Dimetilsulfóxido

El dimetilsulfóxido (dimetilsulfóxido), también conocido como dimetilsulfóxido, o DMSO para abreviar, es una importante materia prima de 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, revestimiento de metales, desengrasante. agente, dieléctrico de condensador, etc. Extractantes de metales raros y aditivos cosméticos, etc. Debido a su especial efecto disolvente en las reacciones químicas y las propiedades de disolución de diversas sustancias, también se le conoce como el "disolvente universal". Especialmente porque tiene efectos antiinflamatorios, analgésicos, diuréticos, sedantes y cicatrizantes, tiene una fuerte penetración en el cuerpo y puede transportar y sinergizar con otros medicamentos, por lo que en el campo de la industria farmacéutica, el sulfuro de dimetilo sulfona también se conoce como el "panacea".

Como uno de los pocos países del mundo que puede producir dimetilsulfóxido, China se está desarrollando muy rápidamente. En la actualidad, la investigación de aplicaciones del dimetilsulfóxido se concentra principalmente en el campo farmacéutico. El más importante y ampliamente utilizado es como disolvente intermedio de reacción de fluorocloroanilina utilizado en la síntesis de fármacos como el haloperidol y el ácido fluoxámico. 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

Dado que el punto de ebullición del dimetilsulfóxido es 189,0°C, es más adecuado para reacciones a alta temperatura. La literatura informa que al sintetizar los pesticidas herbicidas éter de ácido trifluorocarboxílico y fluoxazina, se seleccionó dimetilsulfóxido como disolvente de reacción y se utilizó de 138 a 144°C como temperatura de reacción, de modo que la reacción de condensación tuviera una mayor tasa de conversión y rendimiento. Al mismo tiempo, el punto de congelación de la solución acuosa de 60 dimetilsulfóxido es solo -80e, que puede usarse para algunas reacciones a baja temperatura. Por lo tanto, el dimetilsulfóxido tiene la doble función de solvente de alta temperatura y solvente de baja temperatura. En las reacciones de alquilación, la velocidad usando dimetilsulfóxido como solvente fue 105 veces mayor que usando un solvente aprótico. Por ejemplo, los hidrocarburos halogenados reaccionan con cianuro inorgánico para preparar alquilnitrilos, el nitrito de sodio convierte los hidrocarburos halogenados o haloésteres A en compuestos nitro, etc. El uso de dimetilsulfóxido en la reacción aumenta significativamente la velocidad de reacción.

Por lo tanto, la importancia del dimetilsulfóxido para las reacciones químicas no es solo como disolvente de reacción, sino que también mediante su uso aporta un nuevo método de reacción química y abre una nueva ruta de preparación química que juega un papel muy bueno. papel en la promoción de la síntesis de pesticidas.

2. Síntesis de compuestos organofluorados

Un campo en rápido desarrollo en pesticidas hoy en día es la síntesis de pesticidas que contienen flúor, por lo que la preparación de productos intermedios que contienen flúor es particularmente importante. Sin embargo, debido a que la reacción de fluoración es difícil de llevar a cabo y la tasa de conversión no es alta, afecta el desarrollo de la tecnología de síntesis intermedia. El dimetilsulfóxido puede acelerar y catalizar ciertas reacciones químicas y puede aumentar significativamente la tasa de conversión de la reacción. Por ejemplo, la reacción de Schwartz no puede preparar fluoruros aromáticos en condiciones generales. Sin embargo, utilizando dimetilsulfóxido como medio de reacción, la reacción de desplazamiento entre fluoruro de potasio y cloroaromáticos es relativamente fácil y se pueden obtener fluoroaromáticos con altos rendimientos.

3 Como penetrante y sinérgico para pesticidas

Utilizando la excelente permeabilidad del dimetilsulfóxido, el dimetilsulfóxido también se puede utilizar como agente penetrante y sinérgico para pesticidas. Según la literatura, disolver fungicidas en dimetilsulfóxido puede prevenir eficazmente que los árboles frutales se pudran; disolver pesticidas en dimetilsulfóxido puede matar insectos devoradores de corazones en árboles y frutas.

4. Su papel en otras reacciones de síntesis orgánica

El dimetilsulfóxido es un disolvente dipolo aprótico muy polar que juega un papel importante en las reacciones de sustitución nucleofílica y puede acelerar enormemente la velocidad de la reacción. . Esto se debe principalmente a que el dimetilsulfóxido puede disolver fuertemente grupos catiónicos o cargados positivamente, pero no puede disolver bien los iones negativos. Por lo tanto, estos iones negativos son muy activos en el dimetilsulfóxido y se convierten en un reactivo nuclear fuerte, lo que acelera en gran medida la velocidad de nucleofílico. reacción de sustitución, por lo que el dimetilsulfóxido es muy eficaz para la reacción de sustitución nucleofílica.

Además, el dimetilsulfóxido también se utiliza ampliamente en reacciones de sustitución electrófila, reordenamientos de dobles enlaces y reacciones de condensación de ésteres. Especialmente como oxidante para alcoholes primarios y secundarios, el dimetilsulfóxido tiene buenos efectos de reacción y se utiliza a menudo en la preparación de síntesis de pesticidas.

Por tanto, el dimetilsulfóxido es muy importante para la síntesis de pesticidas.

5. Otros usos en el campo de los pesticidas

Al mismo tiempo, el dimetilsulfóxido también juega un buen papel en otros aspectos del campo de los pesticidas. Por ejemplo, rociar directamente una solución acuosa de 0,05 dimetilsulfóxido sobre la soja cuando florecen puede aumentar el rendimiento del cultivo entre un 10 y un 15%. Disolver el vapor de formaldehído en dimetilsulfóxido no solo puede reducir en gran medida la irritación del formaldehído, sino que también mejora el poder esterilizante de la fumigación con formaldehído. . El desarrollo de estos nuevos usos está ampliando progresivamente el ámbito de aplicación del dimetilsulfóxido en el campo de los pesticidas.

Como importante producto químico fino, el dimetilsulfóxido tiene muchas propiedades excelentes. Los institutos de investigación científica y las unidades de producción nacionales deben fortalecer la investigación en sus campos de aplicación y ampliar continuamente su alcance de aplicación para que pueda servir mejor a la industria de pesticidas.

El artículo proviene de: China Pesticide Additive Network

El autor del artículo: Zhang Haibin

: Zhang Haibin

Información 2 :

Tecnología y aplicación de producción de dimetilimina

ki.com.cn/Article/CJFDTotal-HGJJ702.012.htm

ki.com.cn /Article/ CJFD1997- GDHG199701008.htm

ki.com.cn/Article/CJFD1999-SYHG199912054.htm

Información 4:

Investigación sobre la recuperación de dimetilsulfóxido

/detalle.htm?493137 (cargado)

Información 5:

El dimetilsulfóxido (DMSO) es un compuesto orgánico que contiene azufre con la fórmula molecular (CH3)2SO. un líquido incoloro y transparente a temperatura ambiente. Tiene las características de alta polaridad, alto punto de ebullición, aprotonidad y miscibilidad con agua.

1 Propiedades del dimetilsulfóxido

El dimetilsulfóxido (DMSO) es un producto transparente, incoloro, inodoro (el producto industrial tiene un ligero olor debido a que contiene otras impurezas), ligeramente amargo, higroscópico. líquido inflamable. Tiene muy baja toxicidad y buena estabilidad térmica. Fácilmente soluble en agua, etanol, acetona, éter, benceno y cloroformo, etc., es un disolvente inerte fuerte. Además de disolver la mayor parte de la materia orgánica, también puede disolver sales inorgánicas. El dimetilsulfóxido no acuoso no es corrosivo para los metales, pero el dimetilsulfóxido que contiene agua es corrosivo para el hierro, el cobre y otros metales después del calentamiento, 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, 20 ℃ 1,4783

Punto de inflamación (abierto), ℃ 95

Temperatura de autoignición (en el aire) , ℃ 300-302

Coeficiente de expansión de volumen, cm3/℃ 0,00088

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, 18,4 ℃, kJ/mol 6,53

Explosión límite en el aire (cuerpo)

Límite inferior 3-3,5

Límite superior 42-63

2 usos

El dimetilsulfóxido es Un disolvente orgánico ampliamente utilizado es un reactivo activo y se utiliza ampliamente en síntesis orgánica, así como en medicamentos, medicamentos veterinarios y pesticidas.

El dimetilsulfóxido se utiliza ampliamente como disolvente en síntesis orgánica y síntesis farmacéutica.

Por ejemplo, la síntesis de nuevos fármacos antibacterianos de quinolona y sus intermedios, como el haloperidol y el flufenaco, la síntesis de fármacos como el levamisol, el nicotinato de inositol y el tragacanto, la síntesis de albendazol a partir de polimixina y la síntesis de fármacos antibacterianos como la síntesis de oxidantes 1010 y 1076, síntesis de ésteres de ácidos grasos y sacarosa, síntesis de p-nitrofluorobenceno a partir de p-nitroclorobenceno, preparación de derivados lineales de 1,3- a partir de metilcetona con ésteres y lactonas mediante dienocefalósido de reacción de condensación de Claisen y preparación de p-nitrofluorobenceno. de p-nitroclorobenceno.

Conversión de 3-dieno y ácido acético en dieno, síntesis de colorante nonano-cilon, etc.

El dimetilsulfóxido se puede utilizar como disolvente selectivo para separar mezclas. Por ejemplo, extracción selectiva de compuestos metálicos, eliminación selectiva de gases ácidos, extracción selectiva de acetileno, butadieno e isopreno y otros dienos, benceno, tolueno, xileno, hidrocarburos aromáticos policíclicos y compuestos heterocíclicos, eliminación selectiva de sulfuro en petróleo, separación de impurezas. y subproductos en tereftalato de dimetilo.

El dimetilsulfóxido se puede utilizar como disolvente para la síntesis y extracción de una variedad de polímeros. Por ejemplo, se puede utilizar como disolvente para la polimerización de monómeros como el acrilonitrilo, disolvente para la síntesis y extracción 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 el rendimiento de las fibras de alcohol polivinílico. Al mismo tiempo, también hay estudios que utilizan dimetilsulfóxido como disolvente para esterificar, eterificar y acetalizar alcohol polivinílico para preparar compuestos útiles. El dimetilsulfóxido también se puede utilizar como disolvente para la polimerización aniónica de compuestos epoxi y como disolvente de extracción para poliamida.

El dimetilsulfóxido en sí tiene efectos antiinflamatorios, analgésicos, diuréticos, sedantes y otros. Alguna vez se lo llamó una panacea en el extranjero y puede usarse como ingrediente activo en algunos medicamentos antiinflamatorios y analgésicos. Además, el dimetilsulfóxido tiene una permeabilidad excelente y puede usarse como vehículo para ciertos medicamentos, aditivos cosméticos y aditivos pesticidas para mejorar su eficacia. Los experimentos con animales han demostrado que el dimetilsulfóxido puede inhibir la aparición de tumores y también puede tratar la miopatía grave.

Como materia prima para la síntesis orgánica, el dimetilsulfóxido se puede utilizar para sintetizar insecticida fentión, bis(triclorometil)sulfona, dimetilsulfona, etc.

El dimetilsulfóxido también tiene muchos otros usos, como disolvente para teñido de fibras sintéticas, auxiliar de teñido, portador de tinte, modificador de fibras sintéticas, anticongelante, removedor de pintura, agente de promoción de imágenes de autoradiación no tóxico, utilizado como alimento. ceras y aceites blancos comestibles, como hidrocarburos aromáticos policíclicos y de anillos condensados, etc., así como reactivos para análisis del espectro UV y agentes desengrasantes para máquinas.

3 Métodos de producción de dimetilsulfóxido

Existen muchos métodos de producción de dimetilsulfóxido, pero el método de oxidación del dimetilsulfuro se utiliza generalmente en industrias nacionales y extranjeras, debido a los diferentes oxidantes. y métodos de oxidación utilizados, existen diferentes procesos de producción:

3.1 Método de oxidación del ácido nítrico

Utilice ácido nítrico con una densidad relativa de 1,34-1,36 para oxidar el dimetilo. El dimetilsulfóxido se puede producir a partir de tioéter, y la fórmula de reacción es

3(CH3)2S 5HNO3→3(CH3)2SO-HNO3 2NO H2O

Dimetilsulfóxido crudo Contiene mucho ácido nítrico y puede ser neutralizado con CaCO3 o Na2CO3. El rendimiento es 80. Se debe tener cuidado para evitar un exceso de dimetilsulfóxido durante la reacción; de lo contrario, podría producirse una explosión. El equipo de este método está muy corroído y las condiciones de reacción son difíciles de controlar. La neutralización del ácido nítrico requiere una gran cantidad de carbonato de sodio y genera una gran cantidad de nitrato, lo que resulta en una baja eficiencia de refinación. Por tanto, es difícil de utilizar en la producción industrial a gran escala.

3.2 Método de oxidación con peróxido

(1) Agregue 35-55 (peso) de peróxido de hidrógeno a la solución diluida de dimetilsulfóxido para oxidar el dimetilsulfóxido. Se puede obtener dimetilsulfóxido. La temperatura de reacción es de 30 a 40°C, la relación molar de sulfuro de dimetilo a 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 **** (el material en ebullición **** es benceno) para obtener dimetilsulfóxido de alta pureza.

(2) Utilice acetona como medio tampón para hacer reaccionar el sulfuro de dimetilo y el 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 oxidantes peróxido de alquilo, peróxido de arilo y peróxido de cicloalquilo.

Este método no es adecuado para la producción industrial a gran escala debido al alto precio, la gran dosis y el alto coste del producto de los oxidantes.

3.3 Método de oxidación con ozono

La fórmula de la reacción entre el ozono y el sulfuro de dimetilo para producir dimetilsulfóxido

(CH3)2S+O3→(CH3) 2SO＋O2

Primero oxida el oxígeno y el ozono en el aire, y luego usa ozono como oxidante para explotar a 30-40 °C fuera del límite superior de explosión, oxidando el sulfuro de dimetilo en dimetilsulfóxido y dimetilsulfóxido para sulfona. , la tasa de conversión de sulfuro de dimetilo es 26-28 y el rendimiento de sulfóxido de dimetilo es 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, sulfatos, nitratos y sulfatos de metales alcalinos y alcalinotérreos, etc. El ánodo es grafito o platino y el cátodo es platino o acero inoxidable. Este método puede convertir completamente el sulfuro de dimetilo en dimetilsulfóxido. Una vez completada la reacción, el dimetilsulfóxido se puede aislar mediante extracción, destilación o cristalización.

Este método tiene las ventajas de economía, facilidad de implementación, seguridad y fácil separación.

3.5 Método de oxidación catalítica con catalizador sólido

De 100 a 200 °C, se utiliza V2O5 o Cr2O3 como catalizador para reaccionar con oxígeno y oxidar selectivamente el sulfuro de dimetilo en fase gaseosa, principalmente produciendo dimetilsulfóxido, subproducto 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, y su fórmula de reacción es:

(CH3)2S NO2 → (CH3)2SO NO

El óxido nítrico generado reacciona con el oxígeno para generar dióxido de nitrógeno, que se vuelve a utilizar. El dióxido de nitrógeno actúa como catalizador.

NO 1/2O2→NO2 123.4kJ

La reacción de oxidación se puede realizar en fase líquida o en fase gaseosa. En la fase gaseosa se requieren controles estrictos para evitar explosiones. En la actualidad, la mayoría de las unidades de producción industrial utilizan el método de oxidación en fase líquida.

Este proceso tiene dos tipos: co-corriente y contracorriente, incluyendo procesos de torre de oxidación simple y torre de oxidación múltiple y procesos de reciclaje parcial de dimetilsulfóxido y de dimetilsulfóxido sin circulación.

El proceso de oxidación en fase líquida de torre de flujo paralelo es más avanzado con el proceso mejorado de Toyo Rayon Company de Japón. La ventaja de este proceso mejorado es que reduce la cantidad de NO2 utilizado en el catalizador y mejora la calidad. tasa de conversión. Antes de la mejora, la dosis de NO2 era de 4,95 (mol) de la materia prima y la tasa de conversión era de 92; después de la mejora, la dosis de NO2 se redujo a 3,07 (mol) y la tasa de conversión era de 96.

El proceso de oxidación en fase líquida en torre a contracorriente también es un proceso comúnmente utilizado en la industria. Este proceso es relativamente seguro, tiene un alto rendimiento de dimetilsulfóxido y puede utilizar completamente el catalizador.

En algunos procesos de varias columnas, hay hasta cuatro reactores. El primer reactor es el reactor principal, donde la mayor parte del sulfuro de dimetilo se oxida a dimetilsulfóxido mediante dióxido de nitrógeno. El sulfuro de dimetilo que no ha reaccionado se sopla al segundo reactor mediante el dióxido de nitrógeno expulsado. El reactor y el tercer reactor son reactores de regeneración de NO2. , y el cuarto reactor es un reactor de absorción. El NO2 es absorbido por dimetilsulfóxido y reciclado. 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 recupera y recicla, por lo que el consumo de catalizador de NO2 es bajo y el contenido de NO2 en los gases de escape es bajo (0,3). ), lo que es beneficioso para la protección del medio ambiente. Sin embargo, este proceso requiere una gran inversión y el control de la producción también es problemático. Por lo tanto, la producción industrial actual utiliza mayoritariamente un proceso de una sola torre, 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 producción de NO2 y su impacto en el medio ambiente, se puede instalar un depurador en la parte superior de la torre de reacción para descargar parte del NO2 absorbido por el dimetilsulfóxido para su reutilización. Sin embargo, esto reduce correspondientemente la capacidad de producción del. torre de reacción y aumenta la inversión y los costes de funcionamiento. Dado que los gases de escape descargados pueden cumplir con los estándares de emisiones nacionales sin agregar un depurador, actualmente el proceso de oxidación en fase líquida de una sola torre a contracorriente se utiliza principalmente en China sin agregar un depurador.

[Esta publicación fue editada por última vez por brucehan el 25 de diciembre de 2008 a las 12:01]

De: /spcspc/Chinese/tep/2000_06/3.html.