王景立　韓濤

[摘要] 本研究結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，通過更換部分原材料，縱向和橫向結(jié)合，交叉設(shè)計(jì)對比試驗(yàn)，不斷優(yōu)化組合反應(yīng)條件，總結(jié)出適合工業(yè)化生產(chǎn)和發(fā)展的新型工藝路線。應(yīng)用于生產(chǎn)，該工藝將會大大簡化操作流程，縮短反應(yīng)時間，減少安全隱患，達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量和收率的目的。

[關(guān)鍵詞] 碘化劑；一氯化碘；異酞酸；合成方法

[中圖分類號] TQ463.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-0616（2015）01-92-04

[Abstract] In this study， to combined with the actual production， through the replacement of some raw materials， the integration of the vertical and horizontal， the cross design of comparison test， and the continuous optimization of the reaction conditions， to summed up the new process route suitable for industrial production and development. The process route used in the production will simplify the operation process， shorten the reaction time， reduce the potential safety hazard， and will achieve the purpose of product quality and yield improvement.

[Key words] Iodination agent； Iodine chloride； Isophthalic acid； Synthesis method

本研究產(chǎn)品中間體化學(xué)名5-氨基-2，4，6-三碘異酞酸，簡稱為異酞酸；產(chǎn)品化學(xué)名5-氨基-2，4，6-三碘異酞酰氯，簡稱為酰氯。碘化劑一氯化碘是合成醫(yī)藥中間體異酞酸的重要原料。它屬于無機(jī)鹽，紅棕色液體或黑色結(jié)晶。有氯及碘的味道，且具有氧化性和強(qiáng)烈的腐蝕性，與有機(jī)物發(fā)生碘化作用，同時呈現(xiàn)氯化作用，可用于芳環(huán)上的取代?，F(xiàn)有傳統(tǒng)工藝，一直以來以氯氣法制備，但氯氣是一種有強(qiáng)烈刺激性氣味的劇毒氣體，生產(chǎn)中由此給產(chǎn)品質(zhì)量和安全隱患等方面帶來的諸多負(fù)面影響，不僅減緩了正常生產(chǎn)，還長期制約著酰氯產(chǎn)品的純度和產(chǎn)率。早在1963年，2001年，有關(guān)文獻(xiàn)就此曾作過類似報道[1-2]，但一直處于實(shí)驗(yàn)室試制階段，很少用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。為了探討新型的工藝路線，克服氯氣法制備氯化碘帶來的諸多弊端和不足，如今，先后通過一系列實(shí)驗(yàn)室試制，中試放大驗(yàn)證等具體而細(xì)致的工作，初步確定可行的工業(yè)化生產(chǎn)方案。

1 材料與方法

1.1 反應(yīng)原理[3-6]

6 I+6 HCl+NaClO3=6 ICl+NaCl+3 H2O

1.2 主要試劑與儀器

精制碘（進(jìn)口CP級），粗制碘（本地回收），5-氨基異酞酸（或5-氨基間苯二甲酸）（上海譜振生物科技有限公司），氯氣，工業(yè)級；其他試劑均為國產(chǎn)AR級試劑。

高效液相色譜儀U-3000（美國戴安儀器股份有限公司），其他為常規(guī)儀器。

1.3 合成方法

1.3.1 氧化劑的選擇[7] 在一氯化碘合成中我們分別選用了氯氣、次氯酸鈉、氯酸鉀、氯酸鈉幾種氧化劑合成異酞酸。實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)如下：（1）選用氯氣、次氯酸鈉、氯酸鉀、氯酸鈉等氧化劑作為反應(yīng)物，都可以合成異酞酸；不過，以氯酸鈉、氯酸鉀合成產(chǎn)率較高。（2）氯酸鈉法工藝與原氯氣法工藝相比，通氯氣量不足，碘單質(zhì)反應(yīng)不徹底，因此一氯化碘含碘量較大，造成異酞酸產(chǎn)率偏低。然而對于氯酸鈉，可以精確計(jì)量，能夠保證一氯化碘終點(diǎn)完好。（3）氯酸鉀、氯酸鈉經(jīng)過試驗(yàn)對比，氯酸鈉溶解度較大，選用比較合適。見表1。

1.3.2 一氯化碘的反應(yīng)溫度控制[8] 投料氯酸鈉時，因?yàn)轶w系反應(yīng)放熱，反應(yīng)前期稍微升溫，后期可不用再升溫。但后期碘的溶解度會變大，反應(yīng)會加快。以40℃、45℃、50℃、55℃時的條件進(jìn)行試驗(yàn)

對比如下：（1）投料溫度在45℃時比較適合，低于45℃反應(yīng)會變慢且有氯氣外溢，高于55℃碘升華嚴(yán)重，有碘氣外溢。（2）后期反應(yīng)溫度在55℃較為合適，但高于55℃一氯化碘不穩(wěn)定較易分解，低于55℃反應(yīng)時間很長。見表2。

1.3.3 投料方式的改進(jìn) 投放氯酸鈉時，可以分批次向反應(yīng)罐內(nèi)投放固體料，也可以將氯酸鈉溶解到水里面，形成氯酸鈉溶液，然后滴加。滴加水溶液后會對一氯化碘的含量產(chǎn)生影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：（1）投固體料不易控制速度，還是以水溶液滴加較好。（2） 滴加速度前期慢，后期反應(yīng)加快可快速滴加。（3）溶解氯酸鈉的水量以氯酸鈉重量的1.5～3倍較好，水量太多會降低一氯化碘的含量。見表3。

1.3.4 粗碘和精碘合成異酞酸對比 本工藝的一個優(yōu)點(diǎn)在于可以使用含水的粗碘[9-10]合成一氯化碘，除了選用自己回收套用的粗碘以外，還使用了國內(nèi)廠家的粗碘，和國外進(jìn)口的粗碘。還可以使用價格比較便宜的碘。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：（1）粗碘反應(yīng)正常，但是粗碘含量不準(zhǔn)，會造成多投碘，使產(chǎn)率稍高。（2）粗碘要使用干凈無雜質(zhì)的，否則含有的有機(jī)物雜質(zhì)會隨著粗碘被帶入異酞酸里面，進(jìn)而影響產(chǎn)品酰氯的純度。

1.3.5 氯酸鈉投料量對產(chǎn)品5-氨基-2，4，6-三碘異酞酰氯的影響 氯酸鈉合適的投料量是該步完全反應(yīng)的關(guān)鍵要素，投料量少了會造成異酞酸產(chǎn)率低，投料多了會產(chǎn)生雜質(zhì)。所以精確定位氯酸鈉投料量對反應(yīng)非常關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：（1）氯酸鈉過量可以通過補(bǔ)加碘的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是氯

酸鈉過量會造成酰氯主雜質(zhì)超標(biāo)，和氯氣過量效果一樣。（2）正常量的氯酸鈉不會造成酰氯的雜質(zhì)升高。

2 總結(jié)

2.1 條件與結(jié)論匯總

（1）氧化劑選用氯酸鈉最佳。

（2）投料溫度45～55℃不超過55℃，保溫反應(yīng)溫度55℃。

（3）氯酸鈉的加料方式為滴加。也可以緩慢投放固體料。但要嚴(yán)格控制氯酸鈉的投料比例。

（4）使用粗碘合成，碘里面不能有雜質(zhì)。

2.2 最終工藝簡述[11]

（1）向1000mL四口燒瓶中加入稱量好的碘和鹽酸，攪拌，升溫。

（2）將氯酸鈉倒入燒杯，加入20mL水溶解。當(dāng)物料溫度達(dá)到45℃，緩慢滴加氯酸鈉溶液。

（3）加入后開始反應(yīng)并且放熱，當(dāng)料液顏色由白變成紅色時，繼續(xù)滴加氯酸鈉溶液。

（4）前期慢加，后期快加，控制加氯酸鈉速度以沒有氯氣放出為宜。

（5）滴加完畢后55℃攪拌6h。

（6）檢測：取一氯化碘鹽酸溶液，與標(biāo)準(zhǔn)一氯化碘稀釋液比較，顏色淺就說明碘量不夠，需要補(bǔ)加3g碘。顏色一樣或者稍深即可判定合格。當(dāng)出現(xiàn)碘沉淀或者大量沉淀，說明碘量過多，可補(bǔ)加1g的氯酸鈉。

（7）檢測合格的一氯化碘降溫35℃待用。

3 中試放大技術(shù)方案

首先向反應(yīng)罐投入一定量的單質(zhì)精碘或粗碘，由鹽酸高位槽放入一定量的高純度鹽酸，升溫至一定溫度，然后緩慢添加氯酸鈉，由慢到快，以未有氯氣溢出為宜。充分保溫反應(yīng)完全后，吊取少量反應(yīng)液，用氯仿比色法[12]法進(jìn)行鑒別反應(yīng)終點(diǎn)。合格后，轉(zhuǎn)入碘化反應(yīng)罐高位槽，待用。

總反應(yīng)方程式如下。

具體結(jié)合反應(yīng)條件、物料配比、操作方法，詳述工藝流程如下。

3.1 投料

（1）檢查一氯化碘稀釋釜反應(yīng)流程，關(guān)閉釜底閥，向釜內(nèi)加入單質(zhì)碘（折百量550kg）。向鹽酸高位槽打入鹽酸（高純度鹽酸33%，含量650kg），放入反應(yīng)釜。為了防止攪拌開不起來，可先加入90kg碘，后期慢慢補(bǔ)加碘。

（2）升溫：控制蒸汽或者熱水將釜內(nèi)溫度升到45～55℃之間。

（3）投氯酸鹽：氯酸鹽的加入一定要分批加入，加入過快會產(chǎn)生有毒的氯氣。前期加入慢，后期加入快。分4h加入完畢。在釜口架好漏斗，每次加入3.5kg氯酸鹽。速度以不冒氯氣為準(zhǔn)。

（4）保溫?cái)嚢瑁杭油炅?在55℃保溫8h，充分反應(yīng)。

（5）取樣檢測：從釜內(nèi)吊一氯化碘的鹽酸溶液，一定在5min內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)一氯化碘稀釋液比較，顏色淺就說明碘量不夠，需要補(bǔ)加8kg碘。顏色一樣或者稍深即可判定合格。當(dāng)出現(xiàn)碘沉淀或者大量沉淀，說明碘量過多，可補(bǔ)加3.6kg的氯酸鹽。

（6）轉(zhuǎn)料：合格后停止攪拌，打開稀釋釜釜底閥，開啟轉(zhuǎn)料泵。將一氯化碘鹽酸稀釋液打到碘化釜上面高位槽中，待用。

3.2 技術(shù)效果

本工藝的優(yōu)點(diǎn)在于，應(yīng)用氧化劑氯酸鈉或氯酸鉀強(qiáng)氧化性的原理，利用其較強(qiáng)的溶解性，按其理論投料量，充分進(jìn)行固液反應(yīng)，在酸性環(huán)境中，形成穩(wěn)定的溶液。只要嚴(yán)格掌握好投料過程中鹽酸用量和氯酸鈉用量，保持物料平衡，控制好反應(yīng)條件，就不會引入不良雜質(zhì)。本工藝安全高效，質(zhì)量好能耗低，能用于工業(yè)化生產(chǎn)。具體體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）本工藝應(yīng)用氧化還原反應(yīng)原理，一步到位，縮短了反應(yīng)周期。

（2）本工藝涉及的鹽酸和氯酸鹽的投料量可以容易控制，保證反應(yīng)完全進(jìn)行。氯仿法終點(diǎn)驗(yàn)證科學(xué)高效，確保產(chǎn)品合格推進(jìn)。

（3）與傳統(tǒng)工藝相比，本工藝避免了氯氣泄漏的可能，降低了安全隱患；縮短了反應(yīng)周期，降低了能耗和成本；大大提高了設(shè)備的生產(chǎn)能力。

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（收稿日期：2014-09-05）