二甲基砜的应用领域

1、精选优质文档-倾情为你奉上二甲基砜的合成与应用开发前景1， 前言二甲基砜又名二甲砜，英文名：Dimethyl sulfone,英文缩写：MSM。二甲基砜是近几年来国外新开发的人体所必须的滋补化学品，据国外权威机构鉴定，MSM在人体中占人体总重量的25%，人体中的硫元素均由二甲基砜中的硫来补充。最早二甲基砜是从植物中提取的，美国雅各(Dr. Stanley Jacob)博士从1967年开始研究，他发现二甲基砜能缓解人体疲劳状态、延长皮肤衰老、解除皱纹、触发消化系统机能，特别对关节炎有缓解和治疗作用，这方面国外有很多报道，该产品广泛用于人类、动物生存所必须生物硫的补充品。而我国目前的生产能力仅为几

2、百吨，而且产品全部出口。原因是国内没有人去研究二甲基砜的如何应用，更没有制成消费产品，在我国消费市场和生产市场基本是空白，如果我们不及时占领这个市场，不久的将来会被外国人抢占。目前我国只有盘锦新兴化工厂、天津海尔滋化工厂、浙江麦迪克化工厂生产，总生产能力不足500吨，对此，二甲基砜及二甲基砜的深加工急待开发。2，二甲基砜的合成二甲基砜的合成是由二甲基亚砜（DMSO）氧化而成，经结晶、重结晶、烘干、筛选得成品。其方法主要是与氧化剂的选择不同而形成路线不同，生产方法如下。21 硝酸氧化法该方法是以硝酸为氧化剂，以二甲基亚砜为主要原料进行合成的，化学方程式为：（CH3）2SO + 2HNO3 - (

3、CH3)2SO2 + 2NO2 + H2O反应过程中以硝酸投入的速度来控制反应温度140-145，首先将二甲基亚砜加热到90-100，再滴入硝酸，反应配比采用摩尔比，配比为：（CH3）2SO：HNO3=1：1，88，滴入硝酸时要缓慢进行，防止爆沸造成事故，最好在排汽口上装有冷凝器。由于反应过程中会产生大量的二氧化氮，应做妥善处理。反应得到的二甲基砜粗品，其成分为：二甲基砜、水、硝酸和微量的甲磺酸。二甲基砜粗品经冷却结晶、甩干、除酸、再结晶、烘干、过筛得成品。以二甲基砜计收率为：90%，产品质量达到99，7%。此法的优缺点：优点是原料利用率高，硝酸价格低廉，易购买。缺点是化学反应剧烈危险大，设备

4、腐蚀严重，排出大量的二氧化氮废气，废水中含有大量的酸，会造成污染，受率低。22 双氧水氧化法该方法是以双氧水为氧化剂，以二甲基亚砜为主要原料进合成的,其化学方程式为：（CH3）2SO + H2O2 -（CH3）2SO2 + H2O双氧水法氧化路线与硝酸发基本相同，其使用的设备均为搪瓷反应釜，要求密封良好，搅拌速度在130-150转/每分钟。首先将二甲基亚砜预热到95-105，再漫漫滴加含量为27，5%的双氧水，观察反应情况，严禁滴加速度过快，以防爆沸发生危险。其反应配比采用摩尔比，配比为：（CH3）2SO：H2O2= 1：1.02，双氧水滴加过程采取先少后多的办法，控制全反应过程温度在105-

5、115，为了更好地控制温度，反应釜夹套分别接有加热蒸汽和冷却水，同时在排汽管上装有回流冷凝器。这样不仅减少消耗，也能平衡反应温度，有利于反应温度的控制。反应过程中要严格控制双氧水的量，反应结束时双氧水不能过量太多，反应过程中要取样监视，在反应结束后，将其温度提高到120，减少回流量，驱除过量的双氧水，此过程保持30分钟。然后通入冷却水降温至60-70，放入结晶釜进行结晶，甩干、再结晶、烘干、筛选而得成品，以二甲基砜计收率为110%，产品质量达到99，8%，熔点：107-109，粒度均为60-80目。如严加控制金属离子可达到食品级和医药级。此法的优缺点：优点是生产全过程无污染，反应温度易控制，无

6、须除酸过程，无废气废水等污染物，收率高，质量好。缺点是合成系统不能使用不锈钢材质的设备，必须使用搪瓷设备。23 高锰酸钾氧化法二甲基亚砜氧化制成二甲基砜的原理基本相同，只是选用的氧化剂不同。高锰酸钾法均为实验室采用，工业生产均采用上述两种方法，所以就不做介绍。3二甲基砜（MSM）的应用二甲基砜是二甲基亚砜的下游产品，其化学性质既有相同之处，又各有不同的用途，二者都具有提供生物硫的作用，但应用范围不同。二甲基砜是一种有机硫化物，是人体胶原蛋白质合成的必须物质，人体的皮肤、毛发、指甲、骨髓、肌肉和各 中含有该物质约250克，人体大约每天要消MSM 0.5毫克,通常从食物中摄取,如:蔬菜、水果、鱼、

7、肉、蛋、奶等。 若人体缺少MSM时就会导致健康失调，产生疾病,MSM是人体维持生物硫原素平衡的主要物质，因此在发达国家将MSM作为保健药品大量应用，近两年来需求量迅速增加。自然界中的MSM存在于水和土壤中，在植物生长中被作为营养物质吸收。动物从食物中摄取营养硫化物MSM通过新陈代谢排入江河大海。在大自然中细菌将其还原在用硫醚（DMS）和二甲基亚砜（DMSO）被汽化到大气中，在紫外线、雷电作用下，被空气、臭氧氧化成二甲基砜（MSM），溶解在雨露中回归大地，构成自然循环。人工合成的MSM是以二甲基亚砜为原料，经过双氧水或者是硝酸、高锰酸钾、臭氧氧化制得MSM。其物理、化学性质见表（1）表（1） M

8、SM物理、化学性质分子式 （CH3）2SO2 非极性 93 分子量 M=94.13 溶度参数 145 性状 白色针状结晶 蒸汽压（112） 86mmHg 熔点（760mmHg） 109 （250） 769.4mmHg 沸点（760mmHg） 238 闪点（开口） 143密度（d4110） 1.1702 闪点（开口） 143 比重（26） 1.4501.455 比热（液体121） 0.53 cal/g?粘度（125） 1.140CP （固体25） 0.31 cal/g? 折光率（20） 1.4228 燃烧热（25恒容） -429.42 Kcal/mol 介电常数（110） 47.39 MHZ 生

9、成热（180） -107.5 Kcal/mol偶极矩（20） 4.25Debye 熔融热（9） 4.374 Kcal/mol 极性 95 升华热（25760mmHg） 18.4 Kcal/mol 氢键 60 汽化热（25） 15.1 Kcal/mol表（2）MSM的溶解度性在水中溶解度: 510克,10-16克,30-37克,60-120克,95-250克在甲醇中的溶解度 -10-1克，0-3.5克，30-20克，60-34克在其他溶剂中并易溶在乙醇、丙酮中，微溶于甲苯和氯仿中。31 在医药中的应用MSM是一种有机硫化物，是人体胶原蛋白合成的必要物质。在人的皮肤、头发、指甲、骨骼、肌肉和各 中

10、都含有MSM，人体每天要消耗2.5mgMSM，一旦缺乏就会引起健康失调或发生疾病。因此，国外作为保健药品大量应用，是维护人体生物硫元素平衡的主要药物。MSM能消除病毒，加强血液循环，软化组织，减轻痛苦，能强筋壮骨，镇定精神，增强体力，可与多种中药及维他命复配制成保养皮肤、美发、美容用品。还能治疗关节炎、口腔溃疡哮喘、便秘、输通血管，清除胃肠中霉假丝酵母菌毒素。MSM作为一种营养品有机生理硫，能促进皮指甲、头发、骨胳、肌腱、和 的健康，被称为自然美化物质。国外市场上将MSM纯品制成含量1000mg的片剂500mg胶本，还有维生素C稣腊基肉蔻酸复配制成治疗关节炎、口腔炎等药物。治关节炎用作冲洗霉菌

11、的药品每剂含MSM3000mg,日服两次，长期服用会使皮肤光滑，头发、指甲、发育加快；能增强胃肠功能，筋骨强壮，减少疲劳，精神焕发；增强对霉菌、毒素、细菌及过敏物质抵抗力；能帮助肝脏产生胆碱，抑制胃酸溃疡的功效；在肠道中消除寄生虫的寄生能力，消除对病 地敏反应，增强体内产生胰岛素的能力。国外医学专家已证实，MSM对糖类的代谢起促进作用，能促进伤口愈合，硫是连接组织占支配地位的主要成份，在脊椎中不溶于水纤维蛋白质，它对新陈代谢和神经健康所需的维生素B硫胺素、维生素C、生物素和酸的合成和激活起作用。不仅对人体起作用，同时对所有动物都可以适当补充，特别是家庭饲养的宠物，更应该定期定量补充，以防其缺少

12、有机硫元素。32 在工业中的应用MSM在工业中作为有机合成高温溶剂、有机化工合成中间体、有机化工合成原料。还用做油墨、墨水、打印机墨水、激光打印机专用墨水及特种印刷剂的添加剂等。33在食品中的应用由于MSM是人体不可缺少的有机硫提供者，所以在多种食品中作为添加剂。如：面点、乳制品、饮料、白酒、啤酒等。34在化妆品、保健品中的应用MSM复配制成冲洗液、乳液、胶囊长期使用会使皮肤光滑，头发、指甲、发育加快；驱除皱纹，去除色斑，精神焕发；配合药物使用，可起到减肥、健身，强筋壮骨作用；35在其他方面的应用在化学分析中用做气相色谱固定液，以及化学分析试剂，科研用特种试剂，各种培养液等。在国外的应用领域十

13、分广泛，特别是在美国，有大量的科研人员投入研究，已有几十种产品面世，并得到十分惊人的效益。4二甲基砜（MSM）的开发前景MSM由于它是新发现的人体营养物质，对人体疾病是有治疗价值和保健功能，是人类生存和健康保障的必备药物，同时在工业中的广泛应用，因而受到发达国家重视，在国外大量应用、销售。我国对MSM的应用研究尚未开展，目前产品部出口。我国人口众多，MSM的消费市场又大，同时，我国又是二甲基亚砜的出口大国，为MSM的生产和应用开发提供了优越的原料条件。目前MSM国际市场每吨售价为5万元左右，而制成保健药品、药品、化妆品每公斤可达6070美元。因此MSM是一种高新技术产品，又是高附加值的精细化工

14、产品。产品新、市场潜力大，效益突出，又能出口创汇，具有广阔的生产和应用开发前景。 1  在有机合成中的应用 DMSO在化学反应中起到反应溶剂、反应试的双重作用，由于其沸点为189.0，而其60的水溶液的冰点只有-80，所以DMSO即适合应用于高温反应，也可用作一些低温反应的溶剂。使某些不能实现的反应在DMSO中能顺利进行，对某些化学反具有加速、催化作用，提高收率，改革产品性能。如：据文献报道在合成农药除草剂三氟羧草醚和氟磺胺草醚时，选择DMSO作为反应溶剂，可使缩合反应具有很高的转化率和收率；也可作为丙烯酸树脂及聚砜树脂的聚合或缩合溶剂、聚丙烯睛及乙酸纤维的抽丝溶剂、烷烃分

15、离的抽提溶剂等。 除此之外DMSO作为一种强极性非质子偶极型溶剂和一种很弱的氧化剂，在亲核取代反应、亲电取代反应、双键重排、酯缩合反应中都有十分广泛的应用，由于其能使阳离子或带正电荷的基团发生强烈的溶剂化，而不能使负离子很好的溶剂化，所以能大大的提高反应速度，特别是作为伯醇、仲醇的氧化剂具有良好的反应效果。（1）亲核取代反应：DMSO为卤代烷及磺酸酯亲核离解溶剂，能生成加成物，反应速率比一般非质子溶剂快155倍，在烷基化反应中占有重要地位；卤代烷与无机氰化物反应制备腈，不易反应。在DMSO中反应速度快，收率高；亚硝酸钠与卤代烷或a-卤代酯转变为硝基物，也有类似效果；Swarts反应不易制备芳烃

16、氟化物，但在DMSO中氟化钾与氯代芳烃等易起置换反应制得产率很高的氟交换；溴苯与叔丁醇钾在DMSO中不用热即生成苯叔丁醚。（2）消除反应：苄醇及脂肪族叔醇在DMSO中生成稀，磺酸酯及卤代烷在DMSO中加热生成烯；Cope消除反应在DMSO中室温下能顺利进行，且反应速度比在水中快105倍。（3）亲电取代反应：在DMSO中一些饱和碳原子上亲电取代反应能快速进行。如：烯醇钠盐在苯中用卤代烷烷基化时，加入0.65mol/L浓度的DMSO，能使反应，在DMSO中比在二氧六环中快20倍；有机物中氢-重氢在碱催化下交换速率在DMSO中比在醇中高109倍；在DMSO使不对称a-碳消旋速率比在叔丁醇中高106倍

17、。（4）双建重排：在DMSO中经叔丁醇钾催化可产生双键重排，反应能在低温下均相进行。（5）其他反应：用DMSO作为反应溶剂的研究报道很多。如：在乙酸合成双乙烯酮的反应溶剂，可以大大的提高其反应转化率；而在烷基化反应中使用DMSO作为反应溶剂，可使其反应速率比非质子化溶剂要快105倍；如在卤代烷烃与无机氰化物反应制备烷基睛时；三乙胺与碘乙烷的季胺化、高级脂肪酸与甘油脂的酯交换，在醇钠存在下非还原糖酯化、醇类氰乙基化、异氰酸苯酯与硫醇反应的催化作用等等，在DMSO中都具有加速效果。DMSO还可在酯缩合、高分子多聚物中作反应溶剂。如：Dicckmann反应、葡聚糖解聚、胰朊酶构象转变、酰化等等。因此

18、，由于DMSO兼有高温溶剂和低温溶剂的双重作用，用途十分广泛，并且毒性很低，其作为溶剂对化学反应来说不仅仅是作为一种反应溶剂，而是通过它的使用给化学反应带来了一种新的手段，开辟化学制备的一条新途径，加快了化反应速度，提高了收率，制备出许多新物质，这对化学合起到了很好的推动作用，将会被广泛的应用于精细化工生产中。     2  DMSO在医药、医疗领域中的应用 在医药领域的应用：DMSO作为反应溶剂在医药及医药中间体合成中应用很广。如：3,4-二氯硝基苯与氟化钾在DMSO中反应制得氟氯苯胺，该中间体是合成第三代喹诺酮类抗菌药诺

19、氟沙星(氟哌酸)、环丙氟哌酸的重要原料；DMSO也用于2,3,4,-三氟硝基苯的合成，该中间体可用于合成第三代喹诺酮类抗菌药-氧氟沙星(氟嗪酸)、氟罗沙星(多氟哌酸)、盐酸洛美沙星、盐酸芦氟沙星的合成。另外DMSO在合成左旋咪唑羟酸肌醇酯、磷酸左旋咪唑、黄连素、蔗糖脂肪酸多酯和中药萃取生产中都已得到应用。另外药物合成、中药萃取以及外用药剂及药膏也消耗一定量DMSO。合成黄连素、左旋咪唑、甲苯咪唑等药物约需消耗DMSO。 DMSO在医疗中的应用：DMSO对许多药物具有溶液性、渗透性、本身具有消炎、止痛，促进血液循环和伤口愈合，并有利尿、销静作用。能增加药物吸收和提高疗效，因此在国外叫做

20、"万能药"。各种药物溶解在DMSO中，不用口服和注射，涂在皮肤上就能渗入体内，开辟了给药新途径。更重要的是提高了病区局部药物含量，降低身体其他器官的药物危害，毒理检验及病理解剖证明：我国的DMSO的半数致死量LG50值为（22.4±1.4）g/kg，与国外文献报道的21.4g/kg基本一致，属于无毒，与病理解剖所见相符。北京药物研究所用溶肉瘤素、B518、C6323、N甲等药物研究所用溶肉瘤素、瘤局部，取得很好疗效，明显抑制肿瘤生长；在动物实验时，经过解剖检测，局部药物浓度比其他器官药物浓度高28倍；国外研究认为癌细胞有一层角质保护膜，妨碍药物进入，DMSO具有对

21、角质的溶解渗透能力，所以能提高疗效； DMSO和右旋糖酐可对脐血造血细胞进行低温保护作用；DMSO可用于治疗间质性膀胱炎，DMSO可以与类固醇、肝素和/或局部麻醉剂联合应用；可以诱导白细胞从原始阶段向成熟阶段分化，从而缓解白血病；5% 的溶液与其他药物合用可用于治疗皮肤疱疹；DMSO溶液可以治疗传染性软疣；作为透皮给药的助剂与利福平结合治疗小面积烧伤；口服用25%的DMSO治疗原发性淀粉样变；目前生产的骨友灵、脚气药、肤氢松软膏等外用药及各大医院的外用制剂中已广泛使用。特别是在中药萃取制剂中，提高了有用组分含量，提高了药效。实践证明DMSO对神经性皮炎、牛皮癣、关节炎、滑囊

22、炎、毛囊炎、类风湿、中耳炎、鼻炎、附件炎、牙疼、带状泡疹、痔疮、扭伤、腰肌劳损、烧伤、外伤等等都具有疗效。     3  DMSO在农药领域的应用 在有机氟化合物中的应用含氟农药的合成在当今农药行业中是发展较快的一个领域，因此含氟中间体的制备就显得尤为重要。但是由于氟化反应较难进行，并且转化率不是很高，影响了含氟中间体合成技术的反展。如将DMSO应用于含氟中间体的合成技术中，利用其对某些化学反应具有的特殊加速和催化作用，可以显著的提高其反应转化率。 作为渗透剂和增效剂由于DMSO具有优良的渗透性能，可作为农药行业的

23、渗透剂和增效剂。据文献报道，直接使用0.05的DMSO水溶液在大豆开花期喷洒，可使大豆增收10-15；而将甲醛蒸汽溶解于DMSO中，不仅可以大大减少甲醛的刺激性，还可提高甲醛的熏蒸杀菌力；把抗菌素溶入DMSO中治疗果树腐乱病；将杀虫剂溶入DMSO中杀灭树木及果实中的食心虫；用DMSO溶解“帕斯”治疗马传贫和寄生虫病；各种肥料水溶液中加5DMSO后更容易引起人身中毒。DMSO在国内果树霉菌病中已有应用。在对植物实验中将非渗透药物、染料配成DMSO水溶液，涂抹树干，12h后发现枝叶、根茎果实都含有量或着色，再经过24h检测结果消失。说明溶在DMSO中的药物、色素可以渗透、流通，也能通过新陈代谢排出

24、、这种特性显示出DMSO在农业上的应用前景，有待于今后研究     4  DMSO在石油加工中的应用 DMSO在芳烃抽提中作为萃取溶剂，它的优点是：（1）对芳径的先择性高；（2）常温下对芳径的无限制混溶；（3）萃取温度低，且不与烷烃、烯烃、水反应；（4）无腐蚀、无毒；（5）萃取工艺简单、设备少、节能；（6）不溶烯烃适合含烯高的油料；（7）溶济回收可用反萃取。DMSO对烷烃不溶，因此用于食品蜡、食用白油的精制和治癌物的检测中；DMSO对乙炔易溶，每升DMSO能溶解33升乙炔，而丙酮只能溶解25升乙炔DMSO沸点高，回收、再生容易。困此用

25、于石油气乙炔回收和溶解乙炔生产中；DMSO对有机硫化物、芳烃、炔烃易溶，常用于润滑油、柴油的精制中；DMSO与水在40时-60不冻。所以DMSO用于汽油、航煤防冰剂、高寒地区汽车防冻液；在燃料油添加剂二茂铁生产中用作反应溶剂，使二聚环戊二烯钠与三氯化铁的反应加速，提高收率；在硝基烷烃生产中使亚硝酸钠与氯代烷在DMSO中直接反应具有很高收率；最近在石油加工中还有许多报道，新用途在不断开发，特别是国外在柴油精制中投入了工业化生产。     5  DMSO在合成纤维中的应用DMSO在腈纶纺丝中应用，使丙烯腈在DMSO中聚合，不用分离，直接在

26、水浴中喷丝，得到膨松、柔软、容易染色的人造羊毛。其优点是工艺简化、溶解度高、溶剂沸点高、无毒、容易回收、产品性能好、成本低；在用聚丙腈生产碳纤维中也在应用；国外在涤纶树脂生产中用于对苯二甲酸酯的精制；此外在氯纶生产中，用DMSO纺丝、丙烯腈共聚中都有使用；还可作为合成纤维的染色溶剂、去染剂、改性剂、防冻剂、染色载体。     6  DMSO在电子工业中应用DMSO用于法拉级、超大容量电容器-液体双电层电容器的电解质，目前的电容器仅为微法拉容量，而这种电容器可达到1100法拉。如：日本35V10F、美国1.6V 100F电容器

27、,用于太阳能供电系统作为能量贮存元件,电子计算机和机器人的信息保护电源和记忆元件。在电子元件、集成线路清洗中大量使用DMSO，它具有对有机物、无机物、聚合物一次清除的功能，而且无毒、无味，容易回收。     7  DMSO在防冻剂中的应用乙二醇防冻液在超过-40低温时已不适用。而且比DMSO沸点低，有毒，易生产气阻。而纯DMSO的冰点是18。45，含水40%的DMSO在-60不冻，而且DMSO与水、雪混合时放热。这种性质使DMSO可作为汽车防冻液、刹车油、液压液组分；DMSO防冻液在北部严寒地区用于除冰剂；涂料、各种乳胶的防冻剂；汽油、航煤的防冰剂；骨髓、血液、器官低温保存的防冻剂等。     8  DMSO在涂料中的应用DMSO做溶