粗碘正庚烷一步法制备聚维酮碘粉末与传统制备工艺的对比实验研究.pdf

1粗碘正庚烷一步法制备聚维酮碘粉末与传统制备工艺的对比实验研究第4期科研与开发粗碘正庚烷一步法制备聚维酮碘粉末与传统制备工艺的对比实验研究杨 阳 叶丹妮 吕俊华 姜会平 姚永毅 张豫红（四川科宏达集团有限责任公司，四川成都，610000）摘 要：将粗碘正庚烷一步法制备聚维酮碘粉末与传统制备工艺进行对比实验，从反应时间、络合效率、稳定性以及杀菌效果方面进行分析与评价。结果表明，相较于传统制备方法，粗碘正庚烷一步法实现了对国内粗盐的有效利用，且具有更短的制备时间和更高的络合效率，在稳定性和杀菌效果方面也均有显著提升，是一项非常值得推广的新技术。关键词：聚维酮碘粉末；粗碘正庚烷一步法；传统制备工艺；反应时间；络合效率；稳定性；杀菌效果；对比实验通讯作者：杨阳，硕士、工程师，主要从事化工试剂、制剂领域研究，邮箱：583990875 聚维酮碘是由聚乙烯吡咯烷酮（聚维酮）和碘络合而成的化合物，易溶于水和乙醇，不溶于非极性溶剂，是唯一一个被中国药典（CP）、美国药典（USP）、日本药典（JP）和欧洲药典（EP）收录的消毒杀菌产品，是国际公认的高效、广谱、无毒的杀菌剂之一 1-2。此外，聚维酮碘还具有刺激性小、不易着色、毒性低、作用持久等优点，对人体和动物具有通用性，对各种病毒和真菌也具有较强的体外杀灭效果。其在医疗、卫生、动物保健等领域中有着广泛的应用，已成为国内外消毒杀菌领域的重要研究对象 3-4。由于国内粗碘的纯度无法达到制备要求，采用传统工艺使用粗碘制备的聚维酮碘粉末通常无法达到消毒杀菌要求。传统工艺制备聚维酮碘粉的方式主要包含固体溶剂法和固体加热法等，但效率较慢且需要使用国外精制碘5-6。因此，如何使用国产粗碘制备聚维酮碘粉末成为国内碘制剂厂家的生产瓶颈问题7-8。粗碘正庚烷一步法制备聚维酮碘是近年来研发出的一项新工艺，能实现对国内粗盐的有效利用。以下将该工艺与传统制备工艺进行对比实验，从反应时间、络合效率、稳定性以及杀菌效果方面进行分析与评价，以论证该工艺的先进性。1 实验试剂、仪器和方法1.1 主要试剂和仪器主要试剂：粗碘（有效碘含量约 76，江西盛典科技有限公司生产）；正庚烷（AR，成都市科隆化学品有限公司生产）；碘化钾（AR，成都市科隆化学品有限公司生产）；氮气（99.99）；智利碘（有效碘含量 99.8，江西盛典科技有限公司生产）；聚维酮粉末（K30，博爱新开源制药有限公司生产）；市售的 10聚维酮碘粉末（博爱新开源制药有限公司生产）；大肠杆菌（自制）；中和剂 400 mL：0.5硫代硫酸钠（AR，成都市科隆化学品有限公司生产）+0.5卵磷脂（AR，上海麦克林生化科技股份有限公司生产）+1吐温-80（AR，成都市科隆化学品有限公司生产）+0.03 PBS 缓冲液（自制）；醋酸（AR，成都市科隆化学品有限公司生产）；淀粉指示剂（自制）。2第26卷 2023年第4期四川化工仪器：烧瓶 EF（定制）；固相反应器 GH（VH-2，上海天阖机械设备有限公司生产）；恒温培养箱（PH-050A，上海一恒科学仪器有限公司生产）；天平（YP1002，上海越平科学仪器公司生产）；机械搅拌器（JJ-1BA，常州金坛精达仪器制造有限公司生产）。1.2 实验方法实验设置 4 个对照组 A、B、C、D，其中 A组为粗碘正庚烷一步法制备聚维酮碘，B 组为粗碘固体加热法制备聚维酮碘，C 组为智利碘固体加热法制备聚维酮碘，D 组为市售的 10聚维酮碘粉末。A 组：在烧瓶 E 中加入粗碘（有效碘含量约76）8 g、正庚烷 55 g、除杂剂碘化钾 1 g 并加热至 120，在烧瓶 F 中加入 36 g 聚维酮粉末，将烧瓶 E 中的碘-正庚烷体系加入烧瓶 F 中与聚维酮粉末进行反应，通入氮气，反应温度为 80、反应时间为 3 h；反应结束后，回收正庚烷并循环利用，将固体干燥得到 10的聚维酮碘粉末。B 组：以粗碘（有效碘含量约 76）为原料，将其与等质量比例的聚维酮粉末混合加入固相反应器 G 中，密盖，反应器缓慢旋转 1 h，使物料混合均匀，之后将反应器内的物料缓慢加热至 7080，恒温保持 36 h（反应过程中，反应器每隔 1015 min 作正反旋转运动，直到保温结束）；待物料冷却后，出料，过筛即得 10的聚维酮碘粉末。C 组：将智利碘（有效碘含量 99.8）与聚维酮等质量比例加入固相反应器 H 中，密盖，反应器缓慢旋转 1 h，使物料混合均匀，之后将反应器内的物料缓慢加热至 7080，恒温 36 h（反应过程中，反应器每隔 1015 min 作正反旋转运动，直到保温结束）；待物料冷却后，出料，过筛即得 10的聚维酮碘粉末。1.3 理化性能检测1.3.1 有效碘含量检测取样品约 10 g，置于 250 mL 碘瓶中，加水 50 mL、醋酸 5 滴，用硫代硫酸钠（0.1 molL）滴定，待溶液呈淡黄色，加淀粉指示剂 3 mL，观察显色，继续滴定至蓝色（颜色）消失。样品重复检测 2 次，取 2 次测定结果的平均值进行计算。1.3.2 稳定性检测对 4 个对照组 10聚维酮碘粉末的初始有效碘含量进行测定，并在 3 个月、4 个月、6 个月及1 年后再次进行测定，记录数据。1.3.3 杀菌试验依据消毒剂实验室杀菌效果检验方法（GBT 385022020）9，各取 4 个对照组的 10聚维酮碘粉末，分别配制成有效碘含量为 0.02、0.03、0.05的样品，对大肠杆菌进行杀菌试验。2 结果分析2.1 反应时间和络合效率4 个对照组的反应时间和络合效率如表 1 所示。从表 1 实际有效碘含量数据可以看出，当初始加入的碘含量相同时，与传统制备工艺相比，采用粗碘正庚烷一步法制备聚维酮碘粉末不仅用时少，而且有效碘的利用效率也高。表 1 4 个对照组的反应时间和络合效率对比组别反应时间h加入碘含量实际有效碘含量A314.510.8B4014.57.6C4014.510.4D40-10.62.2 稳定性考察4 个对照组稳定性实验数据如图 1 所示。可以看出，A 组相较于其他 3 组，聚维酮碘粉末有效碘含量最高，稳定性也很强，已经超越了智利碘固体加热法制备的聚维酮碘样品（C 组）的稳定性。图 1 4 个对照组稳定性实验数据3粗碘正庚烷一步法制备聚维酮碘粉末与传统制备工艺的对比实验研究第4期2.3 杀菌试验4 个对照组样品杀灭大肠杆菌试验结果（杀灭对数值越高，样品杀灭大肠杆菌的效果越好）如表 2 所示。可以看出，样品杀灭大肠杆菌效果的排序为 A D C B，表明粗碘正庚烷一步法制备的聚维酮碘样品（A 组）在大肠杆菌的杀菌效果方面表现更加优异10。表 2 4 个对照组样品杀灭大肠杆菌的试验结果样品名称有效碘含量不同作用时间的平均杀灭（个）对数值lg15 s30 s60 sA0.02 5 5 50.03 5 5 50.05 5 5 5B0.02*0.03*0.05*3.67C0.02*50.03*5 50.05 5 5 5D0.023.75 5 50.034.15 5 50.054.81 5 5注：*表示剩余菌落太多而无法计数。3 结论粗碘正庚烷一步法制备聚维酮碘粉末与传统碘固体加热法相比，实现了对国内粗盐的有效利用，且具有更短的制备时间和更高的络合效率，在稳定性和杀菌效果方面也均有显著提升，是一项非常值得推广的新技术。参考文献1 Hans-Uwe S，Petr S，Erich H.Structure of Polyvinylpyrrolidone-Iodine（Povidone-Iodine）J.Journal of Pharmaceutical Sciences，1979，68（12）：1505-1513.2 Pallua N.Peer review report 3 on“Povidone iodine in wound healing：A review of current concepts and practices”J.International Journal of Surgery，2017，37.3 Isenberg J S，Apt L.The Ocular Application of Povidone-IodineJ.Community Eye Health Journal，2003，16（46）.4 F A，P R，E T，et al.Clinical evaluation of the ocular safety of Amukine 0.06 solution for local application versus povidone iodine （B tadine）5 solution for ocular irrigation in preoperative antisepsisJ.Journal francais d ophtalmologie，2002，25（2）：120-124.5 Ahmad I S，Mazumdar N，Kumar S.Functionalization of natural gum：An effective method to prepare iodine complexJ.Carbohydrate Polymers，2013，92（1）.6 T E H，J O G，C R，et al.Absence of bacterial resistance to povidone iodineJ.Journal of clinical 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practice（process test）of Chlorine dioxide composite plugging removal technology in S oil area of W oilfield shows that this process method is simple and has strong adaptability.It can effectively remove oil well reservoir pollutionplugging caused by polymer，microorganism and its metabolites，and iron sulfide.The effect of injection increase and production increase is significant，and it has a good application prospect.Key words：reservoir damage mechanism；commonly used plugging removal techniques for oil wells；low porosity and low permeability characteristics；chlorine dioxide compound unblocking technology；on site application；increase injection and productiontraditional preparation process，and the reaction time，complexing efficiency，stability and bactericidal effect were analyzed and evaluated.The results showed that compared to traditional preparation methods，the one-step method of crude iodine n-heptane achieved effective utilization of domestic crude salt，and had shorter preparation time and higher complexation efficiency.It also significantly improved stability and bactericidal effect，making it a new technology worth promoting.Key words：povidone-iodine powder；one-step method using crude iodine n-heptane；traditional preparation processes；reaction time；complexation efficiency；stability；sterilization effect；comparative experiment（上接第 3 页）