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二甲亚砜(DMSO)

时间:2019-10-09    作者:admin    来源:未知

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  二甲亚砜(DMSO),又称二甲基亚砜。 味微苦,沸点189℃,熔点18.5℃,有吸水性。二甲亚砜既可溶于有机溶剂, 也可溶于许多无机溶剂,它还可以溶解多种有机物和无机物。

  SO,常温下为无色无臭透明液体,是一种吸湿性的可燃液体。具有高极性、高沸点、热稳定性好、非质子、与水混溶的特性,能溶于乙醇丙醇、苯和氯仿等大多数有机物,被誉为“万能溶剂”。

  无色液体,无臭,具有吸湿性,能与水、乙醇丙酮、苯、氯仿混溶。在-般情况下很稳定,在沸点长时间煮沸时发生分解.室温下遇氯发生猛烈反应,易燃,蒸气与空气形成爆炸性混合物爆炸极限2.6%-28.6%(vol)。毒性低,LD5018000mg/kg。

  它是一种渗透性保护剂,对细胞无毒性,分子量小,溶解度好,能迅速透入细胞,降低冰点,提高细胞膜对水的通透性,延缓冻结过程,能使细胞内水分在冻结之前透出细胞外,在胞外形成冰晶,提高细胞内的电解质浓度,减少胞内冰晶,从而减少冰晶对细胞冻伤。

  1. 性状:无色黏稠透明油状液体或结晶体。具弱碱性,几乎无臭,稍带苦味,常用

  7. 黏度( mPa·s,25C ): 1.987(25 ℃); 2.2(20 ℃); 1.290(50 ℃)

  14. 比热容( KJ/(kg ·K),25C ,定压): 1.95

  23. 溶解性:可与水以任意比例混合,除石油醚外,可溶解一般有机溶剂。在20℃时能吸收氯化氢30% (重量)、二氧化氮30% (重量)、二氧化硫65% (重量),不溶于除乙炔外的脂肪烃化合物。对多种化合物有溶解能力。溶于水、乙二醇、丙酮、苯、烃类氯化物、乙二醇的酯等。

  2.二甲亚砜与酰氯类物质如氰尿酰氯、苯酰氯、乙酰氯、苯碘酰氯、亚硫酰氯、硫酰氯、三氯化磷等接触时,发生激烈的放热分解反应。与硝酸结合,生成( CH3)2SO· NHO3 。与碳酸钡作用可使二甲亚砜再生。与浓氢碘酸作用,生成二甲硫磺化合物。

  二甲基亚砜广泛用作溶剂和反应试剂,特别是丙烯腈聚合反应中作加工溶剂和抽丝溶剂,作聚氨酯合成及抽丝溶剂,作聚酰胺,聚酰亚胺和聚砜树脂的合成溶剂,以及芳烃,丁二烯抽提溶剂和合成氯氟苯胺的溶剂等。

  DMSO 是二甲基亚砜, 用途广泛。用作乙炔、芳烃、二氧化硫及其他气体的溶剂以及腈纶纤维纺丝溶剂。是一种即溶于水又溶于有机溶剂的极为重要的非质子极性溶剂。对皮肤有强的渗透性, 有助于药物向人体渗透。也可作为农药的添加剂。也是一种十分重要的化学试剂。

  DMSO 也是一种渗透性保护剂,能够降低细胞冰点,减少冰晶的形成,减轻自由基对细胞损害,改变生物膜对电解质、药物、毒物和代谢产物的通透性。

  但研究表明, DMSO 存在一定的毒性作用,与蛋白质疏水基团发生作用,导致蛋白质变性,具有血管毒性和肝肾毒性。

  DMSO 存在一定的毒性作用, 用的时候要避免其挥发, 要准备1%-5% 的氨水备用, 皮肤沾上之后要用大量的水洗以及稀氨水洗涤.。

  最为常见的为恶心、呕吐、皮疹及在皮肤、和呼出的气体中发出大蒜、洋葱、牡蛎味。

  皮肤:能够灼伤皮肤并使皮肤有刺痛感,如同所见的皮疹及水泡一样。若二甲基亚砜与含水的皮肤接触会产生热反应。要避免接触含有毒性原料或物质的二甲基亚砜溶液, 因其毒性不为人所知,而二甲基亚砜却可能会渗入肌肤,在一定条件下会将有毒物质代入肌肤。

  二甲基亚砜是一种既溶于水又溶于有机溶剂的极为重要的非质子极性溶剂。广泛用作溶剂和反应试剂,具有很高的选择抽提能力。二甲基亚砜本身有消炎止痛, 利尿, 镇静等作用,在医药工业中可以直接用作某些药物的原料及载体。有“万灵药”之称,常作为止痛药物的活性组分添加于药物之中。

  2、可作有机溶剂、反应介质及有机合成中间体。用途极广。本品具有很高的选择性抽提能力, 用作丙烯酸树脂及聚砜树酯的聚合和缩合溶剂、聚丙烯腈及乙酸纤维的聚合抽丝溶剂、烷烃与芳烃分离的抽提溶剂、用于芳烃、丁二烯抽提,腈纶纺丝、塑料溶剂及有机合成染料、制药等工业的反应介质。在医药方面, 二甲基亚砜有消炎止痛作用, 对皮肤有强渗透力,因而可溶解某些药物, 使这类药物向人体渗透从而达到治疗目的。利用二甲基亚砜的这种载体特性, 也可作为农药的添加剂。在某些农药中添加少量二甲基亚砜, 有助于农药向植物内渗透,以提高药效。二甲基亚砜还可作为合成纤维的染色溶剂、去染剂、染色载体,也可作为回收乙炔、二氧化硫的吸收剂,合成纤维改性剂,防冻剂以及电容介质、刹车油、稀有金属提取剂等。

  4、透皮促进剂。二甲基亚砜是使用最早的经皮渗透促进剂之一,促渗性质可能与其溶剂性有关。二甲基亚砜能使皮肤角质细胞内蛋白质变性; 可破坏角质层细胞间脂质的有序排列;可脱去角质层脂质、脂蛋白,增强药物的渗透作用,但使用高浓度二甲基亚砜时,会使皮肤产生红斑、水泡及不可逆性损伤,美国已禁用.常用浓度为30%-50% 。

  5、防冻剂。纯二甲基亚砜的冰点是18. 45 ℃ ,含水40 % 的二甲基亚砜- 60 ℃不冻,而且二甲基亚砜与水、雪混合时放热。因此做汽车防冻液、刹车油、液压液组分提供了方便。乙二醇防冻液在超过- 40 ℃低温时已不适用,而且比二甲基亚砜沸点低,有毒,易产生气阻。二甲基亚砜防冻液在北部严寒地区用于汽车、战车中,并可以随时以雪代水补充。二甲基亚砜还用于除冰剂、涂料、各种乳胶的防冻剂、汽油、航煤的防冻剂,骨髓、血液、器官低温保存的防冻剂.

  2.该品采用铝桶、塑料桶或玻璃瓶包装。贮存于阴凉通风干燥处,按易燃有毒物品规定贮运。

  二甲基亚砜一般采用二甲硫醚氧化法制得,由于所用的氧化剂和氧化方式不同,因而有不同的生产工艺。

  作催化剂, 先合成二甲基硫醚, 再与二氧化氮(或硝酸)氧化得二甲基亚砜。

  以丙酮作缓冲介质,使二甲硫醚与双氧水反应。用该法生产二甲基亚砜成本较高,不适于大规模生产。

  以甲醇和硫化氢在γ-氧化铝作用下生成二甲基硫醚;硫酸与亚硝酸钠反应生成二氧化氮;二甲基硫醚再与二氧化氮在60-80 ℃进行气液相氧化反应生成粗二甲基亚砜, 也有直接用氧气进行氧化,同样生成粗二甲基亚砜,然后经减压蒸馏, 精制得二甲基亚砜成品。此法是较为先进的生产方法。

  用硫酸二甲酯硫化钠反应,制得二甲基硫醚;硫酸与亚硝酸钠反应生成二氧化氮;二甲基硫醚与二氧化氮氧化得粗二甲基亚砜, 再经中和处理, 蒸馏后得精二甲基亚砜。此外,用阳极氧化的方法由二甲硫醚生产二甲基亚砜。

  精制方法:将二甲亚砜减压蒸馏后,加入氧化铝放置一夜,用高50cm ,填有陶制鞍形填料的蒸馏塔,于266.6~399.9Pa 、50℃进行减压蒸馏,收集中间馏分。或将二甲亚砜与CaH

  一起加热一日,减压蒸馏后用分子筛干燥,在氮气流下再进行减压蒸馏。也可以分步结晶精制。

  5.将二甲硫醚(由硫酸二甲酯与硫化钠反应制得)与二氧化氮(由硫酸与亚硝酸钠反应制得)在60 ~80 ℃进行气液相氧化反应制得二甲基亚砜粗品,然后减压蒸馏、采用分子筛脱水后再减压精馏,即得成品二甲基亚砜。

  6.以丙酮作为缓冲介质,加入相等物质量的二甲硫醚和双氧水,搅拌反应,维持温度20 ℃:反应结束后,直接减压蒸馏即可得纯度较高的二甲基亚砜。

  世界上有美国,日本,法国和中国四个国家拥有二甲基亚砜的生产装置,截止1997 年底美国,法国和日本三国现有的二甲基亚砜装置的生产能力已达3 万吨/年。中国约1 万吨年。

  中国二甲基亚砜生产能力和产量增长很快。据统计, 1992 年中国二甲基亚砜生产能力已达4.5 千吨/年,产量为2.6 千吨;1995 年创历史最高水平, 生产能力达到8.7 千吨/年(开车能力),生产量6 千吨。1996 年盘锦,太谷,榆茨,宜城等厂家共生产二甲基亚砜产品5 千吨,外贸出口1.6 千吨,国内销售量3.34 千吨。中国二甲基亚砜生产装置均采用甲醇与二硫化碳为原料合成二甲基硫醚,温度380 度,常压,同时可副产10% 以上的甲硫醇等副产品。二甲基硫醚生产二甲基亚砜采用氧化和精制两个工序。

  )在液相中反应生成二甲基亚砜,同时二氧化氮被还原成氧化氮,采用逆流塔式液相氧化反应器,塔底温度60 度,塔顶温度25度。二氧化氮由亚硝酸钠和浓硫酸反应制备, 被还原后生成的NO 用氧气氧化重新制得二氧化氮。未反应的二甲基硫醚经闪蒸从产物中分离, 再循环使用, 二甲基亚砜粗产品用氢氧化钠进行中和处理。

  二甲基亚砜是优良的溶剂,中国有较长的工业生产历史,技术成熟可靠。中国现有的二甲基亚砜生产装置远不能满足国内日益增长的需要, 供需缺口在不断的扩大, 其产品出口创汇形势喜人, 加大了供需矛盾。为解决二甲基亚砜生产能力不足的矛盾, 国内应根据市场发展的需要适度建设新的生产装置。中国现有二甲基亚砜生产工艺均采用二硫化碳法,成本相应增高,今后应考虑采用硫化氢法建设新厂,尤其是采用天然气净化厂(脱硫厂)和炼油厂脱硫装置排放硫化氢。生产二甲基亚砜会增加企业经济效益。中国造纸废液未将副产的二甲基硫醚进行回收, 若能回收,不仅减少污染,且能变废为宝,为企业增加经济效益。甲硫醇在中国已有一定的消费市场,主要用来制取蛋氨酸、医药和农药。生产二甲基亚砜可同时联产甲硫醇,今后建设新装置时应考虑将两者联产。

  DMSO 在芳烃抽提中作为萃取溶剂, 最早是法国的IFP 法,曾在华沙三十五国化工会议上发表。它的优点是: ⑴对芳烃的选择性高;⑵常温下对芳烃的无限制混溶;⑶萃取温度低,且不与烷烃、烯烃、水反应;⑷无腐蚀、无毒;⑸萃取工艺简单、设备少、节能;⑹不溶烯烃适合含烯高的油料; ⑺溶济回收可用反萃取。比壳牌公司的Sulfinol 法和环球公司的Udcx 法更优越。中国北京、辽阳石化公司在引进装置中已使用。DMSO 对烷烃不溶,因此用于食品蜡、食用白油的精制和治癌物的检测中。DMSO 对乙炔易溶, 每升DMSO 能溶解33 升乙炔,而丙酮只能溶解25 升乙炔DMSO沸点高,回收、再生容易。困此用于石油气乙炔回收和溶解乙炔生产中。DMSO 对有机硫化物、芳烃、炔烃易溶,常用于润滑油、柴油精制中。DMSO 与水在40% 时-60 ℃不冻。所以DMSO 用于汽油、航煤防冰剂、高寒地区汽车防冻液。在燃料油添加剂二茂铁生产中用作反应溶剂, 使二聚环戊二烯钠与三氯化铁的反应加速, 提高收率。在硝基烷烃生产中使亚硝酸钠与氯代烷在DMSO 中直接反应具有很高收率。最近在石油加工中还有许多报道,新用途在不断开发,特别是国外在柴油精制中投入了工业化生产。

  DMSO 在腈纶纺丝中应用,最早是日本东洋人造丝株式会社申请专利,使丙烯腈在DMSO 中聚合,不用分离,直接在水浴中喷丝,得到膨松、柔软、容易染色的人造羊毛。其优点是工艺简化、溶解度高、溶剂沸点高、无毒、容易回收、产品性能好、成本低。

  DMSO 作为反应溶剂在医药中间体合成中应用很多。如:用氟化钾与3,4― 二氯硝基苯在DMSO 中反应制得氟氯苯胺,被广泛用于氟哌酸生产以及三氟硝基甲苯、氧氟沙星等含氟药物。印度是生产含氟药物的主要国家之一, 因此DMSO 进口量每年为4500t 左右。DMSO 在合成黄连素、蔗糖脂肪酸多酯和中药萃取生产都已应用。

  DMSO 对许多药物具有溶液性、渗透性、本身具有消炎、止痛,促进血液循环和伤口愈合,并有利尿、销静作用。能增加药物吸收和提高疗效,因此在国外叫做“万能药”。各种药物溶解在DMSO 中,不用口服和注射,涂在皮肤上就能渗入体内,开辟了给药新途径。

  DMSO 是农药、农肥的溶剂、渗透剂增效剂。国外报道用抗菌素溶入DMSO 中治疗果树腐乱病、将杀虫剂溶入DMSO 中杀灭树木及果实中的食心虫,用0.5 ‰的溶液在大豆开花期喷洒,增产10% ~15% ,各种肥料水溶液中加5‰DMSO 后更容易引起人身中毒。国内在果树霉菌病中已有应用。在对植物实验中将非渗透药物、染料配成DMSO 水溶液,涂抹树干, 12h 后发现枝叶、根茎果实都含有量或着色,再经过24h 检测结果消失。说明溶在DMSO 中的药物、色素可以渗透、流通,也能通过新陈代谢排出、这种特性显示出DMSO 在农业上的应用前景,有待于今后研究。

  吉林染料厂在仁丹士林兰生产中使用DMSO 后使用生产能力、收率大幅度提高, 四川染料厂仍在使用。据报道在印染中加入DMSO 使染色均匀消除色差。

  DMSO 做溶剂助溶剂防冻剂, 在水乳漆中使用较多。由于DMSO 对各种树脂溶解性好,因而在某些漆中作为增溶剂。更重要的用途是作去漆剂。DMSO 中加入碱或硝酸,可以除掉包括环氧树脂在内的各种漆膜。

  纯DMSO 的冰点是18.45 ℃,含水40% 的DMSO 在-60 ℃不冻,而且DMSO 与水、雪混合时放热。这种性质使DMSO 可作为汽车防冻液、刹车油、液压液组分。乙二醇防冻液在超过-40 ℃低温时已不适用。而且比DMSO 沸点低,有毒,易生产气阻。DMSO 防冻液在北部严寒地区用于除冰剂涂料、各种乳胶的防冻剂,汽油、航煤的防冰剂,骨髓、血液、低温保存的防冻剂等。

  在石油加工、化工尾气回收、气体分离中利用DMSO 对芳烃、炔烃、硫化物、二氧化氮、二氧化硫的易溶物性,作为气体分离溶剂。

  在生产中DMSO 作为聚砜树脂的聚合反应溶剂。DMSO 对许多天然树脂、合成树脂具有溶解性,对尼龙、涤纶、聚氯乙烯树脂在中热可以溶解。DMSO 用于人造革加工,还可用作聚氨酯反应釜清洗剂,丙烯腈共聚反应溶剂。

  在蒽醌生产中,用于蒽精制。在蒽油中加入DMSO 萃取精蒽,一次萃取含量可达到底98% 以上,用不着水反萃取回收DMSO ,工艺简单。在萘精制中国外也有应用,在焦炉气分离中用于回收有机硫化物。应用国外报道用DMSO 做金、铂、铌、钽、铼和放射性元素的萃取添加剂,提高选择性、溶解性和低温晶析的防冻剂。

  DMSO 用于法拉级、超大容量电容器―― 液体双电层电容器的电解质,电容器仅为微法拉容量, 而这种电容器可达到1~ 100 法拉。如:日本3~ 5V10F 、美国1.6V 100F电容器, 用于太阳能供电系统作为能量贮存元件, 电子计算机和机器人的信息保护电源和记忆元件。在电子元件、集成线路清洗中大量使用DMSO ,它具有对有机物、无机物、聚合物一次清除的功能,而且无毒、无味,容易回收。

  DMSO 在化学反应中起到反应溶剂、反应试的双重作用,对某些不能实现的反应在DMSO 中能顺利进行,对某些化学反具有加速、催化作用,提高收率,改革产品性能。

  1.亲核取代反应: DMSO 为卤代烷及磺酸酯亲核离解溶剂,能生成加成物,反应速率比一般非质子溶剂快155 倍,在烷基化反应中占有重要地位。卤代烷与无机氰化物反应制备腈,不易反应。在DMSO 中反应速度快,收率高。亚硝酸钠与卤代烷或a― 卤代酯转变为硝基物,也有类似效果。Swarts 反应不易制备芳烃氟化物,但在DMSO 中氟化钾与氯代芳烃等易起置换反应制得产率很高的氟交换。溴苯与叔丁醇钾在DMSO 中不用热即生成苯叔丁醚。

  2.消除反应:苄醇及脂肪族叔醇在DMSO 中生成稀,磺酸酯及卤代烷在DMSO 中加热生成烯。Cope 消除反应在DMSO 中室温下能顺利进行, 且反应速度比在水中快105 倍。

  3.亲电取代反应:在DMSO 中一些饱和碳原子上亲电取代反应能快速进行。如:烯醇钠盐在苯中用卤代烷烷基化时,加入0.65mol/L 浓度的DMSO ,能使反应,在DMSO 中比在二氧六环中快20 倍。有机物中氢-重氢在碱催化下交换速率在DMSO 中比在醇中高109倍。在DMSO 使不对称a― 碳消旋速率比在叔丁醇中高106 倍。

  4.双建重排:在DMSO 中经叔丁醇钾催化可产生双键重排,反应能在低温下均相进行。

  在水热合成过程中,可用来做溶剂,反应釜中DMSO 在120 ℃以上会发生分解,产生有毒气体,有头晕症状,气味非常难闻。使用时要注意防护,如果温度超过120 ℃,开釜的时候应在通风橱中进行,并带防毒面具。在细胞冻存中的应用二甲基亚砜是一种重要的渗透型细胞保护剂。在深低温(零下200 度)保存细胞时冻存过程中, 为防止细胞内液冰晶形成、渗透压改变、细胞结构紊乱等导致的损伤, 有必要使用含有DMSO 冷冻保护剂。DMSO 能够快速穿透细胞膜进入细胞中,降低冰点、延缓冻存过程, 同时提高细胞内离子浓度,减少细胞内冰晶的形成,从而减少细胞损伤。深低温时二甲基亚砜的细胞毒性受到抑制。复苏时动作要快, 尽快洗掉二甲基亚砜, 否则会造成对细胞严重的毒性。二甲基亚砜(DMSO )是最好的细胞冻存保护剂,但也是一种以细胞毒性很大的化学试验剂。研究结果表明,培养液中DMSO 浓度为10% 时,细胞生长抑制率近100% ;1‰ 浓度时抑制率为35% ,即使是0.04 ‰的浓度, DMSO 对细胞的生长也有不利的影响。

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