Изобретение относится к новому серосодержащему пероксидному соединению - диметилдисульфопероксид (пероксид димезилата) - и технологии его получения. Диметилдисульфопероксид (пероксид димезилата) представляет собой сложное сероорганическое перксидное соединение, содержащее в молекуле как мезилатную (CH3S(O)2O-), так и перекисную группы (-O-O-), которые обладают окислительно-восстановительными, отбеливающими и противобактерицидными свойствами. Общая формула: CH3-S(O)2-O-O-S(O)2-CH3.
Структурная формула:
Пероксид димезилата может проявлять многие физические и химические свойства, характерные как неорганическим, так органическим пероксидным соединениям, которые широко используются в качестве окислителей, отбеливателей в текстильной, целлюлозно-бумажной, в фармацевтической в виде лекарственных препаратов и косметических средств, а также в нефтехимии и в качестве инициаторов полимеризации, отвердителей синтетических смол и в других отраслях промышленности.
Известно, что многие органические и неорганические пероксидные соединения получают методами электрохимического синтеза [1. Патент РФ №1682305 от 19.03.1993 г. Пероксомокремниевая и способ ее получения. Авторы: Хидиров Ш.Ш; 2. Патент РФ №1589697 от 19.03.1993 г. Пероксомокарбоновая в качестве дизенфицирующего средства и способ ее получения. Авторы: Хидиров Ш.Ш.; 3. Патент РФ №2386584 Способ получения пероксосиликата натрия от 20.11.2010 г. Авторы: Хидиров Ш.Ш., Хибинв Х.С., Магомедбеков P.M., Магомедова М.М.; 4. Патент РФ №2299878 от 27.05.2007 г. Способ получения пероксимуравьиной кислоты и ее солей. / Авторы: Магомедов P.M., Хидиров Ш.Ш., Хибиев Х.С.; 5. Патент РФ №2216537 от 20.11.2003 г. Способ получения пероксиуксусной кислоты. Авторы: Хидиров Хибиев Х.С.; 6. Патент РФ №2154126 от 10.08.2000 г. Способ получения пероксомонокремниевой кислоты. Авторы - Хидиров Ш.Ш., Магомедова М.М.; Патент РФ №1815262 от 19.03.1993 г. Способ получения пероксиугольной кислоты. Авторы: Хидиров Ш.Ш., Алиев З.М.]
Наиболее близким по сущности способом получения является способ получения пероксодисерной кислоты (H2S2O8) и ее солей - пероксодисульфатов аммония, калия и др. [Химия и технология перекиси водорода. / Под ред. Г.А. Серышева. - Л.: Химия, 1984 г.].
Пероксодисерную кислоту получают электрохимически из концентрированных растворов серной кислоты в анодном отделении диафрагменного электролизера при достаточно высоких объемных плотностях тока (0,5-1,0 А/см2) на анодно-устойчивых электродных материалах [Практикум по прикладной электрохимии / Под ред. В.Н. Варыпаева, В.н. Кудрявцева 3-изд. Л: Химия, 1990. - 304 с. (С. 187); Patent US 20080251108 A1 at 16 oct. 2008. Sulfuric Acid Recycling Type Cleaning System and a Sulfuric Acid Recycling Type Persulfuric Acid Supply Apparatus / Tatsuo Nagai, Norihito Ikemiya, Haruyoshi Yamakawa, Hideki Kobayashi, Hiroshi Morita / Patent of holder - Kurita Water Industries Ltd.].
Задачей данного изобретения является электрохимический синтез диметилдисульфопероксида (пероксид димезилата) из концентрированных 4,0-12,0 М растворов метансульфокислоты.
Сущность получения нового соединения и технологии его синтеза состоит в том, что проводят электролиз концентрированных 4,0-12,0 М растворов метансульфокислоты в анодном отделении диафрагменного электролизера в пределах плотностей анодного тока (0,025-0,1 А/см2) с последующем охлаждением до Т=-14°C и выделением из раствора анолита твердого вещества - диметилдисульфопероксида (пероксид димезилата).
Сущность изобретения поясняется примерами.
Пример 1.
Электролиз проводили в диафрагменном электролизере с перфторированной катионитовой мембраной. Анод - гладкая платина, S=10 см2, катодом - свинец. В анодное отделение электролизера заливают 100,0 мл 10,0 М метансульфокислоты (MCK) CH3SO3H, а в катодное отделение - 2,0 М раствор CH3SO3H.
Основным продуктом электросинтеза при плотности анодного тока (ia) 0,1 А/см2 является диметилдисульфопероксид (пероксид димезилата) (CH3S(O)2-O-O-S(O)2CH3).
По окончании электролиза раствор анолита охлаждали до Т=-14°С для выделения твердого вещества (CH3S(O)2-O-O-S(O)2CH3). Выделенное вещество высушивали в эксикаторе над концентрированной серной кислотой и взвешивали на лабораторных весах.
Выход пероксид димезилата составил 78% масс.
Пример 2. Проводят аналогично примеру 1. Электролизу подвергали концентрированный раствор 10,0 М CH3SO3H при плотности анодного тока 0,05 А/см2.
Выход диметилдисульфопероксида (пероксид димезилата) составил 72% масс.
Пример 3. Проводят аналогично примеру 1. Электролизу подвергали концентрированный раствор 10,0 М CH3SO3H при плотности анодного тока 0,025 А/см2.
Выход диметилдисульфопероксида (пероксид димезилата) составил 62% масс.
Пример 4. Проводят аналогично примеру 1. Электролизу подвергали, концентрированный раствор 8,0 М CH3SO3H при плотности анодного тока 0,1 А/см2.
Выход диметилдисульфопероксида (пероксид димезилата) составил 74% масс.
Пример 5. Проводят аналогично примеру 1. Электролизу подвергали концентрированный раствор 4,0 М CH3SO3H при плотности анодного тока 0,1 А/см2.
Выход диметилдисульфопероксида (пероксид димезилата) составил 70% масс.
Результаты аналогичных примеров при различных плотностях анодного тока даны в таблице 1. Погрешность измерений выхода по веществу составляло ±2-3%.
Из данных таблицы видно, что наиболее высокий выход пероксида димезилата по веществу происходит при концентрации См (CH3SO3H)=10,0 М и плотности анодного тока ia=0.1 A/cm2.
На фиг. 1 представлены изображения анолита до и после электролиза. По окончании электролиза раствор становится вязким и пенистым, а при охлаждении до Т=-14°С анолит кристаллизуется.
Образование пероксида димезилата, полученного в анодном отделении диафрагменного электролизера, установлено методами КР-спектроскопии (фиг. 2) и капиллярного электрофореза (фиг. 3).
На фиг. 2 представлены КР-спектры исходной метансульфокислоты (1) и продуктов (2 и 3), полученных после электролиза в примерах 1 и 2. Как видно из фиг. 1 и табл. 2, функциональные молекулярные фрагменты колебаний при рассеивании таких групп, как S-O, O=S=O, SO3, C-S, СН, СН2, остаются фактически без изменения. Однако, в области 150-1350 см-1 и 2300-3400 см-1 после электролиза (2 и 3) наблюдается широкая полоса рассеянного света в сравнении с полосами исходной метансульфокислоты (1). Данные полосы в КР-спектрах могут быть обусловлены наличием люминесцирующих групп, которые характерны органическим соединениям, содержащим в составе перекисную О-О группу [Журавлев А.И и др.. Свечение живых тканей. М.: Наука, 1966-128 с.].
Характеристические полосы поглощения функциональных групп полученного конечного продукта соответствуют справочным значениям [Пентин Ю.А., Курамшина Г.М. Основы молекулярной спектроскопии. М.: Мир, 2008. - 398 с.] для спектров диметилдисульфопероксида (пероксид димезилата) со структурной формулой:
На фиг. 3 методом капиллярного электрофореза приведено количественное подтверждение образования пероксида димезилата. Режиме анализа снятия электрофореграммы приведен в таблице 3.
Образование пероксида димезилата происходит по следующему механизму.
Окисление на аноде анионов метансульфокислоты CH3SO3- приводит к образованию мезилат радикалов CH3S(O)2O•,
которые подвергаются рекомбинации, что приводит к образованию диметилдисульфопероксида:
Предложенный способ получения диметилдисульфопероксида (пероксида димезилата) методом электролиза концентрированных 4,0-12,0 М растворов метансульфокислоты в анодном отделении диафрагменного электролизера обладает рядом преимуществ:
- полученное новое вещество относится к классу сероорганических пероксидных соединений и может быть широко использовано в различных отраслях промышленности;
- полученное новое вещество обладает окислительно-восстановительными, отбеливающими и противобактерицидными свойствами;
- чистота образующего конечного продукта обусловлена отсутствием процессов образования побочных продуктов;
- способ является экологически безопасным за счет отсутствия выделения побочных, токсичных и вредных веществ;
- способ может быть осуществлен с использованием технологии и оборудования, существующего по производству пероксодисерной кислоты и ее солей.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ получения диметилдисульфона | 2017 |
|
RU2641302C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ | 2014 |
|
RU2554880C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ | 2012 |
|
RU2496772C1 |
Способ получения оксида графена | 2022 |
|
RU2796672C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ | 2002 |
|
RU2216537C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСОСОЕДИНЕНИЙ | 1997 |
|
RU2121526C1 |
Способ получения щелочного раствора пероксида водорода | 1986 |
|
SU1393850A1 |
Сшитые сополимеры поливинилового спирта-полистиролсульфокислоты и способы их получения | 2020 |
|
RU2818592C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ | 2007 |
|
RU2344126C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИМУРАВЬИНОЙ КИСЛОТЫ И ЕЕ СОЛЕЙ | 2005 |
|
RU2299878C2 |
Изобретение относится к новому электрохимическому синтезу диметилдисульфопероксида (пероксида димезилата), заключающийся в том, что проводят электролиз концентрированных 4,0-12,0 М растворов метансульфокислоты в анодном отделении диафрагменного электролизера в пределах плотностей анодного тока (0,025-0,1 А/см2) с последующем охлаждением до Т=-14°С и выделением из раствора анолита твердого вещества - диметилдисульфопероксида (пероксид димезилата). Технический результат - отсутствие побочных продуктов при проведении процесса электроокисления. 3 ил., 3 табл., 5 пр.
Способ получения диметилдисульфопероксида (пероксида димезилата), отличающийся тем, что электролиз концентрированных 4,0-12,0 М растворов метансульфокислоты проводят в анодном отделении диафрагменного электролизера в пределах плотностей анодного тока (0,025-0,1 А/см2) и потенциала (3.0-4.5 В), с последующем охлаждением до Т=-14°С и выделением из раствора анолита кристаллов твердого вещества - диметилдисульфопероксида (пероксида димезилата).
US 3320301 A1, 16.05.1967 | |||
СИСТЕМА ВЫЧИСЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ ЗАКРЫТИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПЕРЕЕЗДА | 2016 |
|
RU2619507C2 |
WO 2015071351 A1, 21.05.2015 | |||
WO 2015071371 A1, 21.05.2015 | |||
WO 2007136425 A2, 29.11.2007 | |||
US 4910335 A1, 20.03.1990 | |||
US 4680095 A1, 14.07.1987 | |||
US 3674830 A1, 04.07.1972 | |||
Zhu, B., Zeng, X., Beckers, H., Francisco, J | |||
S., & Willner, H | |||
Устройство для закрепления лыж на раме мотоциклов и велосипедов взамен переднего колеса | 1924 |
|
SU2015A1 |
The Methylsulfonyloxyl Radical, CH3SO3 | |||
Angewandte Chemie International Edition, 54(39), 11404-11408 | |||
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами | 1921 |
|
SU10A1 |
Zeng, X., Beckers, H., Willner, H., & Lehmann, C | |||
W | |||
Приспособление для суммирования отрезков прямых линий | 1923 |
|
SU2010A1 |
Bis(methanesulfonyl) Peroxide, CH3S(O)2OOS(O)2CH3: Spectroscopic, Structural, and Thermal Properties | |||
Zeitschrift Für Anorganische Und Allgemeine Chemie, 636(13-14), 2447-2453 | |||
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами | 1921 |
|
SU10A1 |
Korth, H | |||
G., Neville, A | |||
G., & Lusztyk, J | |||
Способ приготовления консистентных мазей | 1919 |
|
SU1990A1 |
Direct spectroscopic detection of sulfonyloxyl radicals and first measurements of their absolute reactivities | |||
The Journal of Physical Chemistry, 94(25), 8835-8839 | |||
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами | 1921 |
|
SU10A1 |
Haszeldine, R | |||
N., Heslop, R | |||
B., & Lethbridge, J | |||
W | |||
Прибор для заливки свинцом стыковых рельсовых зазоров | 1925 |
|
SU1964A1 |
СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ШТИФТОВОЙ СВАРКИ ЗАКРЫТОЙ ВОЛЬТОВОЙ ДУГОЙ | 1924 |
|
SU942A1 |
The properties and reactions of dimethanesulphonyl peroxide | |||
Journal of the Chemical Society (Resumed), 4901 | |||
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами | 1921 |
|
SU10A1 |
WO 2015071365 A1, 21.05.2015 | |||
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСОМОНОКРЕМНИЕВОЙ КИСЛОТЫ | 1999 |
|
RU2154126C1 |
Авторы
Даты
2019-07-16—Публикация
2018-03-05—Подача