Способ получения метансульфокислоты



Способ получения метансульфокислоты
Способ получения метансульфокислоты
Способ получения метансульфокислоты
Способ получения метансульфокислоты

 

C25B3/00 - 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

Владельцы патента RU 2554880:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)

Изобретение относится к технологии получения серосодержащих органических соединений, в частности к синтезу метансульфокислоты. Метансульфокислота используется в качестве катализатора реакций нитрования, ацилирования, этерификации и полимеризации олефинов. Она также используется в химической, электронной и радиотехнической отраслях промышленности. Способ получения метансульфокислоты осуществляют путем электролиза водного раствора диметилсульфона на фоне метансульфокислоты, электролиз проводят из концентрированных водных растворов 0,2-1,6 М диметилсульфона и осуществляют в анодном отделении диафрагменного электролизера, причем после завершения электролиза анолит подвергают нагреванию при температуре 70-80°C. Задачей данного изобретения является усовершенствование способа синтеза метансульфокислоты путем электролиза водных растворов диметилсульфона высоких концентраций. Технический результат заключается в проведении процесса электросинтеза метансульфокислоты из концентрированных растворов диметилсульфона. Предложенный метод имеет ряд преимуществ: производительность процесса увеличивается за счет повышения концентрации исходного вещества; получают метансульфокислоту высокой чистоты; в значительной степени ускоряется процесс получения метансульфокислоты; не требуется сложное оборудование; промежуточный продукт электролиза - диметилдисульфон - является нетоксичным и экологически безопасным веществом. 6 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к технологии получения серосодержащих органических соединений, в частности к синтезу метансульфокислоты и ее производных. Метансульфокислота используется в качестве катализатора реакций нитрования, ацилирования, этерификации и полимеризации олефинов. Метансульфокислота (МСК) - сильная органическая кислота хорошо растворимая в воде, обладает проводимостью, близкой к проводимости сильных минеральных кислот, и может найти широкое применение в гальванотехнике, в химических источниках тока. Ряд металлов нерастворимые в водных растворах серной и соляной кислот хорошо растворяются в метансульфокислоте, что позволяет использовать ее для процессов электроосаждения. Она также используется в химической, электронной и радиотехнической отраслях промышленности.

Известен способ получения метансульфокислоты из диметилсульфоксида [патент РФ №2344126 С1. Кл. С07С, от 20.01.2009. Способ получения метансульфокислота / Хидиров, Омарова К.О., Хибиев Х.С.]. Согласно этому способу ее получают путем электролиза 1,0-4,0 М водного раствора диметилсульфоксида в анодном отделении диафрагменного электролизера на фоне водного раствора электролита при плотностях анодного тока 0,06-0,12 А/см2.

Недостатком этого способа является использование в качестве проводящего электролита серной кислоты, которая хорошо смешивается с конечным продуктом - метансульфокислотой, на отделение которой затрачиваются дополнительные средства, что осложняет технологию.

Известен также способ получения метансульфокислоты [патент РФ №2412164 от 20.02.2011. Способ получения метансульфокислота / Хидиров Ш.Ш., Хибиев Х.С.] путем электролиза водного раствора диметилсульфоксида в бездиафрагменном электролизере в присутствии МСК в качестве фонового электролита при плотностях тока 0,12-0,18 А/см2.

Недостатком данного способа получения метансульфокислоты является использование в качестве исходного вещества - диметилсульфоксида - жидкого вещества при комнатной температуре, которое легко испаряется при электролизе с ростом температуры за счет джоулеевого тепла. Кроме того, при электролизе по известному способу диметилсульфоксид требует осторожного обращения, для чего используется вытяжная система и другое оборудование, что приводит к большим энергозатратам.

Наиболее близким по сущности является способ получения метансульфокислоты [патент РФ №2496772 С1. Кл. С07С, от 27.10.2013. Способ получения метансульфокислоты /Хидиров Ш.Ш., Омарова R.O., Ахмедов М.А., Хибиев Х.С.] путем электролиза 0,1-0,15 М водного раствора диметилсульфона (ДМС) при плотностях анодного тока 0,12-0,2 А/см2.

Недостатком данного способа получения метансульфокислоты является использование разбавленных водных растворов (0,1-0,15 М) диметилсульфона. Такие параметры концентраций не позволяют проводить электросинтез метансульфокислоты в крупнотоннажном масштабе из-за низкой производительности и высоких энергозатрат.

В связи с этим задачей данного изобретения является усовершенствование способа синтеза метансульфокислоты путем электролиза водных растворов диметилсульфона высоких концентраций.

Технический результат заключается в проведении процесса электросинтеза метансульфокислоты из концентрированных растворов диметилсульфона.

Сущность способа получения метансульфокислоты путем электролиза водного раствора диметилсульфона на фоне метансульфокислоты, в котором электролиз проводят из концентрированных водных растворов 0,2-1,6 М диметилсульфона и осуществляют в анодном отделении диафрагменного электролизера, причем после завершения электролиза анолит подвергают нагреванию при температуре 70-80°C.

Приводим примеры осуществления способа получения.

Пример 1.

В растворе, содержащем 0,1 М раствор диметилсульфона основным продуктом окисления при плотности тока 0,1 А/см2, является метансульфокислота. Электролиз проводили в диафрагменном электролизере с катионитовой мембраной. Анод - платина, S=4 см2, катод - графит. В анодное отделение электролизера заливают 50 мл 0,1 М раствора МСК и растворяют 0,47 г (0,1 М) ДМС, а в катодное отделение -0,1 М раствор МСК.

Концентрацию метансульфокислоты определяли методом кислотно-основного титрования. Выход по веществу составляет 100%.

Пример 2.

Проводят аналогично примеру 1. Электролизу подвергали 0,4 М водный раствор диметилсульфона на фоне 0,1 М водного раствора метансульфокислоты при плотности анодного тока 0,1 А/см2. Выход по веществу составляет 0,19 М (48%).

Затем определенный объем метансульфокислоты подвергали нагреванию при температуре 70-80°C в течении 15 минут. После остывания объем доводили до прежнего уровня и титровали. Концентрация метансульфокислоты (без фонового электролита) выросла до 0,38 М. Выход по веществу составляет 95%.

Пример 3.

Проводят аналогично примеру 1. Электролизу подвергали 1,6 М водный раствор диметилсульфона на фоне 0,1 М водного раствора метансульфокислоты при плотности анодного тока 0,15 А/см2. Выход по веществу метансульфокислоты составляет 0,46 М (29%).

Затем определенный объем метансульфокислоты подвергали нагреванию при температуре 70-80°C в течение 15 минут. После остывания объем доводили до прежнего уровня и титровали. Концентрация метансульфокислоты выросла до 1,38 М. Выход по веществу составляет 86%.

Результаты аналогичных примеров даны в таблице №1.

Методом поляризационных измерений, а также путем анализа анодного газа и снятием ИК-спектров нами доказано, что в 0,1 М растворе процесс окисления ДМС происходит с участием кислорода на аноде по суммарному уравнению реакции:

Таким образом в 0,1 М растворе образуется чистая метансульфокислота.

При более высоких концентрациях диметилсульфона (0,2-1,6 М) выход метансульфокислоты падает. Однако после нагревания раствора анолита выход метансульфокислоты увеличивается. Увеличение концентрации МСК после нагревания показало, что при концентрациях диметилсульфона, превышающих С≥0,2 М, наряду с МСК на аноде образуется диметилдисульфон. С увеличением концентрации диметилсульфона механизм анодной реакции окисления меняется в результате адсорбции и подавления кислородной реакции.

Диметилдисульфон - это кристаллическое вещество, растворимое в воде, при нагревании распадается на метансульфокислоту и на метансульфиновую кислоту. Последняя тоже на воздухе легко окисляется до метансульфокислоты.

Предложенный метод получения метансульфокислоты путем электролиза концентрированных водных растворов диметилсульфона по сравнению с известным электрохимическим способом получения его из разбавленных его растворов имеет ряд преимуществ:

1. При данном способе производительность процесса увеличивается за счет повышения концентрации исходного вещества.

2. Данный метод позволяет получить метансульфокислоту высокой чистоты электролизом концентрированных растворов диметисульфона.

3. Предложенный способ позволяет в значительной степени ускорить процесс получения метансульфокислоты по сравнению с известными.

4. Синтез метансульфокислоты в предложенном способе не требует сложного оборудования, высоких мер предосторожностей, так как промежуточный продукт электролиза - диметилдисульфон - является нетоксичным и экологически безопасным веществом.

Способ получения метансульфокислоты путем электролиза водного раствора диметилсульфона на фоне метансульфокислоты, в котором электролиз проводят из концентрированных водных растворов 0,2-1,6 М диметилсульфона и осуществляют в анодном отделении диафрагменного электролизера, причем после завершения электролиза анолит подвергают нагреванию при температуре 70-80°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу эксплуатации твердополимерного электролизера, включающему подачу в него постоянного напряжения питания и воды, нагрев твердополимерного электролизера и воды до температуры, обеспечивающей заданную производительность и соответствующее значение тока электролиза, контроль текущих значений температуры, давления, тока электролиза, производительности в процессе нагрева твердополимерного электролизера, фиксирование рабочего давления и рабочей температуры, последующую работу электролизера в стационарном режиме при фиксированной рабочей температуре с заданной производительностью и давлением.

Изобретение может быть использовано в производстве магнитных порошков, постоянных магнитов, магнитопластов, магнитных жидкостей, а также устройств магнитной записи высокой плотности.

Изобретение относится к области наноструктурированных биосовместимых материалов, в частности к пористому кремниевому наноносителю. Способ включает следующие этапы - получение пор под действием электролиза в пластине толщиной 700-730 мкм и площадью до 32 см2 монокристаллического кремния, являющейся анодом, p-типа проводимости, легированной бором с концентрацией около 10-19 см-3, с удельным сопротивлением 3-7·10-3 Ом·см, поверхности которой ориентированы параллельно кристаллографическим плоскостям в стеклоуглеродном стакане, являющемся катодом.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к катодным материалам на основе нанокристаллических частиц Fe-Ni. Катод для электрохимического получения водорода выполнен в виде стальной подложки с нанесенным на ее поверхность нанокомпозитным покрытием железо-никель.

Изобретение относится к катодному материалу для твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ) на основе никельсодержащих перовскитоподобных слоистых оксидов. При этом в качестве перовскитоподобного оксида взято соединение с общей формулой Pr2-xSrxNi1-yCoyO4-z, где 0.0<x<1.0; 0.0<y<1.0; -0.25≤z≤0.25.

Изобретение относится к способу получения водорода низкого давления для последующего сжигания и получения водяного пара с помощью низковольтного электролиза щелочного электролита раствора солей галогенводородных кислот и их смесей постоянным током, с помощью алюминиевых электродов, с дальнейшим извлечением кислорода в отдельный накопитель из образовавшихся алюминиевых комплексов, с поддержанием состава электролита и контролем температуры и давления в электрохимической ячейке.

Изобретение относится к проницаемому для ионов армированному сепаратору. При этом сепаратор содержит по меньшей мере один сепарационный элемент и по существу полый обходной канал, прилегающий к указанному по меньшей мере одному сепарационному элементу, причем указанный по меньшей мере один сепарационный элемент содержит связующее и оксид или гидроксид металла, диспергированный в нем, и указанный сепарационный элемент характеризуется давлением выдавливания первого пузырька по меньшей мере 1 бар и сопротивлением при обратной промывке по меньшей мере 1 бар, причем давление выдавливания первого пузырька определяется с помощью ASTM E128 и ISO 4003.

Изобретение может быть использовано в газо- и нефтедобывающей промышленности для попутного извлечения йод-сырца из бедных по его содержанию подземных напорных вод.

Изобретение относится к электрохимическому способу получения циклогексантиола в органических растворителях. Способ включает взаимодействие циклогексена с сероводородом при атмосферном давлении, причем одностадийную реакцию циклогексена с сероводородом проводят в условиях электролиза при потенциале окисления сероводорода в органическом растворителе, в который помещают фоновый электролит, без использования катализатора или специфического реагента при температуре процесса 20-25°С.
Изобретение относится к получению ультрамикродисперсного порошка оксида никеля. Способ включает получение порошка оксида никеля из металлических никелевых электродов электролизом в щелочном растворе гидроксида натрия.

Изобретение относится к улучшенному способу получения мезилата 1-амино-1,3,3,5,5-пентаметилциклогексана. Указанное соединение может быть использовано при заболеваниях и состояниях, таких как шум в ушах, невропатической боли и при лечении болезни Альцгеймера.

Изобретение относится к способу получения метансульфокислоты путем электролиза водного раствора диметилсульфоксида на фоне метансульфокислоты, отличающийся тем, что электролизу подвергают 0,1-0,15 М водный раствор диметилсульфона при плотностях анодного тока 0,12-0,20 А/см2.

Изобретение относится к области технологии получения серосодержащих органических соединений, в частности к с синтезу метансульфокислоты (СН3SO3Н) путем проведения электролиза 1,0-4,0 М водного раствора диметилсульфоксида в бездиафрагменном электролизере в присутствии метансульфокислоты в качестве фонового электролита при плотностях тока 0,12-0,18 А/см2.

Изобретение относится к области технологии получения серосодержащих органических соединений, в частности к с синтезу метансульфокислоты, используемой в качестве катализатора реакции нитрования, нитрозирования, этерификации, ацилирования, полимеризации алефинов, а также может быть использовано в химической, электронной и радиотехнической отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу получения алкансульфокислоты, включающему следующие стадии: (а) окисление алкилмеркаптанов и/или диалкилдисульфидов и/или диалкилполисульфидов с числом атомов серы от трех до девяти азотной кислотой с образованием алкансульфокислот, воды, оксидов азота, а также других побочных продуктов, (б) регенерацию полученных на стадии (а) оксидов азота кислородом до азотной кислоты и возвращение азотной кислоты на стадию (а), причем стадии (а) и (б) проводятся в отдельных друг от друга реакционных емкостях.

Изобретение относится к новым производным глицинамида формулы (I), которые, являясь агонистами рецепторов холецистокинина, могут быть использованы в фармацевтических средствах, позволяющих лечить некоторые расстройства пищеварения, ожирение, психозы и другие.

Изобретение относится к способу производства углеводородов из диоксида углерода и воды, в котором обеспечивают первый реакционный сосуд, содержащий положительный электрод и жидкую электролитическую среду, включающую воду и ионизирующий материал; обеспечивают второй реакционный сосуд, содержащий отрицательный электрод и жидкую электролитическую среду, включающую смесь воды и диоксида углерода; соединяют первый и второй реакционные сосуды средством связи в виде жидкой электролитической среды; прилагают постоянный электрический ток к положительному электроду и отрицательному электроду, обеспечивая образование углеводородов на отрицательном электроде в реакционном сосуде и кислорода на положительном электроде в реакционном сосуде, причем реакционные сосуды работают при давлении более 5,1 атм и при разных температурах. Также изобретение относится к устройству для осуществления способа. Изобретение позволяет эффективно производить углеводороды из воды и диокида углерода. 2 н. и 31 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 1 пр.
Наверх