CN1104201C - 无机盐的过氧化氢配合物及其合成法 - Google Patents

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Abstract

制造无机盐-过氧化氢配合物的软膏方法，包括下面步骤：(a)将无机盐与足够的水混合足够的时间形成软膏；(b)将该软膏与含水过氧化氢溶液混合形成含过氧化氢软膏；和(c)干燥该含过氧化氢软膏。制备Na4P2O7·3H2O2的水化方法，包括步骤：将焦磷酸钠十水合物固体与浓度低于30%的过氧化氢水溶液混合；和干燥该混合物。物质的组合物包括K2HPO4·3H2O2、KH2PO4·H2O2、Ca2P2O7·nH2O2、Ca2P2O4·nH2O2、Na2SO4·nH2O2、K2SO4·nH2O2、Na2SiO3·nH2O2和Na2Si3O7·nH2O2。

Description

无机盐的过氧化氢配合物及其合成法
本发明涉及一种合成无机过氧化氢配合物的方法和某些无机过氧化氢配合物。
按照惯例使用热例如用蒸汽供应，或化学试剂例如以气体或蒸汽状态的甲醛或环氧乙烷对医疗仪器进行消毒。这些方法每个都有缺点。许多医疗装置，例如光纤装置、内诊镜、电源工具等等对热、水分或两者敏感。甲醛和环氧乙烷都是对护理人员构成潜在危害的有毒气体。环氧乙烷的问题尤其严重，因为它的使用需要长的曝气时间来从已被消毒的制品中除去气体。这使消毒循环时间不希望地延长。另外，甲醛和环氧乙烷需要在该系统中存在大量的水分。因此，在引入化学试剂之前要消毒的装置必须润湿或者化学试剂和水分必须同时引入。在消毒过程中水分与除了环氧乙烷和甲醛外的多种气态或汽态的其他化学试剂一起起作用，如表1所示的那样。
                          表1
    化学试剂 最佳效果的相对湿度要求     参考文献
    环氧乙烷     25-50％     1
    环氧丙烷     25-50％     1
    臭氧     75-90％     2
    甲醛     ＞75％     1
    戊二醛     80-90％     3
    二氧化氯     60-80％     4
    溴代甲烷     40-70％     1
    β-丙醇酸内酯     ＞75％     1
    过乙酸     0-80％     5
1.Bruch，C.W.气体消毒，Ann.Rev.Microbiology 15：245-262(1961)。2.Janssen，D.W.和Schneider，P.M.，环氧乙烷交替消毒技术综述，Zentralsterilisation 1：16-32(1993)。3.Bovallius，A.和Anas，P.，气溶胶相戊二醛的表面去污作用，应用和环境微生物学，129-134(1977.8)。4.Knapp，J.E.等人二氧化氯作为气体消毒剂，医疗装置和诊断工业，48-51(1986.9)。5.Portner，D.M.和Hoffman，R.K.，过乙酸蒸气的杀芽孢作用，应用微生物学16：1782-1785(1968)。
已经表明使用过氧化氢蒸气消毒比其他的化学消毒方法有一些优点(例如参看美国专利4169123和4169124)，而且如美国专利4643876公开的那样，过氧化氢与等离子体结合可以提供更多的优点。在这些公开内容中，由过氧化氢水溶液产生过氧化氢蒸气，其保证了在系统中存在水分。这些公开内容，与表1中概述的那些一起指出气相过氧化氢要有效地或具有最大杀芽孢活性就需要水分。然而，使用过氧化氢水溶液产生过氧化氢蒸气消毒会引起一些问题。在较高的压力例如大气压下，系统中过量的水会引起凝结。因此，在引入含水过氧化氢蒸气之前人们必须减小消毒空间的相对湿度。
用由过氧化氢水溶液产生的过氧化氢蒸气对包含扩散限制区的制品消毒，例如长的窄腔，带来了一个特殊的问题，这是因为：
1.水比过氧化氢有较高的蒸气压而且比来自水溶液的过氧化氢蒸发快。
2.水比过氧化氢有较低的分子量而且比气态过氧化氢扩散快。
因此，当过氧化氢水溶液蒸发时，水首先并以较高的浓度达到要消毒的物品上。因此水蒸气限制过氧化氢蒸汽渗入扩散限制区例如小裂缝和长的窄腔。由于溶液的氧化性质，从水溶液中除去水和使用较浓的过氧化氢会是危险的。
美国专利4642165和4744951企图解决这个问题。前者公开了测定加热表面提供的过氧化氢水溶液较小的增加量以保证每一个增加量在加入下一个增加量之前蒸发。虽然这有助于消除过氧化氢和水之间蒸气压及挥发性的差别，但是没有提到水比气态过氧化氢扩散较快的事实。
后一份专利描述了一种由过氧化氢和水的相对较稀的溶液浓缩过氧化氢并向消毒室供应蒸气形式的浓缩过氧化氢的方法。该方法包括从溶液中蒸发掉大部分水和在将浓缩过氧化氢蒸气喷入消毒室之前除去所产生的水蒸气。浓缩过氧化氢溶液的优选范围是50％-80％(重量)。该方法存在用处于危险范围，即大于65％的过氧化氢溶液进行操作的缺点，且也不能从气态中除去所有水份。因为水分还存在于溶液中，所以水分首先蒸发，扩散较快而且首先达到要消毒的物品上。这个作用在长的窄腔中尤其明显。
美国专利4943414公开了一种方法，其中将包含少量可蒸发的液体消毒剂溶液的容器连接到腔上，并且在消毒循环过程中当压力减小时消毒剂蒸发并直接流入制品的腔内。本系统的优点在于通过所存在的压差将水和过氧化氢蒸气穿过腔内，增加了腔内消毒速度，但是它的缺点是容器需要连接到每个要消毒的腔内。另外，水蒸发较快且在过氧化氢之前进入腔内。
美国专利5008106公开了PVP和H2O2的基本上不含水的配合物被用来减少表面微生物的含量。使用白色细粉形式的配合物形成抗菌溶液、凝胶、软膏等等。它可以应用到纱布、棉拭子、海绵等等上。一接触到在包含微生物的表面上所存在的水时就释放出H2O2。因此该方法也需要存在水分来实现消毒。
已经报道某些无机过氧化氢配合物包括下列类型的例子：碱金属碳酸盐和碳酸铵、碱金属草酸盐、碱金属磷酸盐、碱金属焦磷酸盐、氟化物和氢氧化物。苏联专利文献SU1681860(Nikolskaya等人)公开了使用氟化铵过氧化水合物(NH4F*H2O2)虽然不需要消毒，但是可以净化表面。然而，此无机过氧化物配合物只在70-86℃的非常窄的温度范围内提供净化能力。即使在此范围内，净化时间很长，至少需要2小时。另外，已知氟化铵在40℃以上的温度下分解为氨和氢氟酸。由于它的毒性和反应性，在多数消毒系统中不希望有氢氟酸。而且，Nikolskaya等人认为尽管在60℃下其过氧化氢释放90％，NH4F·H2O2在这个温度下在净化表面方面也是无效的。因此，显然除了过氧化氢以外的因素是造成所说的净化的原因。
过氧化氢可以与有机和无机化合物形成配合物。在这些配合物中，键合是由于配合化合物中富电子官能团和过氧化氢之间的氢键造成的。这些配合物已经使用在商业和工业应用中，例如漂白剂、消毒剂、杀菌剂、有机合成中的氧化剂以及由自由基引发的聚合反应的催化剂。
通常通过由水溶液使配合物结晶来制备这些类型的化合物。例如在液相中将尿素溶液加入到过氧化氢溶液中并在适当条件下使配合物结晶[Lu等人(J.Am.Chem.Soc.63(1)：1507-1513(1941))]制备尿素过氧化氢配合物。美国专利2986448描述了在密闭循环系统中、在0-5℃下用50-90％H2O2溶液处理Na2CO3饱和水溶液4-12小时来制备碳酸钠过氧化氢配合物。近来，美国专利3870783公开了在间歇式或连续式结晶器中使过氧化氢水溶液和碳酸钠反应制备碳酸钠过氧化氢配合物。通过过滤或离心方法分离该晶体而且将液体用来生产更多的碳酸钠溶液。Titova等人(Zhumal Neorg.Khim.，30：222-2227，1985)描述了通过固体碳酸钾与过氧化氢水溶液在低温下反应接着由乙醇中结晶该配合物的碳酸钾过氧化水合物(K2CO3·3H2O2)的合成方法。这些方法对从水溶液中形成稳定的、结晶的自由流动的产品的过氧化物配合物作用很好。
美国专利3376110和3480557公开了从水溶液中制备聚合N-乙烯基杂环化合物(PVP)与过氧化氢的配合物的技术。所得到的配合物包含各种数量的过氧化氢和大量的水。美国专利5008093指出在无水的有机溶剂例如乙酸乙酯中使PVP悬浮液和H2O2溶液反应可以获得自由流动的、稳定的、基本上无水的PVP和H2O2的配合物。近来，美国专利5077047描述了一种通过将30-80％重量的过氧化氢水溶液的细分散水珠加入到保持在室温到60℃的温度下的PVP流化床中来生产PVP-过氧化氢产品的工业方法。发现所得到的产品是过氧化氢浓度为15-24％的稳定的、基本上无水、自由流动的粉末。
美国专利5030380描述了一种生产带有过氧化氢的固体聚合电解配合物的方法，它首先在水溶液中形成配合物然后在真空中干燥反应产品或在足够低的温度下喷雾干燥以避免使产品热降解。
Titova等人(Russ.J.Inorg.Chem.，40：384-387，1995)通过将Na4P2O7·10H2O2与30-90％H2O2溶液混合接着真空干燥的方法形成Na4P2O7·3H2O2配合物。在120℃和140℃下等温曝露2小时观察到该配合物部分分解。
所有这些现有的制备过氧化氢配合物的方法都使用了过氧化氢溶液。配合物或者在含过氧化氢的溶液中形成，或者将过氧化氢溶液的液滴喷射到反应原料的流化床上形成。
汽相和气相反应是已知的合成方法。例如，美国专利2812244公开了用于脱氢、热裂解和脱甲烷的固气方法。Fujimoto等人(J.Catalysis，133：370-382(1992))公开了甲醇的汽相羧化作用。Zellers等人(Anal.Chem.，62：1222-1227(1990))讨论了苯乙烯蒸气与正方平面形有机铂配合物的反应。然而，这些以前技术的汽相和气相反应不能用于形成过氧化氢配合物。
本发明一方面涉及一种制备无机盐-过氧化氢配合物的软膏方法。此方法包括下列步骤：(a)将盐与足够水混合足够时间形成软膏，(b)将软膏与含水过氧化氢溶液混合形成含过氧化氢的软膏，和(c)干燥含过氧化氢软膏。该盐可以是如何一种无机盐，包括磷酸盐或浓缩磷酸盐。此盐中优选的阳离子包括钠、钾、钙或镁。因此，优选的盐是Na4P2O7，特别是所得到的配合物具有两个或更多个分子的H2O2，例如Na4P2O7·3H2O2。另一种优选的配合物是K3PO4配合物，特别是当与两个或更多个分子的H2O2配合时，如K3PO4·3H2O2。其他优选的无机盐包括硅酸盐，特别是阳离子是钠的硅酸盐。因此，优选的配合物是Na2SiO3的配合物，特别是当与一个或更多个分子的H2O2配合时的Na2SiO3配合物。优先使用的含水过氧化氢溶液具有大约12％-80％的浓度。干燥步骤可以包括真空干燥和/或烘箱干燥。
本发明的另一方面涉及制备Na4P2O7·3H2O2的水化方法。此方法包括将十水焦磷酸钠与浓度小于30％的过氧化氢水溶液混合，和干燥该化合物。过氧化物浓度优选为大约12％。
本发明还涉及许多物质的组合物，包括掺入任何下列物质的组合物：K2HPO4·nH2O2(优选n＝3)，K2HPO4·nH2O2(优选n＝1)，Ca2P2O7·nH2O2，Mg2P2O7·nH2O2，Na2SO4·nH2O2，K2SO4·nH2O2，Na2SiO3·nH2O2或Na2Si3O7·nH2O2。
图1是本发明的蒸汽消毒仪器的示意图。
图2是本发明的蒸汽消毒仪器的示意图，该仪器包括一个任选地用来产生等离子体的电极。
图3A是可以用于加热过氧化物配合物的装置的示意图。
图3B是储存本发明消毒用的过氧化物源的优选容器的示意图。
图4描绘从真空不稳定不含水甘氨酸酐过氧化物配合物中释放过氧化氢的曲线图。
图5是测定本发明的无机过氧化物配合物的释放过氧化氢或分解性能所用的差示扫描量热计(DSC)的压力控制系统示意图。
图6是表示采用在覆盖配合物的盖子上的一个小洞，压力对从该配合物中释放的过氧化氢的影响的曲线图。
图7A是风箱的示意图，按照本发明该风箱用于在导入过氧化物蒸汽之前将过氧化物蒸汽引入室内。
图7B是图7A中的风箱的示意图，表示在引入的过程中与过氧化物配合物接触的加热板。
图8是无机过氧化物配合物的消毒室和加热仪器的示意图。
图9是在蒸汽消毒中使用的过氧化氢配合物的扩散填充层的示意图。
图10表示在大气压下敞开铝盘和在覆盖配合物的盖子上具有两个孔的盘对K2C2O7·H2O2的DSC曲线的影响。
图11A是在760乇下Na4P2O7·2H2O2和Na4P2O7·3H2O2的DSC分布图。
图11B是在760乇下Na4P2O7·4H2O2的DSC分布图。
图12是在760乇、7乇和0.35乇下Na3PO4·5H2O2的DSC分布图。
图13表示在760乇下Na2HPO4·1H2O2和Na2HPO4·2H2O2的DSC分布图。
图14表示在760乇下Na5P3O10·H2O2的DSC分布图。
图15是在760乇、7乇和1乇下K3PO4·334H2O2的DSC分布图。
图16是在760乇和7乇下K4P2O7·7H2O2的DSC分布图。
图17表示在760乇和1乇下K2HPO4·3.15H2O2的DSC分布图。
图18表示在760乇下KH2PO4·H2O2的DSC分布图。
图19表示在760乇和7乇下Na2CO3·1.5H2O2的DSC分布图。
图20表示在760乇下Ca2P2O7·3.42H2O2的DSC分布图。
图21是在760乇和7乇下Mg2P2O7·4.60H2O2的DSC分布图。
图22是在760乇下Na2SO4·1.28H2O2的DSC分布图。
图23是在760乇下K2SO4·0.62H2O2的DSC分布图。
图24是在760乇、1乇和0.5乇下Na2SiO3·2.15H2O2的DSC分布图。
图25是在760乇下Na2Si3O7·0.68H2O2的DSC分布图。
本申请包含申请人于1995年10月27日申请的未审申请08/549425中的公开内容，引入此内容作为参考。
过去使用的过氧化氢消毒器总是使用过氧化氢水溶液作为消毒剂源。这些消毒器由于系统存在水而存在缺点。在较高的压力如大气压下，系统中过量的水会引起凝结。这需要在含水过氧化氢蒸汽引入之前进行额外的步骤，将要消毒的箱内的气氛的相对湿度减小到合格的标准。这些消毒器由于具有较高蒸气压的水从水溶液中比过氧化氢蒸发快；而且具有较低分子量的水比过氧化氢扩散快而存在缺点。当医疗装置等等密封在消毒器中时，从过氧化氢源到达该装置上的初始消毒剂相对于该源的浓度被稀释。特别是如果被消毒的装置是制品例如有窄腔的内诊镜时，稀释的消毒剂会成为后来抵达的消毒剂的阻挡层。在试图克服这些缺点时使用过氧化氢浓缩溶液作为源不是令人满意的，因为这种溶液危险。
在本发明中，使用能释放出基本上不含水过氧化氢蒸汽的基本上不含水(即基本上无水)过氧化氢源，它克服了现有技术中过氧化氢消毒剂的缺点。在优选的实施方案中，直接由基本上不含水的过氧化氢配合物产生基本上不含水的过氧化氢蒸汽。然而，从在蒸发过程中例如真空除去水的含水配合物也会产生基本上不含水的过氧化氢蒸汽。因此，使用含水过氧化氢配合物时，当进行本发明的方法时含水配合物可以转化为基本上不含水的过氧化氢配合物。基本上不含水过氧化氢配合物优选包含大约小于20％的水，较优选不超过大约10％的水，更优选不超过大约5％的水和最优选不超过大约2％的水。
正如由上面提供的在本发明中使用的基本上不含水过氧化氢配合物中水优选百分比明显看到那样，多数优选的过氧化氢配合物和由其产生的过氧化物蒸汽基本上是无水的。而且从这些曲线图中也明显看到在系统中存在一些水。这些水可以来自过氧化氢的分解形成水和作为副产品的氧气而且也会发生一些水与配合物的氢键。
利用保持在各种相对湿度条件下的消毒室，在系列试验中测定水的作用。试验条件在下面实施例1中描述，不锈钢(SS)刀片上承载的孢子在3mm×50cm不锈钢腔内。如表2所示那样，在该试验条件下，5％相对湿度对效果没有影响，但是10％相对湿度减小了消毒速度。此实施例表明在系统中可以允许由不含水过氧化物配合物产生的过氧化氢与少量的水一起存在而且增加曝露的时间可以除去系统中的水。
                      表2
  在3mm×50cm不锈钢腔内相对湿度对SS刀片效果的影响
    扩散时间              消毒结果(阳性/试样)
 1％相对湿度   5％相对湿度   10％相对湿度
    5     0/3     0/3     3/3
    10     0/3     0/3     2/3
    15     0/3     0/3     0/3
    30     0/3     0/3     0/3
过氧化氢源的组合物的主要标准是其稳定性和随着温度和压力而变的过氧化氢蒸发速度之间的关系。根据消毒方法的参数-例如压力、温度等等-优选的是较高或较低的过氧化物蒸发速度，和可以加热或不加热过氧化物源。过氧化物配合物是否需要加热取决于该配合物的蒸气压。一些过氧化物配合物具有足够高的蒸气压，从而无需加热该配合物也可以释放大量的过氧化氢蒸汽。通常加热配合物可以增加过氧化氢的蒸气压并加速从配合物中释放过氧化物。
为了提供所希望的高的蒸发速度，该源优选具有较大的表面积。因此，该源可以是细粉末或是在具有较大表面积的材料上的涂层。当然，安全性、可利用性和材料的成本也是重要的标准。测试由过氧化氢与尿素、聚乙烯吡咯烷酮、尼龙-6、甘氨酸酐和1，3二甲基尿素的配合物释放过氧化氢的情况。过氧化氢与尿素、聚乙烯吡咯烷酮、尼龙-6和甘氨酸酐的配合物是固体。1，3二甲基尿素过氧化物配合物是液体。在减压条件下甘氨酸酐过氧化物配合物是比测定的其他配合物稳定性差的配合物，而且在真空条件下，不需要另外加热从配合物中可以释放出大部分的过氧化氢。
从Fluka化学公司，Ronkonkoma，NY可以买到片状形式的尿素过氧化氢配合物，而从Aldrich化学公司，Milwaukee，WI可以买到粉状的尿素过氧化氢配合物。这些配合物也被称为过氧化脲、过氧化氢尿素配合物、过氧化物尿素、过氧化物尿素加成物、过氧化脲加成物、过脲、过氧化氢合尿素和过氧化脲。这里使用的术语“过氧化脲”包括上面所有的术语。
使用在国际申请公开号WO92/17158中公开的方法可以制备聚乙烯吡咯烷酮-过氧化氢配合物(PVP-H2O2)。另一方面，使用下面详细公开的方法可以制备与PVP、尼龙-6、1，3-二甲基脲和甘氨酸酐以及其他有机和无机化合物的配合物。
提高温度和/或降低压力可以实现含水过氧化物蒸汽从该源合适的蒸发速度。因此，过氧化物源的加热器和/或将消毒室抽空的真空泵优选地是消毒器的一部分。优选用允许过氧化物蒸汽通过但不允许过氧化物配合物通过的透气材料层例如TYVEKTM无纺聚乙烯织物，无纺聚丙烯例如SPUNGUARDTM或类似材料覆盖该源。穿孔铝或其他适当的穿孔材料也可以用作覆盖层。
图3A表示了可以用于在各种温度条件下测量从过氧化氢配合物中释放过氧化氢的装置80。在这个装置中，用透气层92，例如医疗级TYVEKTM层覆盖铝盘90。将该盘90放在位于派热克斯牌玻璃盘96内的加热盘94的顶部。一个热电偶温度计98放在盘90的外部离其底部大约1cm。在优选的实施方案中，铝盘90是向大气敞开以允许在大气压下大量释放草酸钾过氧化氢配合物。
在图3B中图示说明了储存过氧化物源的优选容器99。该1容器99包括一个带有用于加热固体过氧化物配合物的任选辅助加热器的金属盘100，例如铝板。温度监控器101例如温度计放在板100上监控温度。过氧化物配合物直接放在板100上。另一方面，为了对所有过氧化物配合物均匀加热，过氧化物配合物可以放在位于板100顶部的一个或多个铝网102、104之间。铝网102、104提供较大的表面积并且当使用大量的过氧化物配合物时均匀加热该配合物。然后，用透气层106，例如医疗级TYVEKTM或SPUNGUARDTM层覆盖过氧化物配合物或该网102、104，以便从配合物中释放的过氧化氢在扩散进入室内别处之前穿过覆盖层106。穿孔铝板108任选地放在TYVEKTM或SPUNGUARDTM层106的顶部来提供保持配合物与加热板100接触的压力并保证均匀加热该过氧化物配合物。
刚才描述的装置用来均匀加热配合物，这导致从过氧化物配合物中释放的过氧化氢蒸汽的数量增加。
图1描绘了本发明过氧化氢蒸汽消毒仪器的示意图。室10装有要消毒的制品12，为了方便起见，该制品放在架子14上。门16提供进入室10内部的进口。在由温度控制器22控制的任选的加热器20上描绘出了不含水过氧化氢源18。用任选的监控器24监控过氧化物浓度。如果需要，使用泵26抽空室10；然而，在大气压下也可以实现消毒。
装有要消毒的制品的容器可以是抽空的常规消毒室，或者它可以是大气压下的容器(或房间)。
消毒制品所需要的时间取决于制品的性质、数量和包装以及它们在室内的位置。另一方面，也可以是消毒该室本身(或整个房间)。总之，最佳消毒时间可以根据试验决定。
在消毒领域内都知道的使用脉冲压力增强消毒气体的渗透和抗菌活性也可以应用到这种不含水的过氧化氢方法上。在美国专利5527508中公开了一种典型的压力脉冲方法，其适合于这里描述的和该方法和仪器一起共同使用，这里引入该专利的公开内容作为参考。如下面详细描述的那样，也可以使用等离子体进一步增强活性和/或除去余渣。
在消毒工艺结束时，可以由通过交换与装置接触的空气而对过氧化物有亲和力的装置中除去过量的过氧化氢。这可以通过长时间在该装置上流过热空气或抽空该室来完成。
以前通过曝露于过氧化氢蒸汽中消毒的制品还可以暴露于等离子体中除去保留在制品上的残余过氧化氢。因为在等离子体处理过程中，过氧化氢分解为无毒产品，所以不需要任何额外的步骤就可以使用该消毒过的制品。
在释放过氧化物蒸汽之后为避免重吸收该蒸汽，或者当使用等离子体时，避免将过氧化物源暴露于等离子体中，可以将过氧化物源与消毒器隔开。当所使用的配合物在真空下不稳定时，隔开也是有利的。使用本领域都知道的阀门或其他隔开装置可以完成隔开。
图2描绘了本发明的过氧化氢等离子体消毒系统的示意图。使用或者不使用等离子体均可以完成消毒。可以使用等离子体增强过氧化物蒸汽的杀芽孢活性，和/或除去保留在消毒过的制品上的残余过氧化氢。
可以在室30内进行消毒，该室包括一个门和开口32，通过该开口将要消毒的制品导入。室30包括一个出口34通向真空泵36，通过该泵，可以对该室抽气。出口34包含一个将室内与真空泵36隔开的阀门38。室30还包括一个入口40，该口连接到含有过氧化氢配合物的箱42。入口40包含允许箱42与室内隔开的阀门44。该消毒系统还包含连接箱42和含阀门43的真空泵36的入口41。此系统允许同时抽空箱42和室30，或者分别抽空箱42或室30。通过打开和关闭阀门38、44和43来控制抽真空。在系统中也可以使用两个泵，每个室一个泵，这对于本领域的普通技术人员来说是显然的。
箱42包含一个连接到温度控制器46上的任选的加热器49，该控制器控制过氧化氢配合物的温度。用任选的过氧化物监控器48可以监控气态中过氧化氢配合物的浓度。室内部包含射频(RF)电极50，匹配网52和射频供应电源54连接其上。电极的方便形式是穿孔的圆筒，包围着试样并在两端敞开。本方法一般的操作如下：
1.将要消毒的制品56放入室30内。
2.室30可以在大气压下或者，另一方面可以抽空便于过氧化氢的渗透。打开阀门38和开启真空泵36实现抽真空。另一方面，打开阀门38、44和/或43可以将室30和箱42两者抽空。
3.关闭阀门38和43将真空泵与室30和箱42隔开，并且打开阀门44。过氧化氢蒸汽从过氧化氢源传送到室30内，可以将其加热便于释放过氧化氢蒸汽。也可以任选地加入空气或惰性气体。
4.在产生带有足够以消毒的功率的等离子体之前在室30内将要消毒的制品56用过氧化物蒸汽处理直到消毒或者用过氧化物预处理。如果需要，此时可以将室30内抽空便于产生等离子体。预等离子体保持的时间取决于使用的包装类型、要消毒的物品的性质和数量、和室内物品的位置。最佳时间可以根据试验决定。
5.通过从射频供应电源54供电到射频电极50上使制品56接受等离子体。用来产生等离子体的RF能量可以是脉冲的或连续的。制品56保留在等离子体中一定时间实现完全消毒和/或除去残余过氧化氢。在某些实施方案中，使用5-30分钟的等离子体。然而，最佳时间可以根据试验决定。
当用于本说明书和权利要求书时，术语“等离子体”是包括含有由于施加电场而产生电子、离子、自由基、分离的和/或活化的原子或分子的任何比例的气体或蒸汽，所述的电场包括任何产生的伴随辐射。施加的电场可以覆盖较宽的频率范围；然而，通常使用射频或微波。
在本发明中所述的不含水的过氧化氢传送系统也可以与由上面提到的美国专利4643876中公开的方法产生的等离子体一起使用。另一方面，它可以与在美国专利5115166或5087418中描述的等离子体一起使用，其中要消毒的制品位于与等离子体源隔开的室内。
当使用在真空下不稳定的过氧化物配合物时，刚才描述的装置特别有利。在真空阶段中可以用来减小过氧化氢损失的可行方法至少有两种。第一，小室可以分别抽空。第二，如果使用足够小的室，根本不需要抽空该小室。
一种不稳定的不含水的过氧化物配合物是甘氨酸酐-过氧化物。当将此化合物放在真空下时，它会释放出过氧化氢。图4是说明在真空条件下从甘氨酸酐-过氧化物配合物中释放过氧化氢蒸汽的曲线图。用于从甘氨酸酐-过氧化物配合物中释放过氧化氢的工艺如下：(1)关闭阀门43和44将主室抽空。(2)关闭阀门38和44并打开阀门43将含过氧化氢配合物的室42内抽空。(3)关闭阀门43和打开阀门44以及让过氧化氢蒸汽扩散进入室30内。
如曲线图所示的那样，随着压力的降低，即使不另外加热，也可以从配合物中释放出过氧化氢蒸汽。如图4图解说明那样，通过将配合物加热到较高的温度，显著增加过氧化物蒸汽的释放。因此，在本发明的消毒方法中，即使不稳定的过氧化物配合物也是适用的。
本发明与早期过氧化氢消毒系统相比提供至少四个优点：
1.防止使用浓缩的、有潜在危险的过氧化氢溶液。
2.省去了为了防止凝结预先减小消毒区的相对湿度的必要。
3.基本上从系统中排除了水，以便在水和过氧化氢之间没有竞争扩散进入长的窄腔中。
4.常常可以省去连接特殊容器从而就消毒气体送入长的窄腔中的必要。
在基本上无水的条件下使用过氧化氢蒸汽可以实现消毒是本发明令人惊讶的发现之一。现有技术指出在化学气体或蒸汽状态消毒方法中需要存在水来完成消毒。有利地是，本发明基本上省去了系统中的水，这导致较快、更有效地和显著地消毒。
测定各种不含水过氧化氢配合物的消毒效果，其在下面实施例1-4中描述。
                          实施例1
从基本上无水尿素过氧化物配合物中释放的过氧化氢蒸汽获得效果数据，使用在金属和TEFLONTM塑料腔内的枯草杆菌菌种(幼虫)孢子作为生物攻击物。A. 试验方法
1.设备
如图3A描述的那样，将4克压碎的过氧化氢尿素加成物碎片(Fluka化学公司，Ronkonkoma，NY)放在铝盘90里。用医疗级TYVEKTM92(一种可吸气的纺织粘合的聚乙烯纤维)覆盖盘90的顶部，以便从配合物中释放的任何过氧化氢在扩散进入室的其他区之前需要通过TYVEKTM覆盖层。将铝盘90放在位于铝消毒室底部的派热克斯牌玻璃盘96内的加热盘94上(参看图1)。大约173升体积的消毒室还包括：
*测量汽相中过氧化氢浓度的过氧化氢监控器。
*控制加热盘温度的温度控制器。
*可以将液体过氧化氢喷射入室内的喷射口。
*金属架，含有腔装置的塑料盘放在架子上来试验。
*在室墙壁外面的电阻加热器，其在效果试验过程中保持室内温度为45℃。
2.生物攻击和试验
为了测定不含水过氧化氢传送系统的效果，由在不锈钢刀片上的1.04×106枯草杆菌菌种(幼虫)孢子组成的生物攻击物从尺寸为3mm内径×40cm长度、3mm内径×50cm长度和1mm内径×50长度的不锈钢腔的每一端等距离放置。这些内径和长度一般是在医疗装置中使用的金属腔的尺寸。在含生物试验片的每个腔中间的隔室尺寸为13mm内径×7.6cm长度。在用金属腔的生物试验中，每个试验总共测定9个腔。这包括由3个不同内径和长度的为1组形成3组腔。
用由在纸条(6mm×4mm瓦特曼#1色谱纸)上的4.1×105枯草杆菌菌种(幼虫)孢子组成的生物攻击物进行类似的试验，该纸从尺寸为1mm内径×1米长度、1mm内径×2米长度、1mm内径×3米长度和1mm内径×4米长度的TEFLONTM腔的端部等距离布置。这些包含生物试验片的腔的中心隔室尺寸为15mm内径×7.6cm长度。在用TEF LONTM腔的生物试验中，每个试验总共测定12个腔，4种不同长度为1组形成3组腔。
将含生物试验试样的腔放在塑料盘中，然后将该盘放在消毒室的架子上。然后关闭该室门和用真空泵将该室抽空到0.2乇的压力。然后用5分钟的时间将含过氧化氢尿素加成物的铝盘加热到80-81℃，用放在铝盘边墙上距离盘底大约1cm处的热电偶温度计测量。在这期间通过过氧化物监控器测量，室内过氧化氢的浓度增加到6毫克/升。
将生物试样暴露在过氧化氢蒸汽中达5、10、15、20和25分钟的时间。暴露到过氧化氢蒸汽中之后，生物试样无菌移送到15毫升包含277单位过氧化氢酶的胰蛋白酶(trypticase)大豆发酵液中以中和可能保留在试样上的过氧化氢残余物。在32℃下将所有的试样培育7天并观察其成长。
将50％的过氧化氢水溶液喷射到消毒室内并从加热的喷射器(加热的金属表面)上蒸发，进行比较研究。喷射的过氧化氢溶液产生过氧化氢的汽相浓度为6毫克/升。在这些试样中使用的试验腔和生物试样与在不含水过氧化氢试验中使用的一样。生物试样暴露于过氧化氢中之后的处理也是一样的。
B. 试验结果
在表3和4中显示的这些用不锈钢和TEFLONTM腔试验的结果说明了带有金属和非金属腔的不含水过氧化物传送系统的优点。用不含水的过氧化物传送系统测定最小内径和最长的腔，在5分钟之内全部杀死细菌孢子。同时，用50％的过氧化氢溶液即使扩散25分钟后也没有全部杀死。
                             表3
           不锈钢腔中不锈钢刀片的含水/不含水效果比较
过氧化物源  扩散时间(分钟)            消毒结果(阳性/试样)
3mm×40cm  3mm×50cm  1mm×50cm
50％溶液     5     3/3     3/3     3/3
    10     0/3     2/3     3/3
    15     1/3     1/3     1/3
    2025     0/30/3     0/30/3     1/31/3
尿素过氧化物     5     0/3     0/3     0/3
    10     0/3     0/3     0/3
    15     0/3     0/3     0/3
    20     0/3     0/3     0/3
    25     0/3     0/3     0/3
                              表4
      TEFLONTM腔中6mm×4mm纸条的含水/不含水效果比较
  过氧化物源  扩散时间(分钟)              消毒结果(阳性/试样)
  1mm×1m    1mm×2m   1mm×3m    1mm×4m
50％溶液     5     3/3     3/3     3/3     3/3
    10     3/3     3/3     3/3     3/3
    15     0/3     1/3     1/3     2/3
    20     0/3     0/3     1/3     1/3
    25     0/3     0/3     0/3     1/3
尿素过氧化物     5     0/3     0/3     0/3     0/3
    10     0/3     0/3     0/3     0/3
    15     0/3     0/3     0/3     0/3
    20     0/3     0/3     0/3     0/3
    25     0/3     0/3     0/3     0/3
由于除了过氧化氢外在用各种消毒剂的化学气相/汽相消毒过程中通常存在水分的事实，在基本上没有水存在的情况下可以快速消毒的事实是令人惊讶的。因为汽相过氧化氢消毒系统已经使用过氧化氢水溶液，所以在这些系统中也存在水分。
为了测试各种其他过氧化物配合物的消毒效果，进行下列实验。
                          实施例2，3和4
使用实施例1的仪器来测试聚乙烯吡咯烷酮-过氧化氢配合物(实施例2)，尼龙6-过氧化氢配合物(实施例3)和1，3二甲基尿素过氧化氢配合物(实施例4)的效果。按照实施例12和13描述的方法合成这些化合物。试验参数如下：
                实施例
    2     3     4
    室的温度     45℃     45℃     45℃
    起始压力     0.2乇     1.0乇     1.0乇
    过氧化物的重量％     17％     10.5％     26.6％
    过氧化物浓度     6毫克/升     6毫克/升     6毫克/升
    每次循环使用的配合物的重量     8克     18克     6克
    释放过氧化物的温度     110℃     110℃     80℃
在每种情况中，孢子载体是塑料腔内的6mm×4mm纸基基体和不锈钢腔内的不锈钢刀片。效果试验的结果在表5中表示。
                           表5
       与PVP，尼龙6和1，3二甲基尿素的配合物的效果
腔的类型 腔的大小     暴露5分钟的消毒结果(阳性/试样)
  实施例2   实施例3   实施例4
TEFLONTM   1mm×1m     0/3     0/3     0/3
  1mm×2m     0/3     0/3     0/3
  1mm×3m     0/3     0/3     0/3
  1mm×4m     0/3     0/3     0/3
不锈钢   3mm×40cm     0/3     0/3     0/3
  3mm×50cm     0/3     0/3     0/3
  1mm×50cm     0/3     0/3     0/3
表5显示的结果表明每个试验的过氧化氢配合物只暴露5分钟后就产生提供有效消毒的过氧化物蒸汽。
以上所示的从固体配合物中释放过氧化氢蒸汽需要的温度是使用位于铝盘外面距离盘底大约1cm处的热电偶温度计测量的温度。如下面实施例5描述的那样，使用位于盘底内部的温度计例如氟光温度计进一步试验，指示出盘底的温度大约高30-35℃。因此，在前面的实施例中，当热电偶温度计读数为80℃时，盘底的温度大约为110-115℃，而当热电偶温度计读数为110℃时，盘底的温度大约为140-145℃。
                          实施例5
为了测定包含固体过氧化物配合物的铝盘底部的温度，将氟光温度计用胶带粘贴到铝盘里面的底部。将一个OmegaTM热电偶温度计放在铝盘外面距离盘底大约1cm处。记录温度计的三个不同读数。每次将该盘加热到放在盘边的温度计指示的所希望的温度，接着冷却，然后重新加热到所希望的温度。记录的温度列表如下：
  盘边的温度                        盘底的温度(℃)
    第一     第二     第三     平均
    80℃     110.9     110.6     110.6     110.7
    100℃     131.5     132.6     132.0     132.0
结果表明铝盘底的温度比由位于盘边的热电偶温度计指示的温度高30-35℃。
进行进一步试验以比较在敞开(非腔)系统中使用含水和不含水过氧化物源获得的效果数据。下面详细描述该实验。
                             实施例6
使用实施例1的仪器，包括由在包装于TYVEKTM/MYLARTM信封中的6mm×4mm的瓦特曼#1色谱纸条上的6.8×105枯草杆菌菌种(幼虫)孢子组成的生物攻击物在内。(TYVEKTM是一种由聚乙烯制成的透气织物。MYLARTM是一种不透气的聚酯材料)。将包装的生物攻击物条放在包含易弯由的光纤S形镜的聚亚苯基氧化物盘的前面、中间和后面。将该条放在聚亚苯基氧化物容器中，该容器在其顶部有一个开口和在其底部有两个开口用于扩散。用可吸气的聚丙烯包装材料(SPUNGUARDTM重型消毒包装纸，Kimberty-Clark，Dallas，TX)覆盖直径为4英尺的开口以保持消毒后容器内物品无菌。将该容器放在实施例1的仪器中并将室内的压力降低到0.2乇。然后将包含2克过氧化氢尿素加成物(Fluka化学公司)的铝盘加热到80-81℃并保持5分钟以在室内提供3毫克/升过氧化氢蒸汽，该温度是用放在铝盘外面距离盘底大约1cm处的热电偶温度计测量的。将试样暴露于过氧化氢蒸汽中达5和10分钟。暴露后按照与实施例1相同的方法处理该试样。
将50％的过氧化氢水溶液喷射到消毒室内并从加热的喷射器上蒸发，以进行对比研究。喷射的过氧化氢溶液产生的汽相浓度为6毫克/升。试验布置、生物试验的组成和暴露后生物试样的处理都与不含水过氧化氢试验中使用的一样。这些试验的结果显示在表6中。
                         表6
       在开放系统中含水/不含水效果比较(非腔试验)
    过氧化物源   扩散时间(分钟)   消毒结果(阳性/试样)
    50％溶液     5     3/3
    10     3/3
    过氧化脲     5     1/3
    10     0/3
这些试验结果表明当与将生物试样不放在腔内的“开放”系统中的含水过氧化氢方法相比，不含水的效果较大。又一次惊奇地发现即使不需要将过氧化氢扩散入又长又窄的腔内，不含水系统也提供优良的消毒效果。这暗示出在有水和无水的系统中过氧化氢的作用方式是不相同的。
进一步进行试验测定在常压、不减压的条件下不含水过氧化物蒸汽的效果。下面详细描述此试验。
                         实施例7
采用在大气压下于开放系统中由尿素过氧化物配合物中释放的过氧化氢蒸汽进行效果试验。在此试验中将不锈钢手术刀上的1.04×106枯草杆菌菌种(幼虫)孢子的生物攻击物包装在TYVEKTM/MYLARTM信封中。将包装的生物攻击物刀片放在聚亚苯基氧化物盘的前面、中间和后面。将该盘放入实施例1的仪器中并关闭室门。然后将包含4.0克过氧化脲(Fluka化学公司)的铝盘用该试验的持续时间加热到80-81℃，该温度是用放在铝盘侧面距离盘底大约1cm处的热电偶温度计测量的。将试样暴露于过氧化氢蒸汽中5、10、20和30分钟。暴露后按照与实施例1相同的方法处理该试样。这些试验结果显示在表7中而且说明了在大气压下于开放系统中不含水过氧化物方法的效果。
                       表7
     大气压下于开放系统中不含水过氧化物方法的效果。
    过氧化物源     扩散时间(分钟)     消毒效果(阳性/试样)
过氧化脲     5     3/3
    10     1/3
    20     0/3
    30     0/3
进一步试验测定在各种温度下从过氧化氢尿素配合物中释放过氧化物的近似数量。在实施例8中描述此试验。
                          实施例8
将由压碎可从市场上买到的片剂(Fluka化学公司)得到的过氧化脲粉末放在按照图3B的仪器(尺寸为12.7cm×12.7cm)中的两个铝网之间。然后将铝板加热并使用位于铝板拐角附近的温度计监控该温度。表8列出了在各种温度下加热5分钟后释放的过氧化物的近似百分比。该数据表明在温度为140℃下从配合物中释放近似100％的过氧化物。在较低的温度下释放较少百分比的过氧化物。
                 表8
   在各种温度下释放不含水过氧化物
    加热温度     释放过氧化物的百分比
    80℃     ～25％
    100℃     ～65％
    120℃     ～80％
    130℃     ～90％
    140℃     ～100％
在室温和大气压下具有释放过氧化氢蒸汽能力的过氧化物配合物，例如过氧化脲配合物，可以有效地使用在各种消毒应用中。它们不仅可以使用在上面描述的本发明的消毒仪器中，本发明的化合物也可以作为自消毒包装材料的一部分，或者应用到载体例如纱布、海绵、棉花等等上。该化合物在室温或升高的温度下可以使密封的包装消毒，而且特别用于包装医疗或外科产品的消毒。
在下面的实施例中描述本发明化合物的特殊用途。在下列实施例中使用的过氧化物配合物是片剂形式(Fluka化学公司)或压碎片剂获得的粉末形式的过氧化脲。
                            实施例9
自消毒的盒子装配如下：将其表面上有3.8×105枯草杆菌菌种幼虫孢子的外科手术刀放在消毒陪替氏培养皿中。将该皿与1毫克片剂或粉末形式的过氧化脲配合物一起放入较大的陪替氏培养皿中。然后将较大的陪替氏培养皿插入由TYVEKTM/MYLARTM(可透气的，表9)、MYLARTM/MYLARTM(不透气的，表10)或纸/MYLARTM(可透气的，表10)形成的盒子中。然后密封该盒子。
如下面表9和表10中所示的那样，将每个盒子暴露于各种温度下达各种时间。按照实施例1描述的那样，测定室温试样的消毒效果。结果包含在表9和10中，带“+”号指示细菌增长。
                         表9
       具有可吸气阻挡层(TYVEKTM/MYLARTM)的自消毒盒子
  温度   过氧化物类型   1小时   2小时   3小时    4小时
  23℃     粉末     +    -     -      -
    片剂     +    +     -      -
  40℃     粉末     -    -     -      -
    片剂     -    -     -      -
  60℃     粉末     -    -     -      -
    片剂     -    -     -      -
表10列出了有(MYLARTM/MYLARTM)和没有(纸/MYLARTM)呼吸阻挡层的自消毒盒子的效果数据。如上所述装配该盒子，然而过氧化物蒸汽源只是粉末形式的过氧化脲。
                        表10
          有和没有可呼吸阻挡层的自消毒盒子
  温度     包装类型    2小时    4小时
  23℃   MYLARTM/MYLARTM     -      -
  纸/MYLARTM     +      -
  40   MYLARTM/MYLARTM     -      -
  纸/MYLARTM     -      -
  60   MYLARTM/MYLARTM     -      -
  纸/MYLARTM     -      -
这些试验的结果表明包括在有和没有可呼吸阻挡层的自消毒盒子中的本发明的过氧化脲配合物在室温和大气压下没有水分的情况下只在2-3小时后就对盒子内的制品提供有效的消毒。在较高的温度下，在1小时后就实现消毒。
为了测定在密闭容器中本发明消毒系统的效果，进行下列实验。
                         实施例10
一个自消毒的容器装配如下：将其表面上有3.8×105枯草杆菌菌种幼虫孢子(表11)或者其表面上有9.2×105枯草杆菌菌种幼虫孢子(表12)的不锈钢载体放在表面有20个孔(大小为3/16″)的小聚乙烯(PE)管形瓶里。将该管形瓶放入用气密帽或者SPUNGUARD(CSR包装纸)透气层覆盖的较大的管形瓶内。包括在较大管形瓶内的是第二个聚乙烯管形瓶，其表面上也有20个孔(大小为3/16″)。此管形瓶包含1毫克粉末或者片剂形式的过氧化脲，并且用SPUNGUARD(CSR包装纸)或者TYVEKTM盒子密封。
如下面表11和表12中所示的那样，将每个容器暴露于各种温度下达各种时间。按照实施例1描述的那样，测定室温试样的消毒效果。结果包含在表11和12中，带“+”号指示细菌增长。
                     表11
            没有可呼吸窗口的自消毒容器
    温度     包装类型     2小时     6小时
23℃     散装的片剂     +     -
    C/C*包装片剂     +     -
    C/C包装粉末     +     -
40℃     散装的片剂     -     -
    C/C包装片剂     -     -
    C/C包装粉末     -     -
60℃     散装的片剂     -     -
    C/C包装片剂     -     -
    C/C包装粉末     -     -
*用CSR包装纸制成的盒子。
                                       表12
                        有可呼吸的CSR窗口的自消毒容器
温度   包装类型  0.5小时   1.0小时   1.5小时   2.0小时   3.0小时   4.0小时
23℃   散装片剂     +     +     +     -   -
  散装粉末     +     +     +     -   -
  T/T*包装片剂     +     +     +     +   -
  T/T包装粉末     +     +     +     -   -
  C/C**包装片剂     +     +     +     -   -
  C/C包装粉末     +     +     +     -   -
40℃   散装片剂     -     -     -     -
  散装粉末     -     -     -     -
  T/T包装片剂     +     -     -     -
  T/T包装粉末     -     -     -     -
  C/C包装片剂     -     -     -     -
  C/C包装粉末     -     -     -     -
60℃   散装片剂     -     -     -     -
  散装粉末     -     -     -     -
  T/T包装片剂     -     -     -     -
  T/T包装粉末     -     -     -     -
  C/C包装片剂     -     -     -     -
  C/C包装粉末     -     -     -     -
*.用TYVEKTM制成的盒子**.用CSR包装纸制成的盒子
此试验结果表明包括在有和没有可呼吸阻挡层的容器中的不含水过氧化脲配合物在室温下在3-4小时后就提供有效的消毒。在较高的温度下，在少至半小时后就实现了消毒。
已经发现释放过氧化物蒸汽的不含水过氧化物配合物在室温下用于制品的消毒，而且在较高的温度下更有效。这些配合物可以放入盒子、容器、室、房屋或者能够密封的任何地方，它们在这里释放出可有效地使制品消毒的过氧化物蒸汽。加热该配合物便于释放蒸汽，而且用比室温消毒所需时间较少的时间提供消毒。因此，本发明的化合物用于各种希望消毒的应用中。仅仅将配合物放入包含要消毒的制品的密闭区中，就可以完成消毒。与现有的技术方法相比，不需要与水分接触就提供过氧化氢的活化。
为了确认使用不含水过氧化物配合物在较少的时间内在较低的温度下可以实现消毒，进行下面实验。
                        实施例11
一个自消毒的容器装配如下：将其表面上有9.2×105枯草杆菌菌种幼虫孢子的不锈钢载体放在表面有20个孔(大小为3/16″)的小聚乙烯管形瓶里。将该管形瓶放入用CSR包装纸(SPUNGUARDTM)的透气层覆盖的较大的管形瓶内。包括在较大管形瓶内的是第二个聚乙烯管形瓶，其表面上也有20个孔(大小为3/16″)。此管形瓶包含1毫克粉末或者片剂形状的过氧化脲。然后用CSR包装纸或者TYVEKTM盒子密封该管形瓶。
将大管形瓶放入4.5升消毒室或者173升的消毒室内。如表13所示那样，将每个容器暴露在100乇和23℃温度下达2小时。按照实施例1描述的那样测定室温试样。结果包括在表13中。
                            表13
           在减压条件下有可呼吸窗口的自消毒容器
    温度   包装类型     4.5升的室     173升的室
23℃   散装粉末        -        -
  T/T包装粉末        -        -
  C/C包装粉末        -        -
此试验结果表明包括在有可呼吸阻挡层的容器中的不含水过氧化脲配合物在100乇和室温下仅在2小时后就提供有效的消毒。当与表12中的结果相比，这些结果表明本发明的过氧化物配合物在减压下用比在大气压下消毒需要的时间较少的时间提供消毒。
因此，本发明的过氧化氢配合物在非常短的时间内就可以提供有效的消毒。另外，如上面讨论的那样，也可以使用等离子体增强过氧化氢蒸汽的消毒活性。要消毒的制品在暴露于过氧化物蒸汽后受等离子体的支配，而且保持在等离子体中足够的时间实现完全消毒。
可以将已经通过暴露于过氧化氢蒸汽中消毒过的制品暴露于等离子体中除去任何保留在制品上残余的过氧化氢。因为在等离子体的处理过程中，残余的过氧化氢分解为无毒产品，不需要任何附加步骤，将消毒过的制品准备好用于下面的处理。
不含水过氧化物配合物适用于各种应用中，包括作为自消毒填料的组份。另外，该配合物适用于制品蒸汽消毒的各种方法，例如美国专利4943414中公开的方法。此专利公开了一种方法，其中包含少量可蒸发液体消毒剂溶液的容器连接到腔内，而且在消毒循环过程中随着压力的降低，消毒剂蒸发并直接流入制品的腔内。可以修改该专利公开的方法便于使用不含水过氧化物化合物。将该化合物放入容器中并连接到要消毒制品的腔内。然后将该制品放入一个容器内并抽空该容器。用从不含水化合物中释放的过氧化氢接触制品的腔和制品的外部。等离子体可以任选地产生和用于增强消毒和/或从制品中除去残余的过氧化氢。
刚才描述的在系统中使用不含水过氧化物配合物克服了在水溶液中水蒸发较快和在过氧化氢之前进入腔内的缺点。因此，可以实现更有效的消毒并且需要较少的时间实现消毒。过氧化氢配合物例如甘氨酸酐是特别有利的，因为在减压条件下不需要另外加热该配合物就可以释放大量的过氧化氢。不含水过氧化氢配合物的合成
如上所述，本发明还提供一种制备不含水过氧化氢配合物的方法，该配合物用作过氧化氢消毒器中的源，或者作为自消毒填料的组份。当然，过氧化氢配合物也可以用于其他应用中，例如漂白剂、隐性眼镜溶液、催化剂和本领域的普通技术人员都知道的其他应用中。制备本发明过氧化氢配合物的一般工艺如下：
(1) 将反应物材料放入室内
与过氧化氢反应的材料可以是各种形式的固体，(例如优选具有高表面积增加反应速度的粉末、晶体、薄膜等等)。如果室内压力降低之后，允许足够的时间蒸发该溶剂，那么该反应材料也可以以水中的溶液或者另一种溶剂存在。该材料也可以是沸点高于过氧化氢沸点(150℃)的液体。因为，在较高温度下反应速度较快，优选在引入反应物组合物之前或之后加热该室。然而，温度不应该较高，以至于反应物沸腾或蒸发。该反应物组合物可以包含在提供使用过氧化物蒸汽的任何容器。如果以粉末或其他形式吹散，此时抽空该室，然后反应物可以保留在可渗透的容器中，使过氧化氢扩散进入容器内。
(2) 抽空该室
在某些实施方案中，将该室抽空到低于大气压的压力下，例如低于过氧化氢的蒸汽压(这取决于它的浓度和温度)的压力下，为了保证所有的过氧化物成为汽相。蒸气压随着温度的增加而增加以及随着过氧化物浓度的减小而增加。对于多数实验，将该室抽空到大约0.2乇而且温度为室温或室温以上。
(3) 产生过氧化氢蒸汽
从过氧化氢溶液中或者从基本上无水过氧化氢配合物中可以产生过氧化氢蒸汽。后者产生气态的干过氧化氢，如果与蒸汽或所形成的配合物反应的材料是吸湿的，该过氧化物是有利的。从基本上无水配合物中产生过氧化氢蒸汽的另一优点是在形成的配合物中过氧化氢的百分比高于从含水H2O2溶液中产生的蒸汽的。这可能是当使用水溶液产生H2O2蒸汽时由于水分子和H2O2分子之间竞争该配合物的键合位置的结果。
在储存反应物材料的同一个室内或者用真空阀门与它隔开的另一个室内可以产生过氧化物蒸汽。
(4) 反应物材料与过氧化氢反应
当然，反应需要的时间取决于反应物与过氧化氢的反应速度。它可以通过监控压力根据试验决定，在过氧化物与反应物材料键合过程中该压力减小。反应时间一般为5-30分钟。蒸发的过氧化氢浓度和起始材料的重量决定最终反应产品中过氧化物的重量百分比。随着反应物与过氧化氢的重量比的增加，配合物中过氧化氢的重量百分比减小。可以重复反应多次增加配合物中过氧化氢的浓度。
(5) 将该室再一次抽空
在反应结束时，进一步将该室抽空到大约2乇以除去任何未反应的过氧化氢。
(6) 排空该室并回收过氧化氢配合物
过氧化氢与反应物材料形成配合物的机理不完全明白。配合物的形成被认为涉及在反应物材料上过氧化氢与包含氧气和/或氮气的富电子官能团之间的氢键的形成。人们不知道这是否是唯一键合的方式；然而，已经发现带有宽范围的官能团的材料与过氧化氢形成配合物。
与早期过氧化氢配合物形成的方法相比，该汽相反应的优点包括：
1.通过改变汽态中存在的过氧化氢的数量或者暴露于蒸汽中反应物材料的数量可以准确地控制过氧化氢与反应物材料的比例。
2.省去了从反应产品中除去溶剂的必要。
3.可以形成液体或固体例如粉末、晶体、薄膜等等的过氧化物配合物。
4.可以制备吸湿材料的过氧化物配合物。
在下面的实施例中进一步描述本发明的不含水过氧化物配合物的合成。许多这些化合物除了具有这里详细描述的实用性外，还用作催化剂，正如本领域的普通技术人员容易明白的那样。实施例代表本发明的具体方案和方法，但是它们绝不想限制本发明的范围。
                       实施例12
甘氨酸酐的过氧化氢配合物的制备过程如下：将1.0克甘氨酸酐(Aldrich化学公司，Milwaukee，WI)试样放在保持温度为45℃的173升室里的铝盘中。用TYVEKTM无纺织物覆盖铝盘的顶部，当室内压力减小时该织物可以防止甘氨酸酐从该盘出来而且是可呼吸的并不吸收过氧化氢。关闭该室门以及通过使用真空泵抽空该室使室内压力降低到0.2乇。大约70％体积过氧化氢(FMC公司，Philadelphia，PA)水溶液蒸发到该室中产生过氧化氢浓度为10毫克/升。将过氧化氢蒸汽与甘氨酸酐保持接触20分钟。在反应结束时，室内压力减小到2乇，然后恢复到大气压。将反应产品从室内除去并通过下面碘滴定反应分析过氧化氢重量百分比。
在碘-硫代硫酸钠滴定反应中使用淀粉指示剂来增强终点反应的颜色变化。按照下面的公式计算过氧化氢的百分比：
H2O2重量百分比＝〔(Na2S2O3的毫升数)×(Na2S2O3的当量浓度)×1.7〕/(试样重量(克))
得到甘氨酸酐配合物中过氧化氢的重量百分比是24.3％。
                       实施例13
使用实施例12的方法制备各种有机和无机的过氧化氢配合物。在每种情况下，除了使用1克表14中显示的每一种化合物代替甘氨酸酐外，反应条件与实施例12的相同。
                         表14
化合物测定和汽相合成方法形成的配合物中存在的过氧化氢重量百分比
Figure C9712148700311
形成的有机配合物涉及下列能与过氧化氢形成氢键的官能团：醇、醚、酮、酸、氨基酸、酯、有机盐、胺、酰胺、聚酰胺、聚亚胺酯、脲和缩二脲。无机配合物包括与钠、钾和铷阳离子的碳酸盐以及碳酸氢钠。另外，也制备氢氧化钙和焦磷酸四钠的过氧化氢配合物。除了被处理成0.12mm厚薄膜的尼龙6，6和50％重量水溶液的聚乙烯甲基醚外，将原材料细分成粉末或稍大的晶体材料。
除了聚乙烯吡咯烷酮、组胺、聚乙烯甲基醚、聚乙烯甲基酮、丙酰胺和1，3-二甲基脲外，在测试条件下用这些材料获得的过氧化氢配合物是固体。1，3-二甲基脲和丙酰胺过氧化氢配合物是在汽相合成方法中容易处理的自由流动的液体，因为不需要除去溶剂来获得成品。组胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯甲基醚和聚乙烯甲基酮的配合物是不容易处理的粘合材料。
实施例14和15描述了对在不同的工艺条件下用聚乙烯吡咯烷酮获得作为自由流动固体产品的过氧化物配合物的进一步研究。
                          实施例14
改变聚乙烯吡咯烷酮重量与汽态过氧化氢浓度的比例，以改变聚乙烯吡咯烷酮配合物中过氧化氢的百分比，制备聚乙烯吡咯烷酮的过氧化氢配合物。除了聚乙烯吡咯烷酮的重量从1.0克增加到3.0克到5.0克外，这些试验的条件与实施例12相同。在所有的试验中，过氧化氢的浓度保持10.0毫克/升室内体积不变。这些试验的结果显示在表15中。
                          实施例15
制备PVP的过氧化氢配合物，其中过氧化氢由尿素与过氧化氢的配合物产生。当以这种方式供给过氧化氢时，过氧化氢基本上是无水的。在这些试验中，将5克PVP放入反应室内和通过用大约5分钟将大约7克35％尿素H2O2的配合物加热到110℃的温度将10毫克H2O2/升室内体积送入反应室中。在这些试验中试验体积与实施例12相同。在PVP配合物中过氧化氢的百分比和配合物的物理状态呈现在表15中。
                          表15
聚乙烯吡咯烷酮与汽态过氧化氢之比对配合物中过氧化氢的百分比和产品的
                      物理状态的影响
  PVP重量(克)   配合物中H2O2重量％   产品的物理状态
  实施例14     1     29.9   软粘合产品
    3     23.5   硬粘合产品
    5     17.7   自由流动固体
  实施例15     5     19.7   自由流动固体
这些试验结果表面通过控制PVP与气态过氧化氢之比使用基本上无水过氧化氢蒸汽源，用PVP过氧化氢配合物可以获得自由流动固体。无机过氧化氢配合物
如上面详细描述有机过氧化氢配合物那样，无机过氧化氢配合物也适合用作消毒剂。在大气压和室温下从这些无机配合物中可以释放过氧化物蒸汽。然而，如下面较详细描述的那样，在大气压和减压条件下无机过氧化物配合物一快速加热到特定的释放温度就释放出大量的过氧化氢蒸汽。为了有效地从无机过氧化物中释放出过氧化氢，无机过氧化物配合物的加热速度优选至少5℃/分钟；更优选地为至少10℃/分钟；进一步优选地为至少50℃/分钟；最优选至少每分钟1000℃。
这些无机过氧化物配合物和过氧化氢重量百分比的典型列表于表16中。优选的无机配合物是那些不分解形成氢卤酸的无机配合物。因此，特别优选的配合物不包含卤素。也可以使用过氧化物配合物的混合物作为过氧化物蒸汽源。这种混合物可以是一种“物理混合物”，其中两种不同的已制备好的过氧化物配合物是物理混合，或者是一种“化学混合物”，其中在制备过氧化物配合物之前将配合物的化合物混合。
测定配合物中H2O2的重量百分比使用的方法同实施例12描述的一样。从Fluka化学公司购买碳酸钠H2O2配合物。用于合成无机过氧化物配合物的汽相合成方法同实施例12描述的一样，除了用10克代替1-5克固体无机试样和使用两个反应循环与一个反应循环比较。
                     实施例16
液相合成无机过氧化氢配合物的反应方法实质上同Jones等人(j.Chem.Soc.，Dalton，12：2526-2532，1980)描述的一样。简单地说，无机固体首先溶解在30％过氧化氢水溶液中成为饱和溶液，接着滴加乙醇。对于草酸钾和碳酸铷配合物来说，随着加入的乙醇数量逐渐增加形成白色的过氧化物沉淀。对于碳酸钾、焦磷酸钾和焦磷酸钠来说，在-10℃下将饱和溶液培育几个小时便于晶体过氧化物配合物的形成。通过真空过滤、用乙醇洗至少3次并用真空干燥将该配合物从液体中分离出来。
                                表16
         测定的化合物和配合物中存在的过氧化氢重量百分比
化学试剂名称   化学式 配合物中H2O2重量百分比1
  购买2     蒸汽3   液体3
    碳酸钠   Na2CO3   27.35
    碳酸钾   K2CO3     7.43   22.70
    碳酸铷   Ru2CO3     20.31   26.78
    草酸钾   K2C2O4     16.13   16.42
    焦磷酸钠   Na4P2O4     11.48   23.49
    焦磷酸钾   K4P2O4     20.90   32.76
    正磷酸钠   Na3PO4     15.67
    正磷酸钾   K3PO4     16.11
1.测定配合物中H2O2的重量百分比使用的滴定方法与上面陈述的方法相同。
2.碳酸钠过氧化氢配合物是从Fluka化学公司购买的。
3.使用汽相和液相方法合成无机过氧化物。
使用差示扫描量热计(DSC)(型号PDSC2920，TA和Mettler-Toledo型号DSC27HP仪器)测定无机过氧化物配合物的释放H2O2或分解特性。该差示扫描量热计以10℃/分钟的加热速度进行和在30℃和220℃之间的温度范围。现在参考图1，该差示扫描量热计包括试样室110、加热板112和压力控制系统。该压力控制系统包括连接到压力表116的压力转换器114。压力表116连接到控制器118，该控制器依次连接到压力控制阀门120上。该压力转换器114与压力控制器120和泵122保持流动联系。
将上面描述的合成好的草酸钾过氧化氢配合物放在差示扫描量热计中并且在50-170℃的温度范围内施以特定的真空压力。在图6中可以看到，在试样盘的盖子上有一个孔的这些DSC条件下，在较低的压力下释放较多的H2O2，发生吸热过程，而在较高的压力下便于H2O2的吸热分解。然而，如图10所示的那样，当盘上没有覆盖层(即开口盘)重复相同的试验时，在大气压下也可以发生过氧化物的部分释放。因此，对某些过氧化氢配合物来说，较开放的系统和/或减压可以有助于从配合物中释放H2O2。
在使用无机过氧化物配合物消毒中，在与无机过氧化物组合物接触之前预热铝盘可以实现快速加热，这对于配合物的稳定性是致关重要的。在使用无机过氧化物化合物中，优选的是温度高于86℃。
如上面讨论的那样，优选的是将无机过氧化氢配合物快速加热，即快到1000℃/分钟或更高。通过将过氧化物与预热的加热板接触可以完成这些。在图7A和7B中表示了完成这种快速加热的优选具体方案。参照图7A，表示了仪器125将过氧化物蒸汽喷入到处于封闭位置的消毒室131中。将无机过氧化氢配合物导入过氧化物园盘132中。该圆盘132包括五层：三层CSR包装纸，过氧化物配合物粉末和覆盖聚丙烯的铝箔薄片。将圆盘132沿着边缘热密封包住过氧化物配合物粉末。将过氧化物圆盘132放在穿孔铝板130的底下，该铝板通过铝焊接片142连接到厂房150上。该圆盘132宽松地支撑在O圈151之间。在将过氧化物蒸汽引入室内之前，加热的铝模板134与过氧化物圆盘132分开并附着在铝板136上。在风箱138内的一个弹簧(没有表示)支撑处于密闭位置的板136底下。当抽空室内131时，也抽空了风箱138。该板136固定在O圈148上，因此将释放过氧化物室152从通道158中分开。用螺栓144、146、154和156支撑着该仪器并且连接到消毒室131中。
参照图7B，为了使模板134上面与过氧化物圆盘132接触，将风箱138放空。压力一旦增加，风箱138向上移动，从而推动加热的铝模板134靠近过氧化物圆盘132。在优选的具体方案中，铝模板134预热到175℃；然而也可以使用其他的温度。释放过氧化物蒸汽从粉末中通过CSR层、通过穿孔铝板130中的穿孔134、且进入释放过氧化物室152中。加热的铝模板134向上移动也打开释放过氧化物室152，使过氧化物蒸汽进入与消毒室保持流动联系的通道158中。
现在参照图8，图解说明了消毒室170包括许多相互垂直排列的玻璃棒172。分别放在室170内的顶部和底部的不锈钢手术刀174和176其上含有接种的脂肪嗜热杆菌(Bacillus stearothermophilus)。包含在消毒室170和其右边显示的是用于加热过氧化氢配合物的仪器，用于典型目的的该配合物是焦磷酸钠(Na4P2O7·3H2O2)和草酸钾(K2C2O4·H2O2)过氧化氢配合物。仪器178包括在室170底部的派热克斯牌玻璃碗180。派热克斯牌玻璃盘182放在派热克斯牌玻璃碗180的顶部。带加热垫板186的铝板184放在派热克斯牌玻璃盘182的顶部。过氧化物配合物放在铝板184的上面。电源线188连接到加热垫板186上，热电偶190连接到铝板184上。手术刀174放在铝板184上面两英寸。
在某些具体方案中，将过氧化氢配合物装入隔开的与放入要消毒的制品的容器保持流动联系的箱内。箱内和容器内的压力可以相同或不同。箱内正压差有助于箱内从过氧化物配合物中释放的过氧化物蒸汽移动进入容器内。在容器较大时，例如当容器是整个房间时，这种正压特别有用。
在优选的具体方案中，将粉末形式的过氧化物配合物应用到粘合的表面上。优选的粘合表面包括高温适用的粘接带例如A10和A25粘接带(3M公司，Minneapolis，MN)。然后使用例如图3A、7A和8所示的仪器加热这些涂覆过氧化物配合物粉末的粘接带以释放出过氧化物。
参照图9，具有过氧化物配合物粉末202的高温适用的粘接带200布置在铝箔层204上。一个CSR层或多CSR层206覆盖在粘接带层200的顶部。这种布置可以采用单板材料的形式，或者可以由这些材料形成卷筒。
在实施例17和18中用来测定过氧化物释放量和消毒效果的无机过氧化物配合物是焦磷酸钾(K4P2O7·3H2O2：PP)、草酸钾(K2C2O4·1H2O2：PO)和碳酸钠(Na2CO3·1.5H2O2：SC)。
                       实施例17
                从SC、PO和PP中释放过氧化物
用DSC测定从SC、PO和PP中释放H2O2的理想温度。使用75升室和如图7A和7B所示的仪器在各种温度下测定从2克每种这些配合物释放的H2O2的实际数量。在175℃下从PP中释放的H2O2数量大于从SC和PO中释放的H2O2数量。虽然在175℃下SC释放较少数量的H2O2，但是当增加试验的数量时看到释放显著增多。
                                   表17
                         在75升室内释放过氧化物
  SC     PO      PP
  释放H2O2的温度(用DSC)   170℃     150℃      130℃
  用2克试样
  125℃   0.3毫克/升     0.8毫克/升      1.0毫克/升
  150℃   1.2毫克/升     2.0毫克/升      1.5毫克/升
  175℃   1.8毫克/升     2.5毫克/升      3.4毫克/升
  用3克试样在175℃下   2.3毫克/升
  用4克试样在175℃下   2.9毫克/升
                      实施例18
              使用SC、PO和PP的效果试验
将2×106枯草杆菌菌种幼虫孢子接种在不锈钢刀片上。首先将3个接种的刀片放在Spunguard包装的10″×21″×3.5″聚亚苯基氧化物盘的前面、中间和后面的位置。然后将包装的盘放入具有起始真空压力为0.2乇的75升真空室中。在三层Spunguard和一层用聚丙烯膜覆盖的铝箔之间热密封SC、SO和PP无机过氧化物粉末制成一个5.5″过氧化物圆盘。通过将圆盘与已预热到175℃的铝板接触2分钟，接着再扩散8分钟，全部暴露时间为10分钟，释放出过氧化物。处理后，在32℃下将三个刀片分开放在Trypticase SoyBroth(TSB)中7天并记录细菌的成长。结果总结在表18中。
                      表18
                   效果试验结果
  过氧化物配合物   配合物的重量 过氧化物的浓度 消毒性(+/全部)
    PP     2克   3.4毫克/升     0/3
    PO     2克   2.5毫克/升     0/3
    SC     2克   1.8毫克/升     1/3
    SC     3克   2.3毫克/升     0/3
    SC     4克   2.9毫克/升     0/3
在表18中可以看到：除了2克SC(1/3)外，没有观察到孢子的增长。这些结果强调了使用无机过氧化氢配合物的消毒效果。
容易将无机过氧化氢配合物连同有机过氧化物配合物一起掺入上面描述的消毒工艺中。例如可以连同等离子体消毒方法，或连同从配合物中慢慢释放过氧化物的消毒箱一起使用无机配合物。同样，在具有窄腔的制品消毒中也可以使用无机配合物，因此含有无机过氧化物配合物的容器连接到腔内。另外，可以使用从无机过氧化物配合物中释放的蒸汽的脉冲压力。对于本领域的普通技术人员来说参考本说明书，使用无机配合物消毒的其他实施例是显然的。磷酸盐和浓缩磷酸盐过氧化物配合物的合成
在表19中总结了文献中报道的一些磷酸盐和浓缩磷酸盐过氧化物配合物和它们的合成方法。通常，将磷酸盐与含水过氧化氢溶液混合(将固体加入到过氧化物溶液中或者将过氧化物溶液加入到固体中)可以合成这些配合物。因为反应产生的热可以导致过氧化氢的分解，将固体与过氧化物溶液慢慢混合或者使用冷却的过氧化物溶液(例如0℃)以控制反应温度。将磷酸盐和浓缩磷酸盐的水合物溶解在过氧化物溶液中也可以形成过氧化物配合物。
                                            表19
       起始化合物                 合成    配合物化学式   参考文献
  固体  H2O2
  Na4P2O7  ≥65％   慢慢将Na4P2O7加入到H2O2溶液中控制温度低于50℃   Na4P2O7·nH2O2n＝2，3或更大     1
  Na4P2O7  ≥50％   3摩尔50％H2O2与1摩尔Na4P2O7反应，在低温下在流化床中干燥   Na4P2O7·3H2O2     2
  Na4P2O7·10H2O  30-90％   将Na4P2O7·10H2O加入到H2O2溶液中并在20℃下于真空中干燥   Na4P2O7·3H2O2     3
  Na3PO4·12H2O  30％   将Na3PO4·12H2O加入到H2O2溶液中并在20℃下于真空中干燥   Na3PO4·5H2O2     4
  Na2HPO4·12H2O  4-76％   将Na2HPO4·12H2O加入到H2O2溶液中并在20℃下于真空中干燥   Na2HPO4·nH2O2n＝1，2     4
  Na5P3O10  60％   在40-50℃下在流化床中将H2O2溶液喷射到Na5P3O10上，然后在该床中干燥   Na5P3O10·nH2O2n＜1     5
  K3PO4·7H2O  65-70％   在0℃下将K3PO4·7H2O溶解在H2O2溶液中，保持温度低于70℃   K3PO4·nH2O2n＝1，2，4     6
  K4P2O7  60-90％   慢慢将K4P2O7加入到H2O2溶液中保持温度低于50℃。结果表明当使用大量起始固体(例如174克)时使用这种方法没有形成配合物   K4P2O7·nH2O2n＝5，35，7     7
1.Richmond，Howard.PCT公开号WO95/05341。2.Xiao等人，发明专利申请公开说明书，CN1097798，1995，1，25。3.Titova等人Russ.J.Inorg.Chem.40[3]：384(1995)。4.Titova等人Russ.J.Inorg.Chem.39[5]：754(1994)。5.Kudo，I.日本公开(C1.C01B)，1975年8月29日，申请号7415389，1974年2月8日。6.Kirsanova.M.P.，Bogdanov，G，A，Dymova，Z N.，Safonov，V.V.，/zv.Vyssh.Ucheb。Zaved.Kjim.Khim.Tekhnol.15(2)：183-6(1972).7.Majewski，H.W.，美国专利3650750。喷射方法
使用与前面文献中描述的方法相同的方法测定制备磷酸盐和浓缩磷酸盐配合物的方法的轻便性和局限性。通常将过氧化物溶液喷射到均匀散开的固体盐上，接着真空或烘箱干燥来制备配合物。表20总结了使用喷射方法合成的配合物。使用与现有技术一致的30％H2O2溶液不能合成Na4P2O7·H2O2。在室温下将H2O2溶液直接加入到无水K3PO4中不能制备K3PO4过氧化物配合物。在实施例21-36中提供了详细的合成条件。
                              表20
      起始化合物       合成     配合物化学式   实施例
  固体  H2O2
  Na4P2O7  ＞50％   将H2O2溶液喷射到Na4P2O7上   Na4P2O7·nH2O2n＝3或更大   21-27
  Na4P2O7  30％   将H2O2溶液喷射到Na4P2O7上   Na4P2O7·nH2O2n≤2   26
  Na3PO4  30-70％   将H2O2溶液喷射到Na3PO4上   Na3PO4·5H2O2   28
  Na2HPO4  30-70％   将H2O2溶液喷射到Na2HPO4上   Na2HPO4·nH2O2n＝1，2   29
  Na5P3O10  30-70％   将H2O2溶液喷射到Na5P3O10上   Na5P3O10·nH2O2n＝1-2   30
  K3PO4  59％   将H2O2溶液喷射到K3PO4上   没有形成配合物   31
  K4P2O7  59-70％   将H2O2溶液喷射到K4P2O7上   K4P2O7·nH2O2n＝4-7   32
  K2HPO4  59％   将H2O2溶液喷射到K2HPO4上   K2HPO4·3.15H2O2   33
  KH2PO4  59％   将H2O2溶液喷射到KH2PO4上   KH2PO4·1H2O2   34
  Ca2P2O7  59％   将H2O2溶液喷射到Ca2P2O7上   Ca2P2O7·3.42H2O2   35
  Mg2P2O7  59％   将H2O2溶液喷射到Mg2P2O7上   Mg2P2O7·4.60H2O2   36
Na4P2O7·nH2O2 的液体喷射合成法
通常使用液-固相反应接着真空和/或烘箱干燥的方法合成焦磷酸钠和过氧化氢的无水配合物(Na4P2O7·nH2O2)。正如在下面实施例21-27中描述的那样，改变与焦磷酸钠和过氧化氢的配合物的液固相合成法有关的许多参数。将浓缩过氧化氢溶液(30-90％H2O2)点滴喷射到焦磷酸钠(98％，Aldrich)上。在10℃、25℃或45℃下将化合物培育1-16小时，接着在25℃-60℃下真空干燥和/或在60℃下烘箱干燥。如在下面实施例描述的那样改变H2O2浓度、起始H2O2与Na4P2O7的摩尔比、固液比、保温时间和温度、干燥的方式、干燥温度和原材料的数量来测定它们对产品组合物的影响。
实施例21-23表示了在25℃下反应2小时获得的配合物中干燥方法对最终H2O2的重量％的影响。
实施例24表示了在25℃下反应时间与真空干燥的影响。结果表明一小时反应时间对形成焦磷酸钠与H2O2之比为1∶3的配合物是足够了。
实施例25表示了反应温度对过氧化物配合物形成的影响。结果表明当使用少量的原材料在低于45℃的温度下还可以形成大约1∶3比例的配合物。
实施例26表示了使用液体喷射合成法时过氧化氢浓度对所得到的过氧化物配合物的组合物的影响。在表26中指出：当将30％H2O2喷射到焦磷酸钠固体上，即使起始H2O2与SP的摩尔比为4∶1，所得到的配合物Na4P2O7·1.64H2O2的H2O2与SP之比小于2∶1(双-过氧水合物)。当H2O2浓度大于45％，优选大于50％时，可以形成三-过氧水合物(Na4P2O7·3H2O2)。H2O2与SP之比为4∶1的Na4P2O7·4H2O2的组合物只在温度低于60℃时是稳定的。
实施例27表示了当使用大量的Na4P2O7时用液体-喷射方法可以成功地制备焦磷酸钠三-过氧水合物配合物。
                      实施例21
                 在30℃下真空干燥
将H2O2(59％)与焦磷酸钠(SP)以1∶0.8、1∶0.9和1∶1.1的固液重量之比混合，在25℃下培育2小时和在30℃真空干燥4小时或者在30℃真空干燥4小时接着在60℃真空干燥15小时。产率从84％变化到99％。结果总结在表21中。
                                           表21
       起始化合物  在25℃下反应时间   产品重量             H2O2重量％
  SP    59％H2O2   H2O2/SP摩尔比   在30℃下真空干燥     真空-30℃4小时+60℃15小时
 (克)    (克)     (克)     4小时   密封1   开放2
  10     8   3.7   2小时     13.5     26.81   26.11   26.18
  10     9   4.2   2小时     13.9     27.75   26.95   26.98
  10     11   5.1   2小时     11.7     27.75   26.61   26.88
1.密封条件下，配合物是在紧密覆盖塑料瓶中；2.开放条件下，配合物是在开口陪替氏培养皿中。
                        实施例22
                  在60℃下真空干燥
将H2O2(59％)与焦磷酸钠以1∶0.8、1∶0.9和1∶1.1的固液重量之比混合，在25℃下培育2小时和在60℃真空干燥4小时。结果总结在表22中。
                         表22
          起始化合物    反应时间    反应温度             H2O2重量％
   SP    59％H2O2   H2O2/SP摩尔比    在60℃下真空干燥   真空-60℃4小时+60℃15小时
  (克)    (克)   (小时)    (℃)     4小时     开放
  10     8     3.7     2     25     26.54     25.53
  10     9     4.2     2     25     26.92     26.38
  10     11     5.1     2     25     26.83     26.28
                       实施例23
                    在60℃下烘箱干燥
将H2O2(59％)与焦磷酸钠以1∶0.8、1∶0.9和1∶1.1的固液重量之比混合，在25℃下培育2小时和在60℃烘箱干燥6小时或者21小时。结果总结在表23中。
                              表23
        起始化合物   反应时间   反应温度     H2O2重量％
   SP     59％H2O2  H2O2/SP摩尔比     在60℃下烘箱干燥
  (克)     (克)   (小时)   (℃)     6小时     21小时
  10     8     3.7     2     25     27.22     26.63
  10     9     4.2     2     25     27.10     26.87
  10     11     5.1     2     25     29.57     26.74
                        实施例24
                     反应时间影响
将H2O2(59％)与焦磷酸钠以1∶0.8的固液重量之比混合，在25℃下培育1，2和16小时和在25℃真空干燥4小时。结果总结在表24中。
                        表24
           起始化合物    反应时间    反应温度            H2O2重量％
   SP   59％H2O2   H2O2/SP摩尔比   在25℃下真空干燥   真空-25℃4小时+60℃15小时
  (克)    (克)   (小时)    (℃)     4小时     开口
  10     8     3.7     1     25     27.45     26.77
  10     8     4.2     2     25     26.81     26.18
  10     8     5.1     16     25     27.01     26.96
  25*     20     3.7     16     25     27.12     26.90
*在实施例39中使用此试样进行热稳定性研究。
                       实施例25
                    反应温度影响
将H2O2(59％)与焦磷酸钠以1∶0.8、1∶1或1∶1.3的固液重量之比混合，在10℃、25℃或45℃下培育和在25℃真空干燥。结果总结在表25中。
                                 表25
          起始化合物   反应时间  反应温度        H2O2重量％
   SP    59％H2O2   H2O2/SP摩尔比    在25℃下真空干燥   在45℃下真空干燥
  (克)    (克)   (小时)   (℃)     4小时   2小时
  10     8     3.7     2    10     27.81
  10     8     4.2     2    25     26.81
  25     27     5.0     1.5    45   26.07
  25     32.5     6.0     1.5    45   27.23
                        实施例26
                    H2O2浓度的影响
将具有不同浓度的H2O2溶液滴加到焦磷酸钠(Aldrich，98％)中。将该混合物在25℃下培育2小时，然后在25℃真空干燥4小时，接着在60℃烘箱干燥15小时，除了表26最后一排的试样外，该试样在25℃真空干燥4小时，然后在40℃烘箱干燥9小时。结果总结在表26中而且表明需要较高浓度的过氧化物制成H2O2与SP摩尔比大约为1∶3的过氧化物配合物。
                       表26
            起始化合物            配合物
 SP     H2O2重量     H2O2浓度   H2O2/SP摩尔比  H2O2重量％     组合物
(克)     (克)    (％)
 10     15.8     30     3.7     15.69   Na4P2O7·1.46H2O2
 10     17.2     30     4.0     17.36   Na4P2O7·1.64H2O2
 10     11     45     4.0     25.48   Na4P2O7·2.67H2O2
 10     8     59     3.7     26.18   Na4P2O7·2.78H2O2
 10     9     59     4.2     26.98   Na4P2O7·2.89H2O2
 10     12     90     5.6     27.16   Na4P2O7·2.92H2O2
 10     12     90     5.6     34.44*   Na4P2O7·4.11H2O2
*该试样在25℃真空干燥4小时，然后在40℃烘箱干燥9小时。
                      实施例27
                     起始混合物数量的影响
在室温下将59％H2O2溶液慢慢地喷射到焦磷酸钠固体上；然而，增加该混合物的温度。当将50％H2O2加入300克SP中时，该混合物的温度升高到60℃以上。因此，较多数量的SP显然不如较少数量的SP作用好。结果总结在表27中。
                         表27
            起始化合物  混合过程中的温度(℃)   在25℃下培育时间      干燥条件   H2O2重量％
  SP    59％H2O2   H2O2/SP摩尔比
  (克)    (克)   (小时)
  10     8     3.7     -35     1 真空-25℃3.5小时+烘箱-60℃15小时   26.77
  100     80     3.7     45     3 真空-25℃3.5小时+烘箱-60℃15小时   25.86
  300     250     3.7     超过60     3 真空-45℃15小时   19.98
在下面实施例28-34中描述几个另外的过氧化物配合物的液体-喷射合成法。
                          实施例28
              Na3PO4·5H2O2的液体-喷射合成法
将过氧化氢浓度为30％、59％和70％的含水过氧化氢溶液喷射到固体正磷酸钠(三价)(SPT；96％，Aldrich)上形成软膏物。将该混合物在25℃下培育2小时，然后在25℃下真空干燥。结果总结在表28中。
                                 表28
                 起始化合物              配合物
  Na3PO4     H2O2重量   H2O2浓度    H2O2/Na3PO4摩尔比    H2O2重量％     组合物
  (克)     (克)   (％)
    5     34.6     30     10   51.70  Na3PO4·5.16H2O2
    5     17.6     59     10   52.23  Na3PO4·5.27H2O2
    5     14.8     70     10   48.81  Na3PO4·4.60H2O2
                           实施例29
        Na2HPO4·H2O2和Na2HPO4·2H2O2的液体合成法
将硫酸钠(二价固体，99.95％，Adrich)溶解在含水过氧化氢溶液中并在25℃下培育1小时，然后在25℃下真空干燥。所得到的产品是Na2HPO4/H2O2之比大约为1∶2的凝胶。进一步干燥凝胶得到Na2HPO4/H2O2之比大约为1∶1的粉末。结果总结在表29中。
                                            表29
              起始化合物                             配合物
Na2HPO4   H2O2重量    H2O2浓度    H2O2/Na2HPO4摩尔比   H2O2重量％        组合物    H2O2重量％   组合物
  (克)   (克)    (％)           凝胶形式          粉末形式
    5   12.0     30     3.0    20.37   Na2HPO4·1.07H2O2
    5   19.8     30     5.0   33.72   Na2HPO4·2.12H2O2    23.01   Na2HPO4·1.25H2O2
    5   6.1     59     3.0   27.88   Na2HPO4·1.61H2O2    22.28   Na2HPO4·1.20H2O2
    5   10.2     59     5.0   35.33   Na2HPO4·2.28H2O2    20.85   Na2HPO4·1.10H2O2
    5   5.1     70     3.0   31.31   Na2HPO4·1.92H2O2
    5   8.5     70     5.0   35.13   Na2HPO4·2.26H2O2    21.49   Na2HPO4·1.14H2O2
                           实施例30
           Na5P3O10·1-2H2O2的液体-喷射合成法
将浓缩过氧化氢溶液点滴喷射到三聚磷酸钠(85％，Aldrich)(STP)上。将该混合物在25℃下培育1小时，在25℃下真空干燥，然后在60℃下烘箱干燥。结果表示在表30中。
                                   表30
                 起始化合物              配合物
   Na5P3O10   H2O2重量   H2O2浓度    H2O2/Na5P3O10摩尔比   H2O2重量％          组合物
    (克)   (克)   (％)
    10   13.0   30     5.0   10.58   Na5P3O10·1.4OH2O2
    10   6.6   59     5.0   12.58   Na5P3O10·1.62H2O2
    10   5.6   70     5.0   13.40   Na5P3O10·1.73H2O2
                           实施例31
              K3PO4·nH2O2的液体-喷射合成法
在室温下将59％H2O2溶液滴加到磷酸钾(三价，97％，Aldrich)中。在喷射过程中反应混合物的温度升高到大约80℃。该软膏混合物在真空下干燥4小时。结果总结在表31中并表明由于高的反应温度配合物中多数过氧化物分解。
                        表31
            起始化合物              配合物
  K3PO4 H2O2重量 H2O2浓度  H2O2/K3PO4摩尔比   H2O2重量％     组合物
  (克) (克) (％)
  10  8  59     3.0   0.34   K3PO4·0.02H2O2
                               实施例32
                K4P2O7·nH2O2的液体-喷射合成法
将过氧化氢浓度为59％或70％的含水过氧化氢溶液喷射到焦磷酸钾(PP)(97％，Aldrich)上形成软膏物，在喷射过程中该软膏物的温度大约为30℃-35℃。将该混合物在25℃下培育2小时，然后在25℃下真空干燥。结果总结在表32中。
                              表32
               起始化合物               配合物
 K4P2O7   H2O2重量   H2O2浓度   H2O2/K4P2O7摩尔比   H2O2重量％           组合物
  (克)   (克)   (％)
   10   8.0    59     4.6   28.74    K4P2O7·3.91H2O2
   10   9.5    59     5.4   33.70    K4P2O7·4.74H2O2
   10   11.0    59     6.4   36.30    K4P2O7·5.67H2O2
   10   17.5    59     10   41.64    K4P2O7·6.93H2O2
   10   21.0    59     12   41.48    K4P2O7·6.99H2O2
   10   14.7    70     10   42.80    K4P2O7·7.26H2O2
   10   17.6    70     12   41.11    K4P2O7·6.78H2O2
                          实施例33
                K2HPO4·3H2O2的液体-喷射合成法
将浓缩过氧化氢溶液点滴喷射到磷酸氢钾(98％，Aldrich)(PHP)上。将该混合物在25℃下培育1小时和在25℃下真空干燥。结果表示在表33中。
                           表33
            起始化合物              配合物
 K2HPO4   H2O2重量   H2O2浓度     H2O2/K2HPO4摩尔比  H2O2重量％       组合物
  (克)   (克)   (％)
    5   4.97    59     3.0  38.04  K2HPO4·3.15H2O2
                         实施例34
              KH2PO4·H2O2的液体-喷射合成法
将浓缩过氧化氢溶液点滴喷射到磷酸二氢钾(98％，Aldrich)(PDHP)上。将该混合物在25℃下培育1小时和在25℃下真空干燥。结果表示在表34中。
                               表34
             起始化合物            配合物
 KH2PO4  H2O2重量  H2O2浓度   H2O2/KH2PO4摩尔比    H2O2重量％       组合物
  (克)   (克)  (％)
    5   6.23   59     3.0     20.18  KH2PO4·3.15H2O2
                          实施例35
              Ca2P2O7·3.42H2O2的液体-喷射合成法
将59％含水过氧化氢溶液喷射到固体焦磷酸钙(Aldrich)上。将该混合物在25℃下培育1小时，然后在25℃下真空干燥。结果表示在表35中。
                           表35
             起始化合物              配合物
 Ca2P2O7   H2O2重量   H2O2浓度   H2O2/Ca2P2O7摩尔比   H2O2重量％       组合物
  (克)   (克)   (％)
    5   10    59   8.82   31.41   Ca2P2O7·3.42H2O2
                         实施例36
            Mg2P2O7·4.60H2O2的液体-喷射合成法
将59％含水过氧化氢溶液喷射到固体焦磷酸镁(Aldrich)上。将该混合物在25℃下培育1小时，然后在25℃下真空干燥。结果表示在表36中。
                          表36
             起始化合物            配合物
Mg2P2O7   H2O2重量   H2O2浓度   H2O2/Mg2P2O7摩尔比   H2O2重量％        组合物
  (克)   (克)   (％)
    5    10    59    7.72   41.28   Mg2P2O7·4.60H2O2
虽然已经描述了几种磷酸盐过氧化物配合物，但是已知生产稳定的配合物没有通用的合成方法。过氧化氢溶液与磷酸盐或浓缩磷酸盐之间的反应是放热反应。此放热反应产生的热可以导致过氧化氢的分解。结果，配合物可能是不稳定的，或者过氧化物与磷酸盐或浓缩磷酸盐之比比所希望的低。当制备大量的配合物时，此问题特别明显。软膏方法
为了试图控制过氧化氢溶液与磷酸盐或浓缩磷酸盐之间反应产生的热，我们研究了许多合成方法。一种方法我们称之为“软膏”方法，因为磷酸盐或浓缩磷酸盐与水起初形成软膏物。这种无机过氧化氢配合物的软膏物-液体合成方法包括将所希望的无机化合物与水混合形成软膏。使软膏冷却，和将含水过氧化氢溶液加入到无机软膏中。将所得到的混合物干燥除水，产生无机过氧化氢配合物。
此合成方法的主要优点是当无机化合物与水的反应是放热反应时，在形成无机过氧化物配合物过程中产生非常少量的热，因此避免了合成过程中过氧化氢的降解。这是优于以前方法的显著改进，以前的方法是产生大量的热使过氧化氢降解。所得到的无机过氧化物配合物晶体比按照其他方法产生的配合物更细和更稳定而且也可以使用较低浓度的H2O2。
不希望受任何特定的理论或作用机理的约束，我们认为一形成软膏时就开始形成水合物，并且过氧化物代替自这些水合物中的水形成无机过氧化物配合物。实施例37和38提供了生产两种不同磷酸盐过氧化物配合物的典型方法。
                        实施例37
    使用不同的H2O2浓度软膏-液体合成Na4P2O7·2-3H2O2
将焦磷酸钠固体(98％，Aldrich)与去离子水混合并慢慢搅拌，导致形成软膏。因为此反应是放热反应，所以使软膏冷却至室温。将具有不同H2O2浓度的含水H2O2溶液与软膏混合。温度没有上升。将该混合物在25℃下培育1小时，在25℃下真空干燥。将真空干燥的试样在60℃下进一步烘箱干燥除去任何剩余的水。结果总结在表37中。
                             表37
                 起始化合物            配合物
  SP  H2O重量   H2O2重量  H2O2浓度  H2O2/SP摩尔比   H2O2重量％     组合物
 (克)  (克)   (克)  (％)
  5   5   24.4   12     4.6   26.60   Na4P2O7·2.84H2O2
  5   5   9.8   30     4.6   27.92   Na4P2O7·3.03H2O2
  5   5   2.4   59     2.2   17.16   Na4P2O7·1.62H2O2
  5   5   3.0   59     2.8   19.67   Na4P2O7·1.92H2O2
  5   5   3.2   59     3.2   24.43   Na4P2O7·2.53H2O2
  5   5   4   59     3.7   26.02   Na4P2O7·2.75H2O2
  5   5   5   59     4.6   28.10   Na4P2O7·3.06H2O2
  50*   50   50   59     4.6   27.40   Na4P2O7·2.95H2O2
  200   200   200   59     4.6   28.31   Na4P2O7·3.01H2O2
*在实施例39中使用此试样进行热稳定性研究。
表37表示了制备过氧化氢配合物的软膏方法的几个优点：
1.为了制备焦磷酸钠三-过氧水合物(Na4P2O7·3H2O2)，H2O2的起始浓度不局限于大于50％。当使用低到12％H2O2溶液时，可以制备该配合物。
2.使用大量的原材料(例如200克SP)可以成功地制备Na4P2O7·3H2O2，因为在H2O2溶液与SP水软膏混合时没有发生温度增加的现象。
3.通过控制原材料中H2O2与SP之摩尔比可以容易地制备不同组成的过氧化物配合物。
                        实施例38
               K3PO4·nH2O2的软膏-液体合成法
将磷酸钾(三价)(98％，Aldrich)与去离子水混合并慢慢搅拌，导致形成软膏，使软膏冷却到室温。将含水H2O2溶液(59％)与软膏混合。没有观察到温度上升。将该混合物在25℃下培育2小时并在25℃下真空干燥。结果总结在表38中。使用多数磷酸盐-过氧化物配合物合成的液体-喷射方法(如实施例31所示)不能形成磷酸钾过氧化物。当将过氧化氢溶液喷射到固体磷酸钾上，反应混合物的温度升高到大约80℃。此高温很可能导致过氧化氢的分解以至于最少的过氧化氢掺入磷酸钾中。对于制备K3PO4·3H2O2配合物来说，软膏方法明显优于液体-喷射方法。
                             表38
                 起始化合物           配合物
  K3PO4  H2O重量     H2O2重量    H2O2浓度    H2O2/K3PO4摩尔比   H2O2重量％     组合物
  (克) (克)     (克)    (％)
    5     2     6.6     59     5.0   34.57   K3PO4·3.34H2O2
                          实施例39
       用喷射法和软膏法制备的Na4P2O7·3H2O2的热稳定性
将大约0.3克配合物试样存入5毫升塑料瓶中，此瓶或左旋打开(开口，条件1)或者紧密覆盖(密封，条件2)。将开口瓶和密封瓶放在23℃、50％相对湿度(RH)培育器或60℃烘箱中。然后测定配合物中的H2O2含量。结果总结在表39中。
                              表39
合成方法 储存条件*     试验条件                      H2O2重量％
喷射 (1) 23℃，50％相对湿度，60℃，在烘箱中    1w   2w   3w   4w   6w
26.3525.76  27.0424.57  26.1020.39  26.3821.22   N/AN/A
  (2) 23℃，50％相对湿度，60℃，在烘箱中 26.8626.70  26.7125.10  26.8723.61  26.8121.33  26.8417.70
软膏   (1) 23℃，50％相对湿度，60℃，在烘箱中 26.8526.84  26.9326.29  26.7325.58  26.6424.78  26.9823.73
  (2) 23℃，50％相对湿 27.1526.87  27.0427.74  26.9826.17  26.7226.10  27.3325.71
度，60℃，在烘箱中
*储存条件：(1)打开塑料瓶；(2)紧密覆盖塑料瓶。
比较表39中报道的结果，由喷射方法制备的配合物的稳定性在60℃时不如软膏方法制备的配合物。然而，在23℃的50％相对湿度时的稳定性大致上是可比较的。因此，在不利的储存条件下(例如船运观察中通常发生)软膏方法提供预料不到的稳定性。水合方法
如上面讨论的那样，我们认为软膏方法起初产生磷酸盐和浓缩磷酸盐的水合物。对于许多磷酸盐和浓缩磷酸盐化合物来说，使用对于本领域的普通技术人员都知道的技术可以容易地生产水合物，或者在市场是可买到。因此，我们试验了过氧化物配合物的合成的水合方法，该配合物省略了软膏方法的起初软膏形成过程，以代替制备的水合物。正象在过去的方法所发生的那样，用过氧化物代替水合物的水分子。下面实施例40提供典型的水合物合成方法。
                         实施例40
                Na4P2O7·3H2O2的水合合成
将焦磷酸钠十水合物固体(99％，Aldrich)与12％、30％或59％含水过氧化氢溶液混合，在25℃下培育1小时，然后在25℃真空干燥。结果总结在表40中。因此，用低于30％的过氧化氢溶液可以制备该配合物。
                              表40
                  起始化合物            配合物
  Na4P2O710H2O   H2O2重量  H2O2浓度    H2O2/Na4P2O7摩尔比   H2O2重量％     组合物
    (克)   (克)  (％)
    8.4   24.5   12     4.6   25.87  Na4P2O7·2.78H2O2
    8.4   10.0   30     4.6   28.04  Na4P2O7·3.05H2O2
    200   120   59     4.6   27.57  Na4P2O7·2.97H2O2
硫酸盐过氧化物配合物的合成
我们已经合成了适用于这里描述的消毒方法中的硫酸盐过氧化氢配合物。实施例41和42提供了两个典型硫酸盐配合物的合成细节。
                       实施例41
              Na2SO4·1.28H2O2的液体-喷射合成法
将59％含水过氧化氢溶液喷射到固体硫酸钠(99％+，Aldrich)上。将该混合物在25℃下培育1时，然后在25℃下真空干燥。结果总结在表41中。
                      表41
                起始化合物              配合物
Na2SO4  H2O重量 H2O2浓度 H2O2/Na2SO4摩尔比 H2O2重量％      组合物
  (克) (克) (％)
  10  10  59 2.46 23.47   Na2SO4·1.28H2O2
                                实施例42
                    K2SO4·0.62H2O2的液体-喷射合成法
将59％含水过氧化氢溶液喷射到固体硫酸钾(99％+，Aldrich)上。将该混合物在25℃下培育1小时，然后在25℃下真空干燥。结果总结在表42中。
                          表42
               起始化合物               配合物
  K2SO4    H2O重量   H2O2浓度 H2O2/K2SO4摩尔比   H2O2重量％          组合物
  (克)   (克)   (％)
   10    7    59 2.12   10.82     K2SO4·0.62H2O2
硅酸盐过氧化物配合物的合成
我们已经合成了适用于这里描述的消毒方法中的硅酸盐过氧化氢配合物。实施例43和44提供了两个典型硅酸盐配合物的合成细节。
                      实施例43
             Na2SiO3·nH2O2的软膏-液体合成法
将固体硅酸钠(Na2SiO3，Aldrich)与水混合，形成软膏，使软膏冷却至室温。将含水过氧化氢溶液(12％)与软膏混合。在混合过程中温度为30-35℃。将该混合物在25℃下培育1小时，然后在25℃下真空干燥。结果总结在表43中。
                         表43
                 起始化合物            配合物
  Na2SiO3   H2O重量   H2O2重量   H2O2浓度   H2O2/Na2SiO3摩尔比   H2O2重量％       组合物
   (克)   (克)   (克)   (％)
    5     5  23.22    12     2.0   24.74  Na2SiO3·1.18H2O2
    5     5  34.83    12     3.0   37.45  Na2SiO3·2.15H2O2
    5     5  46.45    12     4.0   37.64  Na2SiO3·2.17H2O2
                              实施例44
                 Na2Si3O7·0.68H2O2的水合物合成法
将59％含水过氧化氢溶液喷射到固体三硅酸钠水合物(Na2Si3O7·xH2O，Aldrich)。将该混合物在25℃下培育1小时，然后在25℃下真空干燥。结果总结在表44中。
                              表44
               起始化合物             配合物
Na2Si3O7·×H2O   H2O2重量   H2O2浓度   H2O2/Na2Si3O7摩尔比  H2O2重量％        组合物
  (克)   (克)   (％)
    5   4.76    59    4.0   8.73   Na2Si3O7·0.68H2O2
因此；我们已经表明可以生产种类繁多的无机盐的过氧化氢配合物。我们认为使用大量能与氢键合的阴离子盐可以完成与这里公开的消毒方法有关的H2O2的成功释放，例如包括至少一个氧原子和/或氮原子的盐。参看前面的表14，可以与本发明的方法共同使用的有机配合物和其他无机配合物的例子。从配合物中释放过氧化物
在前面实施例中表示的DSC曲线例如图6，在大气压和减压下用带盖的盘上的一个孔进行传导。由于在盖子上有一个小孔，在一个大气压下观察到草酸钾过氧化物配合物的放热峰。在大气压下重复相同的试验测定使用更加开放的系统是否可以释放更多的过氧化物，如在下面实施例45中所示那样。
                     实施例45
      在大气压下从K2C2O4过氧化物配合物中释放H2O2
   在大气压下使用图5所示的仪器加热草酸钾过氧化氢配合物(K2C2O4·H2O2)，该仪器在加热板112上的试样盘的密封盖子上有两个孔，或者铝盘开向大气中。在图10中表示了DSC分布图。一个大吸热峰跟着一个小放热峰表明如果盘是敞开的时部分释放H2O2。一个小吸热峰跟着一个大放热峰表明当盘上有一个带两个孔的盖子时发生一些释放，但是多数降解。
考虑到实施例45的结果，即使用开口盘但不使用带两个孔的盖子会出现大量H2O2释放，在大气压下使用开口盘和在减压下使用在DSC上有一个孔的盖子覆盖的盘我们进行从配合物中释放过氧化物的试验的其余部分。在图11-25中表示了许多无机配合物的DSC分布图和在表45中表示了DSC研究中过氧化物配合物热特性的概要。
图11A是在760乇下Na4P2O7·2H2O2和Na4P2O7·3H2O2的DSC分布图。如可以看到的那样，观察到一个吸热峰，表明几乎已经完全释放。
图11B是在760乇下Na4P2O7·4H2O2的DSC分布图。如可以看到的那样，观察到两个吸热峰，表明几乎已经完全释放。
图12是在760乇、7乇和0.35乇下Na3PO4·5H2O2的DSC分布图。该配合物是用液体-喷射方法合成的。如可以看到的那样，吸热峰跟着一个小放热峰表明在一个大气压下发生部分释放。但是在真空条件下，一个宽的吸热峰表明发生几乎完全释放。
图13表示了在760乇下Na2HPO4·1H2O2和Na2HPO4·2H2O2的DSC分布图。两个配合物表示了在DSC中的吸热效果，表明在大气压下几乎全部释放。
图14表示了在760乇下Na5P3O10·H2O2的DSC分布图。几个吸热峰表明在大气压下几乎全部释放。
图15表示在760乇、7乇和1乇下K3PO4·3.34H2O2的DSC分布图。在大气压下在DSC中一个放热峰表明在大气压下多数H2O2已经分解，但是在真空下部分释放，因为在真空条件下在放热峰之前观察到一个吸热峰。
图16是在760乇和7乇下K4P2O7·7H2O2的DSC分布图。基于单独获得的重量损失数据，在大气压下在140-180℃范围内一个放热峰很可能抵销了一个吸热峰。因此，DSC表示了在大气压下发生部分释放。在真空条件下几个吸热峰表明在这些条件下几乎全部释放。
图17表示了在760乇和1乇下K2HPO4·3.15H2O2的DSC分布图。几个吸热峰跟着放热峰表明在大气压下发生部分释放，但是在真空条件下没有观察到吸热峰，表明在这些条件下几乎全部释放。
图18表示了在760乇下KH2PO4·H2O2的DSC分布图。观察到两个吸热峰，表明在大气压下发生几乎全部释放。
图19表示了在760乇和7乇下Na2CO3·1.5H2O2的DSC分布图。在大气压和真空条件下在90-100℃时吸热峰被认为是H2O。在大气压下在大约150℃时的放热峰表明大部分H2O2分解。然而，在真空条件下放热峰变为吸热峰，接着一个小放热峰，表明大部分H2O2释放。
图20表示了在760乇下Ca2P2O7·3.42H2O2的DSC分布图。一个吸热峰表明几乎完全释放H2O2。
图21是在760乇和7乇下Mg2P2O7·4.60H2O2的DSC分布图。一个吸热峰接着一个放热峰表明在大气压下发生H2O2的部分释放，但是在真空条件下观察到大吸热峰表明真空下几乎全部释放。
图22是在760乇下Na2SO4·1.28H2O2的DSC分布图。一个吸热峰表明在大气压条件下发生几乎完全释放。
图23是在760乇下K2SO4·O.62H2O2的DSC分布图。一个吸热峰表明在大气压条件下发生几乎完全释放。
图24是在760乇、1乇和0.5乇下Na2SiO3·2.15H2O2的DSC分布图。在大气压和减压下放热峰表明在这些条件下大部分H2O2已经分解。
图25是在760乇下Na2Si3O7·0.68H2O2的DSC分布图。一个放热峰表明在大气压下大部分H2O2已经分解。
下列表45概括了在DSC研究中过氧化物配合物的热性能。
                            表45
    配合物         在DSC中的热效应     图号
在1大气压下(760乇) 在真空下
    K2C2O4·1H2O2     吸热+放热   吸热     10
    Na4P2O7·nH2O2n＝2，3，4     吸热   吸热     11A和11B
    Na3PO4·5H2O2     吸热+放热   吸热     12
    Na2HPO4·nH2O2n＝1，2     吸热   吸热     13
    Na5P3O10·nH2O2n＝1-2     吸热   吸热     14
    K3PO4·3.34H2O2     放热   吸热+放热     15
    K4P2O7·7H2O2     吸热+放热   吸热     16
    K2HPO4·3.15H2O2     吸热+放热   吸热     17
    KH2PO4·1H2O2     吸热   吸热     18
    Na2CO3·1.5H2O2     放热   吸热+放热     19
    Ca2P2O7·3.42H2O2     吸热   吸热     20
    Mg2P2O7·4.60H2O2     吸热+放热   吸热     21
    Na2SO4·1.28H2O2     吸热   吸热     22
    K2SO4·0.62H2O2     吸热   吸热     23
Na2SiO3·2.15H2O2 放热 放热 24
    Na2Si3O7·0.68H2O2     放热   放热     25
效果试验结果
前面的实施例，例如实施例17和18，证明与这里和其他地方描述的技术有关在真空条件下无机过氧化物配合物能够提供消毒作用。为了证明这些无机配合物在大气压下能够提供消毒作用，我们试验了许多化合物的消毒效果。实施例46A提供在DSC中在一个大气压下只有一个吸热峰的配合物在一个大气压和低温(≤60℃)下发生消毒作用的结果。实施例46B提供在DSC中在一个大气压下有吸热峰和放热峰的配合物在一个大气压和低温(≤60℃)下发生消毒作用的结果。实施例46C提供在DSC中在一个大气压下只有一个放热峰的配合物在一个大气压和低温(≤60℃)下发生消毒作用的结果。实施例47提供在一个大气压下发生消毒作用的结果和在DSC中在一个大气压下使用只有一个吸热峰的配合物加热该配合物。实施例48提供在一个大气压下发生消毒作用的结果和在DSC中在一个大气压下使用有吸热峰和放热峰的配合物加热该配合物。如下面看到的那样，在这些条件下，在一个大气压下使用这些配合物，即使对于在DSC中只具有一个放热峰的配合物来说也可以完成有效的消毒作用。如上面讨论的那样，认为在某些情况下在相同温度范围内发生的放热峰掩盖了DSC中的吸热峰，导致看见使用在DSC上只具有放热峰的配合物的有效消毒作用。
                     实施例46A
       使用KH2PO4·H2O2过氧化物配合物的消毒作用
              (在1大气压和低温下)
一个自消毒的盒子装配如下：将其表面上有7.7×105立体嗜热杆菌的孢子的不锈钢刀片放在消毒的陪替氏培养皿(60×15mm)中。将2克KH2PO4·H2O2配合物粉末(含20.31％重量的H2O2)放入另一个陪替氏培养皿中。将两个皿一起插入由TYVEKTM/MYLARTM形成的100×250mm的盒子中。密封该盒子并将该盒子暴露于室温(大约23℃)，40℃(在培育器中)和60℃(在烘箱中)下不同的时间。消毒试验结果总结在表46A中。
                       表46A
  暴露温度                暴露时间(阳性/试样)
  1小时   2小时    4小时   6小时   8小时
    23℃     +     +     -     -    -
    40℃     +     +     -     -    -
    60℃     +     -     -     -    -
                       实施例46B
       使用K2C2O4·H2O2过氧化物配合物的消毒作用
                (在1大气压和低温下)
一个自消毒的盒子装配如下：将其表面上有1.34×106枯草杆菌菌种幼虫孢子的不锈钢刀片放在消毒的陪替氏培养皿(60×15mm)中。将2克K2C2O4·H2O2配合物粉末(含14.21％重量的H2O2)放入另一个陪替氏培养皿中。两个皿一起插入由MYLARTM/MYLARTM形成的100×250mm的盒子中。密封该盒子并将该盒子暴露于40℃(在培育器中)和60℃(在烘箱中)下不同的时间。消毒试验结果总结在表46B中。
                            表46B
 暴露温度               暴露时间(阳性/试样)
8小时  16小时  24小时   48小时     72小时
    40℃   N/A   N/A     +     +       -
    60℃   +   -     -     -       -
                          实施例46C
          使用Na2CO3·1.5H2O2过氧化物配合物的消毒作用
                    (在1大气压和低温下)
一个自消毒的盒子装配如下：将其表面上有1.34×106枯草杆菌菌种幼虫孢子的不锈钢刀片放在消毒的陪替氏培养皿(60×15mm)中。将2克Na2CO3·1.5H2O2配合物粉末(含27.78％重量的H2O2，Fluka)放入另一个陪替氏培养皿中。两个皿一起插入由MYLARTM/MYLARTM形成的100×250mm的盒子中。密封该盒子并将该盒子暴露于60℃(在烘箱中)下不同的时间。消毒试验结果总结在表46C中。
                      表46C
  暴露温度            暴露时间(阳性/试样)
    24小时     48小时     72小时
    60℃     +     -     -
                       实施例47
      使用Na2P2O7·3H2O2过氧化物配合物的消毒作用
          (在1大气压和较高的配合物加热温度下)
在图8所示的消毒仪器中使用Na4P2O7·3H2O2(重量％＝27％)。消毒参数如下：室的大小＝6.25″×6.25″×7″(4.5升)；室内温度＝40℃；室内压力＝760乇；加热温度＝175-180℃。立体嗜热杆菌(1.5×106/手术刀)用作孕育剂。结果总结在表47A和47B中。表47A证明位于加热仪器之上2英寸的手术刀只用0.01克配合物就完成全部消毒。而位于室底部接种的手术刀，需要0.3克完成消毒作用。
                            表47A
位于加热板之上2英寸的试样的消毒结果(阳性/试样)
  配合物重量     2/10循环*     2/15循环     2/30循环
    0.0克     2/2     2/2     2/2
    0.01克     0/2     0/2     0/2
    0.03克     0/2     0/2     0/2
    0.05克     0/2     0/2     0/2
*：循环时间＝加热时间(分钟)/总的暴露时间(分钟)。
                             表47B
      位于室底部试样的消毒结果(阳性/试样)
  配合物重量     2/10循环*     2/15循环     2/30循环
    0.0克     2/2     2/2     2/2
    0.1克     2/2     2/2     2/2
    0.2克     1/2     1/2     1/2
    0.3克     0/2     0/2     0/2
    0.5克     0/2     0/2     0/2
*：循环时间＝加热时间(分钟)/总的暴露时间(分钟)。
                            实施例48
          使用K2C2O4·H2O2过氧化物配合物的消毒作用
           (在1大气压和较高的配合物加热温度下)
在图8所示的消毒仪器中使用K2C2O4·H2O2(重量％＝16.3％)。在实施例47中画出了消毒参数的轮廓，除了加热温度为155-160℃外。在此试验中，将接种的手术刀只放在加热板上。结果总结在表48中。
                              表48
 位于加热板之上2英寸的试样的消毒结果(阳性/试样)
配合物重量     2/10循环*     2/15循环     2/30循环
    0.0克     2/2     2/2     2/2
    0.01克     1/2     1/2     1/2
    0.03克     0/2     0/2     0/2
    0.05克     0/2     0/2     0/2
    0.1克     0/2     0/2     0/2
    0.2克     0/2     0/2     0/2
*：循环时间＝加热时间(分钟)/总的暴露时间(分钟)。
对于草酸钾配合物，使用0.01克暴露30分钟完成完全消毒。在所有三次循环中用0.03克看到了完全消毒效果。
总之，在一个大气压和室温下可以从配合物这释放出H2O2。在较高温度和减压下此释放更容易。从过氧化氢配合物中释放蒸汽的系统
在过氧化氢配合物中释放过氧化氢的系统中可以使用与图7A和7B有关的上面讨论的仪器。加工成圆片状的过氧化物配合物可以使用这种仪器。然而，我们已经发现当以粉末形式使用时可以更彻底和更有效地释放蒸汽。使用与图7A和7B有关的上面描述的相同机理可以将粉末放入仪器中。然而，引入粉末的另一种方法是起初将粉末粘在高温粘接带上。例如，3M公司制造了利用其粘合性A10的高温粘接带9469。可以将粉末撒在粘接带上和将粘接带引入室内释放过氧化氢蒸汽。用于这个目的的另一种典型的粘接带可以由带有3M粘合剂A25的3M粘接带9485。结论
应该注意本发明不只局限于详细说明书中描述的这些具体方案。具有本发明宗旨的任何具体方案应该是在其范围之内。然而，本发明仅由下面权利要求的范围来限定。

Claims (16)

1.制造无机盐-过氧化氢配合物的软膏方法，包括下面步骤：
(a)将所说的盐与足够的水混合足够的时间以形成软膏；
(b)将所说的软膏与含水过氧化氢溶液混合形成含过氧化氢软膏；和
(c)干燥所说的含过氧化氢软膏。
2.权利要求1的方法，其中所说的盐是磷酸盐和浓缩磷酸盐。
3.权利要求2的方法，其中所说的盐是钠、钾、钙或镁的磷酸盐和浓缩磷酸盐。
4.权利要求3的方法，其中所说的盐-过氧化氢配合物是Na4P2O7的配合物。
5.权利要求4的方法，其中所说的Na4P2O7是与两个或多个分子的H2O2配合。
6.权利要求5的方法，其中所说的配合物是Na4P2O7·3H2O2。
7.权利要求3的方法，其中所说的盐-过氧化氢配合物是K3PO4的配合物。
8.权利要求7的方法，其中所说的K3PO4是与两个或多个分子的H2O2配合。
9.权利要求8的方法，其中所说的配合物是K3PO4·3H2O2。
10.权利要求1的方法，其中所说的盐是硅酸盐。
11.权利要求10的方法，其中所说的盐是硅酸钠。
12.权利要求11的方法，其中所说的盐-过氧化氢配合物是Na2SiO3的配合物。
13.权利要求12的方法，其中所说的Na2SiO3是与两个或多个分子的H2O2配合。
14.权利要求1的方法，其中所说的含水过氧化氢溶液具有大约12％和80％之间的浓度。
15.权利要求1的方法，其中所说的干燥步骤包含真空干燥。
16.权利要求1的方法，其中所说的干燥步骤包含烘箱干燥。
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