二甲基砜的应用领域

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1、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

2、为几百吨，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

3、）2SO + 2HNO3 - (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：

4、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

5、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105-115，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%

6、，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

7、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、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，

8、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） MSM 物理、化学性质 分子式 （CH3 ）2SO2 非极性 9 3 分子量 M=94.13 溶度参数 14 5 性状 白色针状结晶 蒸汽压（ 112） 8 6mmHg 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） 1.4501.4

9、55 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 生成热（ 180） -107.5 Kcal/mol 偶极矩（ 20） 4.25Debye 熔融热（ 9） 4.374 Kcal/mol 极性 9 5 升华热（ 25760mmHg） 18.4 Kcal/mol 氢键 6 0 汽化热（ 25） 15.1 Kcal/mol 表（2）MSM 的溶解度性 在水中溶解度 : 5 10 克, 10-16

10、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

11、 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

12、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 MS

13、M 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

14、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

15、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

16、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 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