从烟草和烟草烟雾中除去亲核毒素的方法、试剂和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供脱除烟草和烟草烟雾中存在的亲核毒素的方法、装置和试剂。吸烟装置或与吸烟装置一起使用的空气过滤装置的过滤元件可包含能与亲核化合物反应的化学部分，或者在吸烟装置如香烟、雪茄、烟斗、或烟草烟雾进入口中之前通过的独立过滤器的过滤元件中掺入捕集亲核化合物的试剂。所述试剂也可掺入用于从室内空气中脱除烟草燃烧产物的空气过滤器中。所述试剂也可掺入吸烟用烟草或无烟烟草中以脱除毒素。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术一般地涉及脱除烟草和烟草烟雾中存在的亲核毒素的方法、装置和试剂。使烟草烟雾或含烟草烟雾的空气通过脱除亲核毒素的过滤装置而除去亲核毒素。还可在吸用烟草和无烟烟草中掺入试剂分别防止亲核毒素的挥发和吸收。利用亲核烟草燃烧产物的剂量测量来监测毒素接触量。
技术介绍
烟草烟雾是包括在较大程度上引起吸烟乐趣并同时危害健康的多种化合物和颗粒的复杂混合物。肺和其它类型的癌症、肺气肿、和心血管疾病的发病率上升与使用烟制品特别是吸烟有关。还存在不致命的副作用如牙齿变色和面部起皱。烟草烟雾中存在的许多化合物中包括声称使人上瘾的组分尼古丁、引起香味的化合物、和已证明或据信对人类健康有害的那些化合物。烟草烟雾包含化学毒素如一氧化碳和氰化氢、和已知致癌物如甲醛和肼。烟草烟雾中的特殊化合物可能不止这些类别中的一类，如引起香味的那些。几十年来一直在寻找在不影响烟味的情况下减少吸烟者与这些毒性化合物的接触的方法。使用烟草和主要是吸香烟的有害影响来自烟草中存在的和在其燃烧过程中挥发的毒性化合物、以及燃烧生成的那些毒性化合物输送至身体中。这些包括气态化合物如一氧化碳、氰化氢、氨、和甲醛，和烟草烟雾中挥发的其它化合物如苯、丙烯醛、肼、和苯胺。可从烟草烟雾中冷凝的物质统称为焦油。烟雾和焦油中的几种化合物归类为致癌物苯、2-萘胺、4-氨基联苯、和放射性元素钋-2 10。其它一些被认为很可能是人类致癌物，如甲醛、肼、N-亚硝基二甲胺、N-亚硝基二乙胺、N-亚硝基吡咯烷、苯并芘、N-亚硝基二乙醇胺、和镉。已证明烟草烟雾中的另一些化合物是动物致癌物。虽然这些烟草烟雾组分的致癌可能性从未直接在人体中直接试验，但通过流行病学研究已有力地确定了吸烟和上述副作用之间的因果关系。已提出和创立了许多从烟草和烟草烟雾中减少或除去毒性组分的方法和装置。一般地，设置多孔过滤器作为有害组分的第一捕集管，插入烟雾流和嘴之间。此类过滤器通常由乙酸纤维素组成，机械地和通过吸收、捕集烟雾中存在的一部分焦油。多数可用香烟上存在此类过滤器，它仍可使大量有害化合物进入口腔中。流行病数据显示使用过滤的香烟与对健康的不利影响有关。通过包括化学捕集烟雾中存在的讨厌的有害组分的装置可提供机械型过滤器(如前面所述的那些)提供的效果改善。例如，美国专利5 076 294提供一种包含有机酸如柠檬酸的过滤元件，其可减少烟的涩味。很多现有技术集中在脱除甲醛，它是有确定的和不利的毒物学分布图形的烟草烟雾的一般组分。美国专利4,300,577描述了一种包含吸收材料和从烟草烟雾中除去醛和氰化氢的含胺组分的过滤器。美国专利5,009,239描述了一种用有机酸改性的聚乙烯亚胺处理的过滤元件，从烟草烟雾中脱除醛。美国专利5,850,840描述通过与化合物如乙醛反应稳定烟草和烟草烟雾中的糖基化产物。美国专利4,246,910描述了用于从烟草烟雾中除去氰化氢的用碱金属高铁酸盐浸渍的过滤器、或用高锰酸钾浸渍的活性炭或氧化铝。包含硫氰酸锌、盐酸化肌氨酸、氯化锌、溴化亚铁、溴化锂或硫酸锰的过滤元件提供焦油、尼古丁、甲醛和总颗粒物质的输送的控制，如美国专利4,811,745中所述。美国专利4,753,250中公开在过滤材料中包含L-抗坏血酸以除去醛。美国专利5,060,672也描述了一种专用于从烟草烟雾中除去醛如甲醛的过滤器，通过提供烯二醇化合物如二羟基富马酸或L-抗坏血酸与醛的自由基捕获剂如氧化的谷胱甘肽或脲、或高亲核活性的化合物如赖氨酸、半胱氨酸、5，5-二甲基-1，3-环己二酮、或巯基乙酸的组合物。美国专利5,706,833描述一种可湿崩解的滤咀条，包含某些用作可崩解粘合剂的水溶性聚合物。本申请中所用术语亲核体和亲核的意指使电子对与能接受所述电子对的所谓亲电子体的另一分子或正离子如活性羰基进行化学反应的负离子或中性分子如氨基或伯或仲胺。亲核化合物将与有活性羰基的化合物如醛、酐、活性酮和活性酯发生化学反应。无烟烟草包括通过除吸烟以外的方法使用的烟制品例如鼻烟和嚼烟。不涉及燃烧的这些烟草使用方法也使烟草中存在的有毒产物进入体内，这些产物也与使用烟草的多种不良后遗症有关。与利用掺入过滤器中的亲核化合物捕集烟草烟雾中的醛类毒素的上述现有技术相反，已发现可通过化学捕集亲核化合物的试剂或用包含这些试剂的化学部分衍生的过滤器从烟草和烟草烟雾中除去烟草和烟草烟雾中以存在的亲核毒素。可通过化学地捕集亲核毒素的这些试剂或包含这些试剂的过滤器有效地脱除烟草和烟草烟雾中存在的焦油、致变物、和已知致癌物。此外，捕集亲核毒素的试剂可掺入空气过滤器中以从室内空气中除去烟草衍生的毒素、减少接触二手(侧流)烟。专利技术概述本文所描述的专利技术提供一种降低烟草或主流和/或侧流烟草烟雾中存在的亲核毒素的含量的方法，包括在烟草中掺入试剂或使烟草烟雾通过包含试剂的过滤元件，所述试剂与烟草燃烧产物中存在的亲核化合物发生化学反应而捕集所述亲核化合物。可使所述试剂与吸用烟草或无烟烟草混合。所述过滤元件可包括多孔过滤基体，其中所述过滤基体带有捕集亲核体的化学取代基，或者所述过滤器可包括多孔基体和一或多种化学捕集亲核体的试剂。用于吸烟装置的过滤器时优选使用具有低蒸气压和高熔点的试剂如不溶性高分子试剂。此外，本专利技术所述亲核体捕集剂可包括或掺入用于从室内空气中除去烟草燃烧产物毒素的空气过滤器。可加入烟草中、或包括或可掺入本专利技术过滤器的捕集亲核体的试剂类型的非限制性实例包括属于以下类的化合物醛、活性酮、酐、和活性酯。也可使用化合物苏木因。本专利技术所述方法、试剂和装置在从烟草和烟草烟雾中除去毒性亲核化合物的同时优选不减损烟制品的香味。本专利技术所述试剂和装置可与香烟、雪茄、烟斗一起使用，以及以置于烟草源和嘴之间的单独过滤器形式使用。本专利技术的一些方面是从主流和侧流烟中除去有毒的亲核化合物。适用于掺入吸用烟草的试剂将捕集烟草中存在的或燃烧过程中生成的亲核体，而在所述试剂本身燃烧时例如吸烟过程中不释放所述亲核体。掺入无烟烟草中的试剂必须具有可接受的低毒性和稳定性以捕集口腔或其它接触途径内存在的亲核毒素。可考虑用于吸烟装置如香烟或单独的卷烟过滤咀的过滤器、以及用于室内或环境空气主动或被动地接触通过的空气处理或过滤系统的过滤器，以从中除去亲核毒素。此过滤器的大小可在卷烟过滤咀至用于商业或工业空气处理系统的可更换过滤器的范围内。合适的带有可捕集亲核体的取代基的过滤基质可包括多糖纤维素、淀粉、琼脂糖、和部分乙酰化纤维素的高碘酸盐氧化的(二醛)衍生物；或对于用作烟草烟雾过滤器的、适当孔隙率的可用醛部分衍生的其它聚合物、树脂或塑料。或者，可制备包括能捕集烟草烟雾中存在的亲核毒素的试剂的多孔过滤元件如卷烟过滤咀。可用作本专利技术多孔过滤器或烟草添加剂中的所述试剂的醛化合物的非限制性实例包括双醛淀粉、二醛基纤维素、腺苷二醛、肌苷二醛、邻苯二醛、醛琼脂糖、和乙二氧撑双(3-苯甲醛)。优选双醛淀粉。适用于实施本专利技术的活性酮可包括α-二羰基化合物、β-二羰基化合物、γ-二羰基化合物、和α，β-不饱和酮。作为非限制性实例，α-二羰基化合物可包括樟脑醌、茚三酮、苯甲酰甲醛、和阿脲；β-二羰基化合物可包括5，5-二甲基-1，3-环己二酮和二苯甲酰甲烷；γ-二羰基化合物可包括琥珀酰苯酮和茚氮兰；α，β-不饱和酮可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过使包含烟草燃烧产物的空气通过能除去所述空气中存在的亲核毒素的过滤元件以降低所述空气中亲核毒素存在量的方法，所述过滤元件包含用醛基衍生的聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过使包含烟草燃烧产物的空气通过能除去所述空气中存在的亲核毒素的过滤元件以降低所述空气中亲核毒素存在量的方法，所述过滤元件包含用醛基衍生的聚合物。2.权利要求1的方法，其中所述空气包含主流烟草烟雾，所述烟雾通过所述过滤器后保留所要的香味组分。3.权利要求1的方法，其中所述聚合物选自高碘酸盐氧化的纤维素、高碘酸盐氧化的淀粉、高碘酸盐氧化的琼脂糖、高碘酸盐氧化的部分乙酰化纤维素、及其组合。4.权利要求1的方法，其中所述用醛基衍生的聚合物选自双醛淀粉、二醛基纤维素、及其组合。5.权利要求1的方法，其中所述除毒素剂是双醛淀粉。6.一种通过使包含烟草燃烧产物的空气通过能除去所述空气中存在的亲核毒素的过滤元件以降低所述空气中亲核毒素存在量的方法，所述过滤元件包含选自腺苷二醛、肌苷二醛、邻苯二醛、乙二氧撑双(3-苯甲醛)、及其组合的试剂。7.权利要求6的方法，其中所述空气包含主流烟草烟雾，所述烟雾通过所述过滤器后保留所要的香味组分。8.一种通过使包含烟草燃烧产物的空气通过能除去所述空气中存在的亲核毒素的过滤元件以降低所述空气中亲核毒素存在量的方法，所述过滤元件包含选自活性酮、非聚合酐、活性酯、苏木因、及其组合的试剂。9.权利要求8的方法，其中所述空气包含主流烟草烟雾，所述烟雾通过所述过滤器后保留所要的香味组分。10.权利要求8的方法，其中所述活性酮除毒素剂选自α-二羰基化合物、β-二羰基化合物、γ-二羰基化合物、和α，β-不饱和酮。11.权利要求10的方法，其中所述α-二羰基除毒素剂选自樟脑醌、茚三酮、苯甲酰甲醛、阿脲、及其组合。12.权利要求10的方法，其中所述β-二羰基除毒素剂选自5，5-二甲基-1，3-环己二酮、二苯甲酰甲烷、及其组合。13.权利要求10的方法，其中所述γ-羰基除毒素剂选自茚氮兰、琥珀酰苯酮及其组合。14.权利要求10的方法，其中所述α，β-不饱和酮除毒素剂选自1，2-二苯甲酰乙烯、姜黄素、二苯基壬四烯酮、及其组合。15.权利要求8的方法，其中所述非聚合酐除毒素剂选自2-十二碳烯-1-基琥珀酸酐、双环(2，2，2)辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐、二亚乙基三胺五乙酸酐、乙二胺四乙酸酐、(+)-二乙酰基-L-酒石酸酐、及其组合。16.权利要求8的方法，其中所述活性酯除毒素剂选自双环(2，2，2)辛-7-烯-2，3，5，6-羟基琥珀酰亚胺酯、N-α-叔丁氧羰基-L-丙氨酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯、N-α-叔丁氧羰基-L-谷氨酸-α-苄基酯-γ-N-羟基琥珀酰亚胺酯、ε-叔丁氧羰基-氨基己酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯、N-羟基琥珀酰亚胺基活化的琼脂糖、6-氨基己基-N-羟基琥珀酰亚胺酯活化的琼脂糖、及其组合。17.一种用于降低包含烟草燃烧产物的空气中毒素存在量的装置，其中所述装置包括所述空气通过的过滤元件，所述过滤元件能除去所述空气中存在的亲核毒素，所述过滤元件包含用醛基衍生的聚合物。18.权利要求17的装置，其中所述装置过滤主流烟草烟雾，所述烟雾通过所述过滤器后保留所要的香味组分。19.权利要求17的装置，其中所述聚合物选自高碘酸盐氧化的纤维素、高碘酸盐氧化的淀粉、高碘酸盐氧化的琼脂糖、高碘酸盐氧化的部分乙酰化纤维素、及其组合。20.权利要求17的装置，其中所述用醛基衍生的聚合物选自双醛淀粉、二醛基纤维素、及其组合。21.权利要求17的装置，其中所述除毒素剂是双醛淀粉。22.一种用于降低包含烟草燃烧产物的空气中亲核毒素存在量的装置，其中所述装置包括所述空气通过的过滤元件，所述过滤元件能除去所述空气中存在的亲核毒素，所述过滤元件包含选自腺苷二醛、肌苷二醛、邻苯二醛、乙二氧撑双(3-苯甲醛)、及其组合的试剂。23.权利要求22的装置，其中所述装置过滤主流烟草烟雾，所述烟雾通过所述过滤器后保留所要的香味组分。24.一种用于降低包含烟草燃烧产物的空气中毒素存在量的装置，其中所述装置包括所述空气通过的过滤元件，所述过滤元件能除去所述空气中存在的亲核毒素，所述过滤元件包含选自活性酮、非聚合酐、活性酯、苏木因、及其组合的试剂。25.权利要求24的装置，其中所述装置过滤主流烟草烟雾，所述烟雾通过所述过滤器后保留所要的香味组分。26.权利要求24的装置，其中所述活性酮除毒素剂选自α-二羰基化合物、β-二羰基化合物、γ-二羰基化合物、和α，β-不饱和酮。27.权利要求26的装置，其中所述α-二羰基除毒素剂选自樟脑醌、茚三酮、苯甲酰甲醛、阿脲、及其组合。28.权利要求26的装置，其中所述γ-羰基除毒素剂选自茚氮兰、琥珀酰苯酮及其组合。29.权利要求26的装置，其中所述α，β-不饱和酮除毒素剂选自1，2-二苯甲酰乙烯、姜黄素、二苯基壬四烯酮、及其组合。30.权利要求24的装置，其中所述非聚合酐除毒素剂选自2-十二碳烯-1-基琥珀酸酐、双环(2，2，2)辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐、二亚乙基三胺五乙酸酐、乙二胺四乙酸二酐、(+)-二乙酰基-L-酒石酸酐、及其组合。31.权利要求24的装置，其中所述活性酯除毒素剂选自双环(2，2，2)辛-7-烯-2，3，5，6-羟基琥珀酰亚胺酯、N-α-叔丁氧羰基-L-丙氨酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯、N-α-叔丁氧羰基-L-谷氨酸-α-苄基酯-γ-N-羟基琥珀酰亚胺酯、ε-叔丁氧羰基-氨基己酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯、N-羟基琥珀酰亚胺基活化的琼脂糖、6-氨基己基-N-羟基琥珀酰亚胺酯活化的琼脂糖、及其组合。32.权利要求17、22或24的装置，用于在产生烟草烟雾的装置中或在包含烟草烟雾的环境中过滤空气，所述产生烟草烟雾的装置或包含烟草烟雾的环境选自香烟、独立式卷烟过滤咀、烟斗、雪茄、空气通风过滤器、防毒面具、和面罩。33.一种通过在无烟烟草中掺入能与其中存在的亲核毒素结合的试剂防止所述烟草中存在的亲核毒素吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：A塞拉米，C塞拉米，P乌尔里克，
申请(专利权)人：塞拉米咨询公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]