СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ Российский патент 2011 года по МПК C07C309/04 

Описание патента на изобретение RU2412164C1

Изобретение относится к области технологии получения серосодержащих органических соединений, в частности к с синтезу метансульфокислоты (СН3SO3H), используемой в качестве растворителя, катализатора реакции нитрования, нитрозирования, этерификации, ацилирования, полимеризации олефинов, а также может быть использована в химической, электронной и радиотехнической отраслях промышленности.

Аналогом является способ получения метансульфокислоты гидролизом метансульфохлорида при нагревании в присутствии катализатора сульфокислоты формулы R-SO3H, где R-C1-C18 алкил или замещенный алкилом фенил, в количестве 0,1-1,05 мас.% при 65-95°С (Патент №2062268 (Россия) С1, кл. C07C, от 20.06.1996 г.).

Недостатком данного способа является использование в качестве исходного вещества токсичного метансульфохлорида, а также дефицитного катализатора и высокой температуры, что делает его трудоемким и дорогим.

Прототипом является способ получения метансульфокислоты путем электролиза водного раствора диметилсульфоксида ((CH3)2SO) на фоне серной кислоты в анодном отделении диафрагменного электролизера при плотностях тока 0,06-0,12 А/см2 (патент №2344126 (Россия) С1, кл. C07C, от 19.11.2007 г.).

К недостатку известного электрохимического способа получения метансульфокислоты из диметилсульфоксида относится использование в качестве фонового электролита серной кислоты. Метансульфокислота хорошо смешивается с серной кислотой, при отделении и очистке происходят потери конечного продукта.

К недостатку известного способа также относится использование электролизера с диафрагмой, что приводит к повышению перенапряжения на электролизере и перерасходу электроэнергии.

Задачей данного изобретения является совершенствование способа синтеза метансульфокислоты из диметилсульфоксида.

Технический результат заключается в упрощении процесса и повышении эффективности синтеза метансульфокислоты в бездиафрагменном электролизере путем исключения дополнительного реактива и повышения производительности за счет использования более высокой анодной плотности тока.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что проводят электролиз 1,0-4,0 М водного раствора диметилсульфоксида на фоне электролита - метансульфокислоты - в бездиафрагменном электролизере на платиновом аноде при плотностях тока 0,12-0,18 А/см2.

Сущность изобретения поясняется примерами.

Пример 1.

Электросинтез метансульфокислоты из диметилсульфоксида проводят в бездиафрагменном электролизере цилиндрической формы из нержавеющей стали или из стеклоуглерода, который служит катодом. Анодом служит гладкая платиновая пластина с площадью геометрической поверхности 8 см2, которую устанавливают в центре электролизера. В электролизер заливали 50 мл 0,2 М водного раствора метансульфокислоты и 2,0 М раствор ДМСО. Электролиз проводят при плотности анодного тока 0,12 А/см2. После завершения электролиза образующийся водный раствор метансульфокислоты по необходимости концентрируют путем упаривания. После упаривания и охлаждения получается расплывающаяся на воздухе кристаллическая масса, которая представляет собой метансульфокислоту с температурой плавления 20°С.

Идентификацию конечного продукта проводили путем перевода метансульфокислоты в ее натриевую (или калиевую) соль с последующим снятием ИК-спектров. ИК-спектры снимали на спектрометре FT-80 с Фурье преобразованием с использованием программного комплекса «Get Spektrum». Полоса, характерная для S=O группы, проявляется при 1070-1030 см-1.

Количественное определение метансульфокислоты проводилось методом кислотно-основного титрования. Выход метансульфокислоты по току составляет 90%.

Пример 2.

Проводился аналогично примеру 1. Электролизу подвергали 2,0 М водный раствор диметилсульфоксида на фоне 0,2 М водного раствора метансульфокислоты при плотности тока 0,14 А/см2. Выход по току конечного продукта составляет 91%.

Пример 3. Проводился аналогично примеру 1. Электролизу подвергали 2,0 М раствор диметилсульфоксида на фоне 0,2 М водного раствора метансульфокислоты при плотности тока 0,16 А/см2. Выход по току, как и в примере 1, составляет 90%.

Пример 4.

Электролиз проводится идентично примеру 1. Электролизу подвергают 2,0 М раствор диметилсульфоксида на фоне 0,2 М водного раствора метансульфокислоты. Электролиз проводили при плотности тока 0,18 А/см2. Выход по току составляет 87%.

Данные препаративного электросинтеза метансульфокислоты из диметилсульфоксида на фоне 2,0 М метансульфокислоты при различных плотностях тока представлены в таблице.

Данные препаративного электросинтеза метансульфокислоты № пп Конц. ДМСО М i, А/см2 Q, Кл Выход по току, % Выход по в-ву, г 1 2,0 0,12 5,36 90 5,5 2 2,0 0,14 5,36 91 6,0 3 2,0 0,16 5,36 90 5,5 4 2,0 0,18 5,36 87 5.3 5 2,0 0,20 5,36 70 3,5

Как следует из таблицы, выше 0,18 А/см2 выход по току метансульфокислоты существенно уменьшается, что обусловлено протеканием побочных реакций выделения водорода на катоде и кислорода на аноде.

Метансульфокислота, синтезируемая путем электролиза водных растворов диметилсульфоксида (ДМСО), получается в виде расплывающейся на воздухе массы высокой чистоты.

Предложенный метод имеет некоторые преимущества по сравнению с известным электрохимическим способом получения его из диметилсульфоксида.

1. Синтез метансульфокислоты в предложенном методе осуществляют в бездиафрагменном электролизере, в котором, как известно, напряжение на электролизере меньше и соответственно количество электроэнергии, затрачиваемой на единицу массы конечного продукта, уменьшается.

2. При синтезе данным способом нет необходимости очистки конечного продукта от побочных реактивов.

3. Метансульфокислота получается достаточно высокой степени чистоты, сокращается число операций, а также материалы и средства на выделение и очистку.

4. При данном способе синтеза метансульфокислоты увеличивается производительность процесса за счет увеличения плотности анодного тока.

Таким образом, для заявленного способа в том виде, в каком он охарактеризован в описании, подтверждена возможность его осуществления просто и без использования дорогих реактивов и оборудования. Синтезируемое соединение - метансульфокислота - находит применение в качестве реагента, растворителя и катализатора в препаративном органическом синтезе и в фармацевтической промышленности.

Похожие патенты RU2412164C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ 2012
  • Хидиров Шагабудин Шайдабекович
  • Омарова Камила Омаровна
  • Ахмедов Магомед Абдурахманович
  • Хибиев Хидирляс Саидович
RU2496772C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ 2007
  • Хидиров Шагабудин Шайдабекович
  • Омарова Камила Омаровна
  • Хибиев Хидирляс Саидович
RU2344126C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ 2014
  • Хидиров Шагабудин Шайдабекович
  • Ахмедов Магомед Абдурахманович
  • Рабаданов Муртазали Хулатаевич
RU2554880C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИМЕТИЛСУЛЬФОНА 2007
  • Хидиров Шагабудин Шайдабекович
  • Омарова Камила Омаровна
  • Хибиев Хидирляс Саидович
RU2377235C2
Способ получения диметилдисульфона 2017
  • Хидиров Шагабудин Щайдабекович
  • Ахмедов Магомед Абдурахманович
  • Хибиев Хидирляс Саидович
  • Копарова Мадина Юсуповна
RU2641302C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСОДИКАРБОНАТА КАЛИЯ 1998
  • Наживин Е.А.
RU2181791C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-(2'-ГИДРОКСИ-5'-МЕТИЛФЕНИЛ)-БЕНЗОТРИАЗОЛА 1993
  • Горбунов Б.Н.
  • Рапопорт Ю.М.
  • Ситнер Е.Я.
RU2076865C1
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИС(2-ХЛОРЭТИЛ)ФОСФАТА 2015
  • Турыгин Виталий Валерьевич
  • Томилов Андрей Петрович
  • Березкин Михаил Юрьевич
RU2576663C1
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРАЛИФАТИЧЕСКИХ БИС-ФТОРСУЛЬФАТОВ НА ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКИХ НАНОРАЗМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ 2007
  • Гринберг Виталий Аркадьевич
  • Пасынский Александр Анатольевич
  • Стерлин Сергей Рафаилович
  • Майорова Наталия Александровна
  • Трусов Лев Ильич
  • Красько Людмила Борисовна
RU2350596C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИМУРАВЬИНОЙ КИСЛОТЫ И ЕЕ СОЛЕЙ 2005
  • Магамедбеков Рафик Магамедбекович
  • Хидиров Шагабудин Шайдарбекович
  • Хибиев Хидирляс Саидович
RU2299878C2

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ

Изобретение относится к области технологии получения серосодержащих органических соединений, в частности к с синтезу метансульфокислоты (СН3SO3Н) путем проведения электролиза 1,0-4,0 М водного раствора диметилсульфоксида в бездиафрагменном электролизере в присутствии метансульфокислоты в качестве фонового электролита при плотностях тока 0,12-0,18 А/см2. Технический результат заключается в упрощении процесса и повышении эффективности синтеза метансульфокислоты в бездиафрагменном электролизере путем исключения дополнительного реактива и повышения производительности за счет использования более высокой анодной плотности тока. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 412 164 C1

Способ получения метансульфокислоты путем проведения электролиза 1,0-4,0 М водного раствора диметилсульфоксида, отличающийся тем, что электролиз проводят в бездиафрагменном электролизере в присутствии метансульфокислоты в качестве фонового электролита при плотностях тока 0,12-0,18 А/см2.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2412164C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ 2007
  • Хидиров Шагабудин Шайдабекович
  • Омарова Камила Омаровна
  • Хибиев Хидирляс Саидович
RU2344126C1
RU 2062268 C1, 20.06.1996
Привод подвижного вращателя бурового станка 1974
  • Русаков Владимир Константинович
  • Залкинд Яков Вениаминович
SU632820A1

RU 2 412 164 C1

Авторы

Хибиев Хидирляс Саидович

Хидиров Шагабудин Шайдабекович

Даты

2011-02-20Публикация

2009-11-25Подача