ПЕРОКСОМОНОКАРБОНОВАЯ КИСЛОТА В КАЧЕСТВЕ ОТБЕЛИВАЮЩЕГО И ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕГО СРЕДСТВА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ Советский патент 1994 года по МПК D06L3/02 A61L2/16 C07C409/00 C07C407/00 

Предлагается новое соединение, конкретно пероксомонокарбоновая кислота формулы I
0=C и способ ее получения.

Пероксомонокарбоновая кислота может быть использована в качестве отбеливающего и дезинфицирующего средства.

Целью изобретения является изыскание новых производных надкислот, которые обладают высокими отбеливающими и дезинфицирующими свойствами, а также разработка способа получения нового соединения с улучшенными свойствами.

П р и м е р 1. В электролизер с керамической или с катионитной мембраной, разделяющей катодное и анодное пространства, заливают 0,2 л 2М водного раствора гидрокарбоната калия. Анод - платиновая, катод - никелевая или стальная пластины. Электролиз ведут при 25^оС и плотности тока на аноде 1 А/см² без перемешивания. В процессе электролиза наблюдается перетекание электролита, в результате чего объем анолита постепенно уменьшается, а католита увеличивается. Поэтому анод опускают глубоко, практически до дна электролизера, чтобы исключить его преждевременное оголение. При электролизе на аноде выделяется углекислый газ, содержание которого в анодном газе составляет 90%. После электролиза в течение 3 ч ток очень медленно начинает падать и через 4 ч плотность тока достигает 0,01 А/см². Процесс электролиза заканчивают.

В анодном пространстве электролизера накапливается только водный раствор пероксомонокарбоновой кислоты, а в катодном - водный раствор щелочи.

Выход по току кислоты составляет 50%, объем ее водного раствора 120 мл (концентрация 0,030 М); рН раствора 1,0.

Водный раствор пероксомонокарбоновой кислоты выпаривают при температуре 70-80^оС. После выпаривания остается жидкая чистая кислота. В табл. 1 представлены результаты опытов по электросинтезу пероксомонокарбоновой кислоты из растворов гидрокарбонатов при различных плотностях тока.

П р и м е р 2. Проводят аналогично примеру 1. Электролизу подвергаются растворы карбонатов щелочных металлов. Результаты приведены в табл. 2.

П р и м е р 3. Приводят аналогично примеру 1. Электролизу подвергают смеси карбонатов и гидрокарбонатов щелочных металлов. Результаты приведены в табл. 3.

П р и м е р 4. Проводят аналогично примеру 1. Электролиз ведут в присутствии добавок роданидов. Результаты приведены в табл. 4.

Идентификацию полученного соединения проводили методом ИК-спектроскопии.

Свободная гидроксильная группа характеризуется полосой при 3600 см^-1. В мононадугольной кислоте образование водородной связи за счет гидроксильных групп вызывает смещение и уширение полосы (3500-3300 см^-1); идентифицированы в спектре также карбонильная группа СО (1630 см^-1) и гидроперекисная группа ООН (1350 см^-1).

Свойства пероксомонокарбоновой кислоты: хорошо растворима в воде; температура кипения составляет 96-97^оС при 1 атм; удельная электропроводность равна 0,2946 см/м. Молярная рефракция: найдено 12,734˙10^-6 м³/моль, вычислено 12,702˙10^-6 м³/моль.

0= C Концентрированный раствор при хранении переходит в прозрачный нетекущий гель. Мононадугольная кислота сильнее угольной кислоты. Действует на карбонаты с бурным выделением углекислоты, при взаимодействии растворов пероксомонокарбоновой кислоты с растворами гидроксидов кальция и бария выпадают осадки пероксокарбонатов (СаСО₄, ВаСО₄) белого цвета.

Пероксомонокарбоновая кислота обладает отбеливающими и дезинфицирующими свойствами. Отбеливающие свойства соединения I испытаны и сопоставлены с действием хлорной воды. При действии 2%-ным водным раствором пероксомонокарбоновой кислоты на раствор индиго (органический краситель для текстильных материалов) последний обеспечивается в течение 3-5 мин. Хлорная вода обесцвечивает раствор индиго в течение 15-20 мин. Более сильный отбеливающий эффект по сравнению с хлорной водой также проявляет 3%-ный раствор кислоты формулы I при действии на раствор пищевого красителя - фуксина. Преимущество пероксомонокарбоновой кислоты еще и в том, что с ней можно работать без вытяжного шкафа, а отбеливание хлорной водой проводится обязательно в вытяжном шкафу.

Соединение формулы I может быть использовано для отбеливания пищевых продуктов, так как она не токсична и не имеет запаха.

Дезинфицирующее действие кислоты формулы I испытывают, определяя фенольный коэффициент. Фенольный коэффициент выражает отношение концентрации растворов исследуемого вещества к концентрации фенола, дающих в равный промежуток времени при одинаковой температуре равнозначный дезинфекционный эффект.

В качестве тест-культуры используют Е.Соli К-12. Опытные значения фенольного коэффициента для соединения формулы I при 10 и 30 мин экспозиции составляют 3,2 и 3,8 соответственно. Этот результат свидетельствует, что дезинфицирующее действие раствора соединений формулы I в 3,5 (среднее значение фенольного коэффициента) раза сильнее раствора фенола.

Пероксомонокарбоновая кислота может быть использована для консервирования продуктов питания. Для испытания ее в этом качестве проводят опыты по действию на рост плесневых и дрожжевых грибков. На часовое стекло помещают кусочки хлеба, смочив их 0,2%-ным водным раствором соединения I. В контрольном опыте кусочки хлеба увлажняют водой. Через 4 дня (в одинаковых условиях) плесневые грибки появляются только в контроле. Кусочки хлеба, обработанные пероксомонокарбоновой кислотой, сохраняют первоначальный вид.

Опыты по влиянию пероксомонокарбоновой кислоты на спиртовое брожжение сахара в присутствии дрожжей показали, что введение надугольной кислоты из расчета 3-4 г/л полностью исключает образование этилового спирта. Учитывая то, что надугольная кислота нетоксична и не имеет запаха, ее можно рекомендовать для предохранения фруктовых соков от брожения.

Изобретение касается перекисных кислот, в частности получения пероксомонокарбоновой кислоты в качестве отбеливающего и дезинфицирующего средства, и может быть использовано в средствах бытовой химии. Цель - создание новой более эффективной кислоты. Синтез новым способом ведут электролизом водного раствора гидрокарбоната щелочного металла, карбоната щелочного металла или аммония или их смесей в анодном пространстве диафрагменного электролизера при плотности анодного тока 0,6-1,2A/cм² или в присутствии добавки роданида щелочного металла или аммония при плотности тока 0,05-0,5A/cм². Полученная кислота хорошо растворима в воде, т.кип. 96 - 97°С, удельная электропроводность 0,2946 см/м, молярная рефракция 12,734·10^-6м³/моль. При хранении концентрированный раствор кислоты переходит в нетекучий гель. Кислота нетоксична и не имеет запаха, что может быть использовано в пищевых продуктах для отбеливания или для предохранения фруктовых соков от брожения. 2 с.п.ф-лы, 4 табл.

1. Пероксомонокарбоновая кислота формулы
O=C
в качестве отбеливающего и дезинфицирующего средства. 2. Способ получения пероксомонокарбоновой кислоты формулы
O=C
отличающийся тем, что водный раствор гидрокарбоната щелочного металла, карбоната щелочного металла или аммония, или их смесей подвергают электролизу в анодном пространстве диафрагменного электролизера при плотности анодного тока 0,6 - 1,2 А/см² или в присутствии добавки роданита щелочного металла или аммония при плотности анодного тока 0,05 - 0,5 А/см².