Способ получения диметилсульфоксида-д

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 17210 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКОМ ое объединение прикладной хиВ.,П. Касаткин М 9, с. 173-174. ИМЕТИЛ(21) 4836041/04(54) СП.ОСОБ ПОЛУЧЕНСУЛ ЬФОКСИДА-Д 6 Изобретение относится к органическойхимии, а именно к получению высокодейтерированного соединения - диметилсульфоксидд Дб (ДМСО - Д 6) которыйприменяют в качестве растворителя исследуемых веществ при снятии.их,ИК- и ЯМРспектров,Известны способы получнеия ДМСО-Д 6изотопн ым обменом диметилсульфоксидаприродного изотопного состава с тяжелойводой - Д 2.Известен способ получения ДМСО-Д 6,включающий изотопный обмен, осуществляемый в ректификационной колонке противотоком водно-щелочного раствора ДМСО спарами тяжелой воды - Д 2 при атмосферномдавлении,Указанном оформобеспечивацелевого и ный способ сложен в аппаратурлении (длина колонки 500 см), неет высокого выхода и качествароду кта. 1)5 С 07 С 317/04. С 07 В 59/00(57) Изобретение касается сероорганических соединений, в частности получения диметилсульфоксида-ДМСО-Д 6, который находит применение в качестве растворителя. Цель - повышение выхода и качества целевого продукта. Синтез ведут обработкой диметилсульфоксида природного изотопного состава тяжелой водой - Д 2 в щелочной сз 0 еде при остаточном давлении не.боле 3 10 Па и содержании тяжелой воды - Д 2 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. Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ, включающий смешение природного ДМСО с раствором едкого натрия в тяжелой воде - Д 2, нэгревание полученной смеси при температуре 115 - 120 С в течение 1,5 - 2,0 ч, отгонку обедненной Д 20 под вакуумом; добавление в раствор, полученный после отгонки, свежего раствора едкого натрия в Д 20 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 10 Па) при условии постоянного поддержания количества тяжелой воды -Д 240 45 50 в зоне обмена, равного 2,5 - 10 мас.% по отношению к реакционной смеси,Техническая сущность заявляемого способа состоит в том, что ДМСО-Д 6 получают изотопным обменом его природного аналога с тяжелой водой - Д 2 в щелочной среде при следующих условиях обмена: обмен проводят при остаточном давлении не более 3 10 Па; в зоне обмена обеспечивают постоянное поддержание количества тяжелой воды - Д 2, равного 2,5 - 10 мас.% по отношению к реакционной смеси,П р и м е р 1. ДМСО-Д 6 получают на вакуумной установке, представляющей собой колбу емкостью 5 л, 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 80 ЯС с одновременной откачкой всей системы до остаточного давления не выше 3 10 Па. Указанное давление выдерживают в течение всего процесса получения ДМСО - Дб,После этого в колбу начинают непрерывно дозировать щелочной раствор тяжелой воды - Д 2 с одновременным синхронным отбором обедненных паров Д 20 так, чтобы в зоне обмена обеспечить постоянное содержание Д 20 в количестве 2,5 мас.%.По достижению обогащения по дейтерию в отгоняемой Д 20 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 - Д 6 - бесцветная, прозрачная, маслянистая жидкость. При температуре ниже 18 С - бесцветные кристаллы.Физико-химические характеристики полученного продукта; химическая формула (СДз)250; молекулярная масса 84,08; удельный вес 1 100 г/см; температура кипения 189 С; температура плавления 18,45 ОС; температура вспышки 95,6 С; ПДКр.з. = 20 мг/м . 5 10 15 20 25 30 35 ДМСО - Дб горяч, гигроскопичен, хорошо растворим в воде, спиртах, эфире, ацетоне, бензоле,МДОВ = 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 снижении 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 - Дб такого качества особенно важно при использовании его как дейтерорастворителя,Формула изобретения Способ получения диметилсульфоксида-Д 6 изотопным обменом диметилсульфоксида природного изотопного состава с тяжелой водой - Д 2 в щелочной среде при нагревании, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода и качества целевого продукта, процесс проводят пи остаточном давлении не более 3 10 Па и содержании тяжелой воды - Д 2 2,5 - 10 мас,% по отношению к массе реакционной смеси.1721049 Таблица 1 Характеристика Показатели по примеру 1 2 3 45 Остаточное давление в зоне обмена, Па 3000 3000 3000 3000 3000 4000 Концентрация Д О в зоне обмена, мас,4)1 О 5 2,5 5 10 3970 4050 4170 3475 2980 90 92 " 77 66 Выход ДМСО-Д Процесс непроходит Расходная норма времени,цел/ц 0,05 0,05 99,6 99;8 9975 99,7 0,1 0,05 99,7 99,6 99,7 99,6 МДОВ, ЖСод. Д., ат. Ж Таблица 2 Характеристика известного предлагаемого Дейтерорастворитель Л О Щелочной Щелочной, раствор растворЛ,о Д О Концентрация Д О в зоне об 2 мена, мас,3)50 2,5-10 Концентрация едкого натрав ДвО, мас,31-3 0,05 Остаточное давление в зонеобмена, Па 3 10 Атмосферное Расходная норма Д О на 1 гпродукта, Г 4,0 2,5 Расходная норма времени на 1 г продукта, чел/чюСтепень достигнутого обогащения, ат.Ф Д 0,20 0,05 99,65 99,580 77 Выход целевого продукта, Ф Составитель Т. ВласоваТехред М.Моргентал Корректор С, Черни Редактор А. Козориз Заказ 926 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Количество полуценногоДМСО-Д, г (при загрузке4500 г ДМСО) 0,0599,699,85 99,8590