基本介紹
- 中文名：二甲亞碸
- 英文名：DMSO
- 別稱：二甲基亞碸
- 化學式：（CH3）2SO
- 分子量：78.13
- 沸點：189℃
- 密度：(25℃/4℃)1. 0958
- 外觀：無色粘稠透明油狀液體或晶體
- 閃點：(開口)95℃
- 套用：常作為止痛藥物的活性組分添加於藥物之中。
- 安全性描述：毒性低，LD5018000mg/kg
- 危險性符號：毒性低
簡介,物理性質,物性數據,分子結構數據,計算化學數據,化學性質,作用,毒性,用途,貯存方法,合成方法,生產情況,存在問題及發展建議,套用,在石油加工中的套用,在合成纖維中的套用,在醫藥生產中的套用,在醫療中的套用,在農藥、農肥中的套用,在染料中的套用,在塗料中的套用,在防凍劑中的套用,在氣體分離中的套用,在合成樹脂中的套用,在焦化副產中的套用,在電子工業中套用,在有機合成中的套用,在水熱合成中的套用,
簡介
是一種含硫有機化合物，分子式為（CH3）2SO，常溫下為無色無臭透明液體，是一種吸濕性的可燃液體。具有高極性、高沸點、熱穩定性好、非質子、與水混溶的特性，能溶於乙醇、丙醇、苯和氯仿等大多數有機物，被譽為“萬能溶劑”。
物理性質
無色液體，無臭，具有吸濕性，能與水、乙醇、丙酮、乙醚、苯、氯仿等混溶。在-般情況下很穩定，在沸點長時間煮沸時發生分解．室溫下遇氯發生猛烈反應，易燃，蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限2．6%-28．6%(vol)。毒性低，LD5018000mg/kg。
dmso結構式它是一種滲透性保護劑，對細胞無毒性，分子量小，溶解度好，能迅速透入細胞，降低冰點，提高細胞膜對水的通透性，延緩凍結過程，能使細胞內水分在凍結之前透出細胞外，在胞外形成冰晶，提高細胞內的電解質濃度，減少胞內冰晶，從而減少冰晶對細胞凍傷。
物性數據
1． 性狀：無色黏稠透明油狀液體或結晶體。具弱鹼性，幾乎無臭，稍帶苦味，常用
的有機溶劑。
2． 密度（ g/mL,20/4 ℃）： 1.100
3． 相對蒸汽密度（ g/mL, 空氣=1 ）： 2.7
4． 熔點（ ºC ）： 18.45
5．沸點（ ºC ，常壓）： 189
6． 折射率（ 25ºC ）： 1.4795
7． 黏度（ mPa·s,25ºC ）： 1.987(25 ℃）； 2.2(20 ℃）； 1.290(50 ℃）
8． 閃點（ ºC ，開口）： 95
9． 燃點： 87 ℃
10． 蒸發熱（ KJ/mol,25ºC ）： 52.92
11． 熔化熱（ KJ/mol ）： 13.94
12． 生成熱（ KJ/mol ）： -197.66
13． 燃燒熱（ KJ/mol ，定容）： 1793.16
14． 比熱容（ KJ/(kg ·K),25ºC ，定壓）： 1.95
15． 電導率（ S/m,20ºC ）： 3×10-8
16． 蒸氣壓（ kPa,20ºC ）： 0.049
17． 蒸氣壓（ kPa,30ºC ）： 0.101
18． 蒸氣壓（ kPa,47.4ºC ）： 0.376
19． 蒸氣壓（ kPa,56.6ºC ）： 0.681
20． 爆炸下限（ %,V/V ）： 2.6
21． 爆炸上限（ %,V/V ）： 28.5
22． 體膨脹係數（ K-1 ）： 0.00088
23． 溶解性：可與水以任意比例混合，除石油醚外，可溶解一般有機溶劑。在20℃時能吸收氯化氫30% （重量）、二氧化氮30% （重量）、二氧化硫65% （重量），不溶於除乙炔外的脂肪烴化合物。對多種化合物有溶解能力。溶於水、乙二醇、丙酮、苯、烴類氯化物、乙二醇的酯等。
分子結構數據
1． 摩爾折射率： 20.17
2． 摩爾體積（ ml/mol ）： 71.0
3． 等張比容（ 90.2K ）： 182.6
4． 表面張力（ dyne/cm ）： 43.6
5． 極化率（ 10-24cm3 ）： 7.99
計算化學數據
1． 疏水參數計算參考值（ XlogP ）： -0.6
2． 氫鍵供體數量： 0
3． 氫鍵受體數量： 1
4． 可旋轉化學鍵數量： 0
5． 拓撲分子極性表面積（ TPSA ）： 17.1
6． 重原子數量： 4
7． 表面電荷： 0
8． 複雜度： 29
9． 同位素原子數量： 0
10、確定原子立構中心數量： 0
11． 不確定原子立構中心數量： 0
12． 確定化學鍵立構中心數量： 0
13． 不確定化學鍵立構中心數量： 0
14． 共價鍵單元數量：1
化學性質
1 二甲亞碸還原生成甲硫醚。受強氧化劑作用氧化成二甲碸；
2．二甲亞碸與醯氯類物質如氰尿醯氯、苯醯氯、乙醯氯、苯碘醯氯、亞硫醯氯、硫醯氯、三氯化磷等接觸時，發生激烈的放熱分解反應。與硝酸結合，生成（ CH3)2SO· NHO3 。與碳酸鋇作用可使二甲亞碸再生。與濃氫碘酸作用，生成二甲硫磺化合物。
3．二甲亞碸有吸水性，用前需要進行乾燥處理。
作用
DMSO 是二甲基亞碸， 用途廣泛。用作乙炔、芳烴、二氧化硫及其他氣體的溶劑以及腈綸纖維紡絲溶劑。是一種即溶於水又溶於有機溶劑的極為重要的非質子極性溶劑。對皮膚有強的滲透性， 有助於藥物向人體滲透。也可作為農藥的添加劑。也是一種十分重要的化學試劑。
DMSO 也是一種滲透性保護劑，能夠降低細胞冰點，減少冰晶的形成，減輕自由基對細胞損害，改變生物膜對電解質、藥物、毒物和代謝產物的通透性。
毒性
但研究表明， DMSO 存在一定的毒性作用，與蛋白質疏水基團發生作用，導致蛋白質變性，具有血管毒性和肝腎毒性。
DMSO 存在一定的毒性作用， 用的時候要避免其揮發， 要準備1%-5% 的氨水備用， 皮膚沾上之後要用大量的水洗以及稀氨水洗滌.。
最為常見的為噁心、嘔吐、皮疹及在皮膚、和呼出的氣體中發出大蒜、洋蔥、牡蠣味。
吸入：高揮發濃度可能導致頭痛，暈眩和鎮靜。
皮膚：能夠灼傷皮膚並使皮膚有刺痛感，如同所見的皮疹及水泡一樣。若二甲基亞碸與含水的皮膚接觸會產生熱反應。要避免接觸含有毒性原料或物質的二甲基亞碸溶液， 因其毒性不為人所知，而二甲基亞碸卻可能會滲入肌膚，在一定條件下會將有毒物質代入肌膚。
吸收：吸收危險性很低。
用途
二甲基亞碸是一種既溶於水又溶於有機溶劑的極為重要的非質子極性溶劑。廣泛用作溶劑和反應試劑，具有很高的選擇抽提能力。二甲基亞碸本身有消炎止痛， 利尿， 鎮靜等作用，在醫藥工業中可以直接用作某些藥物的原料及載體。有“萬靈藥”之稱，常作為止痛藥物的活性組分添加於藥物之中。
1、用於芳烴抽提、樹脂及染料的反應介質、腈綸聚合、抽絲的溶劑等
2、可作有機溶劑、反應介質及有機合成中間體。用途極廣。本品具有很高的選擇性抽提能力， 用作丙烯酸樹脂及聚碸樹酯的聚合和縮合溶劑、聚丙烯腈及乙酸纖維的聚合抽絲溶劑、烷烴與芳烴分離的抽提溶劑、用於芳烴、丁二烯抽提，腈綸紡絲、塑膠溶劑及有機合成染料、製藥等工業的反應介質。在醫藥方面， 二甲基亞碸有消炎止痛作用， 對皮膚有強滲透力，因而可溶解某些藥物， 使這類藥物向人體滲透從而達到治療目的。利用二甲基亞碸的這種載體特性， 也可作為農藥的添加劑。在某些農藥中添加少量二甲基亞碸， 有助於農藥向植物內滲透，以提高藥效。二甲基亞碸還可作為合成纖維的染色溶劑、去染劑、染色載體，也可作為回收乙炔、二氧化硫的吸收劑，合成纖維改性劑，防凍劑以及電容介質、剎車油、稀有金屬提取劑等。
3、用作分析試劑及氣相色譜固定液，也用作紫外光譜分析時的溶劑
4、透皮促進劑。二甲基亞碸是使用最早的經皮滲透促進劑之一，促滲性質可能與其溶劑性有關。二甲基亞碸能使皮膚角質細胞內蛋白質變性； 可破壞角質層細胞間脂質的有序排列；可脫去角質層脂質、脂蛋白，增強藥物的滲透作用，但使用高濃度二甲基亞碸時，會使皮膚產生紅斑、水泡及不可逆性損傷，美國已禁用.常用濃度為30%-50% 。
5、防凍劑。純二甲基亞碸的冰點是18. 45 ℃ ,含水40 % 的二甲基亞碸- 60 ℃不凍,而且二甲基亞碸與水、雪混合時放熱。因此做汽車防凍液、剎車油、液壓液組分提供了方便。乙二醇防凍液在超過- 40 ℃低溫時已不適用,而且比二甲基亞碸沸點低,有毒,易產生氣阻。二甲基亞碸防凍液在北部嚴寒地區用於汽車、戰車中,並可以隨時以雪代水補充。二甲基亞碸還用於除冰劑、塗料、各種乳膠的防凍劑、汽油、航煤的防凍劑,骨髓、血液、器官低溫保存的防凍劑.
貯存方法
1．該品應密封於陰涼乾燥處避光保存。
2．該品採用鋁桶、塑膠桶或玻璃瓶包裝。貯存於陰涼通風乾燥處，按易燃有毒物品規定貯運。
合成方法
二甲基亞碸一般採用二甲硫醚氧化法製得，由於所用的氧化劑和氧化方式不同，因而有不同的生產工藝。
1．甲醇二硫化碳法
甲醇和二硫化碳為原料， 以γ-Al2O3 作催化劑， 先合成二甲基硫醚， 再與二氧化氮（或硝酸）氧化得二甲基亞碸。
2．雙氧水法
以丙酮作緩衝介質，使二甲硫醚與雙氧水反應。用該法生產二甲基亞碸成本較高，不適於大規模生產。
3．二氧化氮法
以甲醇和硫化氫在γ-氧化鋁作用下生成二甲基硫醚；硫酸與亞硝酸鈉反應生成二氧化氮；二甲基硫醚再與二氧化氮在60-80 ℃進行氣液相氧化反應生成粗二甲基亞碸， 也有直接用氧氣進行氧化，同樣生成粗二甲基亞碸，然後經減壓蒸餾， 精製得二甲基亞碸成品。此法是較為先進的生產方法。
4．硫酸二甲酯法
用硫酸二甲酯與硫化鈉反應，製得二甲基硫醚；硫酸與亞硝酸鈉反應生成二氧化氮；二甲基硫醚與二氧化氮氧化得粗二甲基亞碸， 再經中和處理， 蒸餾後得精二甲基亞碸。此外，用陽極氧化的方法由二甲硫醚生產二甲基亞碸。
精製方法：將二甲亞碸減壓蒸餾後，加入氧化鋁放置一夜，用高50cm ，填有陶製鞍形填料的蒸餾塔，於266.6~399.9Pa 、50℃進行減壓蒸餾，收集中間餾分。或將二甲亞碸與CaH2 一起加熱一日，減壓蒸餾後用分子篩乾燥，在氮氣流下再進行減壓蒸餾。也可以分步結晶精製。
5．將二甲硫醚（由硫酸二甲酯與硫化鈉反應製得）與二氧化氮（由硫酸與亞硝酸鈉反應製得）在60 ～80 ℃進行氣液相氧化反應製得二甲基亞碸粗品，然後減壓蒸餾、採用分子篩脫水後再減壓精餾，即得成品二甲基亞碸。
6．以丙酮作為緩衝介質，加入相等物質量的二甲硫醚和雙氧水，攪拌反應，維持溫度20 ℃：反應結束後，直接減壓蒸餾即可得純度較高的二甲基亞碸。
生產情況
世界上有美國，日本，法國和中國四個國家擁有二甲基亞碸的生產裝置，截止1997 年底美國，法國和日本三國現有的二甲基亞碸裝置的生產能力已達3 萬噸/年。中國約1 萬噸年。
中國二甲基亞碸生產能力和產量增長很快。據統計， 1992 年中國二甲基亞碸生產能力已達4.5 千噸/年，產量為2.6 千噸；1995 年創歷史最高水平， 生產能力達到8.7 千噸/年（開車能力），生產量6 千噸。1996 年盤錦，太谷，榆茨，宜城等廠家共生產二甲基亞碸產品5 千噸，外貿出口1.6 千噸，國內銷售量3.34 千噸。中國二甲基亞碸生產裝置均採用甲醇與二硫化碳為原料合成二甲基硫醚，溫度380 度，常壓，同時可副產10% 以上的甲硫醇等副產品。二甲基硫醚生產二甲基亞碸採用氧化和精製兩個工序。
在氧化工序中，二甲基硫醚與二氧化氮（ NO2 ）在液相中反應生成二甲基亞碸，同時二氧化氮被還原成氧化氮，採用逆流塔式液相氧化反應器，塔底溫度60 度，塔頂溫度25度。二氧化氮由亞硝酸鈉和濃硫酸反應製備， 被還原後生成的NO 用氧氣氧化重新製得二氧化氮。未反應的二甲基硫醚經閃蒸從產物中分離， 再循環使用， 二甲基亞碸粗產品用氫氧化鈉進行中和處理。
存在問題及發展建議
二甲基亞碸是優良的溶劑，中國有較長的工業生產歷史，技術成熟可靠。中國現有的二甲基亞碸生產裝置遠不能滿足國內日益增長的需要， 供需缺口在不斷的擴大， 其產品出口創匯形勢喜人， 加大了供需矛盾。為解決二甲基亞碸生產能力不足的矛盾， 國內應根據市場發展的需要適度建設新的生產裝置。中國現有二甲基亞碸生產工藝均採用二硫化碳法，成本相應增高，今後應考慮採用硫化氫法建設新廠，尤其是採用天然氣淨化廠（脫硫廠）和煉油廠脫硫裝置排放硫化氫。生產二甲基亞碸會增加企業經濟效益。中國造紙廢液未將副產的二甲基硫醚進行回收， 若能回收，不僅減少污染，且能變廢為寶，為企業增加經濟效益。甲硫醇在中國已有一定的消費市場，主要用來製取蛋氨酸、醫藥和農藥。生產二甲基亞碸可同時聯產甲硫醇，今後建設新裝置時應考慮將兩者聯產。
套用
在石油加工中的套用
DMSO 在芳烴抽提中作為萃取溶劑， 最早是法國的IFP 法，曾在華沙三十五國化工會議上發表。它的優點是： ⑴對芳烴的選擇性高；⑵常溫下對芳烴的無限制混溶；⑶萃取溫度低，且不與烷烴、烯烴、水反應；⑷無腐蝕、無毒；⑸萃取工藝簡單、設備少、節能；⑹不溶烯烴適合含烯高的油料； ⑺溶濟回收可用反萃取。比殼牌公司的Sulfinol 法和環球公司的Udcx 法更優越。中國北京、遼陽石化公司在引進裝置中已使用。DMSO 對烷烴不溶，因此用於食品蠟、食用白油的精製和治癌物的檢測中。DMSO 對乙炔易溶， 每升DMSO 能溶解33 升乙炔，而丙酮只能溶解25 升乙炔DMSO沸點高，回收、再生容易。困此用於石油氣乙炔回收和溶解乙炔生產中。DMSO 對有機硫化物、芳烴、炔烴易溶，常用於潤滑油、柴油精製中。DMSO 與水在40% 時-60 ℃不凍。所以DMSO 用於汽油、航煤防冰劑、高寒地區汽車防凍液。在燃料油添加劑二茂鐵生產中用作反應溶劑， 使二聚環戊二烯鈉與三氯化鐵的反應加速， 提高收率。在硝基烷烴生產中使亞硝酸鈉與氯代烷在DMSO 中直接反應具有很高收率。最近在石油加工中還有許多報導，新用途在不斷開發，特別是國外在柴油精製中投入了工業化生產。
在合成纖維中的套用
DMSO 在腈綸紡絲中套用，最早是日本東洋人造絲株式會社申請專利，使丙烯腈在DMSO 中聚合，不用分離，直接在水浴中噴絲，得到膨鬆、柔軟、容易染色的人造羊毛。其優點是工藝簡化、溶解度高、溶劑沸點高、無毒、容易回收、產品性能好、成本低。
在醫藥生產中的套用
DMSO 作為反應溶劑在醫藥中間體合成中套用很多。如：用氟化鉀與3，4― 二氯硝基苯在DMSO 中反應製得氟氯苯胺，被廣泛用於氟哌酸生產以及三氟硝基甲苯、氧氟沙星等含氟藥物。印度是生產含氟藥物的主要國家之一， 因此DMSO 進口量每年為4500t 左右。DMSO 在合成黃連素、蔗糖脂肪酸多酯和中藥萃取生產都已套用。
在醫療中的套用
DMSO 對許多藥物具有溶液性、滲透性、本身具有消炎、止痛，促進血液循環和傷口癒合，並有利尿、銷靜作用。能增加藥物吸收和提高療效，因此在國外叫做“萬能藥”。各種藥物溶解在DMSO 中，不用口服和注射，塗在皮膚上就能滲入體內，開闢了給藥新途徑。
在農藥、農肥中的套用
DMSO 是農藥、農肥的溶劑、滲透劑和增效劑。國外報導用抗菌素溶入DMSO 中治療果樹腐亂病、將殺蟲劑溶入DMSO 中殺滅樹木及果實中的食心蟲，用0.5 ‰的溶液在大豆開花期噴灑，增產10% ～15% ，各種肥料水溶液中加5‰DMSO 後更容易引起人身中毒。國內在果樹黴菌病中已有套用。在對植物實驗中將非滲透藥物、染料配成DMSO 水溶液，塗抹樹幹， 12h 後發現枝葉、根莖果實都含有量或著色，再經過24h 檢測結果消失。說明溶在DMSO 中的藥物、色素可以滲透、流通，也能通過新陳代謝排出、這種特性顯示出DMSO 在農業上的套用前景，有待於今後研究。
在染料中的套用
吉林染料廠在仁丹士林蘭生產中使用DMSO 後使用生產能力、收率大幅度提高， 四川染料廠仍在使用。據報導在印染中加入DMSO 使染色均勻消除色差。
在塗料中的套用
DMSO 做溶劑、助溶劑、防凍劑， 在水乳漆中使用較多。由於DMSO 對各種樹脂溶解性好，因而在某些漆中作為增溶劑。更重要的用途是作去漆劑。DMSO 中加入鹼或硝酸，可以除掉包括環氧樹脂在內的各種漆膜。
在防凍劑中的套用
純DMSO 的冰點是18.45 ℃，含水40% 的DMSO 在-60 ℃不凍，而且DMSO 與水、雪混合時放熱。這種性質使DMSO 可作為汽車防凍液、剎車油、液壓液組分。乙二醇防凍液在超過-40 ℃低溫時已不適用。而且比DMSO 沸點低，有毒，易生產氣阻。DMSO 防凍液在北部嚴寒地區用於除冰劑，塗料、各種乳膠的防凍劑，汽油、航煤的防冰劑，骨髓、血液、低溫保存的防凍劑等。
在氣體分離中的套用
在合成樹脂中的套用
在生產中DMSO 作為聚碸樹脂的聚合反應溶劑。DMSO 對許多天然樹脂、合成樹脂具有溶解性，對尼龍、滌綸、聚氯乙烯樹脂在中熱可以溶解。DMSO 用於人造革加工，還可用作聚氨酯反應釜清洗劑，丙烯腈共聚反應溶劑。
在焦化副產中的套用
在蒽醌生產中，用於蒽精製。在蒽油中加入DMSO 萃取精蒽，一次萃取含量可達到底98% 以上，用不著水反萃取回收DMSO ，工藝簡單。在萘精製中國外也有套用，在焦爐氣分離中用於回收有機硫化物。套用國外報導用DMSO 做金、鉑、鈮、鉭、錸和放射性元素的萃取添加劑，提高選擇性、溶解性和低溫晶析的防凍劑。
在電子工業中套用
DMSO 用於法拉級、超大容量電容器―― 液體雙電層電容器的電解質，電容器僅為微法拉容量， 而這種電容器可達到1～ 100 法拉。如：日本3～ 5V10F 、美國1.6V 100F電容器， 用於太陽能供電系統作為能量貯存元件， 電子計算機和機器人的信息保護電源和記憶元件。在電子元件、集成線路清洗中大量使用DMSO ，它具有對有機物、無機物、聚合物一次清除的功能，而且無毒、無味，容易回收。
在有機合成中的套用
DMSO 在化學反應中起到反應溶劑、反應試的雙重作用，對某些不能實現的反應在DMSO 中能順利進行，對某些化學反具有加速、催化作用，提高收率，改革產品性能。
1．親核取代反應： DMSO 為鹵代烷及磺酸酯親核離解溶劑，能生成加成物，反應速率比一般非質子溶劑快155 倍，在烷基化反應中占有重要地位。鹵代烷與無機氰化物反應製備腈，不易反應。在DMSO 中反應速度快，收率高。亞硝酸鈉與鹵代烷或a― 鹵代酯轉變為硝基物，也有類似效果。Swarts 反應不易製備芳烴氟化物，但在DMSO 中氟化鉀與氯代芳烴等易起置換反應製得產率很高的氟交換。溴苯與叔丁醇鉀在DMSO 中不用熱即生成苯叔丁醚。
2．消除反應：苄醇及脂肪族叔醇在DMSO 中生成稀，磺酸酯及鹵代烷在DMSO 中加熱生成烯。Cope 消除反應在DMSO 中室溫下能順利進行， 且反應速度比在水中快105 倍。
3．親電取代反應：在DMSO 中一些飽和碳原子上親電取代反應能快速進行。如：烯醇鈉鹽在苯中用鹵代烷烷基化時，加入0.65mol/L 濃度的DMSO ，能使反應，在DMSO 中比在二氧六環中快20 倍。有機物中氫-重氫在鹼催化下交換速率在DMSO 中比在醇中高109倍。在DMSO 使不對稱a― 碳消旋速率比在叔丁醇中高106 倍。
4．雙建重排：在DMSO 中經叔丁醇鉀催化可產生雙鍵重排，反應能在低溫下均相進行。
在水熱合成中的套用
在水熱合成過程中，可用來做溶劑，反應釜中DMSO 在120 ℃以上會發生分解，產生有毒氣體，有頭暈症狀，氣味非常難聞。使用時要注意防護，如果溫度超過120 ℃，開釜的時候應在通風櫥中進行，並帶防毒面具。在細胞凍存中的套用二甲基亞碸是一種重要的滲透型細胞保護劑。在深低溫（零下200 度）保存細胞時凍存過程中， 為防止細胞內液冰晶形成、滲透壓改變、細胞結構紊亂等導致的損傷， 有必要使用含有DMSO 冷凍保護劑。DMSO 能夠快速穿透細胞膜進入細胞中，降低冰點、延緩凍存過程， 同時提高細胞內離子濃度，減少細胞內冰晶的形成，從而減少細胞損傷。深低溫時二甲基亞碸的細胞毒性受到抑制。復甦時動作要快， 儘快洗掉二甲基亞碸， 否則會造成對細胞嚴重的毒性。二甲基亞碸（DMSO ）是最好的細胞凍存保護劑，但也是一種以細胞毒性很大的化學試驗劑。研究結果表明，培養液中DMSO 濃度為10% 時，細胞生長抑制率近100% ；1‰ 濃度時抑制率為35% ，即使是0.04 ‰的濃度， DMSO 對細胞的生長也有不利的影響。
