CN110577191A - 一种以含碘盐直接制备一氯化碘的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，属于一氯化碘制备技术领域。该方法利用含碘盐与氯气的反应直接制备纯一氯化碘，主要通过控制氯气通入速度、氯气通入量以及反应温度避免三氯化碘的生成，提高反应的选择性。本发明所述方法操作简单，反应条件温和，采用回收的含碘盐作为原料，拓宽了原料来源且降低原料成本，所制备的一氯化碘的纯度在99wt％以上，满足工业生产的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，属于一氯化碘制备技术领域。
背景技术
一氯化碘是一种重要的基础化工原料，可作为碘化试剂，作为苯环上的碘代，以及作为韦氏试剂(一氯化碘的乙酸或乙酸-四氯化碳溶液)用于油脂碘值测试。例如，三碘苯(泛影酸)是造影剂的核心官能团，当前市场上应用的非离子型单体造影剂如碘帕醇、碘海醇、碘普罗胺、碘佛醇、碘他拉酸和碘昔兰等药物都由以下反应方程式生成的中间体衍生合成。该中间体的合成方法是由3-氨基间苯二酸衍生物与一氯化碘反应制备而成。
根据文献报道，当前一氯化碘合成方法主要有三种：(1)以碘单质为原料，通入氯气反应生成一氯化碘，日本三井东压专利JPH01141803A采用该方法制备纯度大于99.5％一氯化碘产品，该方法中原料碘的成本较高，且需要依靠进口；(2)采用有机溶剂如四氯化碳、醋酸等溶解碘，随后通入氯气制备一氯化碘溶液，如专利CN123601A韦氏试剂的制备；(3)专利JP2011236087A和RU2278816C2在含有氯离子(如盐酸、氯化钠等)的水溶液介质中悬浮碘或碘化钾，采用氧化剂如双氧水、氯酸钠等进行氧化反应制备一氯化碘溶液，该方法操作简单，安全。上述方法(2)和(3)虽然操作简单，但生成的一氯化碘不能从溶液中提取出来，只能应用于某些特定的领域，同时增加了运输成本和危险性。
综上所述，现有技术路线存在的问题是：以碘为原料生产一氯化碘，成本高且国内资源储量及产能不足需要进口，一旦发生贸易纷争或原料涨价将影响生产。而采用溶液状态制备一氯化碘的方法虽然简便，但产品为溶液限制了其应用范围，提升运输成本。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，该方法采用含碘盐与氯气反应直接制备得到纯一氯化碘，可以满足不同领域的应用，还能降低生产成本和运输成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，所述方法包括如下步骤：
将干燥的含碘盐装入反应容器中，并通入氯气进行反应，当氯气通入量达到化学计量量70％以上时，开启搅拌，化学计量量氯气全部通完后，继续搅拌反应不少于3h，然后在反应温度下进行过滤，将液态的一氯化碘从含氯盐固体中分离出来，即可得到纯的一氯化碘。
对于50g含碘盐，向反应容器中通入氯气的流量为0.1g/h～5g/h，优选2g/h～3g/h。
反应温度为30℃～60℃，优选40℃～50℃。
为保证安全，反应容器内压力不大于0.2MPa。
未反应完的氯气用碱液(如氢氧化钾、氢氧化钠以及氢氧化钙的水溶液)吸收。
在真空度为-0.095MPa以下以及温度为50℃～150℃条件下，将含碘盐中的水分除去，得到干燥的含碘盐。其中，优选在-0.095MPa～-0.1MPa以及70℃～90℃条件下干燥4h～10h。
含碘盐为碘化钾、碘化钠、碘化锂、碘化铯、碘化锌、碘化镁和碘化钙中的至少一种，回收的含碘盐粗品也适用，碘的质量分数达到40％以上即可。
有益效果：
(1)拓展了一氯化碘的原料来源，回收得到的副产品含碘盐可以降低生产成本，实现碘的循环利用。
(2)该反应条件温和，通过对氯气通入速度和通入量，以及反应温度的控制限制了副产物三氯化碘的生成，提高了反应选择性。
(3)制备的产品纯度较高，达到了工业生产的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
实施例1
(1)将50g含碘盐装入三口烧瓶中，固定在油浴锅内，将三口瓶与真空泵相连接，开启真空泵将三口烧瓶抽真空至-0.1MPa，并将油浴锅加热至90℃，保温保压4h，得到干燥的含碘盐；
(2)先将油浴锅的温度降至40℃，再通过安全瓶向三口烧瓶通入流量为2g/h的氯气，并使三口烧瓶的压力维持在0.1MPa～0.2MPa之间，随着氯气的通入，碘化钾逐渐变黑，由固体转化为液体，氯气的通入量达到化学计量量的70％时，开启机械搅拌，化学计量量的氯气通完后，再继续搅拌反应3h，尾气依次通过安全瓶、浓硫酸液封瓶后被碱液桶中质量分数为10％的NaOH水溶液吸收，随后趁热将三口烧瓶中的物料转移至装有滤纸的玻璃漏斗中，过滤得到的液体即为纯的一氯化碘。
通过硫代硫酸钠标准溶液滴定，分析所制备的一氯化碘的纯度；称量三口烧瓶反应结束后增加的重量，计算一氯化碘的收率。按照上述步骤，采用不同含碘盐所制备的一氯化碘的纯度以及收率详见表1。
表1
| 重量增加(g) | 纯度(wt％) | 收率(％) | |
| 碘化钾 | 10.5 | 99.5 | 97.9 |
| 碘化钠 | 11.6 | 99.1 | 97.2 |
| 碘化锂 | 13.1 | 99.1 | 97.9 |
| 碘化钙 | 11.9 | 99.3 | 97.8 |
| 碘化镁 | 12.5 | 99.2 | 97.3 |
实施例2
(1)将1kg碘化钾加入搪瓷反应釜中后密封，开启真空泵将反应釜抽真空至-0.095MPa，开启加热套油浴加热将反应釜温度提高至75℃，保温保压8h，得到干燥的碘化钾；
(2)先将反应釜的温度降低至50℃，再向反应釜通入流量为50g/h的氯气，并使反应釜的压力维持在0.1MPa～0.2MPa之间，氯气的通入量达到化学计量量的75％时开启机械搅拌，化学计量量的氯气通完后，再继续搅拌反应4h，反应结束后将残留的氯气通入质量分数为10％的NaOH水溶液中吸收，并趁热将反应釜内物料转移至搪瓷过滤器中并打入氮气至压力为0.1MPa～0.2MPa，过滤得到735.4g一氯化碘。
通过硫代硫酸钠标准溶液滴定，所制备的一氯化碘的纯度为99.0wt％，经过称量计算得到一氯化碘收率为95.2％。
实施例3
在实施例2的基础上，将实施例2步骤(1)中1kg碘化钾替换成从车间回收的5kg碘化钾(经过分析其碘含量为58.6wt％)，并将步骤(2)中通入氯气的流量改为220g/h以及通完氯气后继续搅拌反应6h，其他条件及步骤均与实施例2相同，过滤得到3539.1g一氯化碘。
通过硫代硫酸钠标准溶液滴定，所制备的一氯化碘的纯度为99.0wt％，经过称量计算得到一氯化碘收率为93.4％。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
将干燥的含碘盐装入反应容器中，并通入氯气在30℃～60℃反应温度下进行反应，当氯气通入量达到化学计量量70％以上时，开启搅拌，化学计量量氯气全部通完后，继续搅拌反应不少于3h，残余的氯气用碱液吸收，然后在反应温度下进行固液分离，收集的液体即为纯的一氯化碘；
其中，对于50g含碘盐，向反应容器中通入氯气的流量为0.1g/h～5g/h。
2.根据权利要求1所述的以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，其特征在于：含碘盐与氯气的反应温度为40℃～50℃。
3.根据权利要求1所述的以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，其特征在于：反应容器内压力不大于0.2MPa。
4.根据权利要求1所述的以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，其特征在于：碱液选用氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化钙的水溶液。
5.根据权利要求1所述的以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，其特征在于：将含碘盐置于-0.095MPa以下的真空度以及50℃～150℃的温度下进行干燥，得到干燥的含碘盐。
6.根据权利要求5所述的以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，其特征在于：含碘盐在-0.095MPa～-0.1MPa以及70℃～90℃条件下干燥4h～10h。
7.根据权利要求1所述的以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，其特征在于：含碘盐为碘化钾、碘化钠、碘化锂、碘化铯、碘化锌、碘化镁和碘化钙中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，其特征在于：所述的含碘盐为回收的含碘盐粗品，碘的质量分数在40％以上。
9.根据权利要求1所述的以含碘盐直接制备一氯化碘的方法，其特征在于：每50g含碘盐，向反应容器中通入氯气的流量为2g/h～3g/h。
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