Способ выделения диметилсульфоксида из водных растворов

СОЮЗ СОВЕТСНИХ,СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК дц 4 С 07 Я ОБРЕТ ПИСАН ЛЬСТВ КОМУ СВИ ВТО 3 Бюл. 1.- филиал вательс 9 есо зного.ститута стунов, Н.С.Чва 05(088.8) Руководство п нке, М.: Химияабора980,вический регламент етилсульфоксида К оюзреактив", 1981 изин с ля до та ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Кроль Э.торной перегос. 235,Технологводства димкой базы "С Изобретение относится к усовершенствованному способу вьщеления диметипсульфоксида (ДМСО), который находит применение в синтезе биологически активных веществ.Цель изобретения - повышение производительности процесса, что достигается отбором фракции воды при выделении ДМСО из водных растворов при давлении 0,35-1 ата и температуре 125 186 оС.П р и м е р ы 1-4. Проводят серию опытов для определения степени разложения диметилсульфоксида в зависимости от температуры в кубе периодической ректификационной установки по предлагаемому.и известному способам.2 кг 50% в но водного диметилсульфоксида подвергают ректификации на ЯО 14987(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИДА ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ(57) Изобретение касается сероорганических соединений, в частностиспособа выделения диметилсульфоксидаиз водных растворов, который находитприменение в синтезе биологическиактивных соединений. Цель - повыше-ние производительности процесса. Последний ведут ректификацией водныхрастворов диметилсульфоксида с отбором Фракции воды при 125-186 С и даленни 0,35-1 ата и с последующим от=бором головной фракции и фракции целевого продукта. Способ позволяет повысить производительность процессав 2,18 раза, 2 табл. установке, состоящей из куба (стекнная колба емкостью 3 л) и насачной ректификационной колонки (диаметр 30 мм, высота 500 мм, насадка: стеклянные кольца Рашига бхбх 1,5). Фракцию воды отбирают до температуры в кубе установки 125-186 С при атмосферном давлении, т.е. в наиболее кестких условиях предлагаемого способа. Для сравнения проводят процесс при давлении 0,2-0,3 ата. В этом случае отбор фракции воды ведут до температуры в кубе 120 С. Для получения достоверных данных о влиянии температуры на разложение диметилсульфоксида скорость отбора Фракции воды во всех опытах примерно одинакова и составляет 184-200 г/ч. Полученные остки (кубовую жидкость) анализиру 1498758ют на содержание в них примесей гаэожидкостной хроматографией, а затем выделяют из них целевой продукт ректификацией на той же колонке при остаточном давлении 15-60 мм рт.ст. Целевой продукт (товарный ДМСО) отбирают при достижении показателя преломления фракции 1,477. Полученный целевой продукт во всех примерах имеО ет показатель преломления п= 1,477- 1,478 температуру кристаллизации 18,3-18,5 С и выдерживает испытание на чистоту по временной Фармакопейной статье (ВФС) (при нагревании 15 5 мл продукта с 0,4 г твердого гидроксида калия в течение 10 мин на кипящей водяной бане окраска продукта не изменяется). Таким образом, це" левой продукт отвечает требованиям 20 на лекарственный препарат димексид, представляющий собой специально очищенный диметилсульфоксид. Результаты опытов приведены в табл. 1;Как видно из табл. 1 проведение отбора Фракции воды при выделении диметилсульфоксида из водного раствора при атмосферном давлении до температуры в кубе 125-186 С, т,е. в наиболее жестких условиях, не приводит к увеличению содержания примесей в кубовой жидкости и позволяет получать целевой продукт, отвечающий требованиям на медицинский препарат димексид. 35Таким образом, использование предлагаемого способа выделения диметилсульфоксида из водных растворов позволяет без ухудшения качества целевого продукта значительно увеличить 40 производительность процесса (см. сравнительный расчет), а следовательно, уменьшить его продолжительность. Снижаются требования к хладоагенту, подаваемому в конденсатор паров воды, 45 и повышается эффективность его использования за счет повышения разности температур конденсирующегося пара и хладоагента. Снижается расход электроэнергии за счет уменьшения общего 50 времени работы вакуум-насоса.Способ может быть осуществлен как обычный периодический процесс, либо как полунепрерывный, а также как непрерывный. 55В табл. 2 приведены примеры, иллюстрирующие предлагаемый способ при различных параметрах процесса. Для подтверждения увеличения производительности процесса при использовании предлагаемого способа проводят сравнительный расчет производительности ректификационной установки при проведении отбора Фракции воды при атмосферном давлении и давлении 0,3 ата.Расчет производят по известной методике. Исходные данные дпя расчета:Колонка диаметром 30 мм = 3 см, насадка: Кольца Рашига бхбх 1,5.Плотность воды (дистиллата) /- при 100 фС= 958 кг/м при 68,7 ОС р= 980 кг/м.Плотность паров воды - при 100 С Р = 0,597 кг/м, при 68.,7 С = 0,188 кг/мз .Температура кипения воды при давлении 0,3 ата 687 С.Для расчета необходимого диаметра колонны рассчитывают верхнюю предельную скорость паров в ней, Для быстрого расчета разработана номограмма Шумахера.1Определяют необходимые величины: константу скорости (паров) К принимают равной 0,01, так как используют в качестве насадки кольца Рашига рассчитывают приведенную плотность паров р;1 эРврдля давления 0,3 атар = 0,19 10.По номограмме Шумахера находят предельную скорость паров в колонне. Она равна 1,7 м/с. Рабочую скорость пара выбирают равной 707 предельнойскорости;р,= 0) 7 И= 119 см/сНаходят величину Р " расход паровв колонне, моль/ч:17 ЗЭТ ГмЬ РГ=О 785 У = - д -- отсюда Пф м Р фР17 3 ТфФгде Е - поперечное сечение колонны,смР - расход паров в колонне,моль/ч,Т - температура процесса, К,58 6Подставляя известные величины в уравнение для определения расхода паров в колонне, находят 14987 Р - давление процесса перегонки,мм рт.ст. (03 ата = 228 мм рт.ст,).Подставляя известные величины, находят расход паров в колонне, моль/ч, через колонну с диаметром 30 мм: 5 П = 70,7 моль/ч или 1273,1 г/ч,Таким образом, расчет показывает что при отборе фракции воды при давлении 1 ата производительность процесса увеличивается в 2, 18 раза по сравнению с ведением процесса при 0,3 ата. П = 32,4 моль/ч. 10 Так как г-моль воды равен 18 г, производительность колонны (или расход паров) составляет О = 583 г/ч. Дпя давления 1 ата находят15 Формула изобретения Способ выделения диметипсульфоксида из водных растворов путем ректификации с отбором фракции воды и последующим отбором головной фракции и фракции целевого продукта, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса, отбор фракции воды проводят при 0,35-1 ата и 125-186 С.Таблица 1,Ура у20 Находят предельную скорость паровсой = 0,85 м/с = 85 см/с, принимают(1 = (0т.е. рабочая скорость рав. -на предельной скорости. 25 Выход ДИСО, 2от загрузки Показатели качества товарного ДИСО Состав кубовой жидкости, мас. 7,Условия при отборе фракцииводы Способ держаеСО во зо Прс ,фскР Проба с КОН Товарный продукт ДИСО Общий Вода Примеси акцииды Конечная тем Давление,ата пература в ку бе,фс Предлагаемый 1 125 Следы 25,0 75,0 0,001 970 18,4 Окраскане изменяется 8,3 То же 18,5 -1,4776 951 160 -"- 4,0 96,0 186 1,4 986 147791,4780 0,001 0,001 97,2 97,3 95,0 95,5 1 .1 Известный 0,2-0,3 94,8 0,001 18,3 1,4775 120 -"- 5,2 97,2 95,2 Таблица 2 Давление,ата (мм рт.ст. ) Пример Температура в Концентрациякубе,ос ДИСО в кубе,мас.й Фракция воды Производительностьколонки, г/ч Удельная производительность кг/ (мзч) ХО прДИСО,мас. Х Началь КонечФактичес- РасчетНачаль- Конечная ная 1: Факти- Расчетная ная кая ная ческая ная 1,3336 1,3360 1,3336 1,3340 1,3358 1,3338 1,3340 1,3337 1,3340 1,3335 1,3345 5 6 7 8 9 0 1 2 3 14 15 0,3(221) 730,3 (221) 730,35(257) 770,35 (257) 770,35 (257) 7705(368) 880,7(515) 1011,0(735) 1081,0(735) 1081,0(735) 1081,0(735) 108 114 146 92 127 152 140 171 125 160 180 186 50,0 92,3 50,0 98,6 50,0 75,0 50,0 96,0 50,0 98,6 50,0 96,0 500 98,0 50,0 75,0 50,0 96 О 50,0 98,0 500 986 020 1,88 0,20 0,50 1,74 0,35 0,50 0,30 0,50 0,140,83 350 496 510 452 545 607 714 1004 1002 682 989 565,7 565,7 651,6 651,6 651,6 840,5 1045,8 1273,0 12730 1273,0 1273,0 495,4 800,7 702,0 800,7 721,6 922,2 640,0 922,2 771,4 922,2 859,2 .1189,7 1010,6 1480,3 1421,1 1801,8 14183 1801,8 965,3 1801,8 1400,0 1801,8