещества дериватизируют путем последующего гидролиза и раскрытия имидазолинового кольца путем алкилирования, например, с хлоруксусной кислотой или этилацетатом. В процессе алкилирования одна или две карбокси-алкильных групп реагируют с образованием третичного амина и простой эфирной связи с различными алкилирующими агентами, давая различные третичные амины.
Иллюстративные пригодные амфотерные поверхностно-активные вещества включают длинноцепочечные производные имидазола, в том числе карбоксиметилированные соединения (глицинаты), которые часто называют бетаинами. Бетаины представляют собой особый класс амфотерных поверхностно-активных веществ, которые обсуждаются в данном документе ниже в разделе, озаглавленном «Цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества». Эти и другие амфотерные поверхностно-активные вещества дополнительно описаны в заявке на патент США №12/568493, озаглавленной "Sulfoperoxycarboxylic Acids, Their Preparation and Methods of Use as Bleaching and Antimicrobial Agents", которая явно включена в данный документ в полном объеме посредством ссылки.
Длинноцепочечные производные имидазола, которые применяют в настоящем изобретении, как правило, имеют общую формулу:
где R представляет собой ациклическую гидрофобную группу, содержащую от 8 до 18 атомов углерода, и М представляет собой катион для нейтрализации заряда аниона, как правило, натрий. Коммерчески известные амфотерные поверхностно-активные вещества на основе имидазолина, которые можно применять в композициях по настоящему изобретению, включают, например: кокоамфопропионат, кокоамфокарбоксипропионат, кокоамфоглицинат, кокоамфокарбоксиглицинат, кокоамфопропилсульфонат и кокоамфокарбоксипропионовую кислоту. Амфокарбоновые кислоты можно получить из имидазолинов, содержащих жирные остатки, в которых дикарбоновая кислота амфодикарбоновой кислоты представляет собой диуксусную кислоту и/или дипропионовую кислоту.
Карбоксиметилированные соединения (глицинаты), описанные в данном документе выше, часто называют бетаинами. Бетаины представляют собой особый класс амфотерных поверхностно-активных веществ, которые обсуждаются в данном документе ниже в разделе, озаглавленном «Цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества».
2
8
18
2
4
2
2
4
Дополнительные пригодные амфотерные поверхностно-активные вещества включают длинноцепочечные N-алкиламинокислоты, которые легко получить по реакции RNH, где R=C-C алкил с неразветвленной или разветвленной цепью, жирных аминов с галогенированными карбоновыми кислотами. Алкилирование первичных аминогрупп аминокислот приводит к вторичным и третичным аминам. Алкильные заместители могут содержать дополнительные аминогруппы, которые обеспечивают более одного реакционноспособного азотного центра. Большинство имеющихся в продаже N-алкиламинокислот представляют собой алкильные производные бета-аланина или бета-N(2-карбоксиэтил)аланина. Примеры имеющихся в продаже амфолитов N-алкиламинокислот, которые применяют в данном изобретении, включают алкил-бета-аминодипропионаты, RN(CHCOOM) и RNHCHCOOM. В варианте реализации изобретения R может представлять собой ациклическую гидрофобную группу, содержащую от около 8 до около 18 атомов углерода, и М представляет собой катион для нейтрализации заряда аниона.
Пригодные амфотерные поверхностно-активные вещества включают те, которые получены из кокосовых продуктов, таких как кокосовое масло или жирные кислоты кокосового масла. Дополнительные пригодные поверхностно-активные вещества, полученные из кокоса, включают как часть своей структуры этилендиаминовый фрагмент, алканоламидный фрагмент, аминокислотный фрагмент, например глицин, или их комбинацию; и алифатический заместитель из от около 8 до 18 (например, 12) атомов углерода. Такое поверхностно-активное вещество можно также рассматривать как алкиламфодикарбоновую кислоту. Эти амфотерные поверхностно-активные вещества могут включать химические структуры, представленные как:
12
2
2
2
2
2
2
2
2
+
С-алкил-С(O)-NH-СН-СН-N(СН-СН- CONa)-СН-СН-ОН или
12
2
2
2
2
2
2
2
+
С-алкил-С(O)-N(Н)-СН-СН-N(СН-CONa)-СН-СН-ОН. Кокоамфодипропионат динатрия представляет собой одно пригодное амфотерное поверхностно-активное вещество, которое имеется в продаже под торговым наименованием Miranol™ FBS производства Rhodia Inc. (Cranbury, N.J). Другое пригодное амфотерное поверхностно-активное вещество, полученное из кокоса, с химическим названием кокоамфодиацетат динатрия продается под торговым наименованием Mirataine™ JCHA также производства Rhodia Inc.
Типовой список классов амфотерных поверхностно-активных веществ и соединения, относящиеся к этим поверхностно-активным веществам, приведены в патенте США №3929678, выданном Laughlin и Heuring 30 декабря 1975 г., а дополнительные примеры даны в "Surface Active Agents and Detergents" (Vol. I and II by Schwartz, Perry and Berch), каждый из которых явно включен в данный документ в полном объеме посредством ссылки.
Цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества
Цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества можно считать подгруппой амфотерных поверхностно-активных веществ, и они могут иметь анионный заряд. Цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества можно приблизительно описать как производные вторичных и третичных аминов, производные гетероциклических вторичных и третичных аминов или производные четвертичных аммониевых, четвертичных фосфониевых или четвертичных сульфониевых соединений. Как правило, цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество включает положительно заряженный четвертичный аммониевый или в некоторых случаях сульфониевый или фосфониевый ион; отрицательно заряженную карбоксильную группу; и алкильную группу. Цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества, как правило, содержат катионные и анионные группы, которые ионизированы в примерно одинаковой степени в изоэлектрической области молекулы, и в которых может проявляться сильное взаимодействие между положительно и отрицательно заряженными центрами с образованием «внутренней соли». Примеры таких цвиттер-ионных синтетических поверхностно-активных веществ включают производные алифатических четвертичных аммониевых, фосфониевых и сульфониевых соединений, в которых алифатические радикалы могут иметь неразветвленную или разветвленную цепь, причем один из алифатических заместителей содержит от около 8 до 18 атомов углерода, а другой содержит анионную водорастворимую группу, например карбокси, сульфонатную, сульфатную, фосфатную или фосфонатную. Бетаиновые и султаиновые поверхностно-активные вещества представляют собой иллюстративные цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества, применяемые в данном изобретении.
Общая формула этих соединений представляет собой:
1
2
3
где R содержит алкильный, алкенильный или гидроксиалкильный радикал из 8-18 атомов углерода, содержащий от 0 до 10 фрагментов этиленоксида и от 0 до 1 фрагмента глицерила; Y выбран из группы, состоящей из атомов азота, фосфора и серы; R представляет собой алкильную или моногидроксиалкильную группу, содержащую от 1 до 3 атомов углерода; х равен 1, когда Y представляет собой атом серы, и 2, когда Y представляет собой атом азота или фосфора, R представляет собой алкилен или гидроксиалкилен из 1-4 атомов углерода, и Z представляет собой радикал, выбранный из группы, состоящей из карбоксилатной, сульфонатной, сульфатной, фосфонатной и фосфатной групп.
Примеры цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ, имеющих структуры, представленные выше, включают:
4-[N,N-ди(2-гидроксиэтил)-N-октадециламмонио]-бутан-1-карбоксилат;
5-[S-3-гидроксипропил-S-гексадецилсульфонио]-3-гидроксипентан-1-сульфат;
3-[P,Р-диэтил-P-3,6,9-триоксатетракозанфосфонио]-2-гидроксипропан-1-фосфат;
3-[N,N-дипропил-N-3-додецокси-2-гидроксипропиламмонио]-пропан-1-фософнат;
3-(N,N-диметил-N-гексадециламмонио)-пропан-1-сульфонат;
3-(N,N-диметил-N-гексадециламмонио)-2-гидроксипропан-1-сульфонат;
4-[N,N-ди(2(2-гидроксиэтил)-N(2-гидроксидодецил)аммонио]-бутан-1-карбоксилат;
3-[S-этил-S-(3-додецокси-2-гидроксипропил)сульфонио]-пропан-1-фосфат;
3-[Р,P-диметил-Р-додецилфосфонио]-пропан-1-фосфонат; и
S-[N,N-ди(3-гидроксипропил)-N-гексадециламмонио]-2-гидроксипентан-1-сульфат.
Алкильные группы, содержащиеся в указанных моющих поверхностно-активных веществах, могут быть неразветвленными или разветвленными и насыщенными или ненасыщенными.
Цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество, пригодное для использования в композициях по настоящему изобретению, включает бетаин общей структуры:
12
14
8-14
14-16
16-18
12-16
12-16
Эти поверхностно-активные бетаины, как правило, не демонстрируют ни сильного катионного или анионного характера при предельных значениях pH, ни уменьшения растворимости в воде в изоэлектрическом интервале. В отличие от «внешних» четвертичных аммониевых солей бетаины совместимы с анионными соединениями. Примеры пригодных бетаинов включают кокациламидопропилдиметилбетаин; гексадецилдиметилбетаин; С- ациламидопропилбетаин; C ациламидогексилдиэтилбетаин; 4-С ацилметиламидодиэтиламмонио-1-карбоксибутан; С ациламидодиметилбетаин; С ациламидопентандиэтилбетаин; и С ацилметиламидодиметилбетаин.
1
+
2
3-
1
2
2
6
18
1
3
1
6
1
3
Султаины, используемые в настоящем изобретении, включают соединения, имеющие формулу (R(R)NRSO, где R представляет собой С-C гидрокарбильную группу, каждый R, как правило, представляет собой C-С алкил, например метил, и R представляет собой C-С гидрокарбильную группу, например C-С алкиленовую или гидроксиалкиленовую группу.
Типовой список классов цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ и соединения, относящиеся к этим поверхностно-активным веществам, приведены в патенте США №3929678, выданном Laughlin и Heuring 30 декабря 1975 г. Дополнительные примеры даны в "Surface Active Agents and Detergents" (Vol. I and II by Schwartz, Perry and Berch). Каждый из этих источников включен в данный документ в полном объеме.
Индикаторные химические соединения
В аспекте изобретения различные индикаторные химические соединения пригодны для использования с надмуравьиной кислотой согласно данному изобретению. В аспекте изобретения композиции на основе индикаторных химических соединений содержат комбинацию по меньшей мере двух красителей. В дополнительном аспекте изобретения композиции на основе индикаторных химических соединений содержат комбинацию трех красителей. В дополнительном аспекте изобретения комбинация красителей обеспечивает систему визуальной индикации, пригодную для обнаружения образования или выработки надкарбоновой кислоты, образующейся при реакции пергидролиза. Комбинация красителей предпочтительно дает систему визуальной индикации с использованием трех различных цветов (например, синего, зеленого, желтого). В аспекте изобретения комбинация красителей обеспечивает нефлуоресцирующий визуальный индикатор для композиций на основе надкарбоновой кислоты.
Пригодные красители для использования в индикаторной композиции включают красители, способные окисляться, в том числе нечувствительные к запускаемой перекисью водорода реакции пергидролиза для получения композиции на основе надкарбоновой кислоты. В аспекте изобретения композиция на основе индикаторных соединений содержит комбинацию красителей, имеющих различные периоды полураспада, для того, чтобы обеспечить длительную визуальную индикацию, как, например, до 7 дней, или от 1 до 7 дней, или от 12 часов до 7 дней. В аспекте изобретения композиция на основе индикаторных химических соединений содержит комбинацию субстратов HRP (пероксидазы хрена) и синтетических красителей. Пригодные химические соединения описаны в патенте США №62/216435, который включен в данный документ в полном объеме посредством ссылки.
Способы обработки целевого объекта
-1
-1
Еще в одном аспекте настоящее изобретение относится к способу обработки поверхности или целевого объекта, который включает приведение поверхности или целевого объекта в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты, полученной с помощью вышеупомянутых способов, для получения обрабатываемой поверхности или целевой композиции, причем указанная обрабатываемая поверхность или целевая композиция содержит от около 0,1 млн до около 10000 млн указанной надмуравьиной кислоты, и указанная стадия приведения в контакт длится в течение периода, достаточного для стабилизации или уменьшения микробной популяции в и/или на указанной поверхности или целевом объекте или на указанной обрабатываемой поверхности или в целевой композиции.
В некоторых вариантах реализации изобретения композиция, используемая в способах по настоящему изобретению, представляет собой равновесную композицию, которая содержит надмуравьиную кислоту, перекись водорода, муравьиную кислоту и растворитель, например воду. В некоторых вариантах реализации изобретения композиция, используемая в способах по настоящему изобретению, не содержит минеральную кислоту, например минеральные кислоты, описанные в WO 91/07375.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Надмуравьиную кислоту и поверхность или целевой объект можно приводить в контакт с образованием обрабатываемой целевой композиции, которая содержит любую пригодную концентрацию указанной надмуравьиной кислоты, например около 0,1-1 млн, 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн, 1000-1500 млн, 1500-2000 млн, 2000-2500 млн, 2500-3000 млн, 3000-3500 млн, 3500-4000 млн, 4000-4500 млн или 4500-5000 млн, 5000-5500 млн, 5500-6000 млн, 6000-6500 млн, 6500-7000 млн, 7000-7500 млн, 7500-8000, 8000-8500 млн, 8500-9000 млн, 9000-9500 млн или 9500-10000 млн надмуравьиной кислоты.
В композиции, используемой в способах по настоящему изобретению, может сохраняться любая пригодная концентрация или доля активности надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени после образования обрабатываемой поверхности или целевой композиции. В некоторых вариантах реализации изобретения в композиции по настоящему изобретению может сохраняться по меньшей мере около 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% или 90% от исходной активности надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени после образования обрабатываемой поверхности или целевой композиции. В других вариантах реализации изобретения в композиции по настоящему изобретению сохраняется по меньшей мере около 60% от исходной активности надмуравьиной кислоты в течение по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30 минут, 1, 2, 5, 10, 15, 20 или 24 часов или более после образования обрабатываемой целевой композиции.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В некоторых вариантах реализации изобретения целевой объект, который необходимо обработать с помощью способов по настоящему изобретению, может представлять собой пищевой объект или растительный объект и/или по меньшей мере часть среды, емкости, оборудования системы или устройства для выращивания, хранения, обработки, упаковывания, сохранения, транспортировки, подготовки, приготовления или подачи пищевого объекта или растительного объекта. В способах по настоящему изобретению можно использовать любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты. Например, надмуравьиную кислоту можно использовать в концентрации от около 1 млн до около 100 млн, например около 1-2 млн, 2-3 млн, 3-4 млн, 4-5 млн, 5-6 млн, 6-7 млн, 7-8 млн, 8-9 млн, 9-10 млн, 10-15 млн, 15-20 млн, 20-25 млн или 25-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн надмуравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения целевой объект представляет собой пищевой объект или растительный объект, и стадия контакта оказывает минимальное или совсем не оказывает воздействия на органолептические свойства пищевого объекта или растительного объекта.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки любого пригодного растительного объекта. В некоторых вариантах реализации изобретения растительный объект представляет собой зерно, фрукт, овощ или цветок. В других вариантах реализации изобретения растительный объект представляет собой растущий растительный объект или собранный растительный объект. В других вариантах реализации изобретения растительный объект включает семя, клубень, растущее растение, черенок или корневой побег. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению используют для обработки тканей живого растения, включающей обработку ткани растения вышеприведенной композицией в разбавленной концентрации, для стабилизации или уменьшения микробной популяции в и/или на ткани растения. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению используют для выращивания растения на гидропонном субстрате в гидропонной среде с подачей жидкости, включающие: (а) высаживание растущего и живого растения в гидропонный субстрат; (b) приведение ткани живого растения, гидропонного субстрата и гидропонной жидкости в контакт с композицией по настоящему изобретению для стабилизации или уменьшения микробной популяции в и/или на ткани живого растения; и (с) сбор используемого растительного продукта со сниженным микробным загрязнением.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки любого пригодного пищевого объекта. Например, пищевой объект может представлять собой животный продукт, например тушу животного или яйцо, фрукт, овощ или зерно. В некоторых вариантах реализации изобретения туша животного может представлять собой говяжью, свиную, телячью тушу, тушу буйвола, ягненка, рыбы, птицы или морепродукты. В других вариантах реализации изобретения морепродукты могут представлять собой гребешок, креветку, краба, осьминога, мидию, кальмара или омара. В других вариантах реализации изобретения фруктовый объект может представлять собой ботанический фрукт, кулинарный фрукт, простой плод, сложный плод, сборный плод, ягоду, ложный плод или бессемянный плод. В других вариантах реализации изобретения овощной объект может представлять собой бутон, семя, лист, листовое влагалище, почку, стебель, черешок листьев, боковой побег, клубень, росток целого растения, корень или луковицу. В других вариантах реализации изобретения зерновой объект может представлять собой кукурузу, рис, пшеницу, ячмень, сорго, просо, овес, тритикале, рожь, гречиху, фонио или кинву.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В некоторых вариантах реализации изобретения целевой объект, который необходимо обработать с помощью способов по настоящему изобретению, может представлять собой среду, поверхность, емкость, оборудование или систему в медицинском учреждении, например кабинете медицинского осмотра или больнице. В способах по настоящему изобретению можно использовать любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты. Например, надмуравьиную кислоту можно использовать в концентрации от около 10 млн до около 300 млн, например 10-15 млн, 15-20 млн, 20-25 млн или 25-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, или 250-300 млн надмуравьиной кислоты.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки целевого объекта, который представляет собой по меньшей мере часть емкости, оборудования, системы или устройства для хранения, обработки, упаковывания, сохранения, транспортировки, подготовки, приготовления или подачи пищевого объекта или растительного объекта. В некоторых вариантах реализации изобретения целевой объект представляет собой по меньшей мере часть емкости, оборудования, системы или устройства для хранения, обработки, упаковывания, сохранения, транспортировки, подготовки, приготовления или подачи мяса, фруктов, овощей или зерна. В других вариантах реализации изобретения целевой объект представляет собой по меньшей мере часть емкости, оборудования, системы или устройства для хранения, обработки, упаковывания, сохранения или транспортировки туши животного. В еще других вариантах реализации изобретения целевой объект представляет собой по меньшей мере часть емкости, оборудования, системы или устройства, используемых для обработки пищевых продуктов, поставки пищевых продуктов или в системе здравоохранения. В еще других вариантах реализации изобретения целевой объект представляет собой по меньшей мере часть стационарной системы обработки продукции на месте. Иллюстративная система обработки продукции на месте может включать молокопровод молочного завода, непрерывную систему пивоварения, систему для перекачивания пищевых продуктов или производственную линию для напитков.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки целевого объекта, который представляет собой по меньшей мере часть твердой поверхности или жидкой среды. В некоторых вариантах реализации изобретения твердая поверхность представляет собой неживую твердую поверхность. Неживая твердая поверхность может быть загрязнена биологической жидкостью, например биологической жидкостью, включающей кровь, другую опасную биологическую жидкость или их смесь. В других вариантах реализации изобретения твердая поверхность может представлять собой загрязненную поверхность. Примеры загрязненной поверхности могут включать поверхность изделий или оборудования пищевой промышленности или поверхность текстильного полотна.
Надмуравьиную кислоту можно применять любым пригодным способом. В некоторых вариантах реализации изобретения надмуравьиную кислоту можно наносить на целевой объект с использованием разбрызгивания, распыления или вспенивания или путем погружения всего целевого объекта или его части в композицию, содержащую надмуравьиную кислоту. В некоторых вариантах реализации изобретения композицию на основе надмуравьиной кислоты наносят на целевой объект с использованием разбрызгивания, распыления или вспенивания. В других вариантах реализации изобретения разбавленную надмуравьиную кислоту наносят на целевой объект в форме загустевшего или гелеобразного раствора. В еще других вариантах реализации изобретения весь целевой объект или его часть погружают в композицию на основе надмуравьиной кислоты. Целевой объект и/или композицию на основе надмуравьиной кислоты можно перемещать любым пригодным образом для способствования или облегчения контакта между целевым объектом и композицией на основе надмуравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения композицию на основе надмуравьиной кислоты можно встряхивать. В других вариантах реализации изобретения композицию на основе надмуравьиной кислоты можно разбрызгивать на целевой объект, например на тушу животного, при пригодном давлении и пригодной температуре. Например, композицию на основе надмуравьиной кислоты можно разбрызгивать на тушу животного при давлении, составляющем по меньшей мере 50 фунтов на квадратный дюйм, и температуре до около 60°С, что приводит к периоду контакта, составляющему по меньшей мере 30 секунд.
Способы по настоящему изобретению могут включать любые пригодные дополнительные стадии. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут включать стадию вакуумной обработки. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут включать стадию применения к целевому объекту, например туше животного, активированного источника света.
Стадия приведения в контакт в способах по настоящему изобретению может длиться в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения стадия приведения в контакт может длиться в течение по меньшей мере около 10 секунд. Например, стадия приведения в контакт может длиться в течение по меньшей мере около 10, 20, 30, 40, 50 секунд, 1 минуты, 1-2 минут, 2-3 минут, 3-4 минут, 4-5 минут, 5-6 минут, 6-7 минут, 7-8 минут, 8-9 минут или 9-10 минут, 10-15 минут, 15-20 минут, 20-25 минут, 25-30 минут, 30-40 минут, 40-50 минут, 50-65 минут, 1-2 часов, 2-3 часов, 3-4 часов, 4-5 часов, 5-6 часов, 6-7 часов, 7-8 часов, 8-9 часов или 9-10 часов, 16 часов, 1 дня, 3 дней, 1 недели или более. В аспекте изобретения приведение в контакт осуществляют в течение периода времени до распада композиции на основе надмуравьиной кислоты.
10
10
10
10
10
Способы по настоящему изобретению можно использовать для уменьшения микробной популяции в и/или на целевом объекте или обрабатываемой целевой композиции на любую пригодную величину. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для уменьшения микробной популяции в и/или на целевом объекте или обрабатываемой целевой композиции на по меньшей мере один log, два log, три log, четыре log, пять log или более. В других вариантах реализации изобретения уровень микроорганизмов, если присутствуют, в и/или на целевом объекте или обрабатываемой целевой композиции можно стабилизировать или уменьшить с помощью способов по настоящему изобретению. Например, по меньшей мере 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% или 90% или более микроорганизмов, если присутствуют, в и/или на целевом объекте или обрабатываемой целевой композиции могут быть убиты, уничтожены, устранены и/или инактивированы с помощью способов по настоящему изобретению.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для уменьшения популяции любого пригодного микроорганизма(-ов) в и/или на целевом объекте или обрабатываемой целевой композиции на любую пригодную величину. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для уменьшения прокариотной микробной популяции, например популяции бактерий или архей. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для уменьшения эукариотной микробной популяции, например популяции простейших или грибов. В еще других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для уменьшения популяции вирусов. Иллюстративные вирусные популяции могут включать популяцию ДНК-вирусов, РНК-вирусов и вирусов, использующих обратную транскрипцию.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для стабилизации или уменьшения микробной популяции в и/или на целевом объекте или в обрабатываемой целевой композиции, причем целевой объект представляет собой пищевой объект или растительный объект, и стадия контакта оказывает минимальное или совсем не оказывает воздействие на органолептические свойства пищевого объекта или растительного объекта. Типовые органолептические свойства включают особенности пищи или других веществ, которые воспринимаются органами чувств, в том числе вкус, вид, запах и осязание, в случаях, когда необходимо учитывать факторы сухости, влажности, несвежести-свежести. См., например, Jasper Womach, the Congressional Research Service document "Report for Congress: Agriculture: A Glossary of Term, Programs, and Laws, 2005 Edition." В некоторых вариантах реализации изобретения органолептический анализ выполняют как часть осмотра мяса и птицы для обнаружения признаков заболевания или загрязнения. В других вариантах реализации изобретения органолептические тесты проводят для определения того, могут ли материалы и компоненты упаковки передавать вкус и запах пище или фармацевтическим продуктам, которые в них упакованы. Исследования срока хранения часто включают изучение вкуса, вида и запаха (в дополнение к химическим и токсикологическим испытаниям пищи) для определения того, пригоден ли пищевой продукт для потребления. В других вариантах реализации изобретения органолептические тесты проводят как часть барьерной технологии. Как правило, барьерная технология относится к разумному комбинированию барьеров, которые обеспечивают микробиологическую безопасность и стабильность, а также органолептическое и питательное качество и экономическую рентабельность пищевых продуктов. В общих чертах см. Leistner L (1995) " In Gould GW (Ed.) New Methods of Food Preservation, Springer, pp. 1-21; и Leistner I (2000) " International Journal of Food Microbiology, 55: 181-186.
Способы по настоящему изобретению можно осуществлять в любом пригодном температурном интервале. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно осуществлять при температуре в интервале от около 0°С до около 70°С, например около 0°С-1°С, 1°С-2°С, 2°С-3°С, 3°С-4°С, 4°С-5°С, 5°С-10°С, 10°С-15°С, 15°С-20°С, 20°С-25°С, 25°С-30°С, 30°С-35°С, 35°С-40°С, 40°С-45°С, 45°С-50°С, 50°С-55°С, 55°С-60°С, 60°С-65°С или 65°С-70°С. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно осуществлять при температуре 0°С или ниже.
В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут включать добавление пероксидазы или каталазы для дополнительного уменьшения содержания перекиси водорода в и/или на целевом объекте или обрабатываемой целевой композиции. Пероксидазу или каталазу можно добавлять любым пригодным способом. В некоторых вариантах реализации изобретения пероксидазу или каталазу можно добавлять к целевому объекту или обрабатываемой целевой композиции до того, как композицию, используемую в способах по настоящему изобретению, нанесут на целевой объект. В других вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению можно разбавлять до пригодного промежуточного объема, а пероксидазу или каталазу можно добавлять к разбавленному промежуточному раствору. После этого разбавленный промежуточный раствор, который содержит пероксидазу или каталазу, можно добавлять к целевому объекту. В способах по настоящему изобретению можно использовать любую пригодную пероксидазу или каталазу, включая те, которые описаны ниже.
Применение для обработки воды
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки любой пригодной поверхности или целевого объекта. В некоторых вариантах реализации изобретения целевой объект представляет собой воду, и способы по настоящему изобретению могут включать обеспечение эффективным количеством надмуравьиной кислоты, полученной с использованием вышеприведенных способов, водного источника, который необходимо обработать, с получением обрабатываемого водного источника, причем указанный обрабатываемый водный источник содержит от около 1 млн до около 1000 млн указанной надмуравьиной кислоты, например около 1-10 млн, 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн, 950-1000 млн надмуравьиной кислоты.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки любого пригодного водного источника. Например, водный источник, который необходимо обработать, может представлять собой пресную воду, прудовую воду, морскую воду, пластовую воду, воду бумажного производства, башенную воду или их комбинацию.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В некоторых вариантах реализации изобретения башенная вода представляет собой охлаждающую воду, и обрабатываемый водный источник содержит от около 1 млн до около 10 млн надмуравьиной кислоты, например около 1-2 млн, 2-3 млн, 3-4 млн, 4-5 млн, 5-6 млн, 6-7 млн, 7-8 млн, 8-9 млн или 9-10 млн надмуравьиной кислоты. Стадия приведения в контакт может длиться в течение любого пригодного периода времени, например около 1-2 минут, 2-3 минут, 3-4 минут, 4-5 минут, 5-6 минут, 6-7 минут, 7-8 минут, 8-9 минут или 9-10 минут. Стадию приведения в контакт можно осуществлять в любом пригодном температурном интервале. Например, стадию приведения в контакт можно осуществлять при температуре в интервале от около 0°С до около 60°С, например около 0°C-1°C, 1°С-2°С, 2°С-3°С, 3°С-4°С, 4°С-5°С, 5°С-10°С, 10°С-15°С, 15°С-20°С, 20°С-25°С, 25°С-30°С, 30°С-35°С, 35°С-40°С, 40°С-45°С, 45°С-50°С, 50°С-55°С или 55°С-60°С.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
2
В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки водного источника, используемого в процессе нефте- или газодобычи. Например, способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки водного источника, используемого в процессе индуцированного гидравлического разрыва пласта (гидроразрыва пласта или фрекинга). Водный источник может содержать понизитель трения или агент, увеличивающий вязкость. Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки водного источника с получением обрабатываемого водного источника, который содержит от около 1 млн до около 10 млн надмуравьиной кислоты, например около 1-2 млн, 2-3 млн, 3-4 млн, 4-5 млн, 5-6 млн, 6-7 млн, 7-8 млн, 8-9 млн или 9-10 млн надмуравьиной кислоты. Способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать сброс обрабатываемого водного источника. Способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать направление обрабатываемого водного источника в подземную область, например подземную область, которая содержит скважину для газа и/или нефти. В некоторых вариантах реализации изобретения целевой водный источник, который необходимо обработать, содержит сульфид железа и/или HS, и способы по настоящему изобретению можно использовать для окисления сульфида железа и/или уменьшения содержания или устранения H2S в целевом водном источнике. В других вариантах реализации изобретения целевой водный источник, который обрабатывают, необходимо осветлить, например, он содержит частицы, и способы по настоящему изобретению можно использовать для осветления целевого водного источника.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В некоторых вариантах реализации изобретения целевой объект, который необходимо обработать с помощью способов по настоящему изобретению, может представлять собой воду и/или по меньшей мере часть среды, емкости, оборудования, системы или устройства для производства, хранения, обработки, упаковывания, сохранения или транспортирования массы. Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки воды и/или другого целевого объекта (объектов) с любой пригодной целью. Например, способы по настоящему изобретению можно использовать при производстве бумаги, в текстильной, пищевой или фармацевтической промышленности. Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки водного источника, отдельно или в комбинации с другим целевым объектом (объектами) с образованием обрабатываемого водного источника, который содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты, например около 1-2 млн, 2-3 млн, 3-4 млн, 4-5 млн, 5-6 млн, 6-7 млн, 7-8 млн, 8-9 млн, 9-10 млн, 10-15 млн, 15-20 млн, 20-25 млн или 25-30 млн надмуравьиной кислоты.
Композиции на основе надмуравьиной кислоты можно использовать для различных промышленных применений, например для снижения микробной или вирусной популяций на поверхности или объекте, или в массе, или потоке воды. В некоторых аспектах изобретение включает способы применения композиций на основе надмуравьиной кислоты для предотвращения биологического обрастания в различных промышленных процессах и отраслях промышленности, в том числе при технологических операциях с нефтью и газом, для контроля роста микроорганизмов, устранения загрязнения микроорганизмами, ограничения или предотвращения биологического обрастания в жидких системах, технологических водах или на поверхностях оборудования, которое находится в контакте с такими жидкими системами. Как изложено в данном документе, загрязнение микроорганизмами может происходить в различных промышленных жидких системах, включая, но не ограничиваясь ими, переносимые по воздуху загрязнения, тип воды, утечки при технологических операциях и оборудование, не очищенное должным образом. В другом аспекте изобретения для контроля роста микроорганизмов в воде, используемой в различных технологических операциях с нефтью и газом, используют композиции на основе надмуравьиной кислоты и каталазы. В дополнительном аспекте изобретения композиции пригодны для включения в жидкость для гидравлического разрыва для контроля или устранения микроорганизмов.
При использовании в данном документе для способов по данному изобретению, композиции на основе надмуравьиной кислоты могут включать различные композиции на основе надмуравьиной кислоты, с низким содержанием или практически не содержащие перекись водорода. Эти композиции на основе надмуравьиной кислоты включают композиции на основе надмуравьиной кислоты с каталазным или пероксидазным ферментом для уменьшения отношения перекиси водорода к перкислоте и/или другие композиции на основе надмуравьиной кислоты с уменьшенным содержанием перекиси водорода, описанные в данном документе. В предпочтительном варианте реализации изобретения растворы для применения, содержащие надмуравьиную кислоту и каталазу, с уменьшенным содержанием или практически не содержащие перекись водорода, вводят в источник воды, который необходимо обработать.
Способы, с помощью которых растворы надмуравьиной кислоты вводят в водные жидкости согласно изобретению, не являются критически важными. Введение композиций на основе надмуравьиной кислоты можно осуществлять непрерывно или с перерывами, и оно будет зависеть от типа воды, которую обрабатывают. В некоторых вариантах реализации изобретения композиции на основе надмуравьиной кислоты вводят в водную жидкость в соответствии со способами, описанными в заявке на патент США №13/645671 (номер в патентном реестре 8421), озаглавленной «New Method and Arrangement for Feeding Chemicals into a Hydrofracturing Process and Oil and Gas Applications», которая включена в данный документ в полном объеме посредством ссылки.
-1
-1
-1
-1
В некоторых вариантах реализации изобретения источник воды, обрабатываемый с помощью способов по настоящему изобретению, не содержит повторно используемой воды, обрабатываемый водный источник содержит от около 10 млн до около 20 млн полученной in situ надмуравьиной кислоты и от около 1 млн до около 2 млн перекиси водорода, и обрабатываемый водный источник не содержит понизитель трения и/или реологический модификатор.
-1
-1
-1
-1
В некоторых вариантах реализации изобретения источник воды, обрабатываемый с помощью способов по настоящему изобретению, представляет собой смешанный водный источник, который содержит около 80% масс. пресной воды или прудовой воды и около 20% масс, повторно используемой воды, обрабатываемый водный источник содержит от около 25 млн до около 35 млн полученной in situ надмуравьиной кислоты и от около 2 млн до около 3 млн перекиси водорода и каталазы, обрабатываемый водный источник не содержит понизитель трения и/или реологический модификатор, и обрабатываемый водный источник образуется до попадания в бак для смешивания.
-1
-1
-1
-1
В некоторых вариантах реализации изобретения источник воды, обрабатываемый с помощью способов по настоящему изобретению, представляет собой смешанный водный источник, который содержит около 80% масс. пресной воды или прудовой воды и около 20% масс. повторно используемой воды, обрабатываемый водный источник содержит от около 25 млн до около 35 млн полученной in situ надмуравьиной кислоты и от около 2 млн до около 3 млн перекиси водорода и каталазы, обрабатываемый водный источник содержит понизитель трения и/или реологический модификатор, и обрабатываемый водный источник образуется в баке для смешивания.
-1
-1
В некоторых вариантах реализации изобретения обрабатываемый источник воды содержит около 30 млн или менее полученной in situ надмуравьиной кислоты и около 0,5 млн или менее перекиси водорода, обрабатываемый водный источник содержит понизитель трения и/или реологический модификатор, и обрабатываемый водный источник направляют в или он находится в подземной области.
2
2
2
2
2
2
В некоторых аспектах изобретения способы, описанные для обработки воды при нефте- и газодобыче, обеспечивают эффективное противомикробное действие и не имеют разрушительного влияния на функциональные агенты, в том числе, например, понизители трения. В дополнительном аспекте изобретения способы обработки воды обеспечивают повышение противомикробной эффективности по сравнению с использованием только противомикробных перкислот. Еще в одном дополнительном аспекте изобретения способы применения приводят к сбросу более чистой воды с малыми количествами микроорганизмов. Еще в одном дополнительном аспекте способов по данному изобретению уменьшение содержания и/или устранение HO из композиций на основе перкислот уменьшает отрицательное влияние окислителя HO. Дополнительно, способы по данному изобретению снижают увеличение объема в герметизированных системах, используемых в способах нефте- и газодобычи, в результате уменьшения содержания и/или устранения HO из систем.
В аспекте изобретения растворы надмуравьиной кислоты добавляют к воде, которую необходимо обработать, до стадий бурения и гидравлического разрыва для того, чтобы ограничить попадание микроорганизмов в резервуар и предотвратить отрицательное влияние микроорганизмов на сохранность жидкостей. Обработка заборных вод (например, из пруда, озера, вода для коммунальных нужд и т.д.) и/или пластовых вод особенно хорошо подходит для применения в соответствии с изобретением.
Обрабатываемые воды в соответствии с изобретением можно использовать как для гидравлического разрыва с использованием реагента для снижения поверхностного натяжения (т.е. с использованием понизителей трения), так и для гидравлического разрыва с использованием гелеобразующих агентов (т.е. с использованием агентов, увеличивающих вязкость) в зависимости от типа пласта, который подвергают разрыву, и типа углеводорода, который ожидают получить. Использование раствора надмуравьиной кислоты, в том числе обработанного каталазой раствора для применения композиции на основе надмуравьиной кислоты, с низким содержанием или практически не содержащего перекиси водорода, пригодно как для гидравлического разрыва с использованием реагента для снижения поверхностного натяжения, так и для гидравлического разрыва с использованием гелеобразующих агентов.
В аспекте изобретения предварительная обработка композиции на основе надмуравьиной кислоты каталазой в значительной степени устраняет перекись водорода и минимально влияет или совсем не влияет на жидкости для гидравлического разрыва пласта или саму скважину. В аспекте изобретения композиция на основе надмуравьиной кислоты, предварительно обработанная каталазой, позволяет получить гель, пригодный для гидравлического разрыва пласта с использованием гелеообразующих агентов, в противоположность растворам необработанной композиции на основе надмуравьиной кислоты, которые не позволяют получить гель при тех же условиях. В дополнительном аспекте растворы композиции на основе надмуравьиной кислоты добавляют к воде, которую необходимо обработать, в подземные пласты (например, вводят через ствол скважины в подземный пласт). Эти способы обеспечивают дополнительный контроль внутри пласта, пригодный для уменьшения микробной популяции, уже присутствующей в трубах наклонной скважины или в самом резервуаре.
Еще в одном дополнительном аспекте изобретения растворы композиции на основе надмуравьиной кислоты добавляют к водам, которые необходимо обработать перед сбросом. В таком аспекте изобретения воды обратного потока (например, после гидравлического разрыва) обрабатывают для уменьшения микробного загрязнения в водах и для удаления твердых частиц до сброса воды в подземный резервуар, повторного использования для последующего гидравлического разрыва или возвращения воды в местные природные водные источники.
В аспекте изобретения водные источники, которые необходимо обработать, могут значительно различаться. Например, водный источник может представлять собой источник пресной воды (например, прудовой воды), источник соленой воды или рассола, источник солоноватой воды, источник рециркуляционной воды или тому подобное. В аспекте изобретения, когда ведение работ по бурению скважин производят на шельфе, часто применяют источники морской воды (например, соленой воды или несоленой воды). Полезным является то, что композиции на основе надмуравьиной кислоты по данному изобретению с каталазой или без нее пригодны для использования с любыми типами воды и обеспечивают эффективное противомикробное действие с любым из таких водных источников.
Согласно данному изобретению используют большие объемы воды, что необходимо для выполнения работ со скважинными жидкостями. Вследствие этого в аспекте изобретения часто используют источники рециркуляционной воды (например, пластовой воды) для уменьшения необходимого количества пресной воды, прудовой воды или морской воды. Понятно, что рециркуляционные или пластовые воды включают источники воды, непригодной для питья. Использование таких пластовых вод (в комбинации с пресной, прудовой или морской водой) ослабляет некоторые экономические ограничения и/или ограничения, связанные с сохранением окружающей среды. В аспекте изобретения может использоваться от тысяч до миллионов галлонов воды, и комбинирование источников пластовой воды с источниками пресной воды дает значительные экономические и экологические преимущества. В аспекте изобретения используют настолько много пластовой воды, насколько это практически выгодно. В варианте реализации изобретения используют по меньшей мере 1% пластовой воды, предпочтительно используют по меньшей мере 5% пластовой воды, предпочтительно используют по меньшей мере 10% пластовой воды, предпочтительно используют по меньшей мере 20% пластовой воды или более предпочтительно используют более 20% пластовой воды.
В аспекте изобретения способ включает стадию предварительной обработки, на которой композицию на основе надмуравьиной кислоты обрабатывают каталазным ферментом для уменьшения концентрации перекиси водорода в растворе для применения. Стадию предварительной обработки осуществляют до объединения противомикробной композиции на основе перкислоты и/или каталазы с источником воды, который необходимо обработать. В аспекте изобретения предварительную обработку можно осуществлять в течение нескольких минут или часов до прибавления к источнику воды.
-1
-1
В соответствии со способами изобретения к источнику воды, который необходимо обработать, добавляют достаточное количество композиции на основе надмуравьиной кислоты с каталазой или без нее для получения желаемой концентрации надмуравьиной кислоты для противомикробного воздействия. Например, к водному источнику порциями прибавляют некоторые количества раствора для применения композиции на основе надмуравьиной кислоты и каталазы до обнаружения надмуравьиной кислоты в водном источнике в предпочтительном концентрационном диапазоне (например, от около 1 млн до около 100 млн перкислоты). В аспекте изобретения предпочтительно, чтобы микробное число составляло менее чем около 100000 микроорганизмов/мл, более предпочтительно менее чем около 10000 микроорганизмов/мл или более предпочтительно менее чем около 1000 микроорганизмов/мл.
Способы применения, как описано в данном документе, могут отличаться по температурным условиям и pH, связанным с использованием водных жидкостей для обработки. Например, водные жидкости для обработки могут подвергаться действию различных температур окружающей среды согласно вариантам применения, описанным в данном документе, изменяющихся от около 0°С до около 130°С в ходе процесса обработки. Температурный интервал предпочтительно составляет от около 5°С до около 100°С, более предпочтительно от около 10°С до около 80°С. Однако противомикробная активность композиций по данному изобретению в основном проявляется в течение короткого периода времени, так что воздействие на композиции относительно высоких температур не является значительной проблемой. Дополнительно, водные жидкости для обработки, содержащие композицию на основе перкислоты, (т.е. растворы для применения) могут иметь различные значения pH, например от 1 до около 10,5. Диапазон pH предпочтительно составляет менее чем около 9, менее чем около 7,2 (величина pKa пермуравьиной кислоты) для обеспечения эффективного противомикробного действия перкислоты.
Противомикробные композиции по данному изобретению являются быстродействующими. Однако в способах по настоящему изобретению требуется некоторый минимальный период контакта композиций с водой, которую необходимо обработать, для проявления достаточного противомикробного эффекта. Период контакта может изменяться в зависимости от концентрации используемых композиций, способа применения используемых композиций, температуры используемых композиций, pH используемых композиций, количества воды, которое необходимо обработать, количества загрязнений или веществ в воде, которую необходимо обработать или тому подобного. Период контакта или воздействия может составлять по меньшей мере около 15 секунд. В некоторых вариантах реализации изобретения период воздействия составляет от около 1 до 5 минут. В других вариантах реализации изобретения период воздействия составляет по меньшей мере около 10 минут, 30 минут или 60 минут. В других вариантах реализации изобретения период воздействия составляет от нескольких минут до нескольких часов. Период контакта будет дополнительно изменяться в зависимости от концентрации перкислоты в растворе для применения.
Положительные эффекты способов обработки воды
В аспекте изобретения способы применения обеспечивают противомикробный агент для использования, который не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду. Полезно, что распад композиций по данному изобретению обеспечивает «зеленую» альтернативу.
В дополнительном аспекте изобретения способы применения обеспечивают противомикробный агент для использования, который не оказывает отрицательного влияния на понизители трения, агенты, увеличивающие вязкость, и/или другие функциональные ингредиенты. В дополнительном аспекте изобретения способы применения не оказывают отрицательного влияния на дополнительные функциональные агенты, используемые в способах обработки воды, в том числе, например, ингибиторы коррозии, агенты для удаления накипи и тому подобное. Композиции, применяемые согласно изобретению, обеспечивают чрезвычайно эффективный контроль за микроорганизмами и не оказывают отрицательного влияния на функциональные свойства любых добавленных в водную систему полимеров. Дополнительно, композиции на основе надмуравьиной кислоты обеспечивают дополнительные преимущества системе, в том числе, например, уменьшение коррозии в системе вследствие снижения содержания или практически полного устранения перекиси водорода из обрабатываемой композиции. Полезно, что отсутствие вредного воздействия композиций на основе надмуравьиной кислоты (с каталазой или без нее) на различные функциональные ингредиенты, используемые в способах обработки воды, наблюдается вне зависимости от типа источника воды, который необходимо обработать.
В дополнительном аспекте способы применения предотвращают загрязнение систем, такое как окисление нефти в скважине или пласте. В дополнительных аспектах способы применения предотвращают микробиологически вызванную коррозию систем, для которых их применяют.
В дополнительных аспектах изобретения в способах применения используется противомикробное и/или отбеливающее действие композиций на основе надмуравьиной кислоты. Например, изобретение включает способ уменьшения микробной популяции и/или способ отбеливания. Эти способы могут работать на изделии, поверхности, в массе или потоке воды или газа и т.д. за счет приведения в контакт изделия, поверхности, массы или потока с композициями. Приведение в контакт может включать многочисленные способы применения композиций, включая, но не ограничиваясь ими, выполнение противомикробных композиций на основе надмуравьиной кислоты в виде водного раствора для применения и погружение любого изделия и/или добавление к водному источнику, который необходимо обработать.
Композиции пригодны для оказания противомикробного действия против широкого спектра микроорганизмов, включая бактерицидную и фунгистатическую активность широкого спектра. Например, биоциды на основе перкислоты по данному изобретению обеспечивают активность широкого спектра против большого количества микроорганизмов различных типов (включая как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы), в том числе бактерий, дрожжей, плесневых грибов, грибов, водорослей и других проблематичных микроорганизмов, связанных с нефтяным и газовым промыслом.
Иллюстративные микроорганизмы, чувствительные к композициям на основе перкислоты по данному изобретению, включают грам-положительные бактерии (например, Staphylococcus aureus, род (p.) Bacillus, например Bacillus subtilis, p. Clostridia), грам-отрицательные бактерии (например, Escherichia coli, p. Pseudomonas, Klebsiella pneumoniae, Legionella pneumophila, p. Enterobacter, p. Serratia, p. Desulfovibrio и p. Desulfotomaculum), дрожжи (например, Saccharomyces cerevisiae и Candida albicans), плесневые грибы (например, Aspergillus niger, Cephalosporium acremonium, Penicillium notatum и Aureobasidium pullulans), мицелиальные грибы (например, Aspergillus niger и Cladosporium resinae), водоросли (например, Chlorella vulgaris, Euglena gracilis и Selenastrum capricornutum) и другие аналогичные микроорганизмы и одноклеточные организмы (например, фитопланктон и простейшие). Другие иллюстративные микроорганизмы, чувствительные к композициям на основе перкислоты по данному изобретению, включают иллюстративные микроорганизмы, описанные в заявке на патент США №2010/0160449 А1, например серо- или сульфатредуцирующие бактерии, такие как род Desulfovibrio и род Desulfotomaculum.
Применение для других типов обработки
Дополнительные варианты реализации изобретения включают обработку воды для различных промышленных процессов для обработки жидких систем. При использовании в данном документе, «жидкая система» относится к нагнетаемым водам или среде в по меньшей мере одном искусственном предмете, содержащем значительное количество жидкости, который может подвергаться биологическому обрастанию. Жидкие системы включают, но не ограничиваясь ими, промышленные жидкие системы, промышленные водные системы, жидкие технологические потоки, промышленные жидкие технологические потоки, водные системы производственных процессов, системы технологической воды, технологическую воду, техническую воду, воду, используемую при производстве, воду, используемую для производственно-технических услуг, водные жидкие потоки, жидкие потоки, содержащие две или более жидких фаз и любую их комбинацию.
В дополнительном аспекте изобретения способы по настоящему изобретению можно также применять для обработки других жидких систем, где можно использовать как противомикробную функцию композиций, так и окисляющие свойства. Кроме проблемы с микроорганизмами, связанной с отработанной водой, эта вода часто характеризуется высоким содержанием соединений восстановленной серы, азота или фосфора, имеющих неприятный запах. Сильный окислитель, такой как композиции, описанные в данном документе, эффективно превращает эти соединения в их производные, не имеющие запаха, например сульфаты, фосфаты и аминоксиды. Эти же свойства очень полезны для целлюлозно-бумажной промышленности, в которой также является очень ценным свойство отбеливания.
Способы по настоящему изобретению можно осуществлять при любой пригодной температуре. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению осуществляют при температуре в интервале от около -2°С до около 70°С, например от около 0°С до около 4°С или 5°С, от около 5°С до около 10°С, от около 11°С до около 20°С, от около 21°С до около 30°С, от около 31°С до около 40°С, в том числе при около 37°С, от около 41°С до около 50°С, от около 51°С до около 60°С или от около 61°С до около 70°С.
Способы по настоящему изобретению можно использовать в способах, процессах или методиках, описанных и/или заявленных в патентах США №5200189, 5314687 и 5718910. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению, которые можно использовать для санитарной обработки устройств или оборудования, включают стадию приведения устройств или оборудования в контакт с композицией по настоящему изобретению при температуре в интервале от около 4°С до около 60°С. Композиция на основе надмуравьиной кислоты затем циркулирует или остается в контакте с устройствами или оборудованием в течение времени, достаточного для санитарной обработки (как правило, по меньшей мере 30 секунд), и обрабатываемую целевую композицию затем сливают или убирают из устройств или оборудования.
Как указано выше, способы по настоящему изобретению пригодны для очищения или санитарной обработки технологических устройств или оборудования на продовольственных предприятиях, в пищевой промышленности и здравоохранении. Примеры технологических устройств, для которых можно применять способы по настоящему изобретению, включают молокопровод молочного завода, непрерывную систему пивоварения, линии обработки пищевых продуктов, такие как системы для перекачивания пищевых продуктов и линии для напитков и т.д. Изделия продовольственных предприятий также можно дезинфицировать с использованием способов по настоящему изобретению. Способы по настоящему изобретению также пригодны для санитарной обработки или дезинфекции твердых поверхностей, таких как полы, стойки, мебель, медицинские инструменты и оборудование и т.д., имеющихся в системе здравоохранения. Такие поверхности часто становятся загрязненными биологическими жидкостями, такими как кровь, другие опасные биологические жидкости или их смеси.
Как правило, фактическую очистку на месте систем или других поверхностей (т.е. удаление ненужных отходов из них) можно осуществлять с помощью различных материалов, таких как состав, содержащий моющее средство, который вводят в подогретой воде. После этой стадии очистки на систему можно наносить или в нее вводить композицию на основе надмуравьиной кислоты в концентрации, используемой в растворе для применения, в неподогретой воде с температурой окружающей среды. В некоторых вариантах реализации изобретения установлено, что композиция на основе надмуравьиной кислоты остается в растворе в холодной (например, 40°F/4°C) воде и горячей (например, 140°F/60°C) воде. Хотя обычно не нужно нагревать водный раствор для применения композиции на основе надмуравьиной кислоты, при некоторых обстоятельствах нагревание может быть желательно для дополнительного усиления противомикробной активности.
В некоторых вариантах реализации изобретения способ санитарной обработки вмонтированных стационарных технологических устройств включает следующие стадии. Композицию на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению вводят в технологические устройства при температуре в интервале от около 4°С до около 60°С. После введения раствора для применения он циркулирует по системе в течение периода времени, достаточного для санитарной обработки технологических устройств (т.е. для уничтожения нежелательных микроорганизмов). После санитарной обработки системы с помощью композиции по настоящему изобретению используемую композицию или раствор сливают из системы. После завершения стадии санитарной обработки систему необязательно можно промыть другими веществами, такими как питьевая вода. Композиция по настоящему изобретению предпочтительно циркулирует по технологическим устройствам в течение 10 минут или менее.
В других вариантах реализации изобретения композицию на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению также можно применять путем погружения оборудования для обработки пищевых продуктов в разбавленную (для применения) композицию или раствор по настоящему изобретению, замачивания оборудования на период времени, достаточный для санитарной обработки, и вытирания или слива избыточного количества раствора с оборудования. Композицию можно дополнительно применять путем разбрызгивания на или протирки поверхностей для обработки пищевых продуктов раствором для применения, выдерживания поверхностей влажными в течение периода времени, достаточного для санитарной обработки поверхностей, и удаления избытка композиции или раствора протиранием, вертикальным сливом, вакуумированием и т.д.
В других вариантах реализации изобретения композицию на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению можно также применять в способе санитарной обработки твердых поверхностей, таких как установленное оборудование, кухонные принадлежности, посуда, медицинское оборудование или инструменты и другие твердые поверхности. Композицию на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению также можно применять для санитарной обработки загрязненной одежды или текстильного материала. Композицию на основе надмуравьиной кислоты приводят в контакт с любой из вышеприведенных загрязненных поверхностей или предметов при температурах в интервале от около 4°С до около 60°С в течение периода времени, эффективного для санитарной обработки, дезинфекции или стерилизации поверхности или предмета.
Способы по настоящему изобретению можно использовать в способах, процессах или методиках, описанных и/или заявленных в патентах США №6165483 и 6238685 В1, для обработки полевых или тепличных выращенных тканей растений, семян, фруктов и среды для выращивания и контейнеров. Композиция на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению может снижать содержание природных патогенных микроорганизмов растений и патогенных микроорганизмов человека, что приводит к уменьшению гниения, деградации и разрушения за счет патогенных ядов.
В некоторых вариантах реализации изобретения композицию на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению можно применять для защиты растущей ткани растений от нежелательного действия микроорганизмов. Композицию на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению можно наносить на ткани растущих растений, и она может обеспечивать остаточное противомикробное действие после завершения растением цикла роста, сбора и отправки на рынок фруктов и овощей. Композицию по настоящему изобретению можно использовать для эффективной обработки тканей живых или растущих растений, в том числе семян, корней, клубней, саженцев, черенков, корневищ, растущих растений, сельскохозяйственных продуктов, фруктов и овощей и т.д. В некоторых случаях эффективным может быть материал, содержащий одну надкислоту, однако в других случаях смесь надкислот демонстрирует улучшенные и неожиданные свойства.
В некоторых вариантах реализации изобретения композиция, используемая в способах по настоящему изобретению, может содержать гидротроп для увеличения растворимости в воде различных незначительно растворимых органических соединений. В предпочтительном варианте реализации композиции используется гидротроп, выбранный из группы, состоящей из н-октансульфоната, ксилолсульфоната, нафталинсульфоната, этилгексилсульфата, лаурилсульфата, аминоксида или их смеси.
В некоторых вариантах реализации изобретения композиция, используемая в способах по настоящему изобретению, может также содержать хелатирующий агент для удаления ионов из раствора. В предпочтительном варианте реализации изобретения используется 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновая кислота.
Способы по настоящему изобретению можно использовать в способах, процессах или методиках, описанных и/или заявленных в патентах США №6010729, 6103286, 6545047 и 8030351 для санитарной обработки туш животных.
10
-1
-1
В некоторых вариантах реализации изобретения композиции по настоящему изобретению можно использовать в способе обработки туш животных для обеспечения уменьшения поверхностной микробной популяции на меньшей мере один log, который включает стадию обработки указанной туши композицией по настоящему изобретению, содержащей эффективное противомикробное количество, составляющее по меньшей мере 2 части на миллион (млн, части по массе на каждый один миллион частей) одной или более надкарбоновых кислот, содержащих до 12 атомов углерода, эффективное противомикробное количество, составляющее по меньшей мере 20 млн одной или более карбоновых кислот, содержащих до 18 атомов углерода, и первый и второй стабилизирующие агенты, описанные выше, для уменьшения микробной популяции.
-1
10
В других вариантах реализации настоящее изобретение относится к способу обработки туши животного для уменьшения микробной популяции в полученном мясе, который включает стадии, в которых разбрызгивают водную противомикробную композицию для обработки на указанную тушу при давлении, составляющем по меньшей мере 50 фунтов на квадратный дюйм, при температуре до около 60°С, что дает время контакта, составляющее по меньшей мере 30 секунд, причем противомикробная композиция содержит эффективное противомикробное количество, составляющее по меньшей мере 2 млн, одной или более карбоновых кислот, надкарбоновых кислот или их смесей, и первый и второй стабилизирующие агенты, описанные выше; и достигают уменьшения микробной популяции на по меньшей мере один log.
В других вариантах реализации настоящее изобретение относится к способу обработки туши животного для уменьшения микробной популяции в полученном мясе, который включает стадии, в которых помещают тушу животного в камеру при атмосферном давлении; заполняют камеру конденсирующимся паром, содержащим противомикробную композицию, например разбавленную композицию по настоящему изобретению, в течение короткого периода времени; и быстро вентилируют и охлаждают камеру для предотвращения потемнения мясной туши; причем длительность парового термического процесса может составлять от около 5 секунд до около 30 секунд, и температура камеры может достигать от около 50°С до около 93°С.
Противомикробную композицию можно наносить различными способами для получения непосредственного контакта с каждым потенциальным местом микробного загрязнения. Например, ее можно разбрызгивать на туши, или туши можно погружать в композицию. Дополнительные способы включают нанесение вспененной композиции и загустевшей или гелеобразной композиции. Если необходимо, вместе с применением противомикробной композиции можно использовать вакуумную и/или световую обработку. Также можно применять термическую обработку, как до, так и одновременно с или после применения противомикробной композиции.
Один предпочтительный способ обработки туш разбрызгиванием разбавленных композиций по настоящему изобретению включает разбрызгивание на тушу водного спрея при температуре ниже чем около 60°С и давлении, составляющем от около 50 до 500 фунтов на квадратный дюйм избыточного давления, причем спрей содержит эффективное противомикробное количество карбоновой кислоты, эффективное противомикробное количество надкарбоновой кислоты или их смеси и первый и второй стабилизирующие агенты, описанные выше. Эти спреи также могут содержать эффективное количество пероксисоединения, такого как перекись водорода, и других ингредиентов, таких как комплексообразующие агенты и т.д. Воздействие спреем при высоком давлении при водной обработке может устранять микробные популяции путем объединения механического действия спрея с химическим действием противомикробных веществ, что приводит к большему уменьшению таких популяций на поверхности туши.
Все давления представлены в виде фунтов на кв. дюйм избыточного давления (или фунтов на квадратный дюйм избыточного давления). В некоторых вариантах реализации изобретения различают противомикробную «-цидную» или «-статическую» активность, определения которых описывают степень эффективности, и официальные лабораторные протоколы измерения этой эффективности являются важными факторами, которые необходимо учитывать для понимания значимости противомикробных агентов в композиции. Противомикробные композиции могут наносить микробным клеткам повреждения двух типов. Первый представляет собой действительно летальное необратимое воздействие, приводящее к полному разрушению или поражению микробной клетки. Второй тип повреждения клеток является обратимым, так что, если организм освобождается от агента, он снова может размножаться. Первый называется бактериоцидным, а второй бактериостатическим. Средство для санитарной обработки и дезинфицирующее средство по определению представляют собой агенты, которые обеспечивают антибактериальную или бактерицидную активность и могут уменьшать микробную популяцию по меньшей мере в пять раз (т.е. уменьшение на пять log10) через 30 секунд контакта (см. метод АОАС (Ассоциация химиков-аналитиков, состоящих на государственной службе) 960.09).
Способы по настоящему изобретению можно использовать в способах, процессах или методиках, описанных и/или заявленных в патентах США №8017409 и 8236573. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для различных бытовых и промышленных применений, например для снижения микробной или вирусной популяций на поверхности или объекте или в массе или потоке воды. Композиции на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению можно применять в различных местах, включая кухни, ванные комнаты, заводы, больницы, стоматологические кабинеты и предприятия по производству пищевых продуктов, и можно применять для различных твердых или мягких поверхностей, имеющих ровный, неравномерный или пористый рельеф. Пригодные твердые поверхности включают, например, поверхности сооружений (например, полов, окон, раковин, столов, стоек и вывесок); столовые принадлежности; медицинские или хирургические инструменты и устройства с твердой поверхностью; и упаковки с твердой поверхностью. Такие твердые поверхности могут быть получены из различных материалов, в том числе, например, керамики, металла, стекла, дерева или твердого пластика. Пригодные мягкие поверхности включают, например, бумагу; наполнители фильтров, больничные и хирургические полотна и одежду; медицинские или хирургические инструменты и устройства с мягкой поверхностью; и упаковки с мягкой поверхностью. Такие мягкие поверхности могут быть получены из различных материалов, в том числе, например, бумаги, нитей, тканого или нетканого материала, мягкого пластика и эластомеров. Разбавленные (или для применения) композиции можно также применять для таких мягких поверхностей, как поверхности пищевых продуктов и кожа (например, руки). Разбавленные (или для применения) композиции можно применять в качестве пенящегося или непенящегося средства для санитарной обработки или дезинфицирующего средства для объектов окружающей среды.
В других вариантах реализации изобретения композиции на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению можно включать в такие продукты, как стерилизующие средства, средства для санитарной обработки, дезинфицирующие средства, консерванты, дезодоранты, антисептические средства, фунгициды, гермициды, спорициды, вируциды, моющие средства, отбеливающие средства, средства для чистки твердых поверхностей, мыло для рук, безводные антисептические средства для рук и средства для до- или послеоперационной обработки рук.
В других вариантах реализации изобретения композиции на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению можно также использовать в таких ветеринарных продуктах, таких как средства для обработки кожи млекопитающих, или в продуктах для санитарной обработки или дезинфекции заграждений, загонов, мест водопоя животных, и для ветеринарной обработки таких участков, как столы для осмотра и операционные комнаты. Композиции на основе надмуравьиной кислоты можно использовать в противомикробной ножной ванне для домашнего скота или людей.
В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно применять для уменьшения популяции патогенных микроорганизмов, таких как патогенные микроорганизмы людей, животных и тому подобное. Иллюстративные патогенные микроорганизмы включают грибы, плесневые грибы, бактерии, споры и вирусы, например S. aureus, Е. coli, Streptococci, Legionella, Pseudomonas aeruginosa, микобактерии туберкулеза, бактериофаги и тому подобное. Такие патогенные микроорганизмы могут вызывать различные заболевания и расстройства, в том числе мастит и другие заболевания молочных желез млекопитающих, туберкулез и тому подобное. Способы по настоящему изобретению можно использовать для уменьшения популяции микроорганизмов на коже или других внешних поверхностях или поверхностях слизистых оболочек животного. Дополнительно, способы по настоящему изобретению можно использовать для уничтожения патогенных микроорганизмов, которые распространяются по воде, воздуху или по поверхности грунта. Для некоторых применений композиции по настоящему изобретению необходимо применять только для кожи, других внешних поверхностей или поверхностей слизистых оболочек животного, воды, воздуха или поверхности.
В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно также применять для пищевых и растительных объектов для уменьшения микробных популяций на поверхности; на участках для производства или обработки таких пищевых и растительных объектов; или применять для обработки технологических вод вокруг таких участков. Например, способы по настоящему изобретению можно использовать на линиях транспортировки пищевых продуктов (например, в качестве спреев для конвейерных лент); в емкостях с раствором для погружения для очистки обуви и мыться рук; устройствах для хранения пищевых продуктов; системах циркуляции воздуха для предотвращения порчи продуктов; оборудовании для замораживания и охлаждения; охладителях и нагревателях для напитков, бланшировочных машинах, разделочных досках, третьих раковинах трехсекционной мойки и охладителях для мяса или устройствах для шпарки. Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки транспортируемой воды, такой как в подводящих каналах, при транспортировании по трубам, в устройствах для резки, ломтерезальных машинах, бланшировочных машинах, системах для автоклавирования, моечных машинах и т.д. Конкретные пищевые продукты, которые можно обрабатывать с использованием способов по настоящему изобретению, включают яйца, мясо, семена, листья, фрукты и овощи. Конкретные поверхности растений включают как собранные, так и растущие листья, корни, семена, кожуру или скорлупу, стебли, цветоножки, клубни, клубнелуковицы, плоды и тому подобное. Способы по настоящему изобретению также можно использовать для обработки туш животных для уменьшения содержания как патогенных, так и непатогенных микроорганизмов.
В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут быть пригодны для очищения или санитарной обработки емкостей, технологических устройств или оборудования на продовольственных предприятиях или в пищевой промышленности. Способы по настоящему изобретению можно использовать для материалов и оборудования для упаковки пищевых продуктов, включая холодное или горячее асептическое упаковывание. Примеры технологических устройств, для которых можно применять способы по настоящему изобретению, включают молокопровод молочного завода, непрерывную систему пивоварения, линии обработки пищевых продуктов, такие как системы для перекачивания пищевых продуктов и линии для напитков и т.д. С использованием способов по настоящему изобретению можно дезинфицировать изделия продовольственных предприятий. Например, способы по настоящему изобретению также можно использовать в моечных машинах для изделий, моечных машинах для посуды и бутылок, охладителях, нагревателях для бутылок, третьей раковине трехсекционной мойки, резальных устройствах (например, гидроножах, ломтерезальных машинах, устройствах для резки и пилах) и в моечных машинах для яиц. Конкретные обрабатываемые поверхности включают упаковку, такую как картон, бутылки, пленки и полимерные материалы; посуду, такую как стаканы, тарелки, кухонные принадлежности, кастрюли и сковороды; моечные машины для различных изделий; открытые участки поверхностей при приготовлении пищи, такие как раковины, стойки, столы, полы и стены; оборудование для обработки, такое как резервуары, бочки, линии, насосы и шланги (например, технологическое оборудование молочного завода для производства молока, сыра, мороженного и других молочных продуктов); и транспортные средства. Емкости включают стеклянные бутылки, пакеты из ПВХ или полиолефиновой пленки, жестные банки, бутылки из ПЭН или ПЭТ различных объемов (от 100 мл до 2 л и т.д.), емкости для молока вместимостью один галлон, картонные емкости для сока и молока и т.д.
В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению также можно использовать на или в другом промышленном оборудовании и в других промышленных технологических потоках, таких как нагреватели, охлаждающие башни, котлы, вода для автоклавирования, промывные воды, промывные воды для асептического упаковывания и т.д. Способы по настоящему изобретению можно использовать для устранения микроорганизмов и запахов в водах, пригодных для отдыха и спорта, таких как в бассейнах, минеральных источниках, рекреационных каналах и водяных горках, фонтанах и т.д.
В других вариантах реализации изобретения для уменьшения популяции микроорганизмов в воздухе и жидкостях можно использовать фильтр, содержащий композиции на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению. Такой фильтр можно использовать для уничтожения переносимых с водой и по воздуху патогенных микроорганизмов, таких как Legionella.
В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно применять для уменьшения популяции микроорганизмов, плодовых мушек или других личинок насекомых на водоотводной трубе или другой поверхности.
В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению также можно осуществлять путем погружения оборудования для обработки пищевых продуктов в композицию или раствор надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению, замачивания оборудования на период времени, достаточный для санитарной обработки оборудования, и вытирания или слива избыточного количества композиции или раствора с оборудования. Способы по настоящему изобретению можно дополнительно осуществлять путем разбрызгивания на или протирки поверхностей оборудования для обработки пищевых продуктов композицией или раствором надмуравьиной кислоты, выдерживания поверхностей влажными в течение периода времени, достаточного для санитарной обработки поверхностей, и удаления избытка композиции или раствора протиранием, вертикальным сливом, вакуумированием и т.д.
В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно также использовать для санитарной обработки твердых поверхностей, таких как установленное оборудование, кухонные принадлежности, посуда, медицинское оборудование или инструменты и другие твердые поверхности. Способы по настоящему изобретению также можно применять для санитарной обработки загрязненной одежды или текстильных материалов. Композиции на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению можно приводить в контакт с любыми загрязненными поверхностями или предметами при температурах в интервале от около 4°С до около 60°С в течение периода времени, эффективного для санитарной обработки, дезинфекции или стерилизации поверхности или предмета. Например, композиции на основе надмуравьиной кислоты можно вводить в моечную или промывную воду стиральных машин и приводить в контакт с загрязненным текстильным материалом в течение периода времени, достаточного для санитарной обработки текстильного материала. Избыточное количество композиции можно удалять путем промывания или отжима текстильного материала.
В других вариантах реализации изобретения композиции на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению можно применять к микроорганизмам или к загрязненным или очищенным поверхностям, используя различные способы. Эти способы могут работать на объекте, поверхности, в массе или потоке воды или газа и т.д. за счет приведения в контакт объекта, поверхности, массы или потока с разбавленной (или для применения) композицией. Приведение в контакт может включать любой из многочисленных способов применения композиции, такой как разбрызгивание композиции, погружение объекта в композицию, обработка объекта композицией в форме пены или геля или их комбинация.
В других вариантах реализации изобретения композиции на основе надмуравьиной кислоты по настоящему изобретению можно применять для отбеливания массы. Композиции можно применять для обработки отходов. Такие композиции могут включать дополнительный отбеливающий агент.
В других вариантах реализации изобретения другие применения композиций на основе надмуравьиной кислоты для очистки твердых поверхностей включают системы очистки без демонтажа (CIP), системы очистки с предварительным демонтажем (СОР), моечные/дегазационные машины, стерилизаторы, стиральные машины для текстиля, ультра- и нанофильтрационные системы и фильтры воздуха в помещении. Системы СОР могут включать легко доступные системы, в том числе резервуары, сосуды для замачивания, швабры и ведра, резервуары для выдерживания, хирургические умывальники, моечные машины для частей транспортных средств, моечные машины и системы с периодическим действием и тому подобное.
За концентрацией надмуравьиной кислоты и/или перекиси водорода в композициях на основе надмуравьиной кислоы по настоящему изобретению можно наблюдать любым пригодным способом. В некоторых вариантах реализации изобретения за концентрацией надмуравьиной кислоты и/или перекиси водорода в композициях, содержащих надмуравьиную кислоту или перекись водорода, можно наблюдать с использованием методики кинетического анализа, например, иллюстративной методики, описанной в патентах США №8017409 и 8236573. Это можно осуществить, используя различия в скоростях реакции между надмуравьиной кислотой и перекисью водорода при применении, например, забуференного реагента, содержащего йодид, для установления различий между концентрациями надмуравьиной кислоты и перекиси водорода, когда оба эти аналита присутствуют в используемой композиции. Реакция позволяет также определять концентрации надмуравьиной кислоты и/или перекиси водорода в присутствии других дополнительных ингредиентов, таких как подкисляющие агенты, один или более стабилизирующих агентов, неионные поверхностно-активные вещества, неионные поверхностно-активные вещества с донорно-акцепторной связью, анионные поверхностно-активные вещества, амфотерные или амфолитические поверхностно-активные вещества, вспомогательные вещества, растворители, дополнительные противомикробные агенты или другие ингредиенты, которые могут присутствовать в используемой композиции.
Способы обработки биопленки
Еще в одном аспекте настоящее изобретение относится к способу обработки биопленки, который включает приведение биопленки на поверхности в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты в течение периода, достаточного для стабилизации, уменьшения и/или устранения микробной популяции в и/или на указанной обрабатываемой биопленке и/или для стабилизации, уменьшения и/или устранения указанной биопленки на указанной поверхности.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки в любом пригодном месте или окружающей среде. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, расположенной на или внутри окружающей среды человека, такой как биопленка, расположенная на или внутри душевой комнаты или кабины, водопровода, канализационной трубы, на полу, стойке или на или внутри части тела человека. Например, способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, расположенной на или внутри зубного налета, части мочевыводящих путей, части среднего уха или части десны. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, расположенной на или внутри системы водяного охлаждения или нагрева. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, расположенной на или внутри инженерной системы, например трубопровода нефтегазовой промышленности. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, расположенной на или внутри транспортного средства, например автомобиля, лодки или корабля. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, расположенной на или внутри растения. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, расположенной на или внутри потребительского товара, например контактной линзы или пары очков. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, расположенной на или внутри медицинского устройства, например имплантируемого медицинского устройства. Типовые имплантируемые медицинские устройства включают катетер, искусственный клапан сердца или внутриматочное противозачаточное средство. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, расположенной на или внутри мембраны, например ультрафильтрационной мембраны (УФ-мембраны).
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В способах по настоящему изобретению можно использовать любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут включать приведение биопленки на поверхности в контакт с от около 10 млн до около 1000 млн надмуравьиной кислоты, например 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн или 950-1000 млн надмуравьиной кислоты.
Способы по настоящему изобретению могут включать приведение биопленки на поверхности в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут включать приведение биопленки на поверхности в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты в течение от около 1 минуты до около 10 часов, например в течение около 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут, 5 минут, 6 минут, 7 минут, 8 минут, 9 минут, 10 минут, 20 минут, 30 минут, 40 минут, 50 минут, 1 часа, 2 часов, 3 часов, 4 часов, 5 часов, 6 часов, 7 часов, 8 часов, 9 часов или 10 часов. В аспекте изобретения приведение в контакт осуществляют в течение периода времени до распада композиции на основе надмуравьиной кислоты.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, полученной или состоящей из любой микробной популяции. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, полученной из прокариотной микробной популяции, например популяции бактерий или архей. Типовые популяции бактерий включают популяцию Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus mutans, Streptococcus pneumoniae, бактерий Legionella или бактерий Bacillus, например спор p. Bacillus. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно использовать для уменьшения эукариотной микробной популяции, например популяции простейших или грибов. В других вариантах реализации изобретения способ по настоящему изобретению можно использовать для обработки биопленки, полученной или состоящей из вирусной популяции.
Надмуравьиная кислота, используемая в способах по настоящему изобретению, может быть получена с использованием любых пригодных способов, как описано в данном документе в соответствии с данным изобретением. В варианте реализации изобретения надмуравьиную кислоту, используемую в способах по настоящему изобретению, можно получить путем приведения в контакт сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты с перекисью водорода или веществом, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью. Например, надмуравьиная кислота, используемая в способах по настоящему изобретению, может быть получена с использованием любых композиций, образующих надмуравьиную кислоту, описанных выше, или любых способов, описанных выше. В других вариантах реализации изобретения надмуравьиную кислоту, используемую в способах по настоящему изобретению, можно получить in situ для применения образовавшейся надмуравьиной кислоты.
2
22
2
22
В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение биопленки в контакт с С-С перкарбоновой кислотой. Иллюстративные С-С перкарбоновые кислоты включают надуксусную кислоту, надкаприловую кислоту и/или сульфонированную надолеиновую кислоту. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение биопленки в контакт с поверхностно-активным веществом. Иллюстративные поверхностно-активные вещества включают анионное поверхностно-активное вещество, неионное поверхностно-активное вещество, катионное поверхностно-активное вещество, а также амфотерное поверхностно-активное вещество. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение биопленки в контакт с растворителем. Иллюстративные растворители включают спирт, сложный эфир, простой эфир этиленгликоля, амид, углеводород и т.д. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение биопленки в контакт с ферментом.
В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать оценку эффективности способа обработки биопленки. Эффективность способов по настоящему изобретению можно оценить с использованием любых пригодных способов. Например, эффективность способов по настоящему изобретению можно оценить с использованием биопленочного реактора. Иллюстративные биопленочные реакторы включают биопленочный реактор Центра по контролю за заболеваниями (CDC) или биопленочный реактор с вращающимся диском (RDR). Биопленочный реактор может содержать поверхность или круглую пластинку, например пластинку из поликарбоната.
Способы высокоэффективной дезинфекции, например эндоскопа и других повторно использующихся инструментов
Еще в одном аспекте изобретения различные способы обработки с использованием надмуравьиной кислоты, полученной в соответствии со способами по данному изобретению, можно применять для высокоэффективной дезинфекции, включая стерилизацию медицинских устройств. Скорость образования надмуравьиной кислоты in situ особенно благоприятна для применения для высокоэффективной дезинфекции. Дезинфицирующий агент образуется in situ, и он предоставляется по необходимости. Полезно, что в способах, в которых используется высокоэффективный дезинфицирующий агент, не требуются высокие давления и температуры для достижения стерильности. В варианте реализации изобретения поверхность, такую как инструмент, которую необходимо обработать, приводят в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты в течение периода времени, достаточного для стабилизации, уменьшения и/или устранения микробной популяции в и/или на указанной обрабатываемой поверхности или для стабилизации, уменьшения и/или устранения загрязнений и микроорганизмов на указанной поверхности.
В аспекте изобретения способы позволяют видоизменять или повторно использовать поверхность за счет дезинфекции и/или санитарной обработки поверхности, такой как инструмент. Иллюстративные поверхности, включающие инструменты, пригодные для повторной обработки в соответствии с данным изобретением, включают любой инструмент, в том числе медицинские или стоматологические инструменты или устройства, которые получат пользу от очистки композицией в соответствии с настоящим изобретением. Особенно пригодные инструменты включают, но не ограничиваясь ими, диагностические инструменты, устройства для осмотра (например, эндоскопы, стетоскопы и артроскопы) и связанное оборудование и тому подобное или их комбинации. Различные традиционные способы повторной обработки, которые пригодны для использования с надмуравьиной кислотой, образующейся in situ, описаны в патентах США №4721123 и 5310524, каждый из которых включен в данный документ в полном объеме посредством ссылки.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В способах по настоящему изобретению можно использовать любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут включать приведение поверхности в контакт с от около 10 млн до около 1000 млн надмуравьиной кислоты, например 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн или 950-1000 млн надмуравьиной кислоты. В предпочтительном аспекте изобретения способы приведения в контакт обеспечивают от около 10 млн до около 500 млн надмуравьиной кислоты в качестве высокоэффективного дезинфицирующего средства, образующегося in situ за несколько минут.
Способы по настоящему изобретению могут включать приведение поверхности в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут включать приведение поверхности в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты в течение от около 1 минуты до около часа, например в течение около 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут, 5 минут, 6 минут, 7 минут, 8 минут, 9 минут или 10 минут или более. В аспекте изобретения период контакта предпочтительно составляет менее 10 минут, а более предпочтительно - менее 5 минут. В аспекте изобретения приведение в контакт осуществляют в течение периода времени до распада композиции на основе надмуравьиной кислоты.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки поверхности при повторной обработке инструмента, имеющего загрязненную поверхность, содержащую любые пригодные микробные популяции. В некоторых вариантах реализации изобретения способ по настоящему изобретению можно использовать для обработки поверхности, полученной из или содержащей прокариотную микробную популяцию, например популяцию бактерий или архей. Типовые популяции бактерий включают популяцию Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus mutans, Streptococcus pneumoniae, бактерий Legionella или бактерий Bacillus, например спор p. Bacillus. В других вариантах реализации изобретения способ по настоящему изобретению можно использовать для обработки поверхности, полученной из или содержащей эукариотную микробную популяцию, например популяцию простейших или грибов. В других вариантах реализации изобретения способ по настоящему изобретению можно использовать для обработки поверхности, полученной из или содержащей вирусную популяцию.
Надмуравьиная кислота, используемая в способах по настоящему изобретению, может быть получена с использованием любых пригодных способов, описанных в данном документе. В некоторых вариантах реализации изобретения надмуравьиную кислоту, используемую в способах по настоящему изобретению, можно получить путем приведения в контакт сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты с перекисью водорода или веществом, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью. Например, надмуравьиная кислота, используемая в способах по настоящему изобретению, может быть получена с использованием любых композиций, образующих надмуравьиную кислоту, описанных выше, или любых способов, описанных выше. В других вариантах реализации изобретения надмуравьиную кислоту, используемую в способах по настоящему изобретению, можно получить in situ для применения образовавшейся надмуравьиной кислоты.
2
22
2
22
В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение поверхности в контакт с надмуравьиной кислотой и С-С перкарбоновой кислотой. Иллюстративные С-С перкарбоновые кислоты включают надуксусную кислоту, надкаприловую кислоту и/или сульфонированную надолеиновую кислоту. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение поверхности в контакт с поверхностно-активным веществом. Иллюстративные поверхностно-активные вещества включают анионное поверхностно-активное вещество, неионное поверхностно-активное вещество, катионное поверхностно-активное вещество, а также амфотерное поверхностно-активное вещество. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение поверхности в контакт с растворителем. Иллюстративные растворители включают спирт, сложный эфир, простой эфир этиленгликоля, амид, углеводород и т.д. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение поверхности в контакт с ферментом.
Способы по настоящему изобретению можно осуществлять в любом пригодном температурном интервале. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению можно осуществлять при температуре в интервале от около 20°С до около 40°С, например около 20°С-25°С, 25°С-30°С, 30°С-35°С или 35°С-40°С или в условиях окружающей среды.
Способы по настоящему изобретению предпочтительно осуществляют при практически нейтральном pH композиций на основе надмуравьиной кислоты для предупреждения коррозии обрабатываемых поверхностей. В некоторых вариантах реализации изобретения pH составляет около 4-9, 4,5-5,5 и предпочтительно 5,5-6,5. В предпочтительном аспекте изобретения способы осуществляют при практически нейтральном pH и таким образом уменьшают и/или устраняют риск возникновения коррозии на обрабатываемых поверхностях.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Полезно, что способы высокоэффективной дезинфекции пригодны для in situ получения надмуравьиной кислоты в условиях, пригодных для дезинфекции. В аспекте изобртения надмуравьиную кислоту получают и используют за несколько минут на месте использования. В аспекте изобретения по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее 1 минуты приведения в контакт первого реагента и второго реагента. В аспекте изобретения по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее около 55 секунд, 50 секунд или менее, 45 секунд или менее, 40 секунд или менее, 35 секунд или менее, 30 секунд или менее, 25 секунд или менее, 20 секунд или менее, 15 секунд или менее, 10 секунд или менее или 5 секунд или менее. В аспекте изобретения реакция получения жидкости, содержащей по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты, проходит практически мгновенно. В аспекте изобретения по меньшей мере около 100 млн или по меньшей мере около 500 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение около 5 минут или менее приведения в контакт первого реагента и второго реагента. В аспекте изобретения по меньшей мере около 100 млн или 500 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее чем около 4 минут, 3 минут или менее, 2 минут или менее или 1 минуты или менее.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В дополнительных аспектах изобретения композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут быть разработаны так, что образуют жидкость, например раствор, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. Например, первый реагент и второй реагент в композициях по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту, могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость и/или твердое вещество, например раствор, которое содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту, например по меньшей мере около 1 млн, 2 млн, 3 млн, 4 млн, 5 млн, 6 млн, 7 млн, 8 млн, 9 млн, 10 млн, 15 млн, 20 млн, 25 млн, 30 млн, 35 млн, 40 млн, 45 млн, 50 млн, 55 млн, 60 млн, 65 млн, 70 млн, 75 млн, 80 млн, 85 млн, 90 млн, 95 млн, 100 млн, 200 млн, 300 млн, 400 млн, 500 млн, 600 млн, 700 млн, 800 млн, 900 млн, 1000 млн, 2000 млн, 3000 млн, 4000 млн или 5000 млн или более надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В других дополнительных аспектах твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту, например по меньшей мере около 1 млн, 2 млн, 3 млн, 4 млн, 5 млн, 6 млн, 7 млн, 8 млн, 9 млн, 10 млн, 15 млн, 20 млн, 25 млн, 30 млн, 35 млн, 40 млн, 45 млн, 50 млн, 55 млн, 60 млн, 65 млн, 70 млн, 75 млн, 80 млн, 85 млн, 90 млн, 95 млн, 100 млн, 200 млн, 300 млн, 400 млн, 500 млн, 600 млн, 700 млн, 800 млн, 900 млн, 1000 млн, 2000 млн, 3000 млн, 4000 млн или 5000 млн или более надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту.
Способы обработки целевого объекта или поверхности с использованием пропитанной салфетки
Еще в одном аспекте изобретения различные способы обработки с использованием надмуравьиной кислоты, полученной в соответствии со способами по данному изобретению, можно осуществить, используя пропитанную салфетку. Обычно для очистки используют одноразовые материалы. Пригодные материалы включают тканое или нетканое полотно и их различные комбинации. Такие материалы можно пропитывать композициями, образующими надмуравьиную кислоту, в соответствии с данным изобретением или образующейся надмуравьиной кислотой на месте использования для применения с использованием материала. Полученные дезинфицирующие продукты, выполненные из таких пропитанных материалов, приняты в качестве традиционных и удобных средств очистки поверхностей, как описано в публикации патента США №2014/0271762, которая включена в данный документ в полном объеме посредством ссылки.
В варианте реализации изобретения для доставки надмуравьиной кислоты для очистки потребителем в данном изобретении используют изделия из микроволокон, такие как выполненные из отдельных двухкомпонентных волокон полиэфира и полиамида, или, в альтернативном варианте, варианты без полиамида. В аспекте изобретения надмуравьиную кислоту, полученную в соответствии со способами по данному изобретению, используют для покрытия материала для приведения в контакт с поверхностью. В другом аспекте изобретения первый или второй материал для надмуравьиной кислоты, полученной в соответствии со способами по данному изобретению, представляет собой пропитанный материал, который затем приводят в контакт с оставшимися химическими веществами (например, первой или второй композицией, содержащей другой компонент для получения надмуравьиной кислоты) для получения надмуравьиной кислоты на месте использования потребителем.
Надмуравьиная кислота (или первая или вторая композиция для получения надмуравьиной кислоты), нанесенная на материал, может дополнительно необязательно содержать одну или более добавок, таких как ароматизаторы, красители, пигменты, смягчающие агенты, отбеливающие агенты, агенты, снимающие статический заряд, разглаживающие агенты, агенты, устраняющие запах/поглощающие запах, агенты, защищающие от ультрафиолетового излучения, агенты, отпугивающие насекомых, окисляющие агенты, агенты, устраняющие плесень, противоаллергические агенты и их смеси.
В варианте реализации изобретения дезинфицирующие агенты наносят на материал в течение от около 20 секунд, 30 секунд, 45 секунд, 1 минуты, 2 минут, 5 минут, 10 минут и до около 7 дней. Предварительно покрытые салфетки могут продаваться в герметичных контейнерах. Такие предварительно покрытые салфетки можно приводить в контакт с дезинфицирующим агентом в течение секунд, часов или дней, и предпочтительно до одной недели, а именно с надмуравьиной кислотой в соответствии с данным изобретением.
Способы санитарной обработки и дезинфекции кожи и поверхности
Еще в одном аспекте изобретения различные способы обработки с использованием надмуравьиной кислоты, полученной в соответствии со способами по данному изобретению, можно применять для санитарной обработки и дезинфекции кожи, включая, например, способы профилактики мастита. Скорость образования надмуравьиной кислоты in situ особенно благоприятна для применения для дезинфекции кожи. Дезинфицирующий агент образуется in situ, и он предоставляется по необходимости. Полезно, что применение твердых композиций для in situ получения дезинфицирующей надмуравьиной кислоты дает глицерин в качестве уходящей группы, что дополнительно полезно для кожи, обработанной дезинфицирующей композицией. Не ограничиваясь конкретным механизмом действия и/или пользой, глицерин обеспечивает смягчающее действие на обработанную поверхность кожи. В варианте реализации изобретения поверхность, в том числе кожа или другие внешние поверхности или поверхности слизистых оболочек животного, которые необходимо продезинфицировать, приводят в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты в течение периода времени, достаточного для уменьшения и/или устранения микробной популяции на указанной обрабатываемой поверхности.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В способах по настоящему изобретению можно использовать любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты для дезинфекции кожи путем нанесения жидкости, а именно раствора, на поверхность кожи. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут включать приведение поверхности в контакт с от около 10 млн до около 1000 млн надмуравьиной кислоты, например 10-20 млн, 20-30 млн, 30-40 млн, 40-50 млн, 50-60 млн, 60-70 млн, 70-80 млн, 80-90 млн, 90-100 млн, 100-150 млн, 150-200 млн, 200-250 млн, 250-300 млн, 300-350 млн, 350-400 млн, 400-450 млн, 450-500 млн, 500-550 млн, 550-600 млн, 600-650 млн, 650-700 млн, 700-750 млн, 750-800 млн, 800-850 млн, 850-900 млн, 900-950 млн или 950-1000 млн надмуравьиной кислоты. В предпочтительном аспекте изобретения способы приведения в контакт обеспечивают от около 10 млн до около 500 млн надмуравьиной кислоты в качестве дезинфицирующего средства, образующегося in situ за несколько минут.
Способы по настоящему изобретению могут включать приведение поверхности в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут включать приведение поверхности в контакт с эффективным количеством надмуравьиной кислоты в течение от около 1 минуты до около часа, например в течение около 1 минуты, 2 минут, 3 минут, 4 минут, 5 минут, 6 минут, 7 минут, 8 минут, 9 минут или 10 минут или более. В аспекте изобретения период контакта предпочтительно составляет менее 10 минут, а более предпочтительно - менее 5 минут. В аспекте изобретения приведение в контакт осуществляют в течение периода времени до распада композиции на основе надмуравьиной кислоты.
Способы по настоящему изобретению можно использовать для обработки поверхности, в том числе кожи, имеющей загрязненную поверхность, содержащую любые пригодные микробные популяции. В некоторых вариантах реализации изобретения способ по настоящему изобретению можно использовать для обработки поверхности, полученной из или содержащей прокариотную микробную популяцию, например популяцию бактерий или архей. Иллюстративные популяции бактерий включают популяцию Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysagalactiae и Streptococcus uberis. Способы пригодны для дезинфекции от распространенных патогенных микроорганизмов, вызывающих мастит, в том числе как контагиозных патогенных микроорганизмов, так и микроорганизмов, находящихся в окружающей среде. Контагиозные бактерии, такие как Streptococcus agalactiae и Staphylococcus aureus, как правило, колонизируются на участках тканей хозяина, таких как молочные железы, сосковые протоки, поражения кожи сосков и т.д., и распространяются от одной инфицированной коровы к другой в процессе доения. Бактерии из окружающей среды, часто стрептококки, энтерококки и кишечные палочки, обычно присутствуют в среде, окружающей коров, из таких источников, как фекалии коров, грунт, растительный материал, подстилка или вода, и инфицирование происходит при случайном оппортунистическом контакте с животным в течение периода между доениями.
Способы дезинфекции поверхности кожи могут включать приведение поверхности в контакт с эффективным количеством дезинфицирующей композиции с помощью различных способов. В аспекте изобретения дезинфицирующую композицию можно приводить в контакт с поверхностью путем погружения поверхности кожи (такой как соски) в раствор, разбрызгивания раствора на поверхность или погружения в пену, полученную из раствора. В предпочтительном аспекте изобретения способ обработки сосков животных, вырабатывающих молоко, включает нанесение эффективного количества дезинфицирующей композиции путем погружения сосков в раствор, разбрызгивания раствора на соски или погружения в пену, полученную из раствора.
Надмуравьиная кислота, используемая в способах по настоящему изобретению, может быть получена с использованием любых пригодных способов, описанных в данном документе. В некоторых вариантах реализации изобретения надмуравьиную кислоту, используемую в способах по настоящему изобретению, можно получить путем приведения в контакт сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты с перекисью водорода или веществом, которое образует перекись водорода при контакте с жидкостью. Например, надмуравьиная кислота, используемая в способах по настоящему изобретению, может быть получена с использованием любых композиций, образующих надмуравьиную кислоту, описанных выше, или любых способов, описанных выше. В других вариантах реализации изобретения надмуравьиную кислоту, используемую в способах по настоящему изобретению, можно получить in situ для применения образовавшейся надмуравьиной кислоты.
В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение поверхности в контакт с многоатомным спиртом, в том числе многоатомным спиртом для ухода за кожей, или другим смягчающим и/или увлажняющим агентом. В аспекте изобретения смягчающий и/или увлажняющий агент вводят в состав с дезинфицирующим агентом для смазывания, увлажнения и общего уменьшения и способствования заживлению раздражения на обрабатываемой поверхности, которое может возникать или из-за дезинфицирующего агента, или из-за применяемого механического действия, или вследствие условий окружающей среды, таких как переохлаждение под действием ветра, обезвоживание, трение и солнечный ожог. В настоящем изобретении можно использовать любой растворимый или диспергируемый в воде агент по уходу за кожей. В изобретении пригодны такие соединения, как многоатомные спирты, в том числе глицерин, сорбит, маннит и пропиленглиголь и его гомополимеры; сложные эфиры жирных кислот и простых одноатомных спиртов, в том числе изопропилпальмитат или изопропилмиристат и подобные сложные эфиры; сложные эфиры жирных кислот и многоатомных спиртов; и этоксилированные ланолины, растительные масла и подобные продукты, полученные из природных источников, таких как алоэ. Предпочтительные смягчающие агенты, которые можно использовать в изобретении, включают глицерин, сорбит и пропиленгликоль.
В предпочтительном аспекте изобретения многоатомные спирты включают глицерин, пропиленгликоль, сорбит, полиглицерин и их смеси. В предпочтительном аспекте изобретения поверхность приводят в контакт с дезинфицирующей жидкостью, в том числе раствором, содержащей надмуравьиную кислоту и многоатомный спирт в количестве от около 0,5% масс. до около 50% масс. от массы дезинфицирующей жидкости. В предпочтительном аспекте изобретения поверхность приводят в контакт с дезинфицирующей жидкостью, в том числе раствором, содержащей надмуравьиную кислоту и многоатомный спирт в количестве от около 1% масс. до около 10% масс. от массы дезинфицирующей жидкости.
2
22
2
22
В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение поверхности в контакт с надмуравьиной кислотой и С-С перкарбоновой кислотой. Иллюстративные С-С перкарбоновые кислоты включают надуксусную кислоту, надкаприловую кислоту и/или сульфонированную надолеиновую кислоту. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение поверхности в контакт с поверхностно-активным веществом. Иллюстративные поверхностно-активные вещества включают анионное поверхностно-активное вещество, неионное поверхностно-активное вещество, катионное поверхностно-активное вещество, а также амфотерное поверхностно-активное вещество. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение поверхности в контакт с растворителем. Иллюстративные растворители включают спирт, сложный эфир, простой эфир этиленгликоля, амид, углеводород и т.д. В других вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение поверхности в контакт с ферментом.
В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение поверхности в контакт с композицией на основе надмуравьиной кислоты, дополнительно содержащей агенты, смачивающие поверхность. Поверхностно-активное вещество или поверхностно-активная добавка по настоящему изобретению может быть выбрана из совместимых растворимых в воде или диспергируемых в воде неионных или анионных поверхностно-активных агентов; или смесей из каждого или обоих типов. Неионные и анионные поверхностно-активные вещества характеризуются разнообразным и широким представлением на рынке, низкой ценой; и, что самое важное, превосходным моющим действием, что означает смачивание поверхности. Действие поверхностно-активных или «смачивающих агентов» заключается в усилении проникающей активности по данному изобретению в ткань, имеющую риск воздействия патогенных микроорганизмов, вызывающих мастит. Неионные поверхностно-активные вещества, пригодные в изобретении, как правило, характеризуются присутствием органической гидрофобной группы и органической гидрофильной группы, и их, как правило, получают конденсацией органического алифатического, алкилароматического или полиоксиалкиленового гидрофобного соединения с гидрофильным алкиленоксидным фрагментом, который обычно представляет собой этиленоксид или продукт его полигидратации, полиэтиленгликоль. Практически любое гидрофобное соединение, содержащее гидроксильную, карбоксильную, аминную или амидную группу с реакционноспособным атомом водорода, можно конденсировать с этиленоксидом или его аддуктами полигидратации, или его смесями с алкоксиленами, такими как пропиленоксид, с получением неионного поверхностно-активного агента. Длину гидрофильного полиоксиалкиленового фрагмента, который конденсируют с каким-либо конкретным гидрофобным соединением, можно легко регулировать для получения диспергируемого в воде или растворимого в воде соединения, имеющего желаемое соотношение между гидрофильными и гидрофобными свойствами.
Также пригодными в настоящем изобретении являются поверхностно-активные вещества, которые можно отнести к группе анионных поверхностно-активных веществ, поскольку заряд на гидрофобном фрагменте отрицательный; или поверхностно-активные вещества, в которых гидрофобный фрагмент молекулы не имеет заряда помимо случаев, когда pH повышают до нейтральных значений или выше (например, карбоновые кислоты). Карбоксилат, сульфонат, сульфат или фосфат представляют собой полярные (гидрофильные) придающие растворимость группы, присутствующие в анионных поверхностно-активных веществах. Среди катионов (противоионов), связанных с этими полярными группами, натрий, литий и калий придают растворимость в воде и являются наиболее предпочтительными в композициях по настоящему изобретению. Примеры пригодных синтетических водорастворимых анионных соединений представляют собой соли щелочных металлов (таких как натрий, литий и калий) или сульфонаты, содержащие алкильную и одноядерную ароматическую группу, такие как алкилбензолсульфонаты, содержащие от около 5 до около 18 атомов углерода в алкильной группе с неразветвленной или разветвленной цепью, например соли алкилбензолсульфонатов или алкилнафталинсульфоната, диалкилнафталинсульфоната и алкоксилированные производные. Другие анионные моющие средства представляют собой олефинсульфонаты, в том числе длинноцепочечные алкенсульфонаты, длинноцепочечные гидроксиалкансульфонаты или смеси алкенсульфонатов, и гидроксиалкансульфонатов, и алкилполи(этиленокси)эфирсульфонатов. Также включены алкилсульфаты, алкилполи(этиленокси)эфирсульфаты и ароматические поли(этиленокси)сульфаты, такие как сульфаты или продукты конденсации этиленоксида и нонилфенола (обычно содержащие от 1 до 6 оксиэтиленовых групп на молекулу).
В аспекте изобретения в качестве смачивающих агентов применяют поверхностно-активные вещества, подверженные окислению или кислотному гидролизу. Иллюстративные поверхностно-активные вещества, которые подвержены окислению, включают поверхностно-активные вещества на основе полиэтиленгликоля, поверхностно-активные вещества на основе полиглицерина, многоатомных спиртов и их смеси. Иллюстративные поверхностно-активные вещества включают этоксилаты спиртов, сополимеры ЭО/ПО, примерами которых являются полоксамеры, поверхностно-активные вещества сложные эфиры глицерина и полиглицерина, поверхностно-активные вещества полисорбаты, примерами которых являются поверхностно-активные вещества Tween, и поверхностно-активные вещества на основе сахаров, примерами которых являются алкилполиглюкозиды, такие как поверхностно-активные вещества Glucopon. Дополнительное описание пригодных смачивающих агентов представлено в патенте США №6749869 и переизданном патенте № RE41279E, каждый из которых включен в данный документ в полном объеме посредством ссылки. Полезно, что дезинфицирующие композиции стабильны в присутствии композиций на основе надмуравьиной кислоты, получаемых in situ, в отличие от традиционных пищевых или благоприятных для кожи поверхностно-активных веществ, которые не являются стабильными в сильно окислительных средах или средах с очень низкими pH традиционных равновесных или концентрированных надкислот.
В некоторых вариантах реализации изобретения способы по настоящему изобретению могут дополнительно включать приведение поверхности в контакт с композицией на основе надмуравьиной кислоты, дополнительно содержащей краситель или окрашивающее вещество. В аспекте изобретения надмуравьиную кислоту дезинфицирующей композиции объединяют с красителем или окрашивающим веществом для обеспечения механизма цветовой маркировки дезинфицирующей композиции. Полезно, что надмуравьиная кислота, полученная in situ, не имеет срока хранения и несовместимости с традиционными окрашивающими веществами, как ожидается для традиционных равновесных или концентрированных систем, содержащих перкислоты. В аспекте изобретения краситель или окрашивающее вещество представляет собой пищевой краситель и/или краситель, добавляемый к лекарственным препаратам. В аспекте изобретения краситель или окрашивающее вещество не представляет собой цветоизменяющую или индикаторную систему. В аспекте изобретения комплексы йода обладают преимуществом, которое заключается в том, что они являются хромофорными, т.е. легко видимыми при нанесении на кожу. Другие противомикробные агенты не обладают этим свойством; следовательно, композиции по данному изобретению могут содержать растворимый или диспергируемый в воде окрашивающий агент (краситель, или пигмент, или смесь), который делает композицию хромофорной, резко контрастирующей с кожей соска и позволяющей животноводу стада молочного скота визуально определить, что соски были обработаны.
В дополнительных аспектах изобретения дезинфицирующие композиции могут содержать любое количество необязательных ингредиентов. Обычно в соответствии с данным изобретением в данную композицию могут быть включены вспомогательные вещества для составов, которые помогают осуществлять изобретение в отношении физической и химической стабильности, образования защитной пленки, сохранения здоровья кожи или сосков, параметров, физической формы и анестезирования процесса обработки. Конечно эти функции могут осуществлять только уже описанные ингредиенты композиции или их смеси; однако может случиться, что состав, или применение, или рабочая ситуация могут потребовать дополнительный эффект, который может быть осуществлен путем введения дополнительного неорганического или органического агента или агентов и их смесей в композицию.
Композиции по данному изобретению могут необязательно содержать лекарственные средства, например солнцезащитные средства, такие как парааминобензойная кислота, и заживляющие агенты, такие как аллантоин или мочевина, для обеспечения лечебного действия и стимуляции образования новой ткани; консерванты, такие как метилпарабен, пропилпарабен, сорбиновая и бензойная кислота и их соли для замедления роста бактерий и продления срока хранения; антиоксиданты, такие как БГТ (бутилированный гидрокситолуол), БГА (бутилированный гидроксианизол), ТБГХ (трет-бутилгидрохинон) или пропилгаллат для замедления окислительного или гидролитического распада; комплексообразующие агенты, такие как аминополиацетаты, полифосфонаты, аминополифосфонаты, поликарбоксилаты и конденсированные фосфаты; диспергирующие или суспендирующие агенты, являющиеся полиэлектролитами, такие как полиакрилат и подобные поликарбоксилаты гомополимерной или сополимерной структуры; и агенты, используемые при производственном технологическом процессе, например пеногасящие добавки, применяемые для облегчения гомогенизации и перемешивания.
В данные композиции можно включать большое количество различных ингредиентов, пригодных для дезинфицирующей обработки кожи, в том числе для профилактики мастита. Предполагается, что этот перечень не является исчерпывающим, и другие необязательные ингредиенты, которые, возможно, не были перечислены, но которые хорошо известны в данной области техники, также можно использовать в композиции. Эти примеры не предназначены для ограничения каким-либо образом. В некоторых случаях некоторые отдельные вспомогательные вещества могут входить в различные категории. Применяемые вспомогательные вещества должны быть выбраны так, чтобы не оказывать отрицательного влияния на противомикробное действие композиции и не приводить к физической или химической нестабильности продукта.
Способы по настоящему изобретению можно осуществлять в любом пригодном температурном интервале, как описано в данном документе. В общем, pH профилактической обработки от мастита у коров может изменяться от низкого, составляющего около 2,0, до максимального, составляющего приблизительно 11,0, главным образом в зависимости от выбора противомикробного агента, который включают в композицию, поскольку оптимальная эффективность обычно наблюдается в конкретном узком интервале pH. Следовательно, буферный агент или систему выбирают соответствующим образом. Способы по настоящему изобретению предпочтительно осуществляют при слегка щелочном pH или практически нейтральном pH композиций на основе надмуравьиной кислоты. В некоторых вариантах реализации изобретения pH составляет около 2-9, 3-8 и предпочтительно 4-7.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Полезно, что способы дезинфекции пригодны для in situ получения надмуравьиной кислоты в условиях, пригодных для дезинфекции. В аспекте изобретения надмуравьиную кислоту получают и используют за несколько минут на месте использования. В аспекте изобретения по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее 1 минуты приведения в контакт первого реагента и второго реагента. В аспекте изобретения по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее около 55 секунд, 50 секунд или менее, 45 секунд или менее, 40 секунд или менее, 35 секунд или менее, 30 секунд или менее, 25 секунд или менее, 20 секунд или менее, 15 секунд или менее, 10 секунд или менее или 5 секунд или менее. В аспекте изобретения реакция получения жидкости, содержащей по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты, проходит практически мгновенно. В аспекте изобретения по меньшей мере около 100 млн или по меньшей мере около 500 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение около 5 минут или менее приведения в контакт первого реагента и второго реагента. В аспекте изобретения по меньшей мере около 100 млн или 500 млн надмуравьиной кислоты образуется в течение менее около 4 минут, 3 минут или менее, 2 минут или менее или 1 минуты или менее.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В дополнительных аспектах изобретения композиции по настоящему изобретению, образующие надмуравьиную кислоту, могут быть разработаны так, что образуют жидкость, например раствор, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. Например, первый реагент и второй реагент в композициях по настоящему изобретению, образующих надмуравьиную кислоту, могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость и/или твердое вещество, например раствор, которое содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения первый реагент и второй реагент могут быть разработаны так, что при контакте друг с другом образуют жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту, например по меньшей мере около 1 млн, 2 млн, 3 млн, 4 млн, 5 млн, 6 млн, 7 млн, 8 млн, 9 млн, 10 млн, 15 млн, 20 млн, 25 млн, 30 млн, 35 млн, 40 млн, 45 млн, 50 млн, 55 млн, 60 млн, 65 млн, 70 млн, 75 млн, 80 млн, 85 млн, 90 млн, 95 млн, 100 млн, 200 млн, 300 млн, 400 млн, 500 млн, 600 млн, 700 млн, 800 млн, 900 млн, 1000 млн, 2000 млн, 3000 млн, 4000 млн или 5000 млн или более надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В других дополнительных аспектах изобретения твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит любую пригодную концентрацию надмуравьиной кислоты в течение любого пригодного периода времени. В некоторых вариантах реализации изобретения твердая композиция может быть разработана так, что при контакте с жидкостью образует жидкость, например раствор, которая содержит по меньшей мере около 1 млн надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту, например по меньшей мере около 1 млн, 2 млн, 3 млн, 4 млн, 5 млн, 6 млн, 7 млн, 8 млн, 9 млн, 10 млн, 15 млн, 20 млн, 25 млн, 30 млн, 35 млн, 40 млн, 45 млн, 50 млн, 55 млн, 60 млн, 65 млн, 70 млн, 75 млн, 80 млн, 85 млн, 90 млн, 95 млн, 100 млн, 200 млн, 300 млн, 400 млн, 500 млн, 600 млн, 700 млн, 800 млн, 900 млн, 1000 млн, 2000 млн, 3000 млн, 4000 млн или 5000 млн или более надмуравьиной кислоты в течение периода контакта, составляющего 1 минуту.
Способы обработки изделий, нуждающихся в стирке
В аспекте изобретения композиции на основе надмуравьиной кислоты пригодны для обработки загрязнений, нуждающихся в стирке, и очистки изделий, например текстильных изделий, которые стали загрязненными. В аспекте изобретения дополнительные функциональные ингредиенты, в том числе приведенные в публикации США №2013/0247308 (которая включена в данный документ в полном объеме посредством ссылки), можно необязательно использовать в комбинации с композициями на основе надмуравьиной кислоты, описанными в данном документе, для стирки. Композиции по настоящему изобретению или в комбинации в дополнительными функциональными ингредиентами, или отдельно, и/или в комбинации с дополнительными очищающими агентами можно использовать для удаления пятен из традиционных текстильных изделий, включая, но не ограничиваясь ими, хлопчатобумажную ткань, смешанный поликоттон, шерсть и полиэстеры. Композиции можно использовать на любом предмете или изделии, выполненном из или включающем текстильные материалы, тканые материалы, нетканые материалы и трикотажные материалы. Текстильные материалы могут включать натуральные или синтетические волокна, такие как шелковые волокна, льняные волокна, хлопковые волокна, полиэстеровые волокна, полиамидные волокна, такие как нейлон, акриловые волокна, ацетатные волокна и их смеси, в том числе смеси хлопка и полиэстера. Волокна могут быть обработанными или необработанными.
Предмет для стирки может быть обработан в стиральной машине, такой как моечная машина или туннельная моечная машина. Моечная машина, которую можно использовать, содержит барабан, имеющий внутреннюю часть для удерживания изделий для стирки, двигатель, сконструированный и установленный так, чтобы вращать барабан, подвод воды для введения воды в пространство барабана, подвод химических веществ для введения химических веществ в пространство барабана; отверстие для стока, позволяющий жидкости стекать из пространства барабана, и процессорный блок, сконструированный для управления моечной машиной. Процессорный блок может быть сконструирован так, что обеспечивает цикл стирки изделий, требующих стирки, с раствором очищающей и дезинфицирующей композиции на основе первого компонента, цикл промывания для удаления по меньшей мере части используемого раствора моющего средства и цикл обработки для обработки изделий для стирки отбеливающей композицией на основе второго компонента.
В традиционных промышленных и/или коммерческих способах применения для стирки композиции на основе надмуравьиной кислоты можно использовать для удаления загрязнений из текстильных материалов как в, так и вне стиральной машины при применении способа удаления загрязнений при стирке. В некоторых аспектах изобретения когда композицию применяют вне стиральной машины, ее используют в виде концентрированного состава. В других аспектах изобретения, когда композицию применяют в стиральной машине, ее используют в виде разбавленного (или сильно разбавленного) состава, как, например, в составе моющего раствора стиральной машины для устранения загрязнений из текстиля.
В традиционной промышленной машинной стирке текстильные материалы для очищения можно подвергать нескольким стадиям обработки в стиральных машинах промышленного типа. Иллюстративные стадии обработки включают стадию замачивания или предварительной стирки, стадию стирки (например, стадию обработки мылом и мыльной пеной), стадию полоскания для удаления моющей жидкости, содержащей загрязнения, стадию отбеливания (отдельную или в комбинации со стадией стирки), несколько необязательных стадий полоскания для удаления отбеливающей композиции, необязательную стадию подкисления для регулирования pH, стадию смягчения и стадию отжима, которая часто включает вращение текстильных изделий, для устранения воды. Композиции по данному изобретению можно применять в таких иллюстративных традиционных стадиях предварительной стирки или замачивания, стадиях стирки, и/или в альтернативном варианте их можно использовать в стадиях стирки, которые отличаются от таких традиционных процессов. Дополнительно, композиции по данному изобретению можно применять с разнообразными стиральными машинами, в том числе промышленными, коммерческими и/или потребительскими машинами (например, бытовыми стиральными машинами и/или стиральными машинами для домашнего использования).
Способ обработки изделий для стирки в соответствии с данным изобретением может быть представлен как часть общего способа очищения изделий по данному изобретению. Следовательно, как часть процесса очищения изделий для стирки, композиции по настоящему изобретению можно использовать отдельно для обработки изделий, например текстильных изделий, или можно использовать в сочетании с традиционными моющими средствами, пригодными для изделий, которые необходимо обработать. Процесс очищения изделий для стирки в соответствии с данным изобретением может включать удаление загрязнений, удаление пятен или предупреждение появления пятен и/или уменьшение популяции микроорганизмов. Композиции по данному изобретению можно использовать с традиционными моющими средствами различными способами. Такие составы могут содержать, например, моющее средство для стадии предварительной стирки или замачивания и/или стадии обработки мылом/мыльной пеной/отбеливания. В других вариантах реализации изобретения композиции по данному изобретению можно использовать для обработки изделия как добавку отдельно от традиционного моющего средства. Композиции могут быть представлены в форме концентрата, который разбавляют водой, чтобы получить раствор для применения. Как альтернативный вариант композиции могут быть представлены в форме раствора для применения (уже разбавленного водой). При использовании в виде отдельной добавки, композиции по настоящему изобретению можно приводить в контакт с изделием, которое необходимо обработать, в любой момент времени. Например, соединения и композиции по данному изобретению можно приводить в контакт с изделием до, после или практически одновременно с приведением изделий в контакт с выбранным моющим средством.
Для стирки изделий можно использовать растворы для применения. В аспекте изобретения композиции можно применять на стадии предварительной стрики (например, с нагреванием до около 40-50°С). В некоторых аспектах изобретения для стадии предварительной стирки с подогревом используют малые количества воды. После удаления избытка жирных и маслянистых загрязнений с поверхности изделия, его можно тщательно стирать на основной или обычной стадии обработки мыльной пеной (т.е. на стадии стирки) с использованием моющих средств, отбеливающих агентов и/или щелочных добавок. В таких вариантах реализации изобретения композиции приводят в контакт с изделием до того, как изделия приводят в контакт с выбранным моющим средством, например на стадии замачивания или предварительной стирки, причем изделия изначально приводят в контакт с композицией по данному изобретению для превращения в эмульсию загрязнений на материале. Эта стадия может включать период контакта, составляющий по меньшей мере несколько минут. Эта стадия может необязательно включать использование добавки или компонента композиций для обеспечения источника подщелачивания, например для повышения значения pH от нейтрального до щелочного pH, включая, например, значение pH, составляющее по меньшей мере 10, или по меньшей мере 11, или выше. Эту стадию можно осуществлять в широком интервале температур.
В варианте реализации изобретения композиции обеспечивают пригодную стадию отбеливания и могут быть объединены с дополнительной стадией отбеливания и/или уничтожения микроорганизмов. Эта стадия отбеливания и уничтожения микроорганизмов может следовать за или предшествовать стадиям стирки изделий с помощью композиции по данному изобретению и слива и/или смыва раствора композиции с изделия для стирки. Для других применений ожидается, что стадию отбеливания и уничтожения бактерий можно осуществлять одновременно со стадией стирки. Ожидается, что в ситуациях, когда загрязнение относительно слабое, преимущество может давать объединение стадии стирки, в которой используется эмульгирующая способность композиции по данному изобретению, со стадией отбеливания и уничтожения микроорганизмов. Следовательно, стадия отбеливания и уничтожения микроорганизмов может включать стадию устранения загрязнений, и/или ее можно осуществлять до или после стадии устранения загрязнений.
В аспекте изобретения композиция особенно пригодна для использования в качестве добавочной композиции в обычном процессе мытья / стирки. Например, как описано в данном документе, композиции можно применять в качестве отбеливающего агента или вспомогательного агента для обычной мыльной воды (обычный процесс мытья / стирки), которая уже содержит основное моющее средство, подщелачивающий агент и/или, возможно, отбеливающий агент. Такие иллюстративные способы раскрыты в данном документе для описания изобретения. Дополнительное описание пригодных способов стирки, в которых можно использовать композиции по настоящему изобретению, приведено, например, в заявке на патент США №12/726073, которая включена в данный документ в полном объеме посредством ссылки.
В аспекте изобретения композицию на основе надмуравьиной кислоты применяют при значении pH в растворе для применения, таком как в барабане моечной машины или туннельной моечной машины, составляющем от около 7 до около 14, от около 7 до около 13, от около 7 до около 12, от около 7 до около 11, от около 7 до около 10, от около 7 до около 9 или от около 7 до около 8.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры включены только с иллюстративной целью и не предназначены для ограничения объема изобретения.
Пример 1. Пергидролиз различных сложных эфиров
-1
Пятьдесят (50) млн различных сложных эфиров, имеющих следующие структуры:
-1
2
2
3
2
3
добавляли к раствору, содержащему 150 млн HO, с pH 8,5 (ДИ воду подщелачивали добавлением 3,0 г NaHCO на литр воды, а затем корректировали pH с помощью NaCO), соответственно, в условиях окружающей среды. Концентрацию надкарбоновых кислот определяли с помощью метода йодометрического титрования. Результаты представлены в Таблице 1 ниже и показаны на Фиг. 1.
Как показано в Таблице 1, сложный эфир формиат глицерина обладает тем преимуществом, что обеспечивает быстрое образование надмуравьиной кислоты. Исходная точка измерения образования перкислоты составляла 1 минуту, однако в соответствии с изобретением образование происходит практически мгновенно. Как показано, в исследуемых условиях (т.е. низкие pH) надмуравьиная кислота образовывалась только из формиатов глицерина, тогда как в тех же условиях при использовании как этилформиата, так и триацетина образование надкислоты не было обнаружено.
Скорость образования надмуравьиной кислоты из сложного эфира формиата глицерина отличается от
той, которая представлена для сложного эфира этилформиата, что, например, описано в патентах США №5840343 и 5635195, использующих сложные эфиры муравьиной кислоты (а именно этилформиат, метилформиат и пропилформиат), которые оказались неспособными образовывать надмуравьиную кислоту, несмотря на высокую скорость превращения в надмуравьиную кислоту, что изложено в заявленном изобретении и оценено в этом примере.
Пример 2. Пергидролиз различных сложных эфиров многоатомных спиртов и муравьиной кислоты
-1
-1
2
2
3
2
3
Пятьдесят (50) млн различных сложных эфиров муравьиной кислоты добавляли к раствору, содержащему 150 млн HO, с pH 8,5 (ДИ воду подщелачивали добавлением 3,0 г NaHCO на литр воды, а затем корректировали pH с помощью NaCO), соответственно, в условиях окружающей среды. Концентрацию надкарбоновых кислот определяли с помощью метода йодометрического титрования. Результаты представлены в Таблице 2 ниже и показаны на Фиг. 2.
Пример 3. Пергидролиз формиатов глицерина при различных pH
-1
-1
2
2
3
2
3
Пятьдесят (50) млн формиатов глицерина добавляли к растворам, содержащим 150 млн HO, с различными значениями pH (ДИ воду подщелачивали добавлением 3,0 г NaHCO на литр воды, а затем корректировали pH с помощью NaCO) в условиях окружающей среды. Концентрацию надкарбоновых кислот определяли с помощью метода йодометрического титрования. Результаты представлены в Таблице 3 ниже и показаны на Фиг. 3.
Пример 4. Образование надмуравьиной кислоты при повторяющемся добавлении формиатов глицерина
-1
2
2
3
2
3
Формиаты глицерина добавляли в различные моменты времени к раствору, содержащему 150 млн HO, с pH 8,0 (ДИ воду подщелачивали добавлением 3,0 г NaHCO на литр воды, а затем корректировали pH с помощью NaCO) в условиях окружающей среды. Концентрации образовавшихся надкарбоновых кислот определяли с помощью метода йодометрического титрования. Результаты представлены в Таблице 4 ниже и показаны на Фиг. 4.
Пример 5. Пергидролиз формиата глицерина в присутствии фермента
-1
-1
-1
2
2
3
2
3
Пятьдесят (50) млн формиатов глицерина добавляли к раствору, содержащему 150 млн HO, с pH 8,0 (ДИ воду подщелачивали добавлением 3,0 г NaHCO на литр воды, а затем корректировали pH с помощью NaCO) в присутствии 10 млн (как продукт) различных ферментов в условиях окружающей среды. Концентрации образовавшихся надкарбоновых кислот определяли с помощью метода йодометрического титрования. Результаты представлены в Таблице 5 ниже и показаны на Фиг. 5.
Пример 6. Суспензионный тест НМК, полученной при пергидролизе формиатов глицерина, при использовании в охлаждающих башнях
Противомикробную эффективность надмуравьиной кислоты, полученной при пергидролизе формиатов глицерина, исследовали по отношению к псевдомонадам в образцах охлаждающей воды как при 25°С, так и при 37°С наряду с надуксусной кислотой (НУК) в качестве контроля, и результаты приведены в Таблицах 6 и 7 ниже.
Пример 7. Исследование дезинфицирующих свойств надмуравьиной кислоты, полученной при пергидролизе, в высокой концентрации по отношению к различным микроорганизмам
Противомикробную эффективность НМК, полученной при пергидролизе формиатов глицерина, исследовали по отношению к различным микроорганизмам в соответствии со стандартным протоколом исследования дезинфицирующих свойств с использованием высоких концентраций дезинфицирующего агента, и результаты приведены в Таблице 8 ниже.
Пример 8. Получение сложных эфиров многоатомных спиртов и муравьиной кислоты Получение формиатов глицерина
В трехгорлую колбу вместимостью 100 мл, оснащенную насадкой для вакуумной перегонки, помещали 25 г (0,27 моль) глицерина, затем добавляли 54 г (1,17 моль) муравьиной кислоты. Перемешивая на магнитной мешалке, колбу медленно нагревали до 140°С на масляной бане. Воду, образующуюся в процессе реакции, вместе с некоторым количеством муравьиной кислоты начинали отгонять, когда температура раствора достигала ~ 115°С. Когда реакция завершилась (что подтверждалось прекращением поступления дистиллята), подключали насос для вакуумной перегонки для удаления остаточного количества воды и муравьиной кислоты из раствора, что давало 24 г жидкости без запаха и цвета. ЯМР-анализ показал, что продукт представляет собой смесь моно-, ди- и триформиатов глицерина.
Получение формиатов D-маннита
Двадцать (20) грамм D-маннита растворяли в 60,65 г 99%-ной муравьиной кислоты в короткогорлой круглодонной колбе вместимостью 100 мл, оснащенной приспособлением для вакуумной перегонки и магнитной мешалкой. Колбу медленно при перемешивании нагревали до 120°С на масляной бане. Воду, образующуюся в процессе реакции, и некоторое избыточное количество муравьиной кислоты медленно отгоняли. Когда дистиллят прекращал образовываться, остаточную воду и муравьиную кислоту удаляли с помощью вакуумной перегонки. Было получено 25 г вязкой жидкости без запаха и цвета. Полученная жидкость медленно превращалась в белое твердое вещество при хранении в условиях окружающей среды. Твердое вещество дополнительно очищали путем промывания этилацетатом. Полученное таким образом твердое вещество имеет точку плавления выше 50°С и растворимо в воде. ЯМР-анализ показал, что продукт представляет собой смесь моно-, ди-, три-, тетра-, пента- и гексаформиатов маннита.
Получение формиатов пентаэритрита
Сорок (40) грамм пентаэритрита растворяли в 108 г 99%-ной муравьиной кислоты в короткогорлой круглодонной колбе вместимостью 250 мл, оснащенной приспособлением для вакуумной перегонки и магнитной мешалкой. Колбу медленно при перемешивании нагревали до 120°С на масляной бане. Воду, образующуюся в процессе реакции, и некоторое избыточное количество муравьиной кислоты медленно отгоняли. Когда дистиллят прекращал образовываться, остаточную воду и муравьиную кислоту удаляли с помощью вакуумной перегонки. Было получено 39 г вязкой жидкости без запаха и цвета. Полученная жидкость медленно превращалась в белое твердое вещество при хранении в условиях окружающей среды. Твердое вещество дополнительно очищали путем промывания этилацетатом. Полученное таким образом твердое вещество имеет точку плавления ниже 50°С и растворимо в воде. ЯМР-анализ показал, что продукт представляет собой смесь моно-, ди-, три- и тетраформиатов пентаэритрита.
Получение гексаформиата маннита
Двадцать (20) грамм D-маннита растворяли в 95 г 99%-ной муравьиной кислоты в стакане вместимостью 250 мл. К раствору медленно добавляли 22 г пентаоксида фосфора при перемешивании и охлаждении на ледяной бане. После добавления всего пентаоксида фосфора образовалось большое количество осадка. Смесь защищали от влаги, и давали ей нагреться до комнатной температуры, и оставляли в условиях окружающей среды в течение ночи. Затем смесь добавляли к 500 мл холодной воды, и твердое вещество собирали с помощью фильтрования, промывали 2%-ым раствором гидрокарбоната натрия, водой и сушили при 50°С. Было получено 55 г белого твердого вещества. Это твердое вещество незначительно растворимо в воде при комнатной температуре.
-1
Пример 9. Получение НМК с использованием 850 млн НУК + 1% формиатов глицерина и имидазола
-1
-1
2
2
Восемьсот пятьдесят (850) млн НУК получали разбавлением имеющейся в продаже композиции на основе надуксусной кислоты (5,6% НУК, 26% HO), именуемой НУК, с использованием водопроводной воды с жесткостью 5 гран. Затем к раствору НУК добавляли один процент (1%) формиатов глицерина с имидазольным буферным раствором. Контрольный раствор, содержащий 850 млн НУК, получали, корректируя pH до 5,00 имидазолом. Кинетика образования НМК, а также изменение pH раствора показаны на Фиг. 6А и 6В.
-1
-1
Пример 10. Эффективность против спор С. difficile с использованием 850 млн НУК + 1.5% формиатов глицерина в сравнении с 850 млн НУК в качестве контроля
-1
-1
-1
2
2
К 850 млн НУК, полученной из имеющейся в продаже композиции на основе надуксусной кислоты (5,6% НУК, 26% HO), именуемой НУК, добавляли 1,5% формиатов глицерина с триазольным буферным раствором. Непосредственно после перемешивания исследовали эффективность против спор С. difficile в соответствии с СРМ Управления по охране окружающей среды (ЕРА) «МВ-31 - Quantitative Disk Carrier Test Method (QCT-2) Modified for Testing Antimicrobial Products against Spores of Clostridium difficile (ATCC 43598) on Inanimate, Hard Non-porous Surfaces». Время контакта составляет 3 минуты. Для сравнения в тех же условиях исследовали 850 млн НУК. Результаты показаны на Фиг. 7. Дополнительно, также исследовали эффективность против спор С. difficile через 8 часов и 12 часов после смешивания 850 млн НУК и 1,5% формиатов глицерина с буферным раствором, и результаты показаны на Фиг. 8.
Пример 11. Быстрое образование надмуравьиной кислоты при пергидролизе формиатов глицерина
2
2
3
2
3
Формиаты глицерина (0,5 г) добавляли к и перемешивали с 49,5 г 1%-ого раствора HO при значении pH, равном 9,0, которое создавали смесью 0,1 М NaHCO и 0,1 М NaCO (от 80 до 20 объем:объем). За образованием НМК следили с помощью метода йодометрического титрования, а за pH раствора следили с помощью pH-метра. Результаты представлены в Таблице 9 и на Фиг. 9А и 9В.
Пример 12. Общая методика получения формиатов сахаров
В круглодонную колбу при перемешивании помещали сахар и муравьиную кислоту (Таблица 10). Колбу помещали на масляную баню, присоединенную к аппарату для перегонки, с температурой 120°С и давали перемешиваться, пока вода или муравьиная кислота не переставали отгоняться (2-4 часа). Затем колбе давали перемешиваться под вакуумом для удаления оставшейся жидкости (1-2 часа). Продукт собирали, свойства формиатов сахаров приведены в Таблице 11.
Пример 13. Получение надмуравьиной кислоты из формиатов сахаров с помощью пергидролиза
3
2
3
К 3%-ому раствору перекиси водорода со значением pH, равным 9,0, которое создавали 0,1 М NaHCO/NaCO, добавляли 1% соответствующих формиатов сахаров. За образованием надмуравьиной кислоты следили с помощью йодометрического титрования, а за pH следили с помощью pH-метра, и результаты показаны на Фиг. 10А и 10В.
Пример 14. Уменьшение биопленки P. aeruginosa с использованием различных концентраций надмуравьиной кислоты
Биопленку P. aeruginosa АТСС 15442 выращивали на поверхности 24 пластинок из поликарбоната в соответствии со стандартом ASTM (Американского общества по испытанию материалов) Е2562-12 «Standard Test Method for Quantification of Pseudomonas aeruginosa Biofilm Grown with High Shear and Continuous Flow using CDC Biofilm Reactor». После 48 часов образования биопленки пластинки вынимали из реактора и помещали в отдельные центрифужные пробирки. Для трех пластинок на исследуемое вещество исследовали дезинфицирующую эффективность с использованием стандарта ASTM Е2871-12 «Standard Test Method for Evaluating Disinfectant Efficacy against Pseudomonas aeruginosa Biofilm Grown in CDC Biofilm Reactor using Single Tube Method». Каждую пластинку подвергали воздействию 4 мл состава в течение периода воздействия, составляющего 3 часа. После этого добавляли 16 мл нейтрализующей среды сверху на состав, чтобы инактивировать противомикробное действие. Затем несколько раз встряхивали и обрабатывали ультразвуком для перехода биопленки с поверхности пластинки в раствор для культивирования и определения количества. Как показано на Фиг. 11, надмуравьиная кислота проявляет гораздо бóльшую эффективность против образования биопленки в концентрации, которая ниже чем для НУК.
Пример 15. Уменьшение биопленки P. aeruginosa с использованием различных периодов воздействия надмуравьиной кислоты
-1
-1
Биопленку P. aeruginosa АТСС 15442 выращивали на поверхности 24 пластинок из поликарбоната в соответствии со стандартом ASTM Е2562-12 «Standard Test Method for Quantification of Pseudomonas aeruginosa Biofilm Grown with High Shear and Continuous Flow using CDC Biofilm Reactor». После 48 часов образования биопленки пластинки вынимали из реактора и помещали в отдельные центрифужные пробирки. Для трех пластинок на тестируемое условие исследовали дезинфицирующую эффективность с использованием стандарта ASTM Е2871-12 «Standard Test Method for Evaluating Disinfectant Efficacy against Pseudomonas aeruginosa Biofilm Grown in CDC Biofilm Reactor using Single Tube Method». Ha комплект из трех пластинок воздействовали 4 мл раствора, содержащего 50 млн НМК, в течение периода воздействия, составляющего 15 минут, 30 минут, 1 час, 2 часа и 3 часа, тогда как на пластинки, которые обрабатывали 200 млн НУК, воздействовали только в течение 3 часов. После завершения желаемого периода воздействия добавляли 16 мл нейтрализующей среды сверху на состав, чтобы инактивировать противомикробное действие. Затем несколько раз встряхивали и обрабатывали ультразвуком для перехода биопленки с поверхности пластинки в раствор для культивирования и определения количества. Как показано на Фиг. 12, надмуравьиная кислота проявляет гораздо бóльшую эффективность против образования биопленки за более короткий период воздействия и в более низкой концентрации, чем для НУК.
Пример 16. Стабильность предварительной смеси формиатов глицерина и имидазола
2
2
Увеличение стабильности предварительной смеси формиатов глицерина и реагента, регулирующего pH, т.е. имидазола, оценивали, выдерживая предварительную смесь в печи при 40°С в течение 6 недель, и свойства предварительной смеси оценивали по пергидролизу с HO в тех же условиях. Композиция предварительной смеси, а также условия пергидролиза приведены в Таблице 12.
Кинетика пергидролиза предварительной смеси, содержащей глицерин, которую хранили в течение различных периодов времени, показана на Фиг. 13, на которой в условиях ускоренного хранения по сути не наблюдается различий для предварительной смеси, содержащей формиаты глицерина, которую хранили вплоть до 6 недель.
Пример 17. Образование надмуравьиной кислоты при пергидролизе предварительной смеси формиатов глицерина
[0001] Образование НМК при пергидролизе формиатов глицерина и имидазола оценивали в условиях окружающей среды для различных композиций, а также следили за pH раствора, как показано в Таблице 13 (ФГ - формиаты глицерина; ИД - имидазол).
Фигуры 14-15 демонстрируют, что НМК образуется очень быстро при средних значениях pH, что делает полученные композиции особенно пригодными для обработки поверхностей или объектов, которым необходимо сильное противомикробное действие в более мягких условиях, например, когда требуется некоррозионное противомикробное действие, например в случае хирургических инструментов, эндоскопов и т.д.
Пример 18. Уменьшение количества Е. coli с использованием различных композиций, образующих надмуравьиную кислоту
Устойчивые к налидиксовой кислоте Е. coli O157:Н7 использовали для оценки эффективности обработки композицией на основе надмуравьиной кислоты сырой говяжьей грудинки в соответствии с условиями, показанными в Таблице 14.
Образование НМК при пергидролизе формиатов глицерина, составов, содержащих НМК, составов, содержащих НУК, и контрольных образцов оценивали, как показано в Таблице 15.
Результаты микробиологических испытаний показаны в Таблицах 16-17, демонстрируя повышение эффективности против микроорганизмов (log уменьшения), которое наблюдается для композиций на основе НМК в сравнении с НУК.
Как показывает существенное уменьшение количества Е. coli, надмуравьиная кислота, полученная в соответствии со способами по данному изобретению, обеспечивает повышение противомикробной эффективности по сравнению с имеющейся в продаже НУК и демонстрирует пригодность применения составов для приведения в контакт пищевых продуктов с щелочными составами, содержащими НМК.
Пример 19. Уменьшение количества Aspergillus brasilensis (противогрибковая активность) при обработке НМК из сложного эфира
Aspergillus brasilensis АТСС 16403 использовали для оценки эффективности обработки композициями на основе надмуравьиной кислоты в соответствии с условиями, показанными в Таблице 18.
-1
Оценивали композиции с различными концентрациями (млн) НМК из сложного эфира, как показано в Таблице 19, результаты микробиологических испытаний дополнительно показаны на Фиг. 16, демонстрируя повышение эффективности против микроорганизмов (log уменьшения), которое наблюдается для композиций на основе НМК в сравнении с НУК.
Пример 20. Фунгицидная и спорицидная активность НМК из сложного эфира
Различные патогенные микроорганизмы Bacillus и Aspergillus использовали для оценки эффективности против микроорганизмов НМК из сложного эфира, полученной в соответствии со способами по настоящему изобретению. Метод исследования, вещество и результаты, демонстрирующие противомикробную эффективность композиций на основе НМК, показаны в Таблицах 20-23.
Пример 21. Спорицидная активность НМК, полученной из сложного эфира, по сравнению с НУК
Патогенные микроорганизмы Bacillus использовали для оценки эффективности против микроорганизмов НМК, полученной из сложного эфира в соответствии со способами по настоящему изобретению, в сравнении с НУК. Методы исследования показаны в Таблице 24, а результаты приведены в Таблице 25 и на Фиг. 17.
Как показано на Фиг. 17, композиции на основе НМК, полученные согласно способам по данному изобретению, обеспечивают большее уменьшение количества спор В. subtillis как через 5, так и через 10 минут и при более низких концентрациях, по сравнению с составами, содержащими НУК.
Пример 22. Фунгицидная / противодрожжевая активность НМК, полученной из сложного эфира, по сравнению с НУК
Патогенные микроорганизмы Canidia и Aspergillus использовали для оценки эффективности против микроорганизмов НМК, полученной из сложного эфира в соответствии со способами по настоящему изобретению, в сравнении с НУК. Методы исследования показаны в Таблице 26, а результаты приведены в Таблицах 27-28 и на Фиг. 18-19.
Как показано на Фиг. 18, композиции на основе НМК, полученные согласно способам по данному изобретению, обеспечивают уменьшение количества С. albicans через 5, 10 и 15 минут, равноценное составам, содержащим НУК, даже если они введены в меньшей концентрации.
Как показано на Фиг. 19, композиции на основе НМК, полученные согласно способам по данному изобретению, обеспечивают большее уменьшение количества конидиоспор A. brasiliensis через 5, 10 и 15 минут, по сравнению с составами, содержащими НУК, даже если они введены в меньшей концентрации.
Пример 23. Спорицидная активность НМК. полученной из сложного эфира, по сравнению с НУК
Дополнительно, патогенные микроорганизмы Bacillus использовали для оценки эффективности против микроорганизмов НМК, полученной из сложного эфира в соответствии со способами по настоящему изобретению, в сравнении с НУК. Методы исследования показаны в Таблице 29, а результаты приведены в Таблице 30.
Пример 24. Бактерицидная активность НМК, полученной из сложного эфира, по сравнению с НУК
Дополнительно, патогенные микроорганизмы Staphylococcus, Enterococcus и Pseudomonas использовали для оценки эффективности против микроорганизмов НМК, полученной из сложного эфира в соответствии со способами по настоящему изобретению, в сравнении с НУК. Методы исследования показаны в Таблице 31, а результаты приведены в Таблицах 32-35 и на Фиг. 20.
Как показано на Фиг. 20, композиции на основе НМК, полученные согласно способам по данному изобретению, обеспечивали по меньшей мере практически такое же или большее уменьшение бактерицидной активости против различных патогенных микроорганизмов, в том числе медицинских патогенных микроорганизмов или тех, которые относятся к дезинфекции кожи.
Пример 25. Обобщенные результаты о фунгицидной и спорицидной активности НМК, полученной из сложного эфира
Различные патогенные микроорганизмы использовали для оценки эффективности НМК, полученной из сложного эфира в соответствии со способами по настоящему изобретению, против широкого спектра микроорганизмов. Метод исследования, вещество и результаты показаны в Таблице 36.
Пример 26. Исследование действия НУК и НМК из сложного эфира муравьиной кислоты на твердой поверхности
Различные патогенные микроорганизмы использовали для оценки эффективности НМК, полученной из сложного эфира в соответствии со способами применения для дезинфекции твердой поверхности, против широкого спектра микроорганизмов. Метод исследования, вещество и результаты показаны в Таблице 37.
Пример 21. Отбеливающая эффективность НМК при стирке
Исследование отбеливания при стирке для сравнения характеристик надмуравьиной кислоты и надуксусной кислоты выполняли для трех различных пятен (кофе, карри и чай, известно, что для выведения необходимо отбеливающее действие) на ткани из полиэстера при 40°С в течение 10 минут. 15%-ую надуксусную кислоту в количестве 3 унции/центнер сравнивали с надмуравьиной кислотой в эквимолярном количестве. Для сравнения характеристики надуксусной кислоты также определяли в тех же условиях с такой же молярной концентрацией. Результаты показаны на Фиг. 21, на которой сравнивают степень (в процентах) устранения пятна (эффективность отбеливания) для различных пятен. Полезно, что надмуравьиная кислота является такой же эффективной, как и надуксусная кислота в качестве отбеливающего агента при стирке в одних и тех же условиях.
Пример 27. Дезинфицирующая эффективность НМК при стирке
-1
Также исследовали противомикробную эффективность надмуравьиной кислоты в соответствии с протоколом ЕРА на носителях из 100%-ного хлопка с использованием воды в качестве контрольного образца. Условия исследования представляли собой pH 7,7, жесткая вода 500 млн, 40°С и время воздействия 5 минут. Для сравнения характеристики надуксусной кислоты также определяли в тех же условиях. Результаты представлены в Таблице 38.
Как показано, несмотря на то что количество надмуравьиной кислоты составляло менее половины количества надуксусной кислоты, она уничтожает бактерии значительно лучше, чем надуксусная кислота.
Пример 28. Стабильность НМК в растворе для применения в присутствии загрязнений
-1
-1
К 200 г воды с жесткостью 500 млн, содержащей отдельные загрязнения в желаемой концентрации, добавляли исходный раствор НМК так, чтобы концентрация НМК составляла 500 млн. Полученный раствор хранили в условиях окружающей среды, а за уровнем НМК следили с помощью йодометрического титрования в конкретные моменты времени. Результаты представлены на Фиг. 22, иллюстрирующей, что несмотря на нестабильность надмуравьиной кислоты (обнаруженную по уменьшению концентрации НМК в контрольном образце), исследованные загрязнения не влияли на стабильность НМК.
Пример 29. Оптимизация отношения формиата глицерина к предварительной смеси, содержащей кислоту и перекись, для получения надмуравьиной кислоты
Сложный эфир многоатомного спирта и муравьиной кислоты (формиат глицерина), перекись водорода и кислотный катализатор объединяли без дополнительного добавления воды (вне RM). Формиат глицерина предварительно взвешивали в контейнере для хранения образцов. Кислотную предварительную смесь (перекись, серную кислоту и деионизированную воду) предварительно взвешивали во втором контейнере для хранения образцов. Содержимое второго контейнера для хранения образцов выливали в первый контейнер для хранения образцов и включали таймер через короткий промежуток времени (слабое перемешивание в течение <30 секунд). В моменты времени, указанные в таблицах данных ниже, смесь титровали для того, чтобы количественно определить содержание надмуравьиной кислоты и перекиси водорода.
Результаты дополнительно представлены на Фиг. 23, иллюстрирующей образование надмуравьиной кислоты с использованием формиата глицерина и предварительной смеси, содержащей кислоту и перекись, и демонстрирующей, что максимальное содержание надмуравьиной кислоты достигалось через 5 минут. Как показано, от около 5,5% до около 7% надмуравьиной кислоты образовалось в течение 5 минут. Оптимальное отношение формиата глицерина к предварительной смеси, содержащей кислоту и перекись, для максимального увеличения выхода надмуравьиной кислоты дополнительно показано на Фиг. 24.
Пример 30. Оптимизация композиции предварительной смеси, содержащей кислоту и перекись, для получения надмуравьиной кислоты
В соответствии с методами примера 29 комбинировали различные соотношения сложного эфира многоатомного спирта и муравьиной кислоты (формиата глицерина), перекиси водорода и кислотного катализатора с использованием составов, представленных в следующих таблицах.
Результаты дополнительно показаны на Фиг. 25, иллюстрирующей образование надмуравьиной кислоты при оптимизации состава кислотной предварительной смеси и демонстрирующей, что образец 2-2 обеспечивает наивысший выход надмуравьиной кислоты в течение 10 минут. Результаты этого примера указывают на более высокое процентное содержание (около 10%) надмуравьиной кислоты при более медленной реакции по сравнению с реакцией примера 29. Результаты иллюстрируют влияние кислотного катализатора и pH составов на выход надмуравьиной кислоты.
Подробное описание, представленное выше, приведено, чтобы помочь специалистам в данной области техники при практическом осуществлении настоящего изобретения. Однако объем описанного и заявленного в данном документе изобретения не ограничивается конкретными вариантами реализации изобретения, описанными в данном документе, поскольку эти варианты реализации изобретения предназначены для иллюстрации нескольких аспектов изобретения. Предполагается, что любые эквивалентные варианты реализации входят в объем данного изобретения. В действительности, специалистам в данной области техники из предыдущего описания будут очевидны различные модификации изобретения в дополнение к тем, которые представлены и описаны в данном документе, и которые не отклоняются от сущности или объема настоящего изобретения. Предполагается, что такие модификации также находятся в рамках прилагаемой формулы изобретения.
Все публикации, патенты, патентные заявки и другие источники, цитируемые в данной заявке, включены в данный документ в полном объеме посредством ссылки для всех целей в той же степени, как если бы было указано, что каждая отдельная публикация, патент, патентная заявка или другой источник конкретно и отдельно включен в полном объеме для всех целей посредством ссылки. Цитирование источника в данном документе не следует истолковывать как признание того, что он представляет собой известный уровень техники для настоящего изобретения.