摘 要
本发明提供了一种非离子N-乙烯基丁内酰胺碘的制备方法，通过将均聚N-乙烯基丁内酰胺和碘在60℃～70℃温度下以200～250r/min搅拌20～25分钟制备而成非离子N-乙烯基丁内酰胺碘，其中均聚N-乙烯基丁内酰胺的粘均分子量为40000-45000，PD值小于5.5；水分为2.0-3.0％，还提供了由此制备的非离子N-乙烯基丁内酰胺碘，由此制备高稳定性非离子N-乙烯基丁内酰胺碘的方法相关的高稳定性非离子N-乙烯基丁内酰胺碘，本发明的非离子N-乙烯基丁内酰胺碘碘含量高、制备简便快速、成本低，该高稳定性非离子N-乙烯基丁内酰胺碘稳定性高、使用方便，完全满足USP、ISP、BP、EP、CP等相关药典的最高要求，适于大规模推广应用。
背景技术
[0002] 非离子N-乙烯基丁内酰胺碘，简称PVPI，碘络酮，系非离子型均聚N-乙烯基丁内酰胺与碘单质的络合物，其固体为黄棕色至红棕色无定形粉末，在水或乙醇中溶解，溶液呈红棕色，酸性，在乙醚或氯仿中不溶，有效碘常为9.0%?12.0%。
[0003] PVPI溶液具有广谱抗细菌、真菌和病毒的作用，而且杀菌快速、稳定、持久、可靠， 对人体无毒、无害，无刺激性，是高效、安全，迅捷的杀菌消毒剂，已成为当今世界消毒剂首选药物。其作用机理是由表面活性剂PVP的对菌膜的亲和力将其所载有的活性碘与细胞膜和细胞质结合，使巯基化合物、肽、蛋白质、酶、脂质等迅速碘化与氧化，从而达到杀菌的目的。主要用于医药业、餐饮业、家庭宾馆、畜牧业、水产业等各领域消毒。与碘酊相溶剂相比， 其具有作用持久、无刺激性和副作用、使用方便、完全水溶、无碘臭且不污衣物等优点。国外 60年代即推广使用，国内开发目前正在进行中，是以含活性氯的消毒剂的理想替代品，预计在不远的将来，其将成为国内最流行的高端消毒剂，市场前景不可估量。
[0004] 但PVPI液的缺点是有效碘降解过快，稳定性非常不好，其溶液对PH值、温度、外包装、目光等诸多因素均极敏感，在普通情况下，PVPI的有效碘含量可在半个月内迅速下降 15?25%。PVPI溶液中有效碘含量在恒温下按零级反应变化，呈现直线型下降趋势，这对它的大规模推广造成了诸多限制。如何保持它的稳定性也成了世界性难题。其原因一是因为PVP与碘为分子间的络合，彼此键合力较弱，PVP-HI3分子极易受外因的攻击而断裂； 此外，游离碘本身具有升华的特性，其挥发会促进正反应的持续进行，这二方面都使得PVPI 的溶液极其不稳定。
[0005] 目前，国内外制取PVPI的方法大致有三种：
[0006] 1、溶剂法；使PVPK30与I2在特定有机溶剂中，在一定温度下反应，然后减压蒸馏除去溶剂后得到固体PVP-I。然后再粉碎过筛后得到成品。优点是碘与PVP分子在溶液里络合迅速完全，有效碘含量高。其缺点是需要用有机溶剂，后处理麻烦；溶剂需要提纯回收后再利用；干燥过程会有碘单质的升华，相应降低有效碘的含量；此外，固体粉碎时大小粒径不均勻，需要过筛，从而造成成本上升。此法主要为BASF，ISP公司及国内少数企业所应用。
[0007] 2、固体研磨法；使PVPK30与I2在球磨器里充分研磨，为了提高有效碘含量，加入特定助剂，从而得到PVPI粉末。其优点是生产设备简单，不需溶剂，也不需后处理。出料后即得成品。缺点是有效碘含量比溶剂法低，稳定性很差，相同加速实验情况下有效碘的损失率在25%以上。故常用于中低端市场。而客户为了得到稳定的有效碘溶液，需要现用现配，同时还得再添加相关各种助剂以保持稳定性；这给客户造成相当大的麻烦，使用成本过高。
[0008] 3、微波固固络合法；此为近年兴起的一种方法。将碘单质与K30放置于特定密闭容器里进行微波加热。利用碘蒸汽与K30进行络合，从而得到最终成品。其优点是可以使用粗碘，对碘的来源要求不高，络合迅速。缺点是：碘蒸汽有毒，其络合力，渗透力又极其强， 少量的碘蒸汽对操作工的身体即会造成伤害。同时，特定容器要求耐腐蚀，密封好，还得订制昂贵的磁控管等非标设备，从而造成设备一次性投入过高，不适用于常规生产。此法适用实验室少量的合成，但目前尚不适合大规模的工业生产。此法的有效碘含量较高，但其稳定性较差。
[0009] 目前，国内外制药企业对PVPI的稳定性的研究主要集中在二个领域：
[0010] 1、综合考虑原料单质碘的纯度、反应温度、PH值范围、反应时间、搅拌桨转速、助磨剂等因素并选择出合适参数条件，从而生产出高含量的原料并尽量保持其稳定性；其缺点是PVPI固体保持相对稳定，但溶液仍然不太稳定，在M度，14天的加速实验中，有效碘含量的损失率常常在5%以上，尽管能满足小于15%的基本要求，但对高端客户而言，其稳定性仍然尚有差距。此外，为了最大限度的获得高稳定性，一般工艺要求PVPI的络合时间至少要3小时（一般为6?10小时左右）；长时间的反应虽然可以相应提高有效碘的含量及其稳定性，但缺点是反应时间与有效碘的含量与稳定性不是线性关系，过高的能耗并不能大幅度提升产品的质量，反而PVP经长时间的磨合会发生断链等现象，从而使得产品品质降低；
[0011] 2、在制取PVPI粉末后不是直接配成溶液使用，而是现用现配，并在配液时同时添加PH值调节剂，缓冲溶液，碘离子稳定剂，皮肤保护剂等相关助剂，从而使得PVPI的稳定性能够达到药典的要求。这也是目前国内外最常应用的技术。但其添加过程非常繁琐，使用极其不方便，需要现用现配，而且配制时各种助剂的使用与添加常常相互牵制与干涉。这造成了 PVPI的稳定性增强，但生产重现性不好，杂质过多，重金属含量超标，氮含量减少，灰分增加等额外缺点，从而大大增加了相应的人工，使用及储存成本，不适合大规模生产，销售与使用。
[0012] 随着社会的进步与经济的发展，PVPI上述弱点越来越明显，上述的维稳方法也越来越不适应目前的应用要求。诸多PVPI客户强烈要求生产厂家能够提供一种可直接使用的高稳PVPI干粉，配制溶液时不再需要临时添加各种助剂，从而将客户真正解放出来。因此，迫切需要能够生产一种非离子N-乙烯基丁内酰胺碘，其碘含量高、制备快速、成本低、 稳定性高，且使用方便。