Metilsulfona
El dimetilsulfóxido, también conocido como dimetilsulfóxido, es una importante materia prima química fina. Puede ser ampliamente utilizado en petróleo, industria química, medicina, electrónica, fibras sintéticas, plásticos, impresión y teñido, pesticidas, procesamiento de petróleo, síntesis orgánica y otras industrias. También puede usarse como líquido de frenos, anticongelante, removedor de pintura metálica. agente desengrasante, medio condensador, etc. Extractantes de metales raros y aditivos cosméticos. También se le conoce como el "disolvente universal" debido a su efecto disolvente especial en las reacciones químicas y sus propiedades de disolución para una variedad de sustancias. En particular, el DMSO también es conocido en la comunidad médica como la "panacea" por sus efectos antiinflamatorios, analgésicos, diuréticos, sedantes y cicatrizantes, así como por su fuerte permeabilidad al cuerpo y sus efectos portadores y sinérgicos sobre otras drogas.
Como uno de los pocos países del mundo que puede producir DMSO, China se está desarrollando muy rápidamente. En la actualidad, la investigación nacional sobre la aplicación del dimetilsulfóxido se concentra principalmente en el campo farmacéutico. El uso más importante y extendido es como disolvente de reacción para el intermedio flucloxacilina utilizado en la síntesis de norfloxacina, ácido flufenácico y otros fármacos. En los últimos años, con la ampliación de su ámbito de aplicación y el rápido desarrollo de la industria de los pesticidas, la aplicación del dimetilsulfóxido en el campo de los pesticidas ha atraído gradualmente la atención de la gente.
1 como disolvente de reacción.
El punto de ebullición del dimetilsulfóxido es de 189,0°C, lo que es adecuado para reacciones a alta temperatura. La literatura informa que al sintetizar pesticidas y herbicidas, se selecciona DMSO como solvente de reacción, la temperatura de reacción es de 138 ~ 144 ° C y la tasa de conversión y el rendimiento de la reacción de condensación son altos. Al mismo tiempo, el punto de congelación de la solución acuosa de DMSO al 60 % es de sólo -80 e, lo que puede utilizarse en algunas reacciones a baja temperatura. Por lo tanto, el DMSO tiene la doble función de disolvente de alta temperatura y disolvente de baja temperatura.
Además, el DMSO se puede utilizar como disolvente de reacción para la síntesis de dicetenos a partir de ácido acético, lo que puede mejorar en gran medida la tasa de conversión de la reacción. Los dicetenos son intermediarios importantes para la síntesis de pesticidas como el monocrotofos. , pirimidinfos y diazinón . En el proceso de preparación de p-fluoronitrobenceno (un intermedio para preparar herbicidas fluorados) a partir de p-cloronitrobenceno, el rendimiento de la reacción aumentó del 50 % a más del 74 % debido al uso de DMSO. Sin embargo, la velocidad de uso de DMSO como disolvente en la reacción de alquilación fue 105 veces más rápida que la de utilizar un disolvente no protonado. Por ejemplo, el uso de DMSO en la reacción de haluros de alquilo con cianuros inorgánicos para preparar alquilnitrilos y la conversión de haluros de alquilo o ésteres α-halogenados en compuestos nitro usando nitrito de sodio aumenta significativamente la velocidad de reacción.
Por lo tanto, la importancia del DMSO para las reacciones químicas no es solo como disolvente de reacción, sino también como un nuevo método de reacción química y un nuevo método de preparación química, que desempeña un muy buen papel en la síntesis de pesticidas. efecto de promoción.
2 Aplicación en la síntesis de compuestos organofluorados
La síntesis de pesticidas que contienen flúor es un campo de pesticidas que se desarrolla rápidamente en la actualidad, por lo que la preparación de productos intermedios que contienen flúor es particularmente importante. Sin embargo, la reacción de fluoración es difícil y la tasa de conversión no es alta, lo que afecta el desarrollo de la tecnología de síntesis intermedia. El DMSO puede acelerar y catalizar algunas reacciones químicas y puede aumentar significativamente la tasa de conversión. Por ejemplo, en condiciones normales, los fluoruros aromáticos no se pueden preparar mediante la reacción de Swarts, pero después de usar DMSO como medio de reacción, es más probable que el fluoruro de potasio y los aromáticos clorados experimenten reacciones de desplazamiento, y los aromáticos fluorados se pueden obtener con altos rendimientos.
3 Como agente penetrante y sinérgico de pesticidas.
Utilizando la excelente permeabilidad del dimetilsulfóxido, el dimetilsulfóxido también se puede utilizar como penetrante y sinérgico para pesticidas. Según informes de la literatura, disolver fungicidas en DMSO puede prevenir eficazmente que los árboles frutales se pudran; disolver pesticidas en DMSO puede matar insectos frugívoros en árboles y frutas.
Aplicación del 4 en otras reacciones de síntesis orgánica
El DMSO es un disolvente dipolo aprótico altamente polar que puede acelerar enormemente la velocidad de reacción en reacciones de sustitución nucleofílica. Esto se debe principalmente a que el DMSO puede solvatar fuertemente cationes o grupos cargados positivamente, pero no puede solvatar bien los aniones, por lo que estos aniones son muy activos en el DMSO y se convierten en nucleófilos fuertes, lo que acelera enormemente la reacción de sustitución nucleófila, por lo que el DMSO es muy eficaz para las reacciones de sustitución nucleófila.
Además, el DMSO también se utiliza ampliamente en reacciones de sustitución electrófila, reordenamiento de dobles enlaces y condensación de ésteres. Especialmente como agente oxidante para alcoholes primarios y alcoholes secundarios comúnmente utilizados en la síntesis de pesticidas, el efecto de reacción es bueno. Por tanto, el DMSO es de gran importancia para la síntesis de pesticidas.
5 Otros usos en el campo de los pesticidas
Al mismo tiempo, el DMSO también juega un muy buen papel en otros campos de los pesticidas. Si se rocía directamente una solución acuosa de DMSO al 0,05% durante la etapa de floración de la soja, el rendimiento del cultivo se puede aumentar entre un 10% y un 15% al disolver el vapor de formaldehído en DMSO no solo se puede reducir en gran medida la irritación del formaldehído, sino que también se mejora la fumigación y la esterilización. Efectos del formaldehído. El desarrollo de estos nuevos usos está ampliando progresivamente el ámbito de aplicación del DMSO en el campo de los pesticidas.
Como importante producto químico fino, el dimetilsulfóxido tiene muchas propiedades excelentes. Las instituciones de investigación y unidades de producción nacionales deben fortalecer la investigación en sus campos de aplicación y ampliar continuamente su alcance de aplicación para servir mejor a la industria de pesticidas.
El artículo proviene de: China Pesticide Additive Network
Autor: Zhang Haibin
Información 2:
El proceso de producción y el proceso de producción de la aplicación de piedra asiática dimetil
ki.com.cn/Article/CJFDTotal-HGJJ702.012.htm
ki com cn/Article/cjfd 1997-gdhg 199701008 . /p>
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Información 4:
Investigación sobre la recuperación de dimetilsulfóxido
. /detalle.htm? 493137 (cargado)
Información 5:
El dimetilsulfóxido (DMSO) es un compuesto orgánico que contiene azufre y tiene la fórmula molecular (CH3)2SO. Es un líquido incoloro y transparente a temperatura ambiente. Tiene las características de alta polaridad, alto punto de ebullición, naturaleza aprótica y fácil solubilidad en agua, y se le conoce como el "disolvente universal".
1 Propiedades del dimetilsulfóxido
El dimetilsulfóxido (DMSO) es un líquido transparente, incoloro, inodoro (el producto industrial tiene un ligero olor debido a otras impurezas), ligeramente amargo, higroscópico, inflamable. . Toxicidad muy baja y buena estabilidad térmica. Soluble en agua, etanol, acetona, éter, benceno y cloroformo, etc. , es un disolvente muy inerte que puede disolver la mayoría de la materia orgánica y sales inorgánicas. El dimetilsulfóxido no acuoso no es corrosivo para los metales, pero el dimetilsulfóxido hidratado es corrosivo para el hierro, el cobre y otros metales cuando se calienta, pero no es corrosivo para el aluminio.
Las propiedades físicas son las siguientes:
Punto de fusión, ℃ 18,55
Punto de ebullición, ℃, 760 mmhg (101,3 kpa) 189,0.
Densidad, g/cm3, d204 1.1014.
Índice de refracción, 1,4783 a 20 ℃
Punto de inflamación (apertura), ℃ 95
Temperatura de autoignición (en el aire), 300-302 ℃
Coeficiente de expansión de volumen, cm3/℃
Presión de vapor, 40 ℃, mmHg 1,6 (12,0 kPa).
Calor específico, 13,5 ℃, kJ/mol 1,88.
Calor de combustión, 25 ℃, kJ/mol 1978,6.
Calor de fusión, 65438±08,4 ℃, kJ/mol 6,53.
Límite de explosión en aire, % (por volumen)
Límite inferior 3-3,5
Límite superior 42-63
2 usos
El dimetilsulfóxido es un disolvente orgánico muy utilizado y un reactivo muy activo. Se utiliza ampliamente en los campos de la síntesis orgánica, la medicina, los medicamentos veterinarios y los pesticidas.
El dimetilsulfóxido se utiliza ampliamente como disolvente en síntesis orgánica y síntesis farmacéutica. Como la síntesis de nuevos fármacos antibacterianos de quinolona, norfloxacina, ácido flufenácico y sus intermedios, la síntesis de los fármacos levamisol, nicotinato de inositol y berberina, la síntesis de albendazol con carbendazim, antioxidantes 1010, síntesis de 1076, síntesis de ésteres de ácidos grasos de sacarosa, Síntesis de p-nitrofluorobenceno y derivados de metilcetona a partir de p-nitroclorobenceno.
El dimetilsulfóxido es un disolvente selectivo que se puede utilizar para separar mezclas. Por ejemplo, extracción selectiva de compuestos metálicos, eliminación selectiva de gases ácidos, extracción selectiva de dienos como acetileno, butadieno e isopreno, benceno, tolueno, xileno, hidrocarburos aromáticos policíclicos y compuestos heterocíclicos, petróleo Eliminación selectiva de sulfuros, separación de impurezas y subproductos del tereftalato de dimetilo, etc.
El dimetilsulfóxido se puede utilizar como disolvente para la síntesis e hilatura de muchos polímeros. Por ejemplo, se puede utilizar como disolvente para la polimerización de acrilonitrilo y otros monómeros, disolvente para la síntesis de poliuretano y disolvente para la síntesis de resinas de poliimida y polisulfona. En los últimos años, Japón ha estudiado el uso de dimetilsulfóxido como disolvente para el hilado de alcohol polivinílico para mejorar las propiedades de las fibras de alcohol polivinílico. Al mismo tiempo, algunas personas utilizaron dimetilsulfóxido como disolvente para estudiar las reacciones de esterificación, eterificación y acetalización del alcohol polivinílico para preparar compuestos útiles. El dimetilsulfóxido también se puede utilizar como disolvente de polimerización aniónico para compuestos epoxi, disolvente de hilatura de poliamida, etc.
El dimetilsulfóxido tiene funciones antiinflamatorias, analgésicas, diuréticas, sedantes y otras. Ha sido aclamado como una panacea en el extranjero y puede usarse como ingrediente activo de algunos medicamentos antiinflamatorios y analgésicos. Además, el dimetilsulfóxido tiene una excelente permeabilidad y puede usarse como vehículo para algunos medicamentos, aditivos cosméticos y aditivos pesticidas para mejorar su eficacia. Los experimentos con animales muestran que el dimetilsulfóxido puede inhibir el desarrollo de tumores y tratar la miastenia gravis.
Como materia prima para la síntesis orgánica, el dimetilsulfóxido se puede utilizar para sintetizar pesticidas fentión, bis(triclorometil)sulfona, dimetilsulfona, etc.
El dimetilsulfóxido tiene muchos otros usos, por ejemplo, se puede utilizar como disolvente para teñir fibras sintéticas, eliminador de tintes, portador de tintes, modificador de fibras sintéticas, anticongelante, decapante de pintura y preparador de acelerador de imágenes de autorradiografía no tóxico. , Reactivo de análisis de espectro UV y agente desengrasante de máquinas para cera alimentaria, aceite blanco comestible y otros hidrocarburos aromáticos policíclicos y policíclicos, etc.
3 Métodos de producción de dimetilsulfóxido
Existen muchos métodos de producción de dimetilsulfóxido, pero el método de oxidación del dimetilsulfuro se usa comúnmente en la industria nacional y extranjera. Debido a los diferentes oxidantes y métodos de oxidación utilizados, el proceso de producción también es diferente:
3.1 Método de oxidación del ácido nítrico
El dimetilsulfóxido se puede oxidar con ácido nítrico con una densidad relativa de 1,34 -1,36. Producido a partir de tioéter. La fórmula de reacción es la siguiente
3(CH3)2S+5 HNO 3→3(CH3)2SO HNO 3+2NO+H2O
El dimetilsulfóxido crudo contiene una gran cantidad de ácido nítrico. ácido, que se puede utilizar Neutralizar con CaCO3 o Na2CO3. El rendimiento es del 80%. Durante la reacción, tenga cuidado con el exceso de sulfuro de dimetilo, de lo contrario puede producirse una explosión. El equipo de este método está seriamente corroído y las condiciones de reacción son difíciles de controlar. La neutralización del ácido nítrico consume grandes cantidades de carbonato de sodio y produce grandes cantidades de nitratos, lo que hace que el proceso de refinación sea ineficiente. Por tanto, es difícil de utilizar en la producción industrial a gran escala.
3.2 Método de oxidación con peróxido
(1) El dimetilsulfóxido se puede producir utilizando 35-55% en peso de peróxido de hidrógeno en una solución diluida de dimetilsulfóxido preparada mediante oxidación de sulfuro de dimetilo. La temperatura de reacción es de 30 a 40°C, la relación molar de sulfuro de metilo y peróxido de hidrógeno es de 1,05 a 1,25 y la reacción se lleva a cabo en un reactor de tanque en serie de múltiples etapas. El sulfuro de dimetilo en el dimetilsulfóxido crudo se elimina mediante extracción y finalmente se deshidrata mediante destilación al vacío o destilación por ebullición (la sustancia en ebullición es benceno) para obtener dimetilsulfóxido de alta pureza.
(2) Usando acetona como medio tampón, el sulfuro de dimetilo reacciona con peróxido de hidrógeno. No se requiere neutralización, se pueden obtener productos terminados de alta pureza mediante destilación directa y la acetona se puede reciclar. Este método permite una producción continua.
Además del peróxido de hidrógeno, también se pueden utilizar como agentes oxidantes peróxidos de alquilo, peróxidos de aralquilo y peróxidos de cicloalquilo.
Este método es costoso y requiere una gran cantidad de oxidante, lo que lo hace inadecuado para la producción industrial a gran escala.
3.3 Método de oxidación con ozono
La fórmula de reacción del ozono y el sulfuro de dimetilo para generar dimetilsulfóxido es
(CH3)2S+O3→(CH3)2SO+ O2
Primero ozonice el oxígeno y el aire, y luego use ozono como oxidante para oxidar el sulfuro de dimetilo en dimetilsulfóxido y dimetilsulfona a 30-40 °C. La tasa de conversión de sulfuro de dimetilo es del 26-28% y el rendimiento de sulfóxido de dimetilo es del 90%.
El ozono como oxidante es barato y el refinado del producto es relativamente sencillo. Sin embargo, debido a la baja tasa de conversión del sulfuro de dimetilo, es necesario recuperar una gran cantidad de sulfuro de dimetilo.
3.4 Método de anodizado
En una celda electrolítica convencional o sin diafragma se anodiza sulfuro de dimetilo para obtener dimetilsulfóxido.
(CH3)2S+H2O-2e→(CH3)2SO+2H+
El disolvente utilizado es dimetilsulfóxido, y el electrolito son haluros de metales alcalinos y alcalinotérreos, y Ácido sulfúrico Sales, nitratos y sulfonatos. El ánodo es de grafito o platino y el cátodo es de platino o acero inoxidable. El sulfuro de dimetilo se puede convertir completamente en dimetilsulfóxido mediante este método. Después de la reacción, el dimetilsulfóxido se puede separar mediante extracción, destilación o cristalización.
Este método tiene las ventajas de economía, viabilidad, seguridad y fácil separación.
3.5 Método de oxidación catalítica con catalizador sólido
En el rango de temperatura de 100-200 °C, utilizando V2O5 o Cr2O3 como catalizador, el sulfuro de dimetilo se oxida selectivamente con oxígeno, produciendo principalmente dimetilo. sulfuro. Metilsulfóxido, el subproducto es dimetilsulfona. Además de V2O5 o Cr2O3, también se puede utilizar Cu(VO3)2 como catalizador.
3.6 Método de oxidación del dióxido de nitrógeno
La oxidación continua de sulfuro de dimetilo mediante oxidante de dióxido de nitrógeno para producir dimetilsulfóxido es el método de producción más utilizado en la industria. La fórmula de reacción es:
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(CH3)2S+NO2→(CH3)2SO+NO
El óxido nítrico generado reacciona con el oxígeno para generar dióxido de nitrógeno, que se puede volver a utilizar. El dióxido de nitrógeno actúa como catalizador.
NO+1/2 O2→NO2+123,4 kj
La reacción de oxidación se puede realizar en fase líquida o en fase gaseosa. En la fase gaseosa se requiere un control estricto para evitar explosiones. En la actualidad, la oxidación en fase líquida se utiliza ampliamente en equipos de producción industrial.
Existen dos tipos de flujos de proceso: a contracorriente y a contracorriente, incluyendo torres de oxidación simples y torres de oxidación múltiples, así como dimetilsulfóxido parcialmente circulante y dimetilsulfóxido no circulante.
El proceso de oxidación en fase líquida de torre de flujo paralelo es más avanzado que el proceso mejorado de la empresa japonesa Toyo Rayon. La ventaja de este método mejorado es reducir la cantidad de catalizador de NO2 y aumentar la tasa de conversión. Antes de la mejora, la dosis de NO2 era del 4,95 % (mol) de la materia prima y la tasa de conversión era del 92 %. Después de la mejora, el contenido de NO2 cayó al 3,07 % (mol) y la tasa de conversión alcanzó el 96 %.
El proceso de oxidación en fase líquida en torre a contracorriente también es un proceso comúnmente utilizado en la industria. Es relativamente seguro, tiene un alto rendimiento de dimetilsulfóxido y utiliza completamente el catalizador.
En algunos procesos de varias columnas, hay hasta cuatro reactores.
El primer reactor es el reactor principal, en el que la mayor parte del sulfuro de dimetilo se oxida a dimetilsulfóxido mediante NO2, y el sulfuro de dimetilo que no ha reaccionado se expulsa mediante N2 y entra al segundo reactor. El exceso de NO2 se introduce en el reactor para convertir completamente el dimetilo. sulfuro en dimetilsulfóxido. El tercer reactor es un reactor de regeneración de NO2, y el cuarto reactor es un reactor de absorción que la dimetilsulfona absorbe y recicla. La oxidación y regeneración de este proceso se llevan a cabo en diferentes reactores, y la operación es relativamente segura. La mayor parte del NO2 se recicla, por lo que el consumo del catalizador de NO2 es bajo y el contenido de óxido de nitrógeno en los gases de escape emitidos es bajo (0,3%), lo que resulta beneficioso para la protección del medio ambiente. Sin embargo, este método es costoso y el control de la producción problemático. Por tanto, el proceso de torre única se utiliza actualmente en la producción industrial, y la reacción de oxidación del sulfuro de dimetilo y la reacción de regeneración del NO2 se completan en la misma torre de reacción. Para reducir la cantidad de NO2 y su impacto en el medio ambiente, se puede instalar un depurador en la parte superior de la torre de reacción para recuperar parte del dimetilsulfóxido para absorber el NO2 descargado. Sin embargo, esto reducirá en consecuencia la capacidad de producción de. la torre de reacción e incrementar los costos de inversión y operación. Dado que el gas residual emitido sin un depurador puede cumplir con los tres estándares nacionales de emisión de desechos, el proceso de oxidación en fase líquida de una sola torre a contracorriente sin un depurador se utiliza actualmente principalmente en China.
[Esta publicación fue editada por última vez por brucehan el 25 de diciembre de 2008 a las 12:01]
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