Способ получения диметилсульфоксида-Д @ Советский патент 1992 года по МПК C07C317/04 C07B59/00 

Изобретение относится к органической химии, а именно к получению высокодейте- рированного соединения - диметилсульфоксида - Де (ДМСО-Дб), который применяют в качестве растворителя исследуемых веществ при снятии их ИК- и ЯМР- спектров..

Известны способы получнеия ДМСО-Де изотопным обменом диметилсульфоксида природного изотопного состава с тяжелой водой -Да.

Известен способ получения ДМСО-Де, включающий изотопный обмен, осуществляемый в ректификационной колонке противотоком водно-щелочного раствора ДМСО с парами тяжелой воды - Да при атмосферном давлении.

Указанный способ сложен в аппаратурном оформлении (длина колонки 500 см), не обеспечивает высокого выхода и качества целевого продукта.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ, включающий смешение природного ДМСО с раствором едкого натрия в тяжелой воде - Да, нагревание полученной смеси при температуре 115-120°С в течение 1,5- 2,0 ч, отгонку обедненной ДаО под вакуумом; добавление в раствор, полученный после отгонки, свежего раствора едкого натрия в ДаО и последующее повторение операций нагревания и отгонки, которые проводят не менее 6-7 раз.

Однако известный длителен и не обеспечивает высокого выхода и качества целевого продукта.

Цель изобретения - повышение выхода и качества целевого продукта.

Цель достигается тем, что обмен проводят в вакууме (при остаточном давлении не более 3-Ю3 Па) при условии постоянного поддержания количества тяжелой воды -Да

VJ

N)

О

4 Ю

в зоне обмена, равного 2,5 - 10 мас.% по отношению к реакционной смеси.

Техническая сущность заявляемого способа состоит в том, что получают изотопным обменом его природного аналога с тяжелой водой - Д2 в щелочной среде при следующих условиях обмена: обмен проводят при остаточном давлении не более З Ю3 Па; в зоне обмена обеспечивают постоянное поддержание количества тяжелой воды - Дг, равного 2,5-10 мас.% по отношению к реакционной смеси.

Пример 1. ДМСО-Д6 получают на вакуумной установке, представляющей собой колбу емкостью 5л, соединенную с ректификационной колонной длиной 50 см, диаметром 1,8 см с обратным холодильником и нихромовой спиралью в качестве насадки.

Процесс проводят следующим образом.

В колбу загружают 4,5 кг природного ДМСО и нагревают его до температуры 80РС с одновременной откачкой всей системы до остаточного давления не выше 3-10 Па. Указанное давление выдерживают в течение всего процесса получения ДМСО - Де.

После этого в колбу начинают непрерывно дозировать щелочной раствор тяжелой воды - Дз с одновременным синхронным отбором обедненных паров ДаО так, чтобы в зоне обмена обеспечить постоянное содержание ДаО в количестве 2,5 мас.%.

По достижению обогащения по дейтерию в отгоняемой Д20 не ниже 99,8 ат.% температуру реакционной смеси в колбе повышают до 100-120°С и производят отбор основной фракции в приемник.

Получено целевого продукта 3970 г (выход-88%).

Внешний вид полученного ДМСО - Де - бесцветная, прозрачная, маслянистая жидкость. При температуре ниже 18°С - бесцветные кристаллы.

Физико-химические характеристики полученного продукта: химическая формула (СДз)230; молекулярная масса 84,08; удельный вес 1 -100 г/см3; температура кипения 189°С; температура плавления 18,45°С; температура вспышки 95,6°С; ПДКр.з. 20 мг/м .

ДМСО - Де горюч, гигроскопичен, хорошо растворим в воде, спиртах, эфире, ацетоне, бензоле. МД08 - 99,6%; Сод.Д 99,75 ат.%

Анализы проводят на содержание МДОВ-методами газожидкостной хроматографии, на содержание дейтерия - методами ИК и ЯМР-спектроскопии.

Остальные примеры конкретного выполнения аналогичны примеру 1, а их переменные параметры, доказывающие правомерность заявленных условий приведены в табл. 1, в табл. 2 - приведены сопоставительные данные известного и

предлагаемого способов.

Как видно из табл. 1, предлагаемые условия обеспечивают одновременно повышение,выхода и качества целевого продукта, значительно сокращая время процесса (примеры 1-3), а их нарушение либо снижает выход целевого продукта (примеры 4 и 5), либо повышает расходную норму времени (пример 4), либо не обеспечивает проведение процеса (пример 6).

Как следует из табл. 2, предлагаемый способ позволяет получить целевой продукт более высокого качества с высоким выходом при значительном снижений расходных норм по изотопному сырью и времени.

Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает повышение качества и выхода целевого продукта при значительном сокращении времени ведения процесса и расхода изотопного сырья. Получение ДМСО - Де такого качества особенно важно при использовании его как дейтеро- растворителя.

Ф о р м ула изобретения Способ получения диметилсульфокси- да-Де изотопным обменом диметилсульфок- сида природного изотопного состава с тяжелой водой -Д2 в щелочной среде при нагревании, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и качества целевого продукта, процесс проводят при остаточном давлении не более 3-10 Па и содержании тяжелой воды - Дг 2,5-10 мас.% по отношению к массе реакционной смеси.

Таблица 1

Изобретение касается сероорганиче- ских соединений, в частности получения ди- метилсульфоксида-ДМСО-Дб, который находит применение в качестве растворителя. Цель - повышение выхода и качества целевого продукта. Синтез ведут обработкой диметилсульфоксида природного изотопного состава тяжелой водой - Да в щелочной среде при остаточном давлении не боле 3-10 Па и содержании тяжелой воды - Д2 2,5-10 мас.% по отношению к массе реакционной смеси при нагревании (80°С). Способ обеспечивает получение целевого продукта с выходом 90% против 77% и содержанием дейтерия 99,85 ат.% против 99,5 ат.%.2 табл.