Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Бронпол (INN; химическое название 2-бромо-2-нитропропан-1,3-диол) – органическое соединение, используемое в качестве антимикробного средства. Это белое твердое вещество, хотя коммерческие образцы могут иметь желтоватый оттенок. Первый зарегистрированный синтез бронпола был осуществлен в 1897 году. Бронпол был изобретен компанией The Boots Company PLC в начале 1960-х годов, и его первыми областями применения стала консервация фармацевтических препаратов. Благодаря низкой токсичности для млекопитающих при рабочих концентрациях и высокой активности против бактерий, особенно грамотрицательных видов, бронпол стал широко использоваться в качестве консерванта во многих потребительских продуктах, таких как шампуни и косметика. Впоследствии он также нашел применение в качестве антимикробного средства в различных промышленных областях, включая бумажные фабрики, разведку и добычу нефти, производственные предприятия, а также установки для дезинфекции охлаждающей воды.
Bronopol (INN; chemical name 2 bromo 2 nitropropane 1,3 diol) is an organic compound that is used as an antimicrobial. It is a white solid although commercial samples appear yellow. The first reported synthesis of bronopol was in 1897. Bromopol was invented by The Boots Company PLC in the early 1960s and first applications were as a preservative for pharmaceuticals. Due to its low mammalian toxicity at in use levels and high activity against bacteria, especially Gram negative species, bronopol became popular as a preservative in many consumer products such as shampoos and cosmetics. It was subsequently adopted as an antimicrobial in other industrial environments such as paper mills, oil exploration, and production facilities, as well as cooling water disinfection plants.
Производство
Бронпол получают бромированием ди(гидроксиметил)нитрометана, который получают из нитрометана посредством реакции нитроальдольного присоединения. Мировое производство выросло с десятков тонн в конце 1970-х годов до современных оценок, превышающих 5000 тонн. В настоящее время производство сосредоточено у производителей с низкими издержками, преимущественно в Китае.
Bronopol is produced by the bromination of di(hydroxymethyl)nitromethane, which is derived from nitromethane by a nitroaldol reaction. World production increased from the tens of tonnes in the late 1970s to current estimates in excess of 5,000 tonnes. Production today is the business of low cost producers, mainly in China.
Приложения
Бронпол используется в потребительских продуктах как эффективный консервант, а также в широком спектре промышленных применений (практически любая промышленная система водоснабжения является потенциальной средой для роста бактерий, что приводит к образованию слизи и коррозии во многих из этих систем, и бронпол может быть высокоэффективным средством для борьбы с этим). Использование бронпола в средствах личной гигиены (косметике, туалетных принадлежностях) сократилось с конца 1980-х годов из-за потенциального образования нитрозаминов. Хотя сам по себе бронпол не является нитрозирующим агентом, в условиях его разложения (щелочной раствор и/или повышенные температуры) он может выделять нитриты и низкие уровни формальдегида, которые, в свою очередь, могут реагировать с любыми содержащимися в составе средства личной гигиены вторичными аминами или амидами, образуя значительные уровни нитрозаминов (ввиду токсичности этих веществ, под "значительными" уровнями понимаются концентрации, исчисляемые десятками частей на миллиард). Поэтому регулирующие органы предписывают производителям средств личной гигиены избегать образования нитрозаминов, что может потребовать исключения аминов или амидов из состава, отказа от использования бронпола или применения ингибиторов нитрозаминов. Использование бронпола в косметике ограничено в Канаде.
Bronopol is used in consumer products as an effective preservative agent, as well as a wide variety of industrial applications (almost any industrial water system is a potential environment for bacterial growth, leading to slime and corrosion problems in many of these systems bronopol can be a highly effective treatment). The use of bronopol in personal care products (cosmetics, toiletries) has declined since the late 1980s due to the potential formation of nitrosamines. While bronopol is not in itself a nitrosating agent, under conditions where it decomposes (alkaline solution and/or elevated temperatures) it can liberate nitrite and low levels of formaldehyde and these decomposition products can react with any contaminant secondary amines or amides in a personal care formulation to produce significant levels of nitrosamines (due to the toxicity of these substances, the term 'significant' means levels as low as tens of parts per billion). Manufacturers of personal care products are therefore instructed by regulatory authorities to avoid the formation of nitrosamines which might mean removing amines or amides from the formulation, removing bronopol from a formulation, or using nitrosamine inhibitors. Bronopol has been restricted for use in cosmetics in Canada.
Внешний вид
Бронпол поставляется в виде кристаллов или кристаллического порошка, цвет которого может варьироваться от белого до светло-желтого в зависимости от марки. Желтый цвет обусловлен образованием хелатов железа в процессе производства.
Bronopol is supplied as crystals or crystalline powder, which may vary from white to pale yellow in colour depending on the grade. The yellow coloration is due to chelation of iron during the manufacturing process.
Точка плавления
Как чистое вещество, бронпол имеет температуру плавления около 130 °C. Однако, из-за своей полиморфности, бронпол претерпевает изменение кристаллической решетки при 100–105 °C, что часто ошибочно принимают за температуру плавления. При температурах выше 140 °C бронпол разлагается с выделением тепла, образуя бромистый водород и оксиды азота.
As a pure material, bronopol has a melting point of about 130 °C. However, due to its polymorphic characteristics, bronopol undergoes a lattice rearrangement at 100 to 105 °C and this can often be wrongly interpreted as the melting point. At temperatures above 140 °C, bronopol decomposes exothermically releasing hydrogen bromide and oxides of nitrogen.
Растворимость
Бронпол легко растворяется в воде; процесс растворения эндотермический. Возможны растворы с концентрацией до 28% мас./об. при комнатной температуре. Бронпол плохо растворяется в неполярных растворителях, но обладает высокой растворимостью в полярных органических растворителях. + Растворимость при 22–25 °C:
Вода: 28% мас./об.
Метанол: 89% мас./об.
Этанол: 56% мас./об.
Изопропанол: 41% мас./об.
Жидкий парафин: <0,5% мас./об.
Bronopol is readily soluble in water; the dissolution process is endothermic. Solutions containing up to 28% w/v are possible at ambient temperature. Bronopol is poorly soluble in non polar solvents but shows a high affinity for polar organic solvents. + Solubilities at 22–25 °CSolvent%w/vWater28Methanol89Ethanol56Isopropanol41Liquid paraffin<0.5
Коэффициент распределения
Исследование данных о растворимости показывает, что бронполы обладают высоким сродством к полярным, а не к неполярным средам. В двухфазных системах бронполы преимущественно распределяются в полярную (обычно водную) фазу. + Коэффициенты распределения при 22–24 °C Комбинация растворителейКоэффициент распределения Гексанол/вода0,74 Жидкий алкан/вода0,043 Хлороформ/вода0,068
Study of the solubility data shows that bronopol has a high affinity for polar rather than non polar environments. In two phase systems, bronopol partitions preferentially into the polar (usually aqueous) phase. + Partition coefficients at 22–24 °CSolvent combinationPartition coefficientHexanol/water0.74Liquid alkane/water0.043Chloroform/water0.068
Стабильность в водном растворе
В водных растворах бронопол наиболее стабилен при кислом значении pH. Температура также существенно влияет на стабильность в щелочных системах.
In aqueous solutions, bronopol is most stable when the pH of the system is on the acid side of neutral. Temperature also has a significant effect on stability in alkaline systems.
Деградация
В экстремальных щелочных условиях бронпол разлагается в водном растворе с образованием очень низких концентраций формальдегида. Высвобождающийся формальдегид не является причиной биологической активности, связанной с бронполом. Другими продуктами разложения, обнаруженными после распада бронпола, являются ион бромида, ион нитрита, бромонитроэтанол и 2-гидроксиметил-2-нитропропан-1,3-диол.
Under extreme alkaline conditions, bronopol decomposes in aqueous solution and very low levels of formaldehyde are produced. Liberated formaldehyde is not responsible for the biological activity associated with bronopol. Other decomposition products detected after bronopol breakdown are bromide ion, nitrite ion, bromonitroethanol and 2 hydroxymethyl 2 nitropropane 1,3 diol.
Аллергия
В 2005–2006 годах он был 15-м по распространенности аллергеном в пластырных пробах (3,4%) у людей с подозрением на аллергический контактный дерматит. Он используется как замена формальдегида, дезинфицирующего средства и консерванта, в растворителях. Он часто встречается в средствах по уходу за кожей и личной гигиене, а также в препаратах для местного применения.
In 2005–2006, it was the 15th most prevalent allergen in patch tests (3.4%) of people with suspected allergic contact dermatitis. It is used as a substitute for formaldehyde, a disinfectant and preservative, in solvents. It is prevalent in skin and personal care products and topical medications.