JP7132252B2 - 水溶液からのヨウ素の回収方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機ヨウ素、特に、ヨウ素含有芳香族化合物を含む水溶液からヨウ素を回収する方法に関する。

現在使用されている市販の放射線造影剤（例えば、Ｂｒａｃｃｏ Ｉｍａｇｉｎｇのイオパミドールおよびイオメプロールが挙げられる）のほとんどは、三ヨウ素化芳香環を含むことを特徴としている。

これらの造影剤およびその中間体の製造方法では、その方法にもよるが、いろいろな酸化状態で無機の形態（すなわち、遊離イオンまたは無機化合物に組み込まれて）、または有機の形態（すなわち、有機化合物に組み込まれて）の両方で存在し得るヨウ素を含む、母液および廃水が生成される。

近年、ヨウ素の回収は、経済的および環境的理由の両方で、ますます重要になっており、実際、高価な原材料であり、その排出には非常に厳しい制限が課されている。

この観点から、有機および無機のヨウ素両方の高い回収率を確保し、実質的にヨウ素を含まない廃液をもたらす廃水処理の実施は、ヨウ素化造影剤の工業的製造にとって主要なポイントとなる。

ヨウ素の効率的な回収のための重要な工程は、ヨウ素含有芳香族化合物、典型的にはヨウ素化造影剤およびその中間体に組み込まれた有機ヨウ素の除去、およびその後回収されるヨウ素分子への変換である。

ＥＰ０１０６９３４は、銅イオンまたは微分散の銅の存在下で、有機化合物に含まれるヨウ素をヨウ化物に変換する無機化方法を開示している。その後、ヨウ素の回収は、無機化された溶液の酸性化、形成されたヨウ化物の酸化、およびヨウ素元素の回収によって行われる。

ＥＰ１１３３３４６は、無機化中に母液または廃水の熱濃縮物を処理し、有機溶媒を除去し、酸化工程の前にナノろ過により濃縮溶液を精製することを含む、上記の方法の改良を提案している。

ＣＮ１０３５０８４２１は、有機化合物に含まれるヨウ素のヨウ化物イオンへの変換（特にアルカリ還元）を、アルカリ性条件（ｐＨ１２以上）での還流下、銅粉末、マグネシウム粉末、亜鉛粉末、鉄粉末、およびそれらの混合物から選択される還元物質の存在下で実施する、代替的なヨウ素回収方法を開示している。その後、Ｈ_２Ｏ_２－ＦｅＣｌ_３複合酸化剤を用いて、ヨウ化物イオンをヨウ素分子に変換し、ろ過によって分離する。

ＣＮ１０５４６０８９６は、Ｃ／Ｆｅ^２＋およびＦｅ／Ｆｅ^３＋から選択される酸化混合物を使用すること（酸化変換）により、有機化合物に含まれるヨウ素を、酸性条件下でヨウ素分子またはヨウ化物イオンに変換する、産業廃棄物からヨウ素を回収する複数工程の方法を開示している。

本発明は、概して、ヨウ素含有（単に「ヨウ素化」という）芳香族化合物に含まれるヨウ素（以下「有機ヨウ素」という）を、ヨウ素分子に直接変換し、回収することを含む、ヨウ素含有芳香族化合物を含む水溶液の処理方法に関する。

より具体的には、本発明は、ヨウ素含有芳香族化合物およびヨウ素含有無機化合物を含む水溶液から、ヨウ素分子を回収する方法であって、以下の工程：
Ａ）ヨウ素含有芳香族化合物のヨウ素をヨウ素分子に変換すること；および
Ｂ）ヨウ素分子を収集すること
を含み、
工程Ａの変換がなされるヨウ素含有芳香族化合物を含む水溶液のｐＨは、１以下である回収方法、に関する。

さらにより具体的には、本発明は、水溶液のｐＨが０．５以下、例えば０．０１～０．３である、上記で規定された方法に関する。

反応温度は、好ましくは少なくとも８０℃以上、より好ましくは少なくとも９０℃以上、さらにより好ましくは１００℃以上であり、その温度は、好ましくは３００℃未満、より好ましくは２００℃未満である。特に、工程Ａの変換は、８０℃～３００℃、好ましくは９０℃～２００℃、より好ましくは１００℃～１５０℃の温度に、水溶液を加熱することにより実施される。

注目すべきことに、本発明の方法によれば、芳香族化合物に含まれるヨウ素のヨウ素分子への工程Ａによる変換は、触媒の非存在下で効率的に実施される。

変換は、好ましくは、無機陰イオン（例えば、ハロゲン化物、硫酸塩、または硝酸塩が挙げられる）の存在下で行われる。（処理されるのに）好ましい水溶液は、さらにヨウ化物イオンを含む。

一実施形態では、本発明は、触媒の非存在下で、その化合物に組み込まれたヨウ素をｐＨ１未満でヨウ素分子に変換する、ヨウ素化芳香族化合物を含む水溶液からのヨウ素の処理および回収方法に関する。

好ましい実施形態では、本発明は、放射線造影剤またはそのヨウ素化中間体を製造する工業的方法による水性の液体からのヨウ素の処理および回収方法に関する。

一実施形態では、本方法は、以下の工程を含む。
Ａ）ヨウ素化芳香族化合物に含まれるヨウ素を、ｐＨ１未満でヨウ素分子に変換すること；
Ａ’）ヨウ化物イオンのヨウ素分子への任意の酸化；
Ｂ）形成されたヨウ素分子の収集；および、
Ｃ）残留するヨウ素の任意の回収。

特に断りのない限り、本明細書および特許請求の範囲における用語は以下のとおりである。
・「ヨウ素含有芳香族化合物」とは、炭素原子に結合した少なくとも１つのヨウ素原子を含む芳香族化合物を意味する。
・「有機ヨウ素」とは、通常、炭素原子に共有結合した有機化合物、好ましくは芳香族化合物、に含まれるヨウ素を意味する。
・「ヨウ素含有無機化合物」とは、無機酸または塩などの無機化合物に含まれるヨウ素を意味し、ヨウ化物イオンが含まれる。
・「ヨウ化物」または「ヨウ化物イオン」とは、通常、水溶液中の場合に解離した形態となり、プロトンまたは他のカウンター陽イオンと結合し得る、酸化数－１のヨウ素、すなわち、Ｉ^－イオン、を意味する。
・「無機ヨウ素」とは、無機酸または塩（例えば、ヨウ素酸またはヨウ素酸塩）などの無機化合物に含まれるヨウ素を含む、さまざまな酸化状態のヨウ素を意味する。

本発明は、概して、ヨウ素含有芳香族化合物およびヨウ素含有無機化合物を含む水溶液からヨウ素分子を処理および回収するための方法に関し、前記方法は以下の工程を含む。
Ａ）ヨウ素含有芳香族化合物のヨウ素をヨウ素分子に変換すること；および、
Ｂ）ヨウ素分子を収集すること。
ここで、工程Ａの変換がなされるヨウ素化芳香族化合物を含む水溶液のｐＨは、１以下である。

本方法の工程Ａは、上記のように、酸性条件下で実施される。

適切な条件としては、ｐＨが、１未満であり、好ましくは０．５未満である。より好ましくは、本方法の工程Ａは、０．３未満（例えば約０）のｐＨの水溶液で実施される。必要に応じて、処理される溶液のｐＨは、これらのｐＨ値に、例えば、ＨＣｌ、Ｈ_３ＰＯ_４、および５０％Ｈ_２ＳＯ_４から選択される（強）酸の添加によって、適切に調整されてもよい。

反応は、好ましくは８０℃よりも高い温度、例えば、８０℃～３００℃、より好ましくは９０℃～２００℃で実施される。

より好ましくは、本方法の工程Ａは、１００℃～１５０℃の範囲の温度で、例えば約１４０℃～１５０℃で、実施される。

特に好ましい実施形態では、本方法の工程Ａは、ｐＨが１未満、好ましくは０．５未満の水溶液を９０℃よりも高い温度で、好ましくは１００℃～１５０℃、例えば約１４０℃～１５０℃で、加熱することによって行われる、芳香族化合物に含まれるヨウ素を直接ヨウ素分子に変換する処理を含む。

芳香族化合物に含まれるヨウ素のヨウ素分子への直接的な変換は、具体的には、水素化脱ヨウ素化反応である。

「水素化脱ヨウ素化」（または「プロト脱ヨウ素化」）との用語は、その意味内に、芳香環の炭素原子に結合したヨウ素原子が水素原子に置き換わる反応を含む。

水素化脱ヨウ素化に付される水溶液は、ヨウ素含有芳香族化合物を含む。溶液中の芳香族化合物の濃度は、好ましくは、０．０１ｍｇ／ｇ以上であり、好ましくは、例えば０．１ｍｇ／ｇ～２０ｍｇ／ｇである。

好ましい実施形態では、水素化脱ヨウ素化に付される水溶液は、ヨウ素含有芳香族化合物およびヨウ化物イオンを含む。

これらの溶液の適切な例としては、例えば、通常ｐＨが１未満であり、以下のものを含む、ヨウ素化造影剤、特に非イオン性Ｘ線造影剤の製造のための工業プロセスから生じる水性の液体、が挙げられる。
・ヨウ化物、および任意にヨウ素分子。
・ヨウ素化芳香族化合物。

これらの水性の液体はさらに以下を含んでもよい。
・ヨウ化物またはヨウ素分子以外の無機ヨウ素。
・非ヨウ素化有機化合物。
・塩化物、硫酸塩、リン酸塩などの、非ヨウ素化無機陰イオン。

溶液中のヨウ化物：有機ヨウ素の重量比（すなわち、ヨウ化物イオンの重量 対 芳香族化合物に組み込まれたヨウ素の重量）は、好ましくは、少なくとも０．５以上である。

この比は、より好ましくは、少なくとも１以上であり、さらにより好ましくは、少なくとも２以上であり、例えば、１０以下である。

上記のより好ましい条件下では、ヨウ素化芳香族化合物のほぼ完全な水素化脱ヨウ素化を得ることができ、（処理溶液内における）有機ヨウ素のヨウ素分子へのほぼ定量的な変換が可能になり、本方法の工程Ｂに従って容易に収集することができる。

注目すべきことに、本発明の方法によれば、この変換は、脱ハロゲン化または変換触媒の非存在下でなされる。

一実施形態では、工程Ａの水素化脱ヨウ素化反応は、大気圧および１００℃未満の温度で実施される。

他の実施形態では、工程Ａは、より高い温度、例えば１００℃以上で実施される。この場合、約１４０℃～１５０℃の反応温度に達することができ、例えば、上端がタンクの本体に外側フランジで開くタンクを備えた適切な装置が用いられ、大気圧よりも高い圧力で水素化脱ヨウ素化反応を行うことができ、水素化脱ヨウ素化反応の完了を促進する。反応温度に応じて、処理の圧力は、例えば１ａｔｍ～８５ａｔｍ、好ましくは１ａｔｍ～１５ａｔｍ、より好ましくは１ａｔｍ～５ａｔｍに変えることができ、例えば、約３．５ｂａｒにできる。

一般に、液中のヨウ素含有芳香族化合物のヨウ素分子への完全な変換を行うことができる反応時間は、ヨウ化物イオン含有量、および水素化脱ヨウ素化条件、例えば反応温度および溶液ｐＨなど、に依存する。

例えば、水素化脱ヨウ素化が、ヨウ化物イオン含有量が高く、例えば有機ヨウ素の含有量（重量）以上の、ｐＨが０．５未満、例えば約０～０．３の水溶液において、１００℃より高い、好ましくは１４０℃～１５０℃の温度で実施された場合、有機ヨウ素のヨウ素分子への、９０％（ｗ／ｗ）以上、より好ましくは９５％（ｗ／ｗ）以上、さらに好ましくは９７％（ｗ／ｗ）以上、またはそれ以上（元の出発溶液の芳香族化合物に含まれるヨウ素量に対して）の変換は、３時間未満で、例えば、２０分～１２０分、好ましくは２０分～６０分の範囲の時間でなされる。

あるいは、本方法の工程Ａが、より低い温度で、例えば約１００℃で実施される場合、同様の変換は、例えば２０～５０時間、好ましくは２０～３０時間、より好ましくは約２５時間の時間でなされる。

工程Ａの水素化脱ヨウ素化が行われた後（またはその間）、任意に工程Ａ’によって残留する無機ヨウ素を酸化した後、残存する水溶液を工程Ｂに従って処理し、形成されたヨウ素分子を収集する。

一実施形態では、本方法の工程Ａ中に形成されたヨウ素分子は、本方法の工程Ｂに従って、反応環境から昇華によって（例えば、連続的に）、例えば、別の装置で収集される純粋なヨウ素の蒸気流を形成して、（少なとも１部が）直接除去される。あるいは、工程Ａ中に生成したヨウ素分子は、反応が完了するまで反応器内の水溶液中に残り、そこで沈殿し（例えば、冷却後）、ろ過により除去される。

他の実施形態では、工程Ａの後、本方法は、残留し得るヨウ化物イオンのヨウ素分子への酸化を含む、任意の工程Ａ’をさらに含む。

任意の工程Ａ’は、例えば、（溶液中の）ヨウ化物：有機ヨウ素の比が、０．５より大きい、好ましくは１より大きい、ヨウ化物の豊富な水溶液を処理するのに、有利に実行することができる。

好ましくは、工程Ａ’の酸化は、酸性条件下、例えば、工程Ａから生じる酸性溶液への酸化剤の添加により、実施される。

一実施形態では、酸化剤は、工程Ａから収集された酸性溶液に添加され、液中に残留し得るヨウ化物イオンをヨウ素分子に変換する。

あるいは、酸化剤は、水素化脱ハロゲン化の終了時に、水素化脱ハロゲン化を行った反応器に直接添加してもよい。

適切な酸化剤は、例えば、次亜塩素酸塩、塩素酸塩、塩素（ガス）、亜硝酸塩、および過酸化水素からなる群から選択され、後者のものが特に好ましい。

酸化剤、例えば過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）は、例えば少量ずつ、工程Ａから収集された酸性溶液に、３０～１２０分、好ましくは５０～７０分、例えば約６０分の時間で、混合物の酸化還元電位が６００ｍＶ（例えば、Ｄ．Ｒ．Ｌｉｄｅ，ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，ｅｄ．８３ｒｄ，２００２ ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ ＬＬＣ，ｐａｇ．８－２１からｐａｇ．８－２３を参照）に達するまで、添加される。

一実施形態では、Ｈ_２Ｏ_２は、例えば、５０℃未満、好ましくは２０℃～４０℃、より好ましくは２０℃～３０℃の温度に予め冷却される、工程Ａから収集された溶液に、例えば室温で添加され、それにより、本方法の工程Ｂに従って、ヨウ化物の酸化により形成されたヨウ素分子の沈殿を促進し、その沈殿はろ過により収集される。

好ましい実施形態では、本方法の工程Ａ’は、工程Ａで得られた、同じ反応器内で約１００℃の温度において撹拌下で保持された酸性液に、直接、Ｈ_２Ｏ_２を少しずつ添加することを含む。

この温度で処理する場合、工程Ａおよび任意に工程Ａ’で形成されたヨウ素分子は、本方法の工程Ｂに従って、例えば、別の装置で収集される純粋なヨウ素の蒸気流を形成して、昇華によって高温の液体から適切に除去される。

特に、一実施形態では、本方法の工程Ｂは、本方法の工程Ａおよび／またはＡ’中に形成されたヨウ素を、昇華によって、例えば蒸気流で、除去し、別の容器に昇華したヨウ素を収集することを含む。あるいは、特に、工程Ａが加圧下で密閉した反応器内で実施される場合、工程Ａ中に生成したヨウ素は、任意の工程Ａ’が開始するまでそのような反応器内に留まってもよい。

例えば、工程Ｂによれば、ヨウ素を含む蒸気流は、運ばれて、Ｉ_２がヨウ素酸塩（Ｉ^＋５）イオンおよびヨウ化物（Ｉ^－１）イオンに不均化する吸収液、例えば、有機溶媒、または好ましくはアルカリ、例えば３０％水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）で収集される。アルカリ液の、例えば５０％硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）による酸性化によって、ろ過によって収集され、所望の放射線造影剤の製造方法に再利用される、純粋なヨウ素分子（Ｉ_２）の沈殿が生じる。

上記の工程Ａ、Ａ’またはＢのそれぞれの後、残留する有機、無機および／または分子のヨウ素の量がさまざまな（通常ＡからＢにおいて減少する）水溶液が得られる。

一実施形態では、本発明の方法は、任意の有機ヨウ素、無機ヨウ素および／またはヨウ素分子の残留物を回収するための追加の工程Ｃをさらに含む。有機ヨウ素の残留物は、例えば、本方法の工程Ａでの、例えば、最適よりも劣る温度または時間で、または十分に酸性でない廃棄物質で、または特にヨウ化物が不足して、実施された不完全な脱ヨウ素化に由来し得る。その他としては、ヨウ素分子の残留物は、工程Ｂでの、例えば、ヨウ素分子の溶解性（低下しても）のある水溶液からの沈殿およびろ過により実施された、または水溶液からの不完全な昇華が原因となった、不完全な回収に由来し得る。

工程Ｃは、例えば、工程Ｂから生じる水性の液体、すなわち、工程Ａおよび／またはＡ’で形成されたヨウ素の除去および収集後に残る液体を、吸着剤、例えばカーボンまたはＸＡＤ樹脂が充填された１つ以上のカラムに供給することによって実施される。残留する微量の有機、無機、および／または分子のヨウ素は、まず、カラムに固定され、その後、例えば、適切な溶媒または塩基の使用により脱着されて、本方法の工程Ａに再利用できる濃縮溶液を得る。あるいは、例えばＥＰ０１０６９３４に開示されているような公知の方法に従って処理されてもよい。

より具体的には、上記方法の工程Ｃは、好ましくは、以下を含む。
ｉ）上記の工程Ａ、Ａ’またはＢのいずれかからの水溶液を、残留する、未分解のヨウ素含有芳香族化合物、ヨウ素含有無機化合物および／またはヨウ素分子を固定する、好ましくはカーボンまたはＸＡＤ樹脂から選択される吸着材料を含むカラムまたは直列のカラムセットに供給し；その後、実質的にヨウ素を含まない処理溶出液を排出すること；
ｉｉ）ヨウ素含有芳香族化合物、ヨウ素含有無機化合物および／またはヨウ素分子を、例えば、カラムを溶媒または塩基（例えば、ＮａＯＨ３０％）で処理することにより、脱着し、前記ヨウ素含有芳香族化合物、ヨウ素含有無機化合物および／またはヨウ素分子を含む濃縮塩基性溶液を得ること；
ｉｉｉ）任意に上記の値に酸性化した後、塩基性溶液を本方法の工程Ａに再利用すること；また、あるいは、
ｉｖ）工程ｉｉ）で収集された塩基性溶液を、例えば、ＥＰ０１０６９３４に開示されているような無機化に付し、有機ヨウ素を、本方法の工程Ａまたは工程Ａ’に再利用されるヨウ化物に変換し、または、上記のようにろ過または昇華によって収集されるヨウ素分子に直接酸化すること。

上記の工程ｉｉ）のヨウ素分子（Ｉ_２）は、通常、ヨウ素酸（Ｉ^＋５）イオンとヨウ化物（Ｉ^－１）イオンに不均化される。

したがって、一実施形態では、本発明の方法は以下を含む。
Ａ）芳香族化合物に含まれるヨウ素をヨウ素分子に変換するための、ヨウ素化芳香族化合物の水素化脱ヨウ素化；
Ａ’）残留し得る無機ヨウ素含有化合物（例えば、ヨウ化物）のヨウ素分子への酸化；
Ｂ）例えば、沈殿または昇華による、形成されたヨウ素の除去および収集；および、
Ｃ）残留するヨウ素含有化合物またはヨウ素分子の回収。

上記の方法は、そのバリエーションを包括しており、一般的に使用され、さまざまな形態のヨウ素（例えば上記で定義したようなヨウ化物、分子、および／または無機ヨウ素の混合物中の有機ヨウ素）を含む溶液（特に工業液）を効率的に処理することができる。特に、本方法は、各ヨウ素の形態の濃度に依存することなく、放出され得る、ヨウ素を実質的に含まない排出された廃棄物質の収集によって、総ヨウ素含有量の実質的に定量的な回収を提供する。この程度まで、もし存在する場合、本方法の工程Ａの酸性条件下およびヨウ化物の存在下において、酸化状態が１より大きい任意の微量の無機ヨウ素は、通常、ヨウ素分子に変換され得る。

吸着／脱着の工程Ｃにより、熱濃縮などの濃縮処理を行うことなく、希釈溶液に存在する有機ヨウ素を効率的に回収できることは、注目に値する。熱濃縮は大きなエネルギーを必要とするため、その除去は、大きな工業規模で適用されるプロセスにおいて特に有利である。

特に、本発明の方法は、強酸性の液体、例えば、通常、高含有量のヨウ化物を含む放射線造影剤中間体の工業的製造プロセスから直接収集される強酸性の液体を、効率的に処理することを可能にし、工程Ａにおいて直接、液中の有機ヨウ素のヨウ素分子への徹底的な変換を促進し、例えば、実施例１および９の試験で示されるように、本方法の工程ＡおよびＡ’から全ヨウ素の実質的に定量的な回収をもたらす。

好ましい実施形態では、本方法は、以下を含む。
Ａ）ｐＨ１未満で、芳香族化合物に含まれるヨウ素をヨウ素分子に直接変換すること；
Ａ’）工程Ａの溶液に酸化剤を添加することにより、残留し得るヨウ化物イオンをヨウ素分子に酸化すること；
Ｂ）工程Ａおよび／またはＡ’で形成されたヨウ素分子を収集すること；および、
Ｃ）残留し得るヨウ素含有芳香族化合物、ヨウ素含有無機化合物および／またはヨウ素分子を回収すること。

実際には、上記の方法は、上記で広く述べられているように、提供された順序で工程ＡからＣを実行することで実施することができ、この場合、工程Ａによるヨウ素化芳香族化合物の水素化脱ヨウ素化は、工程Ｂにより収集されるヨウ素分子の形成を伴う、任意に同じ反応器で直接、工程Ａ’により実施される残留ヨウ素の酸化よりも先行し、そして、残留溶液は、任意に、提案された方法の工程Ｃに従って、有機ヨウ素および／またはヨウ素分子の任意の残留物の回収に供される。

Ａ’からＣまでの工程が異なる設計手順で実行される、または任意の工程Ａ’およびＣの一方または両方を含まない、上記の実施の任意の変形例は、本発明の範囲に含まれるものとみなされるべきである。

例えば、一実施形態では、特に、処理される水溶液が低濃度のヨウ化物イオンを有する場合（例えば、溶液中のヨウ化物：有機ヨウ素の比が０．５未満の場合）、本発明の方法は、工程Ａ’を含むことなく、実施され得る。この場合、残留する有機または分子のヨウ素の回収を含む工程Ｃは、（この後）工程Ｂに従って行われる、本方法の工程Ａで形成されたヨウ素の回収の直後に行われる。

異なる実施形態では、例えば、工程ＡまたはＡ’の反応が開放型の反応器で実行される場合、工程Ｂは、これらの工程がそれぞれ終了する前に、開始され得る。

別の実施形態では、本方法の工程Ｃは、工程Ａ’に先行し、それにより、工程Ａで得られた溶液から残留有機ヨウ素を除去し得る。この場合、例えば、ヨウ化物のその後の酸化は、より低温度で、例えば室温で、都合よく実施することができ、ろ過および任意に公知の方法に従ってさらに精製されるヨウ素分子の沈殿をもたらす。

好ましい実施形態では、本発明の方法は、ベンゼンモノまたはジカルボン酸、またはアミノベンゼンモノまたはジカルボン酸のヨウ素化または部分ヨウ素化誘導体（例えば、アミノベンゼンジカルボン酸のモノ、ジおよびトリヨウ素化誘導体）を含む、Ｘ線造影剤およびそのヨウ素化中間体の製造のための工業プロセスから収集された液体の処理に効率的に使用される。

これらの製造方法は、一般的な工程として、例えばＷＯ９６／３７４５８の開示で実施される、芳香族基質、より典型的には、５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸のヨウ素化を含む。

あるいは、放射線造影剤の製造方法は、例えばＧＢ１４７２０５０またはＥＰ１３３７５０５に開示された、酸性条件下、ＮａＩＣｌ_２またはＫＩＣｌ_２の存在下で実施される、５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸のＮ，Ｎ’－ビス－アミド、例えば、式（Ｉ）：

［式中、
Ｒ_１は、１つ以上のヒドロキシル基で置換されたＣ_１－Ｃ_３アルキルであり、
Ｒ_２は、Ｈであるか、またはＲ_１と同じである。］
の化合物のヨウ素化を含み得る。

好ましくは、上記式（Ｉ）において、Ｒ_１はプロパンジオール、例えば、１，３－プロパンジオールであり、Ｒ_２はＨである。

上記のヨウ素化プロセスから直接収集された母液は、それ自体、最適な酸性条件、すなわちｐＨが１未満、通常０．５未満で、かなりの量の未反応のヨウ化物、およびヨウ素化または部分ヨウ素化芳香族化合物（例えば、５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸のモノ、ジおよびトリヨウ素化誘導体）を含む。

したがって、これらの液体は、本発明の方法それ自体で、すなわち、熱濃縮または酸または任意の追加の反応剤の添加を必要とせずに処理され、例えば９５％を超える、好ましくは９６～１００％、より好ましくは９７～１００％、最も好ましくは９８～１００％、例えば、工程Ｂで直接９８～９９％の、全ヨウ素回収率をもたらす。

興味深いことに、実際、これらの工業液がそれ自体で、本発明のヨウ素回収方法によって処理されると、９５％、好ましくは９７％を超える（処理溶液内での）有機ヨウ素のヨウ素分子へのほぼ定量的な変換が、本方法の工程Ａで直接有利に得られ、冗長で不要な追加の工程Ｃを避けることができる。

特に好ましい実施形態では、本発明は、５－アミノ－２，４，６－トリヨード－１，３－ベンゼンジカルボン酸、および上記式（Ｉ）で示されるその１，３－ベンゼンジカルボキサミドからなる群から選択される放射線造影剤中間体の製造のための工業的ヨウ素化プロセスから直接収集される液体からのヨウ素の処理および回収の方法に関する。

最も好ましくは、本方法は、５－アミノ－２，４，６－トリヨード－１，３－ベンゼンジカルボン酸の製造のための工業プロセスから収集される水性液からのヨウ素の回収および再利用を含む。

本発明のヨウ素化プロセスに関するさらなる詳細は、本発明をより詳細に説明することのみを目的として、以下の実施例の欄で述べられるが、本発明はこれに限定されるものではない。

以下の実施例は、５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸、または同様の１，３－ベンゼンジカルボキサミドのモノ、ジ、およびトリヨウ素化誘導体として有機ヨウ素、およびヨウ化物を実質的に含む工業液、またはその模擬組成物で、実施される。

実施例１：水素化脱ヨウ素化＋酸化
工程Ａ：水素化脱ヨウ素化
例えばＷＯ９６／３７４５８に開示されたヨウ素化プロセスから得られたｐＨ＜０．１の、ヨウ化物１０．２８ｇ（銀滴定により測定）、および、５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸のモノ、ジ、およびトリヨウ素化誘導体として有機ヨウ素２．００ｇ（Ｚｎ／ＮａＯＨ処理による有機ヨウ素分解後に銀滴定により測定（例えば、欧州薬局方、９．０版、２７９５－２７９７ページでイオパミドールについて記載されたヨウ素アッセイを参照））を含む、工業母液１．０００ｋｇを、機械式撹拌器と温度計を備え、１５％水酸化ナトリウム溶液が充填されたドレクセルトラップに接続されたジャケット付き反応器に投入した。
混合物を１００℃に加熱し、約２４時間撹拌を続けた。水素化脱ヨウ素化が生じ、水酸化ナトリウムを含むトラップでの吸収により収集されたヨウ素分子の紫色の蒸気を形成した。
最終的に、残留する有機ヨウ素濃度は、０．０６ｇ／ｋｇであり、有機ヨウ素のヨウ素分子への直接的な変換は、９７．０％に相当した。
トラップで収集されたヨウ素は、初期の全ヨウ素含有量の約３１．６％に相当した。

工程Ａ’：酸化
次に、混合物を１００℃に保ちながら５％の過酸化水素水を加えた。添加は、酸化還元電位が６００ｍＶになるまで、０．７５時間で行われた。ヨウ化物は、昇華する元素（分子）ヨウ素に酸化され、水酸化ナトリウムを含むトラップでの吸収により収集される蒸気を形成した。
得られた混合物を同じ温度で１時間さらに撹拌して反応とヨウ素の昇華を完了させ、その後、８０分で室温まで冷却した。
処理後の溶液（０．９２６ｋｇ）は、残留量のヨウ化物（０．０８ｇ）および有機ヨウ素（０．０５５ｇ）を含んでいた。
工程Ａ’の後、トラップに収集されたヨウ素は、全回収率９８．８％に相当した。

実施例２：水素化脱ヨウ素化＋酸化＋カーボンカラムでの処理
工程Ａ：水素化脱ヨウ素化
ヨウ化物５．４８ｇ／ｋｇ、および、実質的に５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸のモノ、ジ、およびトリヨウ素化誘導体として有機ヨウ素２．０４ｇ／ｋｇを含む、ｐＨ＝０．２４の水溶液３．７５０ｋｇを、機械式撹拌器と温度計を備え、１５％水酸化ナトリウム溶液が充填されたドレクセルトラップに接続されたジャケット付き反応器に投入した。混合物を１００℃に加熱し、約２４．５時間撹拌を続けた。水素化脱ヨウ素化が生じ、水酸化ナトリウムを含むトラップでの吸収により収集されたヨウ素分子の紫色の蒸気を形成した。最終的に、残留する有機ヨウ素濃度は、０．２４ｇ／ｋｇであり、有機ヨウ素のヨウ素分子への直接的な変換は、８８．２％に相当した。
トラップで収集されたヨウ素は、初期の全ヨウ素含有量の約４８％に相当した。

工程Ａ’：酸化
次に、混合物を１００℃に保ちながら５％の過酸化水素水を加えた。添加は、酸化還元電位が６００ｍＶになるまで、１時間で行われた。ヨウ化物は、酸化され、水酸化ナトリウムを含むトラップでの吸収により収集されたヨウ素分子の蒸気を形成した。得られた混合物を同じ温度で１時間さらに撹拌して反応とヨウ素の昇華を完了させ、その後、６０分で室温まで冷却した。
処理後の溶液（３．４５９ｋｇ）は、残留量のヨウ化物（０．０９ｇ／ｋｇ）および有機ヨウ素（０．２４ｇ／ｋｇ）を含んでいた。
工程Ａ’の後、トラップに収集されたヨウ素は、全回収率９６．０％に相当した。

工程Ｃ：カーボンカラムでの処理
工程Ａおよび工程Ａ’の処理を繰り返して、１３．５５ｋｇの処理溶液を調製した（ヨウ化物／ヨウ素分子０．１２ｇ／ｋｇ、有機ヨウ素０．２０ｇ／ｋｇ）。
この溶液を、３０．５ｇのドライカーボン（８０ｍＬのウェットカーボンのベッドに相当）が充填されたカーボンカラムに供給した。供給操作は、流速３ＢＶ／ｈ、６０℃で行い、溶液とカーボンの両方を加熱した。
溶出液を、Ｋｎａｕｅｒ検出器（λ＝３３５ｎｍ）を用いてＵＶでモニタリングし、吸光度が０．０３μＡを超えたときに供給を停止した。
カーボン１ｇあたり約８５ｍｇの有機ヨウ素と２４ｍｇのヨウ化物／ヨウ素分子が吸着された。８０ｍＬの水酸化ナトリウムおよび３２０ｍＬの水を、吸着したヨウ素を回収するために、流速２ＢＶ／ｈ、６０℃で、カーボンベッドに供給した。
得られた溶液（４１２ｇ）は、それぞれ、５．２４ｇ／ｋｇおよび０．５６ｇ／ｋｇの有機ヨウ素およびヨウ化物含有量を有しており、ＥＰ１０６９３４に記載された従来技術の条件に従って処理するか、工程Ａで再利用することができる。
工程Ａ、Ａ’およびＣを考慮すると、全ヨウ素回収率は９８．２％であった。
脱着工程の後、カーボンベッドはリサイクルして再使用できる。

実施例３：水素化脱ヨウ素化＋酸化
工程Ａ：水素化脱ヨウ素化
ヨウ化物６．６６ｇ／ｋｇ、および、主に５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸のモノ、ジ、およびトリヨウ素化誘導体として有機ヨウ素１．５１ｇ／ｋｇを含む、ｐＨ＝０．２８の水溶液３．７９０ｋｇを、機械式撹拌器と温度計を備え、１５％水酸化ナトリウム溶液が充填されたドレクセルトラップに接続されたジャケット付き反応器に投入した。
混合物を１００℃に加熱し、約２５時間撹拌を続けた。水素化脱ヨウ素化が生じ、水酸化ナトリウムを含むトラップでの吸収により収集されたヨウ素分子の紫色の蒸気を形成した。
最終的に、残留する有機ヨウ素濃度は、０．１６ｇ／ｋｇであり、有機ヨウ素のヨウ素分子への変換は、８９．４％に相当した。
トラップで収集されたヨウ素は、初期の全ヨウ素含有量の約３３％に相当した。

工程Ａ’：酸化
次に、混合物を１００℃に保ちながら５％の過酸化水素水を加えた。添加は、酸化還元電位が６００ｍＶになるまで、１時間で行われた。ヨウ化物は、昇華するヨウ素元素に酸化され、水酸化ナトリウムを含むトラップでの吸収により収集された蒸気を形成した。
得られた混合物を同じ温度で１時間さらに撹拌して反応とヨウ素の昇華を完了させ、その後、６０分で室温まで冷却した。
処理後の溶液（３．５６３ｋｇ）は、残留量のヨウ化物／ヨウ素分子（０．０７ｇ／ｋｇ）および有機ヨウ素（０．１５ｇ／ｋｇ）を含んでいた。
工程Ａ’の後、トラップに収集されたヨウ素は、全回収率９７．４％に相当した。
次に、実施例１に記載された工程Ｃの方法に従って、処理後の溶液をカーボンで処理し、全ヨウ素回収率９８．５％となった。

実施例４：１４０℃での水素化脱ヨウ素化
本実験は、密閉された反応器で実施し、約１４０℃という１００℃よりも高い温度での変換の影響を試験した。
ヨウ化物（３．９３ｍｇ／ｇ）と有機ヨウ素（１．１１ｍｇ／ｇ）を含むｐＨ＝０．２７の溶液４５ｇを、１０ｍＬ密閉反応器に均等に分注し、撹拌しながら１４０℃に加熱した。
９０分後、水素化脱ヨウ素化反応が完了し、残留する有機ヨウ素は初期有機ヨウ素の０．９％になり、９９％を超える変換率に相当した。

実施例５：酸を添加した１４０℃での水素化脱ヨウ素化
本実験は、水素化脱ヨウ素化の反応速度に対するｐＨの影響を評価するために実施された。
ヨウ化物（３．９３ｍｇ／ｇ）および有機ヨウ素（０．９４ｍｇ／ｇ）を含む、実施例４と同じ溶液２８．４ｇを、３７％塩酸（６．６ｇ）の添加により、さらに酸性化した。
得られた溶液を１０ｍＬの密閉反応器に均等に分注し、撹拌しながら１４０℃に加熱した。
３０分後、水素化脱ヨウ素化反応が完了し、残留する有機ヨウ素は初期有機ヨウ素の０．５％になった。

実施例４と５の結果の比較により、ｐＨ値がより低くなると、反応速度が増加することが示される。

実施例６：８０℃での水素化脱ヨウ素化
本試験は、準最適な水素化脱ヨウ素化温度の影響を評価するために実施された。
ヨウ化物（３．９９ｍｇ／ｇ水性液）、および有機ヨウ素（１．２４ｍｇ／ｇ、５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸のモノ、ジ、およびトリヨウ素化誘導体として）を含むｐＨ＝０．２１の水性液０．５０ｋｇを、反応器に入れ、８０℃に加熱し、約５５時間、撹拌を維持した。水素化脱ヨウ素化が生じ、１５％水酸化ナトリウム溶液に吸収されて収集された紫色のヨウ素分子の蒸気が形成し、有機ヨウ素濃度が測定値０．７８ｍｇ／ｇに減少し、有機ヨウ素のヨウ素分子への変換は３７％に相当した。
その後、処理後の溶液は、実施例２の開示のように実施されるヨウ化物酸化およびカーボン吸着による処理に供され、全ヨウ素回収率は９７％となった。

実施例７：水素化脱ヨウ素化＋１００℃での酸化
工程Ａ：水素化脱ヨウ素化
塩酸（ｐＨ＝０．１０）、ヨウ化物（１．４０ｍｇ／ｇ）、および主に５－アミノ－２，４，６－トリヨード－１，３－ベンゼンジカルボン酸として有機ヨウ素（１．４５ｍｇ／ｇ）を含む水溶液９５２．２９ｇを、機械式撹拌器と温度計を備え、１５％水酸化ナトリウム溶液が充填されたドレクセルトラップに接続されたジャケット付き反応器に投入した。
混合物を１００℃に加熱し、約２５．５時間撹拌を続けた。水素化脱ヨウ素化が生じ、水酸化ナトリウムを含むトラップでの吸収により収集されたヨウ素分子の紫色の蒸気を形成した。
最終的に、残留する有機ヨウ素濃度は、０．５０ｍｇ／ｇであり、有機ヨウ素のヨウ素分子への変換は、６５．７％に相当した。
トラップで収集されたヨウ素は、初期の全ヨウ素含有量の約６７．８％に相当した。

工程Ａ’：酸化
次に、混合物を１００℃に保ちながら５％の過酸化水素水を加えた。添加は、酸化還元電位が６００ｍＶになるまで、０．５時間で行われた。ヨウ化物は、昇華するヨウ素元素に酸化され、水酸化ナトリウムを含むトラップでの吸収により収集された蒸気を形成した。
得られた混合物を同じ温度で１．５時間さらに撹拌して反応とヨウ素の昇華を完了させ、その後、６０分で室温まで冷却した。
処理後の溶液（８６６．９５ｇ）は、残留する有機ヨウ素（０．４８ｍｇ／ｇ）のみを含んでいた。
工程Ａ’の後、トラップに収集されたヨウ素は、全回収率８４．７％に相当した。
その後、処理後の溶液を、実施例２に記載されたカーボンで処理し、全ヨウ素回収率は９６．５％を超えた。

実施例８：部分的水素化脱ヨウ素化＋酸化＋カーボンカラム
本試験は、準最適な水素化脱ヨウ素化条件を補う際の工程Ｃ）の有効性を評価するために、酸化工程とおそらくあわせて行われる部分的水素化脱ヨウ素化を含む。

部分的水素化脱ヨウ素化＋酸化
例えばＷＯ９６／３７４５８に開示されたヨウ素化プロセスから得られる、ｐＨ＜０．１の、ヨウ化物３７．０８ｇ、および有機ヨウ素７．３２ｇ（主に５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸のモノ、ジおよびトリヨウ素化誘導体として）を含有する母液溶液３．７００ｋｇを、機械式撹拌器と温度計を備え、１５％水酸化ナトリウム溶液が充填されたドレクセルトラップに接続されたジャケット付き反応器に投入した。
溶液を約１時間、１００℃に加熱し、次に、混合物を１００℃に保ちながら５％の過酸化水素水（約９５ｇ）を加えた。添加は、混合物の酸化還元電位が６００ｍＶになるまで、１時間で行われた。反応中に形成されたヨウ素分子は昇華し、蒸気がトラップの吸収により収集された。
得られた混合物を同じ温度で１時間さらに撹拌して反応とヨウ素の昇華を完了させ、その後、８０分で室温まで冷却した。
処理後の溶液（３．４１９ｋｇ）は、残留量のヨウ化物（０．５３ｇ）および有機ヨウ素（４．３９ｇ）を含んでいた。
上記の条件下で、有機ヨウ素は水素化脱ヨウ素化メカニズムによって部分的に分解され、トラップに収集されたヨウ素は回収率８８．９％に相当した。

カーボンカラムでの処理
前述の反応を繰り返して９．７８ｋｇの溶液を調製した（ヨウ化物／ヨウ素分子合計０．２９ｇ／ｋｇ；有機ヨウ素１．３９ｇ／ｋｇ）。
この溶液を、直列に配置した２つのカーボンカラム（Ｃｏｌ１およびＣｏｌ２）に供給した。各カラムは、３８ｇのドライカーボン（１００ｍＬのウェットカーボンのベッドに相当）が充填されていた。
供給は、２０～２５℃、流速２ＢＶ／ｈで行い、カラムＣｏｌ２がヨウ素化有機化合物の放出を開始したときに停止した（ブレークスルーポイント）。Ｃｏｌ２からの溶出液（９．６７３ｋｇ）は、残留量のヨウ化物（０．１８ｇ／ｋｇ）および有機ヨウ素（０．０４ｇ／ｋｇ）を含み、全ヨウ素回収率９８．５％に相当した。

実施例９：１４０℃での水素化脱ヨウ素化＋酸化
工程Ａ：水素化脱ヨウ素化
例えばＷＯ９６／３７４５８に開示されたヨウ素化プロセスから得られ、ｐＨ＝０．０６で、ヨウ化物（９．８６ｇ／ｋｇ）、および、主に５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸のモノ、ジおよびトリヨウ素化誘導体として有機ヨウ素（１．９２ｇ／ｋｇ）を含有する母液溶液５２．０ｇを、２０ｍＬ密閉反応器に均等に分注し、撹拌しながら１４０℃に加熱した。
３０分後、残留する有機ヨウ素濃度は０．０４ｇ／ｋｇで、初期有機ヨウ素の２．１％に相当した。

工程Ａ’：酸化
工程Ａ’は、実施例１に開示のように実施される。工程Ａ’の後、トラップに収集されたヨウ素は、全回収率９９．０％に相当した。

実施例１０：１００℃での水素化脱ヨウ素化
有機ヨウ素３．６８ｇおよびヨウ化物３．４９ｇを含む、ＷＯ９６／７３７４５８に従って実施された、５－アミノ－Ｎ，Ｎ’－ビス［２－ヒドロキシ－１－（ヒドロキシメチル）エチル］－１，３－ベンゼンジカルボキサミドのヨウ素化に由来する母液７２５ｇを、３０分間、１００℃に加熱し、この温度で４７時間撹拌を続けた。
最終的に、残留する有機ヨウ素およびヨウ素分子はそれぞれ、０．３０ｇおよび０．２０ｇであり、全ヨウ素回収率は９３％に相当した。溶液中に残留ヨウ化物は存在しなかった。
その後、処理後の溶液は、例えば実施例２に記載された方法に従って、カーボンカラムでの吸着により処理され、全回収率は９７％を超えた。

実施例１１：１４０℃での水素化脱ヨウ素化
本試験は、工程Ａ’を含まない本発明による方法を例示する。
ヨウ化物（０．７３ｍｇ／ｇ）、および、主に５－アミノ－２，４，６－トリヨード－１，３－ベンゼンジカルボン酸として有機ヨウ素（１．４６ｍｇ／ｇ）を含む、硫酸でｐＨ＝０．１に酸性化された水溶液３０ｇを、撹拌しながら１４０℃に加熱した。６時間後、残留する有機ヨウ素は、初期有機ヨウ素の３０．１％になった。
得られた溶液を実施例２に記載された方法に従ってカーボンで処理し、全回収率が９６％になった。

Claims (20)

1. ヨウ素含有芳香族化合物、およびヨウ化物イオンを含んだヨウ素含有無機化合物を含む水溶液からヨウ素分子を回収する方法であって、以下の工程：
   Ａ）ヨウ素含有芳香族化合物のヨウ素をヨウ素分子に変換すること；および
   Ｂ）ヨウ素分子を収集すること
   を含み、
   工程Ａの変換がなされるヨウ素含有芳香族化合物を含む水溶液のｐＨは、１以下であり、そして、溶液中の、ヨウ化物イオンと芳香族化合物に含まれるヨウ素との重量比が、少なくとも０．５以上である、回収方法。
2. 水溶液のｐＨが０．５以下である、請求項１に記載の方法。
3. 工程Ａが触媒の非存在下で実施される、請求項１または２に記載の方法。
4. 工程Ａの変換が、８０℃～３００℃の温度に水溶液を加熱することにより実施される、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
5. 温度が９０℃～２００℃である、請求項４に記載の方法。
6. 温度が１００℃～１５０℃である、請求項４に記載の方法。
7. 前記重量比が、少なくとも１以上である、請求項１に記載の方法。
8. 工程Ａで収集した溶液に酸化剤を加え、残留し得るヨウ化物イオンをヨウ素分子に変換することを含む工程Ａ’をさらに含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。
9. 工程Ｂが、本方法の工程Ａおよび／またはＡ’で形成されたヨウ素分子を昇華により除去し、別の装置で収集することを含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
10. 残留し得るヨウ素含有芳香族化合物および／またはヨウ素分子の回収を含む工程Ｃをさらに含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
11. 工程Ｃが、
    ｉ）工程Ａ、Ａ’またはＢのいずれかからの水溶液を、残留する、未分解のヨウ素含有芳香族化合物、ヨウ素含有無機化合物および／またはヨウ素分子を固定する吸着材を含むカラムに供給すること、
    ｉｉ）カラムを塩基で処理することにより、ヨウ素含有芳香族化合物、ヨウ素含有無機化合物およびヨウ素分子を脱着し、ヨウ素含有芳香族化合物、ヨウ素含有無機化合物および／またはヨウ素分子を含む濃縮塩基性溶液を得ること、
    を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記塩基性溶液が、任意の酸性化の後、本方法の工程Ａに再利用される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記塩基性溶液が、ヨウ素含有芳香族化合物をヨウ化物に変換する無機化処理に付される、請求項１１に記載の方法。
14. 前記ヨウ化物が、本方法の工程ＡまたはＡ’に再利用される、請求項１３に記載の方法。
15. 工程Ａの水溶液が、Ｘ線造影剤またはそのヨウ素含有中間体を製造する工業プロセスから直接収集されたものである、請求項１～１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記水溶液が、ベンゼンモノまたはジカルボン酸、または、アミノベンゼンモノまたはジカルボン酸のヨウ素化誘導体を含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記プロセスが、５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸、および、式（Ｉ）：
    

    

    ［式中、
    Ｒ_１は、１つ以上のヒドロキシル基で置換されたＣ_１－Ｃ_３アルキルであり、
    Ｒ_２は、Ｈであるか、またはＲ_１と同じである。］
    で示されるそのＮ，Ｎ’－ビスアミドからなる群から選択される放射線造影剤中間体のヨウ素化を含む、請求項１５に記載の方法。
18. 前記中間体が、５－アミノ－１，３－ベンゼンジカルボン酸である、請求項１７に記載の方法。
19. 本方法の工程Ａにおいて、芳香族化合物に含まれるヨウ素のヨウ素分子への変換が、９５％（ｗ／ｗ）以上である、請求項１５～１８のいずれか１項に記載の方法。
20. ヨウ素含有芳香族化合物およびヨウ素含有無機化合物を含む水溶液からヨウ素分子を回収する方法であって、以下の工程：
    Ａ）芳香族化合物に含まれるヨウ素をｐＨ１未満でヨウ素分子に直接変換すること、
    Ａ’）工程Ａの溶液に酸化剤を加えることにより、残留し得るヨウ化物イオンをヨウ素分子に酸化すること、
    Ｂ）工程Ａおよび／またはＡ’で形成されたヨウ素分子を収集すること、
    Ｃ）残留し得るヨウ素含有芳香族化合物および／またはヨウ素分子を回収すること、
    を含む、方法。