Диметилдисульфопероксид (пероксид димезилата) и способ его получения

Авторы патента:

Хидиров Шагабудин Шайдабекович (RU)

Магомедов Ахмед Абдурахманович (RU)

C25B3/10 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

C07C409/44 - с атомами серы, непосредственно связанными с группами -O-O-, например персульфокислоты

C07C407/00 - Получение пероксидных соединений

C01B15/022 - получение из органических соединений

Владельцы патента RU 2694545:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дагестанский государственный университет" (RU)

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.

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 (i_a) 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 С_м (CH₃SO₃H)=10,0 М и плотности анодного тока i_a=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.

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).

Изобретение относится к способу изготовления нерастворимого анода из армированного диоксида свинца с рабочей поверхностью из диоксида свинца, в котором электрохимическим методом на токопроводящую подложку из титана или ниобия осаждают предварительный тонкий слой диоксида свинца толщиной не более 0,05-0,1 мм, поверх которого проводится армирование проводом в химически стойкой изоляции с последующим полным заращиванием армирования электроосажденным диоксидом свинца и созданием внешнего электрического контакта из никелевой фольги и изолированием его от агрессивных растворов химически стойким герметиком.

Способ получения углеродистой пасты для изготовления электродов высокой плотности // 2690734

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для электролитических процессов. Смешивают твёрдую и сухую гранулированную смесь и жидкий битумный связующий агент, взятый в количестве, необходимом для производства электродов (6).

Каталитическое покрытие и способ его изготовления // 2689985

Изобретение относится к покрытой подложке из вентильного металла с покрытием, включающим беститановый первый каталитический слой, состоящий из аморфной фазы Та2О5 в смеси с тетрагональной дитетрагонально-дипирамидальной кристаллической фазой, состоящей либо из RuO2, либо из твердого раствора RuO2 и SnО2, причем упомянутый первый каталитический слой имеет массовое отношение упомянутой аморфной фазы к упомянутой кристаллической фазе, составляющее в диапазоне от 0,25 до 2,5, а массовое отношение Ru к Sn в упомянутой кристаллической фазе составляет в диапазоне от 0,5 до 2, и второй каталитический слой, нанесенный снаружи на упомянутый первый каталитический слой, причем упомянутый второй каталитический слой состоит из аморфной фазы Та2О5, смешанной с тетрагональной дитетрагонально-дипирамидальной кристаллической фазой RuO2, при массовом отношении Ru к Та, составляющем в диапазоне от 3 до 5, причем содержание оксида рутения в упомянутом втором слое больше, чем в упомянутом первом слое.

Устройство для электролиза водных растворов // 2688183

Изобретение относится к устройству для электролиза водных растворов, содержащему двухкамерный электролизер с корпусом из непроводящего ток материала, в котором размещены электроды прямоугольной формы с диафрагмой, патрубки для подвода и отвода жидкости, которые гидравлически связаны с входами системы перепуска жидкости, источник постоянного тока с переключателем полярности электродов и блоком управления системы перепуска жидкости.

Катод, электрохимическая ячейка и ее использование // 2688166

Изобретение относится к электрохимической ячейке для электрокоагуляции, содержащей катод и расходуемый анод, включающий расходуемую часть и нерасходуемую электропроводящую часть.

Способы электролитического декарбоксилирования сахаров // 2686850

Изобретение относится к способу декарбоксилирования углеводной кислоты в электрохимической ячейке, включающему: обеспечение электрохимической ячейки, имеющей две камеры, разделенные катионной мембраной для переноса моновалентных катионов между двумя камерами, причем первая камера содержит католит и катод и вторая камера содержит углеводную кислоту, анолит и анод, причем углеводная кислота по меньшей мере на 10% нейтрализована в виде соли указанного моновалентного катиона; подачу электрического тока в указанную ячейку с образованием альдегида углевода в анолите и гидроксид-иона моновалентного катиона в католите; индуцирование миграции указанного гидроксид-иона через катионную мембрану от католита к анолиту, причем указанная катионная мембрана является проницаемой для гидроксид-иона, чтобы по меньшей мере частично поддерживать отношение моновалентного катиона к углеводной кислоте; добавление гидроксида катиона, выбранного из группы, состоящей из: гидроксида натрия, гидроксида калия, гидроксида лития и гидроксида аммония, к анолиту; причем выход по току для переноса моновалентного катиона через катионообменную мембрану составляет менее 90% и причем отношение моновалентного катиона к углеводной кислоте в анолите поддерживается так, чтобы сохранить нейтрализацию доступной углеводной кислоты для декарбоксилирования.

Электролитический способ получения аммиака // 2686465

Изобретение относится к способу получения аммиака, включающему: подачу газообразного азота в электролитическую ячейку, где он вступает в контакт с поверхностью катодного электрода, причем эта поверхность содержит каталитическую поверхность, содержащую нитридный катализатор, содержащий один или более нитридов, выбранных из группы, состоящей из нитрида ванадия, нитрида циркония, нитрида хрома, нитрида ниобия и нитрида рутения, и электролитическая ячейка содержит донор протонов, и пропускание электрического тока через электролитическую ячейку, за счет чего азот реагирует с протонами с образованием аммиака.

Вакуумно-дуговой способ нанесения покрытия // 2685913

Изобретение относится к способу нанесения покрытий вакуумно-дуговым испарением и может быть использовано при производстве триботехнических изделий и металлорежущего инструмента с функциональными покрытиями из легированных карбидных соединений.

Электролизная система для электрохимической утилизации диоксида углерода с протонодонорным блоком и способ восстановления // 2685421

Изобретение относится к электролизной системе для утилизации диоксида углерода, содержащей электролизную ячейку (6, 7, 8, 9) с анодом (A) в анодном пространстве (AR), катодом (K) в катодном пространстве (KR) и первой и второй мембранами (M1, M2), причем катодное пространство (KR) имеет первый вход для диоксида углерода (CO2) и выполнено так, чтобы приводить поступающий диоксид углерода (CO2) в контакт с катодом (K), причем электролизная система содержит протонодонорный блок, и катодное пространство (KR) соединено с протонодонорным блоком через второй вход для протонов (H+), который выполнен так, чтобы приводить поступающие в катодное пространство (KR) протоны (H+) в контакт с катодом (K), причем протонодонорный блок содержит протонный резервуар (PR) и протонопроницаемую мембрану (M2), которая действует как второй вход для протонов (H+) в катодное пространство (KR), причем первая мембрана (M1) расположена между анодом (A) и катодом (K), а вторая мембрана (M2) расположена между катодом (K) и протонным резервуаром (PR), и по меньшей мере вторая мембрана (M2) является протонопроницаемой.

Получение графена и графана // 2682166

Изобретение относится к способу получения в электрохимической ячейке одной или более структур, выбранных из графена, графитовых нанопластинчатых структур с толщиной менее 100 нм и графана.

Патент 189859 // 189859

Способ синтеза нессиметричных ацильных сульфоорганических перекисей // 145230

Способ получения пара-трет-бутилфенола и ацетона // 2680599

Настоящее изобретение относится к способу получения пара-трет-бутилфенола и ацетона окислением пара-трет-бутилкумола кислородсодержащим газом при повышенной температуре до гидропероксида и кислотным разложением последнего.

Способ получения гидропероксидов алкилароматических углеводородов // 2659403

Изобретение относится к получению гидропероксидов алкилароматических углеводородов и может быть использовано в процессах совместного получения фенола (метилфенолов) и ацетона, стирола и пропиленоксида.

Усовершенствования в отношении производства алкиленоксида // 2655160

Изобретение относится к способу получения алкиленоксида, который включает получение алкилфенилгидропероксида и введение в контакт алкилфенилгидропероксида с алкеном в реакции эпоксидирования для получения алкиленоксида и алкилфенилового спирта.

Способ получения гидропероксида этилбензола // 2633362

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к получению гидропероксида этилбензола (ГПЭБ) в процессе совместного получения стирола и оксида пропилена гидропероксидным методом.

Способ получения 1,1-бис-[n-(пероксиметил)-n-ариламино]циклоалканов // 2609026

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения 1,1-бис[N-(пероксиметил)-N-ариламино]циклоалканов общей формулы (I), которые могут найти применение в качестве препаратов, обладающих противомалярийной активностью.

Способ получения органического раствора диалкилпероксидикарбоната // 2606498

Изобретение относится к способу получения раствора диалкилпероксидикарбоната в жидком органическом растворителе (S). Способ осуществляют, по меньшей мере, частично, в присутствии жидкого органического растворителя (S), и он включает по меньшей мере одну стадию, во время которой алкилгалоформиат вводят в реакцию с неорганической перекисью в среде, содержащей воду и растворитель (S).

Способ получения гидропероксида изопропил-м-ксилола // 2580666

Изобретение относится к получению гидропероксида изопропил-м-ксилола, который может быть использован для совместного получения ксиленола и ацетона. Предложен способ получения гидропероксида изопропил-м-ксилола жидкофазным окислением изопропил-м-ксилола кислородом воздуха при атмосферном давлении, температуре процесса 120-130°C, в течение 1,5-2 часов, в присутствии в качестве катализатора N-гидроксифталимида в количестве 1-3 мас.%.

Способ окисления алкилароматических углеводородов и реактор для его осуществления // 2566504

Изобретение относится к области промышленного органического синтеза, точнее к реактору для получения гидропероксида кумола, используемому для получения фенола и ацетона кумольным способом, а также фенола, метилэтилкетона и циклогексанона.

Способ получения фенола из кумола // 2550692

Изобретение относится к способу непрерывного или полунепрерывного получения фенола из кумола через кумолгидропероксид (КГП), а также к установке для его осуществления.