BR112012001103B1

BR112012001103B1 - processo para a preparação de um agente de iodação

Info

Publication number: BR112012001103B1
Application number: BR112012001103-0A
Authority: BR
Inventors: Pier Lucio Anelli; Carlo Felice Viscardi; Pietro Delogu; Fabrizio Goffredi; Alfonso Nardelli; Giovanni Batista Giovenzana
Original assignee: Bracco Imaging Spa
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2021-05-11
Also published as: RU2012103998A; US20120088926A1; IL217393A; CA2763405C; JP5661762B2; CN102471901A; HK1167692A1; WO2011003894A1; DK2451994T3; KR101699065B1; BR112012001103A2; SI2451994T1; CA2763405A1; PL2451994T3; HRP20131151T1; AU2010270302A1; MX2011012602A; PT2451994E; ES2443149T3; RU2528402C2

Abstract

PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UM AGENTE DE IODAÇÃO. A presente invenção descreve um processo para a síntese de um agente de iodação, sendo dito agente de iodação o cloreto de iodo (IC1) Em particular, a presente invenção refere-se a um processo para a preparação eletroquímica de IC1, como um agente de iodação útil na preparação de compostos orgânicos iodados para uso como agentes de contraste ou seus precursores na síntese dos mesmos.

Description

A presente invenção geralmente refere-se a um processo para a preparação de um agente de iodação. Mais especificamente, esta invenção refere-se a um processo para a preparação eletroquímica do cloreto de iodo (ICl), um agente de iodação útil na síntese de compostos orgânicos iodados, tais como derivados de 2,4,6-triiodofenil, empregáveis como agentes de contraste ou como precursores na síntese do mesmo.

FUNDAMENTOS

Os meios de contraste (ou agentes de contraste) e seus usos no diagnóstico de arquivo são amplamente descritos na literatura.

Em particular, os derivados iodados aromáticos estão entre as classes de compostos que encontram uma aplicação como agentes de contraste em técnicas de diagnóstico que dependem da absorção de raios X pelos tecidos ou órgãos (isto é, radiografia, tomografia). Entre esses derivados iodados aromáticos é uma menção valiosa, inter alia, o Iohexol (GB 1.548.594 - Nyegaard & Co. A/S), Ioversol (EP 83964 - Mallinckrodt Inc.), Iopamidol (GB 1.472.050 - Bracco) e Iomeprol (EP 365541 - Bracco). Estes agentes de contraste iodados são preparados por várias rotas de síntese descritas na literatura, em que algumas dessas rotas sintéticas compreendem a poli-iodação de um intermediário aromático, em particular um intermediário derivado de anilina ou fenol, por meio de diferentes agentes de iodação. Mais especificamente, EP773923 (Bracco) descreve a iodação de ácido 5-amino-l,3- benzenodicarboxílico com cloreto de iodo (ICl), na presença de ácido clorídrico, para gerar o derivado de tri-iodo correspondente de acordo com o seguinte esquema:

Uma abordagem substancialmente semelhante também foi descrita para a iodação de ácido 5-hidroxi-1,3- benzenodicarboxílico como relatado, por exemplo, na EP 782562 (Bracco). O ICl pode ser preparado por métodos conhecidos pelo versado na técnica, alguns dos quais contemplam a formação de uma espécie de I(III), tipicamente ICl3, e a subsequente conversão do intermediário assim obtido, pela adição de I2 molecular, como esquematicamente estabelecido abaixo:

Entre os métodos possíveis para gerar ICl3 pode ser mencionado, por exemplo, o uso de KClO3 pela reação com I2 na presença de ácido clorídrico (Acta Chim. Slovo. 2000, 47, 89-90) ou na preparação de acordo com JP 1141803 (Mitsui Toatsu Chemicals) que requer o uso de cloro gasoso como reagente inicial:

Embora esta última rota possibilite a produção de ICl com um alto grau de pureza, o uso de cloro gasoso, especialmente em uma aplicação em uma escala industrial, envolve a necessidade de precauções rigorosas e arranjos de segurança devido à toxicidade e perigo do gás.

Vantajosamente, foi identificado agora um processo para a preparação de ICl com altos rendimentos e alta pureza, que não requer o uso de cloro gasoso, evitando, assim, as desvantagens mencionadas acima tipicamente associadas com o uso de grandes volumes de cloro.

RESUMO DA INVENÇÃO

É um primeiro aspecto da presente invenção um processo compreendendo as etapas de: a. oxidar eletroquimicamente 1 mol de ICl de partida em solução aquosa ácida para gerar um derivado intermediário com um estado de oxidação do iodo igual a (III), b. reagir o dito derivado intermediário com iodo, e c. obter 3 moles de ICl.

A oxidação eletroquímica é realizada em uma célula eletrolítica em que os compartimentos anódicos e catódicos estão separados por um separador permeável a íons.

O separador preferido é uma membrana permeável a ânions ou cátions, onde as membranas aniônicas preferidas são feitas de um núcleo polimérico tal como poliamida, poliéster, poliestireno, polivinil benzeno e semelhantes. As membranas catiônicas preferidas são, por exemplo, membranas fluorocarbônicas poliméricas tais como politetrafluoroetileno (PTFE), copolímeros de tetrafluoro etileno-perfluoropropileno (FEP), copolímeros de tetrafluoroetileno-perfluoroalcoxi (PFA), copolímeros de etileno-tetrafluoroetileno (ETFE) e fluoreto de polivinilideno (PVDF) e semelhantes.

O eletrodo no compartimento catódico é selecionado a partir daqueles comumente conhecidos na técnica, tipicamente, um eletrodo de grafite, enquanto que o compartimento anódico é preferencialmente feito de: platina, grafite ou, mais preferencialmente, grafite modificado ou mesmo, mais preferencialmente, de carbono vítreo, ou carbono vitroso.

Em uma modalidade preferida da invenção, o processo é realizado por meio de uma célula eletrolítica, em que o compartimento anódico e catódico são ambos feitos do mesmo material, tal como grafite ou grafite modificado ou carbono vítreo.

No anodo, a solução compreende uma quantidade de partida de ICl, geralmente presente como solução clorídrica, em concentrações compreendidas entre cerca de 5% a cerca de 50%, preferencialmente de cerca de 18 a cerca de 36%.

No catodo, a solução compreende água ou um álcool (C1C4) linear ou ramificado em uma mistura com um ácido inorgânico forte, a concentração do ácido inorgânico variando entre 5% a 50% em peso com respeito à soma do ácido e água. Particularmente preferidas são as concentrações que variam de 10% a 45%. Os ácidos inorgânicos preferidos são ácido clorídrico e ácido sulfúrico, embora a solução do catodo compreendendo água e ácido clorídrico seja preferida, particularmente com uma concentração de ácido clorídrico variando de cerca de 5% a cerca de 40% em peso. Como dito acima, de acordo com a presente invenção, a oxidação anódica de um mol de partida de ICl leva prevalentemente à formação em solução de um derivado intermediário em que o estado de oxidação formal do iodo é (III), e a reação subsequente com iodo molecular permite a preparação de 3 moles de ICl. A dita reação subsequente com iodo molecular pode ser realizada pela adição do iodo sólido para a solução intermédia, sendo este último transferido para um segundo reator ou deixado no mesmo reator.

Preferencialmente, a solução contendo o iodo no estado de oxidação formal (III) é transferida para um reator separado antes da realização da adição de iodo molecular.

De acordo com uma modalidade adicional, a presente invenção também se refere a um processo para a preparação da ICl pela oxidação eletroquímica de uma solução contendo uma quantidade de partida da mesma, em que uma alíquota do ICl produzido é reintroduzida como um reagente de partida para o compartimento anódico.

Além disso, e de acordo com um objeto adicional, a presente invenção divulga um processo compreendendo as etapas de: a. oxidação eletroquímica de 1 mole de ICl em solução aquosa ácida para gerar um derivado intermediário em que o estado de oxidação do iodo é (III), b. reação do derivado intermediário de I(III), obtido na etapa a com iodo molecular. c. obtenção de 3 moles de ICl; e d. iodação adicional de um composto de fórmula (I) I em que:

R é -N(R')2 ou -OH; Rl é independentemente, em cada ocorrência, -COOR',-CON (R')2; e R'é independentemente, em cada ocorrência, hidrogênio ou alquil (C1-C4) linear ou ramificado, opcionalmente substituído por um ou mais grupos hidróxi presentes como tal ou em uma forma protegida, para gerar um composto de fórmula (II)

Em uma modalidade alternativa, a presente invenção também se refere a um processo em que uma parte do ICl produzido é reintroduzida como um reagente de partida no compartimento anódico e parte do ICl é usado como agente de iodação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 mostra uma curva de titulação da solução carregada no compartimento anódico da célula eletroquímica. O eixo-x representa os valores do potencial expressos em mVolt; o eixo-y representa a quantidade de KI (mL) adicionada durante a titulação (ver Exemplo 1 antes do início da reação).

A Figura 2 mostra uma curva de titulação da solução oxidada no compartimento anódico da célula eletroquímica. O eixo-x representa os valores do potencial expressos em mVolt; o eixo-y representa a quantidade do KI (mL) adicionada durante a titulação (ver Exemplo 1, no final da reação).

A Figura 3 mostra uma curva de titulação da solução obtida após a dissolução de I2 na solução eletroquimicamente oxidada e a decantação do iodo em excesso. O eixo-x representa os valores do potencial expressos em mVolt; o eixo-y representa a quantidade de KI (mL) adicionada durante a titulação (ver Exemplo 3 no final da reação).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção geralmente refere-se a um processo para a preparação de ICl pela reação de um derivado apropriado em que o estado de oxidação formal do iodo é (III), e doravante definido como "derivado de I(III)", com iodo molecular, em que o derivado de I(III) é obtido por oxidação de uma quantidade eletroquímica de partida de ICl em solução ácida aquosa. O derivado de I (III) intermediário é, por exemplo, um composto de cloro-iodo interhalogenado, tal como ICl3, ICI4-ou semelhantes, ou mesmo qualquer mistura possível dos mesmos.

Para melhor ilustrar a invenção, é relatado neste docuemnto a estequiometria da reação e um esquema sintético geral (1) compreendendo a etapa-a, isto é, a oxidação anódica de uma quantidade de partida de ICl para gerar o intermediário de derivado I(III) (doravante geralmente indicado como ICl3), seguido pela reação com iodo sólido, de acordo com a etapa-b.:

Notavelmente, e como evidente a partir da estequiometria do esquema sintético (1) acima, o processo da invenção permite vantajosamente obter 3 moles de ICl a partir de um único mol inicial do mesmo, substancialmente sem a adição de cloro gasoso.

Como dito acima, a etapa-a inicial do presente processo compreende a oxidação anódica de ICl em uma célula eletrolítica. Neste último caso, os compartimentos do anodo e catodo são convenientemente separados por um separador adequado selecionado a partir dos conhecidos na técnica, por exemplo, diafragmas, membranas porosas ou semipermeáveis ou semelhantes. O separador deve ser resistente às condições ácidas, e deve ser permeável a espécies iônicas, e preferencialmente, permeáveis tanto para ânions quanto para cátions, por exemplo, apenas para ânions, tais como cloreto. Nesta medida, a membrana preferida é feita com um núcleo polimérico tal como poliamida, poliéster, poliestireno, polivinil benzeno e semelhantes. Muitas destas membranas estão comercialmente disponíveis, tais como, entre outros, o Neosepta®AHA, o Selemion®AMV, o FUMASEP®ou IONAC MA®.

Também preferidas são aquelas membranas constituídas por um núcleo fluorocarbônico polimérico tais como a membrana Nafion® PSFA N115 (disponível de Du Pont SpA) ou Selemion® HSF e Selemion® CMF (disponível de Asahi Glass Co).

Outro separador preferido é uma membrana que é seletiva para a passagem de íons em termos de impedimento estérico, que deve ser destinado em termos de tamanho iônico.

Preferencialmente, a oxidação eletroquímica é realizada em uma célula eletrolítica em que os dois compartimentos de anodo/catodo são separados por uma membrana do tipo Fumasep FTAM-E®.

Exemplos de possíveis eletrodos empregáveis no presente processo são aqueles convencionalmente adotados em aplicações industriais.

No compartimento do catodo o eletrodo é, por exemplo, feito de grafite, paládio, chumbo, cobre ou aço, ou misturas dos mesmos, embora o eletrodo feito de grafite seja particularmente preferido.

Na porção do anodo, o eletrodo é feito de um metal selecionado a partir daqueles tipicamente usados em sistemas eletroquímicos semelhantes, por exemplo, platina ou outros elementos do Grupo VIII da tabela periódica, preferencialmente em uma forma reticular. Além disso, o eletrodo do anodo é também feito por materiais adequadamente revestidos com metais que são resistentes à corrosão, por exemplo, revestidos com um filme de espessura adequada dos metais tipicamente escolhidos no oitavo grupo da tabela periódica (platina, ródio, ruténio, irídio) ou misturas dos mesmos.

Modalidades em que o anodo é feito de materiais condutivos não metálicos empregáveis como eletrodos tais como, grafite, cerâmicas condutoras ou carbono vítreo (ou vitroso) também estão dentro do escopo da presente invenção, embora o anodo feito de grafite seja o preferido.

Alternativamente, o eletrodo do anodo é feito de "grafite modificado", que significa um grafite adequadamente processado ou tratado de modo que o seu desempenho e duração sob fortes condições ácidas é aprimorado. De acordo com a presente invenção, exemplos de dito grafite modificado são grafites impregnados ou revestidos de matriz polimérica, ou grafites especialmente produzidos.

A este respeito, matrizes poliméricas adequadas são, por exemplo, resinas de metacrilato, resinas fenólicas ou semelhantes. Assim, e de acordo com uma modalidade preferida adicional, o eletrodo do anodo é feito de um grafite impregnado de matriz polimérica. Igualmente preferida é uma matriz polimérica constituída de uma resina metacrílica ou uma resina fenólica.

Da mesma forma, e é uma modalidade ainda mais preferida, o eletrodo do anodo é feito de carbono vítreo (ou vitroso), um material mostrando uma combinação de propriedades vítreas e cerâmicas, com as do grafite (para uma referência geral, ver: Analytical Chemistry; Vol 37, No2, 1965, pag 200-202).

De acordo com uma modalidade da invenção, o catodo e o anodo são feitos de materiais diferentes e, mais preferencialmente, a célula eletrolítica compreende um catodo feito de grafite e um anodo feito de platina, ainda mais preferencialmente, estando este último na forma de uma grade.

Alternativamente, e esta é uma modalidade igualmente preferida da invenção, tanto o catodo quanto o anodo são feitos do mesmo material selecionado de: grafite, grafite modificado, ou carbono vítreo.

Como anteriormente mencionado, a reação eletroquímica para a geração do derivado de I(III) de acordo com a presente invenção é realizada em um solvente adequado e operando em condições ácidas, preferencialmente, a um pH abaixo de 4, mais preferencialmente a pH abaixo de 2 ou mesmo mais preferencialmente a um pH abaixo de 1.

Tipicamente, ditas condições operacionais são obtidas pela operação na presença de um ácido inorgânico forte no catodo, tal como ácido clorídrico ou ácido sulfúrico, em um sistema de solventes compreendendo água, álcoois inferiores (C1-C4), ou misturas dos mesmos, com uma concentração de ácido inorgânico variando entre 5% a 50% em peso com respeito à soma do ácido e do solvente. Particularmente preferidas são as concentrações que variam de cerca de 10% a cerca de 45%.

O termo "álcoois inferiores (C1-C4)" significa quaisquer álcoois lineares ou ramificados com 1 a 4 átomos de carbono tais como metanol, etanol, propanol, butanol e semelhantes. Mais preferencialmente, a reação eletroquímica no catodo é conduzida na presença de ácido clorídrico e água, com a concentração de ácido clorídrico variando de 5% a 40% em peso.

De acordo com um princípio fundamental da eletroquímica, será reconhecido que, se no anodo, a oxidação eletroquímica com a formação de derivado de I(III) a partir de ICl, ocorre, no catodo a redução correspondente será observada; em detalhe, neste caso, a formação de hidrogênio (H2) pela redução de íons H+irá ocorrer. O hidrogênio gasoso (H2) assim produzido pode então ser recuperado por métodos usados convencionalmente em processo industrial eletroquímico, por exemplo, por meio de membranas de recuperação e semelhantes.

Portanto, e como detalhado na parte experimental, o compartimento de catodo será propriamente carregado com solução ácida aquosa de escolha, tal como uma solução de água e ácido clorídrico com uma concentração de ácido clorídrico variando de 5% a 50% em peso, enquanto que no compartimento anódico, uma quantidade inicial de ICl será apropriadamente carregada, geralmente presente como uma solução clorídrica, em uma concentração de cerca de 5% a cerca de 50%, em peso, preferencialmente de 15% a 40% em peso.

A célula eletroquímica do processo da invenção geralmente funciona no modo galvanostático ou potenciostático. O modo preferido é o modo galvanostático, operando em valores de densidade de corrente compreendidos a partir de cerca de 50 a 500 mA/cm-2, preferencialmente de cerca de 50 a cerca de 150 mA/cm-2. Assim, os valores de potencial serão de tal modo a manter as densidades de corrente nas células eletroquímicas por tempo suficiente para atingir o grau desejado de oxidação da solução anódica. O grau desejado de oxidação é aquele maior que 80%, preferencialmente, maior que 90%, alcançáveis com um tempo de reação que pode variar de várias horas (mais que 40 horas) a dias (até 2 dias ou mais), dependendo da razão entre o tamanho do lote e a superfície do eletrodo. O curso da reação pode ser monitorado por métodos analíticos convencionais adequados, incluindo, por exemplo, a detecção da variação do potencial por meio de eletrodos combinados de platina, usando eletrodo de Ag/AgCl como o padrão de referência.

Conforme anteriormente indicado, o presente processo envolve a formação de um derivado de I(III) intermediário, que é ainda processado para a produção de 3 moles de ICl pela reação com iodo molecular. A detecção da formação do dito intermediário é realizada por métodos convencionais conhecidos na técnica, incluindo, por exemplo, titulação da solução anódica no final da eletrólise pelo uso de iodeto de potássio (KI) em um ambiente ácido ou similar.

Em mais detalhe e de acordo com uma modalidade preferida da invenção, a solução anódica é reagida com iodo sólido (preferencialmente, em um ligeiro excesso molar) em um segundo reator ou, alternativamente, "in situ" (que significa no mesmo reator). A reação, conduzida em temperatura ambiente e sob agitação, leva à formação de ICl em solução com um alto rendimento (quase quantitativo), juntamente com um resíduo de iodo sólido que é removido por decantação, filtração, ou centrifugação.

Uma modalidade prática preferida do processo da invenção é realizada como segue: em uma célula eletroquímica compreendendo um compartimento catódico e um anódico, separados por uma membrana permeável a íons adequada, uma solução aquosa de HCl é carregada como reagente catódico, e uma solução de partida de cloreto de iodo, HCl e água como reagente anódico. A célula é alimentada com uma corrente elétrico DC operando a uma densidade de corrente de cerca de 100 mA/cm-2ou em uma tensão de corrente selecionada de acordo com o modo de operação adotado. No final do processo eletrolítico, a solução anódica é titulada para a especiação dos compostos de iodo, assim, presentes. Em conformidade com o estabelecido acima, o estado de oxidação formal resultante para pelo menos parte do iodo presente é (III). A solução contendo iodo, no estado de oxidação formal (III) assim produzido é, portanto, transferida para um segundo reator e adicionada com uma quantidade apropriada de iodo sólido, operando em temperatura ambiente (isto é, 15°C-30°C) e sob agitação. O resíduo sólido é separado da solução por decantação e durante a dissolução do iodo sólido o potencial da solução anódica é monitorado com um eletrodo combinado, como previamente indicado. O estado de oxidação de substancialmente todo o iodo presente na solução é (I).

O cloreto de iodo em solução clorídrica assim obtido ou, como especificado abaixo, parte do mesmo, no caso onde uma porção do mesmo vai ser reciclada na célula eletroquímica inicial, pode ser vantajosamente usado para a iodação de moléculas orgânicas, por exemplo, para a poli- iodação de substratos aromáticos.

De acordo com uma modalidade particularmente vantajosa, e tendo em conta a estequiometria da reação que caracteriza o processo inteiro, dita fonte inicial de ICl pode ser constituída por uma parte do ICl obtida como produto. Por isso, dependendo do caso, a quantidade apropriada de solução ácida aquosa de ICl obtida como o produto pode ser reciclada e carregada no compartimento do anodo. Por conseguinte, é um aspecto adicional da presente invenção, um processo eletroquímico para a preparação de ICl, substancialmente como descrito antes, em que uma parte apropriada do ICl produzido é reintroduzida como um reagente de partida no compartimento anódico. Claramente, a fim de evitar o esgotamento ou supersaturação da fonte anolítica, por exemplo, depois de alguns ciclos de processo de reciclagem e ICl, integrações com água, ou com o ácido de escolha, tais como ácido clorídrico, ou mesmo com alíquotas de ICl de partida em si, podem ser apropriadas.

O cloreto de iodo, neste documento destinado como composto de partida do presente processo, é geralmente usado como uma solução de ácido clorídrico, como descrito na literatura.

Como mencionado anteriormente, o ICl obtido de acordo com o presente processo, pode ser convencionalmente usado como um agente de iodação, especialmente no poli-iodação de substratos aromáticos para a preparação de meios de contraste iodados não-iônicos.

A este respeito, é um objeto adicional da presente invenção, um processo compreendendo as etapas de: a. oxidação eletroquímica de 1 mol de ICl, em solução aquosa ácida para gerar um derivado intermediário em que o estado de oxidação do iodo é (III), b. reação do derivado de I(III) intermediário, obtido na etapa a com iodo molecular, c. obtenção de 3 moles de ICl; e d. iodação adicional de um composto de fórmula (I)

em que: R é -N (R')2 ou -OH; Rl é independentemente, em cada ocorrência, -COOR',- CON(R')2, e R'é independentemente, em cada ocorrência, hidrogênio ou alquil (C1-C4) linear ou ramificado opcionalmente substituído por um ou mais grupos hidróxi presentes como tal ou em uma forma protegida, para gerar um composto de fórmula (II)

Preferencialmente, o processo é realizado a partir dos compostos de fórmula I em que R é um grupo hidróxi (-OH) ou um grupo amino (-NH2) e os grupos Rl são os mesmo e são escolhidos de -COOH ou -CONHR'; em que R'é escolhido a partir de -CH(CH2OH)2 ou -CH2(CHOH)CH2OH.

Em mais detalhes, é um aspecto adicional da invenção um processo compreendendo a preparação do ICl como extensivamente estabelecido acima, seguido por sua adição subsequente como agente de iodação para uma solução aquosa do composto (I), este último geralmente presente em uma ligeiro excesso, sob agitação e a uma temperatura de cerca de 80-90°C. O pH é definido para valores compreendidos a partir de 0 a cerca de 2, opcionalmente na presença de um tampão básico apropriado (ver, por exemplo US 5.013.865). A mistura reacional bruta assim obtida pode ser, portanto, processada por meio de técnicas conhecidas, tais como filtração ou purificação cromatográfica, levando ao derivado tri-iodado desejado em uma forma pura.

De acordo com a modalidade alternativa descrita acima, o processo fornece a reintrodução de uma parte de ICl produzido como um reagente de partida no compartimento anódico, enquanto parte do ICl é usada como agente de iodação como descrito acima. Os grupos hidroxila na classe de compostos de fórmula I podem estar presentes como grupos desprotegidos ou, alternativamente, para evitar reações colaterais indesejáveis, como grupos adequadamente protegidos por meio de métodos convencionais e os grupos de proteção conhecidos na técnica (ver para uma referência geral: T.W. Green, Protective Groups in Organic Synthesis (Wiley, NY 1981)).

Os substratos de fórmula I e a reação de iodação correspondente com a ICl para dar os compostos correspondentes de fórmula II são bem conhecidos na técnica e amplamente descritos na literatura, por exemplo, para a preparação de Iopamidol ou Iomeprol como já citado.

Os exemplos seguintes são fornecidos de modo a melhor ilustrar a presente invenção, sem limitar de qualquer forma o seu escopo.

PARTE EXPERIMENTAL

Exemplo 1. Oxidação eletroquímica de ICl, na presença de um anodo de platina.

Em uma célula eletroquímica compreendendo um compartimento catódico contendo como o catodo uma haste cilíndrica de grafite tendo uma área superficial de 6 cm2, e um compartimento anódico contendo como o anodo uma grade de platina tendo uma área superficial geométrica de 24 cm2, onde os dois compartimentos estão separados por uma membrana condução aniônica tipo Fumasep® FTAM-E, 69,7 g de uma solução de HCl 33% em água como reagente catódico, e 134,7 g de uma solução de cloreto de iodo tendo a seguinte composição como reagente anódico: ICI 30,8% HCl 22,8% H2O 46,4% foram carregados.

A célula foi alimentada com uma corrente contínua de 610 mA por 21h sob uma tensão de cerca de 6,5 volts.

Durante a eletrólise, o potencial da solução anódica foi detectado por um eletrodo de Pt combinado (de referência de Ag/AgCl). O potencial de partida da solução antes da eletrólise foi encontrado como sendo 691 mV, enquanto que no final da eletrólise o potencial foi aumentado para 975 mV.

No final da reação de eletrólise, a solução anódica foi titulada com KI em condições ácidas para a especiação dos derivados de iodo. 1,73 mEq/g de solução de KI foram consumidos para se obter um ponto de inflexão a um potencial de 780 mV, em comparação com eletrodo combinado de Pt e, em seguida, 5,30 mEq/g de solução de KI foram consumidos para se obter um segundo ponto de inflexão em um potencial de 493 mV.

Assim, confirmou-se que o estado de oxidação formal do iodo assim obtido foi (III). O rendimento de corrente medido foi de 90%.

Exemplo 2. Oxidação eletroquímica de ICl na presença de um anodo de grafite.

Em uma célula eletroquímica compreendendo um compartimento catódico contendo como o catodo uma haste cilíndrica de grafite com uma área superficial de 6 cm2, e um compartimento anódico contendo como o anodo uma haste cilíndrica de grafite tendo uma área superficial de 8,5 cm2, onde os dois compartimentos estão separados por uma membrana de condução aniônica tipo Fumasep® FTAM-E, 67,2 g de uma solução de HCl 33% em água como reagente catódico, e 124,6 g de uma solução de cloreto de iodo com a seguinte composição como reagente anódico: ICl 18,9% HCl 27,2% H2O 53,9% foram carregados.

A célula foi alimentada com uma corrente de 500 mA por 17 h sob uma tensão de cerca de 6 volts. Durante a eletrólise o potencial da solução anódica foi detectado por um eletrodo combinado de Pt (de referência de Ag/AgCl). O potencial de partida da solução antes da eletrólise foi encontrado como sendo 680 mV, enquanto que no final da eletrólise o potencial foi aumentado para 932 mV.

Uma vez que a reação de eletrólise foi completada, a solução anódica foi titulada com KI em condições ácidas para a especiação dos derivados de iodo presentes. 1,12 mEq/grama de solução de KI foram consumidos para se obter um ponto de inflexão a um valor de potencial de 668 mV, em comparação com eletrodo combinado de Pt, e em seguida 3,40 mEq/grama de solução de KI foram consumidos para se obter um segundo ponto de inflexão a um potencial de 405 mV. O estado de oxidação formal resultante para iodo foi igual a III. O rendimento de corrente medido foi de 90%.

Exemplo 3. Oxidação de I2 para ICl pelo contato com soluções eletroquimicamente oxidadas de ICl.

Para a solução oxidada da ICl, contendo iodo no estado de oxidação formal (III), produzida de acordo com o Exemplo 2 foi adicionado 34,3 g de I2 sólido, operando em temperatura ambiente e mantendo a mistura sob agitação. A maioria do sólido é consumida em 390 minutos, e o resíduo é separado da solução por decantação. Durante a dissolução do iodo sólido, o potencial da solução anódica é monitorado por meio de um eletrodo combinado de Pt (de referência de Ag/AgCl). O potencial de partida da solução antes da adição de I2 foi encontrado como sendo 930 mV e uma vez que a dissolução de iodo ocorreu, o potencial diminuiu para 701 mV. A solução decantada é titulada com KI, gerando um único ponto de inflexão a um potencial de 381 mV, em comparação com o eletrodo combinado de Pt, após a adição de KI (2,64 mEq/grama de solução oxidada).

Foi confirmado que o estado de oxidação de substancialmente todo o iodo presente na solução foi encontrado como sendo (I).

Exemplo 4. Oxidação eletroquímica de ICl (um pote).

Uma solução de ICl em ácido clorídrico aquoso (147,2 g) contendo ICl (0,284 mol) e HCl (35,99 g, 0,99 mol) é submetida à eletrólise por 23 horas como descrito no Exemplo 1, alimentando a célula com uma corrente de 630 mA, e sob uma tensão de cerca de 5 volts. No final da eletrólise, 141 g de solução contendo 0,005 mol de I(I) e 0,26 mol de I(III) são descarregados a do compartimento anódico da célula. A solução é então adicionada com I2 (0,27 mol), levando a 209 g de uma solução contendo 0,80 mol de I(I), sendo medido por titulação. Uma alíquota de 69 g desta solução é então adicionada com 68 g de uma solução de HCl 33%. Esta solução, contendo 0,26 mol de I(I), foi ressubmetida à eletrólise, obtendo-se por meio desta 138 g de uma solução oxidada, contendo 0,03 mol de I(I) e 0,23 mol de I(III), calculados por titulação.

Exemplo 5. Oxidação eletroquímica de ICl usando anodo de grafite modificado.

Em uma célula eletroquímica de placas (plate and frame) feita de: um compartimento catódico equipado com um catodo de grafite compacto, um compartimento anódico equipado com um anodo de grafite R7510 de especialidade de SGL carbon, impregnado com resina metacrílica, e compreendendo uma membrana aniônica tipo Fumasep®FTAM-E de FUMA-Tech, os seguintes compostos foram alimentados com 1294,5 gramas de solução de HCI 32,8% em água como católito e 1301,5 gramas de anólito feitos de uma solução de cloreto de iodo com a seguinte composição: ICl 30,8% HCl 21,1% H2O 48,1%

A célula foi alimentada com uma corrente de 6,4 Amp por 20 h sob uma tensão de cerca de 3,2 volt. Os fluxos de eletrólitos, ao longo da eletrólise, foram de 2,1 l/min para o anólito e 0,5 l/min para católito. Após a eletrólise titulou-se a solução anódica com KI, sob condições ácidas, para a especiação íons de iodo. A titulação consumiu 1:51 mEq de KI para um grama de solução de anólito para gerar um ponto de inflexão de um potencial de 697 mV em comparação com um eletrodo combinado de Pt, em seguida, 4,83 mEq de KI para um grama de solução de anólito para gerar um segundo ponto inflexão de um potencial de 439 mV.

O estado de oxidação formal resultante de iodo foi +3. O rendimento da corrente foi de 86%.

Exemplo 6. Oxidação eletroquímica de ICl usando anodo de grafite.

Em uma célula eletrolítica em placas (plate-and-frame) feita de compartimentos catódicos e anódicos equipados com o catodo e o anodo feitos de grafite da Carbone Lorraine (alta densidade, grão ultrafino, porosidade < 3% e temperatura de trabalho 600 °C em oxigênio) separados por uma membrana de ânion tipo Fumasep®FTAM-E de FUMA-Tech, os seguintes compostos foram alimentados: 1203,6 g de solução de HCl 32,7% em água como católito e 2348,8 gramas de anólito feito de uma solução de cloreto de iodo com a seguinte composição: ICl 36,6% HCl 8,4% H2O 55,0%

A célula foi alimentada com uma corrente de 6,4 Amp para 42 h sob uma tensão de cerca de 2,8 volt. Os fluxos de eletrólitos ao longo da eletrólise foram de 0,5 l/min para o anólito e 0,5 l/min para católito. Após eletrólise titulou-se a solução anódica com KI, sob condições ácidas, para a especiação íons de iodo. A titulação consumiu 1,73 mEq de KI para um grama de solução de anólito para gerar um ponto de inflexão de um potencial de 659 mV em comparação com um eletrodo combinado de Pt e, em seguida 5,51 mEq de KI para um grama de solução de anólito para gerar um segundo ponto de inflexão de um potencial de 441 mV. O estado de oxidação formal resultante de iodo foi +3. O rendimento da corrente foi de 91%.

Exemplo 7. Oxidação eletroquímica de ICl usando anodo de carbono vítreo.

Em uma célula eletrolítica em placas (plate-and-frame) feita de compartimentos catódicos e anódicos equipados com o catodo e o anodo feito de carbono vítreo de Sigradur®de HTW Gmbh e separados por uma membrana aniônica tipo

Neosepta AHA de Tokuyama, os seguintes compostos foram alimentados com 1888,0 gramas de solução de HCl 33,0% em água como católito e 1885,0 gramas de anólito feito de uma solução de cloreto de iodo com a seguinte composição: ICl 31,4% HCl 21,8% H20 46,8%

A célula foi alimentada com uma corrente de 10,0 Amp durante 18 h sob uma tensão de cerca de 6,5 volt. O fluxos de eletrólitos ao longo da eletrólise foram de 5,0 l/min para o anólito e 0,5 l/min para o católito. Após a eletrólise titulou-se a solução anódica com KI, sob condições ácidas, para a especiação de íons de iodo. A titulação consumiu 1,59 mEq de KI para um grama de solução de anólito para gerar um segundo ponto de inflexão de um potencial de 711 mV em comparação com um eletrodo combinado de Pt e, em seguida, 5,07 mEq de KI para um grama de solução de anólito para gerar um segundo ponto de inflexão de um potencial de 440 mV. O estado de oxidação formal resultante de iodo foi +3. O rendimento da corrente foi de 91%.

Claims

1. Processo caracterizadopor compreender as etapas de: a. oxidar eletroquimicamente 1 mol de partida ICl em solução aquosa ácida, para dar um derivado intermediário com um estado de oxidação do iodo igual a (III); b. reagir o dito derivado intermediário com iodo; e c. obter 3 moles de ICl.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a dita oxidação eletroquímica é realizada em uma célula eletrolítica em que os compartimentos anódicos e catódicos são separados por uma membrana permeável a íon.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que a membrana é seletivamente permeável a ânions ou cátions.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizadopelo fato de que o eletrodo do compartimento catódico é feito de grafite.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizadopelo fato de que o eletrodo do compartimento anódico é feito de: platina, grafite, grafite modificado ou carbono vítreo.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopelo fato de que, na presença de um sistema de solvente de catodo, compreende: um ácido forte misturado com água, um C1-C4 álcool ou mistura dos mesmos.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que o dito ácido forte é o ácido clorídrico ou ácido sulfúrico.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizadopelo fato de que o dito sistema de solvente de catodo compreende uma mistura de água e ácido clorídrico.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que o dito ácido clorídrico tem uma concentração compreendida de 5% a 40% em peso.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizadopelo fato de que o ICl de partida na solução aquosa ácida tem uma concentração compreendida de 15% a 40% em peso.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizadopelo fato de que uma parte do ICl produzido é reintroduzida como um reagente de partida no compartimento anódico.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizadopelo fato de que a oxidação eletroquímica é realizada no modo galvanostático ou potenciostática, operando a valores de densidade de corrente composta de 50 a 150 mA/cm-2.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor compreender transferir a solução obtida na etapa-a em um reator separado, antes de realizar a próxima etapa b-.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizadopor compreende ainda a iodação de um composto de fórmula (I):

em que: R é -N (R')2 ou -OH; R1 é independentemente em cada ocorrência -COOR’, - CON (R')2; e 5 R' é independentemente em cada ocorrência hidrogênio ou alquil (C1-C4) linear ou ramificado opcionalmente substituído por um ou mais grupos hidróxi presentes como tal ou em uma forma protegida, para obter um composto de fórmula (II):

15. Processo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopor compreender ainda a preparação de Iomeprol ou Iopamidol a partir do composto (II), como definido na reivindicação 14.