ДИМЕТИЛДИСУЛЬФОПЕРОКСИД (ПЕРОКСИД ДИМЕЗИЛАТА) И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2019 года по МПК C07C409/44 C07C407/00 C25B3/10 C01B15/22 

Описание патента на изобретение RU2694545C1

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.

Похожие патенты RU2694545C1

название год авторы номер документа
Способ получения диметилдисульфона 2017
  • Хидиров Шагабудин Щайдабекович
  • Ахмедов Магомед Абдурахманович
  • Хибиев Хидирляс Саидович
  • Копарова Мадина Юсуповна
RU2641302C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ 2014
  • Хидиров Шагабудин Шайдабекович
  • Ахмедов Магомед Абдурахманович
  • Рабаданов Муртазали Хулатаевич
RU2554880C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ 2012
  • Хидиров Шагабудин Шайдабекович
  • Омарова Камила Омаровна
  • Ахмедов Магомед Абдурахманович
  • Хибиев Хидирляс Саидович
RU2496772C1
Способ получения оксида графена 2022
  • Ахмедов Магомед Абдурахманович
  • Гафуров Малик Магомедович
  • Рабаданов Камиль Шахриевич
  • Атаев Мансур Бадавиевич
  • Ахмедова Амина Джабировна
RU2796672C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ 2002
  • Хидиров Ш.Ш.
  • Хибиев Х.С.
RU2216537C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСОСОЕДИНЕНИЙ 1997
  • Потапова Г.Ф.
  • Путилов А.В.
  • Сорокин А.И.
  • Шипков Н.Н.
  • Шестакова О.В.
  • Френкель О.П.
  • Филатов Д.И.
  • Семешин С.С.
  • Демина О.В.
  • Касаткин Э.В.
RU2121526C1
Способ получения щелочного раствора пероксида водорода 1986
  • Корниенко Василий Леонтьевич
  • Пустовалова Татьяна Леонидовна
  • Чаенко Наталья Васильевна
  • Стромский Сергей Валентинович
  • Чупка Эдуард Имерихович
SU1393850A1
Сшитые сополимеры поливинилового спирта-полистиролсульфокислоты и способы их получения 2020
  • Ахмедов Магомед Абдурахманович
RU2818592C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ 2007
  • Хидиров Шагабудин Шайдабекович
  • Омарова Камила Омаровна
  • Хибиев Хидирляс Саидович
RU2344126C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИМУРАВЬИНОЙ КИСЛОТЫ И ЕЕ СОЛЕЙ 2005
  • Магамедбеков Рафик Магамедбекович
  • Хидиров Шагабудин Шайдарбекович
  • Хибиев Хидирляс Саидович
RU2299878C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 694 545 C1

Реферат патента 2019 года ДИМЕТИЛДИСУЛЬФОПЕРОКСИД (ПЕРОКСИД ДИМЕЗИЛАТА) И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

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.

Формула изобретения RU 2 694 545 C1

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).

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2694545C1

US 3320301 A1, 16.05.1967
СИСТЕМА ВЫЧИСЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ ЗАКРЫТИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПЕРЕЕЗДА 2016
  • Марекс Мезитис
  • Александрс Николаевс
  • Владимирс Каревс
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
  • Шапошников Н.П.
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
  • Богач В.И.
SU10A1
Zeng, X., Beckers, H., Willner, H., & Lehmann, C
W
Приспособление для суммирования отрезков прямых линий 1923
  • Иванцов Г.П.
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
  • Богач В.И.
SU10A1
Korth, H
G., Neville, A
G., & Lusztyk, J
Способ приготовления консистентных мазей 1919
  • Вознесенский Н.Н.
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
  • Богач В.И.
SU10A1
Haszeldine, R
N., Heslop, R
B., & Lethbridge, J
W
Прибор для заливки свинцом стыковых рельсовых зазоров 1925
  • Казанкин И.А.
SU1964A1
СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ШТИФТОВОЙ СВАРКИ ЗАКРЫТОЙ ВОЛЬТОВОЙ ДУГОЙ 1924
  • Дульчевский Д.А.
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
  • Богач В.И.
SU10A1
WO 2015071365 A1, 21.05.2015
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСОМОНОКРЕМНИЕВОЙ КИСЛОТЫ 1999
  • Хидиров Ш.Ш.
  • Магомедова М.М.
RU2154126C1

RU 2 694 545 C1

Авторы

Магомедов Ахмед Абдурахманович

Хидиров Шагабудин Шайдабекович

Даты

2019-07-16Публикация

2018-03-05Подача