A Greener Bleach

衣類のシミを落とすのは非常に難しい作業です。 シミを取り除くのは、洗剤のように分子を除去すればよいというものではありません。 シミの分子を化学的に変化させ、以前と同じように光を反射しないようにするのです。 このプロセスは、脱色または漂白と呼ばれています。 天然染料や草木染めの染料は、発色団と呼ばれる化学物質からできています。 1

家庭用漂白剤である次亜塩素酸ナトリウム（NaClO）は、酸化還元反応という化学作用によってシミに作用します。 一般に、酸化とは電子を失うこと、還元とは電子を得ることと定義されています。 酸化と還元は同時に起こるので、ある化合物が酸化される過程で別の化合物が還元される。 塩素系漂白剤は酸化剤であり、塩素が水と反応すると塩酸と原子状酸素を発生させる。 酸素は発色団と容易に反応して分子から電子を取り除き、分子の構造を化学的に変化させ、色の原因となる物理的性質が変化します1

塩素系漂白剤は効率よく、安価に作用します。 しかし、塩素系漂白剤による酸化は、単に電子を除去するだけでなく、着色汚れの分子に塩素原子を付加する場合もある。 この塩素の添加により、ダイオキシンなどの有害な副生成物が生成されることがある。 ダイオキシン類は、生物濃縮能力を持つ何百もの類似構造の化合物のグループである。 ダイオキシン類の主な発生源はゴミの焼却や森林火災ですが、繊維や紙の製造など、塩素を使用する産業プロセスによっても環境中に追加されることがあります。 大量のダイオキシン類にさらされると、「クロラカン」と呼ばれる症状を引き起こすことがあります。 クロアクネとは、顔や上半身に病変が現れる重度の皮膚病です。 また、ダイオキシン類に大量に暴露されると、発がんの危険性が高まると言われています。 ダイオキシンは環境中に残留しやすいため、米国環境保護庁は産業界と協力して、その使用を制限する方法を模索しています2

大規模な塩素処理は、環境にとって致命的なものです。 他の代替品や非塩素系漂白剤も利用可能です。 非塩素系漂白剤には過酸化水素や過ホウ酸塩、過炭酸塩などの固形物が含まれており、水と反応して過酸化水素を発生させます。 過酸化水素は、式1.1

分解の過程で、フリーラジカルという反応性の高い中間体を放出し、他の分子から電子を取り除いて酸化させる。 これらの他の分子が着色されたステインまたは顔料である場合、その酸化から生じる化学変化によって物理的特性が変化し、無色になることがあります1

過酸化水素は、塩素漂白試薬に代わるより環境に優しい代替品です。 しかし、塩素系漂白剤を過酸化水素に置き換えるには、2つの問題がある。 過酸化物の酸化プロセスは無差別であり、どんな分子でもフリーラジカルと反応する可能性がある。 過酸化水素は、塩素系漂白剤と同じ効果を得るためには、高温高圧で反応させなければならず、反応時間も長くなる。 1

このような問題から、カーネギーメロン大学の研究者たちは、過酸化水素漂白反応の触媒として機能するテトラアミド大環状配位子（TAML）という分子を開発したのである。 TAMLの添加により、より低い温度と圧力で反応を進行させ、高い反応選択性を得ることができるようになった3。 これは、天然由来の生化学物質から作られ、エネルギーコストを削減し、塩素汚染を低減します。

From ChemPRIME: 11.17: Common Oxidizing Agents

Ernology