一种植物油酯的碘化方法

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体是一种植物油酯的碘化方法。

背景技术

碘化油是植物油中不饱和脂肪酸与碘结合的有机碘化合物。自1901年法国人马西·加柏博士发明了碘化油后，主要将其用于人体皮肤表面的消毒。随后，由于碘化油不透Ⅹ线的性质，成为世界上第一个用于X线的含碘造影剂。此外，碘化油在临床上还作为碘补充剂、肿瘤辅助治疗等用途。中国药典2020年版第二部收载有碘化油和碘化油注射液，其碘化油是指由罂粟籽油碘化制备而得，含碘(I)37.0～41.0％(g/g)。

植物油是含有各类不同脂肪酸的混合物，主要由各类饱和脂肪酸，以及油酸、亚油酸、亚麻酸、芥酸、棕榈油酸等不饱和脂肪酸组成。主要由不饱和脂肪酸构成的植物油在常温下呈液态，主要由饱和脂肪酸构成的植物油在常温下呈固态。碘化植物油脂肪酸酯制备方法中的难点在于不饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸酯的碘化过程。文献中已公开的碘化植物油脂肪酸酯的制备方法，最为常见的是将碘与赤磷和水进行反应制得的碘化氢气体，直接通入植物油或植物油酯反应器（CN101245007A、CN04560406A、CN105062693A、CN101020633A、CN101020634A）、或经由碘化氢储气罐（CN109554231A）通入植物油中反应，得到粗制碘化植物油或碘化植物油酯，精制即得成品。但此类方法中涉及到碘化氢气体发生装置，一方面气态碘化氢产生速度很难控制，另一方面过量的碘化氢会造成产品中大量不稳定碘的残留，极大影响产品稳定性，且操作不当极易造成安全事故，从而无法实现大规模生产。CN1143067A及CN107287029A公开了在有机介质中碱金属碘化物(如碘化钠)与烷基甲硅烷卤化物(如三甲基氯硅烷)进行反应，然后加入精确量的水，使植物油的不饱和脂肪酸或脂肪酸酯进行碘加成得到碘化植物油。CN110387286A公开了利用三甲基碘硅烷与水反应，使植物油脂肪酸乙酯碘加成制备碘化植物油的方法。但这几种方法中的三甲基卤硅烷极易水解生成高沸点的杂质难以从产品中除尽，水量过多或过少都会极大的降低产品稳定性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的上述技术问题，提供一种工艺简单、安全，产品稳定性好的植物油酯的碘化方法。

本发明植物油碘化方法的原理为：酸性树脂在无水条件下能够与碘化盐生成碘化氢，同时树脂中的微孔能够显著催化植物油酯与碘化氢的碘化过程，从而使植物油酯的碘化程度更高、稳定性更好。其采用以下技术方案：

一种植物油酯的碘化方法，具体操作为：将酸性树脂与碘化盐于反应容器中混合，通入惰性气体进行气体置换，之后加入植物油酯与无水的有机介质，在-10

所述有机介质为能溶解碘化氢的无水非质子性有机溶剂，优选为醚类溶剂、非质子性强极性溶剂、烃类溶剂中的一种或多种；更优选地，所述醚类溶剂为异丙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二氧六环中的一种或多种，所述非质子性强极性溶剂为乙腈、丙酮、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、1-甲基吡咯烷酮中的一种或多种，所述烃类溶剂为石油醚、甲苯、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、环辛烷中的一种或多种。

作为本发明技术方案的进一步优选，所述酸性树脂为氢离子基团容量1.5～8mmol/g的大孔酸性树脂、氢离子交换树脂、氢型吸附树脂中的一种。其包括但不限于D001型、D101型、732型、D72型、Amberlite-15/35/120型树脂，以及氢型磺酸基的同等树脂。

所述酸性树脂的用量以氢离子基团与碘化盐的物质的量之比计，由于氢离子基团与碘化盐交换能够生成碘化氢，而未交换的氢离子基团负载在树脂也不会影响碘化过程，因此，二者的比例可以有较大范围，优选为1~3:3~1。

由于碱金属或碱土金属碘化物能够与酸性树脂交换原位生成碘化氢，碱金属或碱土金属与酸性树脂中的氢离子交换形成的阳离子树脂易于酸化再生，且废水中不会产生有害金属。基于此，本发明所述碘化盐优选碱金属碘化物或碱土金属碘化物。

所述植物油酯与碘化盐的物质的量比为1:1～1:10，足够量甚至过量的碘化物，可以使植物油中的不饱和脂肪酸酯充分的碘化。

所述碘化反应的温度为20～100

所述冲洗树脂所用有机溶剂为异丙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二氧六环、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、石油醚、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、环辛烷中的一种或多种。

所述植物油酯为植物油甲酯、植物油乙酯、植物油丙酯、植物油异丙酯、植物油丁酯、植物油异丁酯、植物油叔丁酯中的任意一种。

所述植物油为主要由不饱和脂肪酸构成的植物油，可以是罂粟籽油、菜籽油、豆油、花生油、亚麻油、红花籽油、葡萄核油、葵花籽油、玉米油、橄榄油、芝麻油、麦芽油、核桃仁油、沙蒿油、青蒿籽油、五味子籽油和哈密瓜籽油中的一种或多种。

对洗脱的有机相依次用硫代硫酸钠水溶液或抗坏血酸钠水溶液、蒸馏水洗涤，用无水硫酸钠、无水硫酸镁、无水氯化钙中的一种进行干燥，用硅胶或氧化铝进行过滤，浓缩后真空干燥即得碘化植物油酯。

与现有植物油酯的碘化方法相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的植物油酯的碘化方法，通过酸性树脂在无水有机介质的使用，显著提高了植物油酯的碘化效率和产品的稳定性，降低了不稳定碘在产品中的残留，产品无需老化处理，仅通过过滤、干燥即可得到高质量的碘化植物油酯。

2、本发明提供的植物油酯的碘化方法，无需气体发生设备，反应条件温和，设备简单，操作安全，成本低，适合大规模化生产。

3、本发明提供的植物油酯的碘化方法，无需严格地精确控制原料的投料比，工艺重现性好。

4、本发明提供的植物油酯的碘化方法，所用的酸性树脂可以再生循环利用，减少了生产的废水、废料的排放，更加环保。

5、本发明提供的植物油酯的碘化方法，所得碘化植物油酯的色泽浅，能满足储存、运输、销售、及待使用期间的稳定性要求。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明进行详细说明。该实施例可以使本领域技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

本发明实施例中碘化植物油酯的色泽、游离碘、含碘量的测定参照中国药典2020版“碘化油”相关检测项目进行。

所述植物油酯（菜籽油、豆油、花生油、亚麻油、红花籽油、葡萄核油、葵花籽油、玉米油、橄榄油、芝麻油、麦芽油、核桃仁油、沙蒿油、青蒿籽油、五味子籽油和哈密瓜籽油中的一种或多种植物油的酯）可按照实施例1-3所述的罂粟籽油的酯化方法合成或本领域公知的其他方法合成。

本发明实施例以罂粟籽油、亚麻籽油（主要由多不饱和脂肪酸组成）酯类的碘化，以及花生油（主要由单不饱和脂肪酸组成）酯类的碘化为例对植物油酯的碘化方法进行说明。

实施例1

罂粟籽油14g和无水乙醇14mL加至100mL三口瓶中，搅拌下缓慢滴加浓硫酸（1mL），滴毕，升温至80℃回流反应。TLC监测反应结束后，减压浓缩乙醇。浓缩物中加入100mL石油醚溶解，用蒸馏水和饱和食盐水依次洗涤。有机相加入无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得15g罂粟籽油乙酯粗品，可直接用于碘化过程（TLC展开剂为石油醚:乙酸乙酯=20:1，产物Rf=0.55，罂粟籽油Rf=0.3）。

实施例2

罂粟籽油30g和无水乙醇30mL加至250mL三口瓶中，搅拌下缓慢滴加甲磺酸（1.5mL），滴毕，升温至75℃回流反应。TLC监测反应结束后，减压浓缩乙醇。浓缩物中加入200mL异丙醚溶解，用蒸馏水和饱和食盐水依次洗涤。有机相加入无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得32g罂粟籽油乙酯粗品，可直接用于碘化过程（TLC展开剂为石油醚:乙酸乙酯=20:1，产物Rf=0.55，罂粟籽油Rf=0.3）。

实施例3

罂粟籽油100g和无水乙醇100mL加至500mL三口瓶中，搅拌下缓慢滴加浓硫酸（8mL），滴毕，升温至80℃回流反应。TLC监测反应结束后，减压浓缩乙醇。浓缩物中加入200mL正己烷溶解，用蒸馏水和饱和食盐水依次洗涤。有机相用无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得110g罂粟籽油乙酯粗品，可直接用于碘化过程（TLC展开剂为石油醚:乙酸乙酯=20:1，产物Rf=0.55，罂粟籽油Rf=0.3）。

实施例4: 碘化

称取3.6g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(3g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈20mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例5: 碘化

称取7.3g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(6g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈50mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例6: 树脂回收再生

收集碘化使用后的树脂，置于有砂芯的层析柱中，加入蒸馏水将树脂冲洗，致下部流出的水无色；用pH=1的稀盐酸洗树脂，致下部流出的溶液pH=1；再用5倍体积的无水乙醇缓慢冲洗树脂，之后将树脂吹干；再将树脂置于真空干燥箱，80

实施例7: 碘化

称取7.3g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(6g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的四氢呋喃50mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例8: 碘化

称取7.3g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(6g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的二甲基甲酰胺50mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例9: 碘化

称取7.3g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(6g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的正己烷50mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例10: 碘化

称取10.9g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例11: 碘化

称取9g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例12: 碘化

称取10.9g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯，室温继续搅拌至TLC检测反应结束，冷却后加入水终止反应、过滤（树脂回收再生、烘干），用正己烷100mL洗树脂并对液相进行提取。有机相用10％硫代硫酸钠溶液洗涤两次，然后用蒸馏水洗涤2次；有机相用无水硫酸镁进行干燥后，减压浓缩至三分之一体积，用硅胶过滤，正己烷洗滤饼，合并有机相减压浓缩、60

实施例13: 碘化

称取10.9g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的丙酮60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例14: 碘化

称取10.9g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至50

实施例15: 碘化

称取10.9g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例16: 碘化

称取10.9g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例17: 碘化

称取10.9g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例18: 碘化

称取19g强酸树脂（Amberlite-15）(干型，3.1mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈100mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例19: 再生树脂的循环催化

称取12g再生树脂（Amberlite-15）(原5.5mmol/g规格，80

实施例20: 碘化

称取44g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(36g)置于1000mL三口圆底烧瓶中，架设机械搅拌，于氮气保护下注入无水的乙腈300mL，搅拌30分钟后，向体系中加入24g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例21: 碘化

称取7.3g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(6g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈50mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g油酸乙酯（市售，75%）；之后升至60

实施例22: 碘化

称取11g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g亚油酸乙酯（市售，97%）；之后升至60

实施例23

称取7.5g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(6g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈50mL，搅拌10分钟后，向体系中加入3g亚麻酸乙酯（市售，80%）；之后升至80

实施例24

本实施例为主要由单不饱和脂肪酸组成的花生油其异丙酯的碘化方案。

花生油30g（山东鲁花集团有限公司，IB20200626，一级）和无水异丙醇30mL加至100mL三口瓶中，搅拌下缓慢滴加浓硫酸（0.8mL），滴毕，升温至80℃回流反应。TLC监测反应结束后，减压浓缩乙醇。浓缩物中加入100mL石油醚溶解，用蒸馏水和饱和食盐水依次洗涤。有机相加入无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得33g花生油异丙酯粗品，直接用于碘化过程（TLC展开剂为石油醚:乙酸乙酯=20:1）。

称取11g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g花生油异丙酯；之后升至60

实施例25

本实施例为主要由多不饱和脂肪酸组成的亚麻籽油其叔丁酯的碘化方案。

亚麻籽油30g（甘肃德祥粮油有限公司，二级）和异丁烯-异丙醚溶液（1.4 M）85mL加至250mL三口瓶中，搅拌下缓慢滴加浓硫酸（1mL），滴毕，升温至55℃反应。TLC监测反应结束后，加入150mL石油醚溶解，用蒸馏水和饱和食盐水依次洗涤。有机相加入无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得34g亚麻籽油叔丁酯粗品，直接用于碘化过程（TLC展开剂为石油醚:乙酸乙酯=20:1）。

称取11g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g亚麻籽油叔丁酯；之后升至50

实施例26: 碘化

称取16g强酸离子交换树脂（Amberlite-IR120） (干型，3.8mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例27: 碘化

称取11g酸性吸附树脂（Amberlite-15）(干型，5.5mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的甲苯60mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至100

实施例28: 碘化

称取40g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，1.5 mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈150mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至60

实施例29: 碘化

称取7.5g大孔强酸树脂（Amberlite-15）(干型，8.0 mmol/g)、碘化钠固体(9g)、磁力转子置于圆底烧瓶中，于氮气保护下注入无水的乙腈80mL，搅拌10分钟后，向体系中加入6g罂粟籽油乙酯；之后升至80

实施例30: 碘化

称取60

实施例31-33:

罂粟籽油乙酯的碘化对比试验方案，各类物料用量及产量列于表1。

在30毫升含有6克碘化钠的乙腈中，于氮气氛下于0℃加入5.1毫升三甲基氯硅烷。在加入全部三甲基氯硅烷后，滴加一定量的水（与10ml乙腈混溶）（加水量如表1），而后加入3克罂粟籽油乙酯溶液。将反应体系升温至60

表1 罂粟籽油乙酯的碘化对比试验方案

本发明的实施例31～33作为对比试验，碘化反应中滴加水量的变化对碘化效果影响显著，结果重现性差，不适于大规模生产。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明及对比，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下，还可做出种种等同的变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。