氢溴酸的合成

概述^[1]

溴和氢的化合物，是一种强酸。微发烟。毒性为低毒，半数致死浓度(大鼠吸入)2.858G/L/h。长期接触，表现为慢性呼吸道刺激症状和消化功能障碍。易溶于氯苯、二乙氧基甲烷等有机溶剂。能与水、醇、乙酸混溶。具有很强的腐蚀性，可以和除铂、金、钽以外的所有金属反应生成金属溴化物。还原性也很强，露于空气及日光中因溴游离而逐渐变成黄棕色。

合成方法^[2]

1.赤磷法：先将赤磷放入盛水的反应器中，在搅拌下缓慢加入溴素，反应生成氢溴酸和亚磷酸，通过沉降、过滤、蒸馏制得氢溴酸成品。

2.二氧化硫法：将二氧化硫通入加有溴和碎冰的反应釜中，保持温度在20℃以下进行反应直至溶液呈黄色。将混合溶液进行蒸馏，蒸出溶液加入氢氧化钡溶液与生成的硫酸反应，生成硫酸钡沉淀。经静置，过滤，除去沉淀，再蒸馏滤液即得氢溴酸成品。

3.化合法：液溴与氢气在活性炭催化剂存在下直接合成溴化氢。然后蒸馏、提纯，制得溴化氢。

4.置换法：在催化剂FeBr₃存在下，将苯溴化。在烧瓶中放置200g无水苯和几克溴化铁(或铁粉)，然后，将烧瓶用涂石蜡的塞子，塞好，塞子上插有滴液漏斗和排气管，经滴液漏斗缓慢加入135mL溴(在负压下)。这时会发生激烈反应(烧瓶应用水冷却)，并均匀地放出溴化氢。出来的气体通过一U型管，它的一端装满FeBr₃以吸收苯，另一端装满蒽以结合带出来的溴。

溴与含水的红磷作用。在烧瓶中放10g红磷，20mL水。经滴液漏斗在负压下缓慢加入35mL溴。为了将出来的气体提纯，使它通过一个充满石棉与含水(但不是湿的)红磷混合物的U型管。被提纯的氢溴酸用氯仿萃取，分去水相进行蒸馏。62℃时蒸出少量氯仿，在125～126℃蒸出氢溴酸(相对密度1.473)。

5.酸法：在200毫升水中加入120克粉末状的溴化钾。将容器放在冷水中，并缓侵地加入90毫升浓硫酸。温度应不使超过75℃，否则就会生成少量的游离溴。即使生成少量的溴也无妨，因为它将在蒸馏过程中随沸点为100—115℃之间的馏份而蒸馏出来。将溶液冷却至室温，并在玻芯漏斗中滤出酸式硫酸钾。将滤液放在500毫升蒸馏瓶中，装上水冷凝器和接受器，并放在铁丝网上加热。

溶液中有0.01-0.015%的硫酸根离子并无妨碍，将比恒沸混合物沸点低1℃，开始馏出的蒸馏液保留起来。当温度下降时应立即停止蒸馏。溶液的比重是会改变的，因为蒸馏液的组成会随着大气压力而发生改变，所得产率约为85%。将低沸点的馏份进行再蒸馏就可以增大产率。

如果需要不含硫酸根离子的值沸液，在比恒沸液馏出温度低5℃时即开始收集蒸馏液，将这个酸进行再蒸馏，并仅收集在恒沸点时馏出的溶液以获得比重的恒沸酸。在第二次蒸馏之前加入氢氧化钡并不能制得更纯些的产物。产率约近似地为计算量的86%。将氢溴酸与氯化亚锡一道蒸馏，可得无色的氢溴酸。浓硫酸也可以用浓磷酸替代。

回收与利用^[3]

氢溴酸回收装置示意图如下所示：

有机化工工业在生产有机溴化物的同时副产大量的氢溴酸废液，一方面该废液成分复杂，不易处理; 另一方面直接排放对环境污染严重。

其中一部分用于制备溴十二烷，但效果并不理想， 目前溴十二烷常用的制备方法有: 溴化氢气体法、赤磷溴化法、浓硫酸/氢溴酸法、氢溴酸/固体超强酸催化法，其中浓硫酸/氢溴酸法是合成溴 代烷烃较为理想的方法，从工业合成角度来看，氢溴酸的用量越少越好，以减轻废水处理的压力并降低生产成本，另外要求转化率越高越好，因为十二醇容易乳化，导致分离困难。通过大量的实验研究，得出使用四丁基溴化胺作相转移催化剂用于制备溴十二烷，大大加快了氢溴酸的转化率，在收率方面有很大的提高。

由实验结果表明：（1）制备十二烷基溴，当加入四丁基溴化铵作相转移催化剂时，产率大大提高，四丁基溴化铵相对 其他的相转移催化剂在价格上来说较低廉，消耗量不高，效果显著。

(2) 只加浓硫酸时，总产率较高，但与添加相转移催化剂来说，收率并不高，这是因为相转移催化剂利用丁基的亲油性和铵的亲水性，让醇、卤代 烷(亲油) 和 HBr(亲水) 能充分接触，加快反应速率。

(3)合成溴十二烷的条件为: 以浓 H₂SO₄催化剂，四丁基溴化铵作相转移催化剂，物料摩尔配比(十二醇∶47%HBr∶浓H₂SO₄ ) 为1∶1.5∶1,回流4 h时,收率 94.60% 。

生产用途

1.测定硫、硒、铋、锌和铁。从砷和锑中分离锡，烷化催化剂，还原剂，有机合成，有机和无机溴化物的制备，高纯金属提炼。

2.用于制造各种溴化合物，也可用于医药、染料、香料等工业;是制造各种无机溴化物如溴化钠、溴化钾、溴化锂和溴化钙等和某些烷基溴化物如溴甲烷、溴乙烷等的基本原料。医药上用以合成镇静剂和麻醉剂等。也是一些金属矿物的良好溶剂，用于高纯金属的提炼。

3. 石油工业用作烷基化催化剂。烷氧基和苯氧基化合物的分离剂，以及脂环烃及链烃氧化为酮、酸或过氧化物的催化剂。

4.医药工业用于合成镇静剂和麻醉剂等医药用品。

安全措施

泄漏：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员需佩戴防护用品用具。不要直接接触泄漏物。立即切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。

小量泄漏：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统进行无害化处理酯达到环保要求。

大量泄漏：立即切断泄漏源，移出盛装容器至安全区，现场进行标识，防止污染扩大和二次污染。应急处理用具及场所，清洗废水需要进行无害化处理，达到环保要求。

注意事项：处理人员必须佩戴氧气呼吸器、穿全身防化服

治疗措施

吸入：迅速脱离现场至新鲜空气处。保持呼吸道通畅。

如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

食入：误服者用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。

皮肤接触：立即脱去被污染衣着，用大量流动清水冲洗，至少15分钟。就医。

眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

注：氢溴酸沾到皮肤、衣服等会变黄，应该快速洗去。氢溴酸对衣服、金属腐蚀性极强！

参考文献

[1] 吴静, 华阳, 汤道权, et al. 氢溴酸加兰他敏缓释片在Beagle犬体内的药动学[J]. 中国医药工业杂志, 2011, 42(6):438-440.

[2] 张才煜, 吴建敏, 李憬,等. 核磁共振法定量测定氢溴酸东莨菪碱的绝对含量[J]. 药物分析杂志, 2012(2):327-329.

[3] 张吉东, 俞英, 黄海燕,等. 工业副产物废氢溴酸的回收与利用[J]. 应用化工, 2014(12):2321-2323.