Sơ lược về Bronopol

Giới thiệu

Bronopol là một hợp chất hữu cơ được sử dụng làm chất chống vi trùng. Nó là chất rắn màu trắng, có thể ngả vàng, dạng bột hoặc hạt tinh thể.

Tên hóa học: 2-bromo-2-nitropropane-1,3-diol

Công thức hóa học: C₃H₆BrNO₄

Bronopol được phát minh bởi The Boots Company PLC vào đầu những năm 1960 và ứng dụng đầu tiên là làm chất bảo quản cho dược phẩm. Do độc tính thấp đối với động vật có vú và hoạt tính cao chống lại vi khuẩn, đặc biệt là các loài gram âm, Bronopol trở nên phổ biến như một chất bảo quản trong nhiều sản phẩm tiêu dùng như dầu gội đầu và mỹ phẩm. Sau đó, nó được sử dụng làm chất chống vi trùng trong các môi trường công nghiệp khác như nhà máy giấy, thăm dò dầu và các cơ sở sản xuất, các nhà máy khử trùng nước làm mát.

Bronopol được tạo ra bởi phản ứng Brom hóa di (hydroxymethyl) nitrometan, được tạo ra từ Nitromethane bằng phản ứng Nitroaldol. Sản lượng thế giới tăng từ hàng chục tấn vào cuối những năm 1970 lên ước tính hiện tại vượt quá 5.000 tấn. Hiện nay, Bronopol được sản xuất chủ yếu nhằm phục vụ hoạt động kinh doanh của các nhà máy sản xuất chi phí thấp, chủ yếu ở Trung Quốc.

Các tính chất vật lý và hóa học

Bronopol được cung cấp ở dạng bột hoặc hạt tinh thể, có thể thay đổi màu từ trắng sang vàng nhạt tùy thuộc vào loại. Màu vàng là do quá trình thải sắt trong quá trình sản xuất.

Độ nóng chảy

Là một vật liệu tinh khiết, Bronopol có nhiệt độ nóng chảy khoảng 130 °C. Tuy nhiên, do đặc điểm đa hình của nó, Bronopol trải qua quá trình sắp xếp lại mạng ở 100 đến 105 °C và điều này thường có thể bị hiểu sai là điểm nóng chảy.

Ở nhiệt độ trên 140 °C, Bronopol phân hủy tỏa nhiệt giải phóng Hydro Bromua và Oxit Nitơ.

Độ hòa tan

Bronopol dễ dàng hòa tan trong nước, quá trình hòa tan là thu nhiệt, có thể sử dụng các dung dịch chứa tới 28% w/v ở nhiệt độ môi trường.

Bronopol hòa tan kém trong dung môi không phân cực nhưng lại có ái lực cao với dung môi hữu cơ phân cực.

                                                                    Độ hòa tan ở 22–25 °C

Hệ số phân vùng

Nghiên cứu dữ liệu về độ hòa tan cho thấy Bronopol có ái lực cao với môi trường phân cực hơn là môi trường không phân cực. Trong các hệ thống hai pha, các phân vùng Bronopol ưu tiên vào pha phân cực (thường là nước).

Hệ số phân vùng ở 22–24 °C

Độ ổn định trong dung dịch nước

Trong dung dịch nước, Bronopol ổn định nhất khi độ pH là axit trung tính.

Trong các hệ thống kiềm, nhiệt độ cũng có ảnh hưởng đáng kể đến sự ổn định.

Trong điều kiện kiềm cực độ, Bronopol bị phân hủy trong dung dịch nước và lượng Formaldehyde rất thấp được tạo ra. Formaldehyde được giải phóng không chịu trách nhiệm cho hoạt động sinh học liên quan đến Bronopol. Các sản phẩm phân hủy khác được phát hiện sau khi phân hủy Bronopol là ion Bromide, ion Nitrit, Bromonitroethanol và 2-hydroxymethyl-2-nitropropane-1,3-diol.

Ứng dụng

Trong đời sống

Bronopol được sử dụng trong các sản phẩm tiêu dùng như một chất bảo quản hiệu quả, cũng như nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Ví dụ, Bronopol được sử dụng trong các hệ thống nước công nghiệp (các hệ thống này đều là môi trường tiềm năng cho vi khuẩn phát triển, dẫn đến các vấn đề về chất nhờn và ăn mòn, vì vậy Bronopol có thể được sử dụng để tiêu diệt vi khuẩn, mang lại hiệu quả cao).

Việc sử dụng Bronopol trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân như mỹ phẩm, đồ vệ sinh cá nhân… đã giảm từ cuối những năm 1980 do khả năng hình thành Nitrosamine. Mặc dù bản thân Bronopol không phải là chất nitro hóa, nhưng trong các điều kiện mà nó bị phân hủy (dung dịch kiềm và/hoặc nhiệt độ cao), nó có thể giải phóng Nitrit và Formaldehyde ở mức độ thấp và các sản phẩm phân hủy này có thể phản ứng với bất kỳ amin hoặc amit thứ cấp gây ô nhiễm để tạo ra các Nitrosamine đáng kể (thuật ngữ ‘đáng kể’ có nghĩa là các mức thấp tới 10 phần tỷ).

Do đó, các nhà sản xuất của các sản phẩm chăm sóc cá nhân được cơ quan quản lý hướng dẫn tránh tạo thành Nitrosamine, nghĩa là loại bỏ amin hoặc amit khỏi công thức, loại bỏ Bronopol khỏi công thức hoặc sử dụng chất ức chế Nitrosamine.

Trong ngành Thủy sản: Trị nấm thủy mi và nhiều loài vi nấm gây bệnh khác

Branson (2002) đã nghiên cứu ứng dụng Bronopol vào trị nấm thủy mi (Saprolegnia spp.) dùng 20 mg/L Bronopol tắm trong 30 phút trong 15 ngày đã diệt được nấm thủy mi nhiễm trên cá hồi. Một nghiên cứu khác ở Nhật Bản, Bronopol (50% hoạt chất) được sử dụng để diệt vi nấm trong trại sản xuất giống cá hồi bằng cách tắm trứng cá hồi 30 phút mỗi ngày ở nồng độ từ 50-100 mg/L từ giai đoạn trứng thụ tinh đến giai đoạn có điểm mắt, kết quả cho thấy Bronopol có tác dụng rất tốt trong việc hạn chế sự nhiễm vi nấm và tăng tỉ lệ nở của cá (Oono et al., 2007). Tương tự, nhóm nghiên cứu của Oono et al. (2008) sử dụng Bronopol để kiểm soát sự nhiễm vi nấm trên trứng cá Ayu Nhật Bản (Plecoglossus altivelis) khi sử dụng 50-100 mg/L Bronopol tắm trứng cá trong 30 phút mỗi ngày từ giai đoạn trứng thụ tinh đến khi điểm mắt xuất hiện. Kết quả đã kiểm soát rất tốt vi nấm, tỉ lệ nở của trứng cá cao hơn so với không xử lý Bronopol.

Kết quả nghiên cứu của Duc (2009) cho thấy Bronopol có thể diệt rất nhiều loài vi nấm gây bệnh ở động vật thủy sản. Sử dụng với liều lượng 50 mg/L Bronopol (50% hoạt chất) ngâm trong 24 giờ sẽ diệt được dòng vi nấm Plectosporium oratosquillae NJM 0662 và Acremonium sp. NJM 0672 gây bệnh nâu mang trên tôm tít Nhật Bản (Oratosquillae oratoria). Một nghiên cứu gần đây của Phạm Minh Đức và Trần Ngọc Tuấn (2011) trong điều kiện phòng thí nghiệm cũng cho thấy khi dùng Bronopol (50% hoạt chất) với liều lượng hơn 30 mg/L, tắm trong thời gian 60 phút có thể diệt nấm thủy mi (Achlya bisexualis) nhiễm trên cá lóc (Channa striata) giai đoạn cá giống.

Các nguồn tham khảo: Wikipedia, UV-Vietnam