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化工原料常见问题

二甲基亚砜的氧化合成

频道:化工原料常见问题 日期: 浏览:39

摘要:二甲基亚砜(简称DMSO)是一种含硫有机化合物,常温下为无色无臭的透明液体,是具有吸湿性的液体。具有极性高、沸点高、热稳定性好、与水混溶的特性,能溶于乙醇、苯和氯仿等大多数有机物,被誉为“万能溶剂”。二甲基亚砜被广泛地使用作抽提溶剂、医药中间体、农药添加剂、防冻剂、脱脂剂、稀有金属提取剂和化妆品助剂、合成纤维的染色剂和改性剂等。  

基本信息  

CAS号:67-68-5  

英文名:dimethylsulfoxide  

性状:无色液体,可燃,几乎无臭,带有苦味。熔点18.4℃,沸点189.0±9.0℃,密度为1.1±0.1g/cm³。该品是弱氧化剂,不含水的二甲基亚砜对金属无腐蚀性,含水时对铁、铜等金属有腐蚀性,但对铝不腐蚀。  

用途和市场需求  

二甲基亚砜从其应用领域和用途区分,可分为工业级二甲基亚砜、医药级二甲基亚砜和农业级二甲基亚砜等,不同级别的二甲基亚砜在纯度、纯净度和质量标准上可能存在差异。  

1.工业级二甲基亚砜  

主要用作于有机合成的溶剂和中间体。被广泛应用于化学工业中,用于溶解、萃取和合成有机化合物。在有机合成中,二甲基亚砜亦可作为氧化剂用于许多氧化反应中。  

二甲基亚砜氧化反应.png

2.医药级二甲基亚砜  

主要用于制药和医疗领域,被用作药物的溶剂、载体和促进吸收剂,用于制备注射剂、外用药物、眼药水等。因其具有消炎和作为活性氧清除剂的作用,己将其用于多种冑肠道疾病的治疗,此外,DMSO还作为冷冻保护剂使用,具有降低水溶液的凝固点,并抑制冰晶的形成的作用,广泛用于冷冻细胞的储存和运输。DMSO无蓄积作用,药理谱广,是一种很有前途的临床应用化合物。  

3.农业级二甲基亚砜  

主要用于农业和植物保护领域,被用作农药的溶剂和透入助剂,用于提高农药的渗透性和吸收性。  

中国是目前全球最大的二甲基亚砜产销市场,产品发展较早,生产技术比较成熟,不仅能满足国内下游市场需求,还大量出口至海外市场。随着近年来像兴发集团,沧州东丽和鲁南化工等二甲基亚砜龙头企业大量投产,2022年中国二甲基亚砜的总体产量增长至7.5万吨,市场规模达到了20亿元以上。  

目前,二甲基亚砜的市场价格为3~3.5万元/吨,随着在下游领域中广泛应用,二甲基亚砜的市场需求约为10万吨,消费市场年均保持5%以上增长,具有很广阔的发展空间,发展前景良好。  

合成方法综述  

目前,DMSO的合成方法主要有二氧化氮法,双氧水法及臭氧法等。  

1.二氧化氮法  

目前工业上采用二氧化氮法来生产二甲基亚砜。二甲基硫醚与二氧化氮气体和氧气进入二甲基硫醚氧化塔,在氧化塔中二甲基硫醚与氧化剂二氧化氮在60-80℃下进行氧化反应。该反应过程实质是利用空气氧化二甲基硫醚,NO2是氧化反应过程的催化剂。  

该法主要存在生产安全问题和氮氧化合物的环境污染风险。国内采用此法的工厂都发生过不同程度的爆炸,主要是二甲醚硫醚原料与空气易形成爆炸混合物。  

且考虑到N2O4运输安全问题,一般企业需要配套NO2生产装置,导致流程繁琐。  

二氧化氮法.png

2.双氧水法  

当前研究主要以双氧水为氧化剂,钛硅分子筛等为催化剂,以甲醇为溶剂,进行二甲基硫醚液相氧化反应,在较温和的条件下,二甲硫醚的转化率超过99%,二甲基亚砜的选择性大于90%。  

但该方法需要使用2倍二甲硫醚的有机溶剂,造成效率偏低,增加回收成本,且使用的钛硅分子筛价格昂贵,生产成本高。  

双氧水法.png

3.臭氧法  

该法以臭氧为氧化剂,在一定温度(20-100℃)和压力(2MPa)下,采用丙酮或乙腈等为溶剂,在含钛催化剂作用下,二甲硫醚转化率在40%-80%左右,二甲亚砜选择性可达到80-90%,但臭氧利用率为60-80%。  

臭氧法.png

该法催化剂昂贵,且存在高压等苛刻的条件,转化率不高,能耗高,成本太高,工业化难度大。  

开发使用高催化活性、低成本的催化剂,可在保证安全、绿色的前提下,提高反应转化率和选择性,提高收率。推动该方法应用于工业生产,对推动我国二甲基亚砜相关产业发展具有重要的经济意义。  

催化反应.png


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