بنزالکونیم کلراید چیست و چه ویژگی هایی دارد؟

بنزالکونیم کلراید که با نام‌های آلکیل دی متیل بنزیل آمونیوم کلراید،آلکیل دی متیل (فنیل متیل) آمونیوم کلراید چهارظرفیتی (quaternary) آمونیوم آلکیل دی متیل (فنیل متیل) کلراید، ، BAC و BKC نیز شناخته می‌شود، گونه ای از ترکیبات آمونیومی ۴ ظرفیتی (QACs) است. بنزالکونیم کلراید معمولاً در ترکیب با زنجیره های آلکیلی با طول زنجیر متغیر از C_۸ تا C_۱۸ مورد استفاده قرار می گیرد. ترکیب بنزالکونیم کلراید با زنجیره های آلکیلی با طول C_۱۴-C_۱۲ خاصیت زیست کشی این ماده را افزایش می دهد.

بنزالکونیم کلراید در تولید آفت کش های کشاورزی، حشره کش ها، نرم کننده مو، لوسیون های بدن، صابون ها و … بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شکل۱. کاربردهای بنزالکونیوم کلراید

این ماده برای اولین بار در سال ۱۹۴۷ توسط گرهارد دماک کشف شد و در بازارهای تجاری به عنوان ماده ای برای تولید مواد ضد عفونی کننده  مورد خرید و فروش قرار گرفت.

با ما همراه باشید تا در ادامه مقاله با پاسخ دادن به سوالات زیر، بیشتر به بررسی بنزالکونیم کلراید (BKC) بپردازیم.

• بنزالکونیم کلراید چه خواص فیزیکی و شیمیایی دارد؟
• موارد استفاده از بنزالکونیوم کلراید به عنوان سورفکتانت کاتیونی
• موارد استفاده از بنزالکونیم کلراید به عنوان فروکافت تغییر فاز
• موارد استفاده از بنزالکونیم کلراید به عنوان عامل فعال بیولوژیکی
• در برخورد با بنزالکونیم کلراید چه موارد ایمنی باید رعایت شود؟
• چگونه می توان بنزالکونیم کلراید را تهیه کرد؟

بنزالکونیم کلراید چه خواص فیزیکی و شیمیایی دارد؟

رنگ بنزالکونیم کلراید در حالت جامد بسته به میزان خلوص از سفید تا زرد کم رنگ متغیر است. بنزالکونیم کلراید به راحتی در اتانول و استون حل می شود. این ماده به کندی در آب حل می شود و زمانی که محلول آن را تکان دهید کف می کند. محلول غلیظ بنزالکونیم کلراید مزه تلخی دارد و اندکی بوی بادام می دهد.

محلول استاندارد بنزالکونیم با درصد جرمی های ۵۰% و ۸۰% و با نام های BC50، BC80، BAC50 و BAC80 معامله می گردند. در محلول های با درصد جرمی ۵۰ درصد، تنها از آب به عنوان حلال استفاده می شود اما در محلول های با درصد جرمی ۸۰ درصد برای جلوگیری از افزایش بیش از اندازه ویسکوزیته یا تشکیل ژل از حلال های دیگری نظیر الکل، پلی اتیلن گلیکول و … نیز استفاده می شود.

در جدول زیر می توانید ویژگی های بیشتری از این ماده را مشاهده کنید:

موارد استفاده از بنزالکونیوم کلراید به عنوان سورفکتانت کاتیونی

بنزالکونیم کلراید با دارا بودن خواص سورفکتانتی فواید زیادی دارد. به عنوان مثال در تزریق دارو به چشم با حل کردن لایه چربی فیلم اشکی چشم، قدرت نفوذ دارو را افزایش می دهد. معمولا بنزالکونیم کلراید را با غلظت بین ۰.۰۰۴% تا  ۰.۰۱% استفاده می کنند.

در نظر داشته باشید در صورت رعایت نکردن ایمنی، این ماده به دلیل ویژگی های سمی می تواند به سطح چشم آسیب بزند.

موارد استفاده از بنزالکونیم کلراید به عنوان فروکافت تغییر فاز

گاهی اوقات برای استفاده از یک واکنشگر در واکنش های شیمیایی باید تغییر فاز رخ دهد. در این حالت فروکافت تغییر فاز با آسان کردن تغییر فاز واکنش گر، شرایط انجام واکنش را فراهم می کند. بنزالکونیم کلراید با داشتن خصوصیات یک کاتالیست، نقش مهمی در سنتز ترکیبات آلی و داروها ایفا می کند.

موارد استفاده از بنزالکونیم کلراید به عنوان عامل فعال بیولوژیکی

به خاطر خواص ضد میکروب بنزالکونیم کلراید از این ماده در بسیاری از کالاهای مصرفی استفاده می شود. می توانید لیست بسیاری از این مواد را در ادامه مشاهده کنید:

• استفاده به عنوان ماده نگهدارنده در داروهای چشم، گوش و قطره های بینی
• استفاده در کالاهای بهداشتی شخصی مانند ضد عفونی کننده دست، دستمال مرطوب، شامپو، صابون، اسپری های ضد تعریق و مواد آرایشی
• استفاده در اسپری های ضد عفونی کننده و شستشوی زخم مانند بتادین
• استفاده به عنوان زیست کش در دهانشویه ها مانند کلر هگزیدین
• استفاده در اسپری های ضد عفونی کننده برای سطوحی که به سختی ضد عفونی می شوند
• استفاده در اسپری های آنتی باکتریال ضد عفونی کننده زمین و سطوح سخت مانند لیسول و دتول
• استفاده برای جلبک زدایی از سطوحی مانند کاشی های سقفی و استخرها

همچنین در کالاهای غیر مصرفی مانند ضد عفونی کننده های جراحی نیز به وفور از بنزالکونیم کلراید استفاده می شود.

یکی از مزایای بنزالکونیم کلراید نسبت به ضد عفونی کننده های برپایه اتانول و هیدروژن پراکسید این است که در پوست زخم شده حس سوزش به وجود نمی آورد. اگرچه تماس طولانی و مکرر این ماده با پوست موجب التهاب پوست خواهد شد.

در برخورد با BKC چه موارد ایمنی باید رعایت شود؟

شکل ساختاری بنزالکونیوم کلراید

سیستم هماهنگ جهانی طبقه‌ بندی و برچسب‌گذاری مواد شیمیایی بنزالکونیم کلراید را تحت چهار عنوان ماده خورنده، سمی حاد، محرک و مضر برای محیط زیست طبقه بندی کرده است.

هنگامی که بدون رعایت موارد ایمنی در مجاورت این ماده قرار بگیرید، بر اساس غلظت بنزالکونیم کلراید ممکن است دچار حالت تهوع، تشنج و کما بشوید. از عوارض جانبی تماس کوتاه مدت می توان به سوزش چشم و پوست اشاره کرد.

در صورتی که چشم فردی در اثر تماس با بنزالکونیم کلراید دچار حادثه شد، ابتدا اطمینان حاصل کنید از لنز طبی استفاده نمی کند. سپس به مدت ۲۰ تا ۳۰ دقیقه چشم مصدوم را با آب بشویید. سپس با بیمارستان تماس بگیرید و از استفاده از هرگونه دارو برای مداوای چشم آسیب دیده بپرهیزید.

در صورتی که پوست فردی در اثر تماس با بنزالکونیم کلراید دچار حادثه شد سریعا لباس آلوده را از تن وی خارج کرده و محل آسیب دیدگی را زیر فشار آب قرار دهید و تمام قسمت های آسیب دیده را با آب و صابون بشویید.

اگر به صورت ناخواسته بنزالکونیم کلراید را استنشاق کردید محیط را ترک کرده و به فضای باز بروید و نفس عمیق بکشید. اگر علائمی همچون خس خس کردن، سرفه کردن، تنگی نفس یا سوزش دهان، حلق و گونه احساس کردید سریعاً به بیمارستان مراجعه کنید.

چگونه می توان بنزالکونیم کلراید را تهیه کرد؟

برای خرید بنزالکونیم کلراید می توانید این ماده را غلظت های متفاوت(۲۰%، ۵۰%، ۸۰% و …) به صورت عمده تهیه کنید.

آخرین قیمت این سورفکتنت کاتیونی را می توانید از طریق وبسایت شیمیایی تصفیه بررسی و نسبت به ثبت سفارش اقدام کنید.

جهت سنتز مونومر بنزالکونیوم کلراید مراحل زیر به کار برده می شود:

1. بعد از مخلوط کردن آلکیل دی متیل ترشری آمید، تیوکربامید و بنزیل کراید با نسبت های مشخص، به رآکتور شیشه ای منتقل می شوند.
2. همزن مکانیکی درون رآکتور فعال شده و به کمک هیتر بخار به رآکتور گرما داده می شود.
3. کنترل دمای واکنش در یک بازه زمانی مشخص
4. بعد از کامل شدن واکنش، تا بعد از تشکیل کریستال خنک می شود. به کمک یک حلال آلی ری کریستالیزه شدن انجام می شود و در نهایت تحت خلأ تا رسیدن به وزن ثابت خشک می شود. (شرایط خشک شدن فشار Mpa5- و دمای ۶۰)

شکل ۳. فرمول ساختاری بنزالکونیوم کلراید

فهرست منابع:

[۱] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6581159/

[۲] S. Javadian, A. Yousefi, J. Neshati, Appl. Surf. Sci. 285 (2013) 674.

[۳] L. Guo, Sh. Zhu, Sh. Zhang, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, Experimental and theoretical studies of benzalkonium chloride as an inhibitor for carbon steel corrosion in sulfuric acid (2014).

[۴] https://patents.google.com/patent/CN106946717A/en